[发明专利]一种催化不对称Aldol反应的pH敏感型催化剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种催化不对称Aldol反应的pH敏感型催化剂及制备方法，包括：以聚丙烯酸类衍生物为壳、介孔氧化硅纳米载体为核；将聚丙烯酸类衍生物中的羧基基团经活化后与介孔氧化硅纳米材料载体上的氨基基团通过酰胺化偶联反应等包覆工艺制得核壳型有机‑无机纳米材料，将手性联吡啶/联芳基脯氨酸衍生物负载在核壳型有机‑无机纳米材料上，制得用于催化不对称Aldol反应的pH敏感型催化剂。本发明的pH敏感型催化剂不仅能够解决介孔氧化硅纳米载体在溶液中容易聚集导致Z在介孔表面分散性较差等问题，而且在催化过程中能够在不同pH环境下通过智能释放所负载的活性物种Z达到高效催化效果。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种催化不对称Aldol反应的pH敏感型催化剂及制备方法。

背景技术

近年来，不对称Aldol反应(醛醇缩合反应)已经被广泛认为是有机合成中最重要的一类碳-碳键形成反应。

早在2000年，List等人(Journal of the American Chemical Society,2000,122,(10):2395-2396)认为手性小分子L-脯氨酸也是一类“微型醛缩酶”催化剂，其均相条件下催化不对称Aldol反应具有操作简单和原子经济性等显著特点。因此，Zhao等人(Synlett,2012,23,(13):1990-1994)采用多种联吡啶/联芳基脯氨酸及其衍生物(Z)作为均相催化剂具有优良的催化性能(产率高达99％)。但是，这类均相催化剂无法回收；为此，研究人员尝试将这些均相催化反应转移到非均相体系中进行，以期达到催化剂可循环使用的目的。

目前，多孔材料是非均相催化剂常用的载体之一，如：Fernández-Mayoralas等人(Advanced SynthesisCatalysis,2005,347,(10):1395-1403)将脯氨酸固载在MCM-41介孔表面，在羟基丙酮与醛的直接不对称Aldol反应中表现出较好的催化性能；Gao等人(Journal of Molecular Catalysis A:Chemical,2009,313,(1-2):79-87)将脯氨酸改性后嫁接到SBA-15介孔表面，在低温下催化对硝基苯甲醛与环己酮的不对称Aldol反应中显示出较好的催化性能(产率：87％，对映体选择性：90％)；专利CN101879459A(2010年)公开了一种功能化的PMO介孔材料固载Cu(I)的制备方法，应用于水介质中格拉泽偶联反应(Glasercoupling)，具有较好的催化剂循环使用效果。

近年来，双模型介孔二氧化硅(BMMs)因具有较高的比表面积(700m²/g)、较大的孔体积(～3.5cm³/g)，以及可控的双模型介孔结构(约2-3nm的小孔与直径为10-30nm的堆积孔)，在吸附分离和药物传递等领域具有重要的应用价值(Langmuir,2003,19,(20):8395-8402)。Tang(MicroporousMesoporous Materials,2018,260,245-252)和Zhang等人(ChemistrySelect,2019,4,(11):3105-3112)将Z固定在BMMs表面制备出一系列非均相催化剂，并应用于不对称Aldol反应，获得了良好的产率和选择性。然而，基于BMMs的非均相催化剂，一方面在制备过程中由于介孔二氧化硅颗粒在溶液中容易聚集导致Z在介孔表面分散性较差；另一方面在催化过程中无法驱使所负载的活性物种Z在特殊环境下通过可控释放实现高效催化。其中，关键的影响因素之一就是因为所制备的催化剂不具备智能响应性。