本發(fā)明涉及一種含氮氨基酸金及其制備應(yīng)用。這是具有特定結(jié)構(gòu)即含氮氨基酸的金(III)催化劑，這類催化劑不僅解決了金(III)催化劑自身不穩(wěn)定性、易分解的缺點，而且可以避免因在催化反應(yīng)中使用銀試劑而形成的絮狀沉淀AgCl加速活性金催化劑分解現(xiàn)象的出現(xiàn)，同時此類催化劑還可用于有機合成反應(yīng)中，屬于金催化劑制備技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
生物醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料和其它精細(xì)化工品大部分都含有雜環(huán)或者手性雜環(huán)結(jié)構(gòu)，而這些雜環(huán)和手性雜環(huán)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建大部分是通過人工方法合成的；催化劑扮演了重要的角色，催化劑往往決定了反應(yīng)能否發(fā)生。其中，金催化劑因其效率高、抗氧化性、抗腐蝕性強、選擇性好、官能團(tuán)忍受性大、不怕空氣、對水不敏感，而引起了廣泛的關(guān)注。金催化分為金(I)和金(III)催化，目前金(I)催化發(fā)展的相對較快，研究的比較成熟。
目前關(guān)于金(III)的報道，很多都集中在金(III)絡(luò)合物的合成、表征、發(fā)光性質(zhì)以及在生物醫(yī)藥等方面的應(yīng)用。近年來，關(guān)于無機金鹽(比如AuCl3)催化有機反應(yīng)的研究已經(jīng)被大量報道，然而這些簡單的金鹽催化劑因其不能穩(wěn)定存在，而導(dǎo)致其催化產(chǎn)率低。再后來，關(guān)于利用有機金絡(luò)合物獲得新穎的合成轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的文獻(xiàn)也被大量的報道，然而關(guān)于手型金(III)催化的不對稱反應(yīng)的報道卻很少。三價金絡(luò)合物因有四個配位點而呈現(xiàn)平面幾何結(jié)構(gòu)，從原則上講，在一個分子中，通過設(shè)計不同的配體，很容易微調(diào)三價金活性中心的活性。但是在三價金的發(fā)展中最大的挑戰(zhàn)是在穩(wěn)定性和活性中找到一種平衡。一般來說，通過配體的絡(luò)合就能顯著增加三價金離子的穩(wěn)定性，但是其活性一般較差。總而言之，新配體的設(shè)計是合成三價金催化劑的關(guān)鍵。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服金(III)催化劑自身的不足：不穩(wěn)定、易分解等，提供一種含氮氨基酸金(III)催化劑，此催化劑不僅穩(wěn)定性好，而且催化活性強，可用于 醇的氧化。
按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述一種含氮氨基酸金及其制備應(yīng)用，具有以下結(jié)構(gòu)；
其中，R1選自H、Me；R2選自Me、Et。
(1)含氮氨基酸金(III)催化劑的制備：(i)室溫下，向一500mL的圓底燒瓶中加入5-氮雜苯并咪唑(50mmol,1.0eq.)，溴乙酸甲酯(50mmol,1.0eq.)，無水碳酸鉀(100mmol,2.0eq.)，丙酮(200mL)，在rt～120℃下繼續(xù)攪拌1～24h。反應(yīng)結(jié)束后，用水/乙酸乙酯(1：1，50-150mL)萃取兩遍，將所得有機相合并并用無水硫酸鎂干燥，之后在50℃下用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋蒸除去溶劑，得到粗產(chǎn)物；用盡可能少的丙酮(10-100mL)將所得粗產(chǎn)物溶解，之后加入4倍體積的石油醚，在-30℃冰柜中進(jìn)行重結(jié)晶。(ii)將上面所得的固體加入到THF/MeOH(V:V＝1:20～20:1)的混合溶液中，室溫下攪拌1～12h。反應(yīng)結(jié)束后，將所得固體抽濾。(iii)N2氛圍下，向一250mL的Schlenk瓶中稱入步驟(ii)所制備的固體(20mmol,1.0eq.)，丙氨酸甲酯鹽酸鹽(40mmol,2.0eq.)，EDCI(80mmol,4.0eq.)，DMAP(24mmol,1.2eq.)，三乙胺(50mmol,2.5eq.)，二氯甲烷(100mL)，在rt～70℃續(xù)攪拌5～36h。反應(yīng)結(jié)束后，以石油醚/乙酸乙酯為洗脫劑，利用梯度洗脫的方法對反應(yīng)混合物進(jìn)行柱層析色譜法分離，收集相應(yīng)的產(chǎn)物，即為與金絡(luò)合的含氮氨基酸配體。(iv)向含氮氨基酸配體的乙醇溶液(0.2mmol,0.1M/L)中加入KOH(0.2mmol)，室溫下攪拌0.5～2h，之后加入KAuCl4.2H2O(0.2mmol)，升溫至30～120℃，攪拌2～36h。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，抽濾，濾液旋干，用2～5mL的丙酮溶解，之后向其中加入10～50mL的石油醚，析出的固體，抽濾、烘干，即為含氮氨基酸金(III)催化劑。所得含氮氨基酸金(III)催化劑經(jīng)過核磁表征，見附圖。
(2)Au(III)催化1-苯基乙醇氧化成苯乙酮：室溫下，向一20mL的反應(yīng)管中稱入金(III)催化劑(2mol％)、AgOTf(5mol％)、1-苯基乙醇(1mmol)、HOAc(10％H2O,2mL)，升溫至60～120℃，攪拌過夜。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫， 以石油醚/乙酸乙酯為洗脫劑，利用梯度洗脫的方法對反應(yīng)混合物進(jìn)行柱層析色譜法分離，收集相應(yīng)的產(chǎn)物，經(jīng)過NMR檢測確定其為目標(biāo)產(chǎn)物。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
(1)原料廉價易得，反應(yīng)條件溫和，降低了合成成本。
(2)催化劑的穩(wěn)定性好，催化活性較強。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例以及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
本發(fā)明所述一種含氮氨基酸金及其制備應(yīng)用，按下面的反應(yīng)進(jìn)行：
其中，R1選自H、Me；R2選自Me、Et。
實施例一：一種含氮氨基酸金及其制備應(yīng)用，包括以下實驗步驟：
(1)含氮氨基酸金(III)催化劑的制備：(i)室溫下，向一500mL的圓底燒瓶中加入5-氮雜苯并咪唑(50mmol,1.0eq.)，溴乙酸甲酯(50mmol,1.0eq.)，無水碳酸鉀(100mmol,2.0eq.)，丙酮(200mL)，在rt下繼續(xù)攪拌24h。反應(yīng)結(jié)束后，用水/乙酸乙酯(1：1，50mL)萃取兩遍，將所得有機相合并并用無水硫酸鎂干燥，之后在50℃下用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋蒸除去溶劑，得到粗產(chǎn)物；用盡可能少的丙酮(20mL)將所得粗產(chǎn)物溶解，之后加入4倍體積的石油醚，在-30℃冰柜中進(jìn)行重結(jié)晶。(ii)將上面所得的固體加入到THF/MeOH(V:V＝1:20)的混合溶液中，室溫下攪拌2h。反應(yīng)結(jié)束后，將所得固體抽濾。(iii)N2氛圍下，向一250mL的Schlenk瓶中稱入步驟(ii)所制備的固體(20mmol,1.0eq.)，丙氨酸甲酯鹽酸鹽(40mmol,2.0eq.)，EDCI(80mmol,4.0eq.)，DMAP(24mmol,1.2eq.)，三乙胺(50mmol,2.5eq.)，二氯甲烷(100mL)，在rt續(xù)攪拌36h。反應(yīng)結(jié)束后，以石油醚/乙酸乙酯為洗脫劑，利用梯度洗脫的方法對反應(yīng)混合物進(jìn)行柱層析色 譜法分離，收集相應(yīng)的產(chǎn)物，即為與金絡(luò)合的含氮氨基酸配體。(iv)向含氮氨基酸配體的乙醇溶液(0.2mmol,0.1M/L)中加入KOH(0.2mmol)，室溫下攪拌2h，之后加入KAuCl4.2H2O(0.2mmol)，升溫至30℃，攪拌36h。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，抽濾，濾液旋干，用5mL的丙酮溶解，之后向其中加入150mL的石油醚，析出的固體，抽濾、烘干，即為含氮氨基酸金(III)催化劑。
(2)Au(III)催化1-苯基乙醇氧化成苯乙酮：室溫下，向一20mL的反應(yīng)管中稱入金(III)催化劑(2mol％)、AgOTf(5mol％)、1-苯基乙醇(1mmol)、HOAc(10％H2O,2mL)，升溫至60℃,攪拌過夜。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，以石油醚/乙酸乙酯為洗脫劑，利用梯度洗脫的方法對反應(yīng)混合物進(jìn)行柱層析色譜法分離，收集相應(yīng)的產(chǎn)物，經(jīng)過NMR檢測確定其為目標(biāo)產(chǎn)物。
實施例二：一種含氮氨基酸金及其制備應(yīng)用，包括以下實驗步驟：
(1)含氮氨基酸金(III)催化劑的制備：(i)室溫下，向一500mL的圓底燒瓶中加入5-氮雜苯并咪唑(50mmol,1.0eq.)，溴乙酸甲酯(50mmol,1.0eq.)，無水碳酸鉀(100mmol,2.0eq.)，丙酮(200mL)，在100℃下繼續(xù)攪拌2h。反應(yīng)結(jié)束后，用水/乙酸乙酯(1：1，150mL)萃取兩遍，將所得有機相合并并用無水硫酸鎂干燥，之后在50℃下用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋蒸除去溶劑，得到粗產(chǎn)物；用盡可能少的丙酮(30mL)將所得粗產(chǎn)物溶解，之后加入4倍體積的石油醚，在-30℃冰柜中進(jìn)行重結(jié)晶。(ii)將上面所得的固體加入到THF/MeOH(V:V＝1:1)的混合溶液中，室溫下攪拌3h。反應(yīng)結(jié)束后，將所得固體抽濾。(iii)N2氛圍下，向一250mL的Schlenk瓶中稱入步驟(ii)所制備的固體(20mmol,1.0eq.)，丙氨酸甲酯鹽酸鹽(40mmol,2.0eq.)，EDCI(80mmol,4.0eq.)，DMAP(24mmol,1.2eq.)，三乙胺(50mmol,2.5eq.)，二氯甲烷(100mL)，在40℃續(xù)攪拌12h。反應(yīng)結(jié)束后，以石油醚/乙酸乙酯為洗脫劑，利用梯度洗脫的方法對反應(yīng)混合物進(jìn)行柱層析色譜法分離，收集相應(yīng)的產(chǎn)物，即為與金絡(luò)合的含氮氨基酸配體。(iv)向含氮氨基酸配體的乙醇溶液(0.2mmol,0.1M/L)中加入KOH(0.2mmol)，室溫下攪拌1h，之后加入KAuCl4.2H2O(0.2mmol)，升溫至80℃，攪拌24h。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，抽濾，濾液旋干，用4mL的丙酮溶解，之后向其中加入30mL的石油醚，析出的固體，抽濾、烘干，即為含氮氨基酸金(III)催化劑。
(2)Au(III)催化1-苯基乙醇氧化成苯乙酮：室溫下，向一20mL的反應(yīng)管 中稱入金(III)催化劑(2mol％)、AgOTf(5mol％)、1-苯基乙醇(1mmol)、HOAc(10％H2O,2mL)，升溫至70℃,攪拌過夜。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，以石油醚/乙酸乙酯為洗脫劑，利用梯度洗脫的方法對反應(yīng)混合物進(jìn)行柱層析色譜法分離，收集相應(yīng)的產(chǎn)物，經(jīng)過NMR檢測確定其為目標(biāo)產(chǎn)物。
實施例三：一種含氮氨基酸金及其制備應(yīng)用，包括以下實驗步驟：
(1)含氮氨基酸金(III)催化劑的制備：(i)室溫下，向一500mL的圓底燒瓶中加入5-氮雜苯并咪唑(50mmol,1.0eq.)，溴乙酸甲酯(50mmol,1.0eq.)，無水碳酸鉀(100mmol,2.0eq.)，丙酮(200mL)，在90℃下繼續(xù)攪拌18h。反應(yīng)結(jié)束后，用水/乙酸乙酯(1：1，150mL)萃取兩遍，將所得有機相合并并用無水硫酸鎂干燥，之后在50℃下用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋蒸除去溶劑，得到粗產(chǎn)物；用盡可能少的丙酮(15mL)將所得粗產(chǎn)物溶解，之后加入4倍體積的石油醚，在-30℃冰柜中進(jìn)行重結(jié)晶。(ii)將上面所得的固體加入到THF/MeOH(V:V＝2:1)的混合溶液中，室溫下攪拌6h。反應(yīng)結(jié)束后，將所得固體抽濾。(iii)N2氛圍下，向一250mL的Schlenk瓶中稱入步驟(ii)所制備的固體(20mmol,1.0eq.)，丙氨酸甲酯鹽酸鹽(40mmol,2.0eq.)，EDCI(80mmol,4.0eq.)，DMAP(24mmol,1.2eq.)，三乙胺(50mmol,2.5eq.)，二氯甲烷(100mL)，在40℃續(xù)攪拌15h。反應(yīng)結(jié)束后，以石油醚/乙酸乙酯為洗脫劑，利用梯度洗脫的方法對反應(yīng)混合物進(jìn)行柱層析色譜法分離，收集相應(yīng)的產(chǎn)物，即為與金絡(luò)合的含氮氨基酸配體。(iv)向含氮氨基酸配體的乙醇溶液(0.2mmol,0.1M/L)中加入KOH(0.2mmol)，室溫下攪拌2h，之后加入KAuCl4.2H2O(0.2mmol)，升溫至80℃，攪拌15h。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，抽濾，濾液旋干，用3mL的丙酮溶解，之后向其中加入40mL的石油醚，析出的固體，抽濾、烘干，即為含氮氨基酸金(III)催化劑。
(2)Au(III)催化1-苯基乙醇氧化成苯乙酮：室溫下，向一20mL的反應(yīng)管中稱入金(III)催化劑(2mol％)、AgOTf(5mol％)、1-苯基乙醇(1mmol)、HOAc(10％H2O,2mL)，升溫至70℃,攪拌過夜。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，以石油醚/乙酸乙酯為洗脫劑，利用梯度洗脫的方法對反應(yīng)混合物進(jìn)行柱層析色譜法分離，收集相應(yīng)的產(chǎn)物，經(jīng)過NMR檢測確定其為目標(biāo)產(chǎn)物。
實施例四：一種含氮氨基酸金及其制備應(yīng)用，包括以下實驗步驟：
(1)含氮氨基酸金(III)催化劑的制備：(i)室溫下，向一500mL的圓底燒 瓶中加入5-氮雜苯并咪唑(50mmol,1.0eq.)，溴乙酸甲酯(50mmol,1.0eq.)，無水碳酸鉀(100mmol,2.0eq.)，丙酮(200mL)，在80℃下繼續(xù)攪拌18h。反應(yīng)結(jié)束后，用水/乙酸乙酯(1：1，100mL)萃取兩遍，將所得有機相合并并用無水硫酸鎂干燥，之后在50℃下用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋蒸除去溶劑，得到粗產(chǎn)物；用盡可能少的丙酮(20mL)將所得粗產(chǎn)物溶解，之后加入4倍體積的石油醚，在-30℃冰柜中進(jìn)行重結(jié)晶。(ii)將上面所得的固體加入到THF/MeOH(V:V＝3:1)的混合溶液中，室溫下攪拌7h。反應(yīng)結(jié)束后，將所得固體抽濾。(iii)N2氛圍下，向一250mL的Schlenk瓶中稱入步驟(ii)所制備的固體(20mmol,1.0eq.)，丙氨酸甲酯鹽酸鹽(40mmol,2.0eq.)，EDCI(80mmol,4.0eq.)，DMAP(24mmol,1.2eq.)，三乙胺(50mmol,2.5eq.)，二氯甲烷(100mL)，在50℃續(xù)攪拌28h。反應(yīng)結(jié)束后，以石油醚/乙酸乙酯為洗脫劑，利用梯度洗脫的方法對反應(yīng)混合物進(jìn)行柱層析色譜法分離，收集相應(yīng)的產(chǎn)物，即為與金絡(luò)合的含氮氨基酸配體。(iv)向含氮氨基酸配體的乙醇溶液(0.2mmol,0.1M/L)中加入KOH(0.2mmol)，室溫下攪拌02h，之后加入KAuCl4.2H2O(0.2mmol)，升溫至120℃，攪拌24h。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，抽濾，濾液旋干，用5mL的丙酮溶解，之后向其中加入35mL的石油醚，析出的固體，抽濾、烘干，即為含氮氨基酸金(III)催化劑。
(2)Au(III)催化1-苯基乙醇氧化成苯乙酮：室溫下，向一20mL的反應(yīng)管中稱入金(III)催化劑(2mol％)、AgOTf(5mol％)、1-苯基乙醇(1mmol)、HOAc(10％H2O,2mL)，升溫至90℃,攪拌過夜。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，以石油醚/乙酸乙酯為洗脫劑，利用梯度洗脫的方法對反應(yīng)混合物進(jìn)行柱層析色譜法分離，收集相應(yīng)的產(chǎn)物，經(jīng)過NMR檢測確定其為目標(biāo)產(chǎn)物。
附圖說明：
圖1是說明書中具體實施案例(一)中5-氮雜苯并咪唑丙氨酸金(III)催化劑的1H譜圖。