【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属有机化学领域，具体涉及一种四价铀光催化剂及其合成方法。
技术介绍
1、近十几年来，光诱导已经成为了合成化学中一种重要的工具，其所具有经济性高、官能团兼容性好、化学键构建效率高等的特点。而现有技术中，大多数所使用的铀光催化剂都为六价铀光催化剂，通过对铀酰配合物进一步优化从而制备出六价铀光催化剂，将其应用在废水中抗生素污染物的降解中，几乎不用于有机合成反应中。且现有技术中，烯烃和具有环张力的环醇在常规反应条件中几乎不发生反应，因此，为了能够高效的催化烯烃和具有环张力的环醇进行反应，需要寻找一种可以对该反应进行高效催化的催化剂。
2、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提供一种四价铀光催化剂，该光催化剂相比于现有技术的六价铀催化剂催化效率高，催化用于烯烃和具有环张力的环醇时转化率达到96％，官能团兼容性好，催化效率高。
2、本专利技术的第二目的在于提供上述四价铀光催化剂的合成方法，该合成方法操作简单，条件温和，本身反应转化率高，得到的四价铀光催化剂收率高。
3、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
4、本专利技术提供了一种四价铀光催化剂，所述四价铀光催化剂的化学结构式为l-u(no3)3or；
5、其中l为铀酰的配体；
6、r为烷基、芳基或杂芳基中的任一种。
7、优选地，作为进一步具体的实施方式，当r为芳基时，芳基上的取代基为氢原子、氟原
8、优选地，作为进一步具体的实施方式，l为铀酰的配体，为三联吡啶、联吡啶、菲罗啉、菲罗啉酮、二氮芴酮、苯并咪唑、联嘧啶、二喹喔啉并吩嗪中的任一种。
9、本专利技术还提供了一种上述四价铀光催化剂的合成方法，包括以下步骤：
10、在惰性气体中，将六价铀酰配合物l-uo2(no3)2和醇加入至有机溶剂中；
11、放置在蓝光下且温度为-40-80℃下照射1-6h，搅拌均匀；
12、即得四价铀配合物l-u(no3)3or。
13、优选地，作为进一步具体的实施方式，所述醇为甲醇、乙醇、丙醇、环丁醇和1-苯基环丁醇中的任一种。
14、优选地，作为进一步具体的实施方式，所述溶剂为乙腈、丙酮、四氢呋喃、甲苯、二氯甲烷、乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚中的一种或多种。
15、优选地，作为进一步具体的实施方式，所述六价铀酰配合物：醇：有机溶剂的用量比为摩尔：体积ml：体积ml＝0.01：1.0：1.0。
16、优选地，作为进一步具体的实施方式，所述六价铀酰配合物和醇在有机溶剂发生反应，反应温度为-40～80℃；
17、优选地，反应温度为25℃。
18、本专利技术所提供的四价铀光催化剂相较于常规的六价铀光催化剂而言，拥有更好的催化性能，这是因为本专利技术通过配体l对六价铀酰配合物进行改性，从而能够改进键的断裂能力。在实验之初，通过大量的文献了解到六价铀光催化剂在催化性能上是具有一定的局限性的，首先，六价铀光催化剂的催化模式是固定的，而配体是能够改进催化性能的，因此本专利技术希望通过直接在六价铀酰配合物上加入配体从而能够改进其催化能力，但本专利技术通过大量的实验证明，在加入配体l对六价铀酰配合物进行改性后，其固定的催化模式发生了变化，六价铀光催化剂在催化过程中实现的第一步其实是氧氢键的断裂，而通过其反应过程的中间体的单晶发现，实际上的催化过程是四价铀的催化循环，加入配体l的六价铀酰配合物在光照的条件下先和环醇反应生成了四价铀，而后该四价铀表现出了优异的催化性能，相较于使用常规的六价铀光催化剂而言，四价铀光催化剂可以很好的催化合成反应，使得原本很难发生反应的烯烃和具有环张力的环醇进行反应，从而提高其反应速率与产物收率，而文献中大多的六价铀的催化反应主要应用于生物降解领域，而本专利技术所提供的四价铀光催化剂可以很好的应用在合成类反应中，从而拓宽了铀光催化剂的使用范围。
19、且本专利技术的四价铀光催化剂在合成过程中，醇的用量对于最终所得到的光催化剂性能是有影响的，只有六价铀酰配合物：醇：有机溶剂的用量比为摩尔：体积ml：体积ml＝0.01：1.0：1.0时，所合成得到的光催化剂转化率最高，当醇过量时会使得反应物中的六价铀酰配合物受到醇的破坏，也会使得最终合成得到的四价铀光催化剂在醇中受到破坏，而醇用量过低时则会使得少部分的六价铀酰配合物没有转化为四价铀光催化剂，造成反应不完全，影响转化率。
20、因此，本质上而言，四价铀光催化剂与六价铀光催化剂的催化模式是不同的，常规的六价铀光催化剂的催化模式其实是氢原子的转移，而本专利技术所提供的四价铀光催化剂实质上是配体上金属的电荷转移。所述的配体l可以与金属铀形成配位，从而改变铀酰的性质，这是因为普通六价硝酸铀酰的反应机理主要以氢原子转移和单电子转移方式，配体配位后的铀酰能和醇反应生成四价铀，反应的机理是配体向金属的电荷转移，在有机合成中拓宽了铀催化反应的领域。
21、本专利技术所提供的四价铀光催化剂，可以作为光催化剂从而参与合成反应，实现可见光诱导的铀(iv)催化c(sp3)-c(sp3)键断裂形成六元环醇以及实现末端碳原子的加成，从而形成链式的酮。
22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
23、(1)本专利技术的四价铀光催化剂，可以作为光催化剂参与合成反应，从而实现六元环醇和链式酮的合成。
24、(2)本专利技术的四价铀光催化剂，催化性能优异，可以使得很难发生反应的烯烃和具有环张力的环醇进行反应，从而提高其反应速率与产物收率。
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1.一种四价铀光催化剂，其特征在于，所述四价铀光催化剂的化学结构式为L-U(NO3)3OR；
2.根据权利要求1所述的四价铀光催化剂，其特征在于，当R为芳基时，芳基上的取代基为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、烷氧基、含氟烷基、氰基、磺酰基、醛基、酮、酯基的任一种。
3.根据权利要求1所述的四价铀光催化剂，其特征在于，L为铀酰的配体，为三联吡啶、联吡啶、菲罗啉、菲罗啉酮、二氮芴酮、苯并咪唑、联嘧啶、二喹喔啉并吩嗪中的任一种。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的四价铀光催化剂的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于，所述醇为甲醇、乙醇、丙醇、环丁醇和1-苯基环丁醇中的任一种。
6.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙腈、丙酮、四氢呋喃、甲苯、二氯甲烷、乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚中的一种或多种。
7.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于，所述六价铀酰配合物：醇：有机溶剂的用量比为摩尔：体积mL：体积mL＝0.01：1.0：1.0。
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