本發(fā)明涉及香料合成領(lǐng)域，具體涉及一種含鈀催化劑、其制備方法及其在l-薄荷醇制備中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、l-薄荷醇，俗稱薄荷腦，是一種從薄荷中提取的天然手性化合物。l-薄荷醇在醫(yī)藥衛(wèi)生、香精香料、香煙、食品工業(yè)和日用精細(xì)化學(xué)品等方面具有廣泛應(yīng)用。由于合成l-薄荷醇有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，文獻(xiàn)關(guān)于l-薄荷醇的報(bào)道較多。目前，l-薄荷醇的合成路線主要有：

2、日本的高砂公司開發(fā)的一條已產(chǎn)業(yè)化的不對(duì)稱合成路線（tani,k.etal?;chem.soc.1984,106,5208.），該路線以月桂烯為原料，與二乙基胺鋰反應(yīng)得到n,n’-二乙基香葉基胺，然后通過手性催化劑(s)-binap-rh的催化得到香茅醛烯胺，在酸離子的作用下得到右旋香茅醛，通過溴化鋅的催化作用，關(guān)環(huán)后得到異胡薄荷醇，最后加氫后得到l-薄荷醇，該路線所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量較高；但其中催化不對(duì)稱異構(gòu)化反應(yīng)催化劑制備條件較苛刻且回收利用困難。

3、德國(guó)德之馨開發(fā)的l-薄荷醇，該合成工藝是目前生產(chǎn)l-薄荷醇產(chǎn)量最高的合成工藝，即以廉價(jià)的間甲酚為原料，通過烷基化反應(yīng)生成百里酚，催化加氫后生成薄荷醇的八種異構(gòu)體，通過精餾將d,l-薄荷醇分離出來，然后酯化生成d,l-苯甲酸薄荷酯，加入單一構(gòu)型的苯甲酸薄荷酯作為晶種，通過反復(fù)多次的l-薄荷醇選擇性結(jié)晶制備出l-薄荷醇酯，隨后化學(xué)法水解獲得高光學(xué)純度的l-薄荷醇。然而，苯甲酸薄荷醇酯的化學(xué)拆分效果相對(duì)較差，單次拆分的效率不高，需要反復(fù)多次的結(jié)晶。

4、德國(guó)巴斯夫公司開發(fā)了一條以異丁烯和甲醛為起始原料的合成路線(heydrich,getal.?us2010/0249467a1,?2010.)，這條路線現(xiàn)已成功工業(yè)化生產(chǎn)。該合成路線首先將異丁烯和甲醛反應(yīng)生成3-甲基-2-丁烯醇，再經(jīng)過氧化，加成，異構(gòu)化得到順反式的檸檬醛。通過精餾得到順式檸檬醛，再經(jīng)銠催化劑催化不對(duì)稱氫化得到右旋香茅醛，右旋香茅醛經(jīng)lewis?acid催化環(huán)化得到右旋異胡薄荷醇，再經(jīng)過加氫生成l-薄荷醇。該合成路線工藝簡(jiǎn)單，檸檬醛順反異構(gòu)體的沸點(diǎn)接近，用蒸餾的方法得到順式構(gòu)型的檸檬醛對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的要求較高；同時(shí)，終產(chǎn)品中生成大量的消旋薄荷醇，香氣較差，價(jià)格較低。

5、目前在已有的報(bào)道中，l-薄荷醇合成過程中會(huì)因s-香茅醛的存在最終會(huì)生成大量的消旋薄荷醇，從而造成l-薄荷醇的收率低，增加生產(chǎn)成本。經(jīng)分離得到的消旋薄荷醇產(chǎn)品因涼感差導(dǎo)致售價(jià)低且市場(chǎng)接受度差，從而造成資源浪費(fèi)。因此，亟待開發(fā)一種用于消旋薄荷醇拆分得到l-薄荷醇的方法，提升l-薄荷醇的反應(yīng)收率，降低l-薄荷醇的生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種含鈀催化劑、其制備方法及其在l-薄荷醇的制備中的應(yīng)用，該方法采用高效含鈀催化劑在溫和的反應(yīng)條件下，催化薄荷醇中的d-薄荷醇以高轉(zhuǎn)化率、高l-薄荷醇選擇性異構(gòu)得到l-薄荷醇，減少了后續(xù)的分離操作，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程，降低了生產(chǎn)能耗。

2、為達(dá)到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種用于異構(gòu)反應(yīng)的含鈀催化劑，所述含鈀催化劑包括第一活性金屬、第二活性金屬和手性磷酸配體（簡(jiǎn)稱cpa）；

4、所述第一活性金屬為鈀；

5、所述第二活性金屬為銠、銥、鉑、鋅、鐵、銅、鎳、釕中的一種、兩種或多種；

6、所述手性磷酸配體為手性單磷酸配體或手性雙磷酸配體中的一種。

7、手性單磷酸配體結(jié)構(gòu)如下：

8、

9、其中，r為-h、取代或者未取代的苯基或稠環(huán)芳烴中的一種或者兩種，所述苯基上的取代基為c1~c4烷基或者c1~c4烷氧基中的一種或者多種；優(yōu)選為h，-ph，2,4,6-(i-pr)3c6h2-，-siph3（苯硅烷基），-9-phenanthryl（9-菲基），-9-anthryl（9-蒽基），4-ch3o-ph-中的一種或兩種。例如(r)-pa-h，(r)-pa-ph，(r)-pa-2,4,6-iprc6h2，(r)-pa-phsi，(r)-pa-9-phenanthryl，(r)-pa-9-anthryl，(r)-pa-4-phoch3中的一種、兩種或多種。具體結(jié)構(gòu)如下：

10、

11、所述手性雙磷酸配體的結(jié)構(gòu)如通式1或通式2所示：

12、通式1：

13、

14、其中，r1、r2為取代或者未取代的苯基中的一種或者兩種，所述苯基上的取代基為c1~c6烷基或者鹵素中的一種或者多種；優(yōu)選為-2,4,6-(ipr)3-c6h2，-2,4,6-(pent)3-c6h2，-c6f5，-2,4,6-(hex)3-c6h2中的一種或兩種。具體結(jié)構(gòu)如下式：

15、

16、

17、通式2：

18、

19、其中，r1、r2為取代或者未取代的苯基中的一種或者兩種，所述苯基上的取代基為c1~c6烷基、c5~c6環(huán)烷基或者甲苯基中的一種或者多種；優(yōu)選為-2,4,6-cy3c6h2，-3,5-(o-tol)2c6h3中的一種或兩種。具體結(jié)構(gòu)如下式：

20、

21、第二方面，本發(fā)明提供了一種如第一方面所述的催化劑的制備方法，所述制備方法包括：

22、按照摩爾比混合第一活性金屬源、第二活性金屬源、手性磷酸配體和第一溶劑，進(jìn)行攪拌，得到所述催化劑。

23、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一活性金屬源包括鈀鹽和/或鈀配合物。

24、本發(fā)明中，所述第一活性金屬源包括pdcl2、pd(pph3)2cl2、pd(pcy3)2cl2、pd(no3)2·2h2o、pdso4·2h2o、pd(acac)2中的一種、兩種或多種。

25、所述第二活性金屬源包括第二活性金屬的硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物、醋酸鹽、氫氧化物或其水合物中的任意一種或至少兩種的組合。其中典型但非限制性的組合包括：硝酸鹽和硫酸鹽的組合，氯化物和醋酸鹽的組合，氫氧化物和水合物的組合等。

26、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一溶劑包括去離子水。

27、所述第一活性金屬源和第二活性金屬源的摩爾比為1:1~7，優(yōu)選為1:3~5。

28、所述第二活性金屬源和所述手性磷酸配體的摩爾比為1:0.5~4.0，優(yōu)選為1:0.5~2.0。

29、第三方面，本發(fā)明提供了一種制備l-薄荷醇的方法，所述方法包括：

30、反應(yīng)底物和第一方面所述的含鈀催化劑混合，然后進(jìn)行不對(duì)稱異構(gòu)反應(yīng)，得到l-薄荷醇；

31、所述反應(yīng)底物為d-薄荷醇、消旋薄荷醇或者部分消旋的薄荷醇。

32、所述反應(yīng)底物和含鈀催化劑的摩爾比為1:0.01~0.1，優(yōu)選為1:0.03~0.07，所述含鈀催化劑的摩爾量以其中的pd計(jì)。

33、所述異構(gòu)反應(yīng)的溫度為80~160℃，優(yōu)選為80~120℃。

34、所述異構(gòu)反應(yīng)時(shí)間為3.0~6.0h，優(yōu)選為3.0~5.0h。

35、本發(fā)明中，所述不對(duì)稱異構(gòu)反應(yīng)可在第二溶劑下進(jìn)行，也可在無溶劑條件下進(jìn)行。

36、所述第二溶劑包括甲醇、乙醇、異丙醇或水中的任意一種或至少兩種的組合，其中典型但非限制性的組合包括：甲醇和乙醇的組合，乙醇和正丙醇的組合，異丙醇和水的組合等。

37、所述反應(yīng)底物和第二溶劑的質(zhì)量比為1:1.0~4.0，優(yōu)選1:1.0~2.0。

38、本發(fā)明中，所述不對(duì)稱異構(gòu)反應(yīng)可以間歇進(jìn)行，也可以連續(xù)進(jìn)行；不對(duì)稱異構(gòu)反應(yīng)的設(shè)備為在所述壓力和所述溫度下適合異構(gòu)反應(yīng)的設(shè)備，可以是高壓釜、管式反應(yīng)器或回路反應(yīng)器等。

39、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

40、（1）本發(fā)明提供的催化劑采用手性磷酸為有機(jī)配體，配體中p原子和過渡金屬離子通過配位鍵形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的配合物，減少活性組分流失；p原子上連接的羥基與反應(yīng)底物中的h原子形成分子間氫鍵，提高反應(yīng)l-薄荷醇選擇性。配體中含有一個(gè)布朗斯特酸位點(diǎn)，可以活化底物；同時(shí)，有機(jī)配體中的3,3’-位取代基的大小可以有效調(diào)節(jié)催化劑的對(duì)映l-薄荷醇選擇性；第一活性金屬通過金屬鍵和摻雜的第二活性金屬牢固結(jié)合，減少活性組分流失，使得催化劑在擁有較高活性和l-薄荷醇選擇性的同時(shí)，提升催化劑穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)催化劑循環(huán)使用，降低生產(chǎn)成本。

41、（2）本發(fā)明提供的催化劑在較溫和的反應(yīng)條件下，實(shí)現(xiàn)了消旋薄荷醇中的d-薄荷醇通過異構(gòu)反應(yīng)轉(zhuǎn)標(biāo)為構(gòu)型為l-的薄荷醇，產(chǎn)物收率高，l-薄荷醇選擇性高，生產(chǎn)成本低，實(shí)現(xiàn)了薄荷醇生產(chǎn)過程中副產(chǎn)物的資源化利用，降低了l-薄荷醇的生產(chǎn)成本。