钒酸铋促进二芳基内炔的光催化氧化反应研究

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1,2-二酮衍生物作为重要的有机合成中间体,被广泛地应用于功能材料、生物活性分子以及重要杂环化合物的合成。此外,1,2-二酮本身就是众多天然产物和医药分子的骨架结构。因此,对1,2-二酮类化合物的高效合成具有非常重要的意义。  本文首次利用非均相半导体BiVO4作为光催化剂,在可见光下通过氧化二芳基内炔实现1,2-二酮类化合物的绿色合成,具体内容如下:  以二苯基乙炔为模型底物,系统地考察了光源、半导体促进剂、硫酚催化剂、溶剂等条件对反应的影响,确定最佳反应条件为:以12 W的蓝光LED为光源,50 mol%的BiVO4@3为催化剂,100 mol%的对氯苯硫酚为助催化剂,乙腈为溶剂,反应温度为室温,反应时间为16 h。在最佳条件下,产物1,2-二苯基乙二酮的收率达到83%。通过对底物范围的考察,发现对多种官能团取代的二芳基乙炔和含稠环或杂环的底物该反应均能顺利发生。BiVO4@3催化剂在重复使用三次后,模型反应产率也没有明显降低。  研究表明,水热合成前驱液的pH值对BiVO4光催化剂的成分、形貌及可见光响应能力均有显著影响。发现pH为3条件下制备出的样品BiVO4@3在可见光下内炔氧化合成1,2-二酮的反应中表现出更高的催化活性。
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