[發明專利]超分子手性催化劑、其制備方法及其催化D-A反應的應用

有效

• 申請號: 202210873114.1
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN115090331B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 韓杰;高聰;葛玲玲
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;C08G83/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 史霞;靳浩

本案涉及一種超分子手性催化劑、其制備方法及其催化D?A反應中的應用，將單手性苯甘氨酸烷基衍生物溶解在水溶性有機溶劑中，室溫下攪拌得到L/D?PhgCsubgt;8～20/subgt;的水溶性有機溶劑溶液；繼續加入超純水繼續攪拌，之后加入金屬離子化合物，繼續攪拌即可得到(M)?L型或(P)?D型超分子手性催化劑。本發明提供的超分子手性金屬催化劑可高效循環不對稱催化Diels–Alder反應，反應產率和ee值分別高達95％和92％；該超分子催化體系是一種懸浮液，通過離心可進行催化劑的分離，在溶劑極性不變的條件下，催化劑具備結構穩定的優勢，并且在保持高產率和高ee值的前提下，能夠完成4次循環不對稱催化。

技術領域

本發明涉及有機化學合成催化技術領域，具體涉及一種超分子手性催化劑、其制備方法及其催化D-A反應的應用。

背景技術

隨著人們對手性化合物的需求日益增加，不對稱催化合成是獲得手性物質的最有效的方法。對優異的手性催化劑而言，需要具備催化速率快、高立體選擇性和優異循環催化性能的特點。

金屬有機配體催化劑通常在有機溶劑中進行均相催化，雖能夠達到較高的選擇性，但回收卻困難，欠缺循環催化能力。將均相催化劑與載體相結合是解決不能循環催化問題的有效方式。中國發明專利(CN?105195228A)報道了一種Fe₃O₄負載型手性催化劑，將手性小分子負載在具有磁性的Fe₃O₄納米粒子上，該催化劑在Diels-Alder環加成反應中獲得了高產率和高立體選擇性，通過磁分離達到了可循環催化的效果，但該催化劑存在制備工藝復雜，催化時間較長的缺點。

近年來，超分子手性催化劑因具有活性位點緊密有序排列、手性微環境的特點，在不對稱催化領域表現出優異的效果。目前為止，超分子手性催化劑大都集中在超分子水凝膠體系，能夠進行3～5次的循環不對稱催化。然而相對于超分子水凝膠有機催化劑而言，超分子手性金屬催化劑雖具有優異的高效不對稱催化性能，但其循環催化能力卻始終是一個難題。劉鳴華課題組(J.Am.Chem.Soc.,2016,138,15629-15635.)制備了一系列超分子手性金屬催化劑，對Diels-Alder和Mukaiyama?aldol具有優異的選擇性催化，但卻不具備循環催化性能。

因此，發明一種既能高效不對稱催化，又能循環使用的超分子手性金屬離子催化劑是一項重大挑戰。這對將來具有循環不對稱催化能力的超分子手性金屬催化劑的制備具有重要的指導意義，對手性藥物的不對稱合成中具有潛在的應用價值。

發明內容

針對現有技術中的不足之處，本發明旨在提供一種可高效循環不對稱催化的超分子手性金屬催化劑，用于選擇性催化Diels-Alder(D-A)反應。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種超分子手性催化劑的制備方法，包括如下步驟：

1)將單手性苯甘氨酸烷基衍生物溶解在水溶性有機溶劑中，室溫下攪拌得到L-PhgC_8～20或D-PhgC_8～20的水溶性有機溶劑溶液；

2)向步驟1)的體系中加入超純水繼續攪拌，得到超分子組裝體(M)-L-PhgC_8～20-NR或(P)-D-PhgC_8～20-NR；

3)向步驟2)中加入金屬離子化合物，繼續攪拌得到(M)-L型或(P)-D型超分子手性催化劑。

進一步地，所述步驟1)中水溶性有機溶劑選自甲醇、乙醇、異丙醇、丙三醇、丙酮、乙腈和四氫呋喃中的一種；單手性苯甘氨酸烷基衍生物的濃度為1～10mM。

進一步地，所述步驟2)中超純水與有機溶劑的體積比為9:1～3:7。