[发明专利]吡啶取代吡咯基稀土金属催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种吡啶取代吡咯基稀土金属催化剂及其制备方法和应用，该吡啶取代吡咯基稀土金属催化剂能够在温和的条件下催化胺类化合物和1,2‑环氧环己烷的开环反应生成α‑氨基醇，并且反应效率高和绿色环保；另外，制备吡啶取代吡咯基稀土金属催化剂的方法具有步骤简单、条件温和、反应速率和产物的产率均较高的特点。

技术领域

本发明涉及稀土金属催化剂，具体地，涉及吡啶取代吡咯基稀土金属催化剂及其制备方法和其在催化胺类化合物和1,2-环氧环己烷的开环反应中的应用。

背景技术

氨基醇是许多精细化学品的重要原料，环氧化合物的开环反应是得到α-氨基醇的一个非常重要的途径，而且氨基醇可以制备得到各种氨基酸，用途十分广泛。基于其重要性，化学工作者一直在孜孜不倦的探索其合成方法。Mohammad R.Saidi课题组于05年发现在不添加催化剂的情况下，以水为溶剂，环氧化合物与胺发生开环反应生成相应氨基醇，但是与芳香胺反应性差且对应选择性低(Azizi,N.；Saidi,M.R.Org.Lett.2005,7,3649-3651)。Babu课题组设计了一种纳米Fe₃O₄作为催化剂来催化环氧化合物开环反应，结果展示了良好的催化活性(Kumar,A.；Parella,R.；Babu,S.A.Synlett.2014,25,835–842)。RajeevGupta课题组在环氧化合物开环反应研究中，设计了一种镧系金属掺杂钴配合物的多相催化剂，取得了较好的催化效果(Kumar,G.；Kumara,G.；Guptaa,R.RSC Adv.2016)。RajkumarTak课题组在环氧化合物开环反应中采用了β-氨基醇衍生物配体的铁络合物，也取得了较好的ee值，且该催化剂可循环利用(Tak,R.；Kumara,M.；Kureshy,R.I.；Choudhary,M.K.；Khan,N.H.Abdi,S.H.R.；Bajaja,H.C.RSC Adv.2016)。Sunil Yadav研究小组报道了一系列2-酰胺基吡咯衍生物，并用它们的锰配合物作为催化剂催化环氧化合物开环反应，结果展示了良好的催化活性(Yadav,S.；Kumar,S.；Gupta,R.Eur.J.Inorg.Chem.2015,5534–5544)。总之，在过去的几十年里，环氧化合物的开环反应的产率、底物普适性、对应选择性有着显著的提高，但是还是存在着催化剂投入量多、需要溶剂、反应时间长等不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种吡啶取代吡咯基稀土金属催化剂及其制备方法和应用，该吡啶取代吡咯基稀土金属催化剂能够在温和的条件下催化胺类化合物和1,2-环氧环己烷的开环反应，并且反应效率高和绿色环保；另外，制备吡啶取代吡咯基稀土金属催化剂的方法具有步骤简单、条件温和、反应速率和产物的产率均较高的特点。

为了实现上述目的，本发明提供了一种吡啶取代吡咯基稀土金属催化剂，所述吡啶取代吡咯基稀土金属催化剂的结构如式(I)、式(II)或者式(III)所示，

其中，RE选自钪、钇或镧系金属元素；R₁,R₂,R₃选自氢或甲基，R₁,R₂,R₃可以相同或不同。

本发明还提供了一种如前文所述的吡啶取代吡咯基稀土金属催化剂的制备方法，所述制备方法包括：在有机溶剂和保护气的存在下，将如式(IV)所示结构的配体和如式(V)所示结构的[(Me₃Si)₂N]₃RE(μ-Cl)Li(THF)₃进行反应以制得如式(I)或式(II)或式(III)所示结构的吡啶取代吡咯基稀土金属催化剂；

其中，RE选自钪、钇或镧系金属元素；R₁,R₂,R₃选自氢或甲基，R₁,R₂,R₃可以相同或不同。