苯(benzene)的羟基化反应在有机合成上是一个非常重要的苯氧化反应，因为这是一个涉及到如何不开环活化芳环碳氢键功能化的反应，这也是合成化学上最值得研究的问题之一。其氧化产物苯酚在工业上是一种非常有用的有机化工材料，主要用于生产双酚A(亚异丙基二酚)和酚醛树脂，也用于生产己内酰胺、苯胺、烷基酚、脂肪酸，水杨酸等产品，在合成橡胶、塑料、医药、农药、香料、染料以及涂料等方面也具有广泛应用等等。由于苯环的高碳氢键键能，一般的氧化剂很难使其氧化。目前对于苯的氧化使用较多的是N2O和H2O2等强氧化剂，虽然两者反应过程都对环境友好，但是前者主要是N2O的生产成本高；后者则是缺少高活性、高选择性的催化剂，而且现有的催化剂制备成本也很高，这使得两者在应用方面受到了很大的限制。而分子氧作为一种较为温和的氧化剂，由于价格低廉，对环境无污染，符合绿色化学的发展方向。 本文使用自己设计的高温高压小型自控不锈钢反应釜装置首次在苯的气液接触氧化反应中用有机胺替代金属催化剂，以分子氧为氧化剂，直接氧化苯羟基化获得了苯酚，并系统的研究了各种反应参数对苯氧化反应的影响，同时对该反应的机理进行了初步探索并提出了可能的机理路径。本文的主要工作如下： 1、为了研究苯氧化反应的需要，我们根据钢材的力学性能以及在反应釜中气液反应的热力学规律，以1Cr18Ni9Ti为主要材质，设计了一套总容积为16.0 mL的高温高压氧化反应装置，控制安全、方便。而且，除了适合苯氧化反应体系外，也适合甲苯、环己烷、苯乙烯等高温高压下的气液接触氧化反应的研究。 2、为了满足对苯氧化研究的需要，我们建立了反相液相色谱内标法测定苯氧化产物的方法，得到了其优化的色谱条件。并且，该方法不需要预处理，加入内标后用甲醇溶解稀释后即可直接进样分析，重现性好，准确可靠。 3、在氧化反应中加入三乙胺，使用分子氧为氧化剂，研究了在无溶剂条件下的反应温度、初始氧压、反应时间、三乙胺的加入量对苯氧化反应的影响。综合考虑苯氧化转化率和氧化产物苯酚的选择性，优选出最佳的反应条件： 23.0 mmol的苯，170 oC的反应温度，1.0 Mpa的反应压力，8.0 h的反应时间，1.6 mmol的三乙胺加入量，在最佳条件下获得了1.05％的苯氧化的转化率和99％左右的苯酚选择性。 4、在最优条件下，还考察了使用溶剂的反应体系，发现醋酸对苯氧化反应体系的效果要优于不使用溶剂的氧化反应体系，与此相反，DMF、甲醇等溶剂对氧化反应有较为明显的抑制作用。同时，在最优条件下还研究在各种取代苯的氧化结果，发现有机胺反应体系分子氧对芳环上的碳氢键具有优先的选择性。 5、在最优条件下，考察了使用不同类型的有机胺替代三乙胺对苯氧化反应的影响。结果发现脂肪胺整体要优于芳香胺，而较为稳定的长链脂肪胺也优于短链的脂肪胺，而脂肪胺中的叔胺比伯胺以及仲胺反应效果要好。在最优条件下，较好的三正丙胺获得了1.79％的苯氧化转化率和97％的苯酚选择性。 6、通过设计一系列对比实验和分析氧化产物的组成以及各组反应的反应结果，提出了初步的可能的苯氧化反应机理，其中有机胺在苯氧化反应过程中发生自氧化反应的同时，很有可能是作为催化剂来催化苯的氧化反应。 7、为了研究金属卟啉和钴盐在环己烷空气氧化反应中的催化性能差异，还作了相关的环己烷氧化研究。以异辛酸钴，对氯双铁卟啉，对氯钴卟啉为催化剂，系统研究了催化剂种类对空气氧化环己烷的影响。结果显示，以环己烷转化率和KA油的选择性为评价指标，金属卟啉催化效果要由于传统的钴盐催化。更为重要的是，过去人们认为没有活性或者活性不高的双铁卟啉在我们的反应体系中具有很好的反应效果，在155 oC获得了13.8％的转化率和80％的KA油选择性。