Page 163 - 《精细化工》2023年第3期
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第 3 期 陈 卓，等: 对孟烷氧化反应催化剂的制备、表征及工艺优化 ·619·
处为对孟烷（Ⅳ）。保留时间 2.136、8.999、9.465 min 环利用性能良好。
处为副产物异薄荷醇（Ⅱ），保留时间 27.023、
27.301 min 处为副产物薄荷酮（Ⅲ），化合物Ⅱ和Ⅲ
为 PMHP 进一步反应生成的产物 [18] 。保留时间
3.296、3.489 min 处为副产物 4-甲基-1-环己烯（Ⅴ），
保留时间 32.938 min 处为副产物 3-乙基-4-甲基-2-
戊烯（Ⅶ），二者分别为反应物对孟烷断键和开环反
应的生成物 [21] 。具体过程见图 13。
图 12 PMHP 的气相色谱图
Fig. 12 Gas chromatogram of PMHP
图 14 Co 催化剂（a）、Mn 催化剂（b）催化对孟烷氧化
反应的循环性能
Fig. 14 Cycling performances of Co catalyst (a) and Mn
catalyst (b) for the oxidation of p-menthane
2.7 催化机理
近年来，采用过渡金属催化剂进行烷基氧化的
研究取得了优异的成果。LYONS 等 [22] 提出了过渡金
属作为活性中心催化氧化反应并循环的机理；
ZHANG 等 [23] 提出了过渡金属催化剂与氧基紧密结
合，进而催化烷基氧化的机理。本文中对孟烷在过
渡金属催化剂条件下的反应机理与上述机理相似，
如图 15 所示。陶能烨 [24] 深入探讨了具有自由基的环
烷烃化合物的存在状态和 PMHP 的形成过程。
图 13 反应中的副反应
Fig. 13 Side reactions in reaction process
2.6 催化剂循环稳定性测试
在催化剂用量均为 15 g、对孟烷用量为 100 mL、
120 ℃、反应时间 8 h 的条件下，考察了 Co 催化剂
和 Mn 催化剂的重复使用性能，反应结束后将催化
剂从反应液分离，用无水乙醇洗涤催化剂，然后将
催化剂置于 80 ℃下干燥 1 h，循环使用，结果见图
14。由图 14 可知，当 Co 催化剂使用 5 次后，仍能
注：Me（金属缩写）代表 Co 和 Mn 金属。
保持 63.39%的对孟烷转化率、35.63%的 PMHP 选择 图 15 过渡金属催化剂催化 PMHP 制备的机理图
性；当 Mn 催化剂使用 5 次后，仍能保持 54.98%的 Fig. 15 Mechanism diagram of transition metal catalysts
对孟烷转化率和 29.44%的 PMHP 选择性。催化剂循 for the preparation of PMHP
