【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化材料，尤其涉及一种氮化碳基铜单原子光催化剂在膦氢化反应中的应用。
技术介绍
1、膦氢化反应是指含有p-h键的化合物与不饱和碳碳双键或三键之间发生加成，构建c-p键的反应过程。该反应的原子利用率为100％，可一步引入含磷官能团，是合成含磷化合物的有效途径。含磷化合物具有独特的药物活性，目前已在医药、农药等领域受到了广泛关注，如：抗抑郁、抗艾滋病、抗疟疾、抗流感等药物中都存在含磷化合物的身影。同时含磷化合物也可作为金属络合物的配体，调控金属催化剂活性与稳定性。
2、自上世纪末起，伴随金属有机化学的快速发展，过渡金属催化的膦氢化反应得到了长足的发展。相比于传统合成磷化合物的方法，过渡金属催化具有原子经济性高、选择性高、底物适用性广的优点。但是，均相过渡金属催化体系(尤其是钯、铑催化体系)，仍然存在催化剂难以回收，分离困难，反应温度较高等挑战，增加了合成成本与碳排放。近年来，科学家们也在探索通过自由基反应路径实现无过渡金属条件下的膦氢化反应，相较而言成本得到了控制，但反应效率还有待提升。对于膦氢化反应，目前均相催化策略的反应效率还有待提升，同时极少有反应体系可以同时兼容碳碳双键与碳碳三键，这可能与反应机制相关。这些局限性都限制着膦氢化反应的大规模工业化应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种氮化碳基铜单原子光催化剂在膦氢化反应中的应用，本专利技术利用氮化碳基铜单原子光催化剂作为催化剂，可催化含不同官能团类型的烯烃与炔烃进行膦氢化反应，均可取得优良
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种氮化碳基铜单原子光催化剂在膦氢化反应中的应用，
4、在光照条件下，利用氮化碳基铜单原子光催化剂作为催化剂，催化膦氢化合物和不饱和烃进行膦氢加成反应，得到含磷化合物；
5、所述氮化碳基铜单原子光催化剂由氮化碳载体及以单原子形式分布的铜组成，其中所述氮化碳基铜单原子光催化剂中铜的负载量为0.1wt.％～10wt.％；
6、不饱和烃为不饱和烯烃和/或不饱和炔烃。
7、优选地，所述光照条件为单色led光照、全光谱氙灯光照、太阳光照和激光光照中的一种或多种。
8、优选地，所述光照条件的光波长范围为254～800nm，所述光照条件的光强度为1000～12000mw/cm2。
9、优选地，所述膦氢化合物和不饱和烃的物质的量之比为(0.5～10)：1。
10、优选地，所述不饱和烃与氮化碳基铜单原子光催化剂中铜元素的物质的量比之比(50～2×107)：1。
11、优选地，所述膦氢化合物具有式ⅰ、式ⅱ、式ⅲ或式ⅳ所示结构，或者为柠檬烯/降冰片烯；
12、
13、所述式ⅰ、ⅱ、ⅲ和ⅳ中n＝0～20，m＝0～20；
14、所述式ⅰ、ⅱ、ⅲ和ⅳ中r1和r2分别独立地选自h、ch3、tbu、ome、nh2、oh、f、cl、br和i中的一种。
15、优选地，所述不饱和烯烃具有式a1、式a2、式a3或式a4所示结构：
16、
17、所述式a1、a2、a3和a4中的n＝0～20，m＝0～20，o＝0～20，p＝0～20，所述式a1、a2、a3和a4中的r1、r2、r3和r4分别独立地选自h、ch3、tbu、ome、nh2、oh、f、cl、br和i中一种。
18、优选地，所述不饱和炔烃具有式b1或式b2所示结构，或者为炔诺酮；
19、
20、所述式b1和式b2中n＝0～20，m＝0～20；
21、所述式b1和式b2中r1和r2分别独立地选自h、ch3、tbu、ome、nh2、oh、f、cl、br和i中的一种。
22、优选地，所述氮化碳基铜单原子光催化剂在间歇批次反应中可回收循环使用。
23、优选地，所述氮化碳基铜单原子光催化剂的制备方法为浸渍法、沉淀法、光还原法、水热合成法、冷冻干燥法中一种或多种。
24、本专利技术提供了一种氮化碳基铜单原子光催化剂在膦氢化反应中的应用，在光照条件下，利用氮化碳基铜单原子光催化剂作为催化剂，催化膦氢化合物和不饱和烃进行膦氢加成反应，得到含磷化合物；所述氮化碳基铜单原子光催化剂由氮化碳载体及以单原子形式分布的铜组成，其中所述氮化碳基铜单原子光催化剂中铜的负载量为0.1wt.％～10wt.％；不饱和烃为不饱和烯烃和/或不饱和炔烃。本专利技术利用氮化碳基铜单原子光催化剂，在光照条件下催化系列不饱和烃进行膦氢化反应，所述氮化碳基铜单原子光催化剂中铜单原子与氮化碳载体上的氮形成配位，以此构成cu-n4配位结构，可稳定铜单原子中心，避免在反应中聚集，且氮化碳自身为有机半导体材料，可吸收特定波长的光，实现电荷分离，其中导带上的电子可向铜中心传递，空穴则可从底物中获得电子，以此促进膦氢化反应的发生，本专利技术中所述氮化碳基铜单原子光催化剂，可催化含不同官能团类型的烯烃与炔烃，均可取得优良产率，在均相催化体系中鲜有报道，且反应条件温和，仅需室温和光照，反应高效，无需额外添加剂，还可实现克级规模放大；而且所述氮化碳基铜单原子光催化剂的稳定性较好，反应后可通过简单抽滤、洗涤、干燥进行回收再利用，多次循环后仍能保持较高催化效率。
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1.一种氮化碳基铜单原子光催化剂在膦氢化反应中的应用，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述光照条件为单色LED光照、全光谱氙灯光照、太阳光照和激光光照中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述光照条件的光波长范围为254～800nm，所述光照条件的光强度为1000～12000mW/cm2。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述膦氢化合物和不饱和烃的物质的量之比为(0.5～10)：1。
5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述不饱和烃与氮化碳基铜单原子光催化剂中铜元素的物质的量比之比(50～2×107)：1。
6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述膦氢化合物具有式Ⅰ、式Ⅱ、式Ⅲ或式Ⅳ所示结构，或者为柠檬烯/降冰片烯；
7.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述不饱和烯烃具有式A1、式A2、式A3或式A4所示结构：
8.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述不饱和炔烃具有式B1或式B2所示结构，或者为炔诺酮；
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10.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述氮化碳基铜单原子光催化剂的制备方法为浸渍法、沉淀法、光还原法、水热合成法、冷冻干燥法中一种或多种。
...【技术特征摘要】
1.一种氮化碳基铜单原子光催化剂在膦氢化反应中的应用，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述光照条件为单色led光照、全光谱氙灯光照、太阳光照和激光光照中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述光照条件的光波长范围为254～800nm，所述光照条件的光强度为1000～12000mw/cm2。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述膦氢化合物和不饱和烃的物质的量之比为(0.5～10)：1。
5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述不饱和烃与氮化碳基铜单原子光催化剂中铜元素的物质的量比之比(50～2×107)：1。
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