[发明专利]一种铬盐/甲基溴化镁选择性催化氢化多环芳烃的方法

说明书

本发明公开了一种铬盐/甲基溴化镁选择性催化氢化多环芳烃的方法，该方法以铬盐和甲基溴化镁为催化剂、双亚胺类化合物为配体、四氢呋喃为溶剂，将多环芳烃在H₂气氛中，常温搅拌反应，即可得到氢化产物。本发明基于双亚胺类配体调控，铬盐和甲基溴化镁协同催化，在室温条件下实现了多环芳烃的高选择性氢化，具有成本低、反应条件温和、高选择性等优点，避免了高温苛刻条件和成本较高的贵金属催化剂的使用。本发明方法适用于2、9、10位不同取代的蒽衍生物及其他多环芳烃底物的氢化。

技术领域

本发明属于多环芳烃类化合物技术领域，具体涉及一类多环芳烃类化合物的高选择性氢化方法。

背景技术

多环芳烃产生于煤焦油、石油及未充分燃烧的有机化合物。由于多环芳烃具有很强的致癌、致突变及致崎性，以及多环芳烃自身的疏水性及低水溶性能使其很快沉积到环境中，被公认为是威胁生态环境的主要污染物。相反，通过还原方法得到的部分饱和的多环芳烃，不仅可以大幅度的降低毒性，而且在高分子、医药以及燃料等领域都有着广泛的应用，从而大大提高了多环芳烃的附加值。目前，针对多环芳烃的还原方法主要有：Birch还原法、氢化铝锂还原法以及基于过渡金属的催化加氢法。其中过渡金属催化剂包括铑、钌、钯、铂等贵金属。

当稠环芳烃含有三个芳环时，其加氢过程较含有两个环时复杂。在加氢过程中，多种中间体会彼此转化，使整个反应的选择性控制难度加大。2007年Jaiwook Park通过简便的方法合成了可循环利用的铑和铱催化剂，该催化剂在氢化芳环和芳酮类衍生物方面具有较高的活性，在常压氢气氛围下，能够以较高的收率氢化双环和三环的多环芳烃类化合物(Adv.Synth.Catal.2007,349,2039-2047)。

2007年Suwon小组通过金属有机的策略，成功的合成出一种四面体形貌的铑纳米管，在芳烃的氢化方面，相比较传统的铑纳米管和铑碳，具有较高的催化活性，不仅可以氢化共振能较低的蒽，还可以高选择性的氢化共振能较高的苯环及其衍生物(Angew.Chem.Int.Ed.2007,46,1152-1155)。

2012年Andrzej F.Borowski小组报道了钌络合物[RuH₂(η²-H₂)₂{P(C₆H₁₁)₃}₂]作为催化剂前体，在80℃条件下，能够氢化一系列蒽和吖啶衍生物。该反应体系对于蒽骨架上取代基的要求较高，氢化蒽一边时的选择性较好，但是氢化两边时则要差很多(DaltonTrans.,2012,41,14117-14125)。

2015年Bruno Chaudret等用催化剂用量的贵金属钌纳米管，以三苯基膦为稳定剂，在温和条件下能够有效的氢化含有两到三个苯环的多环芳烃。尝试的底物有萘、蒽、菲、苯并菲及芘。通过调控反应条件，来控制最终的氢化产物，比如，蒽的氢化，通过调节氢气的压力，得到一边氢化的产物1,2,3,4-四氢蒽和两边氢化的产物1,2,3,4,5,6,7,8-八氢蒽(Catal.Sci.Technol.,2015,5,2741-2751)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种以H₂为氢源、三氯化铬和甲基溴化镁为催化剂、双亚胺类化合物为配体，能够高效的选择性催化氢化多环芳烃类化合物的方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：以铬盐和甲基溴化镁为催化剂、双亚胺类化合物为配体、四氢呋喃为溶剂，将多环芳烃在H₂压力为3～6MPa下，常温搅拌反应，反应完后分离纯化产物，得到氢化产物。

上述的多环芳烃为式I化合物时，氢化产物为式I′化合物；