一种手性催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种手性催化剂及其制备方法和应用，本发明专利技术提供的手性催化剂用于惕格酸的催化加氢反应，实验结果表明，其得到的加成产物R‑2‑甲基丁酸或S‑2‑甲基丁酸的光学纯度ee值可高达99.2％，手性纯度高，且加成反应完毕后，只需要经过蒸馏即可实现纯化，后处理方便，易于实现工业化生产。

A chiral catalyst and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种手性催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及有机合成领域，尤其涉及一种手性催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
2-甲基丁酸和它的酯是具有苹果、菠萝味的重要风味物质，因此，其作为香精香料有很大的市场需要，此外，手性的2-甲基丁酸还可以作为手性砌块等手性合成的中间体应用于医药、日化和有机化工中，如高光学纯度的2-甲基烷酸还可以作为价值颇高的合成中间体用于生物信息素等许多光学纯化合物的合成，因此，高光学纯手性2-甲基丁酸的合成引起学术界的很大兴趣。目前，关于高光学纯的2-甲基丁酸的获得方法比较多，如专利EP0673911A中描述了一种用光学活性5，5′，6，6′，7，7′，8，8′-八氢联萘磷配体和钌化合物形成的配合物不对称还原惕格酸，得到ee值在99.2～97％之间的S-2-甲基丁酸；又如J.AM.CHEM.SOC.2008，130，8584-8585中描述了一种用手性螺环磷配体与铱化合物制成的配合物在碱性环境下不对称还原惕格酸，得到ee值99％的S-2-甲基丁酸，该法得到的产品的ee值较高，但是其采用的螺环磷配体制备繁琐，成本高，而且在反应中需要加入大量的碱，使得后续需要解离、萃取等纯化处理才能得到纯度高的S-2-甲基丁酸。因此，提供一种制备成本低、且得到光学纯度高的2-甲基丁酸是目前研究的重点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种手性催化剂及其制备方法和应用，本专利技术提供的手性催化剂用于手性2-甲基丁酸的合成，不仅得到的手性2-甲基丁酸的光学纯度高，而且制备流程简单。本专利技术提供了一种手性催化剂，具有式(VI-R)所示结构或式(VI-S)所示结构，其中，R1、R2、R3和R4独立的选自氢或C1～C8的烷基，X为Cl、Br或I。优选的，所述R1、R2、R3和R4独立的选自氢或C2～C6的烷基。优选的，所述R1、R2、R3和R4独立的选自氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、正己基、正庚基或正辛基。优选的，所述手性催化剂具体为具有式(VI-R-1)、式(VI-R-2)、式(VI-R-3)、式(VI-S-1)、式(VI-S-2)、式(VI-S-3)。本专利技术还提供了一种本专利技术所述的手性催化剂的制备方法，包括：将式(V-R)或(V-S)结构的化合物与二卤化对伞花烯钌反应，得到式(VI-R)所示结构或式(VI-S)所示结构的化合物，其中，R1、R2、R3和R4独立的选自氢或C1～C8的烷基，X为Cl、Br或I。优选的，所述式(V-R)或(V-S)结构的化合物按照以下方法制备得到：将式(III-R)或(III-S)结构的化合物与二苯基氯化磷反应，得到式(IV-R)或(IV-S)结构的化合物；将式(IV-R)或(IV-S)结构的化合物转化为式(V-R)或(V-S)结构的化合物。优选的，所述式(III-R)或(III-S)结构的化合物按照以下方法制备得到：将式(I-R)或(I-S)结构的化合物转化成是式(II-R)或(II-S)结构的化合物，将式(II-R)或(II-S)结构的化合物与三氟甲磺酸酐反应，得到式(III-R)或(III-S)结构的化合物。优选的，所述式(I-R)或(I-S)结构的化合物由R-醋酸棉酚或S-醋酸棉酚与氢氧化钠溶液反应得到。本专利技术还提供了一种手性2-甲基丁酸的制备方法，包括：将惕格酸在权利要求1～3任意一项所述的手性催化剂条件下进行催化加氢反应，得到R-2-甲基丁酸或S-2-甲基丁酸；其中，R1、R2、R3和R4独立的选自氢或C1～C8的烷基，X为Cl、Br或I。优选的，所述反应所用溶剂为醇类溶剂。与现有技术相比，本专利技术提供了一种手性催化剂及其制备方法和应用，本专利技术提供的手性催化剂用于惕格酸的催化加氢反应，实验结果表明，其得到的加成产物R-2-甲基丁酸或S-2-甲基丁酸的光学纯度ee值可高达99.2，ee值高，且加成反应完毕后，只需要经过蒸馏即可实现纯化，后处理方便，易于实现工业化生产。具体实施方式本专利技术提供了一种手性催化剂，具有式(I-a)所示结构或式(I-b)所示结构，其中，R1、R2、R3和R4独立的选自氢或C1～C8的烷基；；X为Cl、Br或I。本专利技术中，所述R1优选为氢或C2～C6的烷基，更优选为氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、正己基、正庚基或正辛基。本专利技术中，所述R2优选为氢或C2～C6的烷基，更优选为氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、正己基、正庚基或正辛基。本专利技术中，所述R3优选为氢或C2～C6的烷基，更优选为氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、正己基、正庚基或正辛基。本专利技术中，所述R4优选为氢或C2～C6的烷基，更优选为氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、正己基、正庚基或正辛基。本专利技术中，所述X优选为I。本专利技术还提供了一种本专利技术所述的手性催化剂的制备方法，包括：将式(V-R)结构或式(V-S)结构的化合物与二卤化对伞花烯钌反应，得到式(VI-R)所示结构或式(VI-S)所示结构的化合物，其中，R1、R2、R3和R4独立的选自氢或C1～C8的烷基；X为Cl、Br或I。按照本专利技术，本专利技术将式(V-R)结构或式(V-S)结构的化合物与二卤化对伞花烯钌反应，得到式(VI-R)所示结构或式(VI-S)所示结构的化合物，其中，所述二卤化对伞花烯钌优选为二碘化对伞花烯钌；所述式(V-R)结构或式(V-S)结构的化合物与所述二卤化对伞花烯钌的摩尔比优选为1：1，本专利技术对反应条件没有特殊要求，本领域技术人员可以根据实际需要选择合适的反应条件。本专利技术中，所述式(V-R)结构或式(V-S)结构的化合物优选按照以下方法制备得到：将式(III-R)结构的化合物或式(III-S)结构的化合物与二苯基氯化磷和锌粉反应，得到式(IV)结构的化合物；将式(IV-R)结构的化合物或式(IV-S)结构的化合物转化为式(V-R)结构或式(V-S)结构的化合物。其中，所述式(III-R)结构的化合物或式(III-S)结构的化合物与所述二苯基氯化磷的摩尔比优选为1∶(2～5)，更优选为1∶(3～4)；所述反应的催化剂优选为二苯基膦乙烷二氯化镍，所述反应的溶剂优选为DMF；所述反应的温度优选为105～110℃。本专利技术还将式(IV-R)结构的化合物或式(IV-S)结构的化合物转化为式(V-R)结构或式(V-S)结构的化合物，其中，本专利技术对转化的方法没有特殊要求，本领域技术人员可以根据实际需要选择合适的酸或烷烃类化合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手性催化剂，具有式(VI-R)所示结构或式(VI-S)所示结构，/n

【技术特征摘要】
1.一种手性催化剂，具有式(VI-R)所示结构或式(VI-S)所示结构，



其中，R1、R2、R3和R4独立的选自氢或C1～C8的烷基；
X为Cl、Br或I。


2.根据权利要求1所述的手性催化剂，其特征在于，所述R1、R2、R3和R4独立的选自氢或C2～C6的烷基。


3.根据权利要求1所述的手性催化剂，其特征在于，所述R1、R2、R3和R4独立的选自氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、正己基、正庚基或正辛基。


4.根据权利要求1所述的手性催化剂，其特征在于，所述手性催化剂具体为具有式(VI-R-1)、式(VI-R-2)、式(VI-R-3)、式(VI-S-1)、式(VI-S-2)或式(VI-S-3)。





5.一种权利要求1所述的手性催化剂的制备方法，包括：
将式(V-R)结构或式(V-S)结构的化合物与二卤化对伞花烯钌反应，得到式(VI-R)所示结构或式(VI-S)所示结构的化合物，






其中，R1、R2、R3和R4独立的选自氢或C1～C8的烷基
X为Cl、Br或I。


6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述式(V-R)结构或式(V-S)结构的化合物按照以下方法制备得到：
将式(III-R)结构的化合物或式(III-S)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘畅，黄静，梁建林，师旭东，
申请(专利权)人：成都信立诺医药科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51