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一种烷基芳烃α-卤化方法

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成果名称: 一种烷基芳烃α-卤化方法 关键字: 应用行业: 化学原料和化学制品制造业
高新技术领域: 绿色化工技术 所在地: 河北省 知识产权类型: 发明专利
知识产权编号: ZL201310195658 成果体现形式: 发明专利 成果属性:
成果所处阶段: 成果水平: 请选择... 研究形式:
学科分类: 战略新兴产业: 请选择... 课题来源:
第一完成单位名称: 河北科技大学 第一完成单位属性: 技术成熟度:
合作方式: 请选择... 交易价格(万): 1.00 所属十强产业:

一种烷基芳烃α-卤化方法,特别是基于纳米贵金属/半导体表面等离子体复合材料作为光催化剂,在太阳光或300W氙灯光照下直接使卤离子转变为卤游离基,并引发卤化反应,使烷基芳烃α-碳上的H被选择性卤代。该方法是以卤离子代替卤单质直接实现烷基芳烃的卤化,是一种新型、环保、高选择性、低能耗的卤化反应方法。

本发明的方法在室温常压下即可实施,其中,取代反应在非均相条件下进行,水相可重复使用,取代反应无需加热,只需要有可见光照射(包括阳光)就能在常温下进行。本发明的方法,所得到的卤代产物中,主要是为α-单卤代的产物,单卤取代的选择性高于95%。因此,本发明具有成本低,设备简单易操作,且产物选择性高,可大规模生产,在工业生产方面具有重要的潜在应用。本发明在非均相体系中,以溶解在水相中的无机卤化物为卤源,用纳米贵金属/半导体表面等离子体复合材料光催化剂,在可见光或阳光照射下直接引发卤化反应,实现了对烷基芳烃α-H选择性取代卤化。这是一种新型、环保、高选择性、低能耗的有机物卤化的全新、可行的绿色途径。

关于有机物的卤化技术,包括烷基芳烃α-氢卤化是有机合成和精细化学品生产中常见的主要反应之一,研究新型、环保、高选择性、低能耗的卤化剂和卤化反应一直是化学化工探寻的目标。Cl2、Br2、I2等是最常用的卤化剂,但单质卤素不仅生产过程冗长、污染严重、能耗高、反应选择性较差、腐蚀性强,而且生产、运输、应用过程都十分危险。
本领域研究人员设想,如果能够以卤离子能直接游离基化,那么就能直接用卤化钠或钾为卤化剂,实现有机化合物的卤化,从而可避免使用单质卤素,达到减少污染,降低能耗,并提高有机物卤化的高选择性。
此外,太阳能的利用已经逐渐得到重视,半导体光催化利用可见光在光解水产氢、包括甲烷在内的烷烃氧化、烯氧化、醇氧化、芳环上直接氧化羟基化、稠环的氧化以及环合等也已有报道。基于复合纳米贵金属Cu、Ag、Au、Pt、Pd等的半导体光催化剂,因复合在半导体材料表面的纳米金属具有表面等离子体共振效应,从而使其对可见光有强烈的吸收,具有良好的可见光催化能力。
基于上述有机物卤化领域所遇到的技术问题及现有关于太阳能利用的研究,本发明人希望能够开发出一种新型的卤化途径,该途径能够直接以碱金属卤化物(氢卤酸盐+ - -MX 溶于水提供的卤离子X)为卤化剂,利用可见光或阳光和纳米贵金属/半导体光催化剂催化,高选择性的地实现对烷基芳烃的卤代,在达到降低合成和分离成本的同时,彻底实现卤化过程的清洁。


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