张弘，徐保明，张家晖，李俊，陈坤，唐强

(湖北省研究生工作站，湖北工业大学，湖北 武汉 430068)

催化氧化是石油化工、有机合成等行业中一类重要的官能团转换反应，是生产醇、醛、酮、羧酸等化合物的核心技术。以往的工业生产中，大多使用过渡金属体系来催化各类有机原料转化为需要的氧化产物[1]。随着社会和科学技术的发展，传统过渡金属体系也暴露出越来越多的不足，如常见的甲苯催化氧化生产所使用的钴或锰与溴化物组成的催化氧化体系，除了存在设备腐蚀的缺陷外，其还会造成一定程度的环境污染[2]。

近年来对一些有机小分子催化体系研究发现，N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)及含有N—OH结构的NHPI类似物在工业上常见有机原料如芳香烃[3]、环烷烃[4]的氧化过程中表现出良好的催化性能。同时，相比于过渡金属催化剂，NHPI成本更低廉、催化过程更清洁。因此，以NHPI或其类似物取代过渡金属催化剂构建催化体系，有望解决当前工业催化氧化所面临的问题，为绿色清洁催化体系发展提供新的方向。

1 NHPI催化体系

目前普遍认同的NHPI催化氧化的机理如图1。NHPI中的N—OH可以在氧气或助催化剂协助下脱去一个氢原子，转变为N-氧基邻苯二甲酰亚胺自由基(PINO)，该自由基再从底物的C—H键中夺取H转变回NHPI，同时使底物产生碳自由基，含碳自由基的底物再与氧气反应生成一系列氧化产物[5]。NHPI催化氧化的实质可以认为是N—OH得失氢所形成的NHPI和PINO相互转化的自由基链式反应。

图1 NHPI催化氧化的一般机理