- Baeyer-Villiger反应概述
1899年，AdolfBaeyer和Victor Villiger首次报道了将薄荷酮和香芹酮转化为对应的内酯的研究。薄荷酮的氧化反应如图1所示，其中氧化剂为过硫酸，因此将此类反应以他们的名字命名为Baeyer-Villiger反应（以下简称BV反应）[1]。
图1.薄荷酮的氧化反应
从此之后，这种合成方法为许多反应树立了标杆，现在Baeyer-Villiger反应已被广泛应用于香水、农药、医药、固醇类、抗生素、信息素以及聚合单体等的合成。迄今为止，有很多方法可以将酮或环酮转化成对应的酯或内酯。从B-V反应的发展历程来看，我们可以认为其经历了无催化的传统的B-V氧化反应与催化氧化反应两个比较重要的阶段[2] [3]。
- 无催化的传统的BV氧化反应阶段
此阶段一般使用各种过氧酸为氧化剂，如间氯过氧苯甲酸、过氧苯甲酸和三氟过氧乙酸等。此类过氧酸氧化剂虽然具有很强的氧化性，且反应无需使用催化剂，即可实现酮到酯或内酯的转化[4] 。Baeyer-Villiger氧化法合成alpha;-氟代酯如图2所示。
图2. Baeyer-Villiger氧化法合成alpha;-氟代酯
但是在使用过程中，一分子的过氧酸会产生一分子的有机酸，原子利用率很低而且产生的废酸难于处理并污染环境，除此之外，此类过氧酸氧化剂是通过高浓度的过氧化氢溶液氧化有机酸制得的，价格昂贵，对震动敏感，。众所周知，高浓度的过氧化氢溶液稳定性很差，其在运输、使用和处理过程中，存在诸如爆炸的危险，因此目前在工业化生产过程中已经排除了此类稳定性差、环境污染重的过氧酸的使用[5]。
- 催化氧化反应阶段
这个阶段主要选择操作安全，对环境无污染的绿色氧化剂分子氧和低浓度的过氧化氢溶液。虽然分子氧和低浓度的过氧化氢溶液具有绿色环保的优势，但是它们的氧化能力较弱，要想实现高转化率、高选择性的将酮转化为酯或内酯，需要必要的催化剂催化酮的B-V反应的发生[6]。催化氧化方法与过氧酸直接氧化方法相比，具有明显的诸多优势。首先，降低了废酸的产生量，特别是在以过氧化氢溶液为氧化剂时，过氧化氢的反应产物是水，仅在较高温度反应时，才会将酮氧化成相对应的副产物酸，因而较大程度的降低了有机废酸对环境的污染。其次，在添加催化剂的条件下，可以在较温和的条件下将酮转化成酯或内酯。再次，与过氧酸直接氧化相比，当以过氧化氢溶液为氧化剂时，催化剂的使用可以有效提高酮的转化率和相应酯的选择性。最后，在催化氧化过程中使用到的异相催化剂，易于从反应产物中分离并且可以重复使用。因此，现阶段主要研究以异相催化剂为催化剂，催化以过氧化氢溶液为氧化剂的B-V反应。催化氧化的方式较传统的B-V氧化来说，优势显著。进而对不同催化剂体系进行研究，可分为均相催化、非均相催化、生物催化[7] [8] [9 ]。
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- 均相催化
均相催化主要有过渡金属配合物催化剂与酸催化。
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