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1、10申请公布号CN104190466A43申请公布日20141210CN104190466A21申请号201410289096822申请日20140624B01J31/02200601B01J35/10200601C07F9/4020060171申请人北京化工大学地址100029北京市朝阳区北三环东路15号72发明人何静代炎74专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人张慧54发明名称一种酸中心与碱中心协同作用的多相不对称串联反应催化剂及其制备方法57摘要一种酸中心与碱中心协同作用的多相不对称串联反应催化剂及其制备方法，属于不对称催化技术领域。该催化剂以介孔材料作为载体，利用。
2、载体表面羟基作为酸性基团，与后接枝的手性碱中心产生协同作用，利用酸碱协同作用促进催化剂的催化效率。优点在于酸碱协同效应有效提高了催化剂的催化活性和选择性。另外，本发明为多相化催化剂，便于工业应用。51INTCL权利要求书1页说明书4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页10申请公布号CN104190466ACN104190466A1/1页21一种高活性和选择性的不对称串联反应催化剂，其特征在于，为载体表面原位羟基提供酸性，并在载体表面接枝上手性胺作为碱中心的酸碱双功能催化剂，将酸中心与碱中心的相对位置进行固定化，以此来避免酸碱中心的中和，利用表面酸碱中心的协。
3、同效应促进催化剂的反应活性以及选择性。2一种酸中心与碱中心协同作用的多相催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤1介孔二氧化硅材料SBA15的合成；2介孔材料表面的活化在氮气保护的环境下，将干燥的SBA15、干燥的有机溶剂依次加入反应瓶中，将反应瓶置于50到80低温条件下，向其中加入具活性基团的硅烷，反应体系升温至室温，并且在室温下搅拌510H；之后将反应体系转移至2550条件下继续反应053H；反应结束后滤出固体，进行索氏提取624H；最后将产物放入真空干燥箱中干燥过夜得到白色粉末状固体；SBA15与具活性基团的硅烷的质量比优选10511，具活性基团的硅烷,活性基团为优选氨基、溴或巯基，有。
4、机溶剂优选甲苯、四氢呋喃；3催化剂的制备将步骤2制备的表面活化的介孔材料加入到干燥的反应瓶中，并依次加入干燥的有机溶剂、手性胺碱中心，在2580，氮气保护条件下搅拌1224H，反应结束后过滤得到白色粉末状固体；所得固体索氏提取624H，之后真空干燥过夜，得到白色粉末，即为多相酸碱双功能催化剂。3按照权利要求2的方法，其特征在于，步骤1介孔二氧化硅材料SBA15的合成将去离子水、浓HCL37和P123依次加入反应釜中，45水浴加热，搅拌直至P123完全溶解；然后滴加四乙氧基硅烷，保持加热，并继续搅拌20H后放入100烘箱，晶化48H，过滤，洗涤，室温干燥，最后，于马福炉中550煅烧6H脱模板剂，。
5、得白色固体，其中64ML去离子水对应82ML浓HCL37、20GP123和427G四乙氧基硅烷。4按照权利要求2的方法，其特征在于，步骤1SBA15与具活性基团的硅烷的质量比11。5按照权利要求2的方法，其特征在于，具活性基团的硅烷具体优选3氨基丙基三乙氧基硅烷、3巯基丙基三甲氧基硅烷、3溴丙基三氯硅烷。6按照权利要求2的方法，其特征在于，手性胺碱中心选自脯氨醇、S2氨甲基1乙基吡咯烷、S1甲基2羟甲基吡咯烷、奎宁、9氨基表奎宁。7按照权利要求2的方法，其特征在于，步骤3手性碱中心表面活化的载体材料的质量比为01031。8按照权利要求7的方法，其特征在于，步骤3手性碱中心表面活化的载体材料为0。
6、151。9权利要求1的催化剂用于多相酸碱协同催化的不对称串联反应。10权利要求1的催化剂应用于KNOEVENAGELPHOSPHAMICHAEL反应中。权利要求书CN104190466A1/4页3一种酸中心与碱中心协同作用的多相不对称串联反应催化剂及其制备方法技术领域0001本发明属于不对称串联反应催化剂技术领域，特别是提供了一种载体酸性中心与碱性中心协同作用的催化剂及其制备方法。背景技术0002不对称反应是是将无手性或潜手性的简单化合物在手性催化剂的诱导下生成具有手性中心的化学过程。而不对称串联反应可以将多步反应一步完成，避免了中间过程，大大减少了反应时间；避免了分离中间产物造成的损失，提高。
7、了反应效率；多步反应在同一条件下进行，避免了复杂的中间操作。因此，相对于传统的不对称反应而言，不对称串联反应具有快速、高效和操作简便等多方面的优势。0003鉴于不对称串联反应的诸多优势，其被广泛应用于天然产物、药物以及药物中间体的合成过程中。例如1991年科学工作者报道了利用串联反应合成一类HIV1蛋白酶活性抑制剂，其具有抗艾滋病病毒的生理活性；2006年报道了一类利用不对称串联反应合成加兰他敏的方法，加兰他敏可以治疗神经性系统疾病以及外伤导致的运动障碍；2006年报道了利用不对称串联反应的方法制备松叶菊碱，松叶菊碱是一类中枢神经兴奋剂，麻醉剂；2004年科学家报道了利用不对称串联反应方法制备。
8、巨大戟醇，该物质可以被用来治疗光化性角化病。0004由于不对称串联反应是由多个子反应组成，其反应过程具有较高的复杂性，如何设计串联反应中的催化剂实现目标过程为了一个广泛关注的问题。目前在不对称串联反应中发展出的催化剂主要有一下三类1酶催化剂，主要为自然界中具有生物活性的天然酶及其结构改性后的酶；2金属配合物催化剂，主要为过渡金属如RH、RU、PD等的配合物；3有机小分子催化剂，主要为有机碱或者有机酸等小分子。其中，有机小分子催化剂由于其高活性和选择性，反应条件温和，且环境友好无金属残留等优点受到广泛研究。但是在有机小分子催化剂中如何避免催化体系中，酸催化中心与碱催化中心发生中和仍然是一项重要的。
9、有待解决的难题。0005近年来介孔二氧化硅材料以其独特的有序多孔结构，高比表面积，表面含有大量酸性基团被广泛应用于催化领域。另外，介孔二氧化硅材料本身孔道结构可调，且表面可以通过后接枝等方法进行修饰改性，在催化领域，尤其是不对称催化领域具有极大的发展前景。发明内容0006本发明目的在于提供一种高活性和选择性的不对称串联反应催化剂及其制备方法，首次实现了多相酸碱协同催化的不对称串联反应。0007本发明的多相酸碱协同催化剂为载体表面原位羟基提供酸性，并在载体表面接枝上手性胺作为碱中心的酸碱双功能催化剂，将酸中心与碱中心的相对位置进行固定化，以说明书CN104190466A2/4页4此来避免酸碱中心。
10、的中和，利用表面酸碱中心的协同效应促进催化剂的反应活性以及选择性。这种方法制备的催化剂活性中心相对稳定性高，不易发生中和。本发明中载体选用介孔二氧化硅材料SBA15，手性胺碱中心优选脯氨醇、S2氨甲基1乙基吡咯烷、S1甲基2羟甲基吡咯烷、奎宁、9氨基表奎宁，优选S2氨甲基1乙基吡咯烷。0008本发明专利的多相酸碱双功能催化剂的制备方法如下00091介孔二氧化硅材料SBA15的合成0010优选将去离子水、浓HCL37和P123聚乙氧基聚丙氧基聚乙氧基三嵌段化合物，模板剂依次加入反应釜中，45水浴加热，搅拌直至P123完全溶解。然后滴加四乙氧基硅烷，保持加热，并继续搅拌20H后放入100烘箱，晶化。
11、48H，过滤，洗涤，室温干燥，最后，于马福炉中550煅烧6H脱模板剂，得白色固体，其中每64ML去离子水对应82ML浓HCL37、20GP123和427G四乙氧基硅烷。00112介孔材料表面的活化0012在氮气保护的环境下，将干燥的SBA15真空干燥过夜、干燥的有机溶剂依次加入反应瓶中，将反应瓶置于50到80低温条件下，向其中加入具活性基团的硅烷，反应体系缓慢升温至室温，并且在室温下搅拌510H。之后将反应体系转移至2550条件下继续反应053H。反应结束后滤出固体，进行索氏提取624H。最后将产物放入真空干燥箱中干燥过夜得到白色粉末状固体；SBA15与具活性基团的硅烷的质量比优选10511，。
12、最优选11；具活性基团的硅烷,活性基团为优选氨基、溴、巯基，具活性基团的硅烷具体优选3氨基丙基三乙氧基硅烷、3巯基丙基三甲氧基硅烷、3溴丙基三氯硅烷，最优选3溴丙基三氯硅烷；有机溶剂优选甲苯、四氢呋喃，最优选四氢呋喃。00133催化剂的制备0014将步骤2制备的表面活化的介孔材料加入到干燥的反应瓶中，并依次加入干燥的有机溶剂、手性胺碱中心，在2580，氮气保护条件下搅拌1224H，反应结束后过滤得到白色粉末状固体。所得固体索氏提取624H，之后真空干燥过夜，得到白色粉末，即为多相酸碱双功能催化剂。手性碱中心表面活化的载体材料的质量比为01031，最优选0151。0015本发明的催化剂应用于KN。
13、OEVENAGELPHOSPHAMICHAEL反应中。0016本发明的显著优点在于酸碱催化中心相对位置固定，避免了酸碱中心的中和而失活，进而能够催化同时需要酸中心与碱中心的串联反应；酸碱中心能够形成协同效应，显著提高催化剂的活性与选择性。另外，本发明为固定化催化剂，便于工业应用。具体实施方式0017下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。0018实施例10019步骤A0020将64ML去离子水、82ML浓HCL37和20GP123聚乙氧基聚丙氧基聚乙氧基三嵌段化合物，模板剂依次加入反应釜中，45水浴加热，搅拌直至P123完全溶解。然后滴加427G四乙氧基硅烷，保持加热，。
14、并继续搅拌20H后放入100烘箱，晶化48H，过滤，洗涤，室温干燥，最后，于马福炉中550煅烧6H脱模板剂，得白色固体。说明书CN104190466A3/4页50021步骤B0022在氮气保护的环境下，将步骤A中得到的固体2G，干燥的四氢呋喃25ML依次加入100ML反应瓶中，将反应瓶置于78低温条件下，向其中加入3溴丙基三氯硅烷2G，反应体系缓慢升温至室温，并且在室温下搅拌8H。之后将反应体系转移至50条件下继续反应1H。反应结束后滤出固体，并用四氢呋喃对所得固体进行索氏提取24H。最后将产物放入真空干燥箱中干燥过夜得到白色粉末状固体，记作SBA15BR。0023步骤C0024依次将步骤B得。
15、到的SBA15BR700MG，干燥的四氢呋喃15ML，S2氨甲基1乙基吡咯烷015ML加入100ML的反应瓶中，在50，氮气保护条件下搅拌20H，反应结束后过滤得到白色粉末状固体。所得固体用四氢呋喃索氏提取24H，之后真空干燥过夜。0025即制备得到多相酸碱双功能催化剂SBA15AEP，其中碱中心实际含量067MMOL/G，酸碱中心摩尔比例为141。0026对比例10027在60下将S2AMINOMETHYL1ETHYLPYRROLIDINE5775MG，45MMOL溶于5ML乙腈中，之后向溶液中加入碳酸钾7463MG，54MMOL搅拌30MIN后向其中缓慢滴加2溴苯乙烷55518MG，3MM。
16、OL，滴加完毕后继续在60下反应，并TLC跟踪至S2AMINOMETHYL1ETHYLPYRROLIDINE充分反应。反应结束后旋蒸除去溶剂，并进行柱层析分离提纯乙酸乙酯/甲醇21得到淡黄色粘稠状物质，即为对比催化剂，记为PHAEP。0028用实施例1所得的催化剂SBA15AEP和对比例1所得到的催化剂PHAEP催化KNOEVENAGELPHOSPHAMICHAEL不对称串联反应。反应条件苯甲醛010MMOL，丙二腈010MMOL，亚磷酸三甲酯012MMOL，催化剂20MOL，甲醇1ML，50下反应。0029表1催化剂SBA15AEP与催化剂PHAEP对KNOEVENAGELPHOSPHAMI。
17、CHAEL串联反应的催化性能00300031由反应结果显示，酸碱双功能催化剂SBA15AEP得到优异的催化活性和不对称选择性，其产率达到了72，不对称选择性达到了99。与均相催化剂PHAEP的催化活性28相比得到了大大提高，这主要是因为多相催化剂SBA15AEP中酸性中心的存在参与了催化过程，另外酸中心还与碱中心协同促进了反应的进行。另外适当延长反应时间后，催化剂SBA15AEP表现出了更为优异的催化性能，其产率达到99，不对称选择性达到99。并且与酸中心屏蔽的催化体系相比，无论是选择性还是催化活性都有明显提高。这与实施例2中催化剂的催化现象是一致的。0032实施例20033步骤A0034将6。
18、4ML去离子水、82ML浓HCL37和20GP123聚乙氧基聚丙氧基聚乙氧基三嵌段化合物，模板剂依次加入反应釜中，45水浴加热，搅拌直至P123完全溶解。说明书CN104190466A4/4页6然后滴加427G四乙氧基硅烷，保持加热，并继续搅拌20H后放入100烘箱，晶化48H，过滤，洗涤，室温干燥，最后，于马福炉中550煅烧6H脱模板剂，得白色固体。0035步骤B0036在氮气保护的环境下，将步骤A中得到的固体2G，干燥的四氢呋喃25ML依次加入100ML反应瓶中，将反应瓶置于78低温条件下，向其中加入3溴丙基三氯硅烷2G，反应体系缓慢升温至室温，并且在室温下搅拌8H。之后将反应体系转移至5。
19、0条件下继续反应1H。反应结束后滤出固体，并用四氢呋喃对所得固体进行索氏提取24H。最后将产物放入真空干燥箱中干燥过夜得到白色粉末状固体，记作SBA15BR。0037步骤C0038依次将步骤B得到的SBA15BR700MG，干燥的四氢呋喃15ML，S1甲基2羟甲基吡咯烷017ML加入100ML的反应瓶中，在50，氮气保护条件下搅拌20H，反应结束后过滤得到白色粉末状固体。所得固体用四氢呋喃索氏提取24H，之后真空干燥过夜。0039即制备得到多相酸碱双功能协同催化剂SBA15MPY，碱中心的试剂负载量为086MMOL/G，酸碱中心摩尔比例为61。0040实施例2所得到的催化剂用于KNOEVENAGELPHOSPHAMICHAEL不对称串联反应，所得到的催化性能与实施例1所得到的催化剂催化性能一致。说明书CN104190466A。