[发明专利]通过微反应器实现可见光催化分子氧氧化连续制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法

权利要求书

1.一种通过微反应器实现可见光催化分子氧氧化连续制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法，其特征在于：该方法通过具有气液混合作用的微通道反应器实现，反应器内的反应液为有机相、水相及气相的三相反应体系；该微通道反应器至少具有两个液体进口和一个气体进口，每个液体进口单独具有连续准确的计量进料；气体进料通过气体质量流量计计量；分别用泵将有机相、水相准确计量连续打入微通道反应器中的，同时打开气体质量流量计，将气相通入微通道反应器中，实现有机相、水相、含有分子氧的气相三相混合反应；在可见光照射下、在有机光敏剂存在下，实现手性金鸡纳碱衍生物季铵盐作为手性相转移催化剂，可见光活化气体分子氧催化连续氧化β-二羰基化合物制备手性α-羟基-β-二羰基化合物；所述的微通道反应器中可见光波长为300-800nm、光通量为500-4000lm、反应温度-15℃～70℃，反应器背压0.1-10bar、微反应器内停留时间为1-200min；

所述的有机相是β-二羰基化合物底物、金鸡纳碱衍生物季铵盐的手性相转移催化剂、有机光敏剂按一定比例和浓度溶解在有机溶剂中配制的溶液，其中，金鸡纳碱衍生物季铵盐的手性相转移催化剂与β-二羰基化合物的摩尔比为0.01％～20mol％，有机光敏剂与β-二羰基化合物的摩尔比为0.00001％～5％，有机相中β-二羰基化合物的浓度为0.001～0.5mmol/ml；

所述的水相是无机碱或盐溶解在水中配制的溶液，其中，碱或盐溶液质量浓度为0.01～50％；

所述的气相为空气、纯氧气及按一定比例配制的氧气与惰性气体的混合物，其中，气相中氧气比例1.0％-99.9％；

所述的β-二羰基化合物包括Ia、或Ib，连续氧化β-二羰基化合物制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法中包括的反应包括以下两种：

其中，R⁸为烷基、环烷基、芳环或苄基，n为1或2；R⁹为氢原子、卤素、烷基、烷氧基、环烷基，R¹⁰为氢原子、卤素、烷基、烷氧基、环烷基，R¹¹为氢原子、卤素、烷基、烷氧基、环烷基；

其中，R⁸为烷基、环烷基、芳环或苄基，n为1或2；R⁹为氢原子、卤素、烷基、烷氧基、环烷基，R¹⁰为氢原子、卤素、烷基、烷氧基、环烷基，R¹¹为氢原子、卤素、烷基、烷氧基、环烷基，R¹²为氢原子、芳环、烷基、环烷基，R¹³为氢原子、芳环、烷基、环烷基；所述的金鸡纳碱衍生物季铵盐的手性相转移催化剂PTC结构如下：

其中，R¹为烷基、环烷基、和芳基，这里的芳基包括对三氟甲基苯基、苯基、蒽基、菲基，烷基包括甲基、乙基、乙烯基；R²为乙烯基、乙基或光敏基团；R³、R⁴、R⁵、R⁶、和R⁷为H、卤素、三氟甲基或甲氧基，五者相同或不同。

2.根据权利要求1所述的一种通过微反应器实现可见光催化分子氧氧化连续制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法，其特征在于：所述的泵泵入的流速分别为：(1)有机相的流速0.3-5ml/min；(2)水相的流速0.3-5ml/min；(3)气相的流速1-15ml/min。

3.根据权利要求1或2所述的一种通过微反应器实现可见光催化分子氧氧化连续制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法，其特征在于：

所述的有机光敏剂为四苯基卟啉、酞菁、孟加拉玫瑰红、亚甲基蓝、曙红Y、曙红B；

所述的水相为无机碱或盐的水溶液，包括碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾在水中的一种或两种以上混合；也包括在无机碱或盐溶液中加入L-脯氨酸、D-脯氨酸手性氨基酸的混合溶液。