[发明专利]一种手性乳状液催化剂及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种手性乳状液催化剂。

本发明还涉及上述手性乳状液催化剂的制备方法。

本发明还涉及上述手性乳状液催化剂在催化不对称直接aldol反应的应用。

背景技术

Aldol反应指的是烯醇化的羰基化合物与醛酮的加成反应，反应中可形成一个新的C-C键。Aldol反应是重要的有机合成方法之一，被广泛应用于许多工业化学品的制备之中。不对称aldol反应在形成新的C-C键同时至多有两个手性中心形成，而反应产物β-羟基酮的特殊结构又使其在天然产物的合成中占有非常重要的地位。不对称aldol反应已经广泛应用于手性精细化学品和药物的生产中。发展不对称aldol反应也成为有机合成化学中的一个热门研究课题。不对称aldol反应大体可以分成两类：一类是将底物酮或酯衍生为烯醇的形式进行反应；另一类是醛与酮直接反应即不对称直接aldol反应。后者不需要预先将底物烯醇化而使反应操作更加简便，因而近年来引起了人们的广泛关注。2000年List等人发现简单的有机小分子如L-脯氨酸就可以催化的不对称直接aldol反应。List等人的发现开创了有机小分子催化的新纪元。与过渡金属催化剂相比，有机小分子易得、反应体系无金属残留、可以从产物中分离出来而被重复利用，因而有机小分子催化的不对称直接aldol反应被视为是绿色经济的反应。但List催化体系也存在一些缺点，如催化剂效率不高(催化剂用量通常占反应底物的30％左右)，反应产物的ee值普遍较低。为此，人们对L-脯氨酸的改造进行了大量的研究，以期得到更高的催化活性和立体选择性。

从已经报道的研究看来，绝大多数对不对称直接aldol反应的催化活性和选择性的改进工作都是在纯有机相溶液中进行的。然而在推行绿色环保的今天，减少使用或不使用有毒、难分离的有机试剂作溶剂而采用新的反应介质已势在必行。乳状液正是这样的一种反应介质。乳状液是一种或几种液体以微粒(液滴或液晶)形式分散在另一不相溶的液体中构成具有相当稳定性的多相分散体系，此体系在乳化剂(大多数为由亲水基亲油基组成两亲结构的表面活性剂)的作用下发生乳化形成乳状液。常见的乳状液的一相是水或水溶液(水相)，另一相是与水不相溶的有机相(通称油相)。采用乳状液为有机反应的介质时，反应发生在在水油界面上，反应底物以及催化剂之间充分地接触，因而反应的活性得到很大程度的提高。当使用手性乳状液为不对称反应的介质时，除了反应的活性得到提高，另外由于在油水的界面形成了有序的不对称微环境，在此区域内进行的不对称反应具有相当高的立体选择性。而且乳状液是热力学不稳定体系，在静止或离心的条件下，乳状液被破乳分层，产物和催化剂可以很便利被分离，催化剂能够回收再用。

手性乳状液作为不对称有机合成反应的介质的专利至今未见报道。在此，本发明以不对称直接aldol反应为模型反应，以此说明手性乳状液在不对称有机合成中的应用特性和前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种手性乳状液催化剂。

本发明的又一目的在于提供上述手性乳状液催化剂的制备方法。

本发明的特点是改变了以往在有机相进行催化不对称直接aldol反应的做法，而采用手性乳状液作为此反应的介质，从而使催化反应发生在手性界面上，反应的活性和选择性得到了很大程度的提高。

为实现上述目的，本发明提供的手性乳状液催化剂，其中具有表面活性的手性催化剂溶于酮和水中，混合液形成手性乳状液；手性催化剂的表达式为AS_n，结构如下式

其中，A指的是4-羟基脯氨酸骨架，S_n指的是烷氧基链，S_n中的n指的是烷氧基碳链碳原子的数目，该碳链碳原子的数目大于或等于6，如C₆H₁₁O、C₈H₁₅O、C₁₀H₁₉O、C₁₂H₂₃O、C₁₄H₂₇O、C₁₆H₃₁O、C₁₈H₃₅O；优选C₁₀H₁₉O、C₁₂H₂₃O、C₁₈H₃₅O；最好C₁₂H₂₃O。