一种高效负载催化剂不对称催化Michael加成的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高效、绿色的、以水做溶剂条件下，以新型超顺磁纳米负载、离子 气氛"修饰的手性小分子为催化剂，N，N-二甲基吡啶（DMP)为促进剂、25°C、常压下异丁醛 与硝基烯烃进行不对称Michael加成反应方法。 技术背景
[0002] 硝基烷烃因为容易进行α-烷基化反应和转化为其它重要官能团，在有机合 成中具有重要作用（Czekelius C，Carreira E Μ. Angew. Chem. Int. Ed. ,2005, 44, 612; Berner O Μ, Tedeschi L, Enders D. Eur. J. Org. Chem. ,2002, 2002, 1877·)。以碳为中心 的亲核试剂与硝基烯烃的共轭加成是最普遍的制备手性硝基烷烃的方法。其中，最主要 的是利用羰基化合物与硝基稀径的Michael加成反应（1^七311(3〇1'1：11，1^;^^8〇?，0找· Lett. , 2001, 3, 3737 ；Melchiorre P, Jorgensen K A, J. Org. Chem. , 2003, 68, 4151 ；Austin J F, MacMillan D W C, J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 1172 ；Davie E A C, Mennen S M, Xu Y, et al. Chem. Rev. , 2007, 107, 5759.) 〇
[0003] 近年来，不对称有机小分子催化引起了化学家们广泛的关注，涌现出了一系 列脯氨酸盐、手性金属配位催化剂等，在醛与硝基烯烃的不对称共轭加成中取得了 一定的效果（Li H, Wang Y, Tang L, Wu F, Liu X，Guo C, Foxman B M, Deng L, Angew. Chem. Int. Ed. , 2005, 44, 105 ；Malerich J P1Hagihara K1Rawal V H, J. Am. Chem. Soc. , 2008, 130, 14416 ；Yu Z, Liu X, Zhou L, Lin L, Feng X, Angew. Chem. Int. Ed.，2009, 48, 5195.)。但是上述方法存在着使用大量有毒有害溶剂、使用催化剂回收套用 困难等缺陷。因此，非常有必要开发立体催化活性好、回收简单的新型负载催化剂。
[0004] 与传统负载聚合物相比，超顺磁纳米颗粒不仅尺寸处于纳米级，保证催化反应， 而且容易被外加磁场分离，更好的解决了催化剂的分离与回收。因此近年来，超顺磁纳 米颗粒负载催化剂已经成为人们探索环境友好的催化反应体系的重要方向（Gawande M B, B ranco P S1Varma S V, Chem. Soc. Rev. , 2013, 42, 3371 ；Baig R B N1Varma S, Chem. Commun.，2013, 49, 752)。离子液体具有热力学稳定性、溶解能力强、低挥发性、分子结构可 调性等特点。我们结合超顺磁纳米颗粒与离子液体这两者的优势，设计出超顺磁纳米颗粒 负载、"离子气氛"修饰的催化剂并成功应用于有机合成中，取得了很好的效果（Ying，A，Liu S,Ni Y1Qiu F, Xu S1Tang ff, Catal. Sci. Technol. , 2014, 4, 2115 ；Ying A1Qiu F, Wu C, Hu H，Yang J.，RSC Adv.，2014, 4, 33173.)。因此有必要开发超顺磁纳米负载、"离子气氛"修饰 的手性催化剂用于不对称Michael加成反应中。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是取代传统的不对称催化异丁醛与硝基烯烃Michael加成方法， 提供一种高效、环境友好的负载手性催化剂，以水做溶剂温和（室温）反应条件下实现 Michael 加成。
[0006] 根据本发明，所述通过异丁醛与硝基烯烃进行立体选择性Michael加成的方法， 其特征在于，所述方法包括以超顺磁纳米颗粒负载、"离子气氛"修饰的手性小分子为催化 剂，室温（25°C )、常压下异丁醛与硝基烯烃进行不对称Michael加成反应，包括：以超顺磁 纳米颗粒负载、"离子气氛"修饰手性小分子为催化剂，室温（25°C )、常压下，以水做溶剂，异 丁醛与硝基烯烃进行不对称Michael加成反应1?10小时，得到相应的手性硝基取代物。 其中，所述催化剂为：
[0007]
【主权项】
1. 一种通过异丁醛与硝基烯烃进行立体选择性Michael加成的方法，其特征在于，所 述方法包括以超顺磁纳米颗粒负载、"离子气氛"修饰的手性小分子为催化剂，25°C、常压下 异丁醛与硝基烯烃进行不对称Michael加成反应；其中，所述催化剂为：
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述异丁醛与硝基烯烃的摩尔比为 1:1-10:1。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化剂的摩尔量为硝基烯烃的0. 1-1 倍。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述添加剂DMAP的摩尔量为硝基烯烃的 0? 01-0. 5 倍。
5. 如权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，所述硝基烯烃物质为（I)式结构， 其中Ar包括苯、4-硝基苯、3-硝基苯、2-氣苯、4 -氣苯、4-甲氧基苯、4-轻基苯、3, 4- _甲 氧基苯、3-甲氧基-4-羟基苯、1-萘基和2-噻吩。
6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，反应过程以水做溶剂。
7. 如权利要求1或6所述的方法，其特征在于，反应时间为1?10小时。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，反应结束后，用乙酸乙酯萃取反应液，合并 有机相，柱层析分离得到产品。
9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，反应结束后，催化剂可由外加磁场回收，乙 酸乙酯洗涤后，经过60°C真空干燥5小时后用于下一次套用。
【专利摘要】本发明涉及一种高效、环境友好的手性负载催化剂，以水做溶剂室温反应条件下实现异丁醛与硝基烯烃不对称Michael加成方法。所述方法包括以超顺磁纳米颗粒负载、“离子气氛”修饰的手性小分子为催化剂，N,N-二甲基吡啶(DMAP)为促进剂、25℃、常压下异丁醛与硝基烯烃进行立体选择性Michael加成反应，负载催化剂重复使用5次，未发现反应收率和ee值明显下降。该法操作简单、催化剂立体选择性好、回收简单、催化反应体系可重复使用性好、反应条件温和，易于实现规模化生产。
【IPC分类】B01J31-28, C07B53-00, C07C201-02, C07D333-22, C07C205-44
【公开号】CN104610003
【申请号】CN201510020944
【发明人】应安国, 杨健国, 刘硕, 李志锋, 胡华南
【申请人】台州学院
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月16日