一種軸向固載的類卟啉催化劑的制備方法及催化劑和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種軸向固載的類卟啉催化劑的制備方法及 催化劑和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 人們認(rèn)識手性藥物已有150年，但在我國，只有極少數(shù)現(xiàn)有手性藥物進(jìn)行了二次 開發(fā)。2004年我國已將手性藥物的研究列為國家十大重點(diǎn)研究領(lǐng)域，對新藥研究由仿制轉(zhuǎn) 為創(chuàng)制已成為國策。手性亞砜具有廣泛的用途，其中一個重要用途就是作為手性藥物，現(xiàn)在 越來越多的手性亞砜化合物被發(fā)現(xiàn)具有藥理活性。手性亞砜可以通過手性拆分、手性輔劑 誘導(dǎo)、手性試劑轉(zhuǎn)化和不對稱催化合成等4種化學(xué)方法和生物催化方法來制備。其中，除了 不對稱催化合成和生物催化方法外，其他所有的制備方法均需化學(xué)計(jì)量的手性助劑。迄今 為止，通過高對映選擇性的手性金屬催化劑催化氧化硫醚是制備光學(xué)活性亞砜的最有效方 法。近年來，已報道了多種手性金屬絡(luò)合物催化氧化體系，主要包括C2對稱的二醇和C3對 稱的氨基三醇的鈦絡(luò)合物、金屬-Salen絡(luò)合物（Mn，V，Ti)、手性鐵絡(luò)合物及其他金屬絡(luò)合 物催化劑。本專利提供了一種軸向固載的新型類卟啉催化劑的制備方法，并將所得的軸向 固載類卟啉催化劑用于硫醚的不對稱氧化反應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種軸向固載的類卟啉催化劑的制備方法及催化劑和應(yīng) 用。用該方法制備的催化劑，固載載體對催化活性中心離子的影響較小，軸向固載的類卟啉 催化劑用于硫醚的不對稱氧化反應(yīng)可以回收循環(huán)利用，降低成本，能夠產(chǎn)生環(huán)保和經(jīng)濟(jì)上 的雙重利益。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案：
[0005] 采用磺酸基軸向固載方法，純硅載體與3-巰丙基三甲氧基硅烷反應(yīng)，得到含PrSH 的載體；向產(chǎn)物1加入30 %過氧化氫水溶液，氧化反應(yīng)得到含PrS03H的載體；將產(chǎn)物2與 0. 01mol/L~0. lmol/L的NaHC03水溶液中和得到含PrSO 3Na的載體；將產(chǎn)物3與已制備的 手性四齒氮有機(jī)配體的錳化合物回流反應(yīng)，得到軸向固載的類卟啉催化劑；
[0006] 所述含PrSH的載體稱為產(chǎn)物1，含PrS03H的載體稱為產(chǎn)物2,含PrS0 3Na的載體稱 為產(chǎn)物3,已制備的手性四齒氮有機(jī)配體的錳化合物稱為類卟啉配體錳化合物4,軸向固載 的類卟啉催化劑稱為產(chǎn)物5。
[0007] 純硅載體與3-巰丙基三甲氧基硅烷（HS (CH2) 3Si (OMe) 3)的質(zhì)量體積比（g:mL)為 1:0. 5~1:5,含PrSH的載體與30%過氧化氫水溶液的質(zhì)量體積比（g:mL)為1:10~1:50， 含PrS03H的載體與NaHOVK溶液以NaHCO 3計(jì)的質(zhì)量比為1:0. 5~1:0. 05,含PrSO 3Na的 載體與手性四齒氮有機(jī)配體的錳化合物的質(zhì)量比為1:0. 5~1:2。
[0008] 產(chǎn)物1的制備：純硅載體于溫度100°C~150°C，真空條件下，活化處理4~10h， 得到固體，在氬氣下冷卻到室溫，向此固體中加入含HS (CH2) 3Si (OMe) 3的甲苯，在氬氣下 120°C回流反應(yīng)8~24h，過濾，洗滌，干燥，得到含PrSH的載體；
[0009] 產(chǎn)物2的制備：
[0010] 在三口燒瓶中，加入含PrSH的載體，然后加入30wt %過氧化氫水溶液，室溫下攪 拌10~48h，固體過濾，蒸餾水洗滌至pH為7,然后加入lwt %的H2S04水溶液，攪拌1~4h， 過濾洗滌至中性可得到含PrS03H的載體，
[0011] 含PrSH的載體與lwt %的H2S04水溶液的質(zhì)量體積比（g:mL)為1:10~1:50 ;
[0012] 產(chǎn)物3的制備：向含產(chǎn)物3中加入0· 01mol/L~0· lmol/L的NaHC03水溶液，室溫 攪拌1~6h，過濾，用蒸餾水洗滌到中性可得到含PrS0 3Na的載體。
[0013] 類卟啉配體錳化合物4的制備：常溫，隊(duì)氣保護(hù)下，取MnCl 2.4H20和已制備的手性 四齒氮有機(jī)配體的錳化合物于圓底燒瓶中，加入乙腈，攪拌溶解后，繼續(xù)室溫攪拌4~8h， 旋干溶劑得到手性四齒氮有機(jī)配體的錳化合物，其中MnCl 2.4H20和制備的手性四齒氮有機(jī) 配體摩爾比為1. 2:1~1:1 ;
[0014] 產(chǎn)物5的制備：向產(chǎn)物3中加入類卟啉配體錳化合物4和乙醇，回流下攪拌4~ 8h，過濾，分別用乙醇和二氯甲烷洗滌，以除去表面吸附的類卟啉配體錳化合物4,濾液用 Uv-Vis檢測，直到濾液中檢測不到化合物4為止，固體干燥后可得到軸向固載的類卟啉多 相催化劑。
[0015] 采用純硅載體作為固載基體，純硅載體為100-300目Si02，介孔分子篩SBA-15或 介孔分子篩MCM-41中的一種或兩種。
[0016] 所述的手性四齒氮有機(jī)配體的錳化合物具有如下結(jié)構(gòu)，
[0017]
[0018] 其中&、R2、R3、R4、R 5、R6、馬取代基分別為氫、烷基、苯基、芳基烷基或烷氧基中的 一種；
[0019] &、R2、R3、R4、R 5、R6、R7相同或不同，
[0020] 烷基分子式為 CnH2n+1，η = 1-5，
[0021] 芳基烷基分子式為C6H5CnH 2n，η = 1-5，
[0022] 烷氧基分子式為〇CnH2n+1, η = 1-5。
[0023] 所述的軸向固載的類卟啉催化劑的結(jié)構(gòu)如下，即載體在類卟啉金屬配合物對稱軸 的方向固載，且載體和類卟啉金屬配合物中的金屬活性中心之間的鏈段較長，能最大程度 的保持類卟啉金屬配合物的空間構(gòu)型，從而獲得最優(yōu)的催化效果。
[0024]
[0025] 其中&、R2、R3、R4、R 5、R6、馬取代基分別為氫、烷基、苯基、芳基烷基或烷氧基中的 一種；
[0026] &、R2、R3、R4、R 5、R6、R7相同或不同，
[0027] 烷基分子式為 CnH2n+1，η = 1-5，
[0028] 芳基烷基分子式為C6H5CnH 2n，η = 1-5，
[0029] 烷氧基分子式為〇CnH2n+1, η = 1-5。
[0030] 在硫醚的不對稱氧化反應(yīng)中，所述的硫醚具有以下結(jié)構(gòu)， 其中，R a、&分 ， 別為烷基、含有取代基或不含取代基的芳基、含有取代基或不含取代基的芳基烷基；
[0031] 取代基為烷基、烷氧基、鹵素、硝基中的一種；取代基的位置為鄰位、間位或?qū)ξ恢?的一種或兩種以上，
[0032] Ra、Rb相同或不同，
[0033] 烷基分子式為 CnH2n+1，η = 1-5，
[0034] 芳基烷基分子式為C6H5CnH 2n，η = 1-5。
[0035] 回收重新使用軸向固載的類卟啉催化劑用于硫醚的不對稱氧化反應(yīng)，重復(fù)使用次 數(shù)1~10,當(dāng)重復(fù)使用5次，產(chǎn)率90 %，e.e.值為92 %。
[0036] 硫醚、1-金剛烷甲酸、軸向固載的類卟啉多相催化劑置于反應(yīng)瓶中，加入乙腈和異 丙醇的混合溶劑，乙腈與異丙醇的體積比為1:8~1:1，在-5 °C~-40°C下，加入50wt %過 氧化氫水溶液，并攪拌反應(yīng)1~8h，加入飽和NaHC03水溶液淬滅，EtOAc萃取，洗滌，MgS0 4 干燥，旋蒸得到產(chǎn)物；
[0037] 硫醚化合物和1-金剛烷甲酸的摩爾比為10:1~2:1 ;
[0038] 硫醚化合物和軸向固載的類卟啉多相催化劑的摩爾質(zhì)量比為1:500~1:100。
[0039] 本發(fā)明的有益效果：
[0040] 1.所制備的軸向固載的類卟啉催化劑用于硫醚的不對稱氧化反應(yīng)，回收循環(huán)使用 5次，其收率及對映選擇性仍大于90%，有利于企業(yè)降低成本，產(chǎn)生環(huán)保和經(jīng)濟(jì)上的雙重利 益。
[0041] 2.所制備的軸向固載的類卟啉催化劑用于硫醚的不對稱氧化反應(yīng)，具有反應(yīng)清 潔，條件溫和，高轉(zhuǎn)化率和對應(yīng)選擇性等優(yōu)點(diǎn)，具有工業(yè)前景。
【附圖說明】
[0042] 圖1為本發(fā)明的Si02 (100-300目）固載的產(chǎn)物3的SEM分析圖像；
[0043] 圖2為本發(fā)明的Si02(100-300目）固載的產(chǎn)物5 (軸向固載類卟啉催化劑）SEM分 析圖像；
[0044] 注：本發(fā)明的圖1和圖2為產(chǎn)物狀態(tài)的分析圖像，圖中影像的清晰程度并不影響對 本發(fā)明技術(shù)方案的理解。
【具體實(shí)施方式】
[0045] 下面通過一些實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施步驟，不應(yīng)將這些實(shí)施例當(dāng)作本 發(fā)明范圍限制。
[0046] 實(shí)施例1
[0047] -類四齒氮配體的一般合成步驟：
[0049] L1配體的合成
[0050] 在50mL甲苯溶液中加入22. 5mg(0· lmmol)醋酸鈀和72mg(0· 3mmol)三叔丁基 膦，攪拌l〇min。依次加入2. 36g(10mmol)鄰二溴苯，3. 63g(24mmol) 2-氨基苯甲酸甲酯 和10. lg(31mmol)碳酸銫。反應(yīng)液加熱回流24h后，冷卻至25°C，加入50mL飽和氯化銨 溶液。加入200mL二氯甲烷，分出有機(jī)相，水相用二氯甲烷萃取兩次，每次用60mL二氯甲 烷。合并有機(jī)相，干燥，濃縮，經(jīng)柱層析（乙酸乙酯/石油醚=1:50)得到1.47g化合物 1 (收率為 39 % )。iHNMRGOOMHz, CDC13) δ 9. 21 (2H, s)，7. 89 (2H, d, J = 7. 4)，7. 42 (2H， s)，7· 25 (3H, s)，7· 11 (2H, d, J = 2· 8)，7· 04 (2H, d, J = 8· 1)，6· 70 (2H, s)，3· 80 (6H, s)。 13CNMR(101MHz, CDC13) δ 169. 11 (s), 148. 30(s), 135. 34(s), 134. 46(s), 132. 07(s), 125. 01 (s), 124. 50 (s), 117. 85 (s), 115. 09 (s), 113. 23 (s), 77. 93 (s), 77. 61 (s), 77. 30 (s), 52. 25 (s) 〇
[0051] 在40mL甲醇溶液中加入3. 46g(9. 2mmol)化合物1和40mL濃度為30%的氫氧化鉀 水溶液，加熱攪拌回流l〇h。反應(yīng)完成后冷卻至室溫，加入200mL水進(jìn)行稀釋，用6mol/L鹽酸 將溶液的pH值調(diào)節(jié)到4~5,然后用乙酸乙酯萃?。?20mL X 3)。水洗，鹽洗，濃縮，柱分離 (乙酸乙酯/石油醚=1:1)得到3. lg化合物2 (收率96. 9% ) 4 NMR(400MHz, DMSO) δ 12. 89 (s, 2Η), 9. 55 (s, 2Η), 7. 82 (dd, J = 7. 9, 1. 5Hz, 2H), 7. 42 (dd, J = 5. 8, 3. 6Hz, 2H), 7. 35 - 7. 25 (m, 2H), 7. 17 - 7