[发明专利]一种广谱简易制备希夫碱的方法

说明书

本发明公开了一种广谱简易制备希夫碱的方法，在一个反应体系中，以醇和硝基化合物为原料，利用可见光激发光催化剂产生的光生电子‑空穴选择性氧化还原醇和硝基化合物，一步法合成希夫碱。本发明在催化反应过程中，采用更为易得的原料醇和硝基化合物，以太阳能为驱动力，可显著降低生产成本；利用半导体被激发产生的光生电子(e^‑)和空穴(h⁺)将太阳能转化为化学能（希夫碱），采用更为初级的原料，不仅减少了反应的环节，而且可大大减少环境不友好试剂的使用，同时采用太阳光驱动，反应更绿色可持续；步骤简便，反应条件温和，通过芳香醇‑芳香硝基化合物一步法合成希夫碱产物具有重要的应用前景和重大的实际价值。

技术领域

本发明涉及一种广谱简易制备希夫碱的方法，属于催化与有机合成技术领域。

背景技术

希夫碱（又称席夫碱）主要是指含有亚胺或甲亚胺特性基团（－RC=N－）的一类有机化合物，通常希夫碱是由胺和活性羰基缩合而成。希夫碱类化合物及其金属配合物在医学、催化、分析化学、腐蚀以及光致变色领域等都有重要的应用。在医学领域，希夫碱具有抑菌、杀菌、抗肿瘤、抗病毒的生物活性；在催化领域，希夫碱的钴和镍配合物已经作为催化剂使用；在分析领域，希夫碱作为良好的配体，可以用来鉴别，鉴定金属离子和定量分析金属离子的含量；在腐蚀领域，某些芳香族的希夫碱经常作为铜的缓蚀剂；在光致变色领域，某些含有特性基团的希夫碱也具有独特的应用；其优良的液晶特性，可用作有机合成试剂和液晶材料。因此，希夫碱的合成是一个重要的研究方向和持续的热点。

希夫碱通常是由胺和活性羰基缩合而成，而希夫碱反应是可逆反应，产业应用中为了使反应生成更多的希夫碱产物，需要及时分离出产物或者副产物（水）以便反应不断向正方向进行，否则希夫碱产物将会水解生成相应的原料醛和胺。然而，相应的醛的氧化方法需要化学计量的氧化剂，如高锰酸盐和重铬酸盐等，然而在反应过程中会产生大量的重金属废物副产物。反应的另一个起始原料胺是通过硝基的催化加氢合成的，其反应将使用过渡金属和贵金属作为催化剂，不仅价格昂贵，而且还会产生一定量的重金属污染物。

因此，发展采用更初级的原料如醛和胺的前体醇和硝基化合物，同时采用一步法、绿色、可持续的合成希夫碱工艺将有重大的理论意义和实际价值。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种广谱简易制备希夫碱的方法，该系统工艺流程简单、投入成本低、绿色高效。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：一种广谱简易制备希夫碱的方法，在一个反应体系中，以醇和硝基化合物为原料，利用可见光激发光催化剂产生的光生电子-空穴选择性氧化还原醇和硝基化合物，一步法合成希夫碱。

进一步的，所述光催化剂为可见光响应半导体光催化剂。

进一步的，所述一步法合成希夫碱中，反应物有广谱性，供电子基团醇或吸电子基团醇均可在光催化条件下与硝基苯生成希夫碱，而且不论基团是对位、邻位还是间位均可；苯甲醛和苯胺的产率并不随时间的增加而增加，而是达到一个最大值后有一个下降趋势；适当增加反应温度有利生成希夫碱。

更进一步的，所述适当增加反应温度是指在20～80℃的范围内增加。

更进一步的，所述光催化剂为CdS、CdIn₂S₄、Cd_xZn_1-xS(x=0-1)的一种。

进一步的，所述一步法合成希夫碱，步骤如下：

步骤1，将一定质量的光催化剂和含有醇与硝基化合物的三氟甲苯溶液加入聚四氟乙烯反应釜中；

步骤2，密封反应釜，通入氮气，排放空气，保持反应体系气氛为氮气；

步骤3，通过可见光光源照射反应釜内部反应液，反应结束后，采用色谱分析检测反应液中液相产物。