一种制备手性或非手性双核Salen配体的合成方法

摘要

本发明提供了一种利用手性或非手性的二胺与单水杨醛及双水杨醛的衍生物制备手性或非手性的双核Salen配体的一种合成方法。该方法是采用先使用双水杨醛的衍生物与过量的二胺反应，然后再加入过量的单水杨醛的衍生物的合成方法。该方法反应减少了副产物的生成，产品易于纯化，有利于高效地得到了双核Salen配体。制备双核Salen配体所使用的二胺可以是手性或非手性的二胺及其铵盐(二胺的铵盐可用碱使其游离出二胺)，如(R，R)－环己二胺、(S，S)－环己二胺、(R，R)－1，2－二氨基环己烷单(+)酒石酸盐、(R)－联二萘酚二胺、(S)－联二萘酚二胺、1，2－二苯基乙二胺及各种含双氨基、多氨基的脂肪族、芳香族及杂环化合物等。

说明书

所属技术领域

本发明涉及利用手性或非手性的二胺与单水杨醛及双水杨醛的衍生物制备手性或非手性的双核Salen配体的一种合成方法，属于化学合成领域。

背景技术

Salen[来自N，N′-bis(salicylaldehydoethylenediamine)]是近年来手性合成中最重要的配体之一。Salen的金属络合物作为催化剂的性质也逐渐被人们所认识，可称之为Salen-金属催化剂。Salen-金属催化剂在不对称催化中有着广泛的应用，是一种多功能的催化剂，它可以催化很多反应。其中，Salen-金属催化剂在环氧化合物的水解动力学拆分中，可以得到近似纯的光活性的环氧化合物和二醇。

对于环氧化合物的水解动力学拆分主要是用Salen-Co催化剂，其效果很好。对于工业应用上来讲，到2004年，Rhodia ChiRex已经使用单核催化剂拆分苯乙烯环氧化物、环氧丙烷、环氧氯丙烷及2，3-环氧丙烯酸乙酯达到吨级水平。可见使用Salen催化剂水解动力学拆分已经得到了大量的应用。

虽然单核催化剂在工业中得到了大量的应用，但是，单核催化剂在使用时的最大缺点是不易回收，使昂贵的手性催化剂白白流失。易于回收的催化剂，如负载到高聚物上的催化剂及Salen-金属络合物催化剂的低聚物仍只能停留在试验室阶段，其应用于工业方面还未见报道。制备可回收的催化剂成为现今亟待解决的问题。双核Salen催化剂结构简单，易于合成，可回收循环利用，有望能够替代单核催化剂进行水解动力学拆分。

制备双核Salen催化剂主要的工作是有效地合成其配体，目前文献中报道制备双核Salen配体的方法主要可分为二种。第一种方法是二步合成法，即先使二胺化合物与单水杨醛的衍生物反应得到中间体——醛与二胺的单缩合物，此化合物经分离后再与双水杨醛的衍生物反应得到双核Salen配体。在这个方法中，制备中间体的反应是一个动力学与热力学竞争的反应，在反应后中间体与反应液分离的后处理过程中，中间体极易转化成单核催化剂配体，使得到的中间体的纯度不高，对进一步反应制备双核Salen配体产生很大影响。第二种方法是采用一锅煮法，投料顺序同上，中间体不经分离即与双醛衍生物反应得到双核Salen配体。一锅煮法避免了经过分离不稳定的中间体的合成路线，较有效地得到了双核配体。但是，我们在实验中发现，按文献中提供的方法制备得到的产品中仍含有大量的副产物，给产品的提纯带来了很大麻烦。

本发明为了解决有效地得到了双核Salen配体，减少副产物的生成，尝试采用改变投料顺序，并适当地使部分原料过量的方法减少了副产物的生成，高效地得到了双核Salen配体。

发明内容

本发明在投料顺序上先使二胺化合物与双水杨醛的衍生物反应，再加入单水杨醛衍生物，具体路线如图1所示。其制备双核Salen配体所使用的二胺可以是手性或非手性的二胺及其铵盐(二胺的铵盐可用碱使其游离出二胺)，如(R，R)-环己二胺、(S，S)-环己二胺、(R，R)-1，2-二氨基环己烷单(+)酒石酸盐、(R)-联二萘酚二胺、(S)-联二萘酚二胺、1，2-二苯基乙二胺及各种含双氨基、多氨基的脂肪族、芳香族及杂环化合物等。双核Salen配体中的R₁、R₂、R₃、X₁、X₂、X₃、X₄、X₅、X₆、X₇、Y的结构可以为：H原子、C1～C6烷基、C1～C6烯烃或炔烃、卤素、醇、硫醇、氨基、硝基、胺、酰胺、羰基、羧基、甲硅烷基、醚、硫醚、酮、醛、酯、磷酰基、膦酸酯、三氢化磷、磺酸基，或者是(CH₂)_k-R₄，其中，R₄可以是苯基、环烷基、环烯基、杂环化合物或多环化合物，其中k为0～8之间。n为0～8之间。二胺化合物与单水杨醛的衍生物在投料时一个或者两者都过量。

具体合成方法是：在氮气保护下，向CH₂Cl₂溶液中加入2.4摩尔当量的二胺化合物，冰浴降温至0℃，开始滴加双水杨醛的衍生物的CH₂Cl₂溶液，1h滴完，冰浴保温反应24h。然后，再滴加3.6摩尔当量的单水杨醛的衍生物的CH₂Cl₂溶液。滴加完后，将固体过滤，溶液中加入无水乙醇回流9h。先蒸除少量的溶剂，静置析出固体，此固体可能为三核与二核催化剂配体的混合物。过滤，将滤液再蒸除部分溶剂，静置析出固体，自然干燥为双核催化剂配体。

本发明的优点是通过改变投料顺序，并适当地使部分原料过量的方法减少了副产物的生成，高效地得到了双核Salen配体。

说明书附图

图1为双核催化剂配体的合成图

实施例

下面通过实施例具体说明本发明，但本发明并不只限于下面的例子。

实施例1

向50ml的单口烧瓶中加入(R，R)-1，2-二氨基环己烷单(+)酒石酸盐2.77g，无水K₂CO₃2.9g，在氮气保护下，加入15ml蒸馏水，6ml乙醇，回流3h。用30mlCH₂Cl₂分四次提取释放出的环己二胺，CH₂Cl₂层无水Na₂SO₄干燥。干燥好的CH₂Cl₂层过滤掉Na₂SO₄后，将其加入到100ml单口烧瓶中，冰浴降温至0℃，开始滴加3，5-二叔丁基水杨醛2.34g的23mlCH₂Cl₂溶液，1h滴完，冰浴保温反应24h。然后，再滴加5，5′-亚甲基双叔丁基水杨醛1.74g的17ml CH₂Cl₂溶液。室温下搅拌反应12h后，TLC检测反应，没有产物点。

实施例2

条件同实施例1，只改变3，5-二叔丁基水杨醛与5，5′-亚甲基双叔丁基水杨醛加料顺序，即先加入5，5′-亚甲基双叔丁基水杨醛反应24h后，再加入3，5-二叔丁基水杨醛。反应完毕后TLC检测，只有少量的产物。

由以上两个实施例可以看出，提取环己二胺的方法不易得到双核配体。所以我们采用不提取环己二胺的方法，即环己二胺由其盐中游离出来后直接加入3，5-二叔丁基水杨醛或5，5′-亚甲基双叔丁基水杨醛反应，以下几个实施例就是采用不提取环己二胺的一锅煮法合成双核Salen配体。

实施例3

向100ml的单口烧瓶中加入(R，R)-1，2-二氨基环己烷单(+)酒石酸盐1.901g，无水K₂CO₃2.0g，在氮气保护下，加入6ml蒸馏水，室温下搅拌10min，使固体溶解。加入50mlCH₂Cl₂，分二次加入12g K₂CO₃吸收内部的水。冰浴降温至0℃，开始滴加滴加5，5′-亚甲基双叔丁基水杨醛1.104g的20ml CH₂Cl₂溶液，1h滴完，冰浴保温反应24h。然后，再滴加3，5-二叔丁基水杨醛2.527g的10mlCH₂Cl₂溶液。滴加完后，将固体过滤，溶液中加入80ml无水乙醇。回流9h，TLC检测反应，产品色谱得率为70％。先蒸除80ml溶剂，静置析出固体，此固体可能为三核与二核催化剂配体的混合物。过滤，将滤液再蒸除溶剂，剩余溶剂约为20ml时，停止蒸除溶剂，静置析出固体，为两核催化剂配体(0.91g，收率：30.6％)。

实施例4

条件同实施例3，仅在反应结束后不加入乙醇回流，产品色谱得率为55％。

实施例5

条件同实施例3，仅改变3，5-二叔丁基水杨醛与5，5′-亚甲基双叔丁基水杨醛加料顺序，即先加入5，5′-亚甲基双叔丁基水杨醛反应24h后，再加入3，5-二叔丁基水杨醛。反应完毕后TLC检测，产品色谱得率为45％。