[发明专利]一种卤代芳香烃的氢化脱卤方法

说明书

本发明涉及脱卤反应，具体涉及一种卤代芳香烃的氢化脱卤方法。该方法是以咪唑或咪唑衍生物或类似物为还原剂，在光照和光敏剂作用下，将卤代芳香烃氢化脱卤为芳烃。具体操作如下：将卤代芳香烃、咪唑或咪唑衍生物或类似物、催化剂、光敏剂和碱性化合物溶解到有机溶剂中，然后在空气条件下置于光源环境中反应，最后用柱层析法将产物分离，产率可达89%。本发明首次使用了咪唑或咪唑衍生物或类似物来作为氢化脱卤的还原剂，首次将光敏剂用于氢化脱卤反应。为卤代芳香烃的氢化脱卤提供了一种温和易操控的新方法。

技术领域

本发明涉及脱卤反应，具体涉及一种卤代芳香烃的氢化脱卤方法。

背景技术

卤代芳烃中溴代芳烃和碘代芳烃的碳卤键键能较小，而氯代芳烃和氟代芳烃键能较大；而且溴代芳烃和碘代芳烃容易制备较为便宜，而氯代芳烃和氟代芳烃一般价格较高，因此氯代芳烃和氟代芳烃经过有效的处理后有很好的应用价值；并且目前已报道的有毒的卤代芳烃大多为氯代芳烃，如六六六、二噁英等。

关于芳基和烷基卤化物的氢化反应已经有很多报道。在这方面金属催化剂表现出了优异的性能。但通过过渡金属配合物活化C-F键和C-Cl键是一项较大的挑战。研究认为氢氟酸是脱氟作用最好的一种物质，然而由于氢氟酸的具有强腐蚀性等缺点需要研发出其他有效的催化剂。于是科研工作者关注并开发出许多高效过渡金属催化剂，到目前为止,有很多Rh,Zr,Nb,Fe,Ru,Ti和Ni催化剂的例子。

芳香族化合物C-Cl键的氢化反应通常也是由过渡金属主导的，主要是Ru、Rh、Ni、Pd、Pt等。这些过渡金属催化剂多属于贵金属，且毒性大。

在过渡金属催化作为主流的前提下也有人报道了光催化以及电催化等比较新颖的催化技术。这类催化技术相较于过渡金属催化反应条件更加温和，反应速度更快。但其缺点在于其适用性相对过渡金属催化较低。

钯碳和金属镍催化加氢是公认的氢化脱卤方法，但是这类方法不可避免的用到氢气和压力反应器。而且由于C-F键和C-Cl键键能较高，这类金属催化剂很难对其进行催化。

发明内容

本发明提供一种温和的卤代芳香烃的氢化脱卤方法，该方法在室温条件下，光催化氢化脱卤。

本发明提供以下技术方案：

一种卤代芳香烃的氢化脱卤方法，以咪唑或咪唑衍生物或类似物为还原剂，在光照和光敏剂作用下，将卤代芳香烃氢化脱卤为芳烃。

进一步地，所述咪唑衍生物或类似物为1-乙烯基咪唑、N-乙基咪唑、2-溴-4-硝基咪唑、1,2-二甲基咪唑、4-硝基咪唑、苯并咪唑、1-正丁基咪唑、4-碘1H-咪唑、1-(4-硝基苄基)咪唑、1-(4-氨基苄基)咪唑、2,5,6-三甲基苯并咪唑、2-(三氟甲基)苯并咪唑、2-羟基苯并咪唑、1-三苯甲基咪唑、2,4,5-三碘咪唑、4,5-二碘-1H-咪唑、碘化1-乙基-3-甲基咪唑、氯化1-辛基-3-甲基咪唑、氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑、(2,4,6-三异丙基苯基磺酰)咪唑、2-硫醇基甲基苯并咪唑、1-(4-甲醛基苯基)咪唑、1-(4-硝基苯)-1H-咪唑、1-(4-氨基苯基)咪唑、N-丙基咪唑、N-乙酰基咪唑、2-氯-4-硝基咪唑、2-巯基-1-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2,4-二甲基咪唑、4,5-二苯基咪唑、4-氮杂苯并咪唑、2-甲基咪唑、4-甲基咪唑或4-碘咪唑。

进一步地，所述光敏剂为亚甲基蓝、玫瑰红、曙红B、曙红Y或荧光素。

进一步地，具体操作如下：

将卤代芳香烃、咪唑或咪唑衍生物或类似物、催化剂、光敏剂和碱性化合物溶解到有机溶剂中，然后在空气条件下置于光源下反应，最后用柱层析法将产物分离，所述催化剂为铜盐、铁盐或铝盐。反应式如下：

式中，X为F、Cl、Br或I，R为任一取代基。