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对甲氧基苯甲醛是重要的有机合成中间体，广泛应用于医药工业、食品香料与香精、功能高分子材料、染料、日用化妆品、农药、电镀等领域。对甲氧基苯甲醛的制备方法很多，其中以对甲氧基甲苯最为廉价易得，但目前以对甲氧基甲苯为原料的方法存在工艺路线长、环境污染严重、能源消耗大的问题。而且，由于对甲氧基甲苯中的—CH3受到取代基的影响，使其氧化条件的选择尤为关键，若采用剧烈的氧化条件则会导致深度氧化，进而使产物的选择性变差;若选择过于缓和的条件又不能将其氧化或导致原料的转化率过低。如何通过采用高效催化体系及调控反应条件提高转化率和产物的选择性，具有重要的研究价值。金属卟啉类化合物能够从结构和功能上模拟细胞色素P-450，可在温和条件下活化分子氧，从而有效地解决上述问题。因此，本文致力于研究金属卟啉催化氧气氧化对甲氧基甲苯制备对甲氧基苯甲醛的新方法及作用机制。 首先设计合成了一系列轴向无氯配体和轴向带氯配体的对称(A4型)及不对称(A2B2型)金属卟啉，并对其催化氧化对甲氧基甲苯的催化活性和选择性进行了系统深入的研究。具体研究内容及结果如下: 1、探讨了金属卟啉在对甲氧基甲苯催化氧化反应中的性能和规律。通过系统地研究加压条件下不同结构金属卟啉催化剂的催化作用，得到金属卟啉的催化活性大小顺序为:铁卟啉＞钴卟啉＞锰卟啉;选择性顺序依次为:铁卟啉＞锰卟啉＞钴卟啉;不同取代基的铁卟啉中，环外取代基为吸电子基的金属卟啉催化活性优于环外取代基为供电子基的金属卟啉;邻位取代金属卟啉的催化活性均低于对位取代金属卟啉的催化活性;A2B2型铁卟啉的选择性高于A4型铁卟啉的选择性，并通过量子化学计算A2B2型铁卟啉和A4型铁卟啉的微观结构和轨道能级，得到A2B2型铁卟啉的ΔEH-L值小于相应的A4型铁卟啉，使其在理论上更有利于轴向吸附及活化氧气，且具有更高的选择性，计算得到的规律与实验结果规律相符。 2、对对甲氧基甲苯氧化制备对甲氧基苯甲醛过程中各步反应的热力学进行了研究，得到对甲氧基甲苯氧化反应中各步反应ΔH均小于零，说明各步反应均为放热反应;各步反应的ΔG均为负值，说明各步反应在理论上均可自发进行;各步反应平衡常数均随反应温度的升高而降低。 3、系统地研究了各因素对反应的影响，得到较优的反应条件，即对甲氧基甲苯初始浓度1.0 mol/L，NHPI0.05mol/L，乙腈17.5 mL，催化剂T(p-Cl)PPFeCl0.04 mmol/L，反应温度100℃，反应压力0.2MPa，反应时间6h。在上述优化反应条件下，得到较优的转化率(34.9％)和对甲氧基苯甲醛选择性(41.3％)。 4、初步探讨了对甲氧基甲苯氧化反应体系的机理，将文献调研与实验结果相结合，初步推测了金属卟啉-NHPI催化氧化对甲氧基甲苯的反应机理，认为对甲氧基甲苯氧化遵循自由基机理。