本发明涉及催化合成，涉及一种光催化芳基烯烃类化合物的氢化官能团化的方法，具体涉及一种光催化芳基烯烃类化合物中c=c双键直接氢化酯基化、胺基化和芳基化的方法。
背景技术：
1、芳基烯烃、芳烃类化合物是众多天然产物及活性药物分子基本的构筑单元，利用π键的活泼性将不同的官能团或者分子片段进行引入是结构修饰重要的途径之一。其中，烯烃及芳烃的氢化官能团化合成高附加值化学品引起了人们极大的科研兴趣。以芳基烯烃胺基化反应为例，芳基烯烃氢化胺基化是合成苯乙胺类化合物重要的方法。胺基化合物和烯烃类化合物均具有亲核性，但是烯烃的氢化胺基化必须在催化剂存在条件下才能高效转化，芳基烯烃的顺马氢化胺基化也需要在过渡金属、稀有金属、碱金属及酸性条件下才可以进行转化。
2、传统条件下，强酸(如浓硫酸等)诱导的不饱和双键亲电加成是常见的烯烃顺马加成的反应方式( angew. chem. int. ed., 2004, 43, 3368)，但是强酸的加入存在一定的缺点：强酸导致反应底物耐受性特别差，选择性低，反应过程中存在一定的安全隐患，而且强酸对反应设备要求比较高，增加了设备投入的成本的同时，强酸反应体系的后处理工序繁琐，且对环境污染较为严重。另一方面，催化量的路易斯酸或者布朗斯特酸被证明在催化烯烃氢化胺基化转化中为非常好的催化剂。hartwig等利用催化量的tfoh作为催化剂实现了烯烃的氢化胺基化转化( org. lett. 2006, 8, 4179-4182)，酸作为催化剂，转化过程中涉及碳正离子中间体，对于贫电子物种很难作为亲核试剂得到马氏加成的产物，并且反应过程需要加热。widenhoefer等在140℃条件下利用铂配合物和磷配体高效实现了芳基烯烃氢化酰胺化反应( org. lett. 2005, 7, 2635-2638)。其他过渡金属及稀有金属，比如pd、ru、ir以及rh在配体协助下均可实现芳基烯烃氢化胺基化转化。金属氢原子转移(mhat)的反应方式为支链型骨架的构筑提供了丰富的途径( chem. rev., 2016, 116, 8912，2018, 51, 2628)。但是，金属催化剂成本较高，且合成步骤相对繁琐，并且金属催化剂残留问题为后续药物合成应用带来一定的限制。
3、shu wei等采用光催化技术实现了烯烃的区域选择性c-h键芳基化转化，反应可以兼容各种芳香族和杂芳香族化合物，通过反马氏加成得到产物（ chem. int. ed. 2022,61, e202200773），但是该反应仅能够实现烯烃化合物的c-h芳基化，而其他官能团化，例如氢化酯基化、胺基化、芳基化或醚化等并不能实现。
4、基于上述技术问题，本发明提供一种光催化芳基烯烃类化合物氢化官能团化转化方法，具有绿色、温和、反应条件简单的优点，且能够实现芳基烯烃类化合物的氢化酯基化、胺基化、芳基化或醚化等多种官能团化。
技术实现思路
1、有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供了一种光催化芳基烯烃类化合物的氢化官能团化的方法，实现c=c双键直接氢化酯基化、胺基化、芳基化或醚化的方法和应用，该方法具有操作简单、反应条件温和、绿色无污染等优点。
2、为了达到上述目的，本发明提供了一种光催化芳基烯烃类化合物的氢化官能团化的方法，包括通过光催化芳基烯烃类化合物，将c=c双键直接氢化官能团化。本发明中利用光催化剂的激发态的强还原性实现芳基烯烃类化合物的单电子还原，进而通过质子化得到苄位碳自由基中间体，该苄位自由基中间体经氧化态光敏剂氧化得到亲电性碳正离子，最后经历亲核加成完成反应，或者，苄位自由基同样可与贫电子芳基腈偶联得到1,1-二芳基化烷烃产物。
3、优选地，所述氢化官能团化包括酯基化、胺基化、芳基化、醚化，具体步骤包括：
4、s1.将光催化剂、所述芳基烯烃类化合物和亲核试剂加入至溶剂中，得溶液a；
5、s2.在惰性气体氛围下，用光照射溶液a，所述芳基烯烃类化合物与所述亲核试剂发生顺马氏加成反应得到官能团化产物，实现c=c双键的氢化官能团化；
6、所述亲核试剂包括酸类化合物、胺类化合物、醇类化合物或芳基类化合物。
7、优选地，所述溶液a中所述芳基烯烃类化合物与所述亲核试剂的摩尔量比为1:(0.5~1)。
8、优选地，所述光催化剂与所述亲核试剂的摩尔量比为1:50。
9、优选地，所述光催化包括可见光催化。
10、优选地，所述光催化的光源选自太阳光、紫光灯（例如led灯）、汞灯或氙灯中任意一种。
11、优选地，所述溶剂选自乙腈、丙酮、二氯甲烷、乙醇、环己烷、乙酸乙酯、四氢呋喃、二甲基亚砜、甲苯或水中一种或多种的组合。
12、优选地，所述光催化剂选自下列催化剂中的一种或多种：
13、，
14、。
15、优选地，所述芳基烯烃化合物包括，结构式中的任意一种；
16、式中，r1为h、烷基、苯基、苄基、苄氧基、噻吩基、吡啶基中的任意一种；
17、r2为h或ch=ch2或c1-c4的烷基；
18、r3、r4、r5、r6独立为h或c1~c4的烷基。
19、进一步地，当r1为苯基、苄基、苄氧基、噻吩基时，r2为h；或
20、r1为h，r2为ch=ch2；或
21、r3为h或c1~c4的烷基，r4为h；或
22、r5为h或c1~c4的烷基，r6为h。
23、在具体的芳基烯烃类化合物中c=c双键直接酯基化、胺基化过程中，芳基烯烃类化合物中的c=c双键在光催化剂作用下，经可见光光照后，还原得到苄位自由基，被激发态光催化剂氧化得到苄位正离子，从而被亲核试剂进攻得到顺马酯基化、胺基化产物。
24、优选地，所述芳基类化合物下列结构式中的任一种：。
25、优选地，所述醇类化合物为烷基醇类化合物或。
26、优选地，所述酸类化合物包括芳基酸类化合物或烷基酸类化合物。
27、优选地，所述胺类化合物为含氮杂环类化合物和/或苯磺酰胺类化合物。
28、优选地，所述醇类化合物包括直链烷基醇类化合物。
29、更优选地，所述直链烷基醇包括但不限于ch3oh和/或ch3ch2oh。
30、优选地，所述酸类化合物为、或1-金刚烷甲酸中的任一种，式中，r7为烷基或芳香烃基。
31、更优选地，r7包括c1~c4的直链烷基或c2~c4的烯烃基、环烷烃基或-ch2cooh。
32、其中，所述环烷烃基包括环己烷基、环戊烷基或环丁烷基。
33、或，更优选地，r7包括苯基、苄基、苄氧基、苯乙基、呋喃基、噻吩基或萘基中的任意一种。
34、优选地，所述含氮杂环类化合物为或；式中，x为c或n；r8、r10分别独立地为h或甲基，r9为h或卤族原子或醛基或至少被卤族原子部分取代的甲基。
35、优选地，所述苯磺酰胺类化合物为或，式中，r11为h或甲基，r12为h、甲基或卤族原子。
36、作为另一种实施方式，本发明中的芳基烯烃类化合物还可以用稠环类芳烃化合物进行替代，例如蒽。
37、现有技术中，为了实现芳基烯烃类化合物中c=c双键实现酯基化、胺基化等官能化反应，一般需要在反应体系中加入强酸，一方面造成反应体系的复杂化，另一方面为后处理工序繁琐，对环境造成极大地污染。基于此，本发明以有机染料作为光催化剂，将芳基烯烃类化合物中的c=c双键在光催化剂作用下，将双键转化为烯烃自由基负离子中间体，经质子化过程及单电子转移过程高效生成苄位碳正离子中间体，从而被亲核试剂进攻，进行顺马式加成反应得到酯基化、胺基化、芳基化、醚化的目标产物，产物收率最高能够达到99%；基于上述原理，当亲核试剂为醇类化合物或胺类化合物时，加入对甲苯磺酸一水合物作为质子化试剂；当亲核试剂为贫电子芳基类化合物时，加入1,2,2,6,6-五甲基哌啶作为质子化试剂，贫电子芳基类化合物可以是下列结构式中的任一种：
38、、、、、。
39、反应机理包括：
40、
41、本发明所获得的有益技术效果：
42、1.本发明提供的技术方案，在可见光照射的条件下，实现芳基烯烃类化合物中c=c双键的直接酯基化、胺基化、芳基化以及醚化，反应条件温和，产物收率最高可达99%，且避免了强酸的引入导致的环境污染、试验或生产过程中的酸腐蚀等危险。
43、2.本发明以有机染料作为光催化剂，以光照作为反应驱动力，将双键转化为烯烃自由基负离子中间体，经质子化过程及单电子转移过程高效生成苄位碳正离子中间体，以亲核试剂作用生成目标产物，且反应过程在无需加热，常温条件下即可进行，能耗低，产率高，即能够实现芳基烯烃和/芳香烃类化合物的多种官能团化的转化。
1.一种光催化芳基烯烃类化合物的氢化官能团化的方法，其特征在于，包括通过光催化芳基烯烃类化合物，将所述芳基烯烃类化合物中的c=c双键直接氢化官能团化；所述氢化官能团化包括酯基化、胺基化、芳基化和醚化；
2.根据权利要求1所述的光催化芳基烯烃类化合物的氢化官能团化的方法，其特征在于，所述溶液a中所述芳基烯烃类化合物与所述亲核试剂的摩尔量比为1:(0.5~1)；
3.根据权利要求1所述的光催化芳基烯烃类化合物的氢化官能团化的方法，其特征在于，所述光催化剂为有机染料、tio2、cds中的一种或多种；所述有机染料选自下列结构式中的至少一种：
4.根据权利要求1所述的光催化芳基烯烃类化合物的氢化官能团化的方法，其特征在于，所述芳基烯烃类化合物以下结构式中的任意一种：
5.根据权利要求4所述的光催化芳基烯烃类化合物的氢化官能团化的方法，其特征在于，当r1为苯基、苄基、苄氧基、噻吩基时，r2为h；或
6.根据权利要求1所述的光催化芳基烯烃类化合物的氢化官能团化的方法，其特征在于，所述芳基类化合物包括下列结构式中的任一种：
7.根据权利要求1所述的光催化芳基烯烃类化合物的氢化官能团化的方法，其特征在于，所述醇类化合物为烷基醇类化合物或；
8.根据权利要求7所述的光催化芳基烯烃类化合物的氢化官能团化的方法，其特征在于，所述醇类化合物包括直链烷基醇类化合物；
9.根据权利要求8所述的光催化芳基烯烃类化合物的氢化官能团化的方法，其特征在于，所述直链烷基醇包括ch3oh或ch3ch2oh。
10.根据权利要求8所述的光催化芳基烯烃类化合物的氢化官能团化的方法，其特征在于，r7包括c1~c4的直链烷基或c2~c4的烯烃基、环烷烃基或乙羧基；
