[发明专利]一种氮桥连三芳氧基稀土金属化合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂的制备技术领域，具体涉及一种氮桥连三芳氧基稀土金属化合物及其制备方法和在催化环氧烷和异氰酸酯环加成反应中的应用。

背景技术

恶唑烷酮类化合物是一种重要的有机合成中间体，具有广泛的用途。比如恶唑烷酮类化合物可以用来合成一些抗细菌(如：分支杆菌，葡萄杆菌，等)的药物等。因此，近年来恶唑烷酮类化合物受到了人们越来越多的关注。合成恶唑烷酮类化合物的一种主要方法就是环氧烷与异氰酸酯的偶合加成反应。目前，已发现一些催化剂对此类反应有较好的催化效果，主要包括鎓盐类催化体系和金属化合物催化体系两种。

关于鎓盐催化体系的报道：

1958年，Speranza,G.P.和Peppel,W.J.报道了用TEAB催化异氰酸酯和环氧烷的环加成反应，但该反应需要在160℃以上的温度下才能得到较高的产率。(参见：Speranza,G.P.；Peppel,W.J.J.Org.Chem.1958,23,1922-1924.)。

关于金属化合物催化体系的报道：

(1)1986年，Shibata,I.课题组用烷基锡卤化物和碱组成的催化体系催化异氰酸酯和环氧烷的环加成反应，在40℃下，反应2个小时能达到较高的收率。但是该反应需要的催化剂用量很高，是环氧烷类化合物用量的10％，且异氰酸酯用量是环氧烷的五倍。(参见：Shibata,I.；Baba,A.；Iwasaki,H.；Matsuda,H.J.Org.Chem.1986,51,2177-2184.)。

(2)1990年Baba,A.课题组用四苯基碘化锑催化异氰酸酯和环氧烷的环加成反应，在40℃下，反应一个小时可以当量转化。但是需要的催化剂量很高，用量是异氰酸酯的10％，并且区域选择性也不高。(参见：Fujiwara,M.；Baba,A.；Matsuda,H.Bull.Chem.Soc.Jpn.1990,63,1069-1073)。

(3)2010年，Barros,M.T.和Phillips,A.M.F.等以稀土或过渡金属氯化物催化异氰酸酯和环氧烷的不对称环加成反应。以20mol％的催化剂用量，可以得到84％的产率以及75％的e.e.值。(参见：Barros,M.T.；Phillips,A.M.F.Tetrahedron:Asymmetry.2010，21，2746–2752)。

(4)2013年，North,M.课题组报导了双Salen铝化合物可以催化异氰酸酯和环氧烷的环加成反应，用5％的催化剂用量，在80℃下，反应18小时，可以当量转化，并且有较好的区域选择性。(参见：Baronsky,T.；Beattie,C.；Harrington,R.W.；Irfan,R.；North,M.；Osende,J.G.,Young,C.ACS Catal.2013,3,790-797)。

尽管这些催化体系都能催化异氰酸酯和环氧烷的环加成反应，得到恶唑烷酮类化合物，但是在这些体系中存在着诸多问题，如：催化剂的区域选择性差、催化剂的用量大、反应条件苛刻、底物的普适性差等等。因此，寻找一种原料来源简单、反应条件温和、普适性好的制备方法以高效地合成恶唑烷酮类化合物是有意义的。

发明内容

本发明目的是克服现有技术的不足，提供一种氮桥连三芳氧基稀土金属化合物，本发明中的氮桥连三芳氧基稀土金属化合物可以作为催化剂催化环氧烷和异氰酸酯的环加成反应，制备恶唑烷酮类化合物，其催化活性高，区域选择性好，底物适应范围广。

本发明的技术方案是：

一种氮桥连三芳氧基稀土金属化合物，其通式为LLn(THF)₃，其化学结构式如下式I：

式I

其中：通式中L表示氮桥连三芳氧基配体，其化学结构式如式II；Ln为稀土金属，选自镧、钕、钐、或钇中的一种；R¹和R²选自CH₃、Bu^t、Cl中的一种，

式II。

本发明同时提供一种所述氮桥连三芳氧基稀土金属化合物的制备方法，