[發(fā)明專利]一種手性乳狀液催化劑及制備方法和應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610144348.3
• 申請(qǐng)日: 2006-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN101195096A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李燦;鐘琳;高強(qiáng);高金波;蔣宗軒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): B01J31/04
• 分類號(hào): B01J31/04;C07B53/00;C07C201/12;C07D207/16
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 周長(zhǎng)興

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種手性乳狀液催化劑。

本發(fā)明還涉及上述手性乳狀液催化劑的制備方法。

本發(fā)明還涉及上述手性乳狀液催化劑在催化不對(duì)稱直接aldol反應(yīng)的應(yīng)用。

背景技術(shù)

Aldol反應(yīng)指的是烯醇化的羰基化合物與醛酮的加成反應(yīng)，反應(yīng)中可形成一個(gè)新的C-C鍵。Aldol反應(yīng)是重要的有機(jī)合成方法之一，被廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)化學(xué)品的制備之中。不對(duì)稱aldol反應(yīng)在形成新的C-C鍵同時(shí)至多有兩個(gè)手性中心形成，而反應(yīng)產(chǎn)物β-羥基酮的特殊結(jié)構(gòu)又使其在天然產(chǎn)物的合成中占有非常重要的地位。不對(duì)稱aldol反應(yīng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于手性精細(xì)化學(xué)品和藥物的生產(chǎn)中。發(fā)展不對(duì)稱aldol反應(yīng)也成為有機(jī)合成化學(xué)中的一個(gè)熱門研究課題。不對(duì)稱aldol反應(yīng)大體可以分成兩類：一類是將底物酮或酯衍生為烯醇的形式進(jìn)行反應(yīng)；另一類是醛與酮直接反應(yīng)即不對(duì)稱直接aldol反應(yīng)。后者不需要預(yù)先將底物烯醇化而使反應(yīng)操作更加簡(jiǎn)便，因而近年來引起了人們的廣泛關(guān)注。2000年List等人發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)單的有機(jī)小分子如L-脯氨酸就可以催化的不對(duì)稱直接aldol反應(yīng)。List等人的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了有機(jī)小分子催化的新紀(jì)元。與過渡金屬催化劑相比，有機(jī)小分子易得、反應(yīng)體系無(wú)金屬殘留、可以從產(chǎn)物中分離出來而被重復(fù)利用，因而有機(jī)小分子催化的不對(duì)稱直接aldol反應(yīng)被視為是綠色經(jīng)濟(jì)的反應(yīng)。但List催化體系也存在一些缺點(diǎn)，如催化劑效率不高(催化劑用量通常占反應(yīng)底物的30％左右)，反應(yīng)產(chǎn)物的ee值普遍較低。為此，人們對(duì)L-脯氨酸的改造進(jìn)行了大量的研究，以期得到更高的催化活性和立體選擇性。

從已經(jīng)報(bào)道的研究看來，絕大多數(shù)對(duì)不對(duì)稱直接aldol反應(yīng)的催化活性和選擇性的改進(jìn)工作都是在純有機(jī)相溶液中進(jìn)行的。然而在推行綠色環(huán)保的今天，減少使用或不使用有毒、難分離的有機(jī)試劑作溶劑而采用新的反應(yīng)介質(zhì)已勢(shì)在必行。乳狀液正是這樣的一種反應(yīng)介質(zhì)。乳狀液是一種或幾種液體以微粒(液滴或液晶)形式分散在另一不相溶的液體中構(gòu)成具有相當(dāng)穩(wěn)定性的多相分散體系，此體系在乳化劑(大多數(shù)為由親水基親油基組成兩親結(jié)構(gòu)的表面活性劑)的作用下發(fā)生乳化形成乳狀液。常見的乳狀液的一相是水或水溶液(水相)，另一相是與水不相溶的有機(jī)相(通稱油相)。采用乳狀液為有機(jī)反應(yīng)的介質(zhì)時(shí)，反應(yīng)發(fā)生在在水油界面上，反應(yīng)底物以及催化劑之間充分地接觸，因而反應(yīng)的活性得到很大程度的提高。當(dāng)使用手性乳狀液為不對(duì)稱反應(yīng)的介質(zhì)時(shí)，除了反應(yīng)的活性得到提高，另外由于在油水的界面形成了有序的不對(duì)稱微環(huán)境，在此區(qū)域內(nèi)進(jìn)行的不對(duì)稱反應(yīng)具有相當(dāng)高的立體選擇性。而且乳狀液是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，在靜止或離心的條件下，乳狀液被破乳分層，產(chǎn)物和催化劑可以很便利被分離，催化劑能夠回收再用。

手性乳狀液作為不對(duì)稱有機(jī)合成反應(yīng)的介質(zhì)的專利至今未見報(bào)道。在此，本發(fā)明以不對(duì)稱直接aldol反應(yīng)為模型反應(yīng)，以此說明手性乳狀液在不對(duì)稱有機(jī)合成中的應(yīng)用特性和前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種手性乳狀液催化劑。

本發(fā)明的又一目的在于提供上述手性乳狀液催化劑的制備方法。

本發(fā)明的特點(diǎn)是改變了以往在有機(jī)相進(jìn)行催化不對(duì)稱直接aldol反應(yīng)的做法，而采用手性乳狀液作為此反應(yīng)的介質(zhì)，從而使催化反應(yīng)發(fā)生在手性界面上，反應(yīng)的活性和選擇性得到了很大程度的提高。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的手性乳狀液催化劑，其中具有表面活性的手性催化劑溶于酮和水中，混合液形成手性乳狀液；手性催化劑的表達(dá)式為AS_n，結(jié)構(gòu)如下式

其中，A指的是4-羥基脯氨酸骨架，S_n指的是烷氧基鏈，S_n中的n指的是烷氧基碳鏈碳原子的數(shù)目，該碳鏈碳原子的數(shù)目大于或等于6，如C₆H₁₁O、C₈H₁₅O、C₁₀H₁₉O、C₁₂H₂₃O、C₁₄H₂₇O、C₁₆H₃₁O、C₁₈H₃₅O；優(yōu)選C₁₀H₁₉O、C₁₂H₂₃O、C₁₈H₃₅O；最好C₁₂H₂₃O。