[發明專利]一種氘代化學品的制備方法

有效

• 申請號: 201911235231.X
• 申請日: 2019-12-05
• 公開（公告）號: CN110885985B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 蘇陳良;張兵;邱春天;李瑛
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: C25B3/07
• 分類號: C25B3/07;C25B3/05;C25B3/09;C25B3/11;C25B3/20
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開一種氘代化學品的制備方法，其包括步驟：鹵代烴類化合物在電場、催化劑共同催化作用下，與氘源進行脫鹵加氘反應，得到氘代化學品；其中所述氘源為氘水、氘代醇類化合物、氘代酸類化合物中的一種或多種。本發明以環保、廉價的氘水或氘代試劑來代替氘氣作為氘源，在電催化的作用下實現在溫和的條件下對鹵代烴類化合物的定點選擇性氘化反應。本方法較傳統的氘化反應具有更高的選擇性、更溫和的反應條件以及更經濟適用性，適合用于大規模氘代化學品生產。

技術領域

本發明涉及電催化制備化學品領域，尤其涉及一種氘代化學品的制備方法。

背景技術

氘代化學品是一類特殊化合物，在反應機理研究、動力學、藥物代謝和生物結構測定等領域都有重要應用。氫的重同位素(氘或氚)通常是通過多步合成引入目標化合物。目前常用的氫氘交換反應是一種非常有吸引力的策略，然而該方法面臨巨大的挑戰。一方面氫氘交換反應常以氘氣為氘源，絕大多數過程涉及高溫、高壓、強酸、強堿條件，因此也對反應設備也有很高的要求；另一方面氫氘交換反應的選擇性難以控制，很難實現對氘代產物氘原子數目和關鍵位點的定點氘代。因此，現有的氘化策略和技術有待進一步改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種氘代化學品的制備方法，旨在解決現有加氘反應需要用到氘氣、高溫、高壓條件、選擇性不高等的問題。

本發明的技術方案如下：

一種氘代化學品的制備方法，其中，包括步驟：鹵代烴類化合物在電場、催化劑共同催化作用下，與氘源進行脫鹵加氘反應，得到氘代化學品；其中所述氘源為氘水、氘代醇類化合物、氘代酸類化合物中的一種或多種。

進一步地，具體包括步驟：往反應瓶中加入鹵代烴類化合物、催化劑、氘源和溶劑，將電極置于反應瓶中，在惰性氣體氛圍下，反應溫度為室溫至80℃，通入電壓進行脫鹵加氘反應，得到氘代化學品；其中所述氘源為氘水、氘代醇類化合物、氘代酸類化合物中的一種或多種。

進一步地，所述氘代醇類化合物為氘代甲醇、氘代乙醇、氘代丙醇或氘代異丙醇。

進一步地，所述氘代酸類化合物為氘代甲酸或氘代乙酸。

進一步地，所述催化劑為均相催化劑或異相催化劑；

所述均相催化劑為醋酸鈀、乙酰丙酮鈀、氯化鈀或氯化鉑；

所述異相催化劑為鈀碳或鈀三氧化二鋁。

進一步地，所述電壓為0-10V。

更進一步地，所述電壓為2.5-5V。

進一步地，所述氘源與鹵代烴類化合物的摩爾比大于1。

進一步地，所述電極為鉑電極、石墨電極、玻碳電極、過渡金屬氧化物電極、過渡金屬硫化物電極或過渡金屬碳化物電極。

進一步地，所述鹵代烴類化合物的結構如式(I)所示，

其中，X為F、Cl、Br、I，R¹、R²、和R³各自獨立地為氫、烷基、烯基、炔基、環烷基、雜環基、芳基或雜芳基；所述烷基、烯基、炔基、環烷基、雜環基、芳基和雜芳基各自獨立地被0、1、2、3、4或5個R^a取代；或所述烷基、烯基和炔基被選自-O-、-S-、-NH-、-C(＝O)-、-S(＝O)-和-S(＝O)₂-的基團替代；或R¹和R²、R¹和R³、R²和R³和與它們相連的碳原子一起形成碳環或雜環，所述碳環和雜環被0、1、2、3、4或5個R^b取代；