一种卤素转换反应制备氯代芳香化合物的光化学合成方法
【专利摘要】本发明属于光化学有机合成【技术领域】，特别涉及一种卤素转换反应制备氯代芳香化合物的光化学催化合成方法。本发明是将溴代芳香化合物溶解在乙腈中，加入铁催化剂和无机氯盐构成反应体系，用光源照射反应体系，在空气、氧气或惰性气体气氛下进行反应，反应后得到高选择性的氯代芳香化合物，选择性达到90%以上。
【专利说明】一种南素转换反应制备氯代芳香化合物的光化学合成方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光化学有机合成【技术领域】，特别涉及一种卤素转换反应制备氯代芳香化合物的光化学合成方法。
【背景技术】
[0002]氯代芳香化合物是一类重要的有机合成中间体，经常应用于制药与农用化学品工业中芳香类化合物的修饰，进而改进其生物活性。由于一些氯代芳香化合物难以通过直接氯化芳环获得，所以经常通过卤素转换反应，以更易获取的溴代芳香化合物为原料制备氯代芳香化合物。但是其通常使用的氯源，如氯气、次氯酸、硫酰氯，易于分解且具有一定毒性。而一些使用氯离子为氯源的卤素转换反应通常使用重金属铜、镍或钯为催化剂，这些重金属催化剂所带来的环境污染问题是不容忽视的。此外，上述催化反应还有诸多缺点，例如:数倍于反应物的催化剂量，复杂的催化剂配基，高温反应条件。这不仅使得生产成本较为昂贵，也给环境保护带来压力。况且，有些方法并不能获得令人满意的产率与选择性。因此，人们迫切需要一种能够有效，清洁，廉价地生产氯代芳香化合物的方法。
[0003]近年来，光催化有机合成以其节能、高效、环境友好等优点引起了人们的广泛关注，显示出了极大的潜在应用前景。铁是一种易于获取的，廉价，无毒的常见催化剂，广泛应用于光催化降解多种有机环境污染物。但由于其引发的自由基链式反应，不易控制产物选择性，铁催化剂较少应用于光催化有机合成领域。在本发明中， 申请人:以铁盐作为催化剂，常见氯盐作为氯源，将其应用于光催化溴代芳香化合物的卤素转换反应中，在常温常压的温和条件下，成功地实现了光催化卤素转换制备氯代芳香化合物的反应。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种卤素转换反应制备氯代芳香化合物的光化学合成方法。
[0005]本发明的卤素转换反应制备氯代芳香化合物的光化学催化合成方法:将溴代芳香化合物溶解在乙腈中，加入铁催化剂和无机氯盐构成反应体系，用光源照射反应体系，在空气、氧气或惰性气体(如氩气)气氛下进行反应，反应后得到氯代芳香化合物。
[0006]所述的溴代芳香化合物在反应体系中的浓度优选为0.01~100毫摩尔/升。
[0007]所述的溴代芳香化合物是分子结构中具有溴代芳环、溴代稠环或溴代杂环的有机分子。它们具有以下结构式:
[0008]
【权利要求】
1.一种卤素转换反应制备氯代芳香化合物的光化学合成方法，其特征是:将溴代芳香化合物溶解在乙腈中，加入铁催化剂和无机氯盐构成反应体系，用光源照射反应体系，在空气、氧气或惰性气体气氛下进行反应，反应后得到氯代芳香化合物。
2.根据权利要求1所述的光化学合成方法，其特征是:所述的溴代芳香化合物在反应体系中的浓度为0.01~100毫摩尔/升。
3.根据权利要求1所述的光化学合成方法，其特征是:所述的铁催化剂在反应体系中的浓度为溴代芳香化合物浓度的1%~100%。
4.根据权利要求1或3所述的光化学合成方法，其特征是:所述的铁催化剂选自三价铁或二价铁的氯盐、溴盐、氟盐、硫酸盐、硝酸盐、高氯酸盐或磷酸盐中的一种。
5.根据权利要求1所述的光化学合成方法，其特征是:所述的无机氯盐在反应体系中的浓度为溴代芳香化合物浓度的I~10倍。
6.根据权利要求1或5所述的光化学合成方法，其特征是:所述的无机氯盐是氯化钠、氯化锂、氯化钾或氯化铵。
7.根据权利要求1、2、3或5所述的光化学合成方法，其特征是:所述的溴代芳香化合物是分子结构中具有溴代芳环、溴代稠环或溴代杂环的有机分子。
8.根据权利要求7所述的光化学合成方法，其特征是:所述的具有溴代芳环、溴代稠环或溴代杂环的有机分子，具有以下结构式:
9.根据权利要求1所述的光化学合成方法，其特征是:所述的光源是紫外光、可见光或者太阳 光。
【文档编号】C07C17/20GK103539631SQ201310466782
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月9日 优先权日:2013年10月9日
【发明者】赵进才, 王颖, 陈春城, 籍宏伟, 马万红 申请人:中国科学院化学研究所