四丙基高钌酸铵的应用与研究

概述

四丙基高钌酸铵的分子式是C₁₂H₂₈NO₄Ru，分子量为351.425，化工中间体一种。常温常压下稳定，性状为绿色晶体状粉末，与氧化剂一起加热会爆炸。因此，储存与运输过程中需要避免与强氧化剂，有机材料，强还原剂，热源接触。

制备方法

金属催化剂制备技术领域报道的四丙基高钌酸铵的制备方法包含如下步骤：(1)将碳酸钠，过碘酸钠和水混合，得到第一混合溶液；(2)将所得第一混合溶液和氯化钌水合物混合，得到第二混合溶液；(3)将所得第二混合溶液和ⁿPr₄NOH溶液混合后反应，生成四丙基高钌酸铵。该方法将反应置于溶液中进行，取代了惰性气体氛围，替换了原料RuO₄，缩短了反应周期，提高了反应收率，目标产物收率大于99%，纯度大于99%[1]。

此外，用含钌的工业废渣也可以批量制备四丙基高钌酸铵。具体地，以醋酸钌废渣为原料，在熔剂中，碱熔，水浸，获得含钌溶液；再在以硫酸为介质，对钌溶液进行氧化蒸馏，钌被氧化为RuO₄；将适量的氢氧化钠和四丙基氢氧化铵溶于适量的水中，在低温条件下，再通入RuO₄气体，得到绿色固体四丙基高钌酸铵，以钌计产率为99.76%。该制备方法实现了废液的循环利用，能够大大降低生产成本，步骤易操作，产率高，易实现产业化批量生产[2]。

应用与研究

四丙基高钌酸铵具有强氧化性，可作为氧化剂使用。例如，以焦脱镁叶绿酸-a甲酯为起始 原料得到3-甲酰基焦脱镁叶绿酸-a甲酯，与苄基溴化镁进行Grignard反应将其3-位甲酰基转化为1-羟苄基。选用四丙基高钌酸铵和N-甲基吗啉N-氧化物混合氧化剂实施氧化而生成3-位苯乙酰基焦脱镁叶绿酸衍生物。再与苄基溴化镁进行Grignard反应，分别 得到二氢卟吩叔醇和二氢卟吩仲醇。在干燥苯中酸催化对上述中间体化合物实施脱水，给出cis-结构的3-位双苯基取代的焦脱镁叶绿酸-a甲酯衍生物，采用相同的格氏和脱保护反应，分离出二苯基取代二氢卟吩酮醇。所合成的3-位苯基取代的新叶绿素类二氢卟吩衍生物的化学结构均可以通过UV，1H NMR及元素分析予以证明[3]。

胺的氧化反应是有机合成中最基本的反应之一，它可以产生多种增值产物，如肟，腈，亚胺，酰胺等。这些产品包括现代化学工业中关键的含氮的合成模块。与醇的氧化不同，关于胺的直接氧化的报道相对较少。这主要是由于氮中心相对于氧的较高的反应活性，从而导致产物的选择性降低。尽管如此，由于胺类化合物可以通过各种各样的化学转化而容易得到，因此胺类化合物直接氧化生成相应的氧化产物是首选。在胺的氧化产物中，醛酮是各种化学反应的前体，其广泛的存在于医药中间体，材料研发以及精细化学品工业中。尽管许多从醇中获得醛酮的氧化方法已成功地应用于合成化学和大规模工业过程中，但胺的广泛可用性促使我们将其视为氧化制备所需醛或酮的可行底物。因此发展新型醛酮的合成方法对于工业生产应用和基础科学研究都具有十分重要的意义。以四丙基高钌酸铵为氧化剂，4-甲基吗啉-N-氧化物为助氧化剂，通过对溶剂，催化使用量，氧化剂使用量，添加剂等影响因素的筛选，最终确定了由钌催化氧化伯胺生成醛酮的最佳反应条件，并对该反应的底物适用范围进行了大量的探索尝试。该催化体系还具有底物操作简单，底物适用范围广，产品收率高等优点。同时该反应还可以放大到克级规模进行，为醛酮的合成提供了一种简便，高效的新途径[4]。

参考文献

[1]杨立强,陈华,黄鹏,等.一种四丙基高钌酸铵的制备方法:CN202210739830.0[P].CN202210739830.0.

[2]侯文明,晏彩芬,候文亮,等.用含钌废渣批量制备四正丙基过钌酸铵(Ⅶ)[J].贵金属, 2023, 44(S01):111-114.

[3]赵丽丽,王朋,刘超,等.二氢卟吩醛的格氏反应及其3-位苯基取代叶绿素衍生物的合成[J].烟台大学学报：自然科学与工程版, 2010, 23(3):7.DOI:10.3969/j.issn.1004-8820.2010.03.004.

[4]马诗强.钌催化的伯氨氧化合成醛酮的反应研究[D].江西师范大学,2021.