專利名稱：應(yīng)用鈀的均相體系對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映選擇性催化氫化酮的方法。
背景技術(shù)：
不對稱氫化具有許多優(yōu)點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)生一個手性氛圍，即不對稱催化的活性中心。不對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，這種催化劑的特點是，對官能團的烯烴最好，簡單酮和亞胺也取得了一些好的結(jié)果。
釕/雙磷體系，對官能團化的酮取得了杰出的不對稱誘導(dǎo)，對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，這一體系對簡單的酮非常有效，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，實用于簡單的酮和環(huán)狀的亞胺氫化。
銥/雙磷體系，這一體系對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，兩位從事不對稱氫化研究的科學(xué)家Noyori和Knowles獲得了2002年的Nobel化學(xué)獎。
多相催化劑可分為兩種，一種是所謂的“多相化均相催化劑”，另一種是負載型金屬催化劑。到目前為止研究過的多相催化體系已有很多，而比較成功的很少。一個就是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)用鈀的均相體系進行不對稱氫化的例子很少。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α酮酯進行氫化，ee為55％。有關(guān)該背景技術(shù)的詳細情況見表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)明操作簡便實用，原料易得，選擇性高，產(chǎn)率好，且反應(yīng)具有綠色原子經(jīng)濟性，環(huán)境友好等優(yōu)點。
為實現(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攪拌1-3小時，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可為烷基基團如甲基，或芳基基團，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，時間12-18小時，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為烷基基團或芳基基團，R2為烷基基團或官能化的基團。
對α位鄰苯甲酰胺取代的這一類酮化合物，能獲得92％的不對稱誘導(dǎo)。
本發(fā)明有如下優(yōu)點1、反應(yīng)活性和選擇性高，對大多數(shù)的底物能夠完全轉(zhuǎn)化，對α位鄰苯甲酰胺取代的這一類酮化合物，能獲得92％的不對稱誘導(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化的酮外，還能對難度比較大非官能化的酮如苯乙酮進行氫化。
3、催化劑制備方便，反應(yīng)操作簡便實用。
4、原料易得，反應(yīng)底物是商業(yè)有效，或是能經(jīng)過商業(yè)有效的原料簡單一步合成的。
5、用此方法準備的手性二級醇，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。
具體實施例方式
下面通過實施例詳述本發(fā)明；但本發(fā)明并不限于下述的實施例。
實施例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)，氮氣置換后加入1毫升丙酮，室溫攪拌1小時。然后真空濃縮，氮氣下加入1-1.2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。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)物的對映體過量用手性HPLC測定，見表2。
表2α-鄰苯甲酰胺苯乙酮的不對稱氫化


實施例2α-鄰苯甲酰胺取代酮的不對稱氫化在一反應(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)，氮氣置換后加入1毫升丙酮，室溫攪拌1小時。然后真空濃縮，氮氣下加入1-1.2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。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5用的催化劑是Pd(OTf)2/(S)-SYNPHOS純的絡(luò)合物，產(chǎn)物的對映體過量用手性HPLC測定，見表3。
表3α-鄰苯甲酰胺取代酮的不對稱氫化


實施例3另外官能團化酮的不對稱氫化在一反應(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)，氮氣置換后加入1毫升丙酮，室溫攪拌1小時。然后真空濃縮，氮氣下加入1-1.2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。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)物的對映體過量用手性HPLC或GC測定，見表4。
表4官能團化酮的不對稱氫化


實施例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)，氮氣置換后加入1毫升丙酮，室溫攪拌1小時。然后真空濃縮，氮氣下加入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(70大氣壓)，放入50℃油浴中反應(yīng)12小時。慢慢釋放氫氣，真空濃縮除去溶劑，過一根短柱后手性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攪拌1-3小時，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為烷基基團或芳基基團；反應(yīng)條件溫度25-75℃，壓力3-70大氣壓，時間12-18小時，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為烷基基團或芳基基團，R2為烷基基團或官能化的基團。
5.權(quán)利要求4的就用，其中的烷基為甲基；芳基基團上在鄰位、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攪拌，然后真空濃縮得到催化劑。對α位鄰苯甲酰胺取代的酮能獲得92％的不對稱誘導(dǎo)。本發(fā)明操作簡便實用，原料易得，選擇性高，產(chǎn)率好，且反應(yīng)具有綠色原子經(jīng)濟性，對環(huán)境友好。
文檔編號B01J31/16GK1899695SQ20051001224
公開日2007年1月24日 申請日期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 申請人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所