[发明专利]固定化N-羟基邻苯二甲酰亚胺树脂及其制备方法和应用及7-酮胆固醇乙酸酯的制备方法

说明书

本发明属于有机合成领域，涉及一种固定化N‑羟基邻苯二甲酰亚胺树脂及其制备方法和应用及7‑酮胆固醇乙酸酯的制备方法。所述固定化N‑羟基邻苯二甲酰亚胺树脂的制备方法包括：将氯球和二醇化合物在取代催化剂的存在下进行取代反应得到二醇微球；将二醇微球和1,2,4‑偏苯三酸酐酰氯在酯化催化剂的存在下进行酯化反应得到邻苯二甲酸酐微球；将邻苯二甲酸酐微球和盐酸羟胺在傅酸剂的存在下进行羟胺化反应得到固定化N‑羟基邻苯二甲酰亚胺树脂。采用以上方法所得固定化N‑羟基邻苯二甲酰亚胺树脂可循环使用，并且将其与弱碱性树脂和分子筛配合使用，能够使得7‑酮胆固醇乙酸酯的收率达到70％以上，产物含量达到90％以上。

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种固定化N-羟基邻苯二甲酰亚胺树脂及其制备方法和应用及7-酮胆固醇乙酸酯的制备方法。

背景技术

7-酮胆固醇乙酸酯具有式(1)所示的结构，其为氧化法制备维生素D3的重要中间体，其制备方法一般采用各类氧化剂对胆固醇乙酸酯进行烯丙位氧化，早期采用的氧化剂包括重金属氧化剂、过氧化物等。然而，重金属氧化剂的价格昂贵、回收成本高，且对环境破坏大，而过氧化物不稳定，大量使用存在一定安全隐患。随着技术发展，现在以氮氧化物为催化剂并以空气(氧气)为氧化剂进行烯丙位氧化的绿色合成技术越来越被人们所报道。

随着研究的深入，越来越多文献报道了各类重金属催化剂如钴、锰、铁等与氮氧化物共催化烯丙位的空气(氧气)氧化反应，但由于重金属价格昂贵，且在重金属作用下氮氧化物容易被破坏，导致催化剂无法回收套用，使得总制备成本较高。

由于氮氧化物催化剂的价格居高不下，越来越多的催化剂回收套用方法开始被报道，其中，氮氧化物的固定化是催化剂再利用的一种有效方法。杨晓林等(功能高分子学报，2014，27(03)，278)报道了聚合物微球固载N-羟基邻苯二甲酰亚胺与醋酸钴催化环己烷和环己醇的氧化；张婷婷等(石油学报(石油加工)，2020，36(02)，245)报道了用交聚聚苯乙烯固定NHPI催化环己基苯的氧化，产物为环己酮和苯酚；CN106582828A公开了一种固相催化剂CPS-NHPI的制备及其催化乙苯和环己烷的分子氧氧化；CN105080604A公开了一种交联聚苯乙烯微球表面合成与固载N-羟基邻苯二甲酰亚胺催化剂的制备方法。

使用固定化的氮氧化物作为催化剂，因其固定化后仅须简单过滤即可回收，且固定化后其结构较为稳定，不易被破坏可重复利用，从而实现催化剂的绿色循环使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的固定化N-羟基邻苯二甲酰亚胺树脂及其制备方法和应用及7-酮胆固醇乙酸酯的制备方法，该固定化N-羟基邻苯二甲酰亚胺树脂不仅具有较高的活性，将其与弱碱性树脂和分子筛协同配合使用非常有利于产物含量和收率的提高，而且不易被破坏，可实现循环使用。

具体地，本发明提供了一种固定化N-羟基邻苯二甲酰亚胺树脂的制备方法，包括：

S1、将氯球和二醇化合物在取代催化剂的存在下进行取代反应，得到二醇微球；

S2、将二醇微球和1,2,4-偏苯三酸酐酰氯在酯化催化剂的存在下进行酯化反应，得到邻苯二甲酸酐微球；

S3、将邻苯二甲酸酐微球和盐酸羟胺在傅酸剂的存在下进行羟胺化反应，得到固定化N-羟基邻苯二甲酰亚胺树脂。

在一种优选实施方式中，步骤S1中，所述氯球中氯含量与二醇化合物和取代催化剂的摩尔比为1:(2～5):(1.1～1.5)。

在一种优选实施方式中，步骤S1中，所述氯球为氯甲基化聚苯乙烯树脂，氯含量为0.5～2mmol/g，0.5～2％DVB交联。

在一种优选实施方式中，步骤S1中，所述氯球的粒径为75～150μm。

在一种优选实施方式中，步骤S1中，所述二醇化合物具有式(Ⅰ)所示的结构：