[發明專利]一種可見光催化將鹵代芳烴轉化成芳烴的方法

在審

• 申請號: 201610205806.3
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105777466A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 郭成;吳樓;貢旭彬;李青;王建強
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C07C1/26
• 分類號: C07C1/26;C07C15/06;C07C41/24;C07C43/205;C07C15/04;C07C201/12;C07C205/06;B01J23/63
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于芳烴及其衍生物制備技術領域，具體涉及一種可見光催化鹵代芳烴轉化 成芳烴的方法。

背景技術

隨著人類社會的高速發展，人們的生活變的越來越舒適，這一切都與化學工業的發 展具有密不可分的聯系。然而，它們在帶給我們更多的化工產品的同時，也引起了一系列的 問題，產生了大量的有機和無機的污染物，這些都對人體的健康有很大影響。有機鹵化物是 這些污染物中一個主要的組成部分。早期人們都是通過用掩埋、焚燒、生物降解等方式進行 來處理有機鹵化物，但是這些方法都會產生二氧化碳等溫室氣體。因此，尋求新的轉化技術 將鹵代芳烴轉化成人們可以利用的化學品，這種變廢為寶的思路成為人們的研究熱點。

近年來已公開很多鹵代芳烴轉化成芳烴的方法。目前報道的有使用催化劑，在高溫、 氫氣氛圍的條件下來合成的方法。或者使用某種溶劑在高溫的條件下提供氫源，將鹵代芳烴 還原。作為在該文中采用貴金屬負載半導體材料制備的可循環利用的非均相催化劑、在可見 光的條件下進行反應，并且具有綠色、安全、轉化率高和收率高等優點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種操作條件簡單，催化劑可以反復使用，反應條件溫和， 選擇性高，收率高的鹵代芳烴轉化成芳烴的方法。與現有技術中所述方法相比，此體系最大 特點是使用非均相催化劑、易于分離，并且操作簡便、原料易得、污染小、產率高、安全便 宜、并且綠色環保。

本發明以半導體負載貴金屬材料為催化劑，鹵代芳烴為反應底物，反應溫度為 20℃～60℃，反應時間為6～24小時，在異丙醇相中高效催化制備相應的芳烴。其中，所用的 鹵代芳烴為對氯甲苯，所述鹵素可以是氯、溴、碘等；所述的取代基為氫、吸電子、給電子 基。鹵素與取代基的位置關系可以是鄰位、間位、對位。

本發明的具體反應式如下化學反應式(1)：

其中X代表鹵素，可以是氯、溴、碘等，R代表氫、吸電子、給電子基。R與X的 位置關系可以是鄰位、間位、對位。

本發明的優選反應步驟如下：

在燒杯中稱取2.00gCeO₂納米粉末做載體，加入20.0mL的濃度為0.53mol/L的賴氨酸溶 液做穩定劑，快速攪拌，加入56.8mL的濃度為0.01mol/L的PdCl₂溶液做負載金屬源，劇烈 攪拌30min，以1滴/s的速度滴加7mL的濃度為0.035mol/L的NaBH₄溶液進行還原。攪拌 30min后靜置24h，所述混合溶液用布式漏斗過濾，濾餅放入真空干燥箱60℃干燥12h。研磨 得到半導體負載鈀催化劑，即得Pd/CeO₂催化劑。

在反應容器中加入10mmol的鹵代芳烴，然后加5～20mL溶劑至完全溶解，再加入0.10g Pd/CeO₂催化劑和1～2mmol堿，并向液面底部持續通入氮氣5分鐘，迅速密封反應器。在可 見光照射下，光強范圍0.2～0.8W/cm²，溫度20～60℃條件下反應。反應一段時間后結束，分 離純化得到產物。

本反應中所用的溶劑有乙醇、異丙醇，其中異丙醇效果最好。

本發明具有以下優點：在反應中使用非均相催化劑，易于分離并且可以循環使用。 合成反應操作簡便，原料易得，反應選擇性高，轉化率高，收率高，污染小，產率高，安全 便宜，綠色環保以及低能耗。

具體實施方式

下面再舉具體實施例對本發明予以進一步說明，單本發明的內容并不局限于此。

實施例1：使用Pd/CeO₂催化的將對氯甲苯轉化成甲苯

在反應容器中加入1.26g的10mmol的對氯甲苯，然后加5mL異丙醇，再加入0.10g Pd/CeO₂催化劑和0.60g的氫氧化鈉，并向液面底部持續通入氮氣5分鐘，迅速密封反應器。 在可見光照射下，光強0.50W/cm²，溫度40℃條件下反應。反應24小時后結束，分離純化 得到產物。通過高效液相色譜檢測，可得轉化率為99％，產率為97％。

實施例2：使用Pd/CeO₂催化的將對氯甲苯轉化成甲苯