[发明专利]使用可循环的催化剂体系将C-O键和C＝O键温和催化还原

说明书

本发明涉及使用可循环的金属催化剂体系将底物中C‑O键还原为相应的C‑H键的温和的方法，所述底物可以是苄型醇、烯丙型醇、酯或对于羟基来说在β位或对于羰基来说在α位的醚键。可循环的催化剂体系也适用于将C＝O键还原为相应的C‑OH键，然后还原为C‑H键。这些方法可以在一锅法中结合至芳香族多元醇如木质素的选择性氧化和解聚，这是本发明的重要部分。

发明领域

本发明涉及将醇转化成烃，以及将羰基化合物如醛和酮转化为醇然后转化为烃的环境友好的方法。

背景

醇是多用途的有机化合物试剂，可用作合成化学中其他种类有机分子的前体。C-OH键的催化氢解是非常重要的合成技术；它广泛用于有机合成[1-3]、药物生产[4,5]和生物质转化[6-8]中。醇还原成相应的烃通常是按步骤序列完成的。常规地，使用贵金属作为催化剂，用分子氢实现C-OH键的氢解。在一些情况下，使用化学计量的还原剂例如金属氢化物。然而，这些传统的氢解方法有一些缺点。一个缺点是使用分子氢或化学计量的还原剂，这经常导致安全和环境问题，因为分子氢和金属氢化物是易燃、易爆和危险的。另一个缺点是使用高温和高压，这将需要昂贵的高压设备，从而增加了工艺的成本并导致了许多操作方面的困难。额外的缺点是由于采用的苛刻的反应条件导致的低选择性。与传统的氢解方法相反，催化转移氢解(CTH)用氢供体在原位提供氢物质；因此其提供了克服传统氢解方法缺点的可能性。

CTH是有机化学中重要的合成技术。由于不需要氢储存和压力容器，因此温和的反应条件提供了相对于常规的催化氢解的方法非常大的优势。对于转移氢解或氢化而言，必须选择有效的催化剂和适合的氢供体。近来，甲酸已被用作氢源，其在处理、运输和存储方面具有许多优势，并且可以由氢气和二氧化碳容易地生成。

通常，使用金属(第VIII族元素)例如钯、钌和雷尼镍作为用于转移氢解的催化剂。钯可论证地是最有效和多用途的过渡金属催化剂之一，其可以固定于各种异相载体上并且用于各种有机转化。钯异相催化剂可以通过简单的过滤再循环，并重复用于几个循环中而不损失效率因此同时伴有诸如经济和环境之类的优势。最近，我们开发了使用异相钯催化剂和简单手性胺助催化剂的不对称碳环化反应(carbocyclization)。然而，不确定钯异相催化剂是否可以重复用于醇的CTH。

发明目的

本发明的目的是使用异相金属催化剂体系从醇合成烃。

本发明的另一个目的是使用异相金属催化剂体系从醛或酮合成烃。

本发明的另一个目的是解聚木质素，然后如上所述分别将羰基化合物或醇转化为烃。

本发明的另一个目的是使本发明涉及芳基聚二醇如木质素的选择性催化氧化，随后解聚，然后分别将羰基化合物或醇转化为烃。

本发明的再一个目的是提供从环境和健康的角度来讲有利的上述类型的方法。

由研究本发明内容、附图中所示的若干优选实施方案和所附的权利要求书，更多的目的将变得显而易见。

发明内容

本发明基于异相金属催化剂的使用，其可以使用适合的还原剂将醇转化成烃(方案1)。

方案1

本发明的另一方面是异相金属催化剂的使用，其可以使用适合的还原剂分别将对于羟基来说在β位或对于羰基来说在α位的醚键转化烃。

本发明的另一方面是异相金属催化剂的使用，其可以使用适合的还原剂分别将醛或酮转化为烃(方案2)。

方案2

本发明的另一方面是分别将“木质素类”结构的伯醇或仲醇催化选择性氧化为相应的羰基化合物。随后一锅法解聚，然后使用适合的还原剂通过异相金属催化剂还原为相应的烃(方案3)。