專利名稱：一種催化劑的合成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種催化劑的合成及其在菊酸乙酯不對稱合成中的應用。
菊酸是合成除蟲菊酯殺蟲劑的重要中間體，它有四個立體異構體(IR-Cis、IR-trans、IS-Cis、IS-trans)，其中IR-trans菊酸是菊酸型菊酯(如丙烯菊酯)的主要有效中間體;而IR-Cis菊酸則是鹵代菊酸型菊酯(如溴氰菊酯)的主要中間體。
光活性菊酸可以通過先合成外消旋混合菊酸，然后經拆分得到(J.C.S，1945，283)。也可以經不對稱合成直接得到。
菊酸的一種合成方法是重氮乙酸酯與2，5-二甲基-2，4-己二烯在銅催化劑存在下反應生成菊酸酯(Brit.p741014)，然后再水解成菊酸。Aratani等用旋光性銅絡合作物作為催化劑用于菊酸的不對稱合成(u.s.p3868401;4029683;4197408)得到了光學異構體過量的產物。他們所用催化劑的結構如下
R1＝-CH3，R2＝2-辛基-5叔丁基芐基催化劑Ⅰ結構簡單，環(huán)化反應的化學收率及光學收率均不高;催化劑Ⅱ雖然能得到較高的光學收率，但化學收率仍不高，且結構夠復雜，價格昂貴，例如S-1648，估價可到5萬元/公斤左右，很難適用于工業(yè)生產。
本發(fā)明的目的是合成一種化學收率明顯高于催化Ⅰ、Ⅱ，且成本低于催化劑Ⅰ、Ⅱ的新催化劑。
本發(fā)明所說的新催化劑系指(S)或(R)4-氯-α-異丙基芐胺-水楊醛席夫堿的銅(Ⅱ)絡合物。屬(Ⅰ)型催化劑。其化學結構如下
一、催化劑的合成合成催化劑(S)或(R)4-氯-α-異丙基芐胺-水楊醛席夫堿-銅(Ⅱ)絡合物包括如下三個步驟1、4-氯-α-異丙基芐胺的合成;
2、4-氯-α-異丙基芐胺的拆分;
3、(R)或(S)4-氯-α-異丙基芐胺-水楊醛席夫堿-銅(Ⅱ)絡合物的合成。整個合成的反應式如下
下面結合一個實施例對發(fā)明內容作進一步描述1、4-氯-α-異丙基芐胺的合成A、α-對氯苯基異戊酰氯的合成在一配置干燥管(CaCl2)冷凝器的100毫升單口瓶中，加入21.25克的α-對氯苯基異戊酸、10毫升二氯亞砜、2滴嘧啶，在室溫下攪拌3小時，減壓蒸餾得到2克無色透明的α-對氯苯基異戊酰氯液體。bp 104-106℃/0.6mmHg，n20＝1.5273B、α-對氯苯基異戊酰胺的合成取一250毫升兩口瓶，配以冷凝器和滴液漏斗，加入50毫升濃氨水，冰水冷卻，劇烈攪拌下緩慢滴加α-對氯苯基異丙酰氯18.5克，約1小時加完。繼續(xù)攪拌0.5小時(室溫)、過濾，固體用水洗兩次，每次50毫升，干燥得<17克>白色固體，mp 132-135℃。乙醇重結晶得16.2克白色針狀結晶的α-對氯苯基異戊酰胺，mp134.5～135℃，元素分析C11H14ClNO理論值C64.21，H6.62，N6.62;實測值C62.47，H6.61，N6.44。
C、4-氯-α-異丙基芐胺的合成(Hoffmman反應)取-500毫升三角瓶，配以帶干燥管的冷凝器，溫度計和滴液漏斗，加入7克金屬鈉片，冷卻下緩慢滴加150毫升無水甲醇，待金屬鈉全部容解后，加入21、5克α-對氯苯基異成酰胺，攪拌至溶，冰鹽浴冷卻至-5℃，緩慢滴加6毫升溴(劇烈攪拌)，控制加溴速度，維持反應溫度在0℃以下。滴加完畢后(約30分鐘)緩慢升溫至60℃;在此溫度下攪拌1小時，降溫，加入25克氫氧化鈉和50毫升水;升溫至85℃，(回流)反應8小時、冷卻，加水100ml，旋轉蒸發(fā)儀蒸除甲醇。余液用乙醚萃取3次，每次50ml，萃取液用無水碳酸鉀干燥，減壓蒸餾得13.6克白色透明的4-氯-α-異丙基芐胺液體，bp 134-136℃/20mmHg;n
＝1.5326，元素分析(鹽酸鹽)C10H15Cl2N理論值C54.55，H6.82，N6.36;實測值C54.54，H6.77，N6.24。δH0.6-0.9，(6H.4重峰)，1.2(2H，單峰)，1.4-1.8(1H.多峰)7.2(4H，單峰)。
2、4-氯-α-異丙基芐胺的拆分在反應瓶中加入0.04mole(即7.32克)4-氯-α-異丙基芐胺、0.04mole(即5.32克)天冬氨酸。50%乙醇水溶液100毫升，加熱回流至溶，緩慢冷卻至0℃，置3天，過濾得5克白色固體，mp＞310℃母液以NaOH水溶液處理，乙醚萃取，減壓蒸餾即可得3.8克4-氯-α-異丙基芐胺?！拨痢?0D＝-7.0(c＝5氯仿)以上固體重結晶兩次得4克白色固體，〔α〕
D＝-13.2(C＝0.8，50%乙醇)，將此固體置于一50毫升三角瓶中，加入10%NaOH溶液10毫升，用乙醚萃取兩次(50毫升/次)，無水碳酸鉀干燥，減壓蒸餾得2.2克無色透明液體，[α]D25＝9.67，(C＝5氯仿)3、(R)或(S)4-氯-α-異丙基芐胺-水楊醛席夫堿-銅(Ⅱ)絡合物的合成(R)或(S)4-氯-α-異丙基芐胺、水楊醛各0.01mole，無水乙醇30毫升，攪拌10分鐘(呈黃色)，加入0.05mole水和醋酸銅，攪拌20分鐘，產生深綠色沉淀，加入5ml水，再攪拌10分鐘，過濾得深綠色固體3.1克，mp96～98℃。元素分析，理論值C64.04，H5.38，N4.39;實測值C63.73，H5.12，N4.35.〔α〕25D＝645℃，(C＝0.25，氯仿)S-構型催化劑合成同上，[α〕25D＝-640℃(c＝0.2，氯仿)二、菊酸乙酯的不對稱合成用重氮乙酸酯與2，5-二甲基-2，4-己二烯反應合成菊酸乙酯的反應如下取一50毫升三口瓶，配置溫度計、滴液漏斗和冷凝管，加入R-型或S-型催化劑0.13克1，5-二甲基-2，4-乙二烯15毫升，攪拌下滴加約0.21ml由2.3克重氮乙酸乙酯和10ml一定溶劑(二氯乙烷，1，5-二甲基-2，4-己二烯)配制的溶液，加熱至80℃，開始放氮氣，逐漸降溫至T℃;保持此溫度滴加重氮乙酸酯溶液量，約0.5小時滴加完畢，再繼續(xù)攪拌1小時，減壓蒸餾得菊酸乙酯。n
＝1.4630 bp 116～122℃/30mmHg下表是一組實例(3個)的結果<
>a.催化劑用1%mole，b.催化劑0.5%mole，c.催化劑1%mole.二氯乙烷溶劑本發(fā)明與已有Ⅰ型催化劑的合成相比具有如下特點1、必須先合成一種新物質--4-氯-α-異丙基芐胺;
2、Hoffmman降解反應采用了不同于傳統(tǒng)Hoffmman反應的反應條件，即以金屬鈉和CH30H取代了一般的水與NaOH;
3、用一種新的拆分劑--天冬氨酸來實現(xiàn)4-氯-α-異丙基芐胺的拆分;
4、一步實現(xiàn)絡合物的合成反應。并在反應過程中加入水，使產物呈較大的粒狀沉淀，且提高收率(90%)。類似物Ⅰ的合成中沒加水，所得產物呈微小沉淀很難處理，且收率不高(60-70%)用該方法合成的新催化劑用于催化菊酸乙酯的不對稱合成反應，可以得到＞80%的化學收率和15～18%的光學收率，而以前各種催化劑只能得到60%左右的化學收率和不大于10%的光學收率。催化劑用量為重氮乙酸酯的0.5～1%，反應溫差為30-134℃，各種溶劑(對卡賓惰性)均可使用。更重要的是由于本法采用對氯異苯基異戊酸作為原料，因而成本低廉。
權利要求
1.一種合成催化劑(S)或(R)4-氯-α-異丙基芐胺-水楊席夫堿-銅(Ⅱ)絡合物的方法，其特征在于該合成方法包括如下三個步驟①、4-氯-α-異丙基芐胺的合成②、4-氯-α-異丙基芐胺的拆分③、(R)或(S)4-氯-α-異丙基芐胺-水楊醛席夫堿-銅(Ⅱ)絡合物的合成。
2.根據權利要求1所述的催化劑的合成方法，其特征在于4-氯-α-異丙基芐胺是通過如下過程合成的①α-對氯本基異戊酰氯的合成②α-對氯苯基異戊酰胺的合成③4-氯-α-異丙基芐胺的合成(Hoffmman反應)。
3.根據權利要求1所述的催化劑的合成方法，其特征在于4-氯-α異丙基芐胺的拆分是用天冬氨酸作為拆分劑實現(xiàn)拆分的。
4.根據權利要求1所述的催化劑的合成方法。其特征在于(R)或(S)4-氯-α-異丙基-水楊醛席夫堿-銅(Ⅱ)絡合物的合成是一步反應實現(xiàn)的，即先取一定量的(R)或(S)4-氯-α-異丙基芐胺、水楊醛、無水乙醇混合攪拌一定時間，然后直接加入水和醋酸銅，再攪拌，并加入少量水，產生綠色沉淀，過濾即成。
5.一種用重氮乙酸酯與1，5-二甲基-2，4-己二烯在銅絡合物催化劑合成菊酸菊酯的方法，其特征在于所用催化劑為(R)或(S)4-氯-α-異丙基芐胺-水楊醛席夫堿-銅(Ⅱ)絡合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種催化劑的合成方法。催化劑(R)或(S)4-氯-α-異丙基芐胺-水楊席夫堿-銅(II)絡合物的合成方法。包括4-氯-α-異丙基芐胺的合成、拆分和催化劑最后合成三個步驟。用該催化劑可以比以前同類催化劑提高16～20％的化學收率；光學收率15～18％，亦比同類催化劑高；由于采用對氯異苯基異戊酸作為原料，因而成本低廉，各種溶液均可使用(對卡賓惰性)。
文檔編號C07C69/747GK1042713SQ89108639
公開日1990年6月6日 申請日期1989年11月22日 優(yōu)先權日1989年11月22日
發(fā)明者王敏, 胡秉方 申請人:北京農業(yè)大學