一種催化氫化羧酸酯還原制備醇的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種催化氨化簇酸醋還原成醇的方法，特別是一種利用含2-(二苯麟 基乙基)-(5, 6, 7, 8-四氨哇嘟基)胺配體的釘配合物催化劑對(duì)簇酸醋類化合物氨化還原制 備醇的方法，屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 由簇酸醋類化合物還原成醇類化合物，是有機(jī)化學(xué)合成中最重要的基本反應(yīng)。傳 統(tǒng)的醋類化合物的還原一般利用高溫高壓（100-300atm&，200-300 °C)、異相催化體系， 能耗大，副反應(yīng)多，或者用NaBH4或LiAlH4等金屬還原試劑，試劑極易著火、爆炸，操作不安 全，同時(shí)需要消耗當(dāng)量或幾倍當(dāng)量于底物的金屬還原試劑，會(huì)產(chǎn)生大量副產(chǎn)物，導(dǎo)致后處理 操作繁瑣麻煩，應(yīng)用成本高，環(huán)境污染大。發(fā)展新型高效的醋的催化氨化催化劑，均相催化 氨化還原有機(jī)酸醋，使其產(chǎn)生的副產(chǎn)物少，操作簡(jiǎn)單，安全性高，污染小，是一項(xiàng)具有重大意 義的研究課題。目前研究的醋催化氨化的催化劑，主要有W下幾種催化體系如下=Milstein 小組（Zhan邑，J. ;Leitus,G. ;Ben-David,Y. ;Milstein,D.Angew. Chem., Int. 2006，45，1113.)在2006首次報(bào)道了=齒錯(cuò)式釘配合物，該配合物在溫和的條件下 (115 °C，5. 3atm&)對(duì)醋，尤其是對(duì)非官能團(tuán)化的醋進(jìn)行催化氨化，但該催化體系的效率 很低，S/C只有100,不適合工業(yè)化生產(chǎn)。L.A.Saudan小組（Saudan,LA. ;Saudan,C. M. ;Debieux,C. ;Wyss,P.Angew. Chem.,/打&/? 2007, 46, 7473.)于 2007 報(bào)道了 一種N-P四配位的釘配合物對(duì)醋進(jìn)行催化氨化，在100 °C、50atm的條件下對(duì)一系列的醋 底物進(jìn)行氨化，TON達(dá)到了 2000。2011 年高砂公司（Kuriyama,W. ;Matsumoto,T. ;Ino, Y.;Ogata, 0.W02011048727A1, 2011;P62)報(bào)道了PNP-Ru(Ru-MACHO)配合物對(duì)醋進(jìn) 行催化氨化，該配合物簡(jiǎn)單易得，已經(jīng)有工業(yè)化應(yīng)用的前景，但是催化效率仍然不高。SAITO Susumu小組（SA口0Susumu，W02012102247Al, 2012，P53)報(bào)道NNPP型配合物，使得催化 效率得到了顯著提高。D.G.Gusev分別于 2012(Spasy址，D. ;Smith,S. ;Gusev,D.G. Angew. Chem.，Int. Ed. 2012，51，2772.)及 2013 (Spasyuk, D. ; Smith, S.;加sev, Z?.G 紐細(xì)/打2013，52，2538.)年報(bào)道多種釘配合物對(duì)醋進(jìn)行氨化， S/C得到較大的提高，反應(yīng)條件也相對(duì)溫和。在2014年周其林小組（Li,W.;Xie,J.H.; 化an,M.L.;Zhou,aLCree打紐e曲.2014，16，4081)報(bào)道了NNNP型式a釘配合物， 在50atmH2、25°C的條件下對(duì)一系列醋進(jìn)行氨化還原，TON高達(dá)79000。張緒穆小組（Tan, X,F. ;Wang,Y. ;Liu,Y. ;Wang,F. ;Shi,L. ;Lee,K.H. ;Lin,Z. ;Lv,H. ;Zhang, t瓜化換Zef2015，17，454.)于2015年報(bào)道的化晚衍生物為配體，配位形成S個(gè)緊 密五元環(huán)的NNPP型式b配合物在50atm&、80 °C條件下對(duì)一系列醋進(jìn)行催化氨化，TON高 達(dá) 80000。隨后，Pi化O小組（Pi化0，E,A.D0I: 10. 1021/jacs. 5b04237.)報(bào)道了Ru-CNC 型配合物，TON同樣達(dá)到了 79680。
[0003] 上述介紹基本涵蓋了簇酸醋氨化催化劑的最新進(jìn)展，雖然醋的催化氨化在近10 年來(lái)有了突出的進(jìn)步，但由于催化劑的配體合成難W及催化劑使用成本較高，距離工業(yè)化 應(yīng)用仍有較大距離，因此開(kāi)發(fā)具有更高催化活性，更加廉價(jià)的催化劑是均相催化劑當(dāng)前發(fā) 展的必然趨勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種催化氨化簇酸醋還原制備醇的方法。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明W2-(二苯麟基乙基)-(5,6， 7,8-四氨哇嘟基）胺釘配合物為催化劑，2-(二苯麟基乙基）-(5,6,7,8-四氨哇嘟基）胺 釘配合物如下式（1)所示：
W式（1)配合物為催化劑與氨供體進(jìn)行反應(yīng)式（2 )所示的由簇酸醋還原成醇的方法，
式（2)中的Ri和R2可W相同或不同，為烷基、芳基、締基等。其中Ri可為氨原子，另外 上述烷基、芳基、締基可具有取代基。烷基，列舉碳數(shù)1-20、優(yōu)選碳數(shù)1-10、更優(yōu)選碳數(shù)1-5 的直鏈或支鏈的烷基，例如，甲基、乙基、正丙基、異丙基、正下基、異下基、叔下基等。作為芳 基，列舉碳數(shù)6-18,優(yōu)選碳數(shù)6-12,更優(yōu)選碳數(shù)為6,例如，苯基、糞基，蔥基等。作為苯基上 的取代基，可列舉甲基、甲氧基、徑基、簇基、面族原子、硝基，氨基、=氣甲基、醋基等。優(yōu)選 具有拉電子能力的硝基、面族原子、S氣甲基，更優(yōu)選；氣甲基。作為面族原子，可列舉氣原 子、氯原子、漠原子、艦原子。優(yōu)選氯原子、漠原子。更優(yōu)選氯原子。作為締基可為直鏈或支 鏈，例如碳數(shù)2-20的締基，具體可W為乙締基、丙締基、T締基等。
[0006] 本發(fā)明的制備醇的方法，所選加氨反應(yīng)溶劑為易于溶解底物及催化劑的溶劑，可 使用單一或混合溶劑。具體可W是甲苯、二甲苯、=甲苯等芳香控，庚燒等脂肪控；二氯甲 燒、1，2-二氯乙燒等面代控；乙酸、四氨巧喃、1，4-二氧六環(huán)等酸類；甲醇、乙醇、異丙醇等 醇類。其中優(yōu)選酸類，特別優(yōu)選四氨巧喃。溶劑的使用量可根據(jù)具體反應(yīng)情況而定。
[0007] 本發(fā)明使用的氨供體，可W是分子氨、異丙醇、甲酸等。優(yōu)選分子氨。
[0008] 催化劑的使用量可W根據(jù)具體氨化底物，反應(yīng)條件而定。通常催化劑與底物的摩 爾比范圍為0.0001 %-1〇 %，優(yōu)選為0.002 %-0.! %。本發(fā)明中催化劑即式（1)配合物氨化 溫度為100-160°C，優(yōu)選溫度為120-140°C;氨氣壓力為20-60atm,優(yōu)選為40-50atm;反應(yīng) 時(shí)間為4-48小時(shí)，優(yōu)選為12-24小時(shí)。
[0009] 簇酸醋氨化還原成醇主要通過(guò)氣相色譜檢測(cè)反應(yīng)進(jìn)程。氣相儀器為Angilent 6820,色譜柱為強(qiáng)極性柱，柱型號(hào)為19091N-113HP-INN0WAX。反應(yīng)完成后，主要通過(guò)簡(jiǎn)單的 萃取，過(guò)濾，蒸饋，快速柱層析W各種色譜等常用純化方法，分離得到目標(biāo)醇類產(chǎn)物。
[0010] 本發(fā)明催化氨化還需要加入合適的助催化劑（B)，如堿類物質(zhì)和金屬棚氨化物等。 所述的堿類物質(zhì)主要有=乙胺、贓晚、化晚、二異丙基乙基胺等胺類；碳酸鋼、碳酸鐘、碳酸 飽等金屬碳酸鹽；氨氧化鐘、氨氧化鋼等金屬氨氧化物；甲醇鋼、乙醇鋼、叔下醇鋼、叔下醇 鐘等金屬醇類物質(zhì)；棚氨化鋼、棚氨化鐘、氨化侶裡等金屬氨化物。優(yōu)選棚氨化鋼。
[0011] 本發(fā)明取得的有益效果如下： 使用式（1)配合物，W棚氨化鋼為添加劑，成功的將大部分簇酸醋加氨還原成醇，并且 轉(zhuǎn)化數(shù)（TON)達(dá)到50000,特別是對(duì)帶有吸電子取代基的芳香醋，用棚氨化鋼代替大部分催 化劑使用的醇類堿，使得成本降低，操作簡(jiǎn)便，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0012] W下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明。需要指出，但本發(fā)明并不僅限于實(shí)施例。
[001引 實(shí)施例1 用配合物式（1)做為催化劑催化苯甲酸甲醋的氨化還原反應(yīng)，用苯甲酸甲醋為底物，進(jìn) 行溶劑、溫度、壓力、(底物/催化劑)S/C的篩選實(shí)驗(yàn)，如下式（3)。在100mL的玻璃瓶子中， 依次加入催化劑（1)15-3. 75mg(0.02-0. 005mmol)、助催化劑度）l-2mmol、苯甲酸甲醋 1. 36-13. 60g(10-100mmol，S:B:C=500-20000:50-200:1)、溶劑 50-75mL，將上述反應(yīng)體系 放入100血的高壓反應(yīng)蓋內(nèi)，置換氨氣S次，沖入氨氣30-50atm,溫度設(shè)置為100-120°C， 加熱攬拌反應(yīng)時(shí)間4-36小時(shí)，將反應(yīng)蓋至于冰浴冷卻至室溫，放空氣體。反應(yīng)液經(jīng)GC分析 結(jié)果如表一所不。

[a]實(shí)驗(yàn)條件：苯甲酸甲醋：20-100mmol、催化劑（I) :0.04-0.005mmol、助催化劑： 2-1mmolNaBH4、溶劑：50血；比]GC檢測(cè)苯甲醇的轉(zhuǎn)化率；[C]助催化劑：2mmo化QtBu; [d]助催化劑：2mmolNaOMe;[e]助催化劑：2mmolNaO^u;[f]助催化劑：2mmolNaBH*, 1mmo化QtBu;[g]產(chǎn)物分離收率，THF=四氨巧喃。
[0015] 從表中可W看出，在四氨巧喃中，溫度120°C，壓力50atm,S/C為2000-8000,催化 劑能夠顯示出良好的活性。甚至將S/C放大到20000也能夠取得48%的轉(zhuǎn)化率。
[0016] 用配合物式（1)做為催化劑催化苯甲酸烷基醋的氨化還原反應(yīng)。通過(guò)下式（4)對(duì) 苯甲酸烷基醋（實(shí)施例2-1-2-5)進(jìn)行氨化，具體事例收率見(jiàn)表二。
[0017]
實(shí)施例2-1 在100血的玻璃瓶子中，依次加入配合物（1)7. 51mg(0.01mmol)、NaBH437. 8mg(1mmol)、苯甲酸乙醋3.00g(20mmol,S:B:C=2000:20:1)、溶劑50血，將上述反應(yīng)體系放入 100mL的高壓反應(yīng)蓋內(nèi)，置換氨氣S次，沖入氨氣50atm,溫度設(shè)置為120 °C，加熱攬拌反 應(yīng)時(shí)間12小時(shí)，將反應(yīng)蓋置于冰浴冷卻至室溫，放空氣體。反應(yīng)液經(jīng)GC分析，結(jié)果見(jiàn)表2。 [001引實(shí)施例2-2 除用苯甲酸異丙醋代替苯甲酸乙醋外，其進(jìn)行氨化還原的方法與實(shí)施例2-1相同，結(jié) 果見(jiàn)表2。
[0019]實(shí)施例 2-3-2-4 除用苯甲酸正下醋(實(shí)施例2-3)、苯甲酸節(jié)醋(實(shí)施例2-4)代替苯甲酸乙醋外，其進(jìn)行 氨化還原的方法與實(shí)施例2-1相同，結(jié)果見(jiàn)表2。
[0020] 實(shí)施例2-5 除用苯甲酸叔下醋代替苯甲酸乙醋，反應(yīng)時(shí)間24小時(shí)外，其進(jìn)行氨化還原的方法與實(shí) 施例2-1相同，結(jié)果見(jiàn)表2。
[0021]

[0022] 用配合物式（I)做為催化劑催化芳香醋的氨化還原反應(yīng)，通過(guò)下式（5)對(duì)芳香醋 (實(shí)施例3-1-3-18)進(jìn)行氨化，具體結(jié)果見(jiàn)表=。
[002引實(shí)施例3-1 在100血的玻璃瓶子中，依次加入配合物（1)7. 51mg(0.01mmol)、NaBH443. 7mg(1mmol),鄰氣苯甲酸甲醋3. 08g(20mmol，S:B:C=2000:20:l)、溶劑5