2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物的制备工艺及应用研究

2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物的基本信息：

常用名称：TEMPO；2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物

CAS NO：2564-83-2

色谱纯度：≥99.0%

分子式：C9H18NO

分子量：156.25

熔点：36-38 °C(lit.)

密度：1g/cm3

用途：捕获自由基、猝灭单线态氧和选择性氧化

化学简介：

2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物（简称TEMPO ，CAS号：2564-83-2）是一种稳定的有机自由基，呈橙红色固体，具有良好的热稳定性和氧化催化性能。TEMPO 在有机合成中主要用于选择性氧化醇类化合物，广泛应用于医药、精细化工及材料改性领域。

常用原料：

TEMPO的合成通常选用2,2,6,6-四甲基哌啶或其4-羟基衍生物作为起始原料。这类原料价格适中，易于采购，适合实验室与工业放大使用。

制备方法：

TEMPO 的制备主要通过氧化反应实现。常见的氧化方法包括m-CPBA氧化法、次氯酸钠氧化法以及以氧气为氧化剂的催化氧化法。其中，m-CPBA氧化法适合实验室操作，反应温和、副产物少；而次氯酸钠法成本低，适合工业化生产。

m-CPBA氧化工艺：

将2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇溶解于二氯甲烷中，在0°C条件下缓慢滴加m-CPBA，搅拌反应2~3小时，再升温至室温完成反应。反应后中和、萃取、干燥、浓缩，并重结晶得到高纯度TEMPO 。

应用领域：

TEMPO 最主要的用途是作为醇类氧化的催化剂，可高选择性地将伯醇氧化为醛，仲醇氧化为酮。此外，它还用于控制自由基聚合反应和纤维素的定点氧化改性，如制备TEMPO氧化纳米纤维素（TOCNs）。

发展前景：

随着绿色化学理念的推广，TEMPO 作为高效、环保的氧化催化剂，应用范围将持续拓展。未来重点研究方向包括更绿色的合成工艺、更高效的催化体系及TEMPO衍生物的开发。

2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物在有机化学中的重要性日益凸显，掌握其高效制备方法及合理应用，对推动新材料开发和清洁合成工艺具有积极意义。