一种钠镁双金属催化剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及有机双金属化合物催化剂，具体涉及一种钠镁双金属催化剂及其制备方法和应用。

背景技术：

有机酯类化合物的合成是有机合成、制药和食物香料工业等领域的一个重要转化过程。其中tishchenko反应由于不生成任何副产物，原子经济性达100％，成为化学合成有机酯类化合物的重要反应之一。然而，tishchenko反应始终不能成为大量合成酯类化合物的实用方法，其最大的局限就是它只能用作偶合两分子相同的醛，所生成的酯类化合物种类单一。

尽管，stephenj.connon小组已报道了硫醇盐促进的不同芳香醛分子间的高选择性交叉偶合tishchenko反应，随后，又利用烃基二硒化合物作为催化剂，二丁基镁助催化剂在四氢呋喃溶剂中分子筛存在下，成功实现了两种相同或不同芳香醛的tishchenko反应，催化活性及选择性均具有很好的表现。北京科技大学党智敏教授通过理论计算进一步证实了connon提出的硫醇盐促进的不同芳香醛分子间的高选择性交叉偶合tishchenko反应机理。

但迄今为止，高选择性的交叉偶联tishchenko反应仅仅在一些有限的、特殊的反应底物醛中取得了成功。总体而言，想要突破底物局限性以及低选择性，达到普遍实用目的，其研究还远远不够深入。因此，开发合成高效、廉价、选择性高的交叉偶合tishchenko反应催化剂具有重大的实用价值。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种钠镁双金属催化剂及其制备方法，该催化剂制备方法简便，原料易得，反应条件温和；该催化剂可用于交叉偶合tishchenko反应，且具有较高选择性和催化活性，有很好的工业应用前景。

本发明提供的一种钠镁双金属催化剂，其结构式为：

本发明钠镁双金属催化剂的制备反应式如下：

本发明提供的一种钠镁双金属催化剂的制备方法，包括如下步骤：

在惰性气体保护和冰水浴条件下，首先将等当量的氢化钠与2-叔丁氨基甲基吡咯配体进行脱氢反应，溶剂为四氢呋喃，自然恢复到室温，搅拌2-3小时后，将所得溶液用冰水浴再次冷却到0℃，逐滴加入等当量的二正丁基镁，滴加完毕缓慢恢复到室温，继续搅拌6-8小时，过滤，真空浓缩滤液，放置冰箱1-2天，析出无色透明晶体，即为钠镁双金属催化剂。

该催化剂可在不同醛类化合物之间实现交叉偶合tishchenko反应中应用。

与现有技术相比本发明的优点和效果：本发明催化剂制备过程简单，原料易得，反应条件温和。本发明催化剂可利用双金属间的协同效应及大位阻配体的空间效应实现对交叉偶合tishchenko反应，具有较高的选择性和催化活性，催化过程可以不使用溶剂，绿色环保，有很好的应用前景。

附图说明

图1本发明钠镁双金属催化剂的单晶x射线结构图

具体实施方式

以下仅仅为详细说明本发明而给出的具体实施例，这些实施例并非用于限制本发明的保护范围。

实施例1钠镁双金属催化剂的制备

在惰性气体保护和冰水浴条件下，向2-叔丁氨基甲基吡咯配体(0.457g,3mmol)的四氢呋喃溶液中缓慢滴加氢化钠(3mmol)的四氢呋喃溶液，滴加完毕，自然恢复到室温，继续搅拌2小时后，将所得溶液用冰水浴再次冷却到零摄氏度，逐滴加入等当量的二正丁基镁(3.0ml,1.0m正己烷溶液)，滴加完毕缓慢回到室温继续搅拌7小时，过滤，真空浓缩滤液，放置冰箱2天，析出无色透明晶体，即为钠镁双金属催化剂(以下简称催化剂)，产率57％。

晶体参数：化学式c38h77mg2n8na2，单斜晶系(monoclinic)，空间群p2(1)/c，晶胞参数α＝90.00°,β＝112.5610(10)°,γ＝90.00°,v＝4648.1(3),z＝4。单晶结构图见图1。

部分键长:mg(1)-n(1)2.082(3),mg(1)-n(4)2.158(3),mg(1)-n(2)2.171(3),mg(2)-n(2)2.093(3),mg(2)-n(3)2.098(3),mg(2)-n(4)2.129(3),na(1)-c(2)2.698(3),na(1)-c(13)2.740(3),na(1)-c(3)2.767(4),na(1)-n(3)2.822(3),na(1)-c(1)2.846(3),na(1)-c(12)2.852(3),na(1)-c(10)2.950(4),na(1)-c(4)2.960(3),na(1)-c(11)2.985(4),na(1)-n(1)3.019(3),na(2)-n(3)2.649(3),na(2)-c(10)2.686(4),na(2)-c(13)2.773(3),na(2)-c(11)2.869(4),na(2)-c(12)2.912(4)；键角(°):n(1)-mg(1)-n(4)105.51(11),n(1)-mg(1)-n(2)82.95(11),n(4)-mg(1)-n(2)92.98(11),n(2)-mg(2)-n(3)109.73(12),n(2)-mg(2)-n(4)96.11(12),n(3)-mg(2)-n(4)84.28(10),mg(2)-n(2)-mg(1)85.72(11),mg(2)-n(4)-mg(1)85.17(11).

实施例2

(1)催化剂的制备同实施例1

(2)催化苯甲醛与邻溴苯甲醛交叉偶合tishchenko反应：

在室温下，将苯甲醛(0.212g,2mmol)和邻溴苯甲醛(0.370g,2mmol)沿甁壁缓慢加入到装有催化剂(0.074g,0.10mmol)的schlenk反应瓶中，控制温度在30℃下搅拌反应4小时后，用5ml水终止反应，乙酸乙酯萃取三次，真空浓缩萃取液，粗产品用硅胶柱色谱分离，得目标产物，白色固体，产率94％。¹hnmr(600mhz,cdcl3):δ＝5.47(s,2h),7.24(t,1h),7.36(t,1h),7.47(m,2h),7.59(m,3h),8.12(d,j＝6.4hz,2h)；¹³c(150.9mhz,cdcl3):δ＝66.1,123.4,127.6,128.6,129.7,129.8,129.9,132.9,133.1,135.4,166.3.

实施例3

(1)催化剂的制备同实施例1

(2)催化苯甲醛与邻甲氧基苯甲醛交叉偶合tishchenko反应：

在室温下，将苯甲醛(0.212g,2mmol)和邻甲氧基苯甲醛(0.272g,2mmol)沿甁壁缓慢加入到装有催化剂(0.074g,0.10mmol)的schlenk反应瓶中，控制温度在30℃下搅拌反应4小时后，用5ml水终止反应，乙酸乙酯萃取三次，真空浓缩萃取液，粗产品用硅胶柱色谱分离，得目标产物，白色固体，产率90％。m.p.42-44℃.¹h(600mhz,cdcl3):δ＝3.91(s,3h),5.44(s,2h),6.94-6.99(m,2h),7.33-7.36(m,1h),7.44-7.47(m,3h),7.58(t,1h),8.12(d,2h)；¹³c(150.9mhz,cdcl3):δ＝55.3,61.7,110.0,120.1,123.8,127.8,128.9,129.0,129.5,129.7,132.5,157.3,166.3.

实施例4

(1)催化剂的制备同实施例1

(2)催化对氯苯甲醛与邻甲氧基苯甲醛交叉偶合tishchenko反应：

在室温下，将对氯苯甲醛(0.281g,2mmol)和邻甲氧基苯甲醛(0.272g,2mmol)沿甁壁缓慢加入到装有催化剂(0.074g,0.10mmol)的schlenk反应瓶中，控制温度在30℃下搅拌反应4小时后，用5ml水终止反应，乙酸乙酯萃取三次，真空浓缩萃取液，粗产品用硅胶柱色谱分离，得目标产物，白色固体，产率93％。m.p.52-54℃.¹h(600mhz,cdcl3):δ＝3.86(s,3h),5.45(s,2h),6.91-7.01(m,2h),7.32-7.44(m,4h),8.02(d,2h)；¹³c(150.9mhz,cdcl3):δ＝54.9,62.2,110.1,120.1,123.4,128.1,128.3,129.0,129.1,130.9,138.8,157.3,165.2。

实施例5

(1)催化剂的制备同实施例1

(2)催化对氯苯甲醛与邻溴苯甲醛交叉偶合tishchenko反应：

在室温下，将对氯苯甲醛(0.281g,2mmol)和邻溴苯甲醛(0.370g,2mmol)沿甁壁缓慢加入到装有催化剂(0.074g,0.10mmol)的schlenk反应瓶中，控制温度在30℃下搅拌反应4小时后，用5ml水终止反应，乙酸乙酯萃取三次，真空浓缩萃取液，粗产品用硅胶柱色谱分离，得目标产物，淡黄色固体，产率89％。m.p.67-71℃.¹h(600mhz,cdcl3):δ＝5.47(s,2h),7.23(t,1h),7.39(t,1h),7.44(d,2h),7.53(dd,1h),7.65(dd,1h),8.06(d,2h).¹³c(150.9mhz,cdcl3):δ＝66.0,123.5,127.1,127.8,128.5,129.4,129.7,130.6,132.6,134.6,139.3,165.1.

实施例6

(1)催化剂的制备同实施例1

(2)催化对甲氧基苯甲醛与邻甲氧基苯甲醛交叉偶合tishchenko反应：

在室温下，将对甲氧基苯甲醛(0.272g,2mmol)和邻甲氧基苯甲醛(0.272g,2mmol)沿甁壁缓慢加入到装有催化剂(0.074g,0.10mmol)的schlenk反应瓶中，控制温度在30℃下搅拌反应4小时后，用5ml水终止反应，乙酸乙酯萃取三次，真空浓缩萃取液，粗产品用硅胶柱色谱分离，得目标产物，淡黄色油状液体，产率86％。¹h(600mhz,cdcl3):δ＝3.86(s,3h),5.40(s,2h),6.93-6.97(m,3h),7.02(t,1h),7.37(t,1h),7.45(d,1h),8.06(d,2h).¹³c(150.9mhz,cdcl3):δ＝55.1,61.4,110.1,113.1,120.1,122.4,124.2,125.5,128.7,128.9,131.1,157.0,162.7,165.3。