Phản ứng oxi hóa stiren thƣờng thực hiện ở pha lỏng tùy thuộc vào điều điện tiến hành phản ứng nhƣ xúc tác, tác nhân oxi hóa... sẽ tạo thành hỗn hợp các sản phẩm khác nhau: + [O] O O H + O CH
Theo phản ứng trên thì sản phẩm bao gồm stiren oxit và benzandehit là những nguyên liệu quý có rất nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp nhƣ: công nghệ thực phẩm, dƣợc phẩm, chất màu, chất bảo vệ thực vật, ... Ví dụ, benzanđehit đƣợc sử dụng làm chất trung gian trong quá trình sản xuất điều chế phẩm màu, thuốc nhuộm (triphenyl metan), nhựa phenol benzanđehit (đƣợc sử sụng để sản xuất chất chịu lửa, chữa cháy).
Hiện nay, benzanđehit đƣợc sản xuất từ các nguyên liệu ban đầu nhƣ: ancol benzylic, vinylbenzen, toluen… trong đó stiren là một sản phẩm từ quá trình chế biến dầu mỏ. Những công trình đầu tiên, nghiên cứu sự oxi hoá stiren thành benzanđehit là sử dụng xúc tác đồng thể Cu2(OH)PO4 và CoCl2, nhƣng hiệu suất chuyển hóa không cao [17]. Phản ứng thực hiện trong điều kiện đồng thể nên tiêu
27
tốn một lƣợng lớn dung môi. Quá trình này luôn kèm theo công đoạn tách loại sản phẩm phản ứng và thải ra một lƣợng lớn muối kim loại nặng (Co3+, Mn2+…) gây ô nhiễm môi trƣờng [17]. Gần đây, để oxi hoá nối đôi C=C thành anđehit hoặc xeton ngƣời ta sử dụng các xúc tác dạng nano spinel MgxFe3-xO4, peoxo vanadium, TS- 1…[17, 33]. Năm 2007, Liang Nie và các đồng nghiệp đã thực hiện phản ứng oxi hoá stiren thành benzanđehit sử dụng tác nhân oxi hoá là O2 ở 1000C, 10 atm trên hệ xúc tác TiO2/SiO2, tác giả quan sát thấy hiệu suất phản ứng và độ chọn lọc sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào diện tích bề mặt của xúc tác. Độ chọn lọc có thể đạt đƣợc tới 100%, nhƣng hiệu suất còn khá khiêm tốn và chỉ thực hiện trong khoảng thời gian ngắn (1 giờ). Khi kéo dài thời gian phản ứng đến 4 giờ thì độ chọn lọc giảm xuống là 93,8%. Nhƣợc điểm của phản ứng là tiến hành ở áp suất và nhiệt cao (10 atm, 1000C) nên khó kiểm soát và cho nhiều sản phẩm phụ, đặc biệt quá trình polime hoá diễn ra nhanh [17]. Sản phẩm có thể là benzanđehit, anđehit focmic, stiren oxit, axit benzoic, phenyletilen glycol... Con đƣờng hình thành các sản phẩm trên hiện vẫn là chủ đề đang đƣợc thảo luận. Năm 2006, Sebastia J và cộng sự [36] đề xuất con đƣờng tạo thành sản phẩm oxi hóa stiren trên xúc tác Co(II) trao đổi với zeolit X nhƣ sau:
28
Theo sơ đồ này, phản ứng xảy ra theo cơ chế gốc tự do và sản phẩm là: anđehit, stiren oxit, fomalđehit nhƣng không đề cập đến sự tạo thành axit benzoic, điol hay các sản phẩm polime hóa.