[发明专利]一种Baeyer‑Villiger氧化反应催化剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及催化有机合成领域，具体地说，涉及一种Baeyer-Villiger氧化反应催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

Baeyer-Villiger氧化反应是由酮直接合成酯和内酯的重要反应之一。过氧酸如过氧乙酸、间氯过氧苯甲酸、过硫酸钾等是Baeyer-Villiger氧化反应常用的氧化剂。用过氧酸（盐）为氧化剂的Baeyer-Villiger反应存在如下缺点：（1）过氧酸（盐）在进行Baeyer-Villiger氧化反应产生酯的同时，会产生等分子的相应的酸或盐副产物，造成浪费，不符合原子经济原则；（2）过氧酸价格较贵，且对振动敏感，易产生爆炸，危险。相比之下，H₂O₂作为Baeyer-Villiger反应氧化剂具有较安全、价廉且反应副产物为水的优点，但用它参加的Baeyer-Villiger反应需要过渡金属配合物或有机分子催化剂来催化才能高收率的得到产物。过渡金属配合物或有机分子催化剂价格昂贵，必须有效回收利用才能体现出H₂O₂参与Baeyer-Villiger反应的优势。

本发明所涉及的将N-叔丁氧羰基-天冬氨酸固载在Merrifield树脂上，形成Merrifield树脂固载的N-叔丁氧羰基-天冬氨酸催化剂， 在DIC等缩合剂和DMAP等催化剂存在下，H₂O₂与树脂固载的N-叔丁氧羰基-天冬氨酸的羧基缩合，原位产生过氧酸，对酮进行Baeyer-Villiger反应，产生一分子酯和一分子Merrifield树脂固载的N-叔丁氧羰基-天冬氨酸催化剂，催化剂经过滤，简单洗涤后又可循环催化下一轮的Baeyer-Villiger反应，有效的解决了常见过氧酸为氧化剂产生的另一分子的酸或盐副产物，造成浪费的问题，生产成本大大下降。另外，用H₂O₂与树脂固定化的羧酸原位产生过氧酸进行Baeyer-Villiger反应，反应条件温和，有效的解决了常用过氧酸易爆不安全的问题。因此，本发明所涉及的催化剂具有很强的创新性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Baeyer-Villiger氧化反应催化剂及其制备方法与应用。

本发明提供的Baeyer-Villiger氧化反应催化剂，为Merrifield树脂固载的N-叔丁氧羰基-天冬氨酸，Merrifield树脂固载的（S）-N-叔丁氧羰基-天冬氨酸，Merrifield树脂固载的（R）-N-叔丁氧羰基-天冬氨酸，其修饰的位置均为Merrifield树脂的氯甲基，修饰基团为N-叔丁氧羰基-天冬氨酸的羧基、（S）-N-叔丁氧羰基-天冬氨酸的羧基和（R）-N-叔丁氧羰基-天冬氨酸的羧基，其结构如下所示：

其中，为Merrifield 树脂。

本发明还提供所述Baeyer-Villiger氧化反应催化剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：

a. N-Boc-天冬氨酸-4-(4-硝基)苄酯与碱成盐；

b. N-Boc-天冬氨酸-4-(4-硝基)苄酯盐与Merrifield树脂上的氯甲基发生取代反应，得到Merrifield树脂固载的N-Boc-天冬氨酸-4-(4-硝基)苄酯；

c. 0℃下，Merrifield树脂固载的N-Boc-天冬氨酸-4-(4-硝基)苄酯在Zn-HOAc（质量分数为90%）体系中脱苄基、过滤、经有水、有机溶剂洗涤，真空干燥制得Baeyer-Villiger氧化反应催化剂。其合成路线如下所示：