CN111087343B - 一种羟基吡啶配体及其制备方法和催化应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种羟基吡啶配体及其制备方法和催化烯丙醇异构的应用，该羟基吡啶配体的结构式如下：

Description

一种羟基吡啶配体及其制备方法和催化应用
技术领域
本发明属于精细化工领域，具体涉及一种新型羟基吡啶配体及其合成方法和其在催化烯丙醇类化合物1,3-羟基异构反应中的应用。
背景技术
烯丙醇结构广泛的存在各种天然产物和合成精细化学品中，例如香料橙花醇、香叶醇、芳樟醇、橙花叔醇等；同时由于烯丙醇多样的化学转化性，一些简单的烯丙醇是非常重要的合成中间体，例如异戊烯醇可以用于合成柠檬醛、维生素A和E、多种菊酯类农药等；2-甲基-3-丁烯-2-醇可以用于合成特戊醇、甲基庚烯酮、芳樟醇等。鉴于烯丙醇化合物的重要性，人们也发展了多种烯丙醇的合成方法，如烯丙基卤代物水解、烯丙位氧化、α，β-不饱和羰基化合物还原、格氏试剂对羰基加成等；在这些合成方法中，从一个简单易得、价格低廉的烯丙醇出发，通过1,3-羟基异构合成新的、附加值高的烯丙醇产物，无疑是一种非常原子经济性的合成方法。
目前，烯丙醇1,3-羟基异构主要由铼、钨、钒、钼等金属催化，也有一些早期报道采用无机酸或有机酸催化，但是由于采用酸作为催化剂进行异构时，烯丙醇容易发生脱水反应，产生碳正离子中间体，进一步生产其他副产物，所以目前很少采用酸催化烯丙醇1,3-异构。
Gordon等人发现甲基三氧化铼可以高效催化烯丙醇1,3-羟基异构反应，底物适用范围很广，例如橙花醇以86％的收率得到芳樟醇，异戊烯醇以87％的收率得到甲基丁烯醇；该催化体系主要的缺点在于昂贵的甲基三氧化铼用量较大(5mol％)(Organometallics,1998,17,1835-1840)。Luck等人报道了络合物MoCl2(O)(O2)(OPR3)2的合成，并将其应用于烯丙醇1,3-羟基异构反应中，发现该络合物具有和甲基三氧化铼相当的催化活性，缺点也是催化剂用量比较大(6.7mol％)，反应时间较长(Inorganic Chemistry Communications,2002,5,384-387.)。Kaneda等人合成了二氧化硅负载的钒催化剂，发现该催化剂可以在温和条件下催化烯丙醇1,3-羟基异构，并且可以实现多次的回收套用，催化剂活性保持不变(ChemCatChem,2013,5,2879-2882.)。
专利US4006193采用钒酸酯、钨酸酯等可以有效催化烯丙醇的1,3-羟基异构反应，其中以钒酸酯的效果最好，选择性最高，但是该类催化剂需要较高的反应温度才能有效催化反应(160-230℃)。专利CN1402699A发现，在使用钨酸酯和含氮碱为催化剂进行烯丙醇的1,3-羟基异构反应时，额外加入胺醇配体，如1-氨基-2-丙醇、三乙醇胺、二乙胺醇等，可以加速平衡转化效率，提高时空收率，同时选择性保持不变。专利CN1599644A报道了新型二氧代钨异构催化剂的合成和催化活性，使用氨基酚特别是8-羟基喹啉作为配体，所述催化剂更容易制备，活性更高，由于不含有卤素，可以避免装置腐蚀问题；但是专利中给出的异构实施例仅有一例。专利CN1599706A以氯代二过氧化钨和8-羟基喹啉作为催化剂，以半连续或连续的方式实现烯丙醇的重排，例如在橙花醇或香叶醇重排合成芳樟醇反应中，通过蒸馏，不断的从反应体系中移除芳樟醇，从而大幅提高芳樟醇的收率。
综上所述，目前烯丙醇的1,3-羟基异构反应主要采用铼、钨、钒、钼等金属催化剂，其中钨催化剂价格相对低廉，而且反应选择性高，是目前最有前途的异构催化剂。在使用钨催化异构反应中，常常需要加入膦氧、胺醇、氨基酚等配体，目前已知的这些配体均是单齿的，与钨离子配位能力一般，所得到的催化剂溶解性和稳定性较差，无法降低用量。因此，目前急需发展新型、高效的配体，能与钨离子强力鳌合，提升钨催化剂的稳定性和活性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型羟基吡啶配体及其合成方法和其在催化烯丙醇1,3-羟基异构反应中的应用。
根据本发明的第一个方面，提供一种羟基吡啶配体，其结构式如I所示，
Figure BDA0002296581810000021
其中，R各自独立地选自C1-C20的烷基、苯基、萘基、杂芳基(例如C3-C10杂芳基，进一步C5-C8杂芳基)、甲氧基、甲硫基、氟、氯、溴、三氟甲基、甲氧羰基、胺基，优选选自苯基、萘基、杂芳基、甲氧基，取代基R的个数为1-3个，n为3～20，优选3～10。
根据本发明的第二个方面，提供一种上述羟基吡啶配体的制备方法，该方法包括如下步骤：在催化剂和还原剂的存在下使2-卤代-6-甲氧基吡啶和α，ω-二卤代物发生偶联反应，然后反应产物脱除甲醚保护基。
进一步地，所述2-卤代-6-甲氧基吡啶的结构式如式(II)所示，
Figure BDA0002296581810000031
其中，卤原子X可以是氟、氯、溴、碘等，优选氯和溴，R各自独立地选自C1-C20的烷基、苯基、萘基、杂芳基、甲氧基、甲硫基、氟、氯、溴、三氟甲基、甲氧羰基、胺基中的一种或多种，优选选自苯基、萘基、杂芳基、甲氧基，取代基R的个数为1-3个，优选为2个；
α，ω-二卤代物(
Figure BDA0002296581810000032
其中，n为3～20，优选3～10)中卤原子可以是氟、氯、溴、碘等，优选溴；α，ω-二卤代物中碳原子个数为3～20，优选5-10，2-卤代-6-甲氧基吡啶与α，ω-二卤代物的摩尔比为1-4：1，优选1.5-3.5：1，更优选1.6-2.0:1。
进一步地，所述偶联反应的催化剂可以是钯、镍、铁、铜中的一种或多种，优选镍，例如可以为溴化镍或氯化镍，配体可以是膦配体、氮磷配体、1,10-菲啰啉配体等，优选1,10-菲啰啉，催化剂、配体用量均为2-卤代-6-甲氧基吡啶摩尔量的2.0-10.0mol％，优选3.0～6.0mol％，更优选3.5～5mol％。
进一步地，还原剂可以是镁粉、铝粉、锌粉、锰粉等，还原剂的用量是2-卤代-6-甲氧基吡啶摩尔量的180～300mol％，优选为200～220mol％。
进一步地，所述偶联反应在非质子型溶剂中进行，所述非质子型溶剂选自甲基叔丁醚、四氢呋喃、1,4-二氧六环、甲苯、二甲苯、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种，优选为四氢呋喃和/或N,N-二甲基甲酰胺；所述非质子型溶剂的用量为2-卤代-6-甲氧基吡啶质量的5.0～8.0倍，优选6.0～7.0倍。
进一步地，所述偶联反应在惰性气氛，例如氮气氛围中进行。
进一步地，所述偶联反应的温度为50～80℃，优选60～70℃，反应压力为常压，反应时间12～24小时，优选15-20小时；优选的，偶联反应包括：在氮气氛围中，室温下依次加入2-卤代-6-甲氧基吡啶、非质子型溶剂、α，ω-二卤代物、催化剂和配体，搅拌得到均一溶液后，加入还原剂，然后在60～70℃温度条件下保温反应12-24小时。
进一步地，所述脱除甲醚保护基的试剂可以是氢溴酸、乙硫醇钠、三溴化硼、三甲基碘硅烷中一种或多种，优选氢溴酸；脱除甲醚保护基的试剂例如氢溴酸用量为偶联粗产物摩尔量的5～30倍，优选10-15倍。
进一步地，所述脱除甲醚保护基的温度为90～100℃，反应压力为常压，反应时间2～4小时。
在一个具体实施方案中，所述方法包括如下步骤：
(1)室温下依次加入2-卤代-6-甲氧基吡啶、非质子型溶剂、α，ω-二卤代物、催化剂和配体，搅拌得到均一溶液后，加入还原剂，然后在60～70℃温度条件下保温反应12-24小时，待2-卤代-6-甲氧基吡啶完全消失后过滤、洗涤滤饼，脱除溶剂得到偶联粗产物，
(2)将偶联粗产物用脱除甲醚保护基的试剂处理，加热回流反应至偶联产物完全消失，萃取水相，得到的有机相依次经洗涤、干燥、除去有机物，最后层析分离得产物。
步骤(2)中萃取水相，有机相的洗涤、干燥、除去有机物，最后层析分离得产物，为本领域所熟知的常规操作。
所述羟基吡啶配体由2-卤代-6-甲氧基吡啶和α，ω-二卤代物偶联，然后脱除甲醚保护基得到；其反应过程(以2-卤代-6-甲氧基吡啶中卤元素为氯和α，ω-二卤代物中卤元素为溴为例)如下所示：
Figure BDA0002296581810000041
根据本发明的第三个方面，提供了一种催化剂，其包括上述羟基吡啶配体和与该配体络合的金属。羟基吡啶配体与金属的摩尔比可以是1-1.5:1。所述金属可以是催化剂常用的金属尤其贵金属，例如选自钨、钒等。所述催化剂可以通过上述羟基吡啶配体与相应金属的前体化合物(例如二氯二氧代钨)反应而获得。
优选地，所述催化剂选自1,5-双(6-羟基吡啶)戊烷-钨配合物、1,6-双(6-羟基吡啶)己烷-钨配合物、1,8-双(6-羟基吡啶)辛烷-钨配合物、1,10-双(6-羟基吡啶)癸烷-钨配合物。
根据本发明的第四个方面，提供了上述催化剂用于催化烯丙醇类化合物1,3-羟基异构反应的用途。烯丙醇类化合物1,3-羟基异构反应例如选自催化橙花醇异构合成芳樟醇的反应、催化香叶醇异构合成芳樟醇的反应、催化异戊烯醇异构合成2-甲基-3-丁烯-2-醇的反应、催化法尼醇异构合成橙花叔醇的反应。根据上述制备方法制备的羟基吡啶配体，可以很好的和钨、钒等金属配位，所得络合物可以用于催化烯丙醇类化合物1,3-羟基异构反应，优选的，其用于催化以异戊烯醇-甲基丁烯醇、橙花醇/香叶醇-芳樟醇等底物的异构反应中。
本发明中，所述烯丙醇异构反应中，络合物在反应之前制备或者在反应底物烯丙醇中原位制备，羟基吡啶配体和钨、钒等金属前体的摩尔比例至少为1:1；进行反应时络合物的用量为醇底物摩尔量的0.01～0.2mol％，优选0.05～0.1mol％。所述异构化反应可在无溶剂条件下进行。
本发明中，所述异构反应的温度为120～180℃，优选150～160℃；反应时间2～6小时。
本发明采用上述技术方案，具有如下积极效果：
1、所述羟基吡啶配体合成路线简短，收率高，大量易得；
2、所述羟基吡啶配体具有双齿鳌合作用，能很好地与金属离子配位，特别是钨元素；
3、羟基吡啶配体和金属离子配位所得络合物，可以很好地催化烯丙醇1,3-羟基异构反应，催化剂活性高、用量少、选择性高。
具体实施方式
下面通过实施例详述本发明，但本发明并不限于下述的实施例。
主要原料信息如下：
2-氯-6-甲氧基吡啶、2-溴-6-甲氧基吡啶，2-溴-4-甲基-6-甲氧基吡啶，乙硫醇钠，三乙胺，上海迈瑞尔化学，AR；1,3-二溴丙烷，1,4-二氯丁烷、1,5-二溴戊烷，安耐吉化学，99％；1,6-二溴己烷，1,8-二溴辛烷，1,10-二溴癸烷，阿尔德里奇试剂，99％。溴化镍，氯化镍，锰粉，锌粉，阿拉丁试剂。四氢呋喃，N,N-二甲基甲酰胺，乙酸乙酯，氢溴酸，碳酸氢钠，西陇试剂，AR。二氯二氧代钨，阿尔法试剂。
橙花醇、香叶醇、异戊烯醇、法尼烯醇，自制，纯度>99.5％。
本发明的气相色谱测试条件如下：
仪器型号：Shimadzu GC；色谱柱：Agilent DB-5(30m×0.25mm×0.25μm)；柱温：起始温度50℃，以10℃/min升温至200℃，然后以5℃/min升温280℃，保持6min；进样口温度：280℃；FID检测器温度：300℃；分流进样，分流比40:1；进样量：2.0μL；H2流量：40mL/min；空气流量：360mL/min。
实施例1：
1,3-双(6-羟基吡啶)-丙烷合成
氮气氛围中，室温下依次向装有磁力搅拌子的250mL三口瓶中加入溴化镍(0.33g,1.5mmol)、1,10-菲啰啉(0.30g,1.7mmol)和四氢呋喃(50.0g)，将三口瓶放入60℃油浴，开启搅拌，0.5h后加入2-氯-6-甲氧基吡啶(7.18g,50.0mmol)、1,3-二溴丙烷(5.55g,27.5mmol)和锌粉(6.54g,100.0mmol)，快速搅拌下反应，TLC检测原料2-氯-6-甲氧基吡啶反应情况。待2-氯-6-甲氧基吡啶完全消失后，将三口瓶从油浴中移出，降至室温，过滤，除去不溶解的盐，乙酸乙酯洗涤滤饼，用旋转蒸发脱除溶剂，得到偶联粗产物10.7g。
偶联粗产物不经纯化，直接进行下一步脱除甲醚保护基。将粗产物(10.7g)溶解于48％氢溴酸(67.4g)中，所得混合物加热回流反应，TLC检测反应进程，待偶联产物完全消失后，将反应液降至室温。后处理，将反应液一次性倒入过量饱和碳酸氢钠水溶液中，乙酸乙酯萃取水相。得到的有机相依次用饱和碳酸氢钠水溶液，饱和食盐水洗涤，最后用无水硫酸钠干燥，过滤除去硫酸钠，旋转蒸发除去乙酸乙酯，最后柱层析分离得到1,3-双(6-羟基吡啶)-丙烷8.98g，收率78％。HRMS-EI M+calcd for C13H14N2O2:230.1055,found 230.1053.
实施例2：
1,4-双(6-羟基吡啶)-丁烷合成
氮气氛围中，室温下依次向装有磁力搅拌子的250mL三口瓶中加入氯化镍(0.32g,2.5mmol)、1,10-菲啰啉(0.50g,2.8mmol)和四氢呋喃(50.0g)，将三口瓶放入70℃油浴，开启搅拌，0.5h后加入2-氯-6-甲氧基吡啶(7.18g,50.0mmol)、1,4-二氯丁烷(5.94g,27.5mmol)和锌粉(6.54g,100.0mmol)，快速搅拌下反应，TLC检测原料2-氯-6-甲氧基吡啶反应情况。待2-氯-6-甲氧基吡啶完全消失后，将三口瓶从油浴中移出，降至室温，过滤，除去不溶解的盐，乙酸乙酯洗涤滤饼，用旋转蒸发脱除溶剂，得到偶联粗产物11.0g。
偶联粗产物不经纯化，直接进行下一步脱除甲醚保护基。将粗产物(11.0g)溶解于48％氢溴酸(67.4g)中，所得混合物加热回流反应，TLC检测反应进程，待偶联产物完全消失后，将反应液降至室温。后处理，将反应液一次性倒入过量饱和碳酸氢钠水溶液中，乙酸乙酯萃取水相。得到的有机相依次用饱和碳酸氢钠水溶液，饱和食盐水洗涤，最后用无水硫酸钠干燥，过滤除去硫酸钠，旋转蒸发除去乙酸乙酯，最后柱层析分离得到1,4-双(6-羟基吡啶)-丁烷8.79g，收率72％。HRMS-EI M+calcd for C14H16N2O2:244.1212,found 244.1210.
实施例3：
1,5-双(6-羟基吡啶)-戊烷合成
氮气氛围中，室温下依次向装有磁力搅拌子的250mL三口瓶中加入溴化镍(0.33g,1.5mmol)、1,10-菲啰啉(0.30g,1.7mmol)和N,N-二甲基甲酰胺(65.0g)，将三口瓶放入60℃油浴，开启搅拌，0.5h后加入2-溴-6-甲氧基吡啶(9.40g,50.0mmol)、1,5-二溴戊烷(6.32g,27.5mmol)和锰粉(5.50g,100.0mmol)，快速搅拌下反应，TLC检测原料2-溴-6-甲氧基吡啶反应情况。待2-溴-6-甲氧基吡啶完全消失后，将三口瓶从油浴中移出，降至室温，过滤，除去不溶解的盐，乙酸乙酯洗涤滤饼，用旋转蒸发脱除溶剂，得到偶联粗产物12.2g。
偶联粗产物不经纯化，直接进行下一步脱除甲醚保护基。将粗产物12.2g溶解于48％氢溴酸(67.4g)中，所得混合物加热回流反应，TLC检测反应进程，待偶联产物完全消失后，将反应液降至室温。后处理，将反应液一次性倒入过量饱和碳酸氢钠水溶液中，乙酸乙酯萃取水相。得到的有机相依次用饱和碳酸氢钠水溶液，饱和食盐水洗涤，最后用无水硫酸钠干燥，过滤除去硫酸钠，旋转蒸发除去乙酸乙酯，最后柱层析分离得到1,5-双(6-羟基吡啶)-戊烷10.46g，收率81％。HRMS-EI M+calcd for C15H18N2O2:258.1368,found 258.1368.
实施例4：
1,3-双(6-羟基吡啶)-己烷合成
氮气氛围中，室温下依次向装有磁力搅拌子的250mL三口瓶中加入溴化镍(0.33g,1.5mmol)、5-甲基1,10-菲啰啉(0.32g,1.7mmol)和N,N-二甲基甲酰胺(65.0g)，将三口瓶放入60℃油浴，开启搅拌，0.5h后加入2-溴-6-甲氧基吡啶(9.40g,50.0mmol)、1,6-二溴己烷(6.71g,27.5mmol)和锰粉(5.50g,100.0mmol)，快速搅拌下反应，TLC检测原料2-溴-6-甲氧基吡啶反应情况。待2-溴-6-甲氧基吡啶完全消失后，将三口瓶从油浴中移出，降至室温，过滤，除去不溶解的盐，乙酸乙酯洗涤滤饼，用旋转蒸发脱除溶剂，得到偶联粗产物12.6g。
偶联粗产物不经纯化，直接进行下一步脱除甲醚保护基。将粗产物12.6g溶解于48％氢溴酸(67.4g)中，所得混合物加热回流反应，TLC检测反应进程，待偶联产物完全消失后，将反应液降至室温。后处理，将反应液一次性倒入过量饱和碳酸氢钠水溶液中，乙酸乙酯萃取水相。得到的有机相依次用饱和碳酸氢钠水溶液，饱和食盐水洗涤，最后用无水硫酸钠干燥，过滤除去硫酸钠，旋转蒸发除去乙酸乙酯，最后柱层析分离得到1,6-双(6-羟基吡啶)-己烷10.76g，收率79％。HRMS-EI M+calcd for C16H20N2O2:272.1525,found 272.1524.
实施例5：
1,8-双(6-羟基吡啶)-辛烷合成
氮气氛围中，室温下依次向装有磁力搅拌子的250mL三口瓶中加入溴化镍(0.33g,1.5mmol)、1,10-菲啰啉(0.30g,1.7mmol)和四氢呋喃(65.0g)，将三口瓶放入60℃油浴，开启搅拌，0.5h后加入2-溴-6-甲氧基吡啶(9.40g,50.0mmol)、1,8-二溴辛烷(7.48g,27.5mmol)和锰粉(5.50g,100.0mmol)，快速搅拌下反应，TLC检测原料2-溴-6-甲氧基吡啶反应情况。待2-溴-6-甲氧基吡啶完全消失后，将三口瓶从油浴中移出，降至室温，过滤，除去不溶解的盐，乙酸乙酯洗涤滤饼，用旋转蒸发脱除溶剂，得到偶联粗产物12.8g。
偶联粗产物不经纯化，直接进行下一步脱除甲醚保护基。将粗产物12.8g溶解于48％氢溴酸(67.4g)中，所得混合物加热回流反应，TLC检测反应进程，待偶联产物完全消失后，将反应液降至室温。后处理，将反应液一次性倒入过量饱和碳酸氢钠水溶液中，乙酸乙酯萃取水相。得到的有机相依次用饱和碳酸氢钠水溶液，饱和食盐水洗涤，最后用无水硫酸钠干燥，过滤除去硫酸钠，旋转蒸发除去乙酸乙酯，最后柱层析分离得到1,8-双(6-羟基吡啶)-辛烷10.21g，收率68％。HRMS-EI M+calcd for C18H24N2O2:300.1838,found 300.1840.
实施例6：
1,10-双(6-羟基吡啶)-癸烷合成
氮气氛围中，室温下依次向装有磁力搅拌子的250mL三口瓶中加入溴化镍(0.33g,1.5mmol)、1,10-菲啰啉(0.30g,1.7mmol)和四氢呋喃(65.0g)，将三口瓶放入60℃油浴，开启搅拌，0.5h后加入2-溴-6-甲氧基吡啶(9.40g,50.0mmol)、1,10-二溴癸烷(8.25g,27.5mmol)和锰粉(5.50g,100.0mmol)，快速搅拌下反应，TLC检测原料2-溴-6-甲氧基吡啶反应情况。待2-溴-6-甲氧基吡啶完全消失后，将三口瓶从油浴中移出，降至室温，过滤，除去不溶解的盐，乙酸乙酯洗涤滤饼，用旋转蒸发脱除溶剂，得到偶联粗产物13.0g。
偶联粗产物不经纯化，直接进行下一步脱除甲醚保护基。将粗产物13.0g溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入乙硫醇钠(12.62g,150mmol)，所得反应液100℃加热反应，TLC检测反应进程，待偶联产物完全消失后，将反应液降至室温。后处理，将反应液一次性倒入过量饱和碳酸氢钠水溶液中，乙酸乙酯萃取水相。得到的有机相依次用饱和碳酸氢钠水溶液，饱和食盐水洗涤，最后用无水硫酸钠干燥，过滤除去硫酸钠，旋转蒸发除去乙酸乙酯，最后柱层析分离得到1,10-双(6-羟基吡啶)-癸烷10.67g，收率65％。HRMS-EI M+calcd forC20H28N2O2:328.2151,found 328.2151.
实施例7：
1,4-双(4-甲基-6-羟基吡啶)-丁烷合成
氮气氛围中，室温下依次向装有磁力搅拌子的250mL三口瓶中加入氯化镍(0.32g,2.5mmol)、1,10-菲啰啉(0.50g,2.8mmol)和四氢呋喃(50.0g)，将三口瓶放入70℃油浴，开启搅拌，0.5h后加入2-溴-4-甲基-6-甲氧基吡啶(10.10g,50.0mmol)、1,4-二氯丁烷(5.94g,27.5mmol)和锌粉(6.54g,100.0mmol)，快速搅拌下反应，TLC检测原料2-溴-4-甲基-6-甲氧基吡啶反应情况。待2-溴-4-甲基-6-甲氧基吡啶完全消失后，将三口瓶从油浴中移出，降至室温，过滤，除去不溶解的盐，乙酸乙酯洗涤滤饼，用旋转蒸发脱除溶剂，得到偶联粗产物12.9g。
偶联粗产物不经纯化，直接进行下一步脱除甲醚保护基。将粗产物(12.9g)溶解于48％氢溴酸(67.4g)中，所得混合物加热回流反应，TLC检测反应进程，待偶联产物完全消失后，将反应液降至室温。后处理，将反应液一次性倒入过量饱和碳酸氢钠水溶液中，乙酸乙酯萃取水相。得到的有机相依次用饱和碳酸氢钠水溶液，饱和食盐水洗涤，最后用无水硫酸钠干燥，过滤除去硫酸钠，旋转蒸发除去乙酸乙酯，最后柱层析分离得到1,4-双(4-甲基-6-羟基吡啶)-丁烷10.49g，收率77％。HRMS-EI M+calcd for C16H20N2O2:272.1525,found272.1528.
实施例8-13：
羟基吡啶-钨配合物合成
氮气氛围中，室温下依次向装有磁力搅拌子的250mL三口瓶中加入羟基吡啶配体(5.5mmol)，乙醇(15.0mL)，三乙胺(1.67g,16.5mmol)，最后加入二氯二氧代钨(1.43g,5.0mmol)，将所得反应液加热回流反应。回流反应24小时后，将反应液降至室温，过滤出反应液中析出的固体，依次用冷甲醇和乙醚充分洗涤所得固体，最后真空下干燥所得固体粉末，即可得到双羟基吡啶-二氧代钨催化剂，不同配体和二氯二氧代钨配位的具体收率详见下表。
表1
编号 配体 合成收率/％
实施例8 1,3-双(6-羟基吡啶)-丙烷 67.5
实施例9 1,4-双(6-羟基吡啶)-丁烷 76.4
实施例10 1,5-双(6-羟基吡啶)-戊烷 88.0
实施例11 1,6-双(6-羟基吡啶)-己烷 91.3
实施例12 1,10-双(6-羟基吡啶)-辛烷 93.2
实施例13 1,10-双(6-羟基吡啶)-癸烷 89.7
实施例14：
1,5-双(6-羟基吡啶)戊烷-钨配合物催化橙花醇异构合成芳樟醇
氮气氛围中，室温下依次向装有磁力搅拌子的250mL三口瓶中加入1,5-双(6-羟基吡啶)戊烷-钨配合物(0.24g,0.5mmol)，橙花醇(77.12g,0.5mol)，将所得反应液放入150℃油浴，快速搅拌下反应。反应2小时后，取样分析反应液组成，GC面积归一法显示，橙花醇53.5％，香叶醇5.6％，芳樟醇40.3％，低沸点杂质0.4％，高沸点杂质0.2％。
实施例15：
1,6-双(6-羟基吡啶)己烷-钨配合物催化香叶醇异构合成芳樟醇
氮气氛围中，室温下依次向装有磁力搅拌子的250mL三口瓶中加入1,6-双(6-羟基吡啶)己烷-钨配合物(0.12g,0.25mmol)，香叶醇(77.12g,0.5mol)，将所得反应液放入160℃油浴，快速搅拌下反应。反应4小时后，取样分析反应液组成，GC面积归一法显示，香叶醇51.3％，橙花醇4.7％，芳樟醇43.3％，低沸点杂质0.4％，高沸点杂质0.3％。
实施例16：
1,8-双(6-羟基吡啶)辛烷-钨配合物催化异戊烯醇异构合成2-甲基-3-丁烯-2-醇
氮气氛围中，室温下依次向装有磁力搅拌子的250mL高压釜中加入1,8-双(6-羟基吡啶)辛烷-钨配合物(0.26g,0.5mmol)，异戊烯醇(43.07g,0.5mol)，反应釜充入氮气3.0MPa后，将釜内温升至150℃，快速搅拌下反应。反应6小时后，取样分析反应液组成，GC面积归一法显示，异戊烯醇17.3％，2-甲基-3-丁烯-2-醇81.9％，低沸点杂质0.5％，高沸点杂质0.3％。
实施例17：
1,10-双(6-羟基吡啶)癸烷-钨配合物催化法尼烯醇异构合成橙花叔醇
氮气氛围中，室温下依次向装有磁力搅拌子的250mL三口瓶中加入1,8-双(6-羟基吡啶)辛烷-钨配合物(0.54g,1.0mmol)，法尼烯醇(111.18g,0.5mol)，将所得反应液放入150℃油浴，快速搅拌下反应。反应2小时后，取样分析反应液组成，GC面积归一法显示，法尼烯醇47.5％，橙花叔醇52.0％，低沸点杂质0.1％，高沸点杂质0.4％。
对比实施例1：
8-羟基喹啉-钨配合物合成及其催化香叶醇异构合成芳樟醇
按照CN1599644A中公开的方法，在50mL高压釜中于2bar氨气下将2.0g二氯二氧化钨于10g甲醇和2.1g8-羟基喹啉混合，并加热到90℃持续24小时。冷却后，滤出固体并用甲醇冲洗。在每种情况下将该滤饼与50g 50wt％的含水甲醇一起煮沸2次，冷却后再次滤出甲醇冲洗。在吸水泵的气流中干燥剩余的顺式-二氧代钨-双(8-羟基喹啉盐)粉末，收率89％。
将上述制备的二氧代钨-双(8-羟基喹啉盐)粉末直接用于香叶醇的异构化。在100mL装有蒸馏桥的三颈瓶中于氩气下将50g香叶醇加热到180℃。然后加入0.14g干燥的催化剂粉末。并在180℃下搅拌该混合物1小时。在异构化初期。产物没有被蒸除。冷却后，对液相进行GC分析。GC分析(以面积％计)：香叶醇57.35％，橙花醇4.45％，芳樟醇35.20％，低沸点杂质0.55％，柠檬醛0.18％，高沸点杂质2.37％。

Claims (3)

1.一种催化剂，其选自1,3-双(6-羟基吡啶)-丙烷-二氧代钨配合物、1,4-双(6-羟基吡啶)-丁烷-二氧代钨配合物、1,5-双(6-羟基吡啶)戊烷-二氧代钨配合物、1,6-双(6-羟基吡啶)己烷-二氧代钨配合物、1,8-双(6-羟基吡啶)辛烷-二氧代钨配合物、1,10-双(6-羟基吡啶)癸烷-二氧代钨配合物。
2.权利要求1所述的催化剂用于催化烯丙醇类化合物1,3-羟基异构反应的用途。
3.根据权利要求2所述的用途，其中，烯丙醇类化合物1,3-羟基异构反应选自催化橙花醇异构合成芳樟醇的反应、催化香叶醇异构合成芳樟醇的反应、催化异戊烯醇异构合成2-甲基-3-丁烯-2-醇的反应、催化法尼烯醇异构合成橙花叔醇的反应。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240059656A1 (en) * 2020-12-11 2024-02-22 The Scripps Research Institute A tautomeric ligand enables biomimetic c-h hydroxylation with molecular oxygen

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4006193A (en) * 1972-03-13 1977-02-01 Kuraray Co., Ltd. Isomerization of the unsaturated alcohols
CN1402699A (zh) * 1999-12-06 2003-03-12 巴斯福股份公司 烯丙基醇类的异构化方法
CN1434012A (zh) * 2003-02-21 2003-08-06 中国科学院广州化学研究所 由芳樟醇合成香叶醇／橙花醇的新方法
MXPA04004992A (es) * 2001-12-07 2005-04-08 Basf Ag Isomerizacion de alcoholes de alilo.
CN103664769A (zh) * 2013-12-23 2014-03-26 北京师范大学 一种联吡啶衍生物或类似物的合成方法
JP2017071556A (ja) * 2015-10-05 2017-04-13 公益財団法人相模中央化学研究所 オキソバナジウム錯体を用いたカルボン酸プレニル類及びプレノール類の製造方法
CN109046359A (zh) * 2018-08-06 2018-12-21 杭州更蓝生物科技有限公司 一种用于香叶醇异构化制备芳樟醇的催化剂
AU2018250355B2 (en) * 2011-06-06 2020-04-09 Akebia Therapeutics Inc. Process for preparing [(3-hydroxypyridine-2-carbonyl)amino]alkanoic acids, esters and amides
CN111018666A (zh) * 2019-12-12 2020-04-17 万华化学集团股份有限公司 改进的制备橙花醇香叶醇的方法和用于该方法的催化体系

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150329452A1 (en) * 2012-11-15 2015-11-19 Takasago International Corporation Method for producing optically active isopulegol and optically active menthol

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4006193A (en) * 1972-03-13 1977-02-01 Kuraray Co., Ltd. Isomerization of the unsaturated alcohols
CN1402699A (zh) * 1999-12-06 2003-03-12 巴斯福股份公司 烯丙基醇类的异构化方法
MXPA04004992A (es) * 2001-12-07 2005-04-08 Basf Ag Isomerizacion de alcoholes de alilo.
CN1434012A (zh) * 2003-02-21 2003-08-06 中国科学院广州化学研究所 由芳樟醇合成香叶醇／橙花醇的新方法
AU2018250355B2 (en) * 2011-06-06 2020-04-09 Akebia Therapeutics Inc. Process for preparing [(3-hydroxypyridine-2-carbonyl)amino]alkanoic acids, esters and amides
CN103664769A (zh) * 2013-12-23 2014-03-26 北京师范大学 一种联吡啶衍生物或类似物的合成方法
JP2017071556A (ja) * 2015-10-05 2017-04-13 公益財団法人相模中央化学研究所 オキソバナジウム錯体を用いたカルボン酸プレニル類及びプレノール類の製造方法
CN109046359A (zh) * 2018-08-06 2018-12-21 杭州更蓝生物科技有限公司 一种用于香叶醇异构化制备芳樟醇的催化剂
CN111018666A (zh) * 2019-12-12 2020-04-17 万华化学集团股份有限公司 改进的制备橙花醇香叶醇的方法和用于该方法的催化体系

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Condensations at the Methyl Groups of 6-, 4-, and 3-Methyl-2(lH)-pyridones and the Sulfur Analogs through Dilithio Salts Prepared by Means of n-Buty llithium1;Roy E. Smith et al.;《The Journal of Organic Chemistry》;19680331;第33卷(第5期);第2083-2085页 *
Some Dipyridylalkanes;D. E. AMES et al.;《Ames and Archibald》;19621231;第1475-1481页 *

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