[發明專利]一種氮橋連三芳氧基稀土金屬化合物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410348505.7
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN104177386A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 姚英明;王鵬
• 申請（專利權）人: 蘇州大學張家港工業技術研究院
• 主分類號: C07F3/00
• 分類號: C07F3/00;B01J31/22;C07D263/22
• 代理公司: 北京市科名專利代理事務所(特殊普通合伙) 11468
• 代理人: 程美瓊

技術領域

本發明涉及一種催化劑的制備技術領域，具體涉及一種氮橋連三芳氧基稀土金屬化合物及其制備方法和在催化環氧烷和異氰酸酯環加成反應中的應用。

背景技術

惡唑烷酮類化合物是一種重要的有機合成中間體，具有廣泛的用途。比如惡唑烷酮類化合物可以用來合成一些抗細菌(如：分支桿菌，葡萄桿菌，等)的藥物等。因此，近年來惡唑烷酮類化合物受到了人們越來越多的關注。合成惡唑烷酮類化合物的一種主要方法就是環氧烷與異氰酸酯的偶合加成反應。目前，已發現一些催化劑對此類反應有較好的催化效果，主要包括鎓鹽類催化體系和金屬化合物催化體系兩種。

關于鎓鹽催化體系的報道：

1958年，Speranza,G.P.和Peppel,W.J.報道了用TEAB催化異氰酸酯和環氧烷的環加成反應，但該反應需要在160℃以上的溫度下才能得到較高的產率。(參見：Speranza,G.P.；Peppel,W.J.J.Org.Chem.1958,23,1922-1924.)。

關于金屬化合物催化體系的報道：

(1)1986年，Shibata,I.課題組用烷基錫鹵化物和堿組成的催化體系催化異氰酸酯和環氧烷的環加成反應，在40℃下，反應2個小時能達到較高的收率。但是該反應需要的催化劑用量很高，是環氧烷類化合物用量的10％，且異氰酸酯用量是環氧烷的五倍。(參見：Shibata,I.；Baba,A.；Iwasaki,H.；Matsuda,H.J.Org.Chem.1986,51,2177-2184.)。

(2)1990年Baba,A.課題組用四苯基碘化銻催化異氰酸酯和環氧烷的環加成反應，在40℃下，反應一個小時可以當量轉化。但是需要的催化劑量很高，用量是異氰酸酯的10％，并且區域選擇性也不高。(參見：Fujiwara,M.；Baba,A.；Matsuda,H.Bull.Chem.Soc.Jpn.1990,63,1069-1073)。

(3)2010年，Barros,M.T.和Phillips,A.M.F.等以稀土或過渡金屬氯化物催化異氰酸酯和環氧烷的不對稱環加成反應。以20mol％的催化劑用量，可以得到84％的產率以及75％的e.e.值。(參見：Barros,M.T.；Phillips,A.M.F.Tetrahedron:Asymmetry.2010，21，2746–2752)。

(4)2013年，North,M.課題組報導了雙Salen鋁化合物可以催化異氰酸酯和環氧烷的環加成反應，用5％的催化劑用量，在80℃下，反應18小時，可以當量轉化，并且有較好的區域選擇性。(參見：Baronsky,T.；Beattie,C.；Harrington,R.W.；Irfan,R.；North,M.；Osende,J.G.,Young,C.ACS?Catal.2013,3,790-797)。

盡管這些催化體系都能催化異氰酸酯和環氧烷的環加成反應，得到惡唑烷酮類化合物，但是在這些體系中存在著諸多問題，如：催化劑的區域選擇性差、催化劑的用量大、反應條件苛刻、底物的普適性差等等。因此，尋找一種原料來源簡單、反應條件溫和、普適性好的制備方法以高效地合成惡唑烷酮類化合物是有意義的。

發明內容

本發明目的是克服現有技術的不足，提供一種氮橋連三芳氧基稀土金屬化合物，本發明中的氮橋連三芳氧基稀土金屬化合物可以作為催化劑催化環氧烷和異氰酸酯的環加成反應，制備惡唑烷酮類化合物，其催化活性高，區域選擇性好，底物適應范圍廣。

本發明的技術方案是：

一種氮橋連三芳氧基稀土金屬化合物，其通式為LLn(THF)₃，其化學結構式如下式I：

式I

其中：通式中L表示氮橋連三芳氧基配體，其化學結構式如式II；Ln為稀土金屬，選自鑭、釹、釤、或釔中的一種；R¹和R²選自CH₃、Bu^t、Cl中的一種，

式II。

本發明同時提供一種所述氮橋連三芳氧基稀土金屬化合物的制備方法，