[发明专利]一种利用光催化还原全氟代芳香化合物至部分氟代芳香化合物的方法

说明书

本发明属于光催化合成技术领域，具体涉及一种利用光催化实现全氟代芳香化合物还原至部分氟代芳香化合物的方法。所述方法包括如下步骤：全氟代芳香化合物在光催化剂的存在下进行光照反应得到部分氟代的芳香化合物。本发明的方法改善了现有技术中制备部分氟代芳香化合物反应中反应流程较多，操作复杂、耗能大、反应耗时长等问题，可以高效、绿色地合成部分氟代芳香化合物。例如本发明中使用的牺牲剂可以充当反应溶剂、反应在光照下进行，操作简单。

技术领域

本发明属于光催化合成技术领域，具体涉及一种利用光催化实现全氟代芳香化合物还原至部分氟代芳香化合物的方法。

背景技术

部分氟代的芳香化合物在药物合成，农业化学和材料科学中都是非常重要的分子。很多药物都含有氟化芳香化合物基团，如二氟尼柳、西格列汀、抗病毒的恩曲他滨；在农业化学中，氟代芳香化合物亦是重要的组成部分，如氟苯脲；此外，材料科学中也常通过氟化作用来修饰液晶调整其性质。氟代芳香化合物的价值虽高，但是其合成方法通常耗时较长，反应条件苛刻，如巴尔茨-席曼反应和卤交换反应。为了可以通过更简单的方法制备含氟芳香化合物，催化氟化预先功能化的芳烃以及直接的碳氢键氟化受到广泛的关注。但是这些方法并没有很好地适用于多氟芳香化合物的合成，因为这些方法中所需要的开始材料通常需要多步功能化或者某些基团的特定排列。因此，人们迫切的需要更加简单地能够获得非全氟代芳香化合物的方法。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供一种还原全氟代芳香化合物至部分氟代芳香化合物的方法，包括：全氟代芳香化合物在光催化剂的存在下，经可见光照射反应，得到部分氟代的芳香化合物。

根据本发明的方法，所述反应可以在牺牲剂的存在下进行；所述牺牲剂例如选自醇类溶剂，例如为C_1-6的脂肪醇，如甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇等中的一种或多种；优选地，所述方法中除牺牲剂外可以不存在其他溶剂。

根据本发明的方法，所述光催化剂可以选自M/TiO₂，其中M选自Au，Ag，Cu，Pt，或Pd金属单质；例如所述光催化剂选自Ag/TiO₂或Au/TiO₂。

根据本发明的方法，所述反应可以在碱的存在下进行，所述碱优选为无机碱、例如碳酸钠、碳酸钾等无机碱。

根据本发明的方法，所述全氟代芳香化合物与碱的摩尔比可以为10:1-100:1。

根据本发明的方法，所述光催化剂M/TiO₂与全氟代芳香化合物的摩尔比可以为1:1-1:100，例如为1:10-1:100。

根据本发明的方法，所述反应的时间可以为1小时以上，例如1-60小时，如5-24小时。

根据本发明的方法，所述反应的温度可以为0-100℃。

根据本发明方法的一个实施方案，所述反应的时间为6小时，优选小于12小时；反应温度为25度，以使单位点F被还原的化合物选择性高于多位点F被还原的化合物；

根据本发明方法的另一个实施方案，所述反应的时间为12小时以上；反应温度为70度，以使多位点F被还原的化合物选择性高于单位点F被还原的化合物；

根据本发明的方法，所述反应优选在无氧的环境中进行，例如在氩气中进行。

根据本发明的方法，所述全氟代芳香化合物是指芳香化合物中除被取代基X取代的位点外，其他位点均被F取代的化合物，其中所述取代基X为任意除F外的取代基。

根据本发明的方法，所述全氟代芳香化合物选自芳香化合物中所有位点均被氟取代的化合物，或除一个位点为非氟取代基外，其他位点均被氟取代的化合物。