一種負(fù)載型催化劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種如下結(jié)構(gòu)式I所示的負(fù)載型催化劑。其中，carrier為超順磁納米顆粒或二氧化硅包合的超順磁納米顆粒；M為金屬離子；X-為無機(jī)或有機(jī)負(fù)離子；R1為C1～C6烷基、鹵素取代的C1～C6烷基、C6～C12芳基、鹵素或C1～C6烷基取代的C6～C12芳基、鹵素或者C1～C4烷氧基；R2和R3各自獨(dú)立地為C1～C6烷基或C6～C12芳基；或者R2和R3連接形成-(CH2)3-或-(CH2)4-；linker為連接體。本發(fā)明還公開了上述負(fù)載型催化劑的制備方法。所述負(fù)載型催化劑可作為手性催化劑用于不對稱環(huán)氧化反應(yīng)中。
【專利說明】一種負(fù)載型催化劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及新型化學(xué)材料及制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，涉及一種新型的負(fù)載型手 性催化劑及其制備方法，可用于不對稱環(huán)氧化反應(yīng)中。

【背景技術(shù)】
[0002] 在藥物合成和農(nóng)藥合成中，不對稱環(huán)氧化加成烯烴成為制備關(guān)鍵手性中間體的重 要技術(shù)。得到的手性環(huán)氧化物比較容易轉(zhuǎn)為各種手性合成切塊，比如醇、二醇和氨基醇等。
[0003] 早在19世紀(jì)，Salen猛試劑（也稱為Jacobsen-Katsuki催化劑）就以均相催化劑 形式應(yīng)用于烯烴的立體選擇性環(huán)氧化中。
[0004] 考慮到非均相催化劑的易回收重復(fù)使用性好和后處理簡便等特點，很多化學(xué)家將 Jacobsen-Katsuki催化劑負(fù)載到各種固體上。載體一般包括娃膠、娃藻土、氧化錯、聚合物 和分子篩等。
[0005] 以上方法雖然解決了催化劑的回收問題，同時也帶來了催化效果下降的問題。研 究發(fā)現(xiàn)，可能是以上載體比表面積太小，而且很多催化劑內(nèi)部的孔道會阻止反應(yīng)底物和試 劑的進(jìn)入，因此導(dǎo)致反應(yīng)收率和對映選擇性的下降。
[0006] 因此，開發(fā)新型的負(fù)載型催化劑應(yīng)用于烯烴的立體選擇性環(huán)氧化反應(yīng)，在有機(jī)合 成、特別是綠色清潔工藝的開發(fā)中有著特殊的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明目的在于提供一種新型的基于手性Salen試劑、超順磁納米顆粒負(fù)載的咪 唑型功能離子液體催化劑，并提供這類催化劑的制備方法。
[0008] 超順磁納米顆粒已經(jīng)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域得到了廣泛的研究應(yīng)用。作為催化劑載體， 它具有兩個有點：一是具有很大比表面積，使負(fù)載的催化劑活性保持與母體相近或相同； 二是由于它是磁性的，因此可通過外加磁場來分離回收催化劑。
[0009] 眾所周知，離子液體是由有機(jī)陽離子和無機(jī)或有機(jī)陰離子構(gòu)成，在室溫或室溫附 近下是液體狀態(tài)的鹽類。離子液體具有低揮發(fā)性、低熔點、結(jié)構(gòu)可設(shè)計性、寬化學(xué)窗口、良好 的導(dǎo)電性能和良好的溶解性能等優(yōu)點，使其在各個領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。在鄧友全編著的 《離子液體-性質(zhì)、制備和應(yīng)用》（中國石化出版社，2006. 7. 1出版)一書中，介紹了離子液體 在各類有機(jī)合成操作單元的應(yīng)用。該書通過引用的方式并入到本申請中。
[0010] 如果在超順磁納米負(fù)載顆粒負(fù)載的手性分子上引入離子液體的"離子氣氛"，會穩(wěn) 定環(huán)氧反應(yīng)的過渡態(tài)，降低反應(yīng)的活化能壘，可能會使催化劑的活性保持甚至優(yōu)于負(fù)載前 的手性催化能力。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種如下結(jié)構(gòu)式I所示的負(fù)載型催化劑。所述負(fù) 載型催化劑是基于手性Salen試劑、超順磁納米顆粒負(fù)載的咪唑型功能離子液體。
[0012] R3 /=N'XN=\ 一j X' \-Bu t-Bu
[0013] 其中，
[0014] carrier為超順磁納米顆?；蚨趸薨系某槾偶{米顆粒；
[0015] Μ為金屬離子；
[0016] Χ_為無機(jī)或有機(jī)負(fù)離子；
[0017] R1為Q?C6烷基、鹵素取代的Q?C6烷基、C6?C 12芳基(例如苯基)、鹵素或Q? C6烷基取代的C6?C12芳基(例如苯基)、鹵素或者Q?C4烷氧基；
[0018] R2和R3各自獨(dú)立地為Q?C6烷基或C6?C 12芳基(例如苯基);或者R2和R3連接 形成-(CH2) 3-或-(CH2) 4-;
[0019] linker 為連接體-03Si-(CH2)n-NH-C(0)_ 或-〇3Si-(CH2)n-，η 為 1 ?7 的整數(shù)。
[0020] 所述虛線表示絡(luò)合鍵。
[0021 ] 所述烷基可以為直鏈或支鏈。
[0022] 所述C6?C12芳基優(yōu)選為苯基。
[0023] t_Bu表示叔丁基。
[0024] 優(yōu)選地，所述carrier為四氧化三鐵超順磁納米顆粒或二氧化娃包合的四氧化三 鐵超順磁納米顆粒。
[0025] 更優(yōu)選地，所述carrier為二氧化娃包合的四氧化三鐵超順磁納米顆粒。
[0026] 優(yōu)選地，所述Μ為Μη離子或Co離子；所述X_為Cl_、BF4_、PF 6_、0ΤΓ (三氟甲磺酸 根)、NTf，（雙三氟甲磺酰亞胺根)、CH3C00' CH3CH2C00' CH3CH2CH2C0(T 或 CH3CH (OH) C0CT ;
[0027] 更優(yōu)選地，所述M為Μη離子；所述X_為BF4_、PF6_或NTf 2_。
[0028] 優(yōu)選地，所述 linker 為-〇3Si-(CH2) 3-NH-C(0)-或-〇3Si-(CH2) 3_。
[0029] 優(yōu)選地，所述&為-CH2C1或叔丁基；R2和R 3同時為苯基，或者R2和R3連接形 成-(ch2) 4-。
[0030] 更優(yōu)選地，本發(fā)明所述負(fù)載型催化劑具體為：
[0031] /=NXV/N=\ 齡 VO 々。'Τ' . \bu mu H bf4 SiO, M
[0032] Ph Ph h今 十H il .4 f-Bu i-Bu Si02 \--
[0033] /==N>，.，N--、 " Ν?Τ, \-Bu mu Sl〇2 vm
[0034] Ph Ph H 今H n PF^ \bu mu Si02 曹寬jr Ιλ.
[0035] Ph Ph 〈>u H /=Νχ ,N=^ 齡 々。'i、>Bu _ f-Bu f-Bu j, OAc Si02 X
[0036] Ph Ph _^faiH //=N、' ^N=\ ^^r〇-sfnS^f~~n '、--^ d )=/ . f-Bu f-Bu I NTf2 SiO, xi
[0037] Ph Ph 0^3 … BF: \bu i-B/ Si o^ itji XU
[0038] t.........................................m 卜 j___ ^ ξ^^\ / \ Mu、 Jj %, PF' \-Bu ml SiO, X川
[0039] ft 爹40々。丁 Si02 XIV
[0040] 此外，本發(fā)明還提供一種所述負(fù)載型催化劑的制備方法，其包括以
[0041] 下步驟：
[0042] R2 R3 H 今 ^=N 〇 Γ^Ν + farricr| linker-/) υΜ MO1 l } U 、i-Bu f-Bu' II w IV *3 if r\ r\ H n^i〈"1 H y^=N N=k 0^Hnk"ON\^C^^_ ho^^^r1 Yn \-Bu t-Bu 金W鹽/LiCl 離-f·夂換 I R2 R3 ? H 今 ZtilH /=N'xm，-N=\ Γ\ Γ^η X^ -1-"、^ xy\ ξ c; 飛'_/ x' f-Bu f-Bu
[0043] (1)使式III化合物與式IV化合物反應(yīng)得到式II化合物；
[0044] (2)使式II化合物與金屬鹽和氯化鋰反應(yīng)，然后再與離子液體進(jìn)行離子交換反應(yīng)， 得到式I化合物；
[0045] 其中，R為-CH2_Y，Y為鹵素；
[0046] 所述金屬鹽中的陽離子為Μ ;
[0047] 所述離子液體中的陰離子為Γ ;
[0048] 所述carrier、Rp R2、R3和linker的定義與前面的描述相同。
[0049] 優(yōu)選地，所述金屬鹽為金屬錳鹽或金屬鈷鹽；更優(yōu)選為Mn(0Ac)2 · 4H20或 Co(0Ac)2 · 4H20。
[0050] 優(yōu)選地，所述離子液體為NaX、KX或LiX。
[0051] 優(yōu)選地，步驟（1)中，式III化合物與式IV化合物的摩爾比為1:1?2 ;使用的溶劑選 自二氯甲烷、四氫呋喃和甲苯中；反應(yīng)溫度為10?110°c ;反應(yīng)時間為12?96小時。
[0052] 優(yōu)選地，步驟（2)中，式II化合物與金屬鹽的摩爾比為1:1?1. 5 ;式II化合物與氯 化鋰的摩爾比為1:1?1. 5 ;式II化合物與金屬鹽和氯化鋰反應(yīng)的溶劑選自乙醇、甲醇或甲 苯；在回流溫度下反應(yīng)0. 5?5小時。
[0053] 更優(yōu)選地，步驟（2)中，式II化合物與金屬鹽和氯化鋰反應(yīng)完成后，用外加磁場吸 住固體，丟棄液體，所得固體放入甲醇中回流進(jìn)行離子交換反應(yīng)，在回流溫度下反應(yīng)0.5? 5小時；其中式II化合物與離子液體的摩爾比為1:1?1. 5。
[0054] 式IV化合物包括的如下式1化合物、式2化合物、式3化合物和式4化 合物可以分別按照文獻(xiàn)（Journal of Catalysis, 2007,249, 102-110;Journal of Catalysis, 2008, 256, 226-236)制備得到。該文獻(xiàn)通過引用的方式并入到本申請中。
[0055] Ph Pn Η 〈tU Η /==Ν -?Η. ΗΟ-% ?-Βιι )=/ i~Bu |-Bu
[0056] Ph Ph H 今〈-Η ?！?。辦 ?-Bu (?Bu 2
[0057] y=N Ν=^ χ-〈〉-OH HO~〈 \-CH2CI f-Bu f?Bu 3
[0058] 〇H /··*? H y--^》-OH HO-〈 -i-Bu C， )=/ ?-Bu f-Bu 4
[0059] 式III化合物中包括的式5化合物可以按照文獻(xiàn)（Green Chemistry, 2012, 14, 201-208.)制備得到。式III化合物中包括的式6化合物可以按照文獻(xiàn) (Adv. Synth. Catal. 2006, 348, 1743-1751)制備得到。該兩篇文獻(xiàn)通過引用的方式并入到本 申請中。
[0060] τ Si02 SiO, 6
[0061] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述負(fù)載型催化劑的制備方法的具體操作如下：
[0062] 二氧化硅包合的四氧化三鐵超順磁納米顆粒負(fù)載的咪唑化合物(式5化合物或式 6化合物）與1. 0?2. 0倍摩爾量的式1化合物、式2化合物、式3化合物或式4化合物在 選自二氯甲烷、四氫呋喃和甲苯的溶劑中，于10?ll〇°C反應(yīng)12?96小時得到相應(yīng)的式7 化合物。式7化合物中加入1. 0?1. 5倍摩爾量的金屬錳鹽（Mn(0Ac)2 ·4Η20)或金屬鈷鹽 (Co (OAc) 2 ·4Η20)，接著再加入1. 0?1. 5摩爾量的氯化鋰，在乙醇、甲醇或甲苯溶液中回流 0. 5?5小時，冷卻，用外加磁場吸住固體，丟棄液體，所得固體放入甲醇中，與1?1. 5倍摩 爾量的離子液體（NaX或ΚΧ)回流進(jìn)行離子交換反應(yīng)，得到相應(yīng)的式I化合物，其反應(yīng)方程 式如下：
[0063] R2 R3 H今〈⑷H ^=N H=^ -li-卜+ R乂V?〇H \-By t-Bu Sorf? 1,2,3,4 ,, R2 R3 Ha^_^-H y=N N=^ @-I-卜 H0^^^R1 Cf \-Bu t-Bu 7 l. Mii(OAc)2.4H2() 2^ NaX 〇f κχ or Co(OAc)-?-4H->C)/ IJCl *" *" R2 R3 T /=NXV；^N=\ X* \-Bu i-Bu
[0064] 此外，本發(fā)明提供所述負(fù)載型催化劑作為手性催化劑在不對稱環(huán)氧化反應(yīng)中的用 途。
[0065] 例如：
[0066] I to / \ 聰化 / \ \0H A -^ N?H ^ --(NH-Cbz ^--{ NH-Cbz 〇H HO 〇H HO A B
[0067] 使式A化合物經(jīng)過不對稱環(huán)氧化反應(yīng)得到所述式B化合物。
[0068] 所述不對稱環(huán)氧化反應(yīng)在氧化劑、添加劑和所述負(fù)載型催化劑存在下進(jìn)行；所述 氧化劑選自次氯酸鈉、過氧化氫或間氯過氧苯甲酸；所述添加劑選自ΡΡΝ0 (4-苯基吡啶氮 氧化物）或NMO (N-甲基嗎啉氮氧化物)。
[0069] OH 廣 f L /一\ 麵· --............................................^ κ〇η〉 ν〇η λ ^ 以關(guān)· 〇hW NH2 〇Hli H〇 A
[0070] 所述式A化合物是以井岡霉素發(fā)酵副產(chǎn)物（1L(1，3, 4/2)-4-氨基-6-羥甲 基-1，2, 3-環(huán)己二醇為原料，先通過氨基保護(hù)反應(yīng)獲得1L- (1，3, 4/2, 6) _4_[節(jié)氧撰基 (氨基）]-6_C-(羥甲基）-1，2,3_環(huán)己三醇，然后在對甲苯磺酰氯作用下消除反應(yīng)得到 1L (1R) - (1，3, 4/2) -4-[芐氧羰基（氨基）]-6-亞甲基-1，2, 3-環(huán)己三醇（式A化合物）。
[0071] 本發(fā)明所用原料（1L(1，3, 4/2)-4-氨基-6-羥甲基-1，2, 3-環(huán)己三醇的制備方 法可參照文獻(xiàn)"井R霉素及其分解產(chǎn)物的開發(fā)利用"（申屠旭萍等，國外醫(yī)藥抗生素分冊， 2005, 26(6) : 275?278)。該文獻(xiàn)通過引用的方式并入到本申請中。
[0072] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著效果：
[0073] (1)本發(fā)明提供一種新型的負(fù)載型催化劑，其是基于手性Salen試劑、超順磁納米 顆粒負(fù)載的咪唑型功能離子液體，開發(fā)了負(fù)載離子液體的新品種，負(fù)載量大。
[0074] (2)本發(fā)明的制備工藝簡單，設(shè)備投資少，產(chǎn)品收率高。
[0075] (3)本發(fā)明提供的負(fù)載型催化劑具有不對稱環(huán)氧化催化活性，用外加磁場回收方 便，可作為催化劑應(yīng)用于各種烯烴、特別是無官能化烯烴的立體選擇性環(huán)氧化合成中。

【具體實施方式】
[0076] 以下將結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，本發(fā)明的實施例僅用于說明本發(fā)明的 技術(shù)方案，并非限定本發(fā)明。
[0077] 所述負(fù)載型催化劑用TEM、FT-IR、XRD、元素分析和ICP-AES等確認(rèn)。
[0078] TEM采用JEOL JEM-2010投射電鏡；FT-IR采用Nicolete紅外儀（溴化鉀壓片）； XRD采用Bruker XRD D8粉末衍射儀；元素分析采用Vario MICRO元素分析儀；ICP-AES采 用 ICP-9000(N+M)檢測儀。
[0079] 實施例1
[0080] Ph Ph Η 今〈*"H -"/ \.................... fO / \ / \ ff % \_0H ho-f y-t-Bu o' + c, ^\==/ _ mu Si〇2 1 s L Mn(0Ac)..4H:0/IjCt 2. NaBF4 " Ph Ph Ha^_ 靜辦d y=/ - ?-Bu f-Bu I bf4 Si02
[0081] 實驗裝置主要是三口燒瓶，為了攪拌充分，采用機(jī)械攪拌，體系用氮?dú)獗Ｗo(hù)。將準(zhǔn) 確稱量的式5化合物（14. 8g，lOmmol，以咪唑計0. 68mmol/g)、式1化合物（12mmol)和80mL 甲苯置于燒瓶中，燒瓶置于油浴中，高速攪拌下，回流反應(yīng)24小時，添置外加磁場，傾倒液 體，再加入15mmol的Mn(0Ac) 2 · 4H20,60mL無水乙醇，回流1小時后加入氯化鋰（15mmol) 繼續(xù)回流反應(yīng)1小時，添加磁場，傾倒液體，加入l〇〇mL甲醇、NaBF 4(15mmol)回流反應(yīng)10小 時后，添加磁場，傾倒液體，所得固體液體再用無水乙醚洗滌3次，真空60°C干燥5小時，得 到淡黃色固體14. lg。經(jīng)過元素分析得到催化劑負(fù)載量為0. 58mmol/g，收率85%(基于咪唑 的量)。X射線粉末衍射（XRD)數(shù)據(jù)顯示2 Θ角在20?30°之間有寬峰，表明二氧化硅包合 層的存在；紅外（FT-IR)顯示：31530^1和31060^ 1分別代表咪唑環(huán)上的C-H伸縮振動峰， 1566CHT1和1545CHT1代表咪唑環(huán)C=C雙鍵的伸縮振動峰，1632CHT 1表示C=N雙鍵的振動峰， βΟΟΟαιΓ1的吸收峰代表叔丁基基團(tuán)的振動峰，1550CHT1代表錳的吸收峰。ICP-AES確認(rèn)錳負(fù) 載量為 〇. 53mmol/g。
[0082] 實施例2
[0083] Ph Ph H 今_ fO^Si/NV/"X OH HO-/ ^>-CH2Cl t-Bu f?Bu SiO, 一 5 1 1. Mtt(〇Ac)2.4H2〇/LiC] 2, LiNTf> " Ph Ph _〈·、、Η 廣^、，,N=\ ^=^-0 - \-Βυ ，-Bu' 1 轉(zhuǎn) Si02
[0084] 實驗裝置主要是三口燒瓶，為了攪拌充分，采用機(jī)械攪拌，體系用氮?dú)獗Ｗo(hù)。將準(zhǔn) 確稱量的式5化合物（14. 8g，lOmmol，以咪唑計0. 68mmol/g)、式2化合物（15mmol)和80mL 甲苯置于燒瓶中，燒瓶置于油浴中，高速攪拌下，回流反應(yīng)24小時，添置外加磁場，傾倒液 體，再加入15mmol的Mn(0Ac) 2 · 4H20,80mL無水乙醇，回流1小時后加入氯化鋰（15mmol) 繼續(xù)回流反應(yīng)1小時，添加磁場，傾倒液體，加入l〇〇mL甲醇，LiNTf 2(15mmol)回流反應(yīng)24 小時后，添加磁場，傾倒液體，所得固體液體再用無水乙醚洗滌3次，真空60°C干燥5小時， 得到淡黃色固體14. 6g。經(jīng)過元素分析得到催化劑負(fù)載量為0. 56mmol/g，收率82%(基于咪 唑的量)。X射線粉末衍射（XRD)數(shù)據(jù)顯示2 Θ角在20?30°之間有寬峰，表明二氧化硅 包合層的存在；紅外（FT-IR)顯示：31550^1和βΙΙΟαιΓ 1分別代表咪唑環(huán)上的C-H伸縮振動 峰，1568CHT1和1546CHT1代表咪唑環(huán)C=C雙鍵的伸縮振動峰，1632CHT 1表示C=N雙鍵的振動 峰，30050^1的吸收峰代表叔丁基基團(tuán)的振動峰，1548CHT 1代表錳的吸收峰。ICP-AES確認(rèn) 猛負(fù)載量為〇. 50mmol/g。
[0085] 實施例3
[0086] ΛN=\ 廣 'Nr--〇 〇 I \ /' \ β \ N^N + C1^M 〇H H〇 XCH2C， I ft f-Bu f-Bu s叫 3 1, Mn(C)Ac),-411.0/1 ail 2, KPI'fl "" D h*A /.*hn ?p Η·(, f-Bu f-Bu Sj〇2
[0087] 實驗裝置主要是三口燒瓶，為了攪拌充分，采用機(jī)械攪拌，體系用氮?dú)獗Ｗo(hù)。將準(zhǔn) 確稱量的式6化合物（15. 6g，lOmmol，以咪唑計0. 64mmol/g)、式3化合物（13mmol)和80mL 甲苯置于燒瓶中，燒瓶置于油浴中，高速攪拌下，回流反應(yīng)24小時，添置外加磁場，傾倒液 體，再加入15mmol的Mn(OAc) 2 · 4H20,80mL無水乙醇，回流1小時后加入氯化鋰（15mmol) 繼續(xù)回流反應(yīng)1小時，添加磁場，傾倒液體，加入llOmL甲醇，KPF 6(15mmol)回流反應(yīng)12小 時后，添加磁場，傾倒液體，所得固體液體再用無水乙醚洗滌3次，真空60°C干燥5小時，得 到淡黃色固體13. 9g。經(jīng)過元素分析得到催化劑負(fù)載量為0. 61mmol/g，收率95%(基于咪唑 的量)。X射線粉末衍射（XRD)數(shù)據(jù)顯示2 Θ角在20?30°之間有寬峰，表明二氧化硅包合 層的存在；紅外（FT-IR)顯示：31560^1和31020^ 1分別代表咪唑環(huán)上的C-H伸縮振動峰， 1564CHT1和1543CHT1代表咪唑環(huán)C=C雙鍵的伸縮振動峰，1630CHT 1表示C=N雙鍵的振動峰， 2996CHT1的吸收峰代表叔丁基基團(tuán)的振動峰，1548CHT 1代表錳的吸收峰。ICP-AES確認(rèn)錳負(fù) 載量為 〇. 59mmol/g。
[0088] 實施例4
[0089] 、、 〇 Q __Ν Ν==^ (Θ?〇>^Α^Ν + H〇^\f-Bu Vr^-° α/ \ f -廠 I & ^\ /~ SiO, ? ?-Bu f-Bu 4 1. Co(OAc)-4H,〇/LiCl 2. NaOTf ^\\H ^ξξξξΝ 尸^0、殳廣\ 人~\-〇^Χ\'''?-^~\-f-Bu c| )=/ I Off f-Bu t-Bu Si02
[0090] 實驗裝置主要是三口燒瓶，為了攪拌充分，采用機(jī)械攪拌，體系用氮?dú)獗Ｗo(hù)。將 準(zhǔn)確稱量的式6化合物（15. 6g，lOmmol，以咪唑計0. 64mmol/g)、式4化合物（15mmol)和 100mL二氯甲烷置于燒瓶中，燒瓶置于油浴中，高速攪拌下，回流反應(yīng)24小時，添置外加磁 場，傾倒液體，再加入15mmol的Co(0Ac) 2 ·4Η20,120mL無水乙醇，回流1小時后加入氯化鋰 (15mmol)繼續(xù)回流反應(yīng)1小時，添加磁場，傾倒液體，加入100mL甲醇，NaOTf (15mmol)回流 反應(yīng)24小時后，添加磁場，傾倒液體，所得固體液體再用無水乙醚洗滌3次，真空60°C干燥 5小時，得到淡黃色固體12. 7g。經(jīng)過元素分析得到催化劑負(fù)載量為0. 49mmol/g，收率76% (基于咪唑的量)。X射線粉末衍射（XRD)數(shù)據(jù)顯示2 Θ角在20?30°之間有寬峰，表明二 氧化硅包合層的存在；紅外（FT-IR)顯示：31550^1和3105CHT 1分別代表咪唑環(huán)上的C-H伸 縮振動峰，1568CHT1和1548CHT1代表咪唑環(huán)C=C雙鍵的伸縮振動峰，1630CHT 1表示C=N雙鍵 的振動峰，SOOOcnr1的吸收峰代表叔丁基基團(tuán)的振動峰，1430CHT 1代表鈷的吸收峰。ICP-AES 確認(rèn)鈷負(fù)載量為〇. 45mmol/g。
[0091] 實施例5
[0092] Ph Ph /-N N-κ ^πτπτπτπτπτπτπ^ t*Bu t*Bu Si〇2 1 5 l.Cu(OAch.4H4)].iC! 2- ivOAc Ph Ph W 今〈'? 廣、、V， d Λ=/ - \-By f-Bif " OAc Si02
[0093] 實驗裝置主要是三口燒瓶，為了攪拌充分，采用機(jī)械攪拌，體系用氮?dú)獗Ｗo(hù)。將 準(zhǔn)確稱量的式5化合物（14. 8g，lOmmol，以咪唑計0. 68mmol/g)、式1化合物（12mmol)和 100mL四氫呋喃置于燒瓶中，燒瓶置于油浴中，高速攪拌下，回流反應(yīng)18小時，添置外加磁 場，傾倒液體，再加入12mmol的Co(0Ac) 2 ·4Η20,100mL無水乙醇，回流2小時后加入氯化鋰 (12mmol)繼續(xù)回流反應(yīng)1小時，添加磁場，傾倒液體，加入100mL甲醇，K0Ac(12mmol)回流 反應(yīng)12小時后，添加磁場，傾倒液體，所得固體液體再用無水乙醚洗滌3次，真空60°C干燥 5小時，得到淡黃色固體14. 0g。經(jīng)過元素分析得到催化劑負(fù)載量為0. 57mmol/g，收率84% (基于咪唑的量)。X射線粉末衍射（XRD)數(shù)據(jù)顯示2 Θ角在20?30°之間有寬峰，表明二 氧化硅包合層的存在；紅外（FT-IR)顯示：31600^1和3108CHT 1分別代表咪唑環(huán)上的C-H伸 縮振動峰，1570CHT1和1550CHT1代表咪唑環(huán)C=C雙鍵的伸縮振動峰，1636CHT 1表示C=N雙鍵 的振動峰，3002(31^1的吸收峰代表叔丁基基團(tuán)的振動峰，1431CHT 1代表鈷的吸收峰。ICP-AES 確認(rèn)鈷負(fù)載量為〇. 48mmol/g。
[0094] 實施例6
[0095] Ph Ph M 今〈"\H y-^O 〇 _lN N-\ ^^_°}Si^n N^U + c|/-^^^〇h H〇^^?U Si〇2 6 f"Bu Wu7 1. Mn{0Ac).4H20/LiC] 2. KFF, H Ph Ph H 今〈" H " PF6 i~Bu f-Bu SiiK
[0096] 實驗裝置主要是三口燒瓶，為了攪拌充分，采用機(jī)械攪拌，體系用氮?dú)獗Ｗo(hù)。將 準(zhǔn)確稱量的式6化合物（15. 6g，lOmmol，以咪唑計0. 64mmol/g)、式1化合物（15mmol)和 100mL二氯甲烷置于燒瓶中，燒瓶置于油浴中，高速攪拌下，回流反應(yīng)24小時，添置外加磁 場，傾倒液體，再加入15mmol的Mn(0Ac) 2 ·4Η20,120mL無水乙醇，回流1小時后加入氯化鋰 (15mmol)繼續(xù)回流反應(yīng)1小時，添加磁場，傾倒液體，加入100mL甲醇，KPF 6(15mmol)回流 反應(yīng)24小時后，添加磁場，傾倒液體，所得固體液體再用無水乙醚洗滌3次，真空60°C干燥 5小時，得到淡黃色固體12. 3g。經(jīng)過元素分析得到催化劑負(fù)載量為0. 55mmol/g，收率86% (基于咪唑的量)。X射線粉末衍射（XRD)數(shù)據(jù)顯示2 Θ角在20?30°之間有寬峰，表明二 氧化硅包合層的存在；紅外（FT-IR)顯示：31560^1和3105CHT 1分別代表咪唑環(huán)上的C-H伸 縮振動峰，1568CHT1和1550CHT1代表咪唑環(huán)C=C雙鍵的伸縮振動峰，1630CHT 1表示C=N雙鍵 的振動峰，SOOOcnr1的吸收峰代表叔丁基基團(tuán)的振動峰，1548CHT 1代表錳的吸收峰。ICP-AES 確認(rèn)錳負(fù)載量為0. 48mmol/g。
[0097] 實施例7
[0098] ___氣 / N N \ /=\ )^\ m i*Bu i-Bu Si02 ' 3 L Mn(0Ac)7.4H>0/LiCI 2. NaBF4 /=Νχ ,，N=^ ^=^Q、 r^ujC-~VCH2CI Sir 0 bf4" \bu mu Si02
[0099] 實驗裝置主要是三口燒瓶，為了攪拌充分，采用機(jī)械攪拌，體系用氮?dú)獗Ｗo(hù)。將準(zhǔn) 確稱量的式5化合物（14. 8g，lOmmol，以咪唑計0. 68mmol/g)、式3化合物（12mmol)和80mL 甲苯置于燒瓶中，燒瓶置于油浴中，高速攪拌下，回流反應(yīng)24小時，添置外加磁場，傾倒液 體，再加入15mmol的Mn(0Ac) 2 · 4H20,60mL無水乙醇，回流1小時后加入氯化鋰（15mmol) 繼續(xù)回流反應(yīng)1小時，添加磁場，傾倒液體，加入l〇〇mL甲醇、NaBF 4(15mmol)回流反應(yīng)10小 時后，添加磁場，傾倒液體，所得固體液體再用無水乙醚洗滌3次，真空60°C干燥5小時，得 到淡黃色固體14. lg。經(jīng)過元素分析得到催化劑負(fù)載量為0. 56mmol/g，收率82%(基于咪唑 的量)。X射線粉末衍射（XRD)數(shù)據(jù)顯示2 Θ角在20?30°之間有寬峰，表明二氧化硅包合 層的存在；紅外（FT-IR)顯示：31530^1和31060^ 1分別代表咪唑環(huán)上的C-H伸縮振動峰， 1566CHT1和1545CHT1代表咪唑環(huán)C=C雙鍵的伸縮振動峰，1632CHT 1表示C=N雙鍵的振動峰， βΟΟΟαιΓ1的吸收峰代表叔丁基基團(tuán)的振動峰，1550CHT1代表錳的吸收峰。ICP-AES確認(rèn)錳負(fù) 載量為 〇. 53mmol/g。
[0100] 實施例81L (1R) - (1，3, 4/2)-[芐氧羰基（氨基）]-6-環(huán)氧-1，2, 3-環(huán)己三醇（式 B化合物）的制備
[0101] I_ b〇 /\ 壞氧化 f~\ SOH A -_ MDH X ^--^ NH-Cisz J--{ NH-Cbz HO HO A B
[0102] 往單口瓶中加入式A化合物（5.9g，0.02mol)，二氯甲烷（60mL)，甲苯（0· lmL)為 內(nèi)標(biāo)，添加劑NM〇(〇. 02mol)，式VI催化劑（0. 002mol)，冰水浴條件下分批加入間氯過氧苯 甲酸（0.04mol)反應(yīng)2小時，再室溫3小時，反應(yīng)結(jié)束后添加外磁場回收催化劑，液體先后 用1N氫氧化鈉溶液、飽和食鹽水洗滌，再用無水硫酸鎂干燥，蒸出有機(jī)溶劑，得到式B化合 物（5.1g，收率83%)。屮匪1?(400厘取，0 20)(口口111):7.48(111，5!1)，5.12(8,2!1)，6.65(8，1!1)，3· 19-3. 65 (m, 4H), 2. 89 (dd, 1H, J=5. 6, 14Hz) 〇
[0103] 實施例91L (1R) - (1，3, 4/2)-[芐氧羰基（氨基）]-6-環(huán)氧-1，2, 3-環(huán)己三醇（式 B化合物）的制備
[0104] 往單口瓶中加入式A化合物（5. 9g，0. 02mol)，二氯甲烷（60mL)，甲苯（0. lmL) 為內(nèi)標(biāo)，添加 PPN0(0. 02mol)，式IX催化劑（0. 004mol)，冰水浴條件下分批加入間過氧化 氫（0. 06mol)反應(yīng)1小時，再室溫5小時，反應(yīng)結(jié)束后添加外磁場回收催化劑，液體先后用 1N氫氧化鈉溶液、飽和食鹽水洗滌，再用無水硫酸鎂干燥，蒸出有機(jī)溶劑，得到式B化合物 (4. 8g，收率78%)。屮NMR結(jié)果同實施例8。
[0105] 實施例101L (1R) - (1，3, 4/2)-[芐氧羰基（氨基）]-6-環(huán)氧-1，2, 3-環(huán)己三醇（式 B化合物）的制備
[0106] 往單口瓶中加入式A化合物（5.9g，0.02mol)，二氯甲烷（60mL)，甲苯（0· lmL) 為內(nèi)標(biāo)，添加 NM〇(〇. 04mol)，式IX催化劑（0. 002mol)，冰水浴條件下分批加入間過氧化 氫（0. lmol)反應(yīng)1小時，再室溫5小時，反應(yīng)結(jié)束后添加外磁場回收催化劑，液體先后用 1N氫氧化鈉溶液、飽和食鹽水洗滌，再用無水硫酸鎂干燥，蒸出有機(jī)溶劑，得到式B化合物 (4. 5g，收率73%)。屮NMR結(jié)果同實施例8。
[0107] 實施例111L (1R) - (1，3, 4/2)-[芐氧羰基（氨基）]-6-環(huán)氧-1，2, 3-環(huán)己三醇（式 B化合物）的制備
[0108] 往單口瓶中加入式A化合物（5. 9g, 0· 02mol)，四氫呋喃（60mL)，甲苯（0· lmL) 為內(nèi)標(biāo)，添加 ΡΡΝ0(0· lmol)，式IX催化劑（0· 006mol)，冰水浴條件下分批加入間過氧化 氫（0. 04mol)反應(yīng)1小時，再室溫8小時，反應(yīng)結(jié)束后添加外磁場回收催化劑，液體先后用 1N氫氧化鈉溶液、飽和食鹽水洗滌，再用無水硫酸鎂干燥，蒸出有機(jī)溶劑，得到式B化合物 (4. 2g，收率68%)。屮NMR結(jié)果同實施例8。
[0109] 實施例121L (1R) - (1，3, 4/2)-[芐氧羰基（氨基）]-6-環(huán)氧-1，2, 3-環(huán)己三醇（式 B化合物）的制備
[0110] 往單口瓶中加入式A化合物（5. 9g, 0· 02mol)，四氫呋喃（60mL)，甲苯（0· lmL) 為內(nèi)標(biāo)，添加 ΡΡΝ0(0· lmol)，式X催化劑（0· 006mol)，冰水浴條件下分批加入間過氧化氫 (0. 04mol)反應(yīng)1小時，再室溫10小時，反應(yīng)結(jié)束后添加外磁場回收催化劑，液體先后用
【權(quán)利要求】
1. 一種如下結(jié)構(gòu)式I所示的負(fù)載型催化劑， R2 R3 Η 今〈-Η X* \bu i-Bu 其中， carrier為超順磁納米顆?；蚨趸薨系某槾偶{米顆粒； Μ為金屬離子； 為無機(jī)或有機(jī)負(fù)離子； R1為Q?C6烷基、鹵素取代的Q?C6烷基、C6?C 12芳基、鹵素或Q?C6烷基取代的 C6?C12芳基、鹵素或者Q?C4烷氧基； R2和R3各自獨(dú)立地為Q?C6烷基或C6?C 12芳基；或者R2和R3連接形 成-(CH2) 3-或-(CH2) 4-; linker 為連接體-03Si-(CH2)n-NH-C(0)-或-〇3Si-(CH 2)n-，η 為 1 ?7 的整數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載型催化劑，其中，所述carrier為四氧化三鐵超順磁納米 顆?；蚨趸璋系乃难趸F超順磁納米顆粒，優(yōu)選為二氧化硅包合的四氧化三鐵超 順磁納米顆粒。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的負(fù)載型催化劑，其中，所述Μ為Μη離子或Co離子；所述 X-為 Cl' BF4' PF6' 0ΤΓ、NTf" CH3C00' CH3CH2C00' CH3CH2CH2CO(T 或 CH3CH(0H) C00'
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的負(fù)載型催化劑，其中，所述M為Mn離子；所述Γ為BFpPF，* NTf"
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的負(fù)載型催化劑，其中，所述linker為-〇3Si-(CH 2) 3-NH-C (0)-或-〇3Si- (CH2) 3-。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的負(fù)載型催化劑，其中，所述札為-CH2C1或叔丁基；R2和 R3同時為苯基，或者馬和馬連接形成-(ch2)4-。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的負(fù)載型催化劑，其中，所述負(fù)載型催化劑具體為： /==N^ ^N==\ 〇 f ^y/ \~〇' 1 、〇~ f ~\-CH2Cl d ^γΤ 〇 * f-Bu f?Bu T BF4 SiO> ~ % Ph Ph Η H ,,=v^ 驗? BF# f-Bu ml SiO^ 鞋、 礙， " Wl% t-Qu f-Bu Si(h 一 、 Ph Ph /=N%% zN=\ 評 6 ?-Bu i-Bu S?2 、 Ph Ph w 今 /=N\ ,ZN=\ 齡卜。々咖 · f-Bu f?Bu " OAc Si〇2 、 Ph Ph H 今〈"tH 〈卜々"師 ^j^-o - \-Bu t-Bu " NTf2 Sl〇2 、 Ph Ph H 今 (uH .....................·>Ν ......................% qi〇>Si^^n^/ V/ cj \^J Y^° BF: \bu t-Bd Si02 * % ((F^〇)}-〇^Si __/ ? \_/ PF(, ?-Bu f-Bu Si〇2 。'J、、^3"eu T OTT f-Bu Sl? "
8. -種權(quán)利要求1?7中任意一項所述的負(fù)載型催化劑的制備方法，其特征在于，包括 以下步驟： 〇2 ρ3 "Ηλη J=U Η=^ -linker-+ R~^ ^-〇H HO-^ ^)-R1 f-Bu i-Bu 111 rir IV 〇2 〇3 " f\ K hM"h ^=N ζ^\ rk Γ^)ν+ /^V〇H Y' T^Vbii iJ 11 金 wa/iici 離/-交換 贄 % Ff I 十十 /=N\% ,^N==\ _ 1 Ci 嚴(yán) X f-Bu md (1) 使式III化合物與式IV化合物反應(yīng)得到式II化合物； (2) 使式II化合物與金屬鹽和氯化鋰反應(yīng)，然后再與離子液體進(jìn)行離子交換反應(yīng)，得到 式I化合物； 其中，R為-CH2-Y，Y為鹵素； 所述金屬鹽中的陽離子為Μ; 所述離子液體中的陰離子為Χ_; 所述carrier、1^、R2、R3和linker的定義與權(quán)利要求1中相同。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于， 步驟（1)中，式III化合物與式IV化合物的摩爾比為1:1?2 ;使用的溶劑選自二氯甲烷、 四氫呋喃和甲苯中；反應(yīng)溫度為10?ll〇°C ;反應(yīng)時間為12?96小時； 步驟（2)中，式II化合物與金屬鹽的摩爾比為1:1?1. 5 ;式II化合物與氯化鋰的摩 爾比為1:1?1. 5 ;式II化合物與金屬鹽和氯化鋰反應(yīng)的溶劑選自乙醇、甲醇或甲苯；在 回流溫度下反應(yīng)〇. 5?5小時；優(yōu)選地，所述金屬鹽為金屬錳鹽或金屬鈷鹽，更優(yōu)選為 Mn (OAc) 2 · 4H20 或 Co (OAc) 2 · 4H20。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制備方法，其特征在于，步驟（2)中，式II化合物與金 屬鹽和氯化鋰反應(yīng)完成后，用外加磁場吸住固體，丟棄液體，所得固體放入甲醇中回流進(jìn)行 離子交換反應(yīng)，在回流溫度下反應(yīng)0. 5?5小時；其中式II化合物與離子液體的摩爾比為 1:1?1. 5 ;優(yōu)選地，所述離子液體為NaX、KX或LiX。
11. 權(quán)利要求1?7中任意一項所述的負(fù)載型催化劑作為手性催化劑在不對稱環(huán)氧化 反應(yīng)中的用途。
【文檔編號】B01J31/28GK104117392SQ201310157771
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月27日
【發(fā)明者】應(yīng)安國, 張群輝, 蔣志斌, 李維金, 蘇國平, 陳文潔, 胡華南, 呂祖平 申請人:浙江海翔藥業(yè)股份有限公司, 江蘇海闊生物醫(yī)藥有限公司, 浙江海翔川南藥業(yè)有限公司