一種面手性雙反應中心釕催化劑及其合成與應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種面手性雙反應中心釕催化劑及其合成與應用。本發明所提供的面手性雙反應中心釕催化劑不僅合成簡便，而且其具有的雙反應中心釕催化劑可高效地應用于β-氨基酮類化合物的不對稱催化氫化；最終可獲得100%的轉化率和超過99.9%的不對稱誘導效果。本發明所述催化劑的合成操作簡便，選擇性和產率高，具有較好的原子經濟性及良好的工業化應用前景。
【專利說明】一種面手性雙反應中心釕催化劑及其合成與應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種釕催化劑及其合成與應用，尤其涉及一種面手性雙反應中心釕催 化劑及其合成方法，以及其在對β-氨基酮類化合物進行不對稱氫化的應用；屬于有機及 藥物合成化學領域。
【背景技術】
[0002] 手性氨基醇類化合物在藥物、農藥、香料等精細化工方面的應用十分廣泛，也是多 種化合物如鹵化物、氨基化合物、酯類、醚類等的重要前體，同時也可經過修飾后合成多種 手性配體，運用于催化反應當中。近年來，對其各種合成方法的研究日益增多。其中通過前 手性氨基酮的不對稱氫化是制備手性氨基醇的最重要的方法之一。該方法催化活性高，反 應時間快，原子經濟性好，產物分離方便，后處理簡單，副反應少，因而引起廣泛關注。
[0003] 基于此原因，眾多手性催化劑被開發應用于前手性氨基酮的不對稱氫化反應；其 中具有代表性的是日本化學家Noyori發明的Rh-BINAP類催化劑（ΕΡ0901997Α1 )，其對多 種β-氨基酮類化合物的不對稱氫化均實現了很好的選擇性。但是該催化劑配體的合成 相對復雜，成本較高，也不可以穩定地保存。此外，還有很多手性催化劑被開發應用于酮的 不對稱氫化，如張緒穆等人發表在《Angew. Chem.，Int. Ed.》（德國應用化學會志）2005年 第 44 卷 1687-1689 頁上 Practical Synthesis of Enantiopure y -Amino Alcohols by Rhodium-Catalyzed Asymmetric Hydrogenation of β -Secondary-Amino Ketones文章中， 提到使用手性配體Rh-DuanPhos催化劑能實現對酮的不對稱氫化；但此類體系并沒有極好 的選擇性，且金屬銠成本較高，難以應用于工業化生產之中。
[0004] 因此，本領域的技術人員致力于開發一種合成簡單、成本低廉并可應用于不對稱 氫化中的手性催化劑。
【發明內容】
[0005] 有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種合成簡單的 面手性雙反應中心釕催化劑。
[0006] 為實現上述目的，本發明提供了一種面手性雙反應中心釕催化劑及其合成方法， 以及在氨基酮類化合物的不對稱氫化上的應用。本發明所提供的面手性雙反應中心釕 催化劑不僅合成簡便，而且可以高效地應用于合成光學活性的醇類化合物，從而可以廣泛 應用于醫藥衛生和精細化工等領域。
[0007] 本發明是通過以下技術方案來實現上述技術問題的：
[0008] -方面，本發明提供了一種面手性雙反應中心釕催化劑，其結構通式（I)如下：
[0009]
【權利要求】
1. 一種面手性雙反應中心釕催化劑，其特征在于，所述催化劑的結構通式（I)如下：
其中，Μ為鐵或釕；R表示(^-(：8的直鏈式、支鏈式烷基、環狀基、烯基、或炔基基團，或者 表示C6-C8芳香族基團；Ar為有取代基或無取代基的C6-C 1(l的芳香族基團，其中，取代基為 CrQ的烷基、烷氧基或鹵烷基；X為所有可以和金屬釕配位的基團或陰離子。
2. 根據權利要求1所述的面手性雙反應中心釕催化劑，其特征在于，所述R表示甲基、 乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、苯基、節基中的一種。
3. 根據權利要求1或2所述的面手性雙反應中心釕催化劑，其特征在于，所述Ar表示 苯基、對甲基苯基、對甲氧基苯基、3, 5-二甲基苯基、3, 5-二叔丁基苯基、3, 5-二（三氟甲 基）苯基中的一種。
4. 根據權利要求1或2所述的面手性雙反應中心釕催化劑，其特征在于，所述X為三苯 基膦、苯基、4-甲基異丙基苯基中的一種。
5. -種合成如權利要求1-4任一項所述的面手性雙反應中心釕催化劑的方法，其特征 在于，將手性配體與金屬釕鹽在溶劑中進行反應，得到面手性雙反應中心釕催化劑；所述手 性配體的結構通式（II)如下：
其中，Μ為鐵或釕，R表示CfC8的直鏈式、支鏈式烷基、環狀基、烯基、或炔基基團，或者 表示C6-C8芳香族基團；Ar為有取代基或無取代基的C6-C 1(l的芳香族基團，其中，取代基為 的烷基、烷氧基或鹵烷基； 所述金屬釕鹽為選自三（三苯基膦）二氯化釕、二氯苯基釕二聚體、二氯雙（4-甲基異 丙基苯基）釘-聚體中的一種。
6. 根據權利要求5所述的面手性雙反應中心釕催化劑的合成方法，其特征在于，所述 金屬釕鹽的釕與所述手性配體的摩爾比例為1:0. 5?0. 7。
7. 根據權利要求6所述的面手性雙反應中心釕催化劑的合成方法，其特征在于，所述 金屬釕鹽的釕與所述手性配體的摩爾比例為1:0. 5?0. 55。
8. 根據權利要求5-7任一項所述的面手性雙反應中心釕催化劑的合成方法，其特征在 于，所述溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、二氯甲烷、1，4-二氧六環、四氫呋喃、乙醚、甲苯、二甲基 苯中的一種。
9. 根據權利要求5-7任一項所述的面手性雙反應中心釕催化劑的合成方法，其特征在 于，所述面手性雙反應中心釕催化劑的合成反應溫度為〇?l〇〇°C，反應時間為0. 5?2小 時。
10. 根據權利要求9所述的面手性雙反應中心釕催化劑的合成方法，其特征在于，所述 面手性雙反應中心釕催化劑的合成反應溫度為60?70°C，反應時間為1?1. 5小時。
11. 一種如權利要求1-4任一項所述的面手性雙反應中心釕催化劑在β-氨基酮類底 物的不對稱催化氫化反應中的應用。
12. 根據權利要求11所述的面手性雙反應中心釕催化劑的應用，其特征在于，氮氣氛 圍下，在有機溶劑中加入β -氨基酮類化合物和堿，在加入面手性雙反應中心釕催化劑后 置換為氫氣氛圍下，使β-氨基酮類化合物發生不對稱氫化反應； 所述β-氨基酮類化合物的的結構通式（III)如下，
其中，R1為苯基或苯環上有取代基的苯基，或為具有芳香性的雜芳基，或為具有芳香性 的稠環類基團，或為的直鏈式、支鏈式的烷基、環狀基、烯基、或炔基基團；其中，取代 基為C「C8的燒基、燒氧基，或齒素； R2為的直鏈式、支鏈式的烷基、烯基、環狀基、或炔基基團，或者為C6-C8芳香族基 團。
13. 根據權利要求12所述的面手性雙反應中心釕催化劑的應用，其特征在于，所述有 機溶劑為選自甲醇、乙醇、異丙醇、二氯甲烷、1，4-二氧六環、四氫呋喃、乙醚、甲苯、和二甲 基苯中的一種或多種，或其與水的混合溶劑。
14. 根據權利要求12所述的面手性雙反應中心釕催化劑的應用，其特征在于，所述堿 為選自叔丁醇鉀、叔丁醇鈉、乙醇鈉、乙醇鉀、甲醇鈉、甲醇鉀、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化 鋰、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鉀，和碳酸氫鈉中的任意一種堿。
15. 根據權利要求13-14任一項所述的面手性雙反應中心釕催化劑的應用，其特征在 于，所述堿與所述β-氨基酮類化合物的摩爾比例為0.01?1:1。
16. 根據權利要求15所述的面手性雙反應中心釕催化劑的應用，其特征在于，所述堿 與所述β -氨基酮類化合物的摩爾比例為0. 08?1:1。
17. 根據權利要求13-14任一項所述的面手性雙反應中心釕催化劑的應用，其特征在 于，所述β -氨基酮類化合物與面手性雙反應中心釕催化劑的摩爾比例為100?5000:1。
18. 根據權利要求13-14任一項所述的面手性雙反應中心釕催化劑的應用，其特征在 于，所述不對稱氫化反應的反應溫度為-20?100°C,氫氣壓力為1?100大氣壓，反應時間 為1?72小時。
19. 根據權利要求18所述的面手性雙反應中心釕催化劑的應用，其特征在于，所述不 對稱氫化反應的反應溫度為l〇°C?25°C，氫氣壓力為20?25大氣壓，反應時間為12?24 小時。
【文檔編號】B01J31/24GK104056663SQ201310095358
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年3月22日 優先權日:2013年3月22日
【發明者】張萬斌, 劉德龍, 王家豪 申請人:上海交通大學