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苯酚直接催化氧化的研究简介

林丹孙玉婷朱传方

【摘要】由苯直接羟基化制苯酚有几种催化反应，包括阳极氧化法、NO氧化法、HO氧化法、O直接

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氧化法，这些反应均具有良好的原子经济性和环境效益。

【关键词】苯酚催化氧化阳极一氧化二氮过氧化氢氧气

【作者简介】林丹、孙玉婷，华中师范大学化学教育研究所硕士研究生

【原文出处】《化学教育》（已收录）

苯酚是重要的有机化工原料，主要用于酚醛树脂、双酚A、环氧树脂、己内酰胺、苯胺

等的生产。苯酚除了从煤和石油的馏分中提取外，其余均用化学法合成，例如异丙苯法、氯

苯水解法、Raschig-Hooker法、苯磺化碱熔法、甲苯氧化法、环已烷氧化法、乙苯法、仲丁

[1]

苯法、甲酚加氢脱烷基化法等。其中，异丙苯法产量最高，但该法需要三步化学反应，流

程长，生产成本受副产物丙酮的价格的影响，且生产过程中有含酚废水排出，污染环境。随

着上世纪80年代末以来绿色化学观念的普及，人们从提高反应的原子经济性和绿色性方面

着手，开始研究如何利用苯直接羟基化制备苯酚。研究主要集中在氧化剂及相应的催化剂的

选择上，并取得了一定的研究成果，有些成果已经显示出了工业化的前景。

1阳极氧化法

Fujimoto等[2]

在隔离式电解池内用阳极氧化苯直接制苯酚，收率可达67%。反应中以三

氟乙酸（TFA）、二氯甲烷、三乙基胺（(CH)N）的混合液为工作液，铂片为阳极，碳棒

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为阴极，阴阳极溶液区用陶瓷圆筒做隔膜分开，原料苯加入阳极区电解液中，在室温下通以

电流密度为11.3mA/cm2的直流电，反应后将阳极的电解液（主要产物为苯酚钠）倒入水中

水解即可得到苯酚。该过程对于苯环的单羟基化很有效，目的产物的选择性和收率都较高。

反应中由于二氯甲烷对TFA的加成作用，导致TFA溶解度的增加；又由于大量的三乙基胺

的存在，使得CFCOO-的浓度大大增加，而电解产物三氟乙酰氧基苯由于苯环上的三氟乙

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酰氧基的强吸电子作用导致了苯环对氧化剂的相对惰性，使得进一步氧化反应的活性大大降

低，从而减少了苯酚继续氧化生成苯醌的连串副反应的发生，故苯酚的选择性和收率都得以

提高。

2NO氧化法

2

[3]O为氧化剂，使苯一步氧化成苯酚，在

在1983年，IwamotoM首次报道了使用N

2

550℃，以VO/SiO为催化剂，但苯转化率为10%，苯酚选择性仅为70%，且催化剂易失

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活和结焦。由于该反应具有高度的绿色性和直接性，有关这方面的研究很快引起了各国的兴

[4]

趣。Suzuki等通过实验证明了反应的活性中心是催化剂表面上的Lewis酸中心。进一步的

实验表明，如果HZSM5分子筛中含有少量的铁杂质，不仅催化剂活性大大提高，而且反应

可以在较低的温度下进行。

[5]

随后，PanovGI等发现含铁的酸性ZSM-5沸石催化剂在500～900℃的水蒸汽处理

1

后可极大地提高苯酚的产率，苯酚选择性接近100%，催化剂的稳定性也得到提高。目前，

由美国的Monsanto公司和俄罗斯的BIC研究所已将此技术通过中试，据认为可实现工业化

[6]O，且产物为苯酚和N

生产。此法不仅可充分利用己二酸生产中的N，是环境友好的化