[发明专利]一种制备光学活性醛或酮的方法及其催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备光学活性醛或酮及其催化剂的制备方法，具体涉及一种不对称氢化α,β-不饱和醛或酮制备光学活性醛或酮，尤其是D-香茅醛的方法。

背景技术

光学活性的醛或酮化合物是重要的中间体化合物，具有合成及药用价值，并且很多化合物本身就是重要的香精香料成分。

欧洲公开专利EP0000315公开了一种通过在催化剂配合物存在下氢化香叶醛或橙花醛而制备光学活性的D-香茅醛的方法，所述催化剂配合物溶于反应体系且由铑和手性膦组成，其中手性膦配体为简单的2,3-双(二苯膦基)丁烷配体，此均相体系的化学选择性及立体选择性不高，并且催化剂用量较大。

Journal of Molecular Catalysis.16(1982)51-59研究了α,β-不饱和醛的均相催化氢化，并将该方法用于制备光学活性的D-香茅醛。该研究所用催化剂为羰基铑和手性膦的配合物，使用此方法实现了较高的化学选择性，但立体选择性提高有限，并且氢化效率低。

中国公开专利CN103044204公开了一种使用二氢吡啶衍生物为负氢源，并以手性胺作为手性辅剂，催化不对称氢化柠檬醛合成D-香茅醛的方法，但该法由于氢源限制，难以实现工业化生产。

WO2009068444公开了使用羰基铑和手性膦的配合物均相催化氢化橙花醛制备光学活性的D-香茅醛，催化剂先经过CO与H₂混合气预制，反应在混有少量CO的H₂中进行。采用此催化剂可有效提高产物化学及立体选择性，但存在氢化效率低的弊端，特别是在高底物/催化剂的条件下，催化剂转化频率明显降低，导致催化剂需要多次循环套用，工艺操作复杂，并且催化剂寿命寿命短，容易发生贵金属偶联失活等缺点。

因此，需要寻找一种用于α,β-不饱和醛或酮的不对称氢化反应的新型催化体系及氢化方法，实现底物的高效不对称氢化，并延长催化剂的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备光学活性醛或酮的方法，使用具有光学活性手性含膦多配位催化剂和手性氨基酸助催化剂，对α,β-不饱和醛进行不对称氢化反应制备相应的光学活性醛。为提高催化剂寿命及简化操作，本专利通过使用过渡金属催化剂和手性氨基酸助催化剂相结合，实现了高底物/催化剂的条件下高效不对称氢化α,β-不饱和醛或酮，并延长催化剂的使用寿命。该方法具有操作简单、催化剂的活性高、寿命长，产物化学选择性高、产品收率高等优点，适用于工业化生产应用。

本发明的另一目的是提供一种用于制备上述光学活性醛或酮的具有光学活性手性含膦多配位催化剂的制备方法，该催化剂的制备方法简单易行。

为了实现以上发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种制备光学活性醛或酮的方法：使用含膦多配位催化剂和手性氨基酸助催化剂，对α,β-不饱和醛或酮进行不对称氢化反应，制备光学活性的醛或酮。

本发明中，所述的含膦多配位催化剂为一种具有光学活性的双过渡金属的含膦多配位催化剂，所述的催化剂是由过渡金属化合物与手性多配位含膦配体接触反应，配体中磷原子上的孤对电子与过渡金属原子配位形成配位化合物，从而获得具有光学活性的双过渡金属的含膦多配位催化剂。

本发明中，所述的具有光学活性的双过渡金属的含膦多配位催化剂可溶于反应混合物，并且所述含膦多配位催化剂在催化反应过程中或在催化反应之前每个催化剂分子具有两个相同的过渡金属原子，并且至少具有一对分别含有两个磷原子的手性基团。

本发明中，所述过渡金属为元素周期表中第VIII族的金属，优选为铑、铱、钌、钯或铂，更优选为铑，可选的价态为Rh(I)、Rh(III)或Rh(0)

本发明中，所述过渡金属化合物为可溶于反应混合物的过渡金属卤化物、过渡金属碳酸盐、过渡金属与羰基化合物、乙酸丙酮化合物、羟基化合物、环辛二烯、降冰片二烯、环辛烯、甲氧基化合物、乙酰基化合物、脂肪族羧酸或芳香族羧酸配位的配合物，优选过渡金属卤化物、过渡金属与羰基化合物或乙酰基化合物配位的配合物；更优选的过渡金属化合物为RhCl₃、Rh(CO)₂acac、Rh₄(CO)₁₂或Rh₆(CO)₁₆，其中，acac为乙酰丙酮配体；