本发明提供了一种负载型手性铁络合物催化剂，所述催化剂是按如下方法制备得到的：(1)将溶剂多元醇、含铁盐、第一含磷配体、γ‑Al2O3加到反应容器中，搅拌下，于100～150℃回流反应12～48h，反应结束后，过滤，滤饼干燥，得到催化剂前驱体；(2)在高压反应釜中，加入溶剂乙醇、步骤(1)所得催化剂前驱体、第二含氮配体，氮气保护下，室温搅拌反应12～24h，反应结束后，过滤，滤饼干燥，得到负载型手性铁络合物催化剂；本发明负载型手性铁络合物催化剂成本低廉，制备方法简单，催化活性高。
1.一种负载型手性铁络合物催化剂在2-乙酰噻吩不对称还原中的应用，其特征在于，所述的应用方法为：在高压反应釜中，加入溶剂异丙醇、底物2-乙酰噻吩、负载型手性铁络合物催化剂、以及可溶于水的强碱性物质，得到反应混合物，在0.5～2.0MPa、60～120℃下搅拌加氢4～
12h，反应结束后，经后处理得到产物1-噻吩-2-羟基-乙醇；所述负载型手性铁络合物催化剂的质量用量是底物2-乙酰噻吩质量的1％～15％；
所述负载型手性铁络合物催化剂是按如下方法制备得到的：
(1)将溶剂多元醇、含铁盐、第一含磷配体、γ-Al2O3加到反应容器中，搅拌下，于100～
150℃回流反应12～48h，反应结束后，过滤，滤饼干燥，得到催化剂前驱体；所述含铁盐与第一含磷配体、γ-Al2O3的物质的量比为1:1～10:10～15；所述含铁盐为无水三氯化铁、无水硫酸铁或无水硝酸铁；所述第一含磷配体为三苯基磷、三(邻甲苯基)膦或1,1'-联萘-2,2'-双二苯膦；所述多元醇为乙二醇、二甘醇或聚乙二醇-400；
(2)在高压反应釜中，加入溶剂乙醇、步骤(1)所得催化剂前驱体、第二含氮配体，氮气保护下，室温搅拌反应12～24h，反应结束后，过滤，滤饼干燥，得到负载型手性铁络合物催化剂；所述第二含氮配体为(1S,2S)-1,2-二苯基乙二胺、(1R,2R)-1,2-二苯基乙二胺、(1S,
2S)-(+)-1,2-二(4-甲氧基苯基)-乙二胺、(1R,2R)-(-)-1,2-二(4-甲氧基苯基)乙二胺或
1R,2R-(+)1,2-二苯基乙烯二胺；所述第二含氮配体的投料物质的量是步骤(1)中含铁盐物质的量的1～10倍。
2.如权利要求1所述的负载型手性铁络合物催化剂在2-乙酰噻吩不对称还原中的应用，其特征在于，所述催化剂制备方法步骤(1)中所述溶剂多元醇的体积用量以含铁盐的质量计为10～100mL/g。
3.如权利要求1或2所述的负载型手性铁络合物催化剂在2-乙酰噻吩不对称还原中的应用，其特征在于，所述催化剂制备方法步骤(1)中所述溶剂多元醇为乙二醇。
4.如权利要求1所述的负载型手性铁络合物催化剂在2-乙酰噻吩不对称还原中的应用，其特征在于，所述催化剂制备方法步骤(1)中所述含铁盐为无水三氯化铁。
5.如权利要求1所述的负载型手性铁络合物催化剂在2-乙酰噻吩不对称还原中的应用，其特征在于，所述催化剂制备方法步骤(1)中所述第一含磷配体为三苯基磷。
6.如权利要求1所述的负载型手性铁络合物催化剂在2-乙酰噻吩不对称还原中的应用，其特征在于，所述催化剂制备方法步骤(2)中所述溶剂乙醇的体积用量以步骤(1)所得催化剂前驱体的质量计为2～5mL/g。
7.如权利要求1所述的负载型手性铁络合物催化剂在2-乙酰噻吩不对称还原中的应用，其特征在于，所述催化剂制备方法步骤(2)中所述第二含氮配体为(1S,2S)-1,2-二苯基乙二胺。
8.如权利要求1所述的负载型手性铁络合物催化剂在2-乙酰噻吩不对称还原中的应用，其特征在于，所述溶剂异丙醇的体积用量以底物2-乙酰噻吩的质量计为5～30mL/g；所述可溶于水的强碱性物质在反应混合物中的浓度为0.5～0.7mol/L。
9.如权利要求1所述的负载型手性铁络合物催化剂在2-乙酰噻吩不对称还原中的应用，其特征在于，所述负载型手性铁络合物催化剂的质量用量是底物2-乙酰噻吩质量的5％～10％。
负载型手性铁络合物催化剂及其制备方法和应用
(一)技术领域
[0001] 本发明涉及一种铁络合物催化剂的制备，以及在2-乙酰噻吩不对称还原中的应用。(二)背景技术
[0002] 在自然界中，杂环化合物不但种类多、数量大、分布广，而且有不少杂环化合物的衍生物具有生理活性。如，细胞的重要成分核酸，人和动物血液中的血红素，植物体内的叶绿素、生物碱，还有许多酶等。对芳杂化合物的不对称催化加氢是获得饱和或部分饱和的杂环化合物的一种有效手段。其中一部分较为特殊的——具有手性的杂环化合物，它们是生物活性分子中常见的结构单元和药物中间体，或者本身就具有一定的生理活性。但是芳杂环化物的不对称合成目前还存在一定的困难，必须使用特定的催化剂。这些特定的催化剂，无论是制备还是使用所需的条件都比较苛刻，这可能与芳杂环的芳香性有关。从能量角度来看，芳杂环的催化加氢是破坏其芳香性，在能量上是不利的。几年来，随着对金属不对称催化加氢研究的逐渐深入，一些高效的手性配体的成功开发，以及催化加氢机理也越来越被了解，对芳杂环化合物的不对称还原研究也日益增多。
[0003] 一般来讲，对芳杂环化合物的不对称加氢主要分为两种：一种是对杂环自身进行加氢；另一种是保留杂环而对其所带的官能团进行不对称还原，例如烯烃(C＝C)、亚胺(C＝N)及酮(C＝O)等。研究比较成熟的是[Ir(COD)Cl]2/chiral diamine和Ru/γ-Al2O3/2tpp负载型催化剂的利用。在[Ir(COD)Cl]2/chiral diamine催化剂作用下，氢气压力6MPa下，使2-乙酰噻吩还原成1-噻吩-2-基-乙醇，转化率>99％，ee值为78％。
[0004]
[0005] 以金鸡纳碱为修饰剂，在Ru/γ-Al2O3/2tpp负载型催化剂，氢气压力6MPa时，2-乙酰噻吩的转化率和产物的对映选择性分别为23％、62％，
[0006] 本发明提供一种铁络合物及其制备方法，并以该铁基络合物为催化剂，应用于2-乙酰噻吩的手性还原。(三)发明内容
[0007] 本发明目的是提供一种负载型催化剂，该催化剂是以铁为中心原子，磷为第一配位原子，氮为第二配位原子，并将该铁基络合物负载在γ-Al2O3载体上得到负载型催化剂，应用于2-乙酰噻吩的不对称还原。
[0008] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0009] 一种负载型手性铁络合物催化剂，所述催化剂是按如下方法制备得到的：
[0010] (1)将溶剂多元醇、含铁盐、第一含磷配体、γ-Al2O3加到反应容器中，搅拌下，于100～150℃回流反应12～48h，反应结束后，过滤，滤饼干燥，得到催化剂前驱体；所述含铁盐与第一含磷配体、γ-Al2O3的物质的量比为1:1～10:10～15；所述含铁盐为无水三氯化铁、无水硫酸铁或无水硝酸铁；所述第一含磷配体为三苯基磷、三(邻甲苯基)膦或1,1'-联萘-2,2'-双二苯膦；所述多元醇为乙二醇、二甘醇或聚乙二醇-400；
[0011] (2)在高压反应釜中，加入溶剂乙醇、步骤(1)所得催化剂前驱体、第二含氮配体，氮气保护下，室温搅拌反应12～24h，反应结束后，过滤，滤饼干燥，得到负载型手性铁络合物催化剂；所述第二含氮配体为(1S,2S)-1,2-二苯基乙二胺(1S,2S-1,2-DPEN)、(1R,2R)-1,2-二苯基乙二胺(1R,2R-1,2-DPEN)、(1S,2S)-(+)-1,2-二(4-甲氧基苯基)-乙二胺、(1R,
2R)-(-)-1,2-二(4-甲氧基苯基)乙二胺或1R,2R-(+)1,2-二苯基乙烯二胺；所述第二含氮配体的投料物质的量是步骤(1)中含铁盐物质的量的1～10倍。
[0012] 本发明负载型手性铁络合物催化剂，所述步骤(1)中，推荐所述溶剂多元醇的体积用量以含铁盐的质量计为10～100mL/g；优选所述溶剂多元醇为乙二醇。
[0013] 优选步骤(1)中所述含铁盐为无水三氯化铁。
[0014] 优选步骤(1)中所述第一含磷配体为三苯基磷。
[0015] 步骤(1)反应结束后，通常先减压过滤，滤饼为淡黄色固体，再将该固体置入甲醇中洗涤，并减压过滤以除去残留的溶剂，重复3～5次，之后在30～60℃真空烘箱中干燥12～48h，最后放入密封瓶中，除尽空气并用惰性气体保护，得到催化剂前驱体，备用。
[0016] 所述步骤(2)中，推荐所述溶剂乙醇的体积用量以步骤(1)所得催化剂前驱体的质量计为2～5mL/g。
[0017] 优选步骤(2)中所述第二含氮配体为1,2-二苯基乙二胺。
[0018] 步骤(2)反应结束后，通常先进行减压抽滤，滤饼再用乙醚洗3～5次，然后置于真空干燥箱中，于30～50℃干燥3～10h小时，即得到所述的负载型手性铁络合物催化剂。
[0019] 本发明还提供了所述的负载型手性铁络合物催化剂在2-乙酰噻吩不对称还原中的应用，所述的应用方法为：
[0020] 在高压反应釜中，加入溶剂异丙醇、底物2-乙酰噻吩、负载型手性铁络合物催化剂、以及可溶于水的强碱性物质，得到反应混合物，在0.5～2.0MPa、60～120℃下搅拌加氢4～12h，反应结束后，经后处理得到产物1-噻吩-2-基-乙醇；所述负载型手性铁络合物催化剂的质量用量是底物2-乙酰噻吩质量的1％～15％。
[0021] 所述的应用方法中，推荐所述溶剂异丙醇的体积用量以底物2-乙酰噻吩的质量计为5～30mL/g。
[0022] 所述可溶于水的强碱性物质如NaH、KOH、NaOH、LiOH、Na2CO3、K2CO3等，优选所述可溶于水的强碱性物质为KOH或NaOH，并且，优选所述可溶于水的强碱性物质在反应混合物中的浓度为0.5～0.7mol/L。
[0023] 优选所述负载型手性铁络合物催化剂的质量用量是底物2-乙酰噻吩质量的5％～10％。
[0024] 所述加氢反应的后处理方法为：反应结束后，反应体系降至室温，放出氢气，反应混合物过滤除去催化剂，滤液蒸除溶剂后干燥即得产物1-噻吩-2-基-乙醇。取所得产物1-噻吩-2-基-乙醇，用气相色谱-质谱联用仪(日本岛津公司-GCMS-QP2010Plus)测定产物产率，旋光仪测定对映体过剩值(ee％)。
[0025] 与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：
[0026] (1)本发明通过利用铁元素制备负载型手性铁络合物催化剂，成本低廉；
[0027] (2)本发明所述的负载型手性铁络合物催化剂，制备方法简单，无需复杂配体；
[0028] (3)本发明所述的负载型手性铁络合物催化剂催化活性高，降低了反应条件的苛刻性。(四)具体实施方式
[0029] 下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
[0030] 实施例1
[0031] 将20ml乙二醇倒入烧杯中，取1.625g(0.01mol)无水FeCl3加入烧杯中，搅拌使其溶解，然后转入到三颈瓶中，再用5ml乙二醇洗涤烧杯3次，将2.623g(0.01mol)三苯基膦(TPP)称取后加入到三颈瓶中，然后再称取16.25g的γ-Al2O3，设置反应温度110℃，磁力搅拌，加热回流18h，减压过滤除去溶剂得到淡黄色粉末固体，将得到的固体放入20ml甲醇中洗涤并减压过滤以出去残留的溶剂，重复洗涤三次，在50℃真空烘箱中干燥12h，然后放入密封瓶除尽空气并用惰性气体保护，得到负载型铁基催化剂前驱体74g。
[0032] 将150ml乙醇加入到高压反应釜中，将上述铁基催化剂前驱体放入到反应釜内，然后称取2.123g 1S,2S-1,2-DPEN加入反应釜内，放入磁子，拧紧反应釜，用氮气排除空气三次，充入1.0MPa压力的氮气，室温下搅拌反应12h，反应结束后，进行减压抽滤，滤饼用乙醚洗洗4次，在真空干燥箱中40℃烘5h，得到负载型手性铁基催化剂76g。
[0033] 实施例2
[0034] 将实施例1制备的负载型手性铁基催化剂0.03g放入高压反应釜中，加入15ml异丙醇(i-C3H7OH)作为反应溶液，然后称取3g 2-乙酰噻吩加入反应釜中，称取0.42g KOH提供碱性环境，密封高压反应釜，通入氢气置换反应釜内的空气，反复三次，然后再次充入氢气，置换氢气三次，再通氢气使压力维持在0.5MPa，然后把反应釜放入油浴锅内，控制反应温度110℃，磁子搅拌，保持反应时间8h后结束，降至室温后放出氢气，分离产物与催化剂，然后用气相色谱-质谱联用仪(日本岛津公司-GCMS-QP2010Plus)测得2-乙酰噻吩转化成1-噻吩-2-基-乙醇的转化率为71％，ee值为80％。
[0035] 实施例3
[0036] 将20ml二甘醇倒入烧杯中，取2.00g(0.005mol)Fe2(SO4)3加入烧杯中(加入少许硫酸亚铁和水)，搅拌使其溶解，然后转入到三颈瓶中，用5ml二甘醇洗涤烧杯3次，将3.043g三(邻甲苯基)膦称取后加入到三颈瓶中，然后再称取6g的γ-Al2O3，设置反应温度120℃，磁力搅拌，加热回流24h，减压过滤除去溶剂得到淡黄色粉末固体，将得到的固体放入20ml甲醇中洗涤并减压过滤以出去残留的溶剂，重复3次，在50℃真空烘箱中干燥12h，然后放入密封瓶除尽空气并用惰性气体保护，得到负载型铁基催化剂前驱体65g。
[0037] 将150ml乙醇加入到高压反应釜中，将上述催化剂前驱体，放入到反应釜内，然后称取2.723g(1R,2R)-(-)-1,2-二(4-甲氧基苯基)乙二胺加入反应釜内，放入磁子，拧紧反应釜，用氮气排除空气三次，充入1.0MPa压力的氮气，室温下搅拌反应18h，反应结束后，进行减压抽滤，滤饼用乙醚洗洗4次，在真空干燥箱中40℃烘5h，得到负载型手性铁基催化剂67.5g。
[0038] 实施例4
[0039] 将实施例3制备的负载型手性铁基催化剂0.3g放入高压反应釜中，加入15ml异丙醇(i-C3H7OH)作为反应溶液，然后称取2g 2-乙酰噻吩加入反应釜中，称取0.42g NaOH提供碱性环境，密封高压反应釜，通入氢气置换反应釜内的空气，反复3次，然后再次充入氢气，使压力维持在2MPa，然后把反应釜放入油浴锅内，控制反应温度60℃，磁子搅拌，保持反应时间12h后结束，降至室温后放出氢气，分离产物与催化剂，然后用气相色谱-质谱联用仪(日本岛津公司-GCMS-QP2010Plus)测得2-乙酰噻吩转化成1-噻吩-2-基-乙醇的转化率为87％，ee值为85％。
[0040] 实施例5
[0041] 将20ml聚乙二醇-400倒入烧杯中，取0.242g FeNO3加入烧杯中，搅拌使其溶解，然后转入到三颈瓶中，用5ml聚乙二醇-400洗涤烧杯3次，将3.114g 1,1'-联萘-2,2'-双二苯膦称取后加入到三颈瓶中，然后再称取3.2g的γ-Al2O3，设置反应温度60℃，磁力搅拌，加热回流36h，减压过滤除去溶剂得到淡黄色粉末固体，将得到的固体放入20ml甲醇中洗涤并减压过滤以出去残留的溶剂，重复3次，在50℃真空烘箱中干燥12h，然后放入密封瓶除尽空气并用惰性气体保护，得到负载型铁基催化剂前驱体62g。
[0042] 将150ml乙醇加入到高压反应釜中，将上述铁基催化剂前驱体放入到反应釜内，然后称取1.062g 1R,2R-(+)-1,2-二苯基乙烯二胺加入反应釜内，放入磁子，拧紧反应釜，用氮气排除空气三次，充入1.0MPa压力的氮气，室温下搅拌反应18h，反应结束后，进行减压抽滤，滤饼用乙醚洗洗4次，在真空干燥箱中40℃烘5h，得到负载型手性铁基催化剂63g。
[0043] 实施例6
[0044] 将实施例5制备的负载型手性铁基催化剂0.03g放入高压反应釜中，加入15ml异丙醇(i-C3H7OH)作为反应溶液，然后称取0.5g 2-乙酰噻吩加入反应釜中，称取0.5g KOH提供碱性环境，密封高压反应釜，通入氢气置换反应釜内的空气，反复3次，然后再次充入氢气，置换氢气三次，使压力维持在0.8MPa，然后把反应釜放入油浴锅内，控制反应温度85℃，磁子搅拌，保持反应时间6h后结束，降至室温后放出氢气，分离产物与催化剂，然后用气相色谱-质谱联用仪(日本岛津公司-GCMS-QP2010Plus)测得2-乙酰噻吩转化成1-噻吩-2-基-乙醇的转化率为91％，ee值为86％。
