[发明专利]一类磺化BINAP和聚醚功能化离子液体一体化的手性催化剂

说明书

本发明涉及一类膦配体和聚醚功能化离子液体一体化的手性催化剂，利用离子液体的可设计性和易功能化的特点，将手性双膦配体BINAP的过渡金属配合物与聚醚功能化离子液体进行集成，得到一类膦配体和离子液体一体化的催化剂，这种一体化催化剂不仅具备手性催化剂的手性诱导能力，同时也是离子液体，具有离子液体的溶解和载体功能，这类磺化BINAP和聚醚功能化离子液体一体化的手性催化剂具有应用于不对称氢化反应的潜力。

技术领域

本发明涉及化学化工技术领域，具体地涉及一类膦配体和聚醚功能化离子液体一体化催化剂。

背景技术

在过去的几十年中，均相不对称催化加氢反应由于具有高的催化活性、好的立体选择性及温和的反应条件，已成为获得手性药物、农药和香料等精细化学品的最高效和最原子经济的手段之一。然而，长期以来，手性贵金属催化剂(主要是手性膦配体–金属配合物)与氢化产物难以分离的问题限制了其在工业上的大规模应用。因此，开发可回收和可循环的手性催化剂一直是均相不对称加氢领域的研究焦点。

近年来，随着对绿色化学的日益重视以及对环境友好溶剂的需求，绿色溶剂离子液体吸引了人们的极大关注。与传统的有机溶剂不同，离子液体具有极低的饱和蒸气压、高的热和化学稳定性、对过渡金属催化剂良好的溶解性以及结构的可设计性等优点，因此应用离子液体作为催化剂载体成为一种分离、回收和循环手性催化剂的有效手段。尽管离子液体在不对称氢化反应中用于分离手性催化剂取得了一些成功的应用，但一个难以调和的问题也显现出来，即为了抑制催化剂的流失，通常大量的溶剂离子液体被应用于催化反应中以充分地溶解和固载手性催化剂(达到金属催化剂的140–5000倍(mol/mol)，相当于底物的15–2100％，mol％)，这既不符合绿色化学的要求，也导致了资源的浪费。而且大量溶剂离子液体的应用也使得离子液体中难以除去的微量杂质对金属催化剂产生的负效应(如使催化剂中毒)变得更加显著，导致催化效率的降低。因此，如何环境友好和经济地应用离子液体以构建高效的离子液体不对称氢化体系是当前迫切需要解决的难题。

发明内容

本发明所述的一种膦配体和聚醚功能化离子液体一体化催化剂，其发明目的在于针对上述现有技术中存在的局限性，利用离子液体的可设计性和易功能化的特点，将手性双膦配体BINAP的过渡金属配合物与聚醚功能化离子液体进行集成，得到一类膦配体和离子液体一体化的催化剂，这种一体化催化剂不仅具备手性催化剂的手性诱导能力，同时也是离子液体，具有离子液体的溶解和载体功能。与现有技术中使用的传统的手性催化剂相比，这种一体化催化剂的优点是：(1)具有较低的熔点(一般10–60℃，或无熔点)，属于一类功能化离子液体，而传统的手性催化剂熔点较高(一般高于100℃)，不是离子液体；(2)具备载体功能，可实现催化剂的分离、回收和循环，而传统的手性催化剂不具备这一能力；(3)在大多数极性溶剂，如水、甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈、丙酮、四氢呋喃和二氧六环中易溶，也易溶于部分弱极性溶剂，如氯仿、二氯甲烷、苯和甲苯等，极大地扩展了其应用范围，而磺化膦配体金属手性催化剂一般只溶于水，适用于水/有机两相加氢反应。这类磺化BINAP和聚醚功能化离子液体一体化的手性催化剂具有应用于不对称氢化反应的潜力，如，酮酸酯的不对称氢化反应。

为实现上述发明的目的，所述膦配体和聚醚功能化离子液体一体化的手性催化剂，具有以下结构式：

手性催化剂7为M(X)₂(BINAP-(SO₃A)_k)，其是3和4以任意比例组成的混合物，3k4；

手性催化剂8为[M(X)_n(Q)(BINAP-(SO₃A)_k)]Y，其是5和6以任意比例组成的混合物，3k4；1或2中BINAP-(SO₃A)₂表示手性膦配体，其结构式如下，