[发明专利]一种烷烃溴代物的制备方法

说明书

本发明涉及一种烷烃溴代物的制备方法，将烷烃、含溴化合物或单质溴、催化剂、酸加入到溶剂中，溶剂在空气或氧气气氛下加入透光反应容器，密封，在常压及光照条件下搅拌反应，再经过分析核磁收率、萃取、干燥、过滤、减压蒸馏及柱层分离得到烷烃溴代物。与现有技术相比，本发明利用廉价安全的溴盐作为溴源，空气作为氧化剂，含氮试剂做催化剂，可以在常温常压条件下反应，节能经济，操作便捷安全，对环境比较友好。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其是涉及一种烷烃溴代物的制备方法。

背景技术

烷烃溴代物是重要的有机化学品，主要作为中间体应用于各类有机材料、药物、日用品的合成中。制备烷烃溴代物，通常采用烷烃的自由基溴代反应，其中溴源主要是溴单质或者高价态的溴试剂(如NBS)。溴单质(Br₂)的溴利用通常不超过50％，原因是生成了等量的HBr副产物，且本身是有毒物质，生产过程污染大，存储、运输、使用不便，十分危险。溴试剂不但本身合成繁琐，而且原子经济性不好。此外，人们也尝试使用溴负离子结合氧化剂，作为溴源，不但可以提高溴元素的利用率，而且操作相对便捷。其中涉及的氧化剂有PhI＝O，间氯过氧苯甲酸(MCPBA),NaIO₄，H₂O₂等。

H₂O₂是目前报道的反应中最绿色的氧化剂，因为它的副产物仅是水。2000年，Pombeiro等人报道了Ca[V(HIDA)₂](HIDA＝basic form of 2,2A-(hydroxyimino)diacetic acid)为催化剂，KBr为溴源，H₂O₂为氧化剂，在酸性体系下的室温环己烷溴代反应。但是它收率仅为10％，且溴的利用率也很低[Reis,P.M.；Silva,J.A.L.；da Silva,J.J.R.F.；Pombeiro,A.J.L.Chem.Commun.,2000,1845–1846]。

2008年的一篇专利[CN 101306968A,2008.6.30；Li,Y.；Ju,J.；Jia,J.；Sheng,W.；Han,L.；Gao,J.Chin.J.Chem.2010,28,2428-2432]公开了硅藻土作为催化剂，HBr作为溴源，H₂O₂为氧化剂的环己烷溴代反应，反应在80℃加热及60W白炽灯照射下进行。收率比之前的提高了很多，可达80％。

但是该反应的氧化剂是H₂O₂，需要预先制备，且易见光分解，不易储存。最理想的氧化剂是氧气和空气，目前为止还未有人报道过以它们为氧化剂的烷烃溴代反应。

2006年的一篇专利[CN 100462343C,2006.12.28；Wan,S.；Wang,S.R.；Lu,W.J.Org.Chem.2006,71,4349-4352]公开了一种溴代芳烃的制备方法。该方法使用含氮试剂作为催化剂，可以在以溴负离子化合物为溴源，空气为氧化剂的条件下生成芳烃溴代物。但此方法对烷烃的溴代反应无效。

2017年公开的一份现有技术中报道了以氯化钠为氯源，添加氧化剂，普通光照条件下，室温下可以实现烷烃的氯代反应。[Zhao,M.；Lu,W.Org.Lett.2017,19,4560-4563]

但是该现有技术中仍然需要添加预先制备的氧化剂Oxone，而不能使用最理想的空气作为氧化剂。且溴代反应比氯代反应活性低，不如氯代容易进行。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种在光照条件下使用空气或氧气为氧化剂，溴负离子化合物为溴源的烷烃溴代物的制备方法。该方法溴素利用率高，反应条件温和，操作简便且环境友好。