[发明专利]一种无溶剂催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于催化剂领域，涉及异斯特维醇衍生物，特别是指一种无溶剂催化剂及其制备方法和应用。所述的异斯特维醇衍生物通过在手性骨架上引入取代的方酰胺基团，实现“优势骨架合理组合”。该类衍生物通过异斯特维醇胺类衍生物和方酸二甲酯以及环己二胺衍生物经两步亲核取代反应制得，合成步骤简单，反应条件温和。本发明同时还提供了该衍生物作为有机催化剂在无溶剂条件下在合成硝基取代手性化合物中的应用。

技术领域

本发明属于催化剂领域，涉及异斯特维醇衍生物，特别是指一种无溶剂催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

异斯特维醇，属于四环二萜类化合物，具有贝叶烷的骨架，可以由天然产物甜菊糖酸性条件下水解重排制得。其来源丰富、廉价易得、结构稳定、手性环境优越等特点，吸引了很多化学工作者的研究兴趣，然而过去很长一段时间里，对异斯特维醇衍生物的研究主要集中在抗癌、抗菌、植物生长调节、波谱学等方面。

初步尝试设计合成的异斯特维醇衍生物作为有机催化剂在多个不对称催化体系中都得到了很好的结果(马志伟，“基于Isosteviol的新型有机催化剂的设计合成及不对称催化性能研究”，万方学位论文库，20140925)。

绿色化学又称清洁化学、环境友好化学，即采用化学及其它技术和方法，减少或消除那些对人类健康、生态环境有害的物质(原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等)的使用和产生的化学。其主要特点在于“原子经济性”，既可使资源得到充分得用，又不会有污染产生。从“粗放型”的传统化学向“集约型”的绿色化学转变，是化学发展的一个趋势。

1,3-二羰基类化合物，由于两侧羰基的吸电子作用，增强了中间亚甲基上氢的酸性，使得这类化合物成为Michael加成反应中性能优越的亲核试剂。除此以外，其加成产物通过不同的官能团转化，还可构建更复杂多样性的分子结构。这个方法早已被应用在全合成中。对于这类转化，早在2003年，Takemoto小组就有报道(Takemoto etal.J.Am.Chem.S℃.2003,125,12672)。然而对于无溶剂条件下的这一转化，只有王益锋等在2012年报道的球磨中无溶剂条件下的这一转化(Green Chem.,2012,14,893)，但需使用球磨实验装置。专利CN110372514A公开了一种催化不对称Michael加成反应的方法及其催化剂，该催化剂需要溶剂，催化剂的用量较高、产物的产率和对映选择性也不高。

基于异斯特维醇的优势手性骨架，设计合成结构新颖的衍生物，并将其作为有机催化剂用于手性合成，尤其用于无溶剂条件下的不对称催化反应中，不仅能拓展异斯特维醇衍生物的应用范围，而且可以在绿色、环保条件下合成手性化合物，具有非常重要的意义和价值。

发明内容

本发明提出一种有机催化剂，在无溶剂条件下的Michael加成反应中，可有效催化1,3-二羰基化合物与硝基烯烃的不对称加成反应，解决催化1,3-二羰基化合物与硝基烯烃的不对称加成反应时需要溶剂污染环境、产率低和对映选择性低的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种无溶剂催化剂，所述催化剂为异斯特维醇衍生物，结构式为：其中R＝CH₃或CH₂CH₃或(CH₂)₄或(CH₂)₅。

上述的无溶剂催化剂，在提高不对称催化反应收率方向的应用。

所述不对称催化反应为1,3-二羰基化合物与硝基烯烃的Michael加成反应。

所述不对称催化反应中，无溶剂催化剂的使用量为0.5mol％，1,3-二羰基化合物与硝基烯烃的摩尔比为1.2：1，

所述硝基烯烃为具有芳香苯环、芳香杂环或含共轭结构的硝基烯烃。

上述的无溶剂催化剂的制备方法，合成技术路线如图1所示，制备步骤如下：