一种光催化芳香醛转化制备芳香醇的方法技术

本发明专利技术涉及一种光催化芳香醛转化制备芳香醇的方法，通过光催化剂，在光照、惰性气体条件下，以脂肪醇为质子供体，使芳香醛还原反应得到对应的芳香醇。利用脂肪醇为质子供体，光能作为能量来源，促进芳香醛向芳香醇高转化率、高选择性的合成一系列芳香醇类化合物，具有普遍适用性，有望实现工业化生产；反应过程绿色环保、成本低廉、操作简单、反应周期短、转化率高、选择性好。

A method of photocatalytic conversion of aromatic aldehydes to aromatic alcohols

【技术实现步骤摘要】
一种光催化芳香醛转化制备芳香醇的方法
本专利技术属于光催化不对称合成
，具体涉及一种光催化芳香醛转化制备芳香醇的方法。
技术介绍
芳香醇是有机合成中非常有用的原料，是合成医药、农药、香料等的重要中间体，也是制备维生素A、E、K的主要原料，被广泛应用于医药、香料、精细化工等方面。传统制备芳香醇的主要方法是：一、从天然植物油中提取，但此法原料有限；二、通过氢化铝锂、羟汞化等还原制得，但此类方法成本较高，且反应条件苛刻。光催化是一种绿色合成方法。由于光催化有机合成技术具有反应条件温和、无需使用额外氧化还原剂、以及选择性可控等优点，近年来备受关注。光催化技术为合成多种高附加值化学品提供了一种绿色经济的技术路线。
技术实现思路
为克服现有技术中的缺陷，本专利技术旨在提供一种转化率高、选择性好、成本低和绿色的光催化芳香醛转化制备芳香醇的方法。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种光催化芳香醛转化制备芳香醇的方法，通过光催化剂，在光照、惰性气体条件下，以脂肪醇为质子供体，使芳香醛还原反应得到对应的芳香醇。优化地，它包括以下步骤：(a)将光催化剂、脂肪醇和芳香醛混合形成反应悬浊液；(b)将所述反应悬浊液在惰性气氛、搅拌条件下，施加光照进行催化反应得反应物溶液；(c)将所述反应物溶液萃取、蒸馏得芳香醇。进一步地，所述脂肪醇的化学结构通式为式中，R1、R2、R3和R4相互独立地选自氢原子、卤素原子和C1-C10烷基中的一种；所述芳香醛的化学结构通式为所述芳香醇的化学结构通式为式中，R5为连接在苯环上的1、2、3、4或5个取代基，每个所述取代基相互独立地选自氢原子、卤素原子、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C6-C20芳基、-OR’、-OCF3、-NHR’、-C(＝O)OR’、-NHC(＝O)R’和-C(＝O)R’中的任意一种，R6和R7相互独立地选自氢原子、卤素原子、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C6-C20芳基、-OR’、-OCF3、-NHR’、-C(＝O)OR’、-NHC(＝O)R’和-C(＝O)R’中的任意一种；R’为选自H、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、苯基和苄基中的一种；n为1～10中的任一自然数。进一步地，步骤(a)中，所述反应悬浊液还含有溶剂。进一步地，所述光催化剂是带宽范围1～4eV的半导体材料；可以为选自金属氧化物半导体、金属氮化合物半导体、金属硫化物半导体、金属硒化物半导体、钙钛矿半导体、铜铁矿半导体、碳基聚合物半导体和氮基聚合物半导体中的一种或多种组成的混合物；即光催化剂为金属氧化物半导体、金属硫(硒)化物半导体、金属氮(氧)化合物半导体、钙钛矿半导体(perovskite，ABO3)、铜铁矿半导体(delafossite，ABO2)、碳(氮)基聚合物半导体材料或上述任意两种材料的复合；金属氧化物半导体，包括Ti、Zn、Zr、W、V、Cu、Fe、Ce、Ta、In或Nb的含氧化物；金属硫(硒)化物半导体，包括Cd、Zn、Cu、W、或Bi的含硫、硒化合物；金属氮(氧)化合物半导体，包括C、Ti、Ga、Ge或Ta的含氮、氧化合物。光催化剂为纳米颗粒、纳米管、纳米棒或上述形貌组合，晶型是锐钛矿、金红石、单斜相或四方相。所述半导体光催化剂包含经过化学处理的材料(如酸、碱处理、负载金属)，所述酸碱包括硝酸、磷酸、盐酸氢氧化钾、氢氧化钠，所述金属包括硝酸银、氯金酸、氯化钌、氯铂酸、氯化钯和氯化铑。所述光催化剂的担载量优选为1-100mg/mL。所述芳香醛和所述脂肪醇的体积比为1：1～100。步骤(b)中，所述惰性气体为He、Ar、N2、CO2、CO或H2。光照波长为300～1200nm、功率为0.001～50W/cm2，所述反应温度为0～100℃之间、时间为0.5～500h。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术光催化芳香醛转化制备芳香醇的方法，利用脂肪醇为质子供体，光能作为能量来源，促进芳香醛向芳香醇高转化率、高选择性的合成一系列芳香醇类化合物，具有普遍适用性，有望实现工业化生产；反应过程绿色环保、成本低廉、操作简单、反应周期短、转化率高、选择性好。附图说明图1为实施例1的气相色谱图。具体实施方式下面将结合实例对本专利技术进行进一步说明。实施例1本实施例提供一种光催化芳香醛转化制备芳香醇的方法，它包括以下步骤：(a)将5mg/mL的二氧化钛光催化剂(P25，市售，德固赛)、10mmol苯甲醛和2mL甲醇混合均匀后，超声(电功率80W)分散30min得悬浊液；(b)将分散好的悬浮液在模拟太阳光的LED灯照射(光照波长为365nm，光功率为2.0W/cm2)和氮气保护下，室温搅拌反应2h得反应物溶液(含有苯甲醇，将反应物溶液进行气相色谱测试得图1所示图谱，可见基本观察不到位于5.3min处的苯甲醛峰；即苯甲醛的转化率为100％)；(c)将反应物溶液进行萃取(取有机相)、蒸馏得苯甲醇(经GC(即气相色谱法)和GC-MS(即气相色谱-质谱联用仪)分析，苯甲醇的选择性为91.4％)。实施例2本实施例提供一种光催化芳香醛转化制备芳香醇的方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤(a)中，光催化剂为酸处理过的(具体为：将0.5gP25分散在50mL去离子水中，向上述溶液中逐滴加入1mL硝酸，之后将该溶液体系置于电功率为100W的超声波清洗器下超声1h，取出离心分别用去离子水和乙醇洗涤两次既得酸处理的P25)；最终苯甲醛的转化率为100％，苯甲醇的选择性为87.7％。实施例3本实施例提供一种光催化芳香醛转化制备芳香醇的方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤(a)中，光催化剂为Ag/P25复合催化剂(Ag占复合催化剂的比例为1wt％)；最终苯甲醛的转化率为100％，苯甲醇的选择性为87.8％。实施例4本实施例提供一种光催化芳香醛转化制备芳香醇的方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤(a)中使用2mL乙醇，最终苯甲醛的转化率为91.0％，苯甲醇的选择性为52.9％。实施例5本实施例提供一种光催化芳香醛转化制备芳香醇的方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤(a)中使用2mL丙三醇，最终苯甲醛的转化率为95.0％，苯甲醇的选择性为81.0％。实施例6本实施例提供一种光催化芳香醛转化制备芳香醇的方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤(a)中使用2mL正丙醇，最终苯甲醛的转化率为92.7％，苯甲醇的选择性为83.4％。实施例7本实施例提供一种光催化芳香醛转化制备芳香醇的方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤(a)中使用2mL乙二醇，最终苯甲醛的转化率为94.9％，苯甲醇的选择性为90.6％。实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光催化芳香醛转化制备芳香醇的方法，其特征在于：通过光催化剂，在光照、惰性气体条件下，以脂肪醇为质子供体，使芳香醛还原反应得到对应的芳香醇。/n

【技术特征摘要】
1.一种光催化芳香醛转化制备芳香醇的方法，其特征在于：通过光催化剂，在光照、惰性气体条件下，以脂肪醇为质子供体，使芳香醛还原反应得到对应的芳香醇。


2.根据权利要求1所述光催化芳香醛转化制备芳香醇的方法，其特征在于，它包括以下步骤：
(a)将光催化剂、脂肪醇和芳香醛混合形成反应悬浊液；
(b)将所述反应悬浊液在惰性气氛、搅拌条件下，施加光照进行催化反应得反应物溶液；
(c)将所述反应物溶液萃取、蒸馏得芳香醇。


3.根据权利要求1或2所述光催化芳香醛转化制备芳香醇的方法，其特征在于：
所述脂肪醇的化学结构通式为式中，R1、R2、R3和R4相互独立地选自氢原子、卤素原子和C1-C10烷基中的一种；
所述芳香醛的化学结构通式为所述芳香醇的化学结构通式为式中，R5为连接在苯环上的1、2、3、4或5个取代基，每个所述取代基相互独立地选自氢原子、卤素原子、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C6-C20芳基、-OR’、-OCF3、-NHR’、-C(＝O)OR’、-NHC(＝O)R’和-C(＝O)R’中的任意一种，R6和R7相互独立地选自氢原子、卤素原子、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C6-C20芳基、-OR’、-OCF3、-NHR’、-C(＝O)OR’、-NHC(＝O)R’和-C(＝O)R’中的任意一种；R’为选自H、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘炜烽，乔玮，苏韧，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32