CN113214218B - (z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯锂盐络合物、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种(Z)‑1,4,7,10‑四氧环十二烷‑8‑烯锂盐络合物、制备方法及其应用。本发明的(Z)‑1,4,7,10‑四氧环十二烷‑8‑烯锂盐络合物其化学结构如下所示，
其中，X选自氟、氯、溴、碘、对甲苯磺酰氧、甲基磺酰氧、四氟化硼、六氟化磷、对硝基苯磺酰氧、邻硝基苯磺酰氧。本发明路线设计合理，原料安全易得，工艺安全性高，反应选择性高，提纯简单，产品纯度高，产品收率高，能充分满足产品工业化生产的需求。
Description
技术领域
本发明涉及冠醚类化合物的合成技术领域，具体涉及一种(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯锂盐络合物及其制备方法，以及采用这种络合物制备锂离子载体V的方法。
背景技术
冠醚，也称“王冠化合物”，是一类特殊的大环聚醚，因其立体形状似王冠而得名。冠醚的空穴结构因其特殊的大小，对离子有良好的选择作用。锂离子载体V(化学名12-冠醚-4，CAS 294-93-9)是冠醚中的一种，其空穴结构的大小与锂离子的大小相当，对锂离子有非常好的选择性结合能力。据最新文献报道(J.Am.Chem.Soc.,2020,142,21082-21090)，锂离子载体V链接到富勒烯上所制得的人工离子跨膜输运体，其所表现出的锂离子相对于钠离子、钾离子和铯离子等其他碱金属离子的输运选择性高达47.5。
锂离子载体V在分析检测、相转移催化、锂离子电池、生命科学等领域都有着广泛的应用。它不仅可以作为PVC膜离子选择性电极中作为锂离子的中性载体，也可以作为优异的相转移催化剂来催化大量的有机合成反应。
目前工业上制备锂离子载体V的方法，主要采用以下两种合成方法：
(一)第一条路线是《四面体快报》(Tetrahedron Letter，1974，46，4029-4032)于1974年所报道的如下路线，
该路线采用的是1步合成法，以1,2-双(2-氯乙氧基)乙烷为起始原料，与乙二醇经一步取代反应关环得到锂离子载体V。
该方法存在三个比较严重的问题：第一，原料采购困难，反应中所使用的易制爆化学品高氯酸锂属于管制品，采购非常困难；第二，反应危险性大，反应中使用了大量的高氯酸锂，并且需要在110度反应22小时以上，反应爆炸风险比较大，不符合绿色生产的要求；第三，反应收率极低，文献中制备2.33g锂离子载体V的收率仅为13.2％。
(二)第二条路线是《英国化学会道尔顿会刊》(J.Chem.Soc.,Dalton Trans.,1981,1157-1161)于1981年所报道的如下路线，
该路线采用的也是1步合成法，以二氯二乙醚为起始原料，与二乙二醇经一步取代反应关环得到锂离子载体V。
该方法存在三个比较严重的问题：第一，反应危险性大，反应中使用了极其活泼的金属氢化物氢化锂来对二乙二醇进行拔氢，同时反应过程中也会生成大量氢气，该反应的爆炸风险非常大，不符合安全生产的要求；第二，产品提纯困难，需要通过柱层析方法来进行提纯，溶剂消耗量大，提纯效率低；第三，反应收率低，文献中制备克级锂离子载体V的最高收率仅为24％。
这两条路线中所存在的上述问题都严重限制了这该些工艺的进一步应用，也使得该产品的公斤级和十公斤级放大变得非常困难。
为了解决锂离子载体V现有工艺路线安全性差，原料危险性高，提纯困难，产品收率低等问题，寻找一种路线设计合理，原料危险性低，工艺安全性高，产品收率高的合成锂离子载体V的工业化生产方法具有非常重要的意义。
发明内容
本发明之目的是提供一种(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯锂盐络合物、制备方法及其应用，用于解决现有技术中的锂离子载体V的制备工作中存在安全性差、原料危险性高，产品提纯困难和产品收率低等技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯锂盐络合物，其化学结构如下所示，
其中，X选自氟、氯、溴、碘、对甲苯磺酰氧、甲基磺酰氧、四氟化硼、六氟化磷、对硝基苯磺酰氧、邻硝基苯磺酰氧。
本发明还提供一种(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯锂盐络合物的制备方法，其中，包括如下步骤：
以化合物R为原料，与化合物锂盐LiX在第一反应溶剂中，以及在关环复分解反应催化剂催化和惰性气体的保护作用下，在温度范围为-20～150℃条件下进行反应，反应完全后得到化合物(Z)-1,4，7,10-四氧环十二烷-8-烯锂盐络合物；
其中，R选自(2E,14E)-4,7,10,13-四氧杂十六烷-2,14-二烯、3,6,9,12-四氧杂十四烷-1,13-二烯、(2Z,14Z)-4,7,10,13-四氧杂十六烷-2,14-二烯、4,7,10,13-四氧杂十六烷-2,14-二烯、5,8,11,14-四氧杂十八烷-3,15-二烯、(3E，15E)-5,8,11,14-四氧杂十八烷-3,15-二烯、(3Z,15Z)-5,8,11,14-四氧杂十八烷-3,15-二烯；
X选自氟、氯、溴、碘、对甲苯磺酰氧、甲基磺酰氧、四氟化硼、六氟化磷、对硝基苯磺酰氧、邻硝基苯磺酰氧。
优选地，所述关环复分解反应催化剂为GRELA 1代催化剂、GRELA2代催化剂、Grubbs 1代催化剂、Grubbs 2代催化剂、Grubbs 3代催化剂中的一种或者多种。
优选地，所述锂盐为氟化锂、氯化锂、溴化锂、碘化锂、对甲苯磺酸锂、甲磺酸锂、四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、对硝基苯磺酸锂、邻硝基苯磺酸锂中的一种或者多种。
优选地，所述第一反应溶剂为二氯甲烷、氯仿、乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、2-丁酮、NMP中的一种或者多种。
优选地，所述惰性气体为氮气、氦气、氩气中的一种或者多种。
优选地，所述关环复分解反应催化剂的用量为：0.000001-1当量。
优选地，所述锂盐的用量为：1-5当量。
本发明还提供一种(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯锂盐络合物在制备化合物锂离子载体V的应用，包括如下步骤：
将化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯锂盐络合物与酸性物质加入至第二反应溶剂中，在温度范围为-20～150℃的条件下进行反应，反应完全后得到化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯；
其中，X选自氟、氯、溴、碘、对甲苯磺酰氧、甲基磺酰氧、四氟化硼、六氟化磷、对硝基苯磺酰氧、邻硝基苯磺酰氧；
将化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯加入第三反应溶剂中，在加氢催化剂催化和氢源作用下，在温度范围为-20～150℃条件下进行反应，反应完全后得到化合物锂离子载体V。
优选地，所述酸性物质是以下物质中的一种或者多种：氯化氢、硫酸、磷酸、001×7树脂、Amberlite IR-120树脂、Dowex 50-X8树脂、Lewatit S-100树脂、Diaion SK-1B树脂。
优选地，所述第二反应溶剂为二氯甲烷、氯仿、乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、2-丁酮、NMP中的一种或者多种。
优选地，所述第三反应溶剂为二氯甲烷、氯仿、乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、2-丁酮、NMP中的一种或者多种。
优选地，所述加氢催化剂为钯碳、氢氧化钯碳、铂碳、二氧化铂、雷尼镍中的一种或者多种。
优选地，所述氢源为氢气、甲酸钠、甲酸、环己烯中的一种或者多种。
优选地，所述加氢催化剂的用量为：0.0001-1当量。
本发明的(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯锂盐络合物、制备方法及其应用相比于现有技术具有如下优点：
1、本发明路线设计合理，原料安全易得，工艺安全性高，反应选择性高，提纯简单，产品纯度高，产品收率高，能充分满足产品工业化生产的需求。
2、本发明采用直接减压蒸馏方法，相比现有的通过柱层析方法来说可以节省大量溶剂和人工成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例或现有技术中的技术方案，下面将对示例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些示例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的实施例1中制备的化合物锂离子载体V的产品GC谱图；
图2为本发明的实施例1中制备的化合物锂离子载体V的产品核磁谱图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构及技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明提供一种(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯锂盐络合物，其化学结构如下所示，
其中，X选自氟、氯、溴、碘、对甲苯磺酰氧、甲基磺酰氧、四氟化硼、六氟化磷、对硝基苯磺酰氧、邻硝基苯磺酰氧。
本发明还提供一种(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯锂盐络合物的制备方法，其中，包括如下步骤：
以化合物R为原料，与化合物锂盐LiX在第一反应溶剂中，以及在关环复分解反应催化剂催化和惰性气体的保护作用下，在温度范围为-20～150℃条件下进行反应，反应完全后得到化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯锂盐络合物；
其中，R选自(2E,14E)-4,7,10,13-四氧杂十六烷-2,14-二烯、3，6,9，12-四氧杂十四烷-1,13-二烯、(2Z,14Z)-4,7,10,13-四氧杂十六烷-2，14-二烯、4,7，10,13-四氧杂十六烷-2,14-二烯、5,8,11，14-四氧杂十八烷-3,15-二烯、(3E,15E)-5,8,11,14-四氧杂十八烷-3,15-二烯、(3Z,15Z)-5,8,11,14-四氧杂十八烷-3,15-二烯；
X选自氟、氯、溴、碘、对甲苯磺酰氧、甲基磺酰氧、四氟化硼、六氟化磷、对硝基苯磺酰氧、邻硝基苯磺酰氧。
在本发明的进一步实施例中，上述关环复分解反应催化剂为GRELA 1代催化剂、GRELA 2代催化剂、Grubbs 1代催化剂、Grubbs 2代催化剂、Grubbs 3代催化剂中的一种或者多种。
在本发明的进一步实施例中，上述锂盐为氟化锂、氯化锂、溴化锂、碘化锂、对甲苯磺酸锂、甲磺酸锂、四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、对硝基苯磺酸锂、邻硝基苯磺酸锂中的一种或者多种。
在本发明的进一步实施例中，上述第一反应溶剂为二氯甲烷、氯仿、乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、2-丁酮、NMP中的一种或者多种。
在本发明的进一步实施例中，上述惰性气体可以为氮气、氦气、氩气中的一种或者多种。
在本发明的进一步实施例中，上述所述关环复分解反应催化剂的用量为：0.000001-1当量；优选地，所述锂盐的用量为：1-5当量。在该用量下进行化学反应，反应效率高，并且获得的反应产物纯度高。
本发明还提供一种(Z)-1，4，7，10-四氧环十二烷-8-烯锂盐络合物在制备化合物锂离子载体V的应用，包括如下步骤：
将化合物(Z)-1,4，7,10-四氧环十二烷-8-烯锂盐络合物与酸性物质加入至第二反应溶剂中，在温度范围为-20～150℃的条件下进行反应，反应完全后得到化合物(Z)-1,4，7，10-四氧环十二烷-8-烯；
其中，X选自氟、氯、溴、碘、对甲苯磺酰氧、甲基磺酰氧、四氟化硼、六氟化磷、对硝基苯磺酰氧、邻硝基苯磺酰氧；
将化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯加入第三反应溶剂中，在加氢催化剂催化和氢源作用下，在温度范围为-20～150℃条件下进行反应，反应完全后得到化合物锂离子载体V。
在本发明的进一步实施例中，上述酸性物质是以下物质中的一种或者多种：氯化氢、硫酸、磷酸、001×7树脂、Amberlite IR-120树脂、Dowex 50-X8树脂、Lewatit S-100树脂、Diaion SK-1B树脂。
在本发明的进一步实施例中，上述第二反应溶剂为二氯甲烷、氯仿、乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、2-丁酮、NMP中的一种或者多种。
在本发明的进一步实施例中，上述第三反应溶剂为二氯甲烷、氯仿、乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、2-丁酮、NMP中的一种或者多种。
在本发明的进一步实施例中，上述加氢催化剂为钯碳、氢氧化钯碳、铂碳、二氧化铂、雷尼镍中的一种或者多种。
在本发明的进一步实施例中，上述加氢催化剂的用量为：0.0001-1当量。
在本发明的进一步实施例中，上述氢源可以为氢气、甲酸钠、甲酸、环己烯中的一种或者多种。
以下结合具体实施例对本发明做进一步说明，当然具体实施例是用于说明本发明而不是用于限制本发明的范围。
实施例1
步骤(a)：式3化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯氯化锂络合物的制备
保持氮气微正压，向100L反应釜中依次加入60L乙酸乙酯和1.28kg式2化合物氯化锂，搅匀；再向其中加入1g GRELA2代催化剂，搅匀；反应液升温至50℃，向反应液中滴加6.91kg式1化合物(2E,14E)-4,7,10,13-四氧杂十六烷-2,14-二烯，控制滴加速度，3小时滴完，搅匀，反应过程中产生的气体导入到高锰酸钾水溶液中，其中会产生烯烃类气体，但是危险性比氢气小很多，可以通过高锰酸钾水溶液吸收掉，现有技术产生的氢气则无法被吸收。当高锰酸钾水溶液颜色开始变淡时，需向其中补加高锰酸钾。反应液保温50℃继续反应4小时，反应完成。
反应液继续搅拌下自然冷却至室温。将反应液用硅藻土过滤，滤液不经处理，直接进行下一步反应。
滤液中取100ml，向其中加入适量石油醚，冷却后析出类白色固体状(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯氯化锂络合物纯品，HPLC纯度99.6％，1H NMR(400MHz，d6-DMSO)：δ5.37(s，2H)，4.26(t，4H)，3.81(t，4H)，3.79(s，4H)。
步骤(b)：式4化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯的制备
向上一步得到的滤液中加入8kg活化后的001×7树脂，室温剧烈搅拌3小时，反应完成。
反应液直接过滤，滤除树脂，收集滤液。滤除的树脂经再生活化后可以复用。所得滤液减压蒸馏回收溶剂，剩余物减压蒸馏收集到4.96kg淡黄色液体产品，GC纯度99.7％，两步收率94.9％，1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ5.32(s，2H)，4.22(t，4H)，3.76(t，4H)，3.72(s，4H)。
步骤(c)：式5化合物锂离子载体V的制备
室温搅拌下，向50L反应釜中依次加入20L 2-甲基四氢呋喃和上一步所制得的4.96kg(Z)-1,4,7，10-四氧环十二烷-8-烯，搅匀。再在向其中加入100g5％钯碳，搅匀。反应加热到50℃，向其中滴加5kg环己烯，1小时滴完，滴完后，保温50℃继续反应4小时，反应完成。
反应液自然冷却至室温，过滤，回收钯碳。过滤所得滤液减压蒸馏回收溶剂。剩余液体继续减压蒸馏，收集到4.87kg无色液体产品，收率97.1％，三步反应总收率92.1％。
产品纯度：99.65％(GC)；
产品核磁数据：1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ3.69(s，16H)；
产品GC谱图如图1所示，从图1中可以看出谱图上杂峰非常小，对应产品纯度非常高。
产品核磁谱图如图2所示，图2中1.00是峰的积分，由于无其他峰作为对照，在此不再详细阐述。
从上述图谱中可以看出，本方法所制备的产品纯度非常高。另外，最终产品只需要经过简单蒸馏就可以拿到纯品，提纯简单，并且产品收率高，三步反应总收率高达92.1％，远高于文献报道的最高收率24％。本方法与文献报道方法相比，优势非常明显。
实施例2
步骤(a)：式3化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯氯化锂络合物的制备
保持氮气微正压，向100L反应釜中依次加入60L乙酸乙酯和1.28kg式2化合物氯化锂，搅匀；再向其中加入1g GRELA 2代催化剂，搅匀；反应液升温至50℃，向反应液中滴加6.07kg式1化合物3,6,9,12-四氧杂十四烷-1,13-二烯，控制滴加速度，3小时滴完，搅匀，反应过程中产生的气体导入到高锰酸钾水溶液中，当高锰酸钾水溶液颜色开始变淡时，需向其中补加高锰酸钾。反应液保温50℃继续反应8小时，反应完成。
反应液继续搅拌下自然冷却至室温。将反应液用硅藻土过滤，滤液不经处理，直接进行下一步反应。
滤液中取100ml，向其中加入适量石油醚，冷却后析出类白色固体状(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯氯化锂络合物纯品，HPLC纯度99.5％，1H NMR(400MHz，d6-DMSO)：δ5.37(s，2H)，4.26(t，4H)，3.81(t，4H)，3.79(s，4H)。
步骤(b)：式4化合物(Z)-1，4,7,10-四氧环十二烷-8-烯的制备
向上一步得到的滤液中加入8kg活化后的001×7树脂，室温剧烈搅拌3小时，反应完成。
反应液直接过滤，滤除树脂，收集滤液。滤除的树脂经再生活化后可以复用。所得滤液减压蒸馏回收溶剂，剩余物减压蒸馏收集到4.54kg淡黄色液体产品，GC纯度97.3％，两步收率86.8％，1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ5.32(s，2H)，4.22(t，4H)，3.76(t，4H)，3.72(s，4H)。
步骤(c)：式5化合物锂离子载体V的制备
室温搅拌下，向50L反应釜中依次加入20L乙酸乙酯和上一步所制得的4.54kg(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯，搅匀。再在向其中加入50g 10％钯碳，搅匀。反应加热到60℃，向其中滴加5kg环己烯，1小时滴完，滴完后，保温60℃继续反应4小时，反应完成。
反应液自然冷却至室温，过滤，回收钯碳。过滤所得滤液减压蒸馏回收溶剂。剩余液体继续减压蒸馏，收集到4.29kg无色液体产品，收率93.4％，三步反应总收率81.1％。
产品纯度：98.05％(GC)；
产品核磁数据：1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ3.69(s，16H)。
实施例3
步骤(a)：式3化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯氟化锂络合物的制备
保持氮气微正压，向100L反应釜中依次加入50L四氢呋喃和0.77kg式2化合物氟化锂，搅匀；再向其中加入2g GRELA 1代催化剂，搅匀；反应液升温至75℃，向反应液中滴加6.91kg式1化合物(2Z,14Z)-4,7,10,13-四氧杂十六烷-2,14-二烯，控制滴加速度，3小时滴完，搅匀，反应过程中产生的气体导入到高锰酸钾水溶液中，当高锰酸钾水溶液颜色开始变淡时，需向其中补加高锰酸钾。反应液保温75℃继续反应6小时，反应完成。
反应液继续搅拌下自然冷却至室温。将反应液用硅藻土过滤，滤液不经处理，直接进行下一步反应。
滤液中取100ml，向其中加入适量石油醚，冷却后析出类白色固体状(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯氟化锂络合物纯品，HPLC纯度99.2％，1H NMR(400MHz，d6-DMSO)：δ5.38(s，2H)，4.27(t，4H)，3.82(t，4H)，3.79(s，4H)。
步骤(b)：式4化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯的制备
向上一步得到的滤液中加入4kg活化后的Amberlite IR-120树脂，室温剧烈搅拌2小时，反应完成。
反应液直接过滤，滤除树脂，收集滤液。滤除的树脂经再生活化后可以复用。所得滤液减压蒸馏回收溶剂，剩余物减压蒸馏收集到4.05kg淡黄色液体产品，GC纯度98.5％，两步收率77.5％，1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ5.32(s，2H)，4.22(t，4H)，3.76(t，4H)，3.72(s，4H)。
步骤(c)：式5化合物锂离子载体V的制备
室温搅拌下，向50L反应釜中依次加入20L乙二醇二甲醚和上一步所制得的4.54kg(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯，搅匀。再在向其中加入100g5％铂碳，搅匀。向反应液中滴加3kg甲酸，1小时滴完，滴完后，反应液室温反应8小时，反应完成。
反应液自然冷却至室温，过滤，回收铂碳。过滤所得滤液减压蒸馏回收溶剂。剩余液体继续减压蒸馏，收集到3.77kg无色液体产品，收率92％，三步反应总收率71.3％。
产品纯度：99.12％(GC)；
产品核磁数据：1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ3.69(s，16H)。
实施例4
步骤(a)：式3化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯六氟磷酸锂络合物的制备
保持氩气微正压，向100L反应釜中依次加入65L二氯甲烷和4.61kg式2化合物六氟磷酸锂，搅匀；再向其中加入15g Grubbs 1代催化剂，搅匀；向反应液中滴加6.91kg式1化合物4,7,10,13-四氧杂十六烷-2,14-二烯，控制滴加速度，3小时滴完，搅匀，反应过程中产生的气体导入到高锰酸钾水溶液中，当高锰酸钾水溶液颜色开始变淡时，需向其中补加高锰酸钾。反应液室温继续反应6小时，反应完成。
将反应液用硅藻土过滤，滤液不经处理，直接进行下一步反应。
滤液中取100ml，向其中加入适量石油醚，冷却后析出类白色固体状(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯六氟磷酸锂络合物纯品，HPLC纯度99.3％，1H NMR(400MHz，d6-DMSO)：δ5.35(s，2H)，4.24(t，4H)，3.80(t，4H)，3.77(s，4H)。
步骤(b)：式4化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯的制备
向上一步得到的滤液中加入9kg活化后的Dowex 50-X8树脂，室温剧烈搅拌2小时，反应完成。
反应液直接过滤，滤除树脂，收集滤液。滤除的树脂经再生活化后可以复用。所得滤液减压蒸馏回收溶剂，剩余物减压蒸馏收集到4.58kg淡黄色液体产品，GC纯度98.6％，两步收率87.6％，1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ5.32(s，2H)，4.22(t，4H)，3.76(t，4H)，3.72(s，4H)。
步骤(c)：式5化合物锂离子载体V的制备
室温搅拌下，向50L反应釜中依次加入20L乙醇和上一步所制得的4.54kg(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯，搅匀。再在向其中加入10g二氧化铂，搅匀。向反应体系中通入氢气，保持2个大气压氢气进行反应，搅拌反应10小时，反应完成。
反应液直接过滤，回收二氧化铂。过滤所得滤液常压蒸馏回收溶剂。剩余液体继续减压蒸馏，收集到4.12kg无色液体产品，收率88.9％，三步反应总收率77.9％。
产品纯度：99.07％(GC)；
产品核磁数据：1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ3.69(s，16H)。
实施例5
步骤(a)：式3化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯四氟硼酸锂络合物的制备
保持氦气微正压，向100L反应釜中依次加入60L四氢呋喃和3.8kg式2化合物四氟硼酸锂，搅匀；再向其中加入10g Grubbs 2代催化剂，搅匀；反应液升温至回流，然后向反应液中滴加7.75kg式1化合物5,8,11,14-四氧杂十八烷-3,15-二烯，控制滴加速度，4小时滴完，搅匀，反应过程中产生的气体导入到高锰酸钾水溶液中，当高锰酸钾水溶液颜色开始变淡时，需向其中补加高锰酸钾。反应液继续回流反应5小时，反应完成。
反应液继续搅拌下自然冷却至室温。将反应液用硅藻土过滤，滤液不经处理，直接进行下一步反应。
滤液中取100ml，向其中加入适量石油醚，冷却后析出类白色固体状(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯四氟硼酸锂络合物纯品，HPLC纯度99.2％，1HNMR(400MHz，d6-DMSO)：δ5.35(s，2H)，4.24(t，4H)，3.80(t，4H)，3.77(s，4H)。
步骤(b)：式4化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯的制备
向上一步得到的滤液中通入氯化氢气体，控制反应液pH为4-6，室温剧烈搅拌5小时，反应完成。
反应液直接过滤，滤除不溶物。所得滤液减压蒸馏回收溶剂，剩余物减压蒸馏收集到3.67kg淡黄色液体产品，GC纯度97.3％，两步收率70.2％，1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ5.32(s，2H)，4.22(t，4H)，3.76(t，4H)，3.72(s，4H)。
步骤(c)：式5化合物锂离子载体V的制备
室温搅拌下，向50L反应釜中依次加入20L乙醇和上一步所制得的3.67kg(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯，搅匀。再在向其中加入50g 10％氢氧化钯碳，搅匀。反应加热到50℃，向反应体系中通入氢气，保持2个大气压氢气进行反应，搅拌反应10小时，反应完成。
反应液直接过滤，回收氢氧化钯碳。过滤所得滤液减压蒸馏回收溶剂。剩余液体继续减压蒸馏，收集到3.44kg无色液体产品，收率92.7％，三步反应总收率65.1％。
产品纯度：98.5％(GC)；
产品核磁数据：1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ3.69(s，16H)。
实施例6
步骤(a)：式3化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯氯化锂络合物的制备
保持氮气微正压，向100L反应釜中依次加入60L 2-甲基四氢呋喃和1.31kg式2化合物氯化锂，搅匀；再向其中加入1g GRELA 2代催化剂，搅匀；反应液升温至50℃，向反应液中滴加6.91kg式1化合物4,7,10，13-四氧杂十六烷-2,14-二烯，控制滴加速度，3小时滴完，搅匀，反应过程中产生的气体导入到高锰酸钾水溶液中，当高锰酸钾水溶液颜色开始变淡时，需向其中补加高锰酸钾。反应液保温50℃继续反应4小时，反应完成。
反应液继续搅拌下自然冷却至室温。将反应液用硅藻土过滤，滤液不经处理，直接进行下一步反应。
步骤(b)：式4化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯的制备
向上一步得到的滤液中加入8kg活化后的001×7树脂，室温剧烈搅拌3小时，反应完成。
反应液直接过滤，滤除树脂，收集滤液。滤除的树脂经再生活化后可以复用。所得滤液不经处理，直接进行下一步反应。
步骤(c)：式5化合物锂离子载体V的制备
向上一步得到的滤液中加入100g 5％钯碳，搅匀。反应加热到50℃，向其中滴加4.5kg环己烯，1小时滴完，滴完后，保温50℃继续反应3小时，反应完成。
反应液自然冷却至室温，过滤，回收钯碳。过滤所得滤液减压蒸馏回收溶剂。剩余液体继续减压蒸馏，收集到4.97kg无色液体产品，三步反应总收率94％。
产品纯度：99.43％(GC)；
产品核磁数据：1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ3.69(s，16H)。
实施例7
步骤(a)：式3化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯碘化锂络合物的制备
保持氮气微正压，向10L反应瓶中依次加入5L乙二醇二甲醚和570g式2化合物碘化锂，搅匀；再向其中加入2g Grubbs 2代催化剂，搅匀；反应液升温至回流，然后向反应液中滴加775g式1化合物(3E,15E)-5,8,11,14-四氧杂十八烷-3,15-二烯，控制滴加速度，24小时滴完，搅匀，反应过程中产生的气体导入到高锰酸钾水溶液中，当高锰酸钾水溶液颜色开始变淡时，需向其中补加高锰酸钾。反应液继续回流反应4小时，反应完成。
反应液继续搅拌下自然冷却至室温。将反应液用硅藻土过滤，滤液不经处理，直接进行下一步反应。
滤液中取100ml，向其中加入适量石油醚，冷却后析出类白色固体状(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯碘化锂络合物纯品，HPLC纯度99.3％，1H NMR(400MHz，d6-DMSO)：δ5.36(s，2H)，4.24(t，4H)，3.81(t，4H)，3.78(s，4H)。
步骤(b)：式4化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯的制备
向上一步得到的滤液中通入氯化氢气体，控制反应液pH为4-6，室温剧烈搅拌5小时，反应完成。
反应液直接过滤，滤除不溶物。所得滤液减压蒸馏回收溶剂，剩余物减压蒸馏收集到422g淡黄色液体产品，GC纯度98.5％，两步收率80.8％，1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ5.32(s，2H)，4.22(t，4H)，3.76(t，4H)，3.72(s，4H)。
步骤(c)：式5化合物锂离子载体V的制备
室温搅拌下，向5L反应瓶中依次加入1.5L乙醇和上一步所制得的422g(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯，搅匀。再在向其中加入4g 10％氢氧化钯碳，搅匀。反应加热到50℃，向反应体系中通入氢气，保持2个大气压氢气进行反应，搅拌反应3小时，反应完成。
反应液直接过滤，回收氢氧化钯碳。过滤所得滤液减压蒸馏回收溶剂。剩余液体继续减压蒸馏，收集到415g无色液体产品，收率97.2％，三步反应总收率78.5％。
产品纯度：99.1％(GC)；
产品核磁数据：1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ3.69(s，16H)。
实施例8
步骤(a)：式3化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯溴化锂络合物的制备
保持氮气微正压，向10L反应瓶中依次加入4L乙二醇二乙醚和510g式2化合物溴化锂，搅匀；再向其中加入1.5g Grubbs 2代催化剂，搅匀；反应液升温至回流，然后向反应液中滴加775g式1化合物(3Z,15Z)-5,8,11,14-四氧杂十八烷-3,15-二烯，控制滴加速度，2小时滴完，搅匀，反应过程中产生的气体导入到高锰酸钾水溶液中，当高锰酸钾水溶液颜色开始变淡时，需向其中补加高锰酸钾。反应液继续回流反应3小时，反应完成。
反应液继续搅拌下自然冷却至室温。将反应液用硅藻土过滤，滤液不经处理，直接进行下一步反应。
滤液中取100ml，向其中加入适量石油醚，冷却后析出类白色固体状(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯溴化锂络合物纯品，HPLC纯度99.1％，1H NMR(400MHz，d6-DMSO)：δ5.37(s，2H)，4.24(t，4H)，3.81(t，4H)，3.78(s，4H)。
步骤(b)：式4化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯的制备
向上一步得到的滤液中通入氯化氢气体，控制反应液pH为4-6，室温剧烈搅拌4小时，反应完成。
反应液直接过滤，滤除不溶物。所得滤液减压蒸馏回收溶剂，剩余物减压蒸馏收集到436g淡黄色液体产品，GC纯度98.9％，两步收率83.4％，1HNMR(400MHz，CDCl3)：δ5.32(s，2H)，4.22(t，4H)，3.76(t，4H)，3.72(s，4H)。
步骤(c)：式5化合物锂离子载体V的制备
室温搅拌下，向5L反应瓶中依次加入2L乙醇和上一步所制得的436g(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯，搅匀。再在向其中加入6g 10％氢氧化钯碳，搅匀。反应加热到55℃，向反应体系中通入氢气，保持2个大气压氢气进行反应，搅拌反应4小时，反应完成。
反应液直接过滤，回收氢氧化钯碳。过滤所得滤液减压蒸馏回收溶剂。剩余液体继续减压蒸馏，收集到425g无色液体产品，收率96.4％，三步反应总收率80.4％。
产品纯度：98.5％(GC)；
产品核磁数据：1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ3.69(s，16H)。
其中，按照实施例1步骤(a)方法还制备了如下4种化合物，以及相关数据具体如下：
(1)(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯对硝基苯磺酸锂络合物，淡黄色固体；
HPLC纯度99.2％，收率97.1％，
1H NMR(400MHz，d6-DMSO)：δ8.42(d，2H)，8.01(d，2H)，5.33(s，2H)，4.24(t，4H)，3.81(t，4H)，3.78(s，4H)。
(2)(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯邻硝基苯磺酸锂络合物，淡黄色固体；
HPLC纯度99.5％，收率92.6％，
1H NMR(400MHz，d6-DMSO)：δ8.54(d，1H)，8.07-8.09(m，2H)，8.01(m，1H)，5.34(s，2H)，4.25(t，4H)，3.83(t，4H)，3.78(s，4H)。
(3)(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯对甲苯磺酸锂络合物，类白色固体；
HPLC纯度99.3％，收率91.3％，
1H NMR(400MHz，d6-DMSO)：δ7.76(d，2H)，7.45(d，2H)，5.30(s，2H)，4.22(t，4H)，3.81(t，4H)，3.76(s，4H)，2.42(s，3H)。
(4)(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯甲磺酸锂络合物，类白色固体；
HPLC纯度99.1％，收率91.7％，
1H NMR(400MHz，d6-DMSO)：δ5.37(s，2H)，4.24(t，4H)，3.82(t，4H)，3.79(s，4H)，2.87(s，3H)。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于实施例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神及范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围及边界、或者这种范围及边界的等同形式内的全部变化及修改例。
Claims (5)
1.一种(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯锂盐络合物的制备方法，其特征在于，其化学结构如下所示，
其中，X选自氟、氯、溴、碘、对甲苯磺酰氧、甲基磺酰氧、四氟化硼、六氟化磷、对硝基苯磺酰氧、邻硝基苯磺酰氧；
其制备方法包括如下步骤：
以化合物R为原料，与化合物锂盐LiX在第一反应溶剂中，以及在关环复分解反应催化剂催化和惰性气体的保护作用下，在温度范围为-20～150℃条件下进行反应，反应完全后得到化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯锂盐络合物；
其中，R选自(2E,14E)-4,7,10,13-四氧杂十六烷-2,14-二烯、3,6,9,12-四氧杂十四烷-1,13-二烯、(2Z,14Z)-4,7,10,13-四氧杂十六烷-2,14-二烯、4,7,10,13-四氧杂十六烷-2,14-二烯、5,8,11,14-四氧杂十八烷-3,15-二烯、(3E,15E)-5,8,11,14-四氧杂十八烷-3,15-二烯、(3Z,15Z)-5,8,11,14-四氧杂十八烷-3,15-二烯；
所述关环复分解反应催化剂为GRELA1代催化剂、GRELA2代催化剂、Grubbs 1代催化剂、Grubbs 2代催化剂、Grubbs 3代催化剂中的一种或者多种；
所述锂盐为氟化锂、氯化锂、溴化锂、碘化锂、对甲苯磺酸锂、甲磺酸锂、四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、对硝基苯磺酸锂、邻硝基苯磺酸锂中的一种或者多种；
所述第一反应溶剂为二氯甲烷、氯仿、乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、2-丁酮、NMP中的一种或者多种。
2.根据权利要求1所述的(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯锂盐络合物的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气、氦气、氩气中的一种或者多种。
3.根据权利要求1所述的(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯锂盐络合物的制备方法，其特征在于，
所述关环复分解反应催化剂的用量为：0.000001-1当量；
所述锂盐的用量为：1-5当量。
4.一种化合物1,4,7,10-四氧环十二烷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1)：按照权利要求1-3任一项所述的(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯锂盐络合物的制备方法制备得到(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯锂盐络合物；
步骤2)：将步骤1)得到的化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯锂盐络合物与酸性物质加入至第二反应溶剂中，在温度范围为-20～150℃的条件下进行反应，反应完全后得到化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯；其中，X选自氟、氯、溴、碘、对甲苯磺酰氧、甲基磺酰氧、四氟化硼、六氟化磷、对硝基苯磺酰氧、邻硝基苯磺酰氧；
步骤3)：将化合物(Z)-1,4,7,10-四氧环十二烷-8-烯加入第三反应溶剂中，在加氢催化剂催化和氢源作用下，在温度范围为-20～150℃条件下进行反应，反应完全后得到化合物1,4,7,10-四氧环十二烷；
所述第二反应溶剂为二氯甲烷、氯仿、乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、2-丁酮、NMP中的一种或者多种；
所述第三反应溶剂为二氯甲烷、氯仿、乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、2-丁酮、NMP中的一种或者多种。
5.根据权利要求4所述的化合物1,4,7,10-四氧环十二烷的制备方法，其特征在于，
所述加氢催化剂为钯碳、氢氧化钯碳、铂碳、二氧化铂、雷尼镍中的一种或者多种；
所述氢源为氢气、甲酸钠、甲酸、环己烯中的一种或者多种。
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