一种基于磺化BINAP和聚醚功能化离子液体一体化手性催化剂的无溶剂不对称氢化方法转让专利
申请号 : CN202010390290.0
文献号 : CN111517952B
文献日 : 2023-05-19
发明人 : 金欣 , 黄森 , 王凡 , 李淑梅
申请人 : 青岛科技大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种基于磺化BINAP和聚醚功能化离子液体一体化手性催化剂的无溶剂不对称催化氢化的方法,其特征在于:催化反应体系是由磺化BINAP和聚醚功能化离子液体一体化的手性催化剂和底物组成,底物与手性催化剂的摩尔比是100:1–30000:1,氢气压力为4.0MPa,反应温度为20–100℃,反应时间为5–72小时,其中,磺化BINAP和聚醚功能化离子液体一体化手性催化剂的结构式为:手性催化剂7为M(X)2(BINAP‑(SO3A)k),其是3和4以任意比例组成的混合物,3
手性催化剂8为[M(X)n(Q)(BINAP‑(SO3A)k)]Y,其是5和6以任意比例组成的混合物,3
3和5中BINAP‑(SO3A)4表示手性膦配体,其结构式如下:
4和6中BINAP‑(SO3A)3表示手性膦配体,其结构式如下:其中,手性膦配体的立体构型为S型或R型;
A表示有机鎓盐阳离子,其结构式如下:
1 2 3
其中,m=4–140,R为C1–C12烷基或苯基,l=0–140,R为C1–C12烷基或苯基;R 为C1‑C4直4
链烷基;R为H或C1‑C4直链烷基;
Ⅱ
在1、3、4和7中:M为正二价Ru ,X=Cl,Br或I;
Ⅱ
在2、5、6和8中:n=1,M为正二价Ru ,X=Cl,Br或I,Q是苯(C6H6)配体或对‑甲基异丙基苯(p‑MeC6H4CHMe2)配体,Y=Cl,Br或I;
底物是β‑酮酸酯,其结构式如下:
5 6
其中,R是苯基或C1‑C15的直链烷基;R是甲基、乙基、异丙基或叔丁基。
2.按照权利要求1的一种基于磺化BINAP和聚醚功能化离子液体一体化手性催化剂的无溶剂不对称催化氢化的方法,其特征在于:不对称氢化反应结束后用溶剂萃取产物,催化体系分成两相,上层为萃取溶剂和产物组成的有机相,下层为手性催化剂相,通过简单的两相分离实现手性催化剂的回收和循环使用。
3.按照权利要求1的一种基于磺化BINAP和聚醚功能化离子液体一体化手性催化剂的无溶剂不对称催化氢化的方法,其特征在于:将手性催化剂1、2、3、4、5、6、7或8和底物加入反应器,底物与手性催化剂的摩尔比是100:1–30000:1,氢气压力为4.0MPa,反应温度为20–
100℃,反应时间为5–72小时,结束反应后加入溶剂萃取产物,上层为萃取溶剂和产物组成的有机相,下层为手性催化剂相,通过简单的两相分离实现手性催化剂的回收,然后补加新的底物进行下一个催化循环;底物是β‑酮酸酯,其结构式如下:
5 6
其中,R是苯基或C1‑C15的直链烷基;R是甲基、乙基、异丙基或叔丁基;
萃取溶剂是乙醚、甲基叔丁基醚、C6–C10的烷烃、30–60℃沸程的石油醚、60–90℃沸程的石油醚和90–120℃沸程的石油醚中的任意一种或任意几种的混合溶剂。
说明书 :
一种基于磺化BINAP和聚醚功能化离子液体一体化手性催化
剂的无溶剂不对称氢化方法
技术领域
背景技术
发明内容
C4直链烷基;R为H或C1‑C4直链烷基;
在甲醇中的活性相当;而而在无溶剂条件下,BINAP的活性仅为40h 左右。
具体实施方式
0,R=Ph,R=CH3)。在氩气氛下,在高压反应釜中加入催化剂1a‑1和乙酰乙酸甲酯,催化剂
1a‑1和乙酰乙酸甲酯的摩尔比是1:1000,然后在60℃,4.0MPa的氢气压力下反应20h,反应结束后加入正庚烷萃取,上层有机相进气相色谱分析(lipodex A 25m×0.25mm手性毛细管‑1
柱),底物转化率100%,ee(S)值96.0%;压降法测定反应初始TOF值为165.2h ;下层的催化剂相经两相分离后继续补加乙酰乙酸甲酯,进行下一次循环,经5次循环转化率和ee值均无明显降低,分别为:100%,96.1%(2);100%,96.1%(3);100%,95.7%(4);100%,95.8%(5),每次循环钌的流失率为0.1%–0.3%。
0,R=Ph,R=CH3)。在氩气氛下,在高压反应釜中加入催化剂1a‑2和乙酰乙酸甲酯,催化剂
1a‑2和乙酰乙酸甲酯的摩尔比是1:1000,然后在60℃,4.0MPa的氢气压力下反应20h,反应结束后加入正庚烷萃取,上层有机相进气相色谱分析(lipodex A 25m×0.25mm手性毛细管‑1
柱),底物转化率100%,ee(S)值96.2%;压降法测定反应初始TOF值为156.6h ;下层的催化剂相经两相分离后继续补加乙酰乙酸甲酯,进行下一次循环,经5次循环转化率和ee值均无明显降低,分别为:100%,96.2%(2);100%,96.1%(3);100%,96.1(4);100%,96.0(5),每次循环钌的流失率为0.05%–0.1%。
16,l=0,R =n‑C12H25,R =CH3)。在氩气氛下,在高压反应釜中加入催化剂1a‑3和乙酰乙酸甲酯,催化剂1a‑3和乙酰乙酸甲酯的摩尔比是1:10000,然后在80℃,4.0MPa的氢气压力下反应72h,反应结束后加入正庚烷萃取,上层有机相进气相色谱分析(lipodex A 25m×
0.25mm手性毛细管柱),底物转化率73%,ee(S)值95.0%。
0,R=Ph,R=CH3)。在氩气氛下,在高压反应釜中加入催化剂1a‑4和乙酰乙酸乙酯,催化剂
1a‑4和乙酰乙酸乙酯的摩尔比是1:1000,然后在60℃,4.0MPa的氢气压力下反应20h,反应结束后加入正庚烷萃取,上层有机相进气相色谱分析(lipodex A 25m×0.25mm手性毛细管‑1
柱),底物转化率100%,ee(R)值92.0%;压降法测定反应初始TOF值为155.8h ;下层的催化剂相经两相分离后继续补加乙酰乙酸乙酯,进行下一次循环,经5次循环转化率和ee值均无明显降低,分别为:100%,92.0%(2);100%,92.0%(3);100%,91.8(4);100%,91.8(5),每次循环钌的流失率为0.1%–0.2%。
0,R =CH3,R=CH3)。在氩气氛下,在高压反应釜中加入催化剂1a‑5和乙酰乙酸甲酯,催化剂1a‑5和乙酰乙酸甲酯的摩尔比是1:1000,然后在60℃,4.0MPa的氢气压力下反应20h,反应结束后加入正庚烷萃取,上层有机相进气相色谱分析(lipodex A 25m×0.25mm手性毛细‑1
管柱),底物转化率100%,ee(S)值95.5%;压降法测定反应初始TOF值为181.0h ;下层的催化剂相经两相分离后继续补加乙酰乙酸甲酯,进行下一次循环,经5次循环转化率和ee值均无明显降低,分别为:100%,95.5%(2);100%,95.4%(3);100%,95.2(4);100%,94.8(5),100%,94.6(6),每次循环钌的流失率为0.1%–0.2%。
m=16,l=0,R=CH3,R =CH3)。在氩气氛下,在高压反应釜中加入催化剂2a‑1和乙酰乙酸甲酯,催化剂2a‑1和乙酰乙酸甲酯的摩尔比是1:1000,然后在60℃,4.0MPa的氢气压力下反应20h,反应结束后加入正庚烷萃取,上层有机相进气相色谱分析(lipodex A 25m×0.25mm‑1
手性毛细管柱),底物转化率100%,ee(S)值96.0%;压降法测定反应初始TOF值为175.6h ;
下层的催化剂相经两相分离后继续补加乙酰乙酸甲酯,进行下一次循环,经5次循环转化率和ee值均无明显降低,分别为:100%,96.0%(2);100%,96.0%(3);100%,95.8(4),
100%,95.8%(5),每次循环钌的流失率为0.1%–0.2%。
剂1a‑5和β‑酮酸酯(R=Et,R=Me)的摩尔比是1:1000,然后在60℃,4.0MPa的氢气压力下反应20h,反应结束后,加入正己烷萃取,上层有机相进气相色谱分析(lipodex A 25m×
0.25mm手性毛细管柱),底物转化率100%,ee(S)值96.8%。下层的催化剂相经两相分离后
5 6
继续补加β‑酮酸酯(R=Et,R=Me),进行下一次循环,经5次循环转化率和ee值均无明显降低,分别为:100%,96.5%(2);100%,96.4%(3);100%,96.1%(4);100%,96.1%(5),每次循环钌的流失率为0.1%–0.2%。
剂1a‑5和β‑酮酸酯(R=Ph,R=Et)的摩尔比是1:1000,然后在60℃,4.0MPa的氢气压力下反应40h,反应结束后,加入正庚烷萃取,上层有机相进气相色谱分析(lipodex A 25m×
0.25mm手性毛细管柱),底物转化率95.5%,ee(S)值83.0%。
催化剂1a‑5和β‑酮酸酯(R =n‑C15H31,R=Me)的摩尔比是1:1000,然后在60℃,4.0MPa的氢气压力下反应40h,反应结束后,加入甲基叔丁基醚萃取,上层有机相进气相色谱分析(lipodex A 25m×0.25mm手性毛细管柱),底物转化率90.5%,ee(S)值95.0%。
CH3,R=Et)。在氩气氛下,在高压反应釜中加入催化剂1c‑5和乙酰乙酸甲酯,催化剂1c‑5和乙酰乙酸甲酯的摩尔比是1:1000,然后在60℃,4.0MPa的氢气压力下反应20h,反应结束后加入正己烷萃取,上层有机相进气相色谱分析(lipodex A 25m×0.25mm手性毛细管柱),底‑1
物转化率100%,ee(S)值95.6%;压降法测定反应初始TOF值为169.0h ;下层的催化剂相经两相分离后继续补加乙酰乙酸甲酯,进行下一次循环,经5次循环转化率和ee值均无明显降低,分别为:100%,95.5%(2);100%,95.2%(3);100%,95.3%(4);100%,95.0%(5),每次循环钌的流失率为0.1%–0.2%。
CH3,R=Et)。在氩气氛下,在高压反应釜中加入催化剂1d‑5和乙酰乙酸甲酯,催化剂1d‑5和乙酰乙酸甲酯的摩尔比是1:1000,然后在60℃,4.0MPa的氢气压力下反应20h,反应结束后加入正己烷萃取,上层有机相进气相色谱分析(lipodex A 25m×0.25mm手性毛细管柱),底‑1
物转化率100%,ee(S)值95.8%;压降法测定反应初始TOF值为173.0h ;下层的催化剂相经两相分离后继续补加乙酰乙酸甲酯,进行下一次循环,经5次循环转化率和ee值均无明显降低,分别为:100%,95.6%(2);100%,95.4%(3);100%,95.2%(4);100%,95.0%(5),每次循环钌的流失率为0.1%–0.2%。
CH3,R =H)。在氩气氛下,在高压反应釜中加入催化剂1e‑5和乙酰乙酸甲酯,催化剂1e‑5和乙酰乙酸甲酯的摩尔比是1:1000,然后在60℃,4.0MPa的氢气压力下反应20h,反应结束后加入正己烷萃取,上层有机相进气相色谱分析(lipodex A 25m×0.25mm手性毛细管柱),底‑1
物转化率100%,ee(S)值96.3%;压降法测定反应初始TOF值为181.4h ;下层的催化剂相经两相分离后继续补加乙酰乙酸甲酯,进行下一次循环,经5次循环转化率和ee值均无明显降低,分别为:100%,96.3%(2);100%,96.4%(3);100%,96.0%(4);100%,95.7%(5),每次循环钌的流失率为0.1%–0.2%。
=16,l=0,R =CH3,R=CH3)。在氩气氛下,在高压反应釜中加入催化剂1f‑5和乙酰乙酸甲酯,催化剂1f‑5和乙酰乙酸甲酯的摩尔比是1:1000,然后在60℃,4.0MPa的氢气压力下反应
20h,反应结束后加入正己烷萃取,上层有机相进气相色谱分析(lipodex A 25m×0.25mm手‑1
性毛细管柱),底物转化率100%,ee(S)值95.6%;压降法测定反应初始TOF值为186.5h ;下层的催化剂相经两相分离后继续补加乙酰乙酸甲酯,进行下一次循环,经5次循环转化率和ee值均无明显降低,分别为:100%,95.5%(2);100%,95.4%(3);100%,95.4%(4);
100%,95.2%(5),每次循环钌的流失率为0.1%–0.2%。
m=16,l=0,R=CH3,R =CH3)。在氩气氛下,在高压反应釜中加入催化剂1g‑5和乙酰乙酸甲酯,催化剂1g‑5和乙酰乙酸甲酯的摩尔比是1:1000,然后在60℃,4.0MPa的氢气压力下反应20h,反应结束后加入正己烷萃取,上层有机相进气相色谱分析(lipodex A 25m×0.25mm‑1
手性毛细管柱),底物转化率100%,ee(S)值96.0%;压降法测定反应初始TOF值为194.5h ;
下层的催化剂相经两相分离后继续补加乙酰乙酸甲酯,进行下一次循环,经5次循环转化率和ee值均无明显降低,分别为:100%,96.0%(2);100%,96.1%(3);100%,95.8%(4);
100%,95.8%(5),每次循环钌的流失率为0.1%–0.2%。
=16,l=0,R =CH3,R=CH3)。在氩气氛下,在高压反应釜中加入催化剂1h‑5和乙酰乙酸甲酯,催化剂1h‑5和乙酰乙酸甲酯的摩尔比是1:1000,然后在60℃,4.0MPa的氢气压力下反应
20h,反应结束后加入正己烷萃取,上层有机相进气相色谱分析(lipodex A 25m×0.25mm手‑1
性毛细管柱),底物转化率100%,ee(S)值95.8%;压降法测定反应初始TOF值为179.8h ;下层的催化剂相经两相分离后继续补加乙酰乙酸甲酯,进行下一次循环,经5次循环转化率和ee值均无明显降低,分别为:100%,95.8%(2);100%,95.7%(3);100%,95.6%(4);
100%,95.5%(5),每次循环钌的流失率为0.1%–0.2%。
=16,l=0,R =Ph,R =CH3)。在氩气氛下,在高压反应釜中加入催化剂7a‑1和乙酰乙酸甲酯,催化剂7a‑1和乙酰乙酸甲酯的摩尔比是1:1000,然后在60℃,4.0MPa的氢气压力下反应
20h,反应结束后加入正己烷萃取,上层有机相进气相色谱分析(lipodex A 25m×0.25mm手‑1
性毛细管柱),底物转化率100%,ee(S)值96.1%;压降法测定反应初始TOF值为139.2h ;下层的催化剂相经两相分离后继续补加乙酰乙酸甲酯,进行下一次循环,经5次循环转化率和ee值均无明显降低,分别为:100%,96.1%(2);100%,96.0%(3);100%,96.0%(4);
100%,95.8%(5),每次循环钌的流失率为0.1%–0.2%。
=16,l=0,R =CH3,R=CH3)。在氩气氛下,在高压反应釜中加入催化剂7a‑2和乙酰乙酸甲酯,催化剂7a‑2和乙酰乙酸甲酯的摩尔比是1:1000,然后在60℃,4.0MPa的氢气压力下反应
20h,反应结束后加入正己烷萃取,上层有机相进气相色谱分析(lipodex A 25m×0.25mm手‑1
性毛细管柱),底物转化率100%,ee(S)值95.3%;压降法测定反应初始TOF值为222.8h ;下层的催化剂相经两相分离后继续补加乙酰乙酸甲酯,进行下一次循环,经5次循环转化率和ee值均无明显降低,分别为:100%,95.2%(2);100%,95.2%(3);100%,95.0%(4);
100%,95.0%(5),每次循环钌的流失率为0.1%–0.2%。