一种2（5H）-呋喃酮类化合物的光催化合成方法

本发明涉及一种2(5h)-呋喃酮类化合物的光催化合成方法，属于有机合成。

背景技术：

1、2(5h)-呋喃酮类化合物作为天然产物和药物全合成的一种关键合成子而受到研究。由于其具有抗菌、抗炎、抗病毒、抗肿瘤等生物活性，2(5h)-呋喃酮类化合物可被应用于杀虫剂、植物生长调节剂、快干涂料、前列腺素、生物碱等的制备中。此外，2(5h)-呋喃酮类化合物所具有的α,β-不饱和醛结构使其可以用于替代丙烯酸酯，作为内酯类单体用于聚合材料的合成。目前市场上只有试剂量的2(5h)-呋喃酮类化合物供应，且价格昂贵。目前2(5h)-呋喃酮类化合物主要生产工艺是通过光敏剂光氧化糠醛及其衍生物，该方法会面临光敏剂难以回收利用的问题，且需要进行活性炭脱色等后续处理(environ.sci.pollut.res.int.2021,28,28911-28925)。因此需要提供一种新的2(5h)-呋喃酮类化合物的合成方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种2(5h)-呋喃酮类化合物的合成方法，采用一步法光催化氧化的方式，可以直接将糠醛及其衍生物氧化得到2(5h)-呋喃酮类化合物，具有条件温和、选择性高、催化剂易于循环回收的优点。

2、本发明合成方法采用无机半导体光催化剂，以生物质基平台化合物糠醛及其衍生物为原料。

3、具体地，本发明提供的2(5h)-呋喃酮类化合物的光催化合成方法，包括如下步骤：

4、在光催化剂的催化下，糠醛及其衍生物经选择性氧化反应得到2(5h)-呋喃酮类化合物；

5、所述糠醛及其衍生物的结构式如式ⅰ所示：

6、

7、   

8、所述2(5h)-呋喃酮类化合物的结构式如式ⅱ所示：

9、

10、式ⅰ和式ⅱ中，r1为-h、-cooh、碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为1～5的烷基醇，r2为-h、碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为1～5的烷基醇，r3为-h、碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为1～5的烷基醇；

11、优选地，所述烷基或所述烷基醇的碳原子数为1～3；

12、式ⅰ中，r4为-h或-oh；

13、所述光催化剂为无机半导体光催化剂，为下述羟基氧化物中的一种或两种的复合材料，当为两种的复合物材料时，两种组分的摩尔比为5～1：1～5：

14、alooh、scooh、yooh、vooh、crooh、gaooh、mnooh、feooh、coooh和inooh。

15、本发明采用的无机半导体光催化材料，具有化学稳定性高、便于重复使用、合成工艺简单、价格便宜、环境友好等优点，将其代替光敏剂，可以高效选择性氧化制备2(5h)-呋喃酮类化学品。

16、本发明采用的糠醛及其衍生物优选下述结构式所示化合物：

17、

18、本发明光催化合成方法中，所述光催化剂的用量为：1mmol所述糠醛及其衍生物中加入10～100mg所述光催化剂。

19、本发明光催化合成方法中，所述选择性氧化反应采用的溶剂为四氢呋喃、1，4-二氧六环、甲苯、环己烷、正己烷、甲醇、乙醇或水，溶剂的用量为10～20ml/1mmol糠醛及其衍生物。

20、本发明光催化合成方法中，所述选择性氧化反应在常压条件下进行，温度为10～80℃，时间为1～24h。

21、本发明光催化合成方法中，所述选择性氧化反应采用氙灯光源，其功率为100～400w。

22、本发明提供的光催化制备2(5h)-呋喃酮类化合物的方法，以糠醛或糠醛衍生物作为原料，在无机半导体光催化剂的存在下进行选择性氧化并得到2(5h)-呋喃酮类化合物。本发明首次实现了在无机半导体光催化剂上催化生物质基糠醛及其衍生物选择性氧化制备2(5h)-呋喃酮类化合物；采用的催化剂活性高，产物选择性高。采用生物质基化合物作为原料，制备2(5h)-呋喃酮类化合物，符合可持续发展和绿色化学的要求。本发明方法的2(5h)-呋喃酮类化合物选择性高，便于产物的分离和提纯。本发明的合成方法反应结束后，催化剂易于分离，且可回收重复利用，有很好的应用前景。

技术特征：

1.一种2(5h)-呋喃酮类化合物的光催化合成方法，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的光催化合成方法，其特征在于：所述光催化剂的用量为：1mmol所述糠醛及其衍生物中加入10～100mg所述光催化剂。

3.根据权利要求1或2所述的光催化合成方法，其特征在于：所述选择性氧化反应采用的溶剂为四氢呋喃、1，4-二氧六环、甲苯、环己烷、正己烷、甲醇、乙醇或水。

4.根据权利要求1或2所述的光催化合成方法，其特征在于：所述选择性氧化反应在常压条件下进行，温度为10～80℃，时间为1～24h。

5.根据权利要求1或2所述的光催化合成方法，其特征在于：所述选择性氧化反应采用氙灯光源，其功率为100～400w。

技术总结
本发明公开了一种2(5H)‑呋喃酮类化合物的光催化合成方法。所述光催化合成方法包括如下步骤：在光催化剂的催化下，糠醛及其衍生物经选择性氧化反应即得；糠醛及其衍生物的结构式如式Ⅰ所示，2(5H)‑呋喃酮类化合物的结构式如式Ⅱ所示；光催化剂为无机半导体光催化剂，为下述羟基氧化物中一种或两种的复合材料：AlOOH、ScOOH、YOOH、VOOH、CrOOH、GaOOH、MnOOH、FeOOH、CoOOH和InOOH。本发明以糠醛或糠醛衍生物作为原料，在无机半导体光催化剂的存在下进行选择性氧化并得到2(5H)‑呋喃酮类化合物，首次实现了在无机半导体光催化剂上催化生物质基糠醛及其衍生物选择性氧化制备2(5H)‑呋喃酮类化合物；方法反应结束后，催化剂易于分离，且可回收重复利用，有很好的应用前景。

技术研发人员：刘海超,林莹
受保护的技术使用者：北京大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6