CN109293506B - 通过微反应器实现可见光催化分子氧氧化连续制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法 - Google Patents
通过微反应器实现可见光催化分子氧氧化连续制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109293506B CN109293506B CN201811299525.4A CN201811299525A CN109293506B CN 109293506 B CN109293506 B CN 109293506B CN 201811299525 A CN201811299525 A CN 201811299525A CN 109293506 B CN109293506 B CN 109293506B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- beta
- dicarbonyl compound
- bottle
- phase
- percent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
- C07C67/30—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the acid moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group
- C07C67/31—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the acid moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group by introduction of functional groups containing oxygen only in singly bound form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
- C07B41/00—Formation or introduction of functional groups containing oxygen
- C07B41/02—Formation or introduction of functional groups containing oxygen of hydroxy or O-metal groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D211/00—Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings
- C07D211/04—Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
- C07D211/06—Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D211/08—Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals directly attached to ring carbon atoms
- C07D211/10—Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals directly attached to ring carbon atoms with radicals containing only carbon and hydrogen atoms attached to ring carbon atoms
- C07D211/16—Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals directly attached to ring carbon atoms with radicals containing only carbon and hydrogen atoms attached to ring carbon atoms with acylated ring nitrogen atom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
- C07B2200/00—Indexing scheme relating to specific properties of organic compounds
- C07B2200/07—Optical isomers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2602/00—Systems containing two condensed rings
- C07C2602/02—Systems containing two condensed rings the rings having only two atoms in common
- C07C2602/04—One of the condensed rings being a six-membered aromatic ring
- C07C2602/08—One of the condensed rings being a six-membered aromatic ring the other ring being five-membered, e.g. indane
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2602/00—Systems containing two condensed rings
- C07C2602/02—Systems containing two condensed rings the rings having only two atoms in common
- C07C2602/04—One of the condensed rings being a six-membered aromatic ring
- C07C2602/10—One of the condensed rings being a six-membered aromatic ring the other ring being six-membered, e.g. tetraline
Abstract
本发明属于流动化学领域，提供了一种通过微反应器实现可见光催化分子氧氧化连续制备手性α‑羟基‑β‑二羰基化合物的方法。该方法用手性金鸡纳碱衍生物季铵盐作为手性相转移催化剂，在有机光敏剂存在下，通过微反应器实现可见光活化气体分子氧催化连续氧化β‑二羰基化合物制备手性α‑羟基‑β‑二羰基化合物。该方法具有高效，低碳可持续，连续化的优点。本发明的方法在1～10min反应停留时间，即可实现近100％的底物转化率，产物选择性高于95％，产物立体选择性高于80％的ee值，此反应绿色，环境负担低，实现连续化，具有规模生产低成本的优势。
Description
技术领域
本发明属于流动化学领域，用微反应器实现可见光活化分子氧催化连续氧化β-二羰基化合物制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法。
背景技术
目前，全球流动化学在应用于制药、化学品、学术和研究、石化等行业。在流动化学反应器类型中，微通道反应是一种全球应用最广泛的技术。使用微通道连续流反应器制备化合物，具有明显优势：1)效率提升，转化率和选择性也有所提升；2)稳定性和安全性可以得到很好的保障；3)绿色、低碳、可持续。
此前，诺华公司在做8-溴-1H-2-喹啉酮硝化反应(Org.Process Res.Dev.2011,15,1447～1452)时，用微通道连续流反应器代替釜式反应器后，只用了几分钟就得到了100％的转化率和100％的选择性，并且十分稳定，反应时间短也降低了爆炸性混合物产生的概率。KF Jensen提出了一种自动微流体系统(Angew.Chem.2017,56)，将其应用于液体或气液反应中，如可见光光致氧化还原催化反应，在较低的停留时间内有高混合和高传热。苯硼酸的羟基化和苯硫酚二聚化的研究案例证明了该系统的优势。最近，德国马普学会胶体与界面研究所的Pieber博士、Seeberger博士等人在《德国应用化学》上报道了使用微反应器进行光催化多相连续氟化反应(Angew.Chem.Int.Ed.2018,57,1–5)，使用了固-液-气多相光催化体系。由此可见，在微反应器中进行非均相的光催化氧化反应可大大缩短反应时间，并且可提高选择性和转化率。
此前，Meng和其同事用一种C-2′位修饰金鸡纳碱相转移催化剂在间歇条件下光催化氧化β-二羰基化合物不对称α-羟基化，但此反应还尚未在微反应器中进行。因此我们将光催化，分子氧氧化，连续化结合在一起，利用微反应器来实现该反应体系，期待缩短反应停留时间，提升其不对称选择性，实现连续化生产。
发明内容
本发明属于微反应器，流动化学领域，用微反应器实现可见光活化分子氧催化连续氧化β-二羰基化合物制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法。
本发明的技术方案：
一种通过β-二羰基化合物制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法，该方法用手性金鸡纳碱衍生物季铵盐作为手性相转移催化剂，在有机光敏剂存在下，通过微反应器实现可见光活化气体分子氧催化连续氧化β-二羰基化合物制备手性α-羟基-β-二羰基化合物。具体内容如下：
该方法通过具有气液混合作用的微通道反应器实现，反应器内的反应液为有机相、水相及气相的三相反应体系。所述具有可控发射可见光波长和通量、可控温度、可控压力的微通道反应器至少具有两个液体进口和一个气体进口，每个液体进口单独具有连续准确的计量进料；气体进料通过气体质量流量计计量。所述的有机相是β-二羰基化合物底物、金鸡纳碱衍生物季铵盐的手性相转移催化剂、有机光敏剂按一定比例和浓度溶解在有机溶剂中配制溶液，其中，金鸡纳碱衍生物季铵盐的手性相转移催化剂与β-二羰基化合物的摩尔比为0.01％～20mol％，光敏剂与β-二羰基化合物的摩尔比为0.00001％～5％，有机相中β-二羰基化合物的浓度为0.001～0.5mmol/ml；所述的水相是无机碱或盐溶解在水中配制的溶液，其中，碱或盐溶液质量浓度为0.01～50％；所述的气相为空气、纯氧气及按一定比例配制的氧气与惰性气体的混合物，氧气比例1.0％-99.9％。
分别用泵将有机相、水相准确计量连续打入微通道反应器中(通过A泵将有机相从液体进口泵入微反应器，通过B泵将水相从另一个液体进口泵入微反应器)，同时打开气体质量流量计，将含有氧气的气相通入微通道反应器中(通过C泵将气相泵入微反应器)，实现有机相、水相、含有分子氧的气相三相混合反应。可见光照射下、在有机光敏剂存在下，实现手性金鸡纳碱衍生物季铵盐作为手性相转移催化剂，可见光活化气体分子氧催化连续氧化β-二羰基化合物制备手性α-羟基-β-二羰基化合物，其可见光波长为300-800nm、光通量为500-4000lm、反应温度-15℃～70℃，反应器背压0.1-10bar、微反应器内停留时间为1-200min，β-二羰基化合物底物转化率≥99％，产物选择性高于95％，手性α-羟基-β-二羰基化合物对映体过量选择性不低于80％ee，具有极大商业化前景。
所述的三个泵泵入的流速分别为：(1)有机相的流速0.3-5ml/min；(2)水相的流速0.3-5ml/min；(3)气相的流速1-15ml/min。
所述的有机光敏剂为四苯基卟啉、酞菁、孟加拉玫瑰红、亚甲基蓝、曙红Y、曙红B等。所述的可见光波长为300～800nm，优选为390～780nm，光源为太阳光、白炽灯、LED，光通量为500-4000lm。所述的有机溶剂包括芳烃类或烷烃类，芳烃类包括甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、均三甲苯，对氯甲苯、邻氯甲苯等，烷烃类包括二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、石油醚、环己烷、乙酸乙酯等。所述的水相为无机碱或盐的水溶液，包括碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾在水中的一种或两种以上混合；也包括在无机碱或盐溶液中加入L-脯氨酸、D-脯氨酸等手性氨基酸的混合溶液。
所述的连续氧化β-二羰基化合物，制备手性α-羟基-β-二羰基化合物所用到的金鸡纳碱衍生物季铵盐的手性相转移催化剂(PTC)结构如下：
其中，R1为烷基、环烷基、和芳基，这里的芳基包括对三氟甲基苯基、苯基、蒽基、菲基等，烷基包括甲基、乙基、乙烯基等；R2为乙烯基、乙基或光敏基团；R3、R4、R5、R6、和R7为H、卤素、三氟甲基或甲氧基，五者相同或不同。
所述的β-二羰基化合物包括Ia、或Ib，连续氧化β-二羰基化合物制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法中包括的反应包括：
其中，R8为烷基、环烷基、芳环或苄基，n为1或2；R9、R10和R11为氢原子、卤素、烷基、烷氧基、环烷基，三者相同或不同。
其中，R8为烷基、环烷基、芳环或苄基，n为1或2；R9、R10和R11为氢原子、卤素、烷基、烷氧基、环烷基，三者相同或不同，R12和R13为氢原子、芳环、烷基、环烷基，二者相同或不同。
此外，所述的微通道反应器包括以下两种结构：
(1)将有机相A与水相B在第一块板进行混合后流入第二块板，在通入气体条件下在第二块板和第三块板进行反应，如图1。
(2)将有机相A与水相B在第一块板和第二块板进行充分混合后流入第三块板，在通入气体条件下在第三块板进行反应，如图2。
本发明的有益效果为：通过使用微反应器，快速且高转化率可见光活化分子氧催化连续氧化β-二羰基化合物制备手性α-羟基-β-二羰基化合物。该方法反应条件温和、反应速度快，绿色低碳且能实现连续化。
附图说明
图1为两块反应板流程图；
图2为一块反应板流程图。
具体实施方式
下面结合技术方案详细叙述本发明的具体实施例，但工艺条件不仅限于这些实施例。
实施例1：
称取0.05mmol 1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-1)，10％PTC-2，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为0.3ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为0.3ml/min，C通入氧气流速为1ml/min,停留时间约1.5min。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥95％，并有84％的ee值。
实施例2：
称取0.05mmol 1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-1)，10％PTC-2，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为2ml/min,停留时间约1.5min。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥95％，并有80％的ee值。
实施例3：
称取0.05mmol 1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-1)，10％PTC-3，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为2ml/min,停留时间约1.5min。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥95％，并且有84％的ee值。
实施例4：
称取0.05mmol 1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-1)，10％PTC-4，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为2ml/min,停留时间约1.5min。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥95％，并且有80％的ee值。
实施例5：
称取0.05mmol 1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-1)，10％PTC-5，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为2ml/min,停留时间约1.5min。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥95％，并且有83％的ee值。
实施例6：
称取0.05mmol 1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-1)，10％PTC-6，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为2ml/min,停留时间约1.5min。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥95％，并且有85％的ee值。
实施例7：
称取0.05mmol 1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-1)，10％PTC-7，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为2ml/min,停留时间约1.5min。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥95％，并且有81％的ee值。
实施例8：
称取0.05mmol 1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-1)，10％PTC-8，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为2ml/min,停留时间约1.5min。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥95％，并且有83％的ee值。
实施例9：
称取0.05mmol 1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-1)，10％PTC-9，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为2ml/min,停留时间约1.5min。反应转化率达到99.9％，选择性≥95％，并且有83％的ee值。
实施例10：称取0.5mmol 1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-1)，10％PTC-1，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为10ml/min,停留时间约1.5min，出口处背压5bar。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥90％，并且有87％的ee值。
实施例11：称取0.05mmol 1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-1)，10％PTC-1，1％酞菁，放入10ml试管中，加入5ml邻二甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为10ml/min，停留时间约15min，出口处背压5bar。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥90％，并且有87％的ee值。
实施例12：称取0.05mmol 1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-1)，10％PTC-1，1％亚甲基蓝，放入10ml试管中，加入5ml二甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择蓝光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为1ml/min,停留时间约150min，出口处背压5bar。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥90％，并且有81％的ee值。
实施例13：称取0.05mmol 1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-1)，10％PTC-1，1％曙红Y，放入10ml试管中，加入5ml均三甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择红光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为1ml/min,停留时间约1.5min，出口处背压10bar。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥90％，并且有83％的ee值。
实施例14：称取0.05mmol 1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-1)，10％PTC-1，1％曙红B，放入10ml试管中，加入5ml三氟甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置20％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为1ml/min,停留时间约1.5min，出口处背压10bar。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥90％，并且有83％的ee值。
实施例15～18所实施的发明过程与实施例9相同，但使用下表中所列的碱溶液代替质量浓度0.5％的碳酸钾，结果见表1：
表1 2-羟基-1-茚酮-2-甲酸金刚酯的制备
实施例19：称取0.05mmol 1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-1)，10％PTC-1，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml氯仿，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为0.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为2.5ml/min，C通入氧气流速为1ml/min,停留时间约1.5min，出口处背压5bar。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥90％，并且有85％的ee值.
实施例20：称取0.05mmol 1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-1)，10％PTC-1，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml二氯甲烷，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为2.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为0.5ml/min，C通入氧气流速为1ml/min,停留时间约1.5min，出口处背压5bar。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥90％，并且有85％的ee值。
实施例21：称取0.05mmol 1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-1)，10％PTC-1，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml环己烷，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，70℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为1ml/min,停留时间约1.5min，出口处背压10bar。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥90％，并且有80％的ee值。
实施例22：称取0.05mmol 1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-1)，1％PTC-1，0.01％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml环己烷，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为1ml/min,停留时间约1.5min，出口处背压10bar。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥90％，并且有80％的ee值。
实施例23：称取0.05mmol 1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-1)，0.1％PTC-1，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml环己烷，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为5ml/min，C通入氧气流速为15ml/min,停留时间约1min，出口处背压10bar。反应转化率达到50％。
实施例24：
称取0.05mmol 5-氯-1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-2)，10％PTC-1，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为10ml/min,停留时间约1.5min，出口处背压5bar。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥90％，并有87％的ee值。
实施例25：
称取0.05mmol 5-溴-1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-3)，10％PTC-1，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为10ml/min,停留时间约1.5min，出口处背压5bar。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥90％，并有88％的ee值。
实施例26：
称取0.05mmol 6-氟-1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-4)，10％PTC-1，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为10ml/min,停留时间约1.5min，出口处背压5bar。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥90％，并有85％的ee值。
实施例27：
称取0.05mmol 5,6-二甲氧基-1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-5)，10％PTC-1，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为10ml/min,停留时间约1.5min，出口处背压5bar。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥90％，并具有82％的ee值。
实施例28：
称取0.05mmol 4-甲氧基-1-茚酮-2-甲酸金刚酯(Ia-6)，10％PTC-1，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为10ml/min,停留时间约1.5min，出口处背压5bar。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥90％，并具有81％的ee值。
实施例29：
称取0.05mmol 5-氯-1-茚酮-2-甲酸甲酯(Ia-7)，10％PTC-1，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为10ml/min,停留时间约1.5min，出口处背压5bar。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥90％，并具有80％的ee值。
实施例30：
称取0.05mmol 5-氯-1-茚酮-2-甲酸叔丁酯(Ia-8)，10％PTC-1，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为10ml/min,停留时间约1.5min，出口处背压5bar。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥90％，并具有81％的ee值。
实施例31：
称取0.05mmol 1-四氢萘酮-2-甲酸甲酯(Ia-9)，10％PTC-1，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为10ml/min,停留时间约1.5min，出口处背压5bar。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥90％，并具有78％的ee值。
实施例32：
称取0.05mmol 2-(4-甲基哌啶-1-羰基)-2,3-二氢-1-茚酮(Ia-10)，10％PTC-1，1％四苯基卟啉，放入10ml试管中，加入5ml甲苯，固体完全溶解，记为a瓶；另配置0.5％碳酸钾溶液，记为b瓶，0℃，光源选择白光，a瓶有机相从A泵泵入速率为1.5ml/min,b瓶内碱溶液从B泵泵入速率为1.5ml/min，C通入氧气流速为10ml/min,停留时间约1.5min，出口处背压5bar。反应转化率达到99.9％，α-羟基化产物选择性≥90％，并具有76％的ee值。
Claims (5)
1.一种通过微反应器实现可见光催化分子氧氧化连续制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法，其特征在于：该方法通过具有气液混合作用的微通道反应器实现，反应器内的反应液为有机相、水相及气相的三相反应体系；该微通道反应器至少具有两个液体进口和一个气体进口，每个液体进口单独具有连续准确的计量进料；气体进料通过气体质量流量计计量；分别用泵将有机相、水相准确计量连续打入微通道反应器中的，同时打开气体质量流量计，将气相通入微通道反应器中，实现有机相、水相、含有分子氧的气相三相混合反应；在可见光照射下、在有机光敏剂存在下，实现手性金鸡纳碱衍生物季铵盐作为手性相转移催化剂，可见光活化气体分子氧催化连续氧化β-二羰基化合物制备手性α-羟基-β-二羰基化合物；所述的微通道反应器中可见光波长为300-800nm、光通量为500-4000lm、反应温度-15℃～70℃，反应器背压0.1-10bar、微反应器内停留时间为1-200min；
所述的有机相是β-二羰基化合物底物、金鸡纳碱衍生物季铵盐的手性相转移催化剂、有机光敏剂按一定比例和浓度溶解在有机溶剂中配制的溶液，其中，金鸡纳碱衍生物季铵盐的手性相转移催化剂与β-二羰基化合物的摩尔比为0.01％～20mol％，有机光敏剂与β-二羰基化合物的摩尔比为0.00001％～5％，有机相中β-二羰基化合物的浓度为0.001～0.5mmol/ml；
所述的水相是无机碱或盐溶解在水中配制的溶液，其中，碱或盐溶液质量浓度为0.01～50％；
所述的气相为空气、纯氧气及按一定比例配制的氧气与惰性气体的混合物，其中，气相中氧气比例1.0％-99.9％；
所述的β-二羰基化合物包括Ia、或Ib，连续氧化β-二羰基化合物制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法中包括的反应包括以下两种：
其中，R8为烷基、环烷基、芳环或苄基，n为1或2；R9为氢原子、卤素、烷基、烷氧基、环烷基，R10为氢原子、卤素、烷基、烷氧基、环烷基，R11为氢原子、卤素、烷基、烷氧基、环烷基；
其中，R8为烷基、环烷基、芳环或苄基，n为1或2；R9为氢原子、卤素、烷基、烷氧基、环烷基，R10为氢原子、卤素、烷基、烷氧基、环烷基，R11为氢原子、卤素、烷基、烷氧基、环烷基，R12为氢原子、芳环、烷基、环烷基，R13为氢原子、芳环、烷基、环烷基；所述的金鸡纳碱衍生物季铵盐的手性相转移催化剂PTC结构如下：
其中，R1为烷基、环烷基、和芳基，这里的芳基包括对三氟甲基苯基、苯基、蒽基、菲基，烷基包括甲基、乙基、乙烯基；R2为乙烯基、乙基或光敏基团；R3、R4、R5、R6、和R7为H、卤素、三氟甲基或甲氧基，五者相同或不同。
2.根据权利要求1所述的一种通过微反应器实现可见光催化分子氧氧化连续制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法，其特征在于：所述的泵泵入的流速分别为：(1)有机相的流速0.3-5ml/min；(2)水相的流速0.3-5ml/min；(3)气相的流速1-15ml/min。
3.根据权利要求1或2所述的一种通过微反应器实现可见光催化分子氧氧化连续制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法，其特征在于：
所述的有机光敏剂为四苯基卟啉、酞菁、孟加拉玫瑰红、亚甲基蓝、曙红Y、曙红B；
所述的水相为无机碱或盐的水溶液，包括碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾在水中的一种或两种以上混合；也包括在无机碱或盐溶液中加入L-脯氨酸、D-脯氨酸手性氨基酸的混合溶液。
4.根据权利要求1或2所述的一种通过微反应器实现可见光催化分子氧氧化连续制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法，其特征在于：所述的有机溶剂包括芳烃类或烷烃类，芳烃类包括甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、均三甲苯，对氯甲苯、邻氯甲苯，烷烃类包括二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、石油醚、环己烷或乙酸乙酯。
5.根据权利要求3所述的一种通过微反应器实现可见光催化分子氧氧化连续制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法，其特征在于：所述的有机溶剂包括芳烃类或烷烃类，芳烃类包括甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、均三甲苯，对氯甲苯、邻氯甲苯，烷烃类包括二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、石油醚、环己烷或乙酸乙酯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811299525.4A CN109293506B (zh) | 2018-11-02 | 2018-11-02 | 通过微反应器实现可见光催化分子氧氧化连续制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811299525.4A CN109293506B (zh) | 2018-11-02 | 2018-11-02 | 通过微反应器实现可见光催化分子氧氧化连续制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109293506A CN109293506A (zh) | 2019-02-01 |
| CN109293506B true CN109293506B (zh) | 2021-01-19 |
Family
ID=65145655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811299525.4A Active CN109293506B (zh) | 2018-11-02 | 2018-11-02 | 通过微反应器实现可见光催化分子氧氧化连续制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109293506B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110105277B (zh) * | 2019-06-10 | 2021-03-16 | 南京工业大学 | 一种利用光催化微通道制备3,4-二氢喹啉-2(1h)-酮类化合物的方法 |
| CN110372507B (zh) * | 2019-07-01 | 2022-04-15 | 大连理工大学 | 一种新的光催化不对称氧化制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法 |
| CN110372506B (zh) * | 2019-07-01 | 2022-04-15 | 大连理工大学 | 一种新的利用微反应器实现可见光催化不对称氧化的方法 |
| CN111635299A (zh) * | 2020-06-09 | 2020-09-08 | 大连理工大学 | 一种微通道反应器中连续可见光催化分子氧氧化制备芳烃α酮羰基类化合物的方法 |
| CN112574138A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-03-30 | 南京工业大学 | 一种利用光催化微通道制备α，α-氟苄基酮类化合物的方法 |
| CN113121338B (zh) * | 2021-03-31 | 2022-10-28 | 浙江工业大学 | 一种α-羟基-β-酮酸酯类化合物的合成方法 |
| CN114716304B (zh) * | 2022-03-23 | 2023-06-27 | 上海应用技术大学 | 一种通过微通道反应装置制备茚酮化合物的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103254082A (zh) * | 2013-04-27 | 2013-08-21 | 大连理工大学 | 一种空气氧作为氧化剂制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法 |
| CN107899611A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-04-13 | 大连理工大学 | 一类具有可见光催化不对称光催化羟基化性能的有机催化剂、制备方法及其应用 |
| CN108516937A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-09-11 | 大连理工大学 | 一种可见光引发需氧Salan-铜催化剂制备手性α-羟基-β-酮酸酯化合物的方法 |
-
2018
- 2018-11-02 CN CN201811299525.4A patent/CN109293506B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103254082A (zh) * | 2013-04-27 | 2013-08-21 | 大连理工大学 | 一种空气氧作为氧化剂制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法 |
| CN107899611A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-04-13 | 大连理工大学 | 一类具有可见光催化不对称光催化羟基化性能的有机催化剂、制备方法及其应用 |
| CN108516937A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-09-11 | 大连理工大学 | 一种可见光引发需氧Salan-铜催化剂制备手性α-羟基-β-酮酸酯化合物的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Bifunctional metal-free photo-organocatalysts for enantioselective aerobic oxidation of b-dicarbonyl compounds;Xiao-fei Tang等;《Tetrahedron》;20180511;第74卷;第3624-3633页 * |
| Scalable Photocatalytic Oxidation of Methionine under Continuous-Flow Conditions;Noémie Emmanuel等;《Organic Process Research & Development》;20170712;第1-15页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109293506A (zh) | 2019-02-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109293506B (zh) | 通过微反应器实现可见光催化分子氧氧化连续制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法 | |
| He et al. | Photocarboxylation with CO 2: an appealing and sustainable strategy for CO 2 fixation | |
| Link et al. | Stereoselective arene formation | |
| Walsh et al. | Use of achiral and meso ligands to convey asymmetry in enantioselective catalysis | |
| CN110372506B (zh) | 一种新的利用微反应器实现可见光催化不对称氧化的方法 | |
| Lee et al. | Polymeric chiral phase-transfer catalysts derived from cinchona alkaloids for enantioselective synthesis of α-amino acids | |
| CN113563370A (zh) | 一种壳聚糖负载铜材料催化制备α位有取代基的β-硼基酮的制备方法 | |
| CN108516937B (zh) | 一种可见光引发需氧Salan-铜催化剂制备手性α-羟基-β-酮酸酯化合物的方法 | |
| Vershinin et al. | M [TPP] Cl (M= Fe or Mn)-Catalyzed Oxidative Amination of Phenols by Primary and Secondary Anilines | |
| CN112920066A (zh) | 一种α-取代-α-氨基酸酯类化合物及其制备方法 | |
| Ding et al. | Photosensitized, Energy-Transfer-Mediated Cyclization of 2-(1-Arylvinyl) benzaldehydes to Anthracen-9-(10 H)-ones | |
| CN110002980B (zh) | 一种钯催化不对称萘基化的方法及其在合成轴手性联芳基醛类催化剂中的应用 | |
| Simonsen et al. | The first highly diastereo-and enantioselective polymeric catalyst for the 1, 3-cycloaddition reaction of nitrones with alkenes | |
| CN113620824B (zh) | 一种利用光催化微通道实现重氮酸酯类化合物与苯胺分子n-h插入反应的方法 | |
| CN114773136B (zh) | 一种合成芳胺的方法 | |
| Tan et al. | Diastereo-and enantioselective rhodium (iii)-catalyzed reductive cyclization of cyclohexadienone-containing 1, 6-dienes | |
| Wei et al. | The application of chiral Schiff base in asymmetric catalysis | |
| Dichiarante et al. | Photochemistry in ecosustainable syntheses: Recent advances | |
| CN113026036A (zh) | 一种利用连续流电化学氧化合成硫叶立德类化合物的方法 | |
| CN112538033A (zh) | 一种环芳烷类面手性化合物的拆分方法 | |
| Yuan et al. | Recent advances in photoredox catalytic transformations by using continuous-flow technology | |
| CN113717394B (zh) | 封端3d钴(ii)卟啉pof材料及其制备方法和应用 | |
| Kim et al. | Catalytic enantioselective diethylzinc addition to N-phosphinoylimine using thiophosphoramide of homologated binaphthyl N, O-ligand | |
| CN116063209B (zh) | 可见光促进镍催化苄基c-h键胺化制备苄胺衍生物的方法 | |
| Shihao et al. | Asymmetric continuous oxidation in microreactor driven by visible light |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |