[發明專利]通過微反應器實現可見光催化分子氧氧化連續制備手性α-羥基-β-二羰基化合物的方法

有效

• 申請號: 201811299525.4
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109293506B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 孟慶偉;馮世豪;唐曉飛;楊帆;武玉峰;趙靜喃;馬存飛;于宗義;李根;惲磊;宋博
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C07C67/31
• 分類號: C07C67/31;C07D211/16;C07B41/02;C07C69/757
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

本發明屬于流動化學領域，提供了一種通過微反應器實現可見光催化分子氧氧化連續制備手性α?羥基?β?二羰基化合物的方法。該方法用手性金雞納堿衍生物季銨鹽作為手性相轉移催化劑，在有機光敏劑存在下，通過微反應器實現可見光活化氣體分子氧催化連續氧化β?二羰基化合物制備手性α?羥基?β?二羰基化合物。該方法具有高效，低碳可持續，連續化的優點。本發明的方法在1～10min反應停留時間，即可實現近100％的底物轉化率，產物選擇性高于95％，產物立體選擇性高于80％的ee值，此反應綠色，環境負擔低，實現連續化，具有規模生產低成本的優勢。

技術領域

本發明屬于流動化學領域，用微反應器實現可見光活化分子氧催化連續氧化β-二羰基化合物制備手性α-羥基-β-二羰基化合物的方法。

背景技術

目前，全球流動化學在應用于制藥、化學品、學術和研究、石化等行業。在流動化學反應器類型中，微通道反應是一種全球應用最廣泛的技術。使用微通道連續流反應器制備化合物，具有明顯優勢：1)效率提升，轉化率和選擇性也有所提升；2)穩定性和安全性可以得到很好的保障；3)綠色、低碳、可持續。

此前，諾華公司在做8-溴-1H-2-喹啉酮硝化反應(Org.Process Res.Dev.2011,15,1447～1452)時，用微通道連續流反應器代替釜式反應器后，只用了幾分鐘就得到了100％的轉化率和100％的選擇性，并且十分穩定，反應時間短也降低了爆炸性混合物產生的概率。KF Jensen提出了一種自動微流體系統(Angew.Chem.2017,56)，將其應用于液體或氣液反應中，如可見光光致氧化還原催化反應，在較低的停留時間內有高混合和高傳熱。苯硼酸的羥基化和苯硫酚二聚化的研究案例證明了該系統的優勢。最近，德國馬普學會膠體與界面研究所的Pieber博士、Seeberger博士等人在《德國應用化學》上報道了使用微反應器進行光催化多相連續氟化反應(Angew.Chem.Int.Ed.2018,57,1–5)，使用了固-液-氣多相光催化體系。由此可見，在微反應器中進行非均相的光催化氧化反應可大大縮短反應時間，并且可提高選擇性和轉化率。

此前，Meng和其同事用一種C-2′位修飾金雞納堿相轉移催化劑在間歇條件下光催化氧化β-二羰基化合物不對稱α-羥基化，但此反應還尚未在微反應器中進行。因此我們將光催化，分子氧氧化，連續化結合在一起，利用微反應器來實現該反應體系，期待縮短反應停留時間，提升其不對稱選擇性，實現連續化生產。

發明內容

本發明屬于微反應器，流動化學領域，用微反應器實現可見光活化分子氧催化連續氧化β-二羰基化合物制備手性α-羥基-β-二羰基化合物的方法。

本發明的技術方案：

一種通過β-二羰基化合物制備手性α-羥基-β-二羰基化合物的方法，該方法用手性金雞納堿衍生物季銨鹽作為手性相轉移催化劑，在有機光敏劑存在下，通過微反應器實現可見光活化氣體分子氧催化連續氧化β-二羰基化合物制備手性α-羥基-β-二羰基化合物。具體內容如下：

該方法通過具有氣液混合作用的微通道反應器實現，反應器內的反應液為有機相、水相及氣相的三相反應體系。所述具有可控發射可見光波長和通量、可控溫度、可控壓力的微通道反應器至少具有兩個液體進口和一個氣體進口，每個液體進口單獨具有連續準確的計量進料；氣體進料通過氣體質量流量計計量。所述的有機相是β-二羰基化合物底物、金雞納堿衍生物季銨鹽的手性相轉移催化劑、有機光敏劑按一定比例和濃度溶解在有機溶劑中配制溶液，其中，金雞納堿衍生物季銨鹽的手性相轉移催化劑與β-二羰基化合物的摩爾比為0.01％～20mol％，光敏劑與β-二羰基化合物的摩爾比為0.00001％～5％，有機相中β-二羰基化合物的濃度為0.001～0.5mmol/ml；所述的水相是無機堿或鹽溶解在水中配制的溶液，其中，堿或鹽溶液質量濃度為0.01～50％；所述的氣相為空氣、純氧氣及按一定比例配制的氧氣與惰性氣體的混合物，氧氣比例1.0％-99.9％。