[发明专利]手性离子液体

说明书

技术领域

本发明涉及一类手性离子液体、其合成及在温控相分离两相催化体系中的应用。

背景技术

光学纯化合物在医药、农药、香料和食品添加剂等领域的应用十分广泛，近年来，对其合成的研究日益增多。前手性酮酸酯的不对称氢化是获得手性醇类化合物最有效的途径之一，该方法具有催化活性高，原子经济性好，后处理简单，产物易于分离，副产物少等优点，从而引起广泛关注。

基于此，众多手性配体或手性催化剂被应用于前手性酮酸酯的不对称氢化反应中。1978年，Orito小组第一次将金鸡纳生物碱修饰的Pt/Al₂O₃催化剂用于丙酮酸乙酯的不对称氢化反应，不仅获得较高ee值，且发现金鸡纳生物碱对该反应具有明显的加速效应，从此拉开了多相不对称氢化反应的序幕。几十年来，众多科研工作者对该反应的研究做了大量工作，在提高手性催化剂性能的研究方面取得了重大进展。但是，昂贵的手性催化剂的分离回收和循环使用一直是该领域一个具有挑战性的难题。因而，目前亟需一种易于分离回收、可循环使用的手性催化剂来解决这一问题。

在本课题组前期工作中报道了一类对过渡金属Rh、Ru、Pd纳米催化剂具有静电位阻双重稳定的离子液体IL_PEG与混合溶剂甲苯/正庚烷组成的温控相分离两相催化体系。其基本原理是：室温时，含催化剂的离子液体相和含底物的有机相不混溶；当升高温度超过混溶温度时，体系混溶为一相，反应可在均相进行；反应结束降低反应温度至室温，整个体系又重新变为两相，含催化剂的离子液体相从含产物的有机相中分离出来；故通过简单的相分离即可实现催化剂与产物的分离，催化剂可直接循环使用。该体系已成功多应用于多个非手性催化反应中，如烯烃加氢反应、Heck反应、α,β-不饱和醛、酮选择加氢反应以及高碳烯烃的氢甲酰化反应和氢氨甲基化反应，催化剂不但显示了较高的催化活性和选择性，且可以循环使用多次，而催化活性和选择性基本保持不变。

基于所述的研究结果，本发明研发人员期望通过设计、合成一类新型手性离子液体，使其实现对过渡金属纳米催化剂的静电位阻双重稳定作用和手性诱导作用。构建含过渡金属纳米催化剂的温控相分离手性离子液体两相催化体系，将其应用于不对称氢化反应中，实现手性离子液体稳定的过渡金属纳米催化剂的分离回收和循环使用。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一类新型手性离子液体，其具有通式I结构：

通式I中，n是整数。

另一方面，本发明公开上述手性离子液体的制备方法，包括如下步骤：

(1)聚乙二醇单甲醚CH₃(OCH₂CH₂)_nOH、三乙胺及甲基磺酰氯按照摩尔比1∶1～1.2∶1～1.5反应制备聚乙二醇单甲醚磺酸酯CH₃(OCH₂CH₂)_nOSO₂CH₃；

(2)所得聚乙二醇单甲醚磺酸酯CH₃(OCH₂CH₂)_nOSO₂CH₃与辛可尼丁按摩尔比1∶1.2～1.5反应制备通式I的手性离子液体。

本发明所述的手性离子液体对过渡金属纳米催化剂具有静电位阻双重稳定作用，并且含有多个手性中心，因此可用作不对称氢化反应中过渡金属纳米催化剂的稳定剂。基于此，本发明再一方面的目的在于提供上述手性离子液体的应用。应用之一，本发明公开一种温控相分离手性离子液体两相催化体系，该体系包括A、B两相，所述的A相是权利要求1所述的手性离子液体及过渡金属纳米催化剂；B相是非极性或弱极性的单组份或多组分有机溶剂。该体系的显著特征表现为：反应前在室温时，体系为两相，即含过渡金属纳米催化剂的手性离子液体相和含底物的有机相；当升高温度超过混溶温度时，整个体系变为一相，反应在均相中进行；反应结束降低反应温度后，体系又重新变为两相，含产物的有机相和含过渡金属纳米催化剂的手性离子液体相；通过简单的相分离，即可实现产物相和含过渡金属纳米催化剂的手性离子液体相的分离，后者可直接进行下一次循环使用，即实现了手性离子液体稳定的过渡金属纳米催化剂的分离回收和循环使用。