[发明专利]杂多酸负载的手性有机小分子催化剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂及其制备方法与应用，特别是涉及杂多酸负载的手性小分子催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

自2000年以来，以脯氨酸为代表的不对称有机小分子催化剂得到了飞速发展，成为继过渡金属催化剂和生物酶催化剂后第三类重要的不对称合成催化剂(Dalko，P.I.；Moisan，L.Angew.Chem.Int.Ed.2004，43，5138.Berkessel，A.；Groger，H.AsymmetricOrganocatalysis，Wiley-VCH，Weinheim，2005.List，B.；Yang，J.W.Science 2006，313，1584)，常见的不对称有机小分子催化剂如式I所示。与手性过渡金属催化剂和酶催化剂相比，有机小分子催化剂具有结构简单、制备容易、反应条件温和以及无金属污染等显著特点。

　　　　　　　　　　　　　　　式I

目前，小分子催化剂本身仍然具有很大的局限性，如何进一步提高催化剂选择性和催化效率以及降低催化剂的用量是亟待解决的关键问题。开发可循环利用的负载型催化剂，是克服有机小分子催化剂催化效率低、用量大等局限性的一条有效策略(Benaglia，M.；Publishi，A.；Cozzi，F.Chem.Rev.2003，103，3401-3427)。

根据载体与催化活性单元的连接方式，负载型不对称有机小分子催化剂可以归纳为以下模式：

1)共价负载有机小分子催化剂。将有机小分子催化剂通过合适的连接链共价桥连在固体载体上；

2)固体吸附有机小分子催化剂。将有机小分子催化剂通过简单的物理吸附负载到固体表面的吸附层。

第一种模式中催化剂制备往往比较繁琐，而且负载型的催化剂较之未负载的小分子催化剂相比，活性和选择性都有较大程度的降低(Cozzi，F.Adv.Synth.Catal.2006，348，1367-1390.Luo，S.Z.；Peng，Y.Y.；Zhang，B.L.；Wang，P.G.；Cheng，J.-P.Curr.Org.Synth.2004，1，405-429.)。第二种模式中催化剂制备比较简单，但活性和选择性的问题仍然没有得到很好的解决(Kucherenko，A.S.；Struchkova，M.I.；Zlotin，S.G.Eur.J.OrgChem.2006，2000.Gruttadauria，M.；Riela，S.；Aprile，C.；Lo Meo，P.；D′Anna，F.；Noto，R.Adv.Synth.Catal.2006，348，82.Kotrusz，P.；Kmentova，I.；Gotov，B.；Toma，S.；Solcaniova，E.Chem.Commun.2002，2510.)。

因此，虽然关于手性有机小分子催化剂的负载目前已有许多报导，然而时至今日，有报道的真正高效、可多次重复使用的负载型不对称有机小分子催化剂仍然非常的少(Cozzi，F.Adv.Synth.Catal.2006，348，1367-1390.)。固载化的有机小分子催化剂活性往往进一步降低，用量增加，导致底物/催化剂用量(S/C比)较小甚至趋向于1，而且大多数固载化催化剂制备成本远远超出简单的母体分子。

发明内容

本发明的目的是提供一种杂多酸负载的手性小分子催化剂及其制备方法。

本发明杂多酸负载的手性有机小分子催化剂，手性有机小分子A通过酸碱离子对负载在杂多酸POM上，所述催化剂可表示为[A]_n(POM)，

其中，n为3、4或6；

杂多酸POM为α-Keggin结构的杂多酸，用分子式H_aXM₁₂O₄₀表示，M为过渡元素W、Mo、V或Ni，X为非金属元素P、Si、As、Ge或C，a为3或4；

手性有机小分子A选自如下结构的手性有机小分子：

1)式II结构的手性有机小分子A₁，

(式II)

其中，R₀选自-H，-OR₃；

R₁、R₂选自H、C1-C15的烷基、苯基、苄基、C4-C8的亚烷基；

R₃选自H、C1-C15的烷基、苯基、苄基；

2)式III结构的手性有机小分子A₂，

(式III)