[发明专利]一种制备氘代化学品的方法及氘代化学品

说明书

本发明的一种制备氘代化学品的方法及氘代化学品，其包括步骤：卤代物在光源、光催化剂催化下与氘源进行加氘反应，制得氘代化学品；其中，所述氘源为氘水或氘代溶剂，反应温度在‑80℃～150℃之间。本发明以更环保、廉价的氘水或氘代试剂作氘源来代替氘气，以Ru，In金属催化剂、有机染料、无机和有机半导体纳米材料等为光催化剂在光催化的作用下实现对卤代物的氘解，提供一系列氘代化学品的精准可控制备。较传统的氘化反应具有更高的选择性、更温和的反应条件、更广的底物适应性以及更经济适用性，有望应用于大规模氘代化学品生产。

技术领域

本发明涉及光催化制备化学品领域，尤其涉及一种制备氘代化学品的方法及氘代化学品。

背景技术

氘代化学品是一类特殊化合物，在反应机理研究，动力学，药物代谢和生物结构测定等领域都有重要应用。氢的重同位素通常是通过多步合成引入目标化合物，过程中将涉及多种标记的化学试剂。氢氘催化交换反应则是另一种非常有吸引力的策略，过程中往往只需一步即可将同位素引入目标分子。该方法面临的巨大挑战在于氢氘交换的选择性控制以及官能团的普适性。绝大多数方法涉及高温、高压(氘气为氘源)、强酸、强碱或昂贵的金属催化剂。相对于氢氘催化交换反应，加氘反应(或氘解反应)具有更宽泛的官能团适应性和更高的选择性，选择不同的加氘(或氘解)催化剂，可以实现对不同官能位点进行定点氘化，可作为较理想的氘化策略。然而，由于加氘反应(或氘解反应)需要用到氘气，以及高温、高压和贵金属催化剂，大大限制了加氘反应的适用范围。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供及一种制备氘代化学品的方法及氘代化学品，旨在解决现有加氘反应(或氘解反应)需要用到氘气，以及高温、高压和贵金属催化剂，大大限制了加氘反应的适用范围的问题。

本发明的技术方案如下：

一种制备氘代化学品的方法，其中，包括步骤：卤代物在光源、光催化剂催化下与氘源(以摩尔质量比计，氘源:卤代物>1:1)进行加氘反应，制得氘代化学品；

其中，所述氘源为氘水或氘代溶剂，反应温度在-80℃～150℃之间；

反应式如下式(1)：

式(1)中，R为具有取代基的碳原子，X为卤原子，D为氘原子。

所述的制备氘代化学品的方法，其中，所述氘代溶剂为氘代甲醇、氘代乙醇或氘代丙酮。

所述的制备氘代化学品的方法，其中，所述光催化剂为含Ru，Ir的催化剂、有机染料催化剂、无机半导体催化剂或有机半导体催化剂。

所述的制备氘代化学品的方法，其中，所述无机半导体催化剂为TiO₂、CdS或CdSe。

所述的制备氘代化学品的方法，其中，所述光源为200～2000nm任意波段的光。

一种氘代化学品，其中，采用如上任一所述的制备氘代化学品的方法制备而成。

所述的氘代化学品，其中，所述氘代化学品具有下述式(2)所示的结构：

式(2)中，R₁～R₅分别为氢原子、氘原子、卤原子、具有取代基的碳原子、具有取代基的氧原子、具有取代基的硫原子、具有取代基的氮原子、具有取代基的磷原子中的一种。

所述的氘代化学品，其中，所述氘代化学品具有下述式(3)所示的结构：