CN103709196A - 含2-氨基吡啶基四齿配体的配合物及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属配合物MXY(L)以及使用该配合物作为催化剂，对酮类、酯类等含羰基化合物的加氢还原制备醇的方法。MXY(L)中，M为金属Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir及其他过渡族金属；X及Y可以是相同或不同的阴离子配体，L为含有-NH-吡啶基以及两个杂原子的四齿配体。本发明中的配合物具有催化活性高、稳定性强等优点。

Description

含2-氨基吡啶基四齿配体的配合物及其应用

技术领域

本发明涉及一种含2-氨基吡啶基四齿配体的配合物以及使用该配合物作为催化剂，对酯类或内酯类进行加氢还原制备醇的方法，属于有机合成领域。

背景技术

由酯或内酯类化合物还原到醇类化合物，是化学合成中很重要的一种方法，且天然化合物中，酯类化合物数量巨大，天然脂肪酸经过酯化后还原成脂肪醇，已经工业化超过七十年时间。传统的的酯的还原一般利用高温高压（100-300atmH₂,200-300℃）、异相催化体系，能耗消耗高，或者用硼氢化钠或氢化铝锂等金属还原试剂，需要消耗当量或几倍当量于底物的金属还原试剂，且强的金属还原剂如氢化铝锂会发生许多副反应，后处理操作麻烦，所以应用成本较高。由于均相催化加氢还原形成的副产物少、操作简单、作业安全性高，因此发展高效的酯的催化加氢催化剂，是一项具有重大意义的研究课题。作为酯的催化氢化催化剂，可列举多种催化剂体系。

Milstein^[1]在2006年报道了如下式a所示的16e结构的三齿钳式钌配合物，该配合物能在相对温和的条件下（115℃，5.3atm H₂）对酯，尤其是非官能团化的酯进行氢化还原，但该催化体系效率不高，S/C仅为100。Lionel A.Saudan^[2]于2007年报道了如式b及c所示的N—P四配位钌配合物对酯进行加氢还原，在100℃、50atm的条件下对一系列酯进行氢化，TON能够达到2000。2011年日本高砂公司报道了PNP-Ru(Ru-MACHO)配合物d对酯进行氢化还原^[3]，该配合物简单易得，但催化效率仍然不高。D.G.Gusev分别于2012^[4]及2013^[5]年报道了式e、f、g、h所示的钌配合物对酯进行氢化，氢化效率得到了较大提高，反应条件也相对更加温和，能够在40℃条件下对一些列酯进行氢化。

上述介绍基本包含了酯的氢化催化剂的最新进展，虽然酯的氢化在近10年来有了较大的突破，但由于催化剂的使用成本仍然较高，离工业化应用仍然有较大距离，因此期望开发出具有更高催化活性，更加廉价的催化剂。

[1]Angew.Chem.Int.Ed.2006,45,1113–1115

[2]Angew.Chem.Int.Ed.2007,46,7473–7476

[3]美国专利公开2011/0237814号公报

[4]Angew.Chem.Int.Ed.2012,51,2772–2775

[5]Angew.Chem.Int.Ed.2013,52,2538–2542

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种催化活性更高的配合物以及利用这些配合物作为催化剂对酯类、内酯类化合物进行催化加氢制备醇类的方法。

本发明利用含有-NH-及金属氢的双官能团机理，从两个方面着手提高催化剂的活性，一是利用含有吡啶基的α-位的-NH-基团的氢的酸性较强，二是四齿配体中含有两个较强的给电子基团（膦、硫、卡宾），使得金属氢更加富电子，活性更高；且四齿配体形成的催化剂稳定性较强，在空气中不敏感，利用起来非常便捷。

基于上述研究，本发明设计了一系列含有吡啶-氨基的四齿配体，以及利用该配体与过渡族金属进行配位形成配合物。这些配合物对酯具有非常高的催化氢化活性。

本发明涉及的配合物为下述通式（1）所示的金属配合物：

MXY(L)   （1）

所述通式（1）中，M为金属Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir及其他过渡族金属；X及Y可以是相同或不同的阴离子配体；L为下述通式（2）、（3）、（4）所示的四齿配体：

所述通式（2）、（3）、（4）中，R¹，R²，R³，R⁴，R⁵及R⁶可以相同或不同，为氢原子、卤素原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或取代氨基；上述R¹与R²或R²与R³之间可以成环，或R¹、R²与R³之间并成多环；另外，上述烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或取代氨基也可具有取代基；Q¹及Q²可以相同或不同，为直链或支链的含取代基或不含取代基的烷基链；A¹及A²可以相同或不同，为含有N、P、S或卡宾类配位原子的配基。

如通式（1）所述的金属配合物，当Q¹及Q²为含1个或2个碳原子的连接基团时，所述四齿配体L如通式（2＇）、（3＇）、（4＇）所示：

所述通式（2＇）、（3＇）、（4＇）中，R¹～R¹⁵可以相同或不同，为氢原子、卤素原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或取代氨基；上述R¹与R²或R²与R³之间可以成环，或R¹、R²与R³之间并成多环；另外，上述烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或取代氨基也可具有取代基；A¹及A²可以相同或不同，为含有N、P、S或卡宾类配位原子的配基。

如前述1～3所述的配合物中，其特征在于，当配基A¹及A²为含膦配基时，所述四齿配体L具有如下通式所述的结构：

所述通式（2＇＇）中，R¹～R¹⁵可以相同或不同，为氢原子、卤素原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或取代氨基；上述R¹与R²或R²与R³之间可以成环，或R¹、R²与R³之间并成多环；另外，上述烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或取代氨基也可具有取代基；A¹及A²可以相同或不同，为含有N、P、S或卡宾类配位原子的配基。

如通式（1）所述的金属配合物，当配基A¹及A²为含硫配基时，所述四齿配体L具有通式（9）所述的结构：

所述通式（2＇＇＇）中，R¹～R¹³可以相同或不同，为氢原子、卤素原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或取代氨基；上述R¹与R²或R²与R³之间可以成环，或R¹、R²与R³之间并成多环；另外，上述烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或取代氨基也可具有取代基；A¹及A²可以相同或不同，为含有N、P、S或卡宾类配位原子的配基。

根据本发明实施例，如通式（1）所述的金属配合物中，所述的四齿膦配体具有通式（5）所述的结构：

通式（5）中，Ph为苯基。

如通式（1）所述的金属配合物，所述金属M为Ru，所述阴离子配体X及Y同时为氯离子。

通式（1）所述的钌配合物MXY(L)的制备方法，所述方法是将通式（2）、（3）、（4）所述的四齿配体L与RuXY(PAr₃)₃进行配位反应，式中，Ar彼此间可以相同或不同，为可具有取代基的芳基。

其中，RuXY(PAr₃)₃可为RuCl₂(PPh₃)₃。

一种通式（6）的钌配合物的制备方法，所述方法是将RuCl₂(PPh₃)₃与所述通式（5）所述的四齿配体进行配位反应，柱层析得到通式（6）所示的配合物。

一种醇的制备方法，所述方法是在通式（1）所述的钌配合物的存在下，用氢供体对酯类或内酯类在一定温度（20～100℃）和碱性条件下进行加氢还原。

本发明的目的是为了得到一种活性高、稳定性好的酯类物质的氢化催化剂，该催化剂通过四齿配体与金属配位，螯合能力更强，使得配合物稳定性增加，且给电子能力更强，使得金属中心更加富电子，金属氢更加负电性，因而催化剂的活性更高。通过双官能团机理对羰基的加氢，除了金属中心富电性越高越有利于加氢外，另外一方面，如果N-H中的氢的酸性越强，则催化剂的活性也会越高，本发明正是利用了吡啶α位的碳原子吸电子能力强，增加了α-位N-H的酸性，使得双官能团化氢化模式更容易发生，从而大大增加了催化剂的活性。工业中的酯的氢化，一般采用金属试剂如氢化铝锂或硼氢化钠，这些试剂价格较贵，反应所需量较多，后处理麻烦，或者采用异相催化剂，在高温高压下进行氢化，如脂肪酸酯的氢化，这些工业应用能耗比较高。所以，本发明涉及的一类高效均相催化剂，有可能会在工业应用中取得进展。

附图说明

图1为基于本发明中的实施例5得到的金属钌配合物（6）的X射线结构分析所示的化学结构。

具体实施方式

首先，对本发明中的通式（1）所示的配合物进行说明。

MXY(L)  (1)

所述通式（1）中，M为金属Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir及其他过渡族金属；X及Y可以是相同或不同的阴离子配体；L为（2）、（3）或（4）所示的四齿配体：

所述通式（2）、（3）、（4）中，R¹，R²，R³，R⁴，R⁵及R⁶可以相同或不同，为氢原子、卤素原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或取代氨基；上述R¹与R²或R²与R³之间可以成环，或R¹、R²与R³之间并成多环；另外，上述烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或取代氨基也可具有取代基；Q¹及Q²可以相同或不同，为直链或支链的含取代基或不含取代基的烷基链；A¹及A²可以相同或不同，为含有N、P、S或卡宾类配位原子的配基。

对通式（2）、（3）、（4）中的R¹～R⁶进行说明

作为烷基，列举碳数1～50、优选碳数1～20、更优选碳数1～10的直链或支链烷基，例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正辛基等；作为环烷基，列举碳数3～30、优选碳数3～20、更优选碳数3～10的单环式、多环式或稠环式环烷基，例如，环丙基、环戊基、环己基等；作为芳烷基，列举前述烷基中至少一个氢原子被前述芳基取代的基团，例如优选碳数7～15的芳烷基，具体为苄基、1-苯乙基、2-苯乙基、1-苯丙基、3-萘丙基等。

作为芳基，列举碳数6～36、优选碳数6～18、更优选碳数6～14的单环式、多环式或稠环式芳基，例如，苯基、萘基、蒽基、菲基联苯基等。作为杂芳环基，列举具有2～15个碳原子的、5元或6元的单环芳杂环基、多环式或稠环式芳杂环基，这些基团含有至少1个、优选1～3个例如氮原子、氧原子和/或硫原子等杂原子。例如呋喃基、噻吩基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、哒嗪基、吡唑基、咪唑基、噁唑基、噻唑基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、喹啉基、异喹啉基、喹喔啉基、酚嗪基、喹唑啉基、萘啶基、苯并咪唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基和吖啶基等。

作为烷氧基，列举碳数1～20、优选碳数1～15、更优选碳数1～10的直链或直链烷基形成的烷氧基，例如，甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基等；作为环烷氧基，列举由碳数3～20、优选碳数3～15、更优选碳数3～10的多环式或稠环式环烷基形成的环烷氧基，例如，环丙氧基、环戊氧基、环己氧基等。作为芳烷氧基，列举前述烷氧基中的烷基或环烷基中至少一个氢原子被前述芳基取代的基团，例如优选碳数7～15的芳烷氧基，例如，苄氧基、1-苯乙氧基、2-苯乙氧基、1-苯丙氧基、2-苯丙氧基、3-苯丙氧基、4-苯丁氧基、1-萘甲氧基、2-萘甲氧基等。

作为芳氧基，列举碳数6～36优选碳数6～18、更优选碳数6～14的单环式、多环式或稠环式芳基形成的芳氧基，例如，苯氧基、甲苯氧基、二甲苯氧基、萘氧基等。

作为取代氨基，列举氨基的2个氢原子被相同或不同的前述烷基、环烷基、芳基、芳烷基或杂环基取代的基团，具体为N,N-二乙胺基、N,N-二异丙氨基等二烷氨基；N,N-二环己氨基等二环烷氨基；N,N-二苯氨基、N-萘基-N-苯基氨基等二芳氨基；N,N-二苄氨基等二芳烷氨基。而且，上述取代氨基的烷基、环烷基、芳基、芳烷基及杂环基也可进一步具有取代基。

作为上述烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、氨基上可能具有取代基，取代基可列举为对前述R¹～R⁶说明时所列举的烷基、芳基、烷氧基、芳氧基及氨基、卤素原子、甲硅烷基以及任选被保护的羟基。

作为前述R¹～R⁶取代基的卤素原子可以列举氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。

作为前述R¹～R⁶取代基的甲硅烷基，列举甲硅烷基中的3个氢原子被前述烷基、芳基取代的基团。例如三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基等。

作为前述R¹～R⁶取代基的任选被保护的羟基，可列举无保护的羟基；或者例如三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基等保护基团保护的羟基；或者是可被常规羟基保护基所保护的羟基，例如苄基和甲氧甲基等。

对通式（2）、（3）、（4）中的Q¹及Q²进行说明。

作为链状烷基连接基，列举由碳数1～20、优选碳数1～10、更优选碳数1～6的直链状或支链状的烷基链，具体例如亚甲基、亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基等。

作为环烷基，列举由碳数3～15、优选碳数3～10、更优选碳数3～6的单环式、多环式或稠环式环烷基得到的连接基团，例如，亚环丙基、亚环丁基、亚环戊基、亚环己基等。

作为芳烷基，列举从苄基、苯乙基等芳烷基的芳基脱去一个氢原子的碳数7～11的连接基团。可列举亚苯亚甲基（-Ph-CH2-）、2-亚苯亚乙基（-Ph-CH2CH2-）、1-亚萘亚甲基（-Np-CH2-）、2-亚萘亚甲基（-Np-CH2-）等（式中-Ph-为亚苯基、-Np-为亚萘基）。

作为上述链状烷基、环烷基或芳烷基的取代基，列举在对前述通式（2）、（3）、（4）中R¹～R⁶进行说明时所述的烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、氨基以及卤素原子、甲硅烷基及任选被保护的羟基。

接下来，对通式（1）中的X或Y所示的1价阴离子配体进行说明。

作为1价阴离子配体，列举例如氢负离子、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、芳烷氧基、羟基、酰氧基、磺酰氧基、卤素离子、AlH₄ ^ˉ、BH₄ ^ˉ、BH₃CN^ˉ、BH(Et)₃ ^ˉ等。优选BH₄ ^ˉ、氢负离子或氯离子。另外，本说明书中，所述氢负离子可能会简单记为氢、卤素离子可能会简单记为卤素。

作为酰氧基，列举（RaCO₂ ^ˉ）所示。作为酰氧基RaCO₂ ^ˉ中的Ra，列举氢原子、烷基或芳基。作为所述烷基和芳基，可列举为如在对前述通式（2）、（3）、（4）中R¹～R⁶进行说明时所列举的烷基及芳基；所述烷基和芳基可进一步被如在对前述通式中（2）、（3）、（4）中R¹～R⁶进行说明时的取代基团所取代。

作为Ra取代基的任选被保护的氨基，列举未保护的氨基；N-甲基氨基、N,N-二甲基氨基、N,N-二乙基氨基、N,N-二异丙基氨基、N-环己基氨基等的单或二烷基氨基；N-苯基氨基、N,N-二苯基氨基、N-萘氨基、N-萘基-N-苯基氨基等的单或二芳基氨基；N-苄氨基、N,N-二苄氨基等的单或二芳烷氨基；甲酰氨基、乙酰氨基、丙酰氨基、特戊酰氨基、戊酰氨基、己酰氨基、苯甲酰氨基等酰氨基；甲氧羰基氨基、乙氧羰基氨基、正丙氧羰基氨基、正丁氧羰基氨基、叔丁氧羰基氨基、戊氧羰基氨基、己氧羰基氨基等烷氧羰基氨基；苯氧羰基氨基等芳氧羰基氨基；苄氧羰基氨基等芳烷氧基羰基氨基等。

作为Ra，列举例如甲基、乙基、丙基、叔丁基、三氟甲基、苯基、五氟苯基等。

作为磺酰氧基，列举例如（RsSO₃）所示的那些基团。作为磺酰氧基RsSO₃中的Rs可与所述酰氧基中的Ra相同。

作为卤素原子，可列举氟离子、氯离子、溴离子、碘离子。优选氯离子、溴离子，更优选氯离子。

作为优选的四齿配体L如下述通式（2＇）、（3＇）、（4＇）所示：

所述通式（2＇）、（3＇）、（4＇）中，R¹～R¹⁵可以相同或不同，为氢原子、卤素原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或取代氨基；上述R¹与R²或R²与R³之间可以成环，或R¹、R²与R³之间并成多环；另外，上述烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或取代氨基也可具有取代基；A¹及A²可以相同或不同，为含有N、P、S或卡宾类配位原子的配基。

通式（2＇）、（3＇）、（4＇）中，R¹～R¹⁴可列举为如在对前述通式（2）、（3）、（4）中对R¹～R⁶说明时所列举的基团。

作为更优选的配合物，所述四齿配体L具有通式（2＇＇）所述的结构：

所述通式（2＇＇）中，R¹～R¹⁵可以相同或不同，为氢原子、卤素原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或取代氨基；上述R¹与R²或R²与R³之间可以成环，或R¹、R²与R³之间并成多环；另外，上述烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或取代氨基也可具有取代基。

对通式（2＇＇）中的R¹～R¹⁵进行说明，R¹～R¹⁵可列举为如在对前述通式（2）、（3）、（4）中对R¹～R⁶说明时所列举的基团。

作为更优选的配合物，所述四齿配体L具有通式（2＇＇＇）所述的结构：

所述通式（2＇＇＇）中，R¹～R¹³可以相同或不同，为氢原子、卤素原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或取代氨基；上述R¹与R²或R²与R³之间可以成环，或R¹、R²与R³之间并成多环；另外，上述烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或取代氨基也可具有取代基。

对通式（2＇＇＇）中的R¹～R¹³进行说明，R¹～R¹³可列举为如在对前述通式（2）、（3）、（4）中对R¹～R⁶说明时所列举的基团。

作为优选配体（2＇＇）可以给出式（7）所示的制备方法：

对通式（7）中的R¹～R¹²进行说明，R¹～R¹²可列举为如在对前述通式（2）、（3）、（4）中对R¹～R⁶说明时所列举的基团。

以下给出本发明部分优选的四齿配体L（Ⅰ）～L（XIII）的具体实例：

对通式（1）中的金属M进行说明，金属M可以列举为第六、七、八副族的金属元素，优选第六副族的金属元素Fe、Ru及Os，更优选金属Ru。

作为制备本发明中的金属配合物的起始原料的金属化合物，无特别限制，可列举例如，FeCl₂、FeBr₂、FeCl₃、FeBr₃、RuCl₃水合物、RuBr₃水合物、RuI₃水合物等无机化合物，RuCl₂(DMSO)₄,、[Ru(cod)Cl₂]_n、[Ru(nbd)Cl₂]_n、(cod)Ru(2-methallyl)₂、[Ru(benzene)Cl₂]₂、[Ru(p-cymene)Cl₂]₂、[Ru(mesitylene)Cl₂]₂、[Ru(hexamethylbenzene)Cl₂]₂、RuCl₂(PPh₃)₃、RuHCl(PPh₃)₃、RuH(OAc)(PPh₃)₃、RuH₂(PPh₃)₄等。上述示例中,DMSO为二甲亚砜、cod为1,5-环辛二烯、nbd为降冰片二烯、Ph为苯基。

所述通式（1）所示的金属配合物，可通过通式（2）、（3）、（4）所述的四齿膦配体与先导金属配合物进行简便的制备。

对本发明中酯类或内酯类加氢制备醇类的方法进行说明：

本发明中酯类加氢制备醇类的方法是使通式（1）所示的金属配合物与氢供体进行下述反应式（8）所示的由酯类制备醇类的方法。

式（8）中，R¹及R²可以相同或不同，为烷基、芳基、烯基、炔基、酰基。但R¹可为氢原子。另外，上述烷基、芳基、烯基、炔基、酰基可具有取代基。

本发明中内酯类加氢制备醇类的方法是使通式（1）所示的金属配合物与氢供体进行下述反应式（9）所示的由内酯类制备醇类的方法。

对式（8）中的R¹和R²进行说明。R¹和R²所表示的烷基、芳基可列举为如在对前述通式（2）、（3）、（4）中对R¹～R⁶说明时所列举的烷基及芳基。作为烯基，可为直链状，也可为支链状，例如碳数2～20的烯基，列举具体例为，乙烯基、丙烯基、1-丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基等。作为炔基，可为直链状，也可为直链状，例如碳数2～20的炔基，可列举具体例为，乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、3-丁炔基、戊炔基、己炔基等。作为环烯基，可为环内含1个或2个双键的4～10元的单环～三环的脂肪族烃基，具体可列举为环丁烯基、环戊烯基、环己烯基、环庚烯基或环辛烯基；作为酰基，可列举为甲酰基、乙酰基等脂肪酰基，或苯甲酰基、苯乙酰基等芳香酰基，上述酰基上仍可接一个或多个酰基。

当R¹和R²中含有多个羰基，可得到上述基团被加氢还原得到多元醇类。

对式（9）中的Q¹及Q²进行说明，作为Q¹及Q²表示的直链或支链、取代或无取代的烷基链可列举为如在对前述通式（2）、（3）、（4）中对R¹～R⁶说明时所列举的Q¹及Q²。

另外，作为式（9）中的Q¹及Q²可具有取代基，列举为如在对前述通式（2）、（3）、（4）中对R¹～R⁶说明时所述的烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、氨基以及卤素原子、甲硅烷基、任选被保护的氨基、任选被保护的羟基；以及在对前述反应式（8）中对R¹和R²说明时所述的烯基、炔基及羰基。当任选被保护的羟基的保护基为酰基时，可得到保护基被还原的产物。X所示的杂原子可以为N、O、S等，当X所示的杂原子为氮的情况下，作为氮上可具有的取代基，列举为如在对前述通式（2）、（3）、（4）中对R¹～R⁶说明时所述的烷基、环烷基、芳基以及一般的氨基保护基。

本发明所述的醇类制备方法，可使用溶剂也可不用溶剂，优选使用溶剂的方法。优选使用可溶解底物及催化剂的溶剂，可使用单一溶剂或混合溶剂。具体可列举为甲苯、二甲苯等芳香烃，己烷、庚烷等脂肪烃；二氯甲烷、氯苯等卤代烃类；乙醚、四氢呋喃、甲基叔丁基醚、甲基环戊醚等醚类；甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、2-丁醇、叔丁醇等醇类。其中，优选醚类或醇类，特别优选四氢呋喃、甲醇、乙醇、异丙醇。所述溶剂的使用量可根据反应条件等进行适当选择。

本发明使用的氢供体，列举分子氢、甲酸、伯醇（甲醇、乙醇、丁醇等）以及仲醇（异丙醇等）。优选分子氢。

催化剂的使用量可根据氢化底物、反应条件及催化剂的种类而定，通常催化剂与底物的摩尔比范围为0.0001mol%～10mol%，优选0.002mol%～1mol%。本发明进行催化加氢的温度一般为20～120℃；氢气的压力可为1～60atm，优选30～60atm，反应时间一般为0.5～48h，优选2～12h。

反应完成后，可以通过简单的萃取、过滤、结晶、蒸馏以及各种色谱法等通常使用的纯化方法，分离得到目标醇类。

本发明中的加氢还原需加入合适的添加剂，如碱类物质或金属氢化物等。所述碱性化物物的具体例为例如三乙胺、二异丙基乙基胺、N,N-二甲基苯胺、哌啶、吡啶、4-二甲氨基吡啶、1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烯、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯、正三丁基胺及N-甲基吗啉等胺类；碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂、碳酸铯等碱金属碳酸盐；碳酸氢钠、碳酸氢钾等碱金属碳酸氢盐；氢盐化钠、氢氧化钾、氢氧化锂等碱金属氢氧化物；甲醇钠、乙醇钠、异丙醇钠、叔丁醇钾、甲醇锂、异丙醇锂、叔丁醇锂等碱金属醇盐；氢化钠、氢化钙等碱金属氢化物。特别优选的碱类物质为甲醇钠或叔丁醇钾。作为金属氢化物，列举硼氢化钠、硼氢化钾、硼氢化锂、氢化铝锂等。

下面通过实施例对本发明加以说明，但本发明并不仅限于实施例。

实施例1

6-甲酰基2-吡啶甲酸甲酯的制备，合成反应式及步骤如下：

将2,6-吡啶二甲酸乙酯11.5g(50mmol)置于500ml干燥的烧瓶中，加入400ml甲醇，将反应瓶置于0℃冰浴中，缓慢加入1.9g(50mmol)NaBH₄，在该温度下继续反应1h，再次缓慢加入1g NaBH₄，在0℃反应1h，再次补加0.5g NaBH₄，0℃反应1h，加入200ml碳酸氢钠饱和溶液，0℃搅拌30min，旋干甲醇，得到的水相用氯仿萃取（100ml×5），无水硫酸钠干燥有机相，旋干，得到白色固体。将该白色固体溶于300ml二氯甲烷，室温条件下缓慢加入12.9g(60mmol)PCC（氯铬酸吡啶嗡盐），室温搅拌4h，得到的黑色溶液用硅藻土过滤，二氯甲烷洗涤，滤液旋干，通过简单的柱层析得到4.65g白色固体，yield52%。

实施例2

6-二甲氧基甲基-2-吡啶甲酸甲酯的制备，合成反应式及步骤如下：

将6-甲酰基吡啶-2-甲酸甲酯2.4g(14.5mmol)置于250ml干燥烧瓶中，氮气氛围下，依次加入50ml无水甲醇、50ml原甲酸三甲酯，加热至70℃搅拌4h，TLC检测反应完毕后，冷却至室温，旋干至剩余约5ml的液体，加入50ml水，用乙酸乙酯萃取产品三遍，得到的有机相干燥，旋干，粗产品通过柱层析纯化得到2.9g白色固体，yield90%。

实施例3

6-二甲氧基甲基-2-甲氧基吡啶甲磺酸酯的制备，合成反应式及步骤如下：

将6-二甲氧基甲基-2-吡啶甲酸甲酯1.06g(5mmol)置于50ml烧瓶中，冰浴条件下加入NaBH₄0.19g(5mmol)，升至室温搅拌30min，再次将反应体系降至0℃，加入NaBH₄0.19g(5mmol)，升至室温搅拌30min，再重复上述加料操作两次，TLC检测反应完毕，加入饱和碳酸氢钠溶液30ml，将甲醇旋干，用二氯甲烷萃取（50ml×3），有机相干燥，旋干，得到淡黄色油状液体，无需纯化直接用于下一步。

将上述淡黄色油状液体置于100ml烧瓶中，氮气氛围下加入20ml二氯甲烷、1.01g NEt₃(10mmol)，在0℃条件下，甲磺酰氯0.69g(6mmol)缓慢滴加到上述体系，0℃继续反应1h，加入30ml二氯甲烷稀释，分别用饱和氯化铵溶液和饱和碳酸氢钠溶液各洗涤一遍有机相，有机相用无水硫酸钠干燥，旋干，得到的粗产品经过柱层析分离得到1.10g物色油状液体，yield84%。

实施例4

2-二苯基膦基-N-（6-二苯基膦基甲基-2-吡啶甲基）乙胺的制备，反应式及步骤如下所示：

将KO^tBu1.88g(16.75mmol)置于干燥的100ml烧瓶中，加入70ml无水四氢呋喃，将HPPh₂2.59g(13.96mmol)于室温滴加进入上述悬浮液，室温搅拌30min，将6-二甲氧基甲基-2-甲氧基吡啶甲磺酸酯3.3g(12.64mmol)的10ml THF溶液加入上述体系，室温搅拌4h，加入浓盐酸2ml，加热至65℃搅拌3h，冷却至室温，加入鼓过氮气泡的饱和碳酸钠溶液30ml，旋干四氢呋喃，加入脱氧甲苯50ml萃取，氮气氛围下分出水相，有机相用饱和氯化钠洗涤，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤得到滤液干燥，旋干甲苯，用无水无氧四氢呋喃稀释至10ml，该溶液室温滴加进入2-二苯基膦基乙胺2.9g(12.64mmol)的30ml四氢呋喃溶液中，室温搅拌过夜，旋干四氢呋喃，得到的粘稠状液体加入无水无氧甲醇30ml，2h内分三批加入NaBH₄0.72g(19mmol)，反应完毕后，加入除氧的饱和碳酸钠溶液30ml，旋干甲醇，用甲苯萃取水相（30ml×3），合并有机相，干燥，旋干，氮气保护下进行柱层析分离，得到粘稠状产品3.3g，产率为50.4%。

实施例5

四齿配体与钌金属前体配位制备金属复合物式（11），反应式及操作步骤如下：

2-二苯基膦基-N-（6-二苯基膦基甲基-2-吡啶甲基）乙胺5.18g(10mmol)、RuCl₂(PPh₃)₃7.67g(8mmol)混合，氮气氛围下加入80ml甲苯，110℃加热反应12h，将反应液冷却至室温，加入正己烷100ml，搅拌30min，得到悬浮状黄色固体过滤，用乙醚洗涤，黄色滤饼用柱层析分离纯化，得到黄色固体粉末（3.3g，产率60%）。¹H NMR(400MHz,CD₂Cl₂):δ6.77-7.95(m,23H),5.12(br,1H),4.94(dd,J=11.2,15.2Hz,1H),4.44-4.64(dd,J=9.2,17.2Hz,1H),4.34(m,1H),3.42-3.67(m,2H),3.27-3.42(m,1H),2.72-2.85(m,1H);³¹P NMR(400MHz,CD₂Cl₂):δ62.85(d,J=54.8),59.25(d,J=54.8);HRMS(ESI⁺),m/z690.0462(M⁺),calcd forC₃₃H₃₂Cl₂N₂P₂Ru:690.0461.

实施例6

用配合物式（11）所示的催化剂催化苯甲酸甲酯的氢化反应，以及用苯甲酸甲酯为标准底物进行溶剂筛选试验。在放入磁子的5ml玻璃瓶中，依次加NaOMe27mg(0.5mmol)、催化剂（11）1.4mg(0.002mmol)、苯甲酸甲酯1.360g(10mmol,S:B:C=5000:250:1)、溶剂4ml，将上述反应体系放入高压反应釜内，冲换氢气三遍，充入氢气50atm，将反应釜置于80℃油浴锅中，加热搅拌2h，将反应釜置于冰浴中冷却。反应体系通过GC分析（SPB^TM-5，FUSED SILICA CapillaryColumn，30m×0.25mm×0.25μm,film thickness），进样温度310℃，检测温度310℃，程序升温120℃(0℃)-30℃/min-240℃(3.5min)。结果如表一所示

表一：溶剂对氢化效率的影响

从表中可以看出，在醇类、醚类、甲苯类溶剂中，都表现出良好的催化活性，甚至于不加溶剂，反应仍然能很好的进行。

实施例7

用配合物（11）催化苯甲酸甲酯的氢化反应，以及用苯甲酸甲酯为标准底物进行碱的筛选试验。在放入磁子的5ml玻璃瓶中，依次加各类碱、催化剂（11）1.4mg(0.002mmol)、苯甲酸甲酯1.360g(10mmol,S:C=5000:1)、四氢呋喃4ml（其中entry8为乙醇4ml），将上述反应体系放入高压反应釜内，冲换氢气三遍，充入氢气50atm，将反应釜置于80℃油浴锅中，加热搅拌2h，将反应釜置于冰浴中冷却。反应体系通过GC分析（SPB^TM-5，FUSED SILICA Capillary Column，30m×0.25mm×0.25μm,film thickness），进样温度310℃，检测温度310℃，程序升温120℃(0℃)-30℃/min-240℃(3.5min)。结果如表二所示：

表二：各类碱对催化活性的影响

从表二可以看出，各种有机碱强碱表现出良好的催化活性，如各类烷氧基碱金属，而较弱的有机碱如三乙胺以及各类无机碱，几乎没有催化反应的能力。而在有机碱中，叔丁醇钾表现出相对较好的活性。

实施例8

用配合物（11）催化苯甲酸甲酯的氢化反应，以及用苯甲酸甲酯为标准底物进行温度和压力筛选试验。在放入磁子的5ml玻璃瓶中，依次加KO^tBu28mg(0.25mmol)、催化剂（11）1.4mg(0.002mmol)、苯甲酸甲酯1.360g(10mmol,S:B:C=5000:125:1)、四氢呋喃4ml，将上述反应体系放入高压反应釜内，冲换氢气三遍，充入一定压力的氢气，将反应釜置于一定的温度条件下，加热搅拌2h，将反应釜置于冰浴中冷却。反应体系通过GC分析（SPB^TM-5，FUSED SILICACapillary Column，30m×0.25mm×0.25μm,film thickness），进样温度310℃，检测温度310℃，程序升温120℃(0℃)-30℃/min-240℃(3.5min)。结果如表三所示：

表三：温度、压力对氢化效率的影响

通过表三可以看出，压力为30～50atm时，压力对反应效率的影响不大，当温度达到40℃时，氢化效率也会降低。

实施例9

通过下式对苯甲酸异丙酯进行氢化。

在放入磁子的5ml玻璃瓶中，依次加KO^tBu27mg(0.25mmol)、催化剂1a0.23mg(0.00033mmol)、苯甲酸异丙酯1.642g(10mmol，S/C=30000:1)、溶剂4ml，将上述反应体系放入高压反应釜内，冲换氢气三遍，充入氢气50atm，将反应釜置于80℃油浴锅中，加热搅拌5h，将反应釜置于冰浴中冷却。反应体系通过GC分析（SPB^TM-5，FUSED SILICA Capillary Column，30m×0.25mm×0.25μm,film thickness），进样温度310℃，检测温度310℃，程序升温120℃(0℃)-30℃/min-240℃(3.5min)。GC分析转化率大于99%，产率大于99%。

实施例10

通过下式对乙酸乙酯进行氢化。

在放入磁子的5ml玻璃瓶中，依次加KO^tBu27mg(0.25mmol)、催化剂1a0.14mg(0.0002mmol)、乙酸乙酯0.881g(10mmol,S:C=50000:1)，将上述反应体系放入高压反应釜内，冲换氢气三遍，充入氢气50atm，将反应釜置于80℃油浴锅中，加热搅拌5h，将反应釜置于冰浴中冷却。反应体系通过GC分析（SPB^TM-5，FUSED SILICA Capillary Column，30m×0.25mm×0.25μm,filmthickness），进样温度120℃，检测温度140℃，60℃(6min)。GC分析转化率61%。

实施例11

通过下式对己内酯进行氢化。

在放入磁子的5ml玻璃瓶中，依次加KO^tBu27mg(0.25mmol)、催化剂1a1.4mg(0.002mmol)、己内酯1.141g(10mmol，S/C=5000:1)、溶剂四氢呋喃4ml，将上述反应体系放入高压反应釜内，冲换氢气三遍，充入氢气50atm，将反应釜置于80℃油浴锅中，加热搅拌5h，将反应釜置于冰浴中冷却。反应体系通过GC分析（SPB^TM-5，FUSED SILICA Capillary Column，30m×0.25mm×0.25μm,filmthickness），进样温度250℃，检测温度260℃，程序升温120℃(0℃)-20℃/min-240℃(0min)。GC分析转化率大于99%，产率大于99%。

实施例12

通过下式对丁二酸二甲酯进行氢化：

在放入磁子的5ml玻璃瓶中，依次加KO^tBu27mg(0.25mmol)、催化剂（11）1.4mg(0.002mmol)、丁二酸二甲酯1.465g(10mmol，S/C=5000:1)、溶剂甲苯4ml，将上述反应体系放入高压反应釜内，冲换氢气三遍，充入氢气50atm，将反应釜置于80℃油浴锅中，加热搅拌5h，将反应釜置于冰浴中冷却。反应体系通过GC分析（SPB^TM-5，FUSED SILICA Capillary Column，30m×0.25mm×0.25μm,film thickness），进样温度250℃，检测温度260℃，程序升温120℃(0℃)-20℃/min-240℃(0min)。GC分析转化率98.6%，产率82%。

Claims (10)

1.一种四齿配体，具有通式（2）、（3）或（4）所示的结构：

通式（2）、（3）或（4）中，

R¹，R²，R³，R⁴，R⁵及R⁶独立地为任何可以成键的原子或基团，R¹与R²或R²与R³之间成环或不成环，R¹、R²与R³之间并成多环或者不成多环；

Q¹及Q²独立地为直链或支链的含取代基或不含取代基的烷基链；

A¹及A²独立地为含有N、P、S或卡宾的基团。

2.根据权利要求1所述的四齿配体，其特征在于，通式（2）、（3）、（4）中，R¹，R²，R³，R⁴，R⁵及R⁶独立地为氢原子、卤素原子，或为含取代基或不含取代基的烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或氨基。

3.一种金属配合物MXY(L)，其中M为过渡族金属；X及Y是相同或不同的阴离子配体；L为权利要求1或2所述的的四齿配体。

4.根据权利要求3所述的金属配合物MXY(L)，其特征在于M为Fe、Ru、Os、Co、Rh或Ir。

5.根据权利要求3所述的金属配合物MXY(L)，其特征在于X及Y为卤素离子、氢负离子。

6.根据权利要求3所述的金属配合物MXY(L)，其特征在于所述的四齿膦配体L具有式（5）所示的结构：

上述式中，Ph为苯基。

7.如权利要求3～6任一项所述的金属配合物MXY(L)，其特征在于所述M为Ru，所述阴离子配体X及Y同时为氯离子。

8.权利要求7所述的金属配合物MXY(L)的制备方法，其特征在于将通式（2）、（3）、（4）所述的四齿配体L与RuXY(PAr₃)₃进行配位，式RuXY(PAr₃)₃中，Ar彼此间相同或不同。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于将RuCl₂(PPh₃)₃与式（5）所述的四齿配体进行配位反应，得到如式（6）所示的金属配合物

10.一种醇的制备方法，其特征在于，在权利要求3～7任一项所述的金属配合物的存在下，用氢供体在20～100℃和碱性条件下对酯类或内酯类进行加氢还原。