CN1401425A - 用于氧化反应控制的相转移催化剂及氧化反应过程 - Google Patents

Abstract

一种用于氧化反应的反应控制的相转移催化剂可用通式Q_mH_nXM_pO₄₊₃，或Q_mMO₃(L)表示。这类催化剂本身不溶于反应介质中；但在反应物之一的作用下，能够形成可溶于反应介质中的活性物种；进而与另一反应物作用，使其选择性地反应；而当反应物之一被消耗完，催化剂即恢复到起始的结构便从反应体系中析出。通过简单的分离，催化剂就可以回收；回收后的催化剂可以循环使用，循环使用的效果与原催化剂的反应效果相当。这类催化剂的分离和多相催化剂相似，而在反应过程中则完全体现出匀相催化剂的特点，能够满足技术经济的要求，是适合大规模工业应用的新型催化剂。

Description

用于氧化反应控制的相转移催化剂 及氧化反应过程

技术领域

本发明涉及一种用于氧化反应的相转移催化剂及其氧化反应过程，特别是提供一种用于均相氧化反应的反应控制相转移催化剂及其氧化反应过程。

背景技术

催化过程是现代化学及其工业应用的核心。按照催化剂在反应过程中的形态，催化过程分为多相催化反应和匀相催化反应两种。目前，化学工业过程以多相催化反应为主，但由于匀相催化反应所具有的催化剂催化活性高，反应条件温和等优点，匀相催化反应也一直是基础研究与工业应用的重要分支。

匀相催化反应广泛应用的最大困难是：所使用的匀相催化剂由于完全溶解于反应体系，在反应结束后难于分离和回收[《匀相催化进展》，化学工业出版社，1990]。而大多数的匀相催化剂含有过渡金属，价格较贵，因此催化剂能否分离和回收是整个反应过程能否经济合理的一个关键因素。

目前，对于各种各样的匀相催化反应，还没有从反应体系中分离和回收催化剂的系统方法。曾进行了一些有益的尝试，如匀相催化剂的固载化[《Catalysis by Supported Complexes》，1981]，它是将匀相催化剂负载于无机载体(如SiO₂，硅藻土，活性炭等)上或通过化学作用键合在有机高分子载体(如聚苯乙烯系氯球等)上，形成不溶于反应体系的固体催化剂，这样能够在反应结束后方便地分离和回收催化剂。但这种方法会显著地降低匀相催化剂的催化活性，同时固载上的金属也容易脱落，造成贵金属的流失，因此实际应用的例子不多。

发明内容

本发明的目的在于克服一般的匀相催化剂难分离和回收的问题，提供一种新型的反应控制的相转移催化剂。该类催化剂在反应过程中完全表现出匀相催化剂的特点，催化活性高；而在整个反应后催化剂的分离则与多相催化剂相似，并且回收后的催化剂可以循环使用，循环使用的效果与原催化剂的反应效果相当。

本发明所提供的用于氧化反应的反应控制的相转移催化剂及其氧化反应过程的特征在于：在反应体系中所使用的催化剂本身不溶于反应介质中；但催化剂在投入的反应物之一的作用下形成溶于反应介质的活性物种；形成的活性物种与另一反应物作用，选择性地生成目标产物；当反应物之一被消耗完后，催化剂即恢复到起始结构便从反应体系中析出；催化剂可以方便地分离和回收，并可循环使用。以氧化反应为例，总反应过程如下式所示。 式中，R＝H或烷基

具体地说，本发明所涉及的相转移催化剂包括由通式Q_mH_nXM_pO_4+3p(I)所表示的杂多酸类化合物，其中，M是中心金属原子，可以是Mo、W或V等金属原子；Q是阳离子部分，可以用[R₁R₂R₃R₄N⁺]表示，其中R₁、R₂、R₃、R₄可以是H-、C₁-C₂₀直链或支链的烷基、环烷基、苄基，或R₁R₂R₃N是吡啶及其同系物；X是杂原子，可以是P或As；2≤m≤7，n＝0或1；p＝2、3、4。

另外，这种相转移催化剂还可以是由通式Q_mMO₃(L)(II)所表示的络合物，式中M是中心金属原子，可以是Mo、W等金属原子；Q是阳离子部分，可以是[R₁R₂R₃R₄N⁺]，其中R₁、R₂、R₃、R₄可以是H-、C₁-C₂₀直链或支链的烷基、环烷基、苄基，或R₁R₂R₃N是吡啶及其同系物；L是含N或O的二齿配体。当L为N、N二齿配体，包括R₁，R₂-2，2’-联吡啶(R₁、R₂可以是2～9位上的H-、C₁-C₂₀直链或支链的烷基、环烷基、芳基等取代基)，R₁，R₂，R₃-邻菲咯啉(R₁、R₂、R₃可以是2～9位上的H-、C₁-C₂₀直链或支链的烷基、环烷基、芳基等取代基)，m＝0；当L为N、O二齿配体，包括8-羟基喹啉、2-羧基吡啶、水杨醛和伯胺形成的西佛碱等，m＝1；当L为O、O二齿配体，包括β-羰基酮或酯，m＝1。上述这类催化剂本身不溶于反应介质中；但在氧源的作用下，形成溶于反应介质中的氧化活性物种；该氧化活性物种与另一反应物作用，使其选择性地氧化，得到目标氧化产物；而当氧源被消耗完，催化剂即恢复到起始结构便从反应体系中析出。这时通过简单的分离，如离心或过滤，这些催化剂可以方便地加以回收；回收后的催化剂可以循环使用，循环使用的效果与原催化剂的反应效果相当。

另外，本发明提供了一种进行反应控制的氧化反应过程，其特征在于：反应过程包含以下步骤：

(a)利用上述通式(I)或(II)所表示的相转移催化剂；

(b)在均相或水/油两相反应介质中，氧源与底物在反应控制相转移催化剂的催化下发生反应，生成产物；

(c)反应完成后，通过离心或过滤分离出反应控制相转移催化剂，催化剂可重复使用；

(d)氧化反应在-20℃-110℃下进行；

(e)底物与过氧化氢或烷基过氧化氢的比例是在1∶100到100∶1的范围。

在上述反应中，所使用的反应介质包括：醇类溶剂，可以是甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、叔丁醇，或其它醇；烷烃类溶剂，是C₅-C₁₈的直链烷烃、支链烷烃，或环烷烃；芳烃类溶剂，是苯、甲苯、乙苯、二甲苯、三甲苯，或其它单取代或多取代烷基苯；酯类溶剂，可以是脂肪酸酯、芳香酸酯，或磷酸三甲酯、磷酸三乙脂、磷酸三丙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯等磷酸三烷基酯；醚类溶剂，是烷基醚类、芳香基醚类或芳基烷基醚类；酮类溶剂，是二烷基酮类、芳基烷基酮类；腈类溶剂，是乙腈、苄腈；和卤代烃类溶剂，是卤代烷烃，或卤代芳烃；所使用的反应介质可以是单一溶剂，也可以是上述数种溶剂组成的混合溶剂。

在上述的反应中，所使用的氧源是过氧化氢(H₂O₂)或烷基过氧化氢(ROOH)。

在上述的反应中，所使用的过氧化氢是5％-90％的过氧化氢水溶液；所使用的烷基过氧化氢是叔丁基过氧化氢、乙苯过氧化氢、异丙苯过氧化氢或环己烷过氧化氢；所使用的氧源是直接投入的过氧化氢水溶液或烷基过氧化氢的溶液。

在上述的反应中，使用通过氧化反应原位产生的由取代氢醌原位生成的过氧化氢时，反应完成后，分离出催化剂、产物和未反应的原料，取代醌在过渡金属加氢催化剂的作用下与氢气反应，重新生成起始的取代氢醌。

上述所使用的取代氢醌具有下结构式所示的一般结构：其中R₅、R₆是H或C₁-C₁₀的烷基取代基，也可以使用2种或2种以上上述取代氢醌的混合物用于原位生成过氧化氢。

上述所使用的过渡金属加氢催化剂是含钯、铂、铬、铑、镍或钌催化剂。

在上述的反应中，所涉及的底物是烯烃、烷烃、芳烃、酮、醇、硫醚，或亚砜，所发生氧化反应是烯烃环氧化、烯烃段裂氧化成醛、酮或羧酸、烷烃羟基化、芳烃羟基化、醇氧化成酮、酮氧化成酯、硫醚氧化成亚砜，或亚砜氧化成砜。

所述烯烃环氧化反应涉及的烯烃底物包括至少含有一个碳碳双键的有机化合物，是芳香性的烯烃、脂肪性的烯烃、芳基烷基烯烃、环烯烃、直链烯烃和支链烯烃，例如丙烯、1-丁烯、2-丁烯、异丁烯、环戊烯、环己烯、苯乙烯等；或是二烯、三烯及含有更多碳碳双键的不饱和化合物，或者是不饱和的聚合物；或者不饱和脂肪酸及其形成的酯或甘油酯等衍生物；除烷基取代基外，烯烃底物还可含有其它取代基，如卤素、羧酸基、酯基、烷氧基、羟基、巯基、硝基、腈基、酰基或氨基，如氯丙烯、烯丙醇、苯基烯丙基醚；环氧化反应的底物是一种化合物，或者是几种化合物的混合物。

所述烯烃段裂氧化成醛、酮或羧酸反应的底物与上述烯烃环氧化反应的底物有相同的范围。

所述烷烃羟基化涉及的底物包括C₅-C₃₀的直链烷烃、支链烷烃、环烷烃及取代环烷烃，取代基还包括卤素、羧酸基、酯基、烷氧基、羟基、巯基、硝基、腈基、酰基或氨基。

所述芳烃羟基化涉及的底物包括C₆-C₃₀的芳烃和取代芳烃，除烃类取代基外，取代基还包括卤素、羧酸基、酯基、烷氧基、羟基、巯基、硝基、腈基、酰基或氨基。

所述醇氧化成醛或酮的反应底物包括芳香醇、脂肪醇、芳基烷基醇、环烷醇、直链醇或支链醇，并且二醇也能被氧化为相应的醛或酮。

所述酮氧化为酯的底物包括芳香酮、脂肪酮、芳基烷基酮、环酮、直链酮或支链酮。

所述硫醚氧化为亚砜的底物包括芳香硫醚、脂肪硫醚、芳基烷基硫醚、环硫醚、直链硫醚或支链硫醚。

所述亚砜氧化为砜的反应底物包括芳香亚砜、脂肪亚砜、芳基烷基亚砜、环亚砜、直链亚砜或支链亚砜。

本发明在各种氧化反应中的反应条件温和，反应温度在-20℃至110℃之间，较好的反应温度在30至100℃之间。另外，底物与过氧化氢或烷基过氧化氢的比例可以是在1∶100到100∶1的范围内，较好的范围是1∶10到10∶1。

本发明提供的新型的反应控制的相转移催化剂，可以将广泛的底物选择性地催化氧化成相应的氧化产物。在反应过程中催化剂溶解于反应体系，完全体现出匀相催化剂的特点与作用，因而反应条件温和；而在整个反应后，由于缺少氧源，催化剂从反应体系中析出。这样催化剂的分离和多相催化剂相似，这解决了前面提到的匀相催化剂难分离和回收的问题，能够满足技术经济的要求，是适合大规模工业应用的新型催化剂。

具体实施方式

下面通过实例对本发明给予进一步的说明。实例1环己烯的环氧化

40mmol环己烯溶解于40mL混三甲苯中，加入20mmol的15％过氧化氢水溶液(w/w)，0.2mmol的催化剂[(C₂H₅)₃NCH₂Ph]₂HAsMo₂O₁₀。65℃下，反应1小时后，环己烯的转化率为49.0％，环氧环己烷的选择性为95.2％。此时催化剂从反应体系中析出，离心后回收催化剂，真空干燥。蒸馏出有机层中未反应的原料环己烯和产物环氧环己烷。所得到的蒸馏底液再加入回收的环氧化催化剂、环己烯和过氧化氢，同上循环反应，反应结果如下表所示。

回收的催化剂可循环用于上述反应五次，反应结果如下表所示。催化剂循环次  环己烯转化率  环氧环己烷选择性

数                       ％                 ％新鲜催化剂                   49.0               95.2

I                        48.6               96.0

II                       48.2               96.5

III                      48.7               95.7

IV                       48.5               95.8

V                        48.6               95.7

改变反应体系的溶剂、氧源、催化剂，其余条件与实例1相同，环氧化反应的结果如下表所示。

                                                                        环己烯  环氧环己

                                                            温度溶剂       氧源           催化剂

                                                                        转化率  烷选择性

                                                            (℃)

                                                                          ％       ％叔丁醇    35％过氧化     [(C₆H₁₂)(C₂H₅)₂NH]₃[PMo₄O₁₆]  50          45.6     93.7

      氢溶液环己烷    叔丁基过氧     [(2-C₃H₇)₄N]₂HAsW₂O₁₀           45          35.8     95.2

      化氢溶液磷酸三    异丙苯过氧     [(CH₃)₃NCH₂Ph]₂HPMo₂O₁₀         55          46.7     93.1乙酯      化氢/异丙

      苯溶液苯甲醚    65％过氧化     [_-C₅H₅NC₄H₉]₇PV₄O₁₆          30          47.9     88.7

      氢溶液苯乙酮    乙苯过氧化     [(2-C₄H₉)-(_-                       35          38.9     82.7

      氢溶液         C₅H₄N)(C₆H₁₃)]₃[PMo₄O₁₆]苄腈      50％过氧化     [(t-C₄H₉)₂N(C₂H₅)₂]₃AsW₂O₁₀ 35          48.6     94.6

      氢溶液氯仿      环己烷过氧     [_-C₅H₅NC₁₂H₂₅]₂HPMo₂O₁₀      45          49.0     96.8

      化氧溶液

实例2环己烯的环氧化

2-甲基萘醌20mmol溶于15mL邻苯二甲酸二甲酯和15mL二异丁基甲醇的混合溶剂中，加入2％的5％Pd/C(W/W)催化剂，6atm氢气，45℃反应6小时，使2-甲基萘醌加氢达50％。停止加氢，过滤除掉Pd/C催化剂。然后向滤液中加入环己烯30mmol，催化剂[_-C₅H₅NC₄H₉]₇PV₄O₁₆ 0.09mmol，在1atm O₂下，65℃反应2小时，此时催化剂已经从反应体系中析出，环己烯的转化率为33.0％，环氧环己烷的选择性为98.3％。抽滤回收催化剂，得到的催化剂在常温下空气中自然干燥。蒸馏出未反应的原料环己烯和产物环氧环己烷。所得到的蒸馏底液加入2％Pd/C(W/W)催化剂，同上催化加氢后再加入回收的环氧化催化剂和环己烯，同上循环反应，反应结果如下表所示。催化剂循环次数                环己烯转化率               环氧环己烷选择性

                               ％                            ％新鲜催化剂                        33.0                          98.3

I                             33.1                          97.5

II                            32.8                          97.9

III                           32.7                          97.2

IV                            32.8                          97.3

V                             32.7                          97.0

改变反应体系的溶剂、还原剂、加氢催化剂，其余条件与实例2相同，环氧化反应的结果如下表所示。溶剂                 还原剂             加氢催化剂         环己烯     环氧环己烷

                                                       转化率       选择性

                                                        ％            ％β-甲基萘和磷酸三   1，2-二苯基亚肼     Raney Ni            32.8         98.2

辛酯均三甲苯和氢化      2-乙基蒽醌          Pd/Al₂O₃         33.3         96.4

萜松醇苯甲醚和邻苯二      对苯二酚            Pt/Al₂O₃         29.5         98.7

甲酸二乙酯C₉芳烃和醋酸甲     2，5-二乙基氢化     Ru/C                24.3         96.8

基环己酯        吡嗪

实例3丙烯的环氧化

20mmol 2-叔丁基蒽醌溶解于15ml混三甲苯和15ml磷酸三丁酯组成的混合溶剂中，在0.125g 5％Pd/C催化下，45℃、6atm H₂下进行加氢反应，当10mmol 2-叔丁基蒽氢醌生成后，终止反应。过滤除去Pd/C，母液通O₂完全氧化生成过氧化氢和2-叔丁基蒽醌。氧化液转移入带玻璃衬套的高压釜中，加入0.09mmol[_-C₅H₅NC₁₂H₂₅]₃[PW₄O₁₆]并充入60mmol丙烯，50℃下反应4小时。丙烯相对于2-叔丁基蒽氢醌的转化率为90％，生成环氧丙烷的选择性为95％。反应后析出的催化剂通过离心分离回收，用于下次反应。分离出反应母液中未反应的丙烯、环氧丙烷和水，2-叔丁基蒽醌可在5％Pd/C催化下加氢，重新生成2-叔丁基蒽氢醌。催化剂循环使用3次的结果见下表。催化剂循环                  丙烯转化                   环氧丙烷选次数                         率                         择性

                        (对氢醌，                   (对丙烯，

                           ％)                         ％)新鲜催化剂                     90                          95

I                          89                          93

II                         89                          94

III                        88                          91

其它一些反应控制相转移催化剂也可催化丙烯环氧化。结果见下表。

                                                         丙烯转化率          环氧丙烷选

                                                温度溶剂          催化剂                 还原剂                (对还原               择性

                                                (℃)

                                                          剂，％)           (对丙烯，％)甲苯和磷酸三    [(C₆H₁₂)₄N]₃       2-乙基蒽     75          40                  96辛酯         [PMo₄O₁₆]            氢醌邻苯二甲酸二    [_-C₅H₅NC₁₆H₃₃]₃ 2-丁基蒽     55          90                  95甲酯和磷酸三    [PW₃O₁₃]             氢醌乙脂叔丁醇        [(C₂H₅)₃NCH₂Ph]₂ 1，2-二苯基  55          83                  91

            [HAsW₂O₁₀]           亚肼C₉芳烃和醋酸   [(C₄H₉)₃NCH₂Ph]₃ 2，5-二乙基  60          88                  88甲基环己酯      [PW₄O₁₆]             氢化吡嗪二甲苯和氢化    [_-C₅H₅NC₁₄H₂₉]₃ 2，3-二乙基  35          90                  82萜松醇        [AsW₄O₁₆]            萘氢醌

催化剂在反应结束后，均以沉淀的形式从反应体系中析出，经简单的过滤或离心分离回收，可循环使用。反应中所使用的还原剂在反应中被氧化，反应后可经催化加氢使其复原，再重复使用。

实例4 2-丁醇氧化制2-丁酮

40mmol 2-丁醇溶解于50mL二氯乙烷中，加入20mmol的35％过氧化氢的水溶液中(w/w)，0.2mmol的催化剂[(C₂H₅)₃NCH₂Ph]₂HAsMo₂O₁₀。65℃下，反应1小时后，2-丁醇的转化率为31.0％，2-丁酮的选择性为88.2％。此时催化剂从反应体系析出，离心后回收催化剂，真空干燥。回收的催化剂可循环用于上述反应三次，反应结果如下表所示。催化剂循环次数                  2-丁醇Conv.％              2-丁酮Selectivity％新鲜催化剂                          31.0                           88.2

I                               30.6                           89.0

II                              31.2                           88.0

III                             31.7                           88.1

实例5 1-庚烯的环氧化

将2-乙基蒽醌20mmol溶于15mL C₉芳烃和15mL醋酸甲基环己酯的混合溶剂中，加入2％的5％Pd-C(W/W)催化剂，6atm氢气，45℃反应6小时，使2-乙基蒽醌加氢达50％。停止加氢，过滤除掉Pd-C催化剂。然后向滤液中加入1-庚烯30mmol，催化剂[(n-C₈H₁₇)₄N]₂HAsW₂O₁₀0.09mmol，在1atm O₂下，65℃反应6小时，此时催化剂已经从反应体系析出，1-庚烯的转化率为31.0％，1，2-环氧庚烷的选择性为93.7％。抽滤回收催化剂，得到的催化剂在常温下空气中自然干燥，再循环用于上述反应三次，反应结果如下表所示。催化剂循环次数            1-庚烯Conv.％       1，2-环氧庚烷Selectivity％新鲜催化剂                   31.0                       93.7

I                        31.1                       92.5

II                       30.8                       93.9

III                      30.7                       93.2

实例6异丁子香酚(1)和反式阿魏酸(2)氧化制香草醛(3)

30.5mmol 1或2溶解于40mL叔丁醇中，加入91.5mmol的85％过氧化氢水溶液(W/W)。反应溶液用无水MgSO₄干燥后，加入0.3mmol(1mol％)的[(t-C₄H₉)₄N]₃PMo₄O₁₆催化剂。60℃下反应2小时后，1或2的转化率均达100％，3的产率＞60％。用10％的NaHSO₃水溶液分解未反应的H₂O₂后，催化剂从反应体系析出。离心回收催化剂，得到的催化剂在＜50℃下真空干燥后，可循环用于上述反应。

实例7甲基苯基硫醚氧化制甲基苯基亚砜

40mmol甲基苯基硫醚溶解于20mL氯仿中，加入10mmol的1mol/L异丙苯过氧化氢/异丙苯溶液，再加入0.1mmol的(I)催化剂。0℃下反应2小时后，催化剂从反应体系析出，甲基苯基硫醚的转化率达24.3％，甲基苯基亚砜的产率为23.1％。析出的催化剂过滤后回收，真空干燥后，可循环用于上述反应。

实例8 1-甲基环己烯氧化制正庚酸-6-酮

1-甲基环己烯10mmol溶于20mL叔丁醇中，加入40mmol的15％过氧化氢水溶液(W/W)，再加入0.05mmol的[(n-C₆H₁₃)₄N]₂HPMo₂O₁₀催化剂。80℃下反应24小时后，正庚酸-2-酮的产率为90％。然后用10％的NaHSO₃水溶液分解未反应的H₂O₂，此时催化剂从反应体系析出。离心后回收催化剂，真空干燥后，可循环用于上述反应。

实例9环己酮氧化制己内酯

环己酮40mmol溶于40mL乙腈中，加入10mmol的50％过氧化氢水溶液(w/w)，再加入0.2mmol的[(CH₃)₃NCH₂Ph]₇PV₄O₁₆。25℃反应28小时后，催化剂从体系中析出。环己酮的转化率为18％，己内酯的选择性为92％。析出的催化剂过滤回收，真空干燥后，可循环用于上述反应。

实例10环己烷氧化制环己醇和环己酮

在43ml环己烷中，加入40mmol 35％过氧化氢水溶液(w/w)，再加入1mmol[N(C₆H₁₃)₄]₅[PV₂O₁₀]。65℃下，反应12小时后，催化剂从体系中析出。环己烷转化率为55％(对过氧化氢)，环己醇的选择性为31％，环己酮的选择性为57％。析出的催化剂过滤回收，真空干燥后，可循环用于上述反应。

由上述的实例表明，采用本发明所提供的新型的反应控制的相转移催化剂，在合适的反应介质中，按照发明所提供的条件，可以选择性地将广泛的底物催化制成不同的产物。在反应过程中催化剂溶解于反应体系中，完全体现出匀相催化剂的特点与作用，因而反应条件温和；而在整个反应后，由于缺少某一反应物，催化剂不溶于反应体系，易于分离回收和循环使用。这样催化剂的分离和多相催化剂相似，能够满足技术经济的要求，是适合大规模工业应用的新型催化剂。

Claims (11)

1.一种用于氧化反应的反应控制的相转移催化剂，其特征在于：催化剂本身不溶于反应介质中；但在反应物之一的作用下，能够形成可溶于反应介质中活性物种；进而与另一反应物作用，使其选择性地反应，得到目标产物；而当反应物之一被消耗完，催化剂即恢复到起始结构便从反应体系中析出；所述催化剂为用结构式表示的杂多酸类化合物Q_mH_nXM_pO_4+3p，式中，M是中心金属原子，是Mo、W或V金属原子；Q是阳离子部分，用[R₁R₂R₃R₄N⁺]表示，其中R₁、R₂、R₃、R₄是H-、C₁-C₂₀的直链或支链的烷基、环烷基、苄基，或R₁R₂R₃N是吡啶及其同系物；X是杂原子，是P或As；2≤m≤7，n＝0或1；p＝2、3、4。

2.按照权利要求1所述的相转移催化剂，其特征在于所述这些催化剂为用结构式表示的络合物Q_mMO₃(L)，其中，M是中心金属原子，是Mo、W等金属原子；Q是阳离子部分，是[R₁R₂R₃R₄N⁺]，其中R₁、R₂、R₃、R₄是H-、C₁-C₂₀的直链或支链的烷基、环烷基、苄基，或R₁R₂R₃N是吡啶及其同系物；L是含N或O的二齿配体；当L为N、N二齿配体，包括R₁，R₂-2，2’-联吡啶(R₁、R₂是2～9位上的H-、C₁-C₂₀的直链或支链的烷基、环烷基、芳基等取代基)，R₁，R₂，R₃-邻菲咯啉(R₁、R₂、R₃是2～9位上的H-、C₁-C₂₀的直链或支链的烷基、环烷基、芳基等取代基)，m＝0；当L为N、O二齿配体，包括8-羟基喹啉、2-羧基吡啶、水杨醛或取代水杨醛和伯胺形成的西佛碱等，m＝1；当L为O、O二齿配体，包括β-羰基酮或酯，m＝1。

3.一种进行反应控制的氧化反应过程，其特征在于：反应过程包含以下步骤：

(a)利用权利要求1或2所述的相转移催化剂；

(b)在均相或水/油两相反应介质中，氧源与底物在反应控制相转移催化剂的催化下发生反应，生成产物；

(c)反应完成后，通过离心或过滤分离出反应控制相转移催化剂，催化剂可重复使用；

(d)氧化反应在-20℃-110℃下进行；

(e)底物与过氧化氢或烷基过氧化氢的比例是在1∶100到100∶1的范围。

4.按照权利要求3所述的氧化反应过程，其特征在于：所使用的反应介质包括：醇类溶剂，是甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇或叔丁醇；烷烃类溶剂，是C₅-C₁₈的直链烷烃、支链烷烃，或环烷烃；芳烃类溶剂，是苯、甲苯、乙苯、二甲苯、三甲苯，或其它单取代或多取代烷基苯；酯类溶剂，是脂肪酸酯、芳香酸酯，或磷酸三甲酯、磷酸三乙脂、磷酸三丙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯等磷酸三烷基酯；醚类溶剂，是烷基醚类、芳香基醚类或芳基烷基醚类；酮类溶剂，是二烷基酮类、芳基烷基酮类；腈类溶剂，是乙腈、苄腈；或者卤代烃类溶剂，是卤代烷烃，或卤代芳烃；所使用的反应介质可是单一溶剂，或是上述数种溶剂组成的混合溶剂。

5.按照权利要求3所述的氧化反应过程，其特征在于：所使用的氧源是过氧化氢(H₂O₂)或烷基过氧化氢(ROOH)。

6.按照权利要求5所述的氧化反应过程，其特征在于：所使用的过氧化氢是5％-90％的过氧化氢水溶液；所使用的烷基过氧化氢是叔丁基过氧化氢、乙苯过氧化氢、异丙苯过氧化氢或环己烷过氧化氢的溶液。

7.按照权利要求3所述的氧化反应过程，其特征在于：当使用的氧源为由取代氢醌原位生成的过氧化氢时，反应完成后，分离出催化剂、产物和未反应的原料，取代醌在过渡金属加氢催化剂的作用下与氢气反应，重新生成起始的取代氢醌。

8.按照权利要求7所述的氧化反应过程，所使用的取代氢醌具有下述所示的一般结构：

其中R₅、R₆是H或C₁-C₁₀的烷基取代基，也可以使用2种或2种以上上述取代氢醌的混合物用于原位生成过氧化氢。

9.按照权利要求8所示的氧化反应过程，所使用的过渡金属加氢催化剂是含钯、铂、铬、铑、镍或钌催化剂。

10.按照权利要求3所述的氧化反应过程，其特征在于：所涉及的氧化反应是烯烃环氧化、烯烃段裂氧化成醛、酮或羧酸、烷烃羟基化、芳烃羟基化、醇氧化成酮、酮氧化成酯、硫醚氧化成亚砜，或亚砜氧化成砜。

11.按照权利要求10所述的氧化反应过程，其特征在于：所述烯烃环氧化反应涉及的烯烃底物包括至少含有一个碳碳双键的芳香性烯烃、脂肪性烯烃、芳基烷基烯烃、环烯烃、直链烯烃和支链烯烃；或是二烯、三烯及含有更多碳碳双键的不饱和化合物，或者是不饱和的聚合物；或者不饱和脂肪酸及其形成的酯或甘油酯等衍生物；除烷基取代基外，烯烃底物还可含有其它取代基，如卤素、羧酸基、酯基、烷氧基、羟基、巯基、硝基、腈基、酰基或氨基；环氧化反应的底物是一种化合物，或者是几种化合物的混合物；所述烯烃段裂氧化成醛、酮或羧酸反应的底物与上述烯烃环氧化反应的底物有相同的范围；

所述烷烃羟基化涉及的底物包括C₅-C₃₀的直链烷烃、支链烷烃、环烷烃及取代环烷烃，取代基还包括卤素、羧酸基、酯基、烷氧基、羟基、巯基、硝基、腈基、酰基或氨基；

所述芳烃羟基化涉及的底物包括C₆-C₃₀的芳烃和取代芳烃，除烃类取代基外，取代基还包括卤素、羧酸基、酯基、烷氧基、羟基、巯基、硝基、腈基、酰基或氨基；

所述醇氧化成醛或酮的反应底物包括芳香醇、脂肪醇、芳基烷基醇、环烷醇、直链醇或支链醇，并且二醇也能被氧化为相应的醛或酮；

所述酮氧化为酯的底物包括芳香酮、脂肪酮、芳基烷基酮、环酮、直链酮或支链酮；

所述硫醚氧化为亚砜的底物包括芳香硫醚、脂肪硫醚、芳基烷基硫醚、环硫醚、直链硫醚或支链硫醚；

所述亚砜氧化为砜的反应底物包括芳香亚砜、脂肪亚砜、芳基烷基亚砜、环亚砜、直链亚砜或支链亚砜。