[發(fā)明專利]非均相銠金屬催化劑

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080042121.2
• 申請日: 2010-09-28
• 公開（公告）號: CN102665908A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·H·伯根斯;A·D·蘇利文;M·哈斯
• 申請（專利權(quán)）人: 艾伯塔大學(xué)董事會
• 主分類號: B01J31/12
• 分類號: B01J31/12;C07B53/00;C07D307/28;C07F9/572
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 張海文

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及非均相銠金屬催化劑領(lǐng)域及其在化學(xué)合成、特別是不對稱化學(xué)合成中的用途。

背景技術(shù)

不對稱催化是一個重要的化學(xué)領(lǐng)域，在學(xué)術(shù)研究室中高度活躍并且在農(nóng)用化學(xué)品¹、調(diào)料²、香料²、和藥物³工業(yè)中具有許多應(yīng)用。例如，在2006年經(jīng)美國食品與藥品管理局核準(zhǔn)的75％的小分子藥品具有單一對映體⁴。手性藥物中的一種對映體常常具有期望的生物活性，而其相對體活性低或有毒。例如，萘普生為廣泛使用的消炎藥。(S)-對映體的功效是(R)-對映體的30倍⁵。因而，對于期望的作用而言，較低劑量的(S)-對映體就足夠了，從而降低了毒性副作用。在不對稱合成中，生物體系中對映體之間的這種活性區(qū)別是學(xué)術(shù)和工業(yè)研究的主要驅(qū)動力。制備對映體富集的化學(xué)品的通用一般方法包括外消旋體的拆分、天然可得的手性化合物的轉(zhuǎn)化、手性轉(zhuǎn)移反應(yīng)、和不對稱催化⁶。其中，不對稱催化是增大源手性的最為有效的方法之一。此外，催化減少了與大規(guī)模化學(xué)品生產(chǎn)相關(guān)的廢品和副產(chǎn)品。

不對稱催化中的常見挑戰(zhàn)在于催化劑昂貴且對空氣敏感。另外，典型的不對稱催化劑含有必須從產(chǎn)品中去除以符合工業(yè)(特別是醫(yī)藥品)健康和安全標(biāo)準(zhǔn)的毒性金屬和配體^7，8。減少催化劑成本和產(chǎn)品污染二者的最直接方法是開發(fā)通過過濾或通過使用流動反應(yīng)器而易于從產(chǎn)品混合物中去除的可再用的催化劑。

為了這些目標(biāo)，已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究以開發(fā)可以通過簡單過濾進(jìn)行分離并重新使用的固定化均相催化劑。文獻(xiàn)中記載了多種多樣的方法，感興趣的讀者可以關(guān)注以下綜述：手性改性的表面⁹、封裝¹⁰、靜電相互作用¹¹、兩相或離子性液體體系¹²、和共價束縛(tethering)^13，14。在這些方法當(dāng)中，對活性位點的完整性侵?jǐn)_最少的是催化劑中的手性配體對固體載體的共價連接¹⁵。通過金屬錨定的備選方案對于活性位點周圍的配位環(huán)境的影響大。用來以共價方式固定均相催化劑的方法包括乙烯基芳烴和乙烯基取代的配體的自由基共聚合^16-19、醇或胺與酸衍生物的縮合^20-24、耦合反應(yīng)^25，26、以及胺與異氰酸酯之間的聚合^27，28。

最近利用含有金屬的單體在開環(huán)易位聚合(ROMP)反應(yīng)中組裝了用于加氫反應(yīng)的固定化均相釕催化劑，所述開環(huán)易位聚合反應(yīng)利用含釕單體和間隔物單體環(huán)辛烯(COE)之間的交互聚合反應(yīng)來實現(xiàn)^29，30。在更近的工作中，該加氫方法經(jīng)由(R)-5，5′-dinorimido?BINAP(BINAP＝2，2′-雙(二苯基膦)-1，1’-聯(lián)萘基)的制備而擴(kuò)展到使用BINAP³⁰。

烯炔的分子內(nèi)環(huán)異構(gòu)化由包括釕³¹、鈀³²、鉑^32，33、鎳³⁴、銥^35，36、金^33，37、和銠³⁸的多種過渡金屬來催化。Zhang小組在2000年首次報道了1，6-烯炔的銠催化的不對稱環(huán)異構(gòu)化³⁹。該文獻(xiàn)中的催化劑最好通過下述方式原位產(chǎn)生：使[(COD)RhCl]₂(COD＝1，5-環(huán)辛二烯)與BINAP(1當(dāng)量，按每個Rh原子計)在1，2-二氯乙烯中反應(yīng)，然后加入AgSbF₆(2當(dāng)量，按每個Cl計)⁴⁰。該反應(yīng)已被用于制備多種產(chǎn)物，包括四氫呋喃⁴⁰、內(nèi)酰胺⁴¹、內(nèi)酯⁴²、環(huán)戊烷⁴³、和環(huán)戊酮⁴³。據(jù)本發(fā)明人所知，文獻(xiàn)中還沒有該催化劑已被成功地固定用于非均相類型反應(yīng)的實例。均相的實例除了需要20摩爾％的AgSbF₆作為活化劑之外，還需要不切乎實際的高載量的“[Rh(BINAP)]⁺”，通常為10摩爾％。Rh、BINAP、和AgSbF₆的高成本和毒性阻止了該反應(yīng)的商業(yè)應(yīng)用⁴⁴。

發(fā)明內(nèi)容