本发明涉及有机合成催化，具体涉及一种baeyer-villiger氧化反应的lewis酸催化剂及其制备方法和应用。
背景技术：
1、baeyer-villiger氧化反应是一种将酮转化为相应的酯或内酯的反应，反应产物被广泛用作生产抗生素、类固醇、信息素等药物高分子与精细化学品。根据氧化剂的不同，baeyer-villiger氧化又可以分为双氧水(h2o2)氧化法、过氧酸氧化法、氧气(o2)/醛类共氧化法和生物氧化法等工艺。相较于后两种工艺路线，双氧水(h2o2)氧化法和过氧酸氧化法工艺路线中酯或内酯选择性高、副产物少、环境污染小且适于大规模生产，受到了人们的高度重视。但是此工艺仍存在催化剂活性和选择性低、再生性差、成本高等重要难题。因此，开发一种绿色、高效的baeyer-villiger氧化催化剂对于工业化制备酯类化合物具有重要意义，也具有挑战性。
2、近几十年来，因为分子筛催化剂具有发达的三维孔道、可调变酸性、良好的热及水热稳定性等优势，其在baeyer-villiger氧化反应中的应用引起了人们的关注。2001年，corma等人(nature，2001，412:423-425.)首次发现sn-β分子筛具有baeyer-villiger氧化反应活性，该催化剂催化氧化环己酮生成己内酯。但是，该催化剂制备过程使用了大量有机模板剂，甚至需要引入氟离子，这不仅增加了该催化剂的生产成本，而且不利于环保。2016年，吴鹏等人(journal of physical chemistry c，2016，120(41)：23613-23624；appliedcatalysisa：general，2016，519：155-164)采用后改性方法，制备了一种sn-y分子筛催化剂并应用于baeyer-villiger氧化反应，该催化剂制备过程使用了sncl4蒸汽处理和(nh4)2sncl6酸性液体处理，不仅增加能耗、过程复杂，而且生成大量锡氧化物团簇，堵塞沸石孔道，影响反应物和产物的扩散，破坏分子筛骨架结构，降低稳定性。除了锡(sn)催化剂外，锗(ge)催化剂也被开发并用于baeyer-villiger氧化反应。有文献报道(microporous andmesoporous materials，2023，348：112340；science china chemistry，2024，1-10)大孔锗硅分子筛催化剂，具有较好的催化氧化环己酮或金刚烷酮为内酯的活性和选择性，但是该大孔分子筛的制备过程仍需要使用价格较为昂贵的烷基取代咪唑作为模板剂，并且该分子筛合成温度较高，晶化时间较长，易形成无定形，结晶度较低。
3、锡负载的分子筛催化剂和大孔锗硅分子筛催化剂，其中具有baeyer-villiger氧化反应活性位点的是lewis酸中心，锌作为更为廉价的lewis酸中心用于baeyer-villiger氧化反应鲜有报道。这可能是研究者还未开发出具有较高活性的锌lewis酸催化剂。因此，开发一种廉价且具有高活性、高选择性的lewis酸催化剂应用于baeyer-villiger氧化反应，对于酯或内酯化合物的制备具有重要意义。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种baeyer-villiger氧化反应的lewis酸催化剂及其制备方法和应用，采用本发明的方法，该催化剂制备工艺简单、成本低廉，且催化剂稳定，反应活性和选择性高，具有更好的工业应用前景。
2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
3、一种用于baeyer-villiger氧化反应的lewis酸催化剂，所述lewis酸催化剂由锌盐与沸石分子筛反应制备得到，锌盐与沸石分子筛中的硅羟基或质子酸(h+)位点发生化学反应，生成具有较强lewis酸性的锌离子活性中心，如zn[cl]+、[znoh]+、zn2+，同时这些锌离子lewis酸中心分散于沸石分子筛发达的孔道系统，促使锌lewis酸中心可以较好的吸附酮类化合物，从而进行baeyer-villiger氧化反应。
4、在本发明优选的实施方式中，所述锌盐为zn(no3)2、zn(ch3coo)2、zncl2中的一种或多种。
5、在本发明优选的实施方式中，所述沸石分子筛为y沸石分子筛、zsm-5沸石分子筛、beta沸石分子筛中的一种。
6、本发明的另一个目的是提供一种上述任一项所述的lewis酸催化剂的制备方法，包括以下步骤：
7、将锌盐与沸石分子筛进行机械研磨或浸渍，之后于500～700℃温度下焙烧0.5～2h，通过焙烧提高催化剂的活性和稳定性，得到lewis酸催化剂。
8、在本发明优选的实施方式中，所述锌盐与沸石分子筛的质量比为0.005～1:1，其中，锌盐按zno的质量比计算。
9、本发明的第三个目的是提供一种上述任一项所述的lewis酸催化剂在催化baeyer-villiger氧化反应中的应用，应用方法为：将酮类化合物、氧化剂和所述lewis酸催化剂于反应溶剂中混合，反应后得到酯类化合物。
10、在本发明优选的实施方式中，所述酮类化合物为环己酮、环戊酮、环丁酮、金刚烷酮中的一种。
11、在本发明优选的实施方式中，所述氧化剂为双氧水、叔丁基过氧化氢中的一种，所述反应溶剂为氯苯、溴苯、氟苯、苯胺、二氧六环中的一种或几种。
12、在本发明优选的实施方式中，所述lewis酸催化剂、酮类化合物、氧化剂的质量比为0.05～0.30:1:0.10～0.20。
13、在本发明优选的实施方式中，所述反应温度为70～120℃，反应时间为0.5～8h。
14、与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
15、1、本发明通过将锌盐与沸石分子筛通过机械研磨或浸渍，之后进行焙烧提高催化剂的活性和稳定性，得到用于baeyer-villiger氧化反应的lewis酸催化剂，本发明在催化剂的制备过程中，锌盐与沸石分子筛中的硅羟基或质子酸(h+)位点发生化学反应，生成具有较强lewis酸性的锌离子活性中心，如zn[cl]+、[znoh]+、zn2+，同时这些锌离子lewis酸中心分散于沸石分子筛发达的孔道系统，促使锌lewis酸中心可以较好的吸附酮类化合物，从而进行baeyer-villiger氧化反应。
16、2、本发明设计的baeyer-villiger氧化反应催化剂为新型lewis酸催化剂，其制备路线简单、成本低廉，可以催化多种底物酮的baeyer-villiger氧化反应。其反应条件温和，产物收率高，催化剂用量少，催化剂和产物易分离，且催化剂可多次循环利用，催化活性不变，具有更好的工业化应用前景。
1.一种用于baeyer-villiger氧化反应的lewis酸催化剂，其特征在于，所述lewis酸催化剂由锌盐与沸石分子筛反应制备得到，其中，锌盐与沸石分子筛中的硅羟基或质子酸位点发生化学反应，生成锌离子lewis酸性活性中心，同时锌离子lewis酸活性中心分散于沸石分子筛的孔道内。
2.根据权利要求1所述的用于baeyer-villiger氧化反应的lewis酸催化剂，其特征在于，所述锌盐为zn(no3)2、zn(ch3coo)2、zncl2中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的用于baeyer-villiger氧化反应的lewis酸催化剂，其特征在于，所述沸石分子筛为y沸石分子筛、zsm-5沸石分子筛、beta沸石分子筛中的一种。
4.一种权利要求1～3任一项所述的lewis酸催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的lewis酸催化剂的制备方法，其特征在于，所述锌盐与沸石分子筛的质量比为0.005～1:1。
6.一种权利要求1～3任一项所述的lewis酸催化剂在催化baeyer-villiger氧化反应中的应用，其特征在于，应用方法为：将酮类化合物、氧化剂和所述lewis酸催化剂于反应溶剂中混合，反应后得到酯类化合物。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述酮类化合物为环己酮、环戊酮、环丁酮、金刚烷酮中的一种。
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述氧化剂为双氧水、叔丁基过氧化氢中的一种，所述反应溶剂为氯苯、溴苯、氟苯、苯胺、二氧六环中的一种或几种。
9.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述lewis酸催化剂、酮类化合物、氧化剂的质量比为0.05～0.30:1:0.10～0.20。
10.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述反应温度为70～120℃，反应时间为0.5～8h。
