CN114345414B - 一种有机金属催化剂及使用其制备3-羟基丙酸酯的方法 - Google Patents

一种有机金属催化剂及使用其制备3-羟基丙酸酯的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及环氧乙烷、一氧化碳、有机醇通过催化反应生成3‑羟基丙酸酯的方法，其中使用的有机金属化合物催化剂，结构通式为{[(R2)(R3)P(R1)N‑L‑P(R4)(R5)]M(CO)n}+[M(CO)m]ˉ或为{[(R2)(R3)P(R1)N‑L‑P(R4)(R5)]M(CO)n}·[M(CO)m]。催化反应温度0～250℃，反应压力0.1～60MPa，反应时间与催化剂的浓度关联，与反应物的量关联，催化剂的浓度为0.001‑100mmol/L，助剂的浓度为催化剂浓度的0.01～10％。高活性实施例中，环氧烷烃转化率达96.8～99.2％，3‑羟基丙酸酯选择性达94.5～98.6％。

Description

一种有机金属催化剂及使用其制备3-羟基丙酸酯的方法
技术领域
本发明涉及一种有机金属催化剂及使用这种催化剂制备3-羟基丙酸酯的方法，特别是涉及催化环氧乙烷、一氧化碳和有机醇反应制备3-羟基丙酸酯的方法。
背景技术
3-羟基丙酸酯是一种重要的化学试剂，是一种细菌的高效灭活剂，也是一种使用广泛的化学原料，如合成1,3-丙二醇、聚丙内酯以及其他共聚酯等。
环氧丙烷羰化氢酯化法是合成3-羟基丙酸酯的主要合成路线，即在催化剂的作用下，环氧丙烷、一氧化碳和有机醇反应生成3-羟基丙酸烷基酯，反应涉及环氧乙烷开环、一氧化碳插入以及有机醇的氢化酯化，反应复杂，对催化剂要求高，同时，反应条件对3-羟基丙酸酯的动力学转化影响大。
合成3-羟基丙酸酯的方法报道不多，专利WO2015/118341A1公布了生物发酵法，专利CN108586239A使用3-甲氧基丙酸酯在氢碘酸作用下醚解合成3-羟基丙酸酯。但是，目前主流的工艺是通过环氧丙烷氢酯化反应合成3-羟基丙酸酯，即以环氧丙烷、CO为原料，与有机醇在催化剂的作用下反应合成3-羟基丙酸酯。
国外的研究情况如下：专利US 4973741公开了使用贵金属铑催化剂和三苯基膦配体，环氧乙烷氢甲酯基化合成3-羟基丙酸甲酯，但是反应需要14.0MPa的高压，而且转化率和3-羟基丙酸甲酯的选择性较低。专利US6191321公开了使用Co2(CO)8/1,10-邻菲啰啉的催化剂体系，甲基叔丁基醚为溶剂，在90℃，7.8MPa的条件下反应18h，环氧乙烷转化率仅为11％，3-羟基丙酸甲酯的选择性为74％。专利US6521801公开了以钴盐为催化剂，含氮杂环化合物为配体，在一氧化碳压力为6MPa，反应温度为75℃的反应条件下，环氧乙烷转化率为94％，3-羟基丙酸甲酯的选择性为78％
国内的研究状况如下：2006年，中国科学院兰州化学物理研究所的陈静等人开发的制备3-羟基丙酸甲酯的方法，其以过渡金属钴为催化剂，以环氧乙烷、CO为原料，甲醇或乙醇为溶剂，反应温度70～75℃，CO压强8～10MPa，反应3～5小时，3-羟基丙酸甲酯的选择性可以达到98％(CN101020635A)。2010年，广东石油化工研究院陈小平等人以Co2(CO)8为催化剂，环氧乙烷、CO为反应物,甲醇为溶剂，超临界二氧化碳为反应介质，在压强11～20MPa，温度35～95℃，反应22～26小时的条件下合成了3-羟基丙酸甲酯。环氧乙烷转化率在93.32～99.56％，3-羟基丙酸甲酯选择性59.76～92.91％之间。2012至2014年，南京大学扬州化学化工研究院的范以宁等人以Na[Co(CO)4]为催化剂，以1,4′-丁烷二基-3,3′-双-1-乙烯基咪唑二溴化物作为助剂，在75℃，2MPa的CO压力下反应5h，环氧乙烷转化率为41.8～47.7％，选择性为87.0～96.2％(105272855A)；王怡宁等人以Co2(CO)8为催化剂，吡啶、嘧啶、咪唑或是嘌呤作为助剂，在75℃，CO压力2MPa的情况下，反应5小时，环氧乙烷转化率为62.1～91.2％，选择性为43.7～83.2％，(CN107417527A)。2014至2018年刘波等人通过离子液体与CoCl2反应生成含Co3+的液体催化剂，在CO压强为3～8MPa，反应温度为45℃～100℃，反应5～12小时，合成了3-羟基丙酸甲酯，环氧乙烷转化率58～95％，3-羟基丙酸甲酯选择性可达86％(CN107459451)。类似的，与CuCl反应，生成含Cu2+的液体催化剂，在CO压强为3～8MPa，反应温度为45℃～100℃条件下，反应3～8小时，合成了3-羟基丙酸甲酯，环氧乙烷转化率可达95％，3-羟基丙酸甲酯选择性可达83％(CN107459452)。后又用离子液体与FeCl3或卤化亚铜反应制备催化剂，在3～10MPa，50～80℃条件下反应3～10小时，合成了3-羟基丙酸甲酯，环氧乙烷转化率可达99％，3-羟基丙酸甲酯选择性可达94％(CN109678710)。同时公开了贵金属钌络合物催化剂，在CO压强为2～5MPa，反应温度为45℃～65℃条件下，反应2～6小时，合成了3-羟基丙酸甲酯，环氧乙烷转化率80～99％，3-羟基丙酸甲酯选择性可达97％(CN109678709)。
鉴于上述现有技术中存在：或反应条件高，或环氧乙烷的转化率低，或3-羟基丙酸酯的生成选择性低的问题，本发明提供一种有机金属催化剂及使用这种催化剂催化环氧乙烷、一氧化碳和有机醇制备3-羟基丙酸酯的方法。
发明内容
本发明提供一种有机金属催化剂及使用这种催化剂催化环氧丙烷、一氧化碳和有机醇反应生成3-羟基丙酸酯的方法。
使用本发明的催化剂制备3-羟基丙酸酯，反应条件温和，环氧乙烷的转化率最高可以达到99.2％，3-羟基丙酸酯的生成选择性最高达到98.6％。
本发明通过以下技术方案实现上述目的：
1、本发明的一个方面，提供一种有机金属催化剂，包括离子对化合物型有机金属或非离子对化合物型有机金属，具有如下结构特征：
Figure BDA0003453417900000031
通式为{[(R2)(R3)P(R1)N-L-P(R4)(R5)]M(CO)n}+[M(CO)m]ˉ，是一种离子对化合物，为离子对化合物型有机金属催化剂，通过相应配体[(R2)(R3)P(R1)N-L-P(R4)(R5)]和金属M羰基化合物在有机溶剂中反应合成，直接由于催化反应；
或
Figure BDA0003453417900000032
通式为{[(R2)(R3)P(R1)N-L-P({[(R2)(R3)P(R1)N-L-P(R4)(R5)]M(CO)n}·[M(CO)m]，包括两种中性分子，为非离子对化合物型有机金属催化剂，通过相应配体
[(R2)(R3)P(R1)N-L-P(R4)(R5)]和金属M羰基化合物在有机溶剂中混合合成；在催化反应体系中，原位形成活性中心发挥催化作用。
上述结构式中：
所述L是连接N和P原子的有机桥联基团，为(CH2)x桥联基团、苯环基团和含取代基的苯环基团中的一种；
所述L是(CH2)x桥联基团时，(CH2)x中x的数目在1～10内，优选1～5；
所述L是苯环基团或含取代基的苯环基团时，相邻位连接N和P原子；
所述R1是N原子上的取代基；
所述R2与R3、R4与R5分别是两个P原子上的取代基；
所述M代表第四、五、六周期过渡金属元素中优选自Cr、Co、Rh、Ru、Mo、W、Fe、Ni中的一种；m和n分别指两个不同M羰基化合物中CO基团的数目；
所述R1、R2、R3、R4、R5分别独立地代表直链烷基、支链烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、取代芳基及其衍生基团，选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、环戊基、环己基、苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、4-乙基苯基、4-异丙基苯基、4-叔丁基苯基、2,6-二甲基苯基、2,6-二乙基苯基、2,6-二异丙基苯基、2,6-二叔丁基苯基、2,4,6-三甲基苯基、2,4,6-三异丙基苯基、2,4,6-三叔丁基苯基、2-甲氧基苯基、3-甲氧基苯基、4-甲氧基苯基、噻吩基中的一种；
所述的M羰基化合物选自Cr(CO)6、Co2(CO)8、Rh6(CO)16、Ru3(CO)12、Mo(CO)6、W(CO)6、Fe(CO)5、Ni(CO)4中的一种；
所述离子对化合物型有机金属催化剂{[(R2)(R3)P(R1)N-L-P(R4)(R5)]M(CO)n}+[M(CO)m]ˉ是一种离子对化合物，通过相应的配体[(R2)(R3)P(R1)N-L-P(R4)(R5)]和金属M羰基化合物在有机溶剂中反应合成，直接用于催化反应，其中阳离子和阴离子分别作用于环氧烷烃上的O-和C+促使其开环；
所述溶剂为烷烃、芳香烃、卤代烃、醚类有机溶剂，优选自苯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、乙醚、己烷、庚烷、氯仿、二氯甲烷中的一种。
所述非离子对化合物型有机金属催化剂{[(R2)(R3)P(R1)N-L-P(R4)(R5)]M(CO)n}·[M(CO)m]由两种中性分子组成，可选择地，由配体[(R2)(R3)P(R1)N-L-P(R4)(R5)]和金属M羰基化合物直接加入到催化反应体系中原位形成活性中心进行作用，过程中配体使金属M羰基化合物中的M-M键裂解，转化为[M(CO)m]与[M(CO)n]，电子的再分配作用使两个M分别带正电与负电，并分别作用于环氧烷烃上的O-和C+促使其开环。
2、本发明的另一个方面，提供上述催化剂的应用方法，具体是一种使用包括离子对化合物型和非离子对化合物型两个类型的有机金属催化剂制备3-羟基丙酸酯的方法：
使用离子对化合物型有机金属催化剂时，包括以下步骤：
(1)在惰性气氛下完成催化剂的制备：
称取等摩尔量的配体{[(R2)(R3)P(R1)N-L-P(R4)(R5)]和M羰基化合物，置于Schlenk瓶中，加入有机溶剂，室温下搅拌12小时。反应完毕后，除去溶剂，得到离子对化合物型有机金属催化剂，用少量己烷洗涤，进行元素分析，确认有机金属催化剂中C、H、N各元素组成；
所述溶剂为烷烃、芳香烃、卤代烃、醚类有机溶剂，优选自苯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、乙醚、己烷、庚烷、氯仿、二氯甲烷中的一种。
(2)在惰性气氛下完成催化反应：
将高压反应釜进行N2冲洗后，依次加入步骤(1)制备的离子对化合物型有机金属催化剂、助剂、环氧烷烃、有机醇，通入一氧化碳，加热至适当温度，反应温度0～250℃，同时调节体系压力，反应压力0.1～60MPa，搅拌速率800rpm，反应时间3～6h；
所述环氧烷烃选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、环氧己烷中的一种；
所述催化剂的浓度为0.001-100mmol/L；
所述助剂的浓度为催化剂浓度的0.01～10％。
使用非离子对化合物型有机金属催化剂时，包括以下步骤：
(1)在惰性气氛下完成催化反应：
将高压反应釜进行N2冲洗后，依次加入{[(R2)(R3)P(R1)N-L-P(R4)(R5)]和M羰基化合物、助剂、环氧烷烃、有机醇，通入一氧化碳，加热至适当温度，反应温度0～250℃，同时调节体系压力，反应压力0.1～60MPa，搅拌速率800rpm，反应时间3～6h；
所述环氧烷烃选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、环氧己烷中的一种；
所述催化剂的浓度为0.001-100mmol/L；
所述助剂的浓度为催化剂浓度的0.01～10％。
催化制备反应涉及原料环氧烷烃、一氧化碳和有机醇，所述的反应在对应的有机醇中进行时，其中有机醇既作为反应原料使用，也作为反应溶剂使用。
有机醇选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、环戊醇、环己醇、苄醇，优选甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、环戊醇、环己醇中的一种。
所述催化反应中，当所述有机醇仅作为反应物使用时：
所述有机醇与反应物环氧烷烃的摩尔比为1:1；
所述有机溶剂选自烷烃、醚、芳香类、卤代烃类溶剂中的戊烷、己烷、环己烷、乙醚、四氢呋喃、1,4-二氧六环、苯、甲苯、二氯甲烷中的一种。
反应时间取决于催化剂的浓度，催化剂的浓度越高，反应时间越短；反之，催化剂的浓度越低，则反应时间越长。催化剂的浓度与反应物的量关联。
上述的催化制备反应，在添加助剂时具有更好的催化效果，助剂的浓度为催化剂浓度的0.01～10％。
所述的助剂代表一类碱性的物质，选自无机碳酸盐、有机醇或酚或羧酸的主族金属盐、主族金属胺基化合物、主族金属烷氧基化合物、主族金属氢化物中的一种。
添加上述助剂，一方面可调节反应体系，使呈弱碱性，另一方面可转换或促进MLn的反应活性
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，本发明不仅限于下面这些内容。
离子对化合物型有机金属催化剂的制备和催化反应均在惰性气氛下完成。
实施例一
采用图示的催化剂(C1)用于催化反应。
Figure BDA0003453417900000061
离子对化合物型有机金属催化剂(C1)在惰性气氛下完成制备。
称取等摩尔量的配体[Ph2P(Me)N-1,2-C6H4-PPh2]和羰基钴化合物Co2(CO)8，置于Schlenk瓶中，加入甲苯溶剂，室温下搅拌12小时。反应完毕后，除去溶剂，得到图示化合物[Ph2P(Me)N-1,2-C6H4-PPh2]Co(CO)3}+[Co(CO)4]ˉ(C1)。用少量己烷洗涤，产率95％。元素分析确认组成，理论值：C 53.35％，H 3.42％，N 1.64％；实验值：C 53.37％，H 3.38％，N1.61％。
在惰性气氛下完成催化反应。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入C1 1mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、甲醇40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄至常压，反应液过滤除去固体，取样进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例二
将实施例一中的反应温度80℃改为20℃，其它操作条件不变。反应结束后，反应液过滤取样进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例三
将实施例一中的反应温度80℃改为35℃，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例四
将实施例一中的反应温度80℃改为50℃，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例五
将实施例一中的反应温度80℃改为65℃，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例六
将实施例一中的反应温度80℃改为95℃，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例七
将实施例一中的反应压力3MPa改为2MPa，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例八
将实施例一中的反应压力3MPa改为4MPa，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例九
将实施例一中的反应压力3MPa改为5MPa，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例十
将实施例一中的反应压力3MPa改为6MPa，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例十一
将实施例一中的反应压力3MPa改为7MPa，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例十二
将实施例一中的反应压力3MPa改为8MPa，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例十三
将实施例1中的反应时间3h改为2h，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例十四
将实施例1中的反应时间3h改为4h，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例十五
将实施例1中的反应时间3h改为5h，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例十六
将实施例1中的反应时间3h改为6h，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例十七
将实施例1中的反应时间3h改为7h，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例十八
将实施例1中的反应时间3h改为8h，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例十九
将实施例1中的反应物改为环氧乙烷100mmol、甲醇100mmol，反应溶剂由甲醇改为甲苯，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例二十
将实施例1中的反应物改为环氧乙烷100mmol、甲醇100mmol，反应溶剂由甲醇改为乙醚，，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例二十一
将实施例1中的反应物改为环氧乙烷100mmol、甲醇100mmol，反应溶剂由甲醇改为四氢呋喃，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例二十二
将实施例1中的反应物改为环氧乙烷100mmol、甲醇100mmol，反应溶剂由甲醇改为2,6-氧环，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表1。
实施例二十三
在本实施例中，[Ph2P(Me)N-1,2-C6H4-PPh2]和羰基钴化合物Co2(CO)8原位混合用于催化反应，反应在惰性气氛下完成。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入[Ph2P(Me)N-1,2-C6H4-PPh2]1mmol、Co2(CO)8 1mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、甲醇40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄压至常压，反应液过滤除去固体，取样进行气相色谱分析，结果记录于表1。
表1：实施例一至二十三的催化结果汇总
Figure BDA0003453417900000091
催化剂C1 1mmol；助剂0.03mmol；环氧乙烷EO 100mmol；溶剂40mL；搅拌速率800rpm。注：在实施例二十三中，配体1mmol和Co2(CO)8 1mmol混合用于催化反应，其它实施例中均使用催化剂C1。
实施例二十四
采用图示的催化剂(C2)用于催化反应。
Figure BDA0003453417900000101
离子对化合物型有机金属催化剂(C2)在惰性气氛下完成制备。
称取等摩尔量的配体[Ph2P(Me)NCH2CH2PPh2]和羰基钴化合物Co2(CO)8，置于Schlenk瓶中，加入甲苯溶剂，室温下搅拌12小时。反应完毕后，除去溶剂，得到图示化合物[Ph2P(Me)NCH2CH2PPh2]Co(CO)3}+[Co(CO)4]ˉ(C2)。用少量己烷洗涤，产率93％。元素分析确认组成，理论值：C 55.08％，H 3.67％，N 1.89％；实验值：C 55.10％，H 3.64％，N 1.87％。
在惰性气氛下完成催化反应。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入C2 1mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、甲醇40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄压至常压，抽取反应液，进行气相色谱分析，结果并记录于表2。
实施例二十五
采用图示的催化剂(C3)用于催化反应。
Figure BDA0003453417900000102
离子对化合物型有机金属催化剂(C3)在惰性气氛下完成制备。
称取等摩尔量的配体[Ph2P(Et)NCH2CH2PPh2]和羰基钴化合物Co2(CO)8，置于Schlenk瓶中，加入苯溶剂，室温下搅拌12小时。反应完毕后，除去溶剂，得到图示化合物[Ph2P(Et)NCH2CH2PPh2]Co(CO)3}+[Co(CO)4]ˉ(C3)。用少量己烷洗涤，产率92％。元素分析确认组成，理论值：C 55.65％，H 3.87％，N 1.85％；实验值：C 55.63％，H 3.86％，N 1.88％。
在惰性气氛下完成催化反应。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入C3 1mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、甲醇40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄压至常压，抽取反应液，进行气相色谱分析，结果并记录于表2。
实施例二十六
采用图示的催化剂(C4)用于催化反应。
Figure BDA0003453417900000111
离子对化合物型有机金属催化剂(C4)在惰性气氛下完成制备。
称取等摩尔量的配体[Ph2P(iPr)NCH2CH2PPh2]和羰基钴化合物Co2(CO)8，置于Schlenk瓶中，加入二甲苯溶剂，室温下搅拌12小时。反应完毕后，除去溶剂，得到图示化合物[Ph2P(iPr)NCH2CH2PPh2]Co(CO)3}+[Co(CO)4]ˉ(C4)。用少量己烷洗涤，产率94％。元素分析确认组成，理论值：C 56.19％，H 4.06％，N 1.82％；实验值：C 56.16％，H 4.02％，N1.83％。
在惰性气氛下完成催化反应。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入C4 1mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、甲醇40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄压至常压，抽取反应液，进行气相色谱分析，结果记录于表2。
实施例二十七
采用图示的催化剂(C5)用于催化反应。
Figure BDA0003453417900000112
离子对化合物型有机金属催化剂(C5)在惰性气氛下完成制备。
称取等摩尔量的配体[Ph2P(Ph)NCH2CH2PPh2]和羰基钴化合物Co2(CO)8，置于Schlenk瓶中，加入四氢呋喃溶剂，室温下搅拌12小时。反应完毕后，除去溶剂，得到图示化合物[Ph2P(Ph)NCH2CH2PPh2]Co(CO)3}+[Co(CO)4]ˉ(C5)。用少量己烷洗涤，产率90％。元素分析确认组成，理论值：C 58.30％，H 3.64％，N 1.74％；实验值：C 58.29％，H 3.67％，N1.75％。
在惰性气氛下完成催化反应。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入C5 1mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、甲醇40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄压至常压，抽取反应液，进行气相色谱分析，结果记录于表2。
实施例二十八
采用图示的催化剂(C6)用于催化反应。
Figure BDA0003453417900000121
离子对化合物型有机金属催化剂(C6)在惰性气氛下完成制备。
称取等摩尔量的配体[nBu2P(Me)NCH2CH2PPh2]和羰基钴化合物Co2(CO)8，置于Schlenk瓶中，加入乙醚溶剂，室温下搅拌12小时。反应完毕后，除去溶剂，得到图示化合物[nBu2P(Me)NCH2CH2PPh2]Co(CO)3}+[Co(CO)4]ˉ(C6)。用少量己烷洗涤，产率90％。元素分析确认组成，理论值：C 51.37％，H 5.03％，N 2.00％；实验值：C 51.34％，H 5.01％，N2.00％。
在惰性气氛下完成催化反应。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入C6 1mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、甲醇40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄压至常压，抽取反应液，进行气相色谱分析，结果记录于表2。
实施例二十九
采用图示的催化剂(C7)用于催化反应。
Figure BDA0003453417900000131
离子对化合物型有机金属催化剂(C7)在惰性气氛下完成制备。
称取等摩尔量的配体[Cy2P(Me)NCH2CH2PPh2]和羰基钴化合物Co2(CO)8，置于Schlenk瓶中，加入己烷溶剂，室温下搅拌12小时。反应完毕后，除去溶剂，得到图示化合物[nBuPh2P(Me)NCH2CH2PPh2]Co(CO)3}+[Co(CO)4]ˉ(C7)。用少量己烷洗涤，产率89％。元素分析确认组成，理论值：C 54.20％，H 5.22％，N 1.86％；实验值：C 54.22％，H 5.21％，N1.88％。
在惰性气氛下完成催化反应。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入C7 1mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、甲醇40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄压至常压，抽取反应液，进行气相色谱分析，结果记录于表2。
实施例三十
采用图示的催化剂(C8)用于催化反应。
Figure BDA0003453417900000132
离子对化合物型有机金属催化剂(C8)在惰性气氛下完成制备。
称取等摩尔量的配体[(SH3C4)2Ph2P(Me)NCH2CH2PPh2]和羰基钴化合物Co2(CO)8，置于Schlenk瓶中，加入庚烷溶剂，室温下搅拌12小时。反应完毕后，除去溶剂，得到图示化合物[(SH3C4)2Ph2P(Me)NCH2CH2PPh2]Co(CO)3}+[Co(CO)4]ˉ(C8)。用少量己烷洗涤，产率92％。元素分析确认组成，理论值：C 47.82％，H 3.08％，N 1.86％；实验值：C 47.80％，H3.05％，N 1.87％。
在惰性气氛下完成催化反应。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入C8 1mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、甲醇40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄压至常压，抽取反应液，进行气相色谱分析，结果记录于表2。
实施例三十一
采用图示的催化剂(C9)用于催化反应。
Figure BDA0003453417900000141
离子对化合物型有机金属催化剂(C9)在惰性气氛下完成制备。
称取等摩尔量的配体[Ph2P(Me)NCH2CH2PCy2]和羰基钴化合物Co2(CO)8，置于Schlenk瓶中，加入氯仿溶剂，室温下搅拌12小时。反应完毕后，除去溶剂，得到图示化合物[Ph2P(Me)NCH2CH2PCy2]Co(CO)3}+[Co(CO)4]ˉ(C9)。用少量己烷洗涤，产率94％。元素分析确认组成，理论值：C 54.20％，H 5.22％，N 1.86％；实验值：C 54.18％，H 5.21％，N 1.85％。
在惰性气氛下完成催化反应。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入C9 1mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、甲醇40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄压至常压，抽取反应液，进行气相色谱分析，结果记录于表2。
实施例三十二
采用图示的催化剂(C10)用于催化反应。
Figure BDA0003453417900000142
离子对化合物型有机金属催化剂(C10)在惰性气氛下完成制备。
称取等摩尔量的配体[Ph2P(Me)NCH2CH2CH2PPh2]和羰基钴化合物Co2(CO)8，置于Schlenk瓶中，加入二氯甲烷溶剂，室温下搅拌12小时。反应完毕后，除去溶剂，得到图示化合物[Ph2P(Me)NCH2CH2CH2PPh2]Co(CO)3}+[Co(CO)4]ˉ(C10)。用少量己烷洗涤，产率95％。元素分析确认组成，理论值：C 51.29％，H 3.57％，N 1.71％；实验值：C 51.27％，H 3.56％，N1.72％。
在惰性气氛下完成催化反应。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入C10 1mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、甲醇40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄压至常压，抽取反应液，进行气相色谱分析，结果记录于表2。
实施例三十三
采用图示的催化剂(C11)用于催化反应。
Figure BDA0003453417900000151
离子对化合物型有机金属催化剂(C11)在惰性气氛下完成制备。
称取等摩尔量的配体[Ph2P(Me)NCH2CH2CH2CH2PPh2]和羰基钴化合物Co2(CO)8，置于Schlenk瓶中，加入甲苯溶剂，室温下搅拌12小时。反应完毕后，除去溶剂，得到图示化合物[Ph2P(Me)NCH2CH2CH2CH2PPh2]Co(CO)3}+[Co(CO)4]ˉ(C11)。用少量己烷洗涤，产率94％。元素分析确认组成，理论值：C 51.87％，H 3.57％，N 1.68％；实验值：C 51.88％，H 3.55％，N1.68％。
在惰性气氛下完成催化反应。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入C11 1mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、甲醇40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄压至常压，抽取反应液，进行气相色谱分析，结果记录于表2。
实施例三十四
采用图示的催化剂(C12)用于催化反应。
Figure BDA0003453417900000161
离子对化合物型有机金属催化剂(C12)在惰性气氛下完成制备。
称取等摩尔量的配体[Ph2P(Me)N-1,2-cyclo-C6H11-PPh2]和羰基钴化合物Co2(CO)8，置于Schlenk瓶中，加入甲苯溶剂，室温下搅拌12小时。反应完毕后，除去溶剂，得到图示化合物[Ph2P(Me)N-1,2-cyclo-C6H11-PPh2]Co(CO)3}+[Co(CO)4]ˉ(C12)。用少量己烷洗涤，产率96％。元素分析确认组成，理论值：C 53.10％，H 3.87％，N 1.63％；实验值：C53.10％，H 3.86％，N 1.61％。
在惰性气氛下完成催化反应。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入C12 1mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、甲醇40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄压至常压，抽取反应液，进行气相色谱分析，结果记录于表2。
实施例三十五
采用图示的催化剂(C13)用于催化反应。
Figure BDA0003453417900000162
离子对化合物型有机金属催化剂(C13)在惰性气氛下完成制备。
称取等摩尔量的配体[Ph2P(Me)N-1,2-(4,5-Me2)C6H2-PPh2]和羰基钴化合物Co2(CO)8，置于Schlenk瓶中，加入甲苯溶剂，室温下搅拌12小时。反应完毕后，除去溶剂，得到图示化合物[Ph2P(Me)N-1,2-(4,5-Me2)C6H4-PPh2]Co(CO)3}+[Co(CO)4]ˉ(C13)。用少量己烷洗涤，产率94％。元素分析确认组成，理论值：C 54.37％，H 3.76％，N 1.59％；实验值：C54.34％，H 3.76％，N 1.60％。
在惰性气氛下完成催化反应。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入C13 1mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、甲醇40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄压至常压，抽取反应液，进行气相色谱分析，结果记录于表2。
附表2：实施例二十四至三十五的催化结果汇总
Figure BDA0003453417900000171
催化剂1mmol；助剂0.03mmol；环氧乙烷EO 100mmol；溶剂40mL；搅拌速率800rpm。
实施例三十六
[Ph2P(Me)N-1,2-C6H4-PPh2]和羰基铬化合物Cr(CO)6原位混合用于催化反应，反应在惰性气氛下完成。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入[Ph2P(Me)N-1,2-C6H4-PPh2]1mmol、Cr(CO)6 2mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、甲醇40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄压至常压，反应液过滤除去固体，取样进行气相色谱分析，结果记录于表3。
实施例三十七
[Ph2P(Me)N-1,2-C6H4-PPh2]和羰基铑化合物Rh6(CO)16原位混合用于催化反应，反应在惰性气氛下完成。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入[Ph2P(Me)N-1,2-C6H4-PPh2]1mmol、Rh6(CO)16 1/3mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、甲醇40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄压至常压，反应液过滤除去固体，取样进行气相色谱分析，结果记录于表3。
实施例三十八
[Ph2P(Me)N-1,2-C6H4-PPh2]和羰基钌化合物Ru3(CO)12原位混合用于催化反应，反应在惰性气氛下完成。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入[Ph2P(Me)N-1,2-C6H4-PPh2]1mmol、Ru3(CO)12 2/3mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、甲醇40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄压至常压，反应液过滤除去固体，取样进行气相色谱分析，结果记录于表3。
实施例三十九
[Ph2P(Me)N-1,2-C6H4-PPh2]和羰基鉬化合物Mo(CO)6原位混合用于催化反应，反应在惰性气氛下完成。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入[Ph2P(Me)N-1,2-C6H4-PPh2]1mmol、Mo(CO)6 2mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、甲醇40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄压至常压，反应液过滤除去固体，取样进行气相色谱分析，结果记录于表3。
实施例四十
[Ph2P(Me)N-1,2-C6H4-PPh2]和羰基钨化合物W(CO)6原位混合用于催化反应，反应在惰性气氛下完成。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入[Ph2P(Me)N-1,2-C6H4-PPh2]1mmol、W(CO)6 2mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、甲醇40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄压至常压，反应液过滤除去固体，取样进行气相色谱分析，结果记录于表3。
实施例四十一
[Ph2P(Me)N-1,2-C6H4-PPh2]和羰基铁化合物Fe(CO)5原位混合用于催化反应，反应在惰性气氛下完成。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入[Ph2P(Me)N-1,2-C6H4-PPh2]1mmol、Fe(CO)5 2mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、甲醇40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄压至常压，反应液过滤除去固体，取样进行气相色谱分析，结果记录于表3。
实施例四十二
[Ph2P(Me)N-1,2-C6H4-PPh2]和羰基镍化合物Ni(CO)4原位混合用于催化反应，反应在惰性气氛下完成。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入[Ph2P(Me)N-1,2-C6H4-PPh2]1mmol、Ni(CO)4 2mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、甲醇40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄压至常压，反应液过滤除去固体，取样进行气相色谱分析，结果记录于表3。
表3：实施例三十六至四十二的催化反应结果汇总
Figure BDA0003453417900000191
催化剂1mmol；助剂1mmol；环氧乙烷EO 100mmol；溶剂40mL；搅拌速率800rpm。注：实施例三十六至四十二，使用非离子对化合物型有机金属催化剂，为配体[Ph2P(Me)N-1,2-(4,5-Me2)C6H2-PPh2]分别与M羰基化合物的原位混合催化剂，M羰基化合物包括：羰基铬化合物Cr(CO)6、羰基铑化合物Rh6(CO)16、羰基钌化合物Ru3(CO)12、羰基鉬化合物Mo(CO)6、羰基钨化合物W(CO)6、羰基铁化合物Fe(CO)5、羰基镍化合物Ni(CO)4。
实施例四十三
[Ph2P(Me)N-1,2-C6H4-PPh2]和羰基镍化合物Ni(CO)4原位混合用于催化反应，反应在惰性气氛下完成。
选用300mL高压反应釜，进行N2冲洗后，依次加入[Ph2P(Me)N-1,2-C6H4-PPh2]1mmol、Ni(CO)4 2mmol、助剂0.03mmol、环氧乙烷100mmol、乙醇100mmol、戊烷40mL，关闭进样阀，接通一氧化碳钢瓶，快速加热至80℃，同时调节体系压力至3.0MPa，搅拌速率800rpm，保持3小时。反应结束后，将反应釜快速冷却至0℃，缓慢泄压至常压，反应液过滤除去固体，取样进行气相色谱分析，结果记录于表4。
实施例四十四
将实施例四十三中的反应物乙醇替换为丙醇，溶剂戊烷替换为己烷，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表4。
实施例四十五
将实施例四十三中的反应物乙醇替换为丁醇，溶剂戊烷替换为环己烷，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表4。
实施例四十六
将实施例四十三中的反应物乙醇替换为戊醇，溶剂戊烷替换为乙醚，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表4。
实施例四十七
将实施例四十三中的反应物乙醇替换为己醇，溶剂戊烷替换为四氢呋喃，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表4。
实施例四十八
将实施例四十三中的反应物乙醇替换为环己醇，溶剂戊烷替换为苯，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表4。
实施例四十九
将实施例四十三中的反应物乙醇替换为苄醇，溶剂戊烷替换为甲苯，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表4。
实施例五十
将实施例四十三中的反应物环氧乙烷替换为的环氧丙烷，反应物乙醇替换为甲醇，溶剂戊烷替换为二氯甲苯其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表4。
实施例五十一
将实施例四十二中的环氧乙烷替换为环氧丁烷，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表4。
实施例五十二
将实施例四十二中的环氧乙烷替换为的环氧环己烷，其它操作条件不变。反应结束后，反应液进行气相色谱分析，结果记录于表4。
表4：实施例四十三至四十八的催化结果汇总
Figure BDA0003453417900000211
催化剂1mmol(原位混合)；助剂0.03mmol；反应物各100mmol；溶剂40mL；搅拌速率800rpm。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
凡基于本发明上述内容所实现的技术，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种有机金属催化剂，用于催化环氧乙烷、一氧化碳和有机醇反应制备3-羟基丙酸酯，其特征在于，包括两个类别的有机金属物，其结构式如下：
Figure FDA0003967085820000011
通式为{[(R2)(R3)P(R1)N-L-P(R4)(R5)]M(CO)n}+[M(CO)m]ˉ，是一种离子对化合物，为离子对化合物型有机金属催化剂；
或：
Figure FDA0003967085820000012
通式为{[(R2)(R3)P(R1)N-L-P(R4)(R5)]M(CO)n}·[M(CO)m]，包括两种中性分子，为非离子对化合物型有机金属催化剂；
所述L是连接N和P原子的有机桥联基团，为(CH2)x桥联基团、苯环基团和含取代基的苯环基团中的一种；
所述L是(CH2)x桥联基团时，(CH2)x中x的数目在1～10内；
所述L是苯环基团或含取代基的苯环基团时，相邻位连接N和P原子；
所述R1是N原子上的取代基；
所述R2与R3、R4与R5分别是两个P原子上的取代基；
所述M代表第四、五、六周期过渡金属元素Cr、Co、Rh、Ru、Mo、W、Fe、Ni中的一种；m和n分别指两个不同M羰基化合物中CO基团的数目；
所述R1、R2、R3、R4、R5分别独立地代表直链烷基、支链烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、取代芳基及其衍生基团。
2.根据权利要求1所述一种有机金属催化剂，其特征在于，所述R1、R2、R3、R4、R5分别独立地代表的直链烷基、支链烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、取代芳基及其衍生基团选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、环戊基、环己基、苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、4-乙基苯基、4-异丙基苯基、4-叔丁基苯基、2,6-二甲基苯基、2,6-二乙基苯基、2,6-二异丙基苯基、2,6-二叔丁基苯基、2,4,6-三甲基苯基、2,4,6-三异丙基苯基、2,4,6-三叔丁基苯基、2-甲氧基苯基、3-甲氧基苯基、4-甲氧基苯基、噻吩基中的一种。
3.根据权利要求1所述一种有机金属催化剂，其特征在于，所述M羰基化合物选自Cr(CO)6、Co2(CO)8、Rh6(CO)16、Ru3(CO)12、Mo(CO)6、W(CO)6、Fe(CO)5、Ni(CO)4中的一种；
或，所述环氧乙烷换为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、环氧己烷中的一种，制成对应的酸酯。
4.根据权利要求1所述一种有机金属催化剂，其特征在于：
所述离子对化合物型有机金属催化剂{[(R2)(R3)P(R1)N-L-P(R4)(R5)]M(CO)n}+[M(CO)m]ˉ是一种离子对化合物，通过相应的配体[(R2)(R3)P(R1)N-L-P(R4)(R5)]和金属M羰基化合物在有机溶剂中反应合成；
所述非离子对化合物型有机金属催化剂{[(R2)(R3)P(R1)N-L-P(R4)(R5)]M(CO)n}·[M(CO)m]由两种中性分子组成，由配体[(R2)(R3)P(R1)N-L-P(R4)(R5)]和金属M羰基化合物加入到催化反应体系中原位形成活性中心进行作用。
5.一种使用如权利要求1～4任一项所述的有机金属催化剂催化制备3-羟基丙酸酯的方法，其特征在于，使用所述离子对化合物型有机金属催化剂，包括以下步骤：
(1)在惰性气氛下完成催化剂的制备：
称取等摩尔的配体[(R2)(R3)P(R1)N-L-P(R4)(R5)]和M羰基化合物，加入有机溶剂，室温下搅拌12小时；反应完毕后，除去溶剂，得到离子对化合物型有机金属催化剂；
(2)在惰性气氛下完成催化反应：
将高压反应釜进行N2冲洗后，依次加入步骤(1)制备的离子对化合物型有机金属催化剂、助剂、环氧乙烷、有机醇，通入一氧化碳，加热至适当温度，反应温度0～250℃，调节体系压力，反应压力0.1～60MPa，搅拌速率800rpm，反应时间3～6h；
所述催化剂的浓度为0.001-100mmol/L；
所述助剂的浓度为催化剂浓度的0.01～10％。
6.一种使用如权利要求1～4任一项所述的一种有机金属催化剂催化制备3-羟基丙酸酯的方法，其特征在于，使用所述非离子对化合物型有机金属催化剂时，包括以下步骤：
(1)在惰性气氛下完成催化反应：
将高压反应釜进行N2冲洗后，依次加入等摩尔的配体[(R2)(R3)P(R1)N-L-P(R4)(R5)]和M羰基化合物、助剂、环氧乙烷、有机醇，通入一氧化碳，加热至适当温度，反应温度0～250℃，调节体系压力，反应压力0.1～60MPa，搅拌速率800rpm，反应时间3～6h；
所述催化剂的浓度为0.001-100mmol/L；
所述助剂的浓度为催化剂浓度的0.01～10％。
7.根据权利要求5或6所述的一种有机金属催化剂催化制备3-羟基丙酸酯的方法，其特征在于，所述催化反应中，所述有机醇既作为反应物使用也作为反应溶剂使用，有机醇选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、环戊醇、环己醇、苄醇中的一种。
8.根据权利要求5或6所述的一种有机金属催化剂催化制备3-羟基丙酸酯的方法，其特征在于，所述催化反应中，所述有机醇仅作为反应物使用：
所述有机醇与反应物环氧烷烃的摩尔比为1:1；
所述有机溶剂选自烷烃、醚、芳香类、卤代烃类溶剂中的戊烷、己烷、环己烷、乙醚、四氢呋喃、1,4-二氧六环、苯、甲苯、二氯甲烷中的一种。
9.根据权利要求5或6所述的有机金属催化剂催化制备3-羟基丙酸酯的方法，其特征在于，所述助剂选自无机碳酸盐、有机醇或酚或羧酸的主族金属盐、主族金属胺基化合物、主族金属烷氧基化合物、主族金属氢化物中的一种。
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