專利名稱：應(yīng)用鈀的均相體系對(duì)映選擇性催化氫化酮的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用鈀的均相體系高度對(duì)映選擇性催化氫化酮的方法。
背景技術(shù)：
不對(duì)稱氫化具有許多優(yōu)點(diǎn)催化劑的活性非常高、反應(yīng)速度快、產(chǎn)物的分離方便、副反應(yīng)少等。應(yīng)用手性催化劑催化不對(duì)稱氫化反應(yīng)到現(xiàn)在已取得了巨大的成就，其中手性催化劑分為均相和多相手性催化劑兩類。
均相手性催化劑是具有手性配體的可溶性金屬絡(luò)合物，手性配體和金屬中心離子相互作用而產(chǎn)生一個(gè)手性氛圍，即不對(duì)稱催化的活性中心。不對(duì)稱氫化中目前所用到的均相催化體系的金屬主要是銠、釕和銥，可分為下面五類Wilkinson催化劑類型的銠催化劑，這種催化劑的特點(diǎn)是，對(duì)官能團(tuán)的烯烴最好，簡(jiǎn)單酮和亞胺也取得了一些好的結(jié)果。
釕/雙磷體系，對(duì)官能團(tuán)化的酮取得了杰出的不對(duì)稱誘導(dǎo)，對(duì)一些官能化的烯烴也很有效，這一體系的催化活性非常高，目前已在工業(yè)上獲得了較為廣泛的應(yīng)用。
發(fā)展的釕/雙磷/雙胺體系，這一體系對(duì)簡(jiǎn)單的酮非常有效，并且催化劑的活性是已知均相催化劑中最高的。
釕/雙胺(胺基醇)的轉(zhuǎn)移氫化體系，實(shí)用于簡(jiǎn)單的酮和環(huán)狀的亞胺氫化。
銥/雙磷體系，這一體系對(duì)非官能化的烯烴和亞胺有效。
上面的體系已有許多在工業(yè)上獲得了應(yīng)用。由于理論和應(yīng)用上的成就，兩位從事不對(duì)稱氫化研究的科學(xué)家Noyori和Knowles獲得了2002年的Nobel化學(xué)獎(jiǎng)。
多相催化劑可分為兩種，一種是所謂的“多相化均相催化劑”，另一種是負(fù)載型金屬催化劑。到目前為止研究過(guò)的多相催化體系已有很多，而比較成功的很少。一個(gè)就是1956年由日本學(xué)者Izumi等發(fā)現(xiàn)的鈀/蠶絲(Pd/Silk)體系，用來(lái)氫化碳碳和碳氮雙鍵。
但是，到目前為止，應(yīng)用鈀的均相體系進(jìn)行不對(duì)稱氫化的例子很少。比較成功的是2001年由Uneyama等發(fā)現(xiàn)的氫化碳氮雙鍵的Pd(CF3CO2)2/BINAP體系，所用的氫化底物限于α氟取代的亞胺酯，反應(yīng)完全時(shí)最好結(jié)果的ee為91％。2003年Raja等用鈀的烯丙基雙胺配合物對(duì)α酮酯進(jìn)行氫化，ee為55％。有關(guān)該背景技術(shù)的詳細(xì)情況見表1表1 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種用于對(duì)映選擇性催化氫化酮的催化劑。
本發(fā)明的又一目的是提供上述催化劑的制備方法。
本發(fā)明操作簡(jiǎn)便實(shí)用，原料易得，選擇性高，產(chǎn)率好，且反應(yīng)具有綠色原子經(jīng)濟(jì)性，環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下用于選擇催化氫化酮的催化劑，為鈀的手性雙磷配合物，表達(dá)式為[Pd]/手性雙磷配體其中鈀與手性雙磷配合物的摩爾比為1∶1.2-1.5。
上述催化劑的制備方法，是把鈀的金屬前體和手性雙磷配體在丙酮中室溫?cái)嚢?-3小時(shí)，然后真空濃縮除去丙酮。
其中鈀的金屬前體為醋酸鈀、三氟醋酸鈀或三氟甲基磺酸鈀等二價(jià)鈀化合物。用三氟甲基磺酸鈀和手性雙磷配體制備成純的配合物空氣穩(wěn)定，易于操作。
本發(fā)明提供的催化劑在選擇性催化氫化酮反應(yīng)中，于2，2，2-三氟乙醇溶劑中，反應(yīng)底物如下式之一 反應(yīng)物中的取代基R可為烷基基團(tuán)如甲基，或芳基基團(tuán)，芳基上可以在鄰位、間位或?qū)ξ簧蠋в懈黝惾〈?br> 反應(yīng)條件溫度25-75℃，壓力3-70大氣壓，時(shí)間12-18小時(shí)，催化劑與底物的摩爾比為50∶1-3。
反應(yīng)式如下式 反應(yīng)產(chǎn)物中的R1為烷基基團(tuán)或芳基基團(tuán)，R2為烷基基團(tuán)或官能化的基團(tuán)。
對(duì)α位鄰苯甲酰胺取代的這一類酮化合物，能獲得92％的不對(duì)稱誘導(dǎo)。
本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)1、反應(yīng)活性和選擇性高，對(duì)大多數(shù)的底物能夠完全轉(zhuǎn)化，對(duì)α位鄰苯甲酰胺取代的這一類酮化合物，能獲得92％的不對(duì)稱誘導(dǎo)。
2、反應(yīng)底物適應(yīng)性廣，所用催化體系除了能夠氫化官能團(tuán)化的酮外，還能對(duì)難度比較大非官能化的酮如苯乙酮進(jìn)行氫化。
3、催化劑制備方便，反應(yīng)操作簡(jiǎn)便實(shí)用。
4、原料易得，反應(yīng)底物是商業(yè)有效，或是能經(jīng)過(guò)商業(yè)有效的原料簡(jiǎn)單一步合成的。
5、用此方法準(zhǔn)備的手性二級(jí)醇，都能作為有用的手性中間體，或本身就是具有生物活性的分子。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例詳述本發(fā)明；但本發(fā)明并不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1條件的優(yōu)化在一反應(yīng)瓶中投入鈀前體(0.005毫摩爾)和手性配體(0.006-0.0075毫摩爾)，氮?dú)庵脫Q后加入1毫升丙酮，室溫?cái)嚢?小時(shí)。然后真空濃縮，氮?dú)庀录尤?-1.2毫升2，2，2-三氟乙醇，將此溶液轉(zhuǎn)到預(yù)先放有底物(0.25毫摩爾)的反應(yīng)釜中，通入氫氣(14-70大氣壓)，放入指定溫度油浴中反應(yīng)12小時(shí)。慢慢釋放氫氣，除去溶劑后直接柱層析分離得到純的產(chǎn)物，反應(yīng)式和配體結(jié)構(gòu)如下

轉(zhuǎn)化率靠核磁共振氫譜確定，產(chǎn)物的對(duì)映體過(guò)量用手性HPLC測(cè)定，見表2。
表2α-鄰苯甲酰胺苯乙酮的不對(duì)稱氫化


實(shí)施例2α-鄰苯甲酰胺取代酮的不對(duì)稱氫化在一反應(yīng)瓶中投入Pd(CF3CO2)2(1.7毫克，0.005毫摩爾)和手性雙磷配體(R，R)-Me-DuPhos(1.8毫克，0.006毫摩爾)，氮?dú)庵脫Q后加入1毫升丙酮，室溫?cái)嚢?小時(shí)。然后真空濃縮，氮?dú)庀录尤?-1.2毫升2，2，2-三氟乙醇，將此溶液轉(zhuǎn)到預(yù)先放有底物(0.25毫摩爾)的反應(yīng)釜中，通入氫氣(14-28大氣壓)，放入指定溫度油浴中反應(yīng)12-18小時(shí)。慢慢釋放氫氣，除去溶劑后直接柱層析分離得到純的產(chǎn)物，反應(yīng)式如下

序號(hào)5用的催化劑是Pd(OTf)2/(S)-SYNPHOS純的絡(luò)合物，產(chǎn)物的對(duì)映體過(guò)量用手性HPLC測(cè)定，見表3。
表3α-鄰苯甲酰胺取代酮的不對(duì)稱氫化


實(shí)施例3另外官能團(tuán)化酮的不對(duì)稱氫化在一反應(yīng)瓶中投入Pd(CF3CO2)2(1.7毫克，0.005毫摩爾)和手性雙磷配體(0.006-0.0075毫摩爾)，氮?dú)庵脫Q后加入1毫升丙酮，室溫?cái)嚢?小時(shí)。然后真空濃縮，氮?dú)庀录尤?-1.2毫升2，2，2-三氟乙醇，將此溶液轉(zhuǎn)到預(yù)先放有底物(0.25毫摩爾)的反應(yīng)釜中，通入氫氣至指定壓力，放入指定溫度油浴中反應(yīng)12-18小時(shí)。慢慢釋放氫氣，除去溶劑后直接柱層析分離得到純的產(chǎn)物，反應(yīng)式如下

產(chǎn)物的對(duì)映體過(guò)量用手性HPLC或GC測(cè)定，見表4。
表4官能團(tuán)化酮的不對(duì)稱氫化


實(shí)施例4在一反應(yīng)瓶中投入Pd(CF3CO2)2(1.7毫克，0.005毫摩爾)和手性雙磷配體(S)-SYNPHOS(3.8毫克，0.006毫摩爾)，氮?dú)庵脫Q后加入1毫升丙酮，室溫?cái)嚢?小時(shí)。然后真空濃縮，氮?dú)庀录尤?.2毫升2，2，2-三氟乙醇，將此溶液轉(zhuǎn)到預(yù)先放有底物(0.25毫摩爾)的反應(yīng)釜中，通入氫氣(70大氣壓)，放入50℃油浴中反應(yīng)12小時(shí)。慢慢釋放氫氣，真空濃縮除去溶劑，過(guò)一根短柱后手性GC分析，反應(yīng)式如下

權(quán)利要求
1.一種用于選擇催化氫化酮的催化劑，為鈀的手性雙磷配合物，表達(dá)式為[Pd]/手性雙磷配體其中鈀與手性雙磷配合物的摩爾比為1∶1.2-1.5。
2.制備權(quán)利要求1所述催化劑的方法，把鈀的金屬前體和手性雙磷配體在丙酮中室溫?cái)嚢?-3小時(shí)，然后真空濃縮除去丙酮。
3.權(quán)利要求2的方法，其中鈀的金屬前體為醋酸鈀、三氟醋酸鈀或三氟甲基磺酸鈀。
4.權(quán)利要求1所述催化劑在選擇性催化氫化酮反應(yīng)中的應(yīng)用，于2，2，2-三氟乙醇溶劑中，反應(yīng)底物如下式之一 反應(yīng)物中的取代基R為烷基基團(tuán)或芳基基團(tuán)；反應(yīng)條件溫度25-75℃，壓力3-70大氣壓，時(shí)間12-18小時(shí)，催化劑與底物的摩爾比為50∶1-3。反應(yīng)式如下式 反應(yīng)產(chǎn)物中的R1為烷基基團(tuán)或芳基基團(tuán)，R2為烷基基團(tuán)或官能化的基團(tuán)。
5.權(quán)利要求4的就用，其中的烷基為甲基；芳基基團(tuán)上在鄰位、間位或?qū)ξ簧蠋в懈黝惾〈?br> 全文摘要
應(yīng)用鈀的均相體系對(duì)映選擇性催化氫化酮的方法，其用到的催化體系是鈀的手性雙磷配合物。反應(yīng)能在下列條件內(nèi)進(jìn)行，溫度25－75℃；溶劑2，2，2－三氟乙醇；壓力3－70大氣壓；用到的手性配體雙磷配體；催化劑的制備方法為把鈀的金屬前體和手性雙磷配體在丙酮中室溫?cái)嚢?，然后真空濃縮得到催化劑。對(duì)α位鄰苯甲酰胺取代的酮能獲得92％的不對(duì)稱誘導(dǎo)。本發(fā)明操作簡(jiǎn)便實(shí)用，原料易得，選擇性高，產(chǎn)率好，且反應(yīng)具有綠色原子經(jīng)濟(jì)性，對(duì)環(huán)境友好。
文檔編號(hào)B01J31/16GK1899695SQ20051001224
公開日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2005年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月21日
發(fā)明者周永貴, 汪游清, 盧勝梅 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所