[发明专利]一种羧酸还原成醛类化合物的方法

说明书

本发明公开了一种羧酸还原成醛类化合物的方法，属于有机化学合成领域。具体地说，在氩气氛围下，将羧酸类化合物、过渡金属镍化合物、酸酐类化合物、配体、还原剂溶解在有机溶剂中，加热搅拌反应，反应结束后，减压除去有机溶剂，进行柱色谱分离，得到各种醛类化合物。本发明合成步骤简单、反应条件温和、操作简便易行，可以将羧酸类化合物成功还原成醛类有机化合物，且反应催化剂用量小，产物收率高，为羧酸化合物还原为醛类化合物提供了一种新途径。与现有方法比，原料廉价易得且环境友好，增加了底物普适性和官能团的兼容性，在有机合成方法学上具有一定的创新性和其独特的研究意义。

技术领域

本发明涉及化学合成技术领域，具体涉及一种羧酸还原成脂肪醛类或芳香醛类化合物的方法。

背景技术

醛类化合物是合成许多有机化合物过程中应用极其广泛的一种中间体，而从羧酸衍生物合成醛类化合物是工业和实验室有机合成中常用的一种重要转化方法，传统的转化方法一般包括两个步骤：先把羧酸还原成醇，再由醇氧化成相应的醛。[R.C.Larock,Comprehensive Organic Transform-ation:A Guide to Functional GroupPreparation,2nd ed.,Wiley-VCH,New York,1999,46(2),195-196.]其中，将羧酸衍生物还原成醇通常需要金属氢化试剂，例如，氢化铝锂、硼氢化钠、二异丁基氢化铝等，在该步反应中，金属氢化试剂需要严格的无水无氧的条件，这使实验操作变得相对困难。

Yamamoto et al.开发了一种在高氢压力条件下，使用三甲基乙酸酐将酸原位转化为混合酐，以Pd(PPh₃)₄为催化剂，使羧酸直接加氢转化成醛的工艺。[(a)K.Nagayama,F.Kawataka,M.Sakamoto,I.Shinizu and A.Yamamoto,Chem.Lett.,1995,24(5),367–368；(b)K.Nagayama,I.Shinizu and A.Yamamoto,Chem.Lett.,1998,27(11),1143–1144；(c)K.Nagayama,I.Shimizu and A.Yamamoto,Bull.Chem.Soc.Jpn.,2001,74(10),1803–1815.]虽然这个反应方案对于工业规模的应用很好，但是由于对高压设备的需求限制了它在实验室小规模范围的应用。后来,Gooβen et al.修改了催化剂，发现Pd(acac)₂/PPhCy₂在5bar氢气的作用下也有催化活性。[L.J.Gooβen,B.A.Khan,T.Fett,M.Treu,Adv.Synth.Catal.2010,352,2166–2170.]但是，在此反应体系中，反应物的适用范围很小，只有芳香酸能被顺利的转化成相应的醛。他们还报道过，由醋酸钯/三环己基膦组成催化剂，在次磷酸钠和特戊酸酐存在下能催化羧酸反应生成醛，但是，此反应收率较低。[Gooβen,L.J.；Ghosh,K.,New Pd-catalyzed selective reduction of carboxylic acids toaldehydes.Chem Commun(Camb)2002,(8),836-7.]此外，还有文献报道，能将羧酸类化合物成功还原为相应的醛类化合物的钯催化剂体系已被成功开发。此体系具体是由双二亚苄基丙酮钯、对甲基三苯基膦和甲基苯基硅烷简单混合组成，它能够使很多脂肪族羧酸和苯甲酸高效还原成醛，并且此反应已经具有底物适用范围较广，官能团兼容性较好的特点。[FuJihara,T.；Cong,C.；Terao,J.；TsuJi,Y.,Palladium-Catalyzed Reduction ofCarboxylic Acids to Aldehydes with Hydro-silanes in the Presence of PivalicAnhydride.Advanced SynthesisCatalysis 2013,355(17),3420-3424.]