[发明专利]超分子手性催化剂、其制备方法及其催化D-A反应的应用

说明书

本案涉及一种超分子手性催化剂、其制备方法及其催化D‑A反应中的应用，将单手性苯甘氨酸烷基衍生物溶解在水溶性有机溶剂中，室温下搅拌得到L/D‑PhgCsubgt;8～20/subgt;的水溶性有机溶剂溶液；继续加入超纯水继续搅拌，之后加入金属离子化合物，继续搅拌即可得到(M)‑L型或(P)‑D型超分子手性催化剂。本发明提供的超分子手性金属催化剂可高效循环不对称催化Diels–Alder反应，反应产率和ee值分别高达95％和92％；该超分子催化体系是一种悬浮液，通过离心可进行催化剂的分离，在溶剂极性不变的条件下，催化剂具备结构稳定的优势，并且在保持高产率和高ee值的前提下，能够完成4次循环不对称催化。

技术领域

本发明涉及有机化学合成催化技术领域，具体涉及一种超分子手性催化剂、其制备方法及其催化D-A反应的应用。

背景技术

随着人们对手性化合物的需求日益增加，不对称催化合成是获得手性物质的最有效的方法。对优异的手性催化剂而言，需要具备催化速率快、高立体选择性和优异循环催化性能的特点。

金属有机配体催化剂通常在有机溶剂中进行均相催化，虽能够达到较高的选择性，但回收却困难，欠缺循环催化能力。将均相催化剂与载体相结合是解决不能循环催化问题的有效方式。中国发明专利(CN 105195228A)报道了一种Fe₃O₄负载型手性催化剂，将手性小分子负载在具有磁性的Fe₃O₄纳米粒子上，该催化剂在Diels-Alder环加成反应中获得了高产率和高立体选择性，通过磁分离达到了可循环催化的效果，但该催化剂存在制备工艺复杂，催化时间较长的缺点。

近年来，超分子手性催化剂因具有活性位点紧密有序排列、手性微环境的特点，在不对称催化领域表现出优异的效果。目前为止，超分子手性催化剂大都集中在超分子水凝胶体系，能够进行3～5次的循环不对称催化。然而相对于超分子水凝胶有机催化剂而言，超分子手性金属催化剂虽具有优异的高效不对称催化性能，但其循环催化能力却始终是一个难题。刘鸣华课题组(J.Am.Chem.Soc.,2016,138,15629-15635.)制备了一系列超分子手性金属催化剂，对Diels-Alder和Mukaiyama aldol具有优异的选择性催化，但却不具备循环催化性能。

因此，发明一种既能高效不对称催化，又能循环使用的超分子手性金属离子催化剂是一项重大挑战。这对将来具有循环不对称催化能力的超分子手性金属催化剂的制备具有重要的指导意义，对手性药物的不对称合成中具有潜在的应用价值。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明旨在提供一种可高效循环不对称催化的超分子手性金属催化剂，用于选择性催化Diels-Alder(D-A)反应。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种超分子手性催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将单手性苯甘氨酸烷基衍生物溶解在水溶性有机溶剂中，室温下搅拌得到L-PhgC_8～20或D-PhgC_8～20的水溶性有机溶剂溶液；

2)向步骤1)的体系中加入超纯水继续搅拌，得到超分子组装体(M)-L-PhgC_8～20-NR或(P)-D-PhgC_8～20-NR；

3)向步骤2)中加入金属离子化合物，继续搅拌得到(M)-L型或(P)-D型超分子手性催化剂。

进一步地，所述步骤1)中水溶性有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、丙三醇、丙酮、乙腈和四氢呋喃中的一种；单手性苯甘氨酸烷基衍生物的浓度为1～10mM。

进一步地，所述步骤2)中超纯水与有机溶剂的体积比为9:1～3:7。