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一种SBA-15负载的多相手性膦金催化剂及其制备方法和应用


技术摘要:
本发明公开了一种SBA‑15负载的手性膦金催化剂及其制备方法和应用,其特点是将引入烯烃官能团的手性膦配体与Me2S·AuCl反应,得到均相的手性膦金催化剂,将其负载在巯基功能化的SBA‑15表面,得到多相手性膦金催化剂材料,该催化剂在3‑吲哚烯烃与2‑恶唑烷酮联烯氨的不  全部
背景技术:
近几年来,手性膦配体以及其金化合物获得了迅速的发展,尤其是在联烯的不对 称催化领域中的应用最为广泛,但是由于金的价格昂贵,手性膦配体的制备步骤较为繁琐, 容易造成环境的污染,以及手性膦配体较难以保存,这些问题限制了手性膦配体金化合物 的进一步的发展和应用。设计并合成一种新型的可循环使用且易保存的手性膦配体金催化 剂是目前研究的热点也是难题。而解决这一问题的最为有效方式是对于均相催化剂的负 载,即选取适当的载体,随后通过在手性膦配体及其金化合物与载体之间构造共价键,将均 相催化剂与载体连接以制备一种手性膦配体金化合物的多相手性催化剂。 目前,手性膦配体及其金化合物研究大多数还处在均相催化中,而在多相催化领 域中的研究较少。2015年张俊良课题组(ACS  Catal.2015,5,7488-7492)在手性亚胺膦配体 上引入双键,随后在与苯乙烯以及DVB进行自由基共聚反应,进而制备了一种有机高分子负 载的手性多相催化剂,在烯炔酮与硝基酮的不对称[2 2]环化反应中表现出优异的催化性 能;但是由于该多相催化剂较难于分离,并且需要在循环中添加助剂银盐,导致该催化剂的 应用受到严重的限制。 在现有技术的多相手性膦金催化剂在制备过程中极易被氧化,且不易分离,循环 使用后活性不能保持,难以得到进一步的发展和应用,因此发展一种制备过程简单、稳定性 高以及催化性能优秀的手性膦配体金化合物的多相催化剂对于多相不对称催化领域的发 展具有重要意义。
技术实现要素:
本发明的目的是针对现有技术的不足而设计的一种SBA-15负载的手性膦金催化 剂及其制备方法和应用,采用引入烯烃官能团的手性膦配体与Me2S·AuCl反应,得到均相 手性膦金催化剂,交换阴离子后在将其负载在巯基功能化的SBA-15表面,得到多相手性膦 金催化剂材料,该催化剂在3-吲哚烯烃与2-恶唑烷酮联烯氨的不对称[2 2]环化反应中合 成呋喃类化合物,具有较好的催化活性和选择性,催化剂制备工艺简单,仅使用紫外灯照射 即可引发自由基反应进行嫁接,制备的催化剂易于分离并可循环使用,其性能良好,形成的 多相膦金催化剂具有高度有序二维六方介孔结构,较大的比表面积和均一的孔径分布等优 点,在多相催化领域有着巨大的发展潜力和应用前景。 实现本发明目的的具体技术方案是:一种SBA-15负载多相手性膦金催化剂的制备 方法,其特点是将烯基官能团化的手性亚胺膦配体与二甲硫醚氯化亚金和四氢呋喃按摩尔 体积比为1mmol:1.2mmol~1.5mmol:5~10mL混合,室温下搅拌反应2~4h,得均相手性膦金 4 CN 111545247 A 说 明 书 2/4 页 催化剂,然后将均相手性膦金催化剂与偶氮二异丁晴、甲苯和巯基功能化的SBA-15按摩尔 体积比为1mmol:0.6~0.8mmol:50mL~60mL:1.5~1.8mmol混合进行如下反应结构式的合 成反应: 式中:Ar为烷基烯烃; 所述合成反应在室温下用紫外灯照射2~5h,反应液经抽滤后用甲苯和乙醚交替 洗涤,然后在80~110℃温度下真空干燥8~12h,得产物为具有高度有序二维六方介孔结 构,且较大比表面积和均一孔径分布的SBA-15负载的多相手性膦金催化剂。 所述烯基为烯丙基、1-丁烯基。 一种SBA-15负载多相手性膦金催化剂的应用,其特点是将SBA-15负载的多相手性 膦金催化剂溶于二氯甲烷在-78℃温度下搅拌5~10min,然后加入3-吲哚烯烃与2-恶唑烷 酮联烯氨进行如下反应结构式的3-吲哚烯烃与2-恶唑烷酮联烯氨不对称[2 2]环化反应: 其中:R1为烷基或芳基;R2为烷基或芳基; 所述环化反应温度为-65~-80℃,反应时间为3~8h,反应结束后滤出催化剂,其 滤液用丙酮洗涤数次后合并有机相,然后经干燥、抽滤、浓缩和柱层析,得产物为手性含吲 哚四元环类化合物,滤出的催化剂经洗涤、干燥后可重复使用,所述3-吲哚烯烃、2-恶唑烷 酮联烯氨与多相手性膦金催化剂和二氯甲烷的摩尔体积比为1mmol:1.2~1.3mmol:0.3~ 0.5mmol:2~10mL。 本发明与现有技术相比具有高度有序二维六方介孔结构,较大的比表面积和均一 的孔径分布等优点,在3-吲哚烯烃与2-恶唑烷酮联烯氨的不对称[2 2]环化反应中催化活 性高,催化剂合成工艺简单,仅使用紫外灯照射即可引发自由基反应进行嫁接,制备的催化 剂易于分离并可循环使用,且循环使性能好,是一种环境友好型多相催化剂,在多相催化领 5 CN 111545247 A 说 明 书 3/4 页 域有着巨大的发展潜力和应用前景。 附图说明 图1为实施例1制备的产物X射线衍射图; 图2为实施例1制备的产物N2吸附-脱附等温曲线图。
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