【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种合成方法，尤其涉及一种由双乙烯酮一步法合成(r)-(-)-1,3-丁二醇的方法。
技术介绍
1、(r)-(-)-1,3-丁二醇是一种重要的手性砌块，广泛用于碳青霉烯类抗生素母核氮杂环丁酮、香料、信息激素和杀虫剂的合成。其中碳青霉烯类抗生素能够有效地缓解青霉素的抗药性，因此(r)-(-)-1,3-丁二醇的合成受到了国内外的广泛关注，合成方法包括化学法和微生物法。
2、化学法合成(r)-(-)-1,3-丁二醇可通过直接拆分消旋的1,3-丁二醇得到，例如日本daicel化工报道了采用乙醛为原料，经过羟醛缩合反应和加氢反应制备消旋的1,3-丁二醇，然后用手性拆分剂拆分得到(r)-(-)-1,3-丁二醇和(s)-(-)-1,3-丁二醇，该方法会损失50％的1,3-丁二醇，经济性较差。文献synth.commun.1991,21(22):2295-2300报道了采用l-苏氨酸为原料，经过脱氨、甲酯化、氢解脱溴和还原等4步反应制得(r)-(-)-1,3-丁二醇，该工艺物料成本高，三废多，四步反应收率仅有64％。另外一种化学合成法制备(r)-(-)-1,3-丁二醇是以4-羟基-2-丁酮为原料，经过不对称氢化制得。有关酮羰基的不对称氢化反应已有诸多文献和专利报道，例如noyori报道的ru-binap催化体系，在酮的不对称催化领域取得了广泛的应用，目标醇的ee值(光学纯度)最高可达99％，但是这些报道均采用金属ru催化体系，催化剂不能回收且用量较大，成本高；此外工业上合成4-羟基-2-丁酮是以甲醛和丙酮缩合反应制备，
3、微生物法合成(r)-(-)-1,3-丁二醇一条路线是以消旋的1,3-丁二醇为原料，例如文献biotechnol.lett.,1993,15(9):955-960采用脂肪酶sp382(candida sp.)将外消旋的1,3-丁二醇的两个羟基酰基化，得到(r)-1,3-二乙酰氧基丁烷，然后用化学水解法得到(r)-(-)-1,3-丁二醇，ee值最高能达98％，但是步骤长，整体收率偏低。另外一条路线是用羰基还原酶将4-羟基-2-丁酮不对称还原为(r)-(-)-1,3-丁二醇，例如专利cn101899495和专利cn109749968都分别报道了不同的菌株，用于催化-羟基-2-丁酮不对称还原为(r)-(-)-1,3-丁二醇，都能够取得99％以上的ee值。但是微生物法合成-(r)-(-)-1,3-丁二醇的缺点也是显而易见的，反应时间长、底物浓度底导致时空收率偏低，产物分离纯化也比较困难，工业化应用困难较大。
4、综上所述，目前专利文献报道的化学法和微生物法制备(r)-(-)-1,3-丁二醇，都存在经济效果差、产物分离困难的缺点，因此开发新的合成(r)-(-)-1,3-丁二醇的方法，具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、为了解决以上技术问题，本专利技术提出一种由双乙烯酮一步法合成(r)-(-)-1,3-丁二醇的方法。该方法解决了现有技术制备(r)-(-)-1,3-丁二醇存在的成本高、催化剂用量大、产物分离困难等缺点，能够以低成本、用量少的催化剂，将底物双乙烯酮的羰基不对称氢化，同时将酯基还原并开环，得到(r)-(-)-1,3-丁二醇。该方法反应操作简单，催化剂制备简单，目标产物收率和ee值都在98％以上，同时催化剂可多次套用，极大的降低了成本，具有工业化应用的潜力。
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种由双乙烯酮一步法合成(r)-(-)-1,3-丁二醇的方法，使用手性钌络合物作为催化剂，布朗斯特酸作为助剂，在一定温度和氢气压力条件下，使双乙烯酮通过一步法反应得到(r)-(-)-1,3-丁二醇。
4、以上反应推测可能的反应机理是：
5、
6、作为本专利技术的优选方案，所述手性钌络合物由钌金属前体和手性三齿p,n,n配体原位制得；制备手性钌络合物时，所述钌金属前体和配体的摩尔比例如是1:(1-2)，优选1:(1-1.2)。
7、作为本专利技术的优选方案，所述钌金属前体为rucl3、rui3、ru(acac)3、ru(cod)cl2中的一种或几种，优选rucl3。
8、作为本专利技术的优选方案，所述手性钌络合物的用量以钌金属前体中的钌元素与双乙烯酮的摩尔比计，为(0.00001-0.00006):1。
9、作为本专利技术的优选方案，所述配体选自具有以下结构式的物质：
10、
11、式i中，r1、r2各自独立地为卤素，c1-c6的烷基、烷氧基、氟烷基。
12、本专利技术中所述配体的来源不受任何限制，可以购买自市售成品，也可以定制合成；作为可行的原料来源之一，可参考以下方式进行简单合成：
13、以式ii化合物、式iii化合物、三氯化磷、金属镁为原料，反应制得式i所述配体。
14、
15、其中，r1、r2各自独立地为卤素，c1-c6的烷基、烷氧基、氟烷基。
16、所述式ii化合物、式iii化合物、三氯化磷的摩尔比为2:(0.8-1.2):(1.0-1.5)，优选2:(0.9-1):(1.1-1.2)。
17、所述金属镁与三氯化磷的摩尔比为1:3.0-3.5，优选1:3.1-3.3。
18、作为本专利技术的优选方案，所述配体选自以下结构式表示的物质：
19、
20、更优选地，所述配体是以下结构式表示的物质：
21、
22、作为本专利技术的优选方案，所述布朗斯特酸选自磷酸二苯酯、二(2-乙基己基)磷酸酯、磷酸甲酯、磷酸乙酯中的一种或多种。
23、作为本专利技术的优选方案，所述布朗斯特酸的用量为双乙烯酮摩尔量的0.01-0.1％。
24、作为本专利技术的优选方案，反应温度为80-150℃，优选100-120℃；氢气压力6-12mpa，优选8-10mpa。
25、作为本专利技术的优选方案，所述双乙烯酮纯度为99.0-99.9％，氧气含量小于10ppb，水含量小于10ppm。
26、本专利技术采用上述技术方案，具有以下积极效果：
27、(1)本专利技术以双乙烯酮为原料合成(r)-(-)-1,3-丁二醇，提出了制备(r)-(-)-1,3-丁二醇的新思路，工艺简单，原料廉价易得，产物(r)-(-)-1,3-丁二醇收率和ee值都在98％以上。
28、(2)采用价格相对低廉的钌络合物催化剂，可在一步法中同时完成双乙烯酮的羰基不对称氢化以及酯基还原，产品收率高，催化剂循环套用性好，极大地降低成本。
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1.一种由双乙烯酮一步法合成(R)-(-)-1,3-丁二醇的方法，其特征在于，使用手性钌络合物作为催化剂，布朗斯特酸作为助剂，在一定温度和氢气压力条件下，使双乙烯酮通过一步法反应得到(R)-(-)-1,3-丁二醇。
2.根据权利要求1所述的由双乙烯酮一步法合成(R)-(-)-1,3-丁二醇的方法，其特征在于，所述手性钌络合物由钌金属前体和手性三齿P,N,N配体原位制得。
3.根据权利要求2所述的由双乙烯酮一步法合成(R)-(-)-1,3-丁二醇的方法，其特征在于，所述钌金属前体为RuCl3、RuI3、Ru(acac)3、Ru(COD)Cl2中的一种或几种。
4.根据权利要求2或3所述的由双乙烯酮一步法合成(R)-(-)-1,3-丁二醇的方法，其特征在于，所述手性钌络合物的用量以钌金属前体中的钌元素与双乙烯酮的摩尔比计，为(0.00001-0.00006):1。
5.根据权利要求2或3所述的由双乙烯酮一步法合成(R)-(-)-1,3-丁二醇的方法，其特征在于，所述配体选自具有以下结构式的物质：
6.根据权利要求5所述的由双
7.根据权利要求1-6任一项所述的由双乙烯酮一步法合成(R)-(-)-1,3-丁二醇的方法，其特征在于，所述布朗斯特酸选自磷酸二苯酯、二(2-乙基己基)磷酸酯、磷酸甲酯、磷酸乙酯中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的由双乙烯酮一步法合成(R)-(-)-1,3-丁二醇的方法，其特征在于，所述布朗斯特酸的用量为双乙烯酮摩尔量的0.01-0.1％。
9.根据权利要求1-8任一项所述的由双乙烯酮一步法合成(R)-(-)-1,3-丁二醇的方法，其特征在于，反应温度为80-150℃，优选100-120℃；氢气压力6-12MPa，优选8-10MPa。
10.根据权利要求1-9任一项所述的由双乙烯酮一步法合成(R)-(-)-1,3-丁二醇的方法，其特征在于，所述双乙烯酮纯度为99.0-99.9％，氧气含量小于10ppb，水含量小于10ppm。
...【技术特征摘要】
1.一种由双乙烯酮一步法合成(r)-(-)-1,3-丁二醇的方法，其特征在于，使用手性钌络合物作为催化剂，布朗斯特酸作为助剂，在一定温度和氢气压力条件下，使双乙烯酮通过一步法反应得到(r)-(-)-1,3-丁二醇。
2.根据权利要求1所述的由双乙烯酮一步法合成(r)-(-)-1,3-丁二醇的方法，其特征在于，所述手性钌络合物由钌金属前体和手性三齿p,n,n配体原位制得。
3.根据权利要求2所述的由双乙烯酮一步法合成(r)-(-)-1,3-丁二醇的方法，其特征在于，所述钌金属前体为rucl3、rui3、ru(acac)3、ru(cod)cl2中的一种或几种。
4.根据权利要求2或3所述的由双乙烯酮一步法合成(r)-(-)-1,3-丁二醇的方法，其特征在于，所述手性钌络合物的用量以钌金属前体中的钌元素与双乙烯酮的摩尔比计，为(0.00001-0.00006):1。
5.根据权利要求2或3所述的由双乙烯酮一步法合成(r)-(-)-1,3-丁二醇的方法，其特征在于，所述配体选自具有以下结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙启魁，曲淑玲，沈稳，赵朝阳，黄文学，张永振，黎源，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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