一种温敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种温敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂及其制备方法；该催化剂同时包含了手性Salen Ti配合物催化剂单元和温敏材料单元，是通过温敏单体与含有烯基离子液体功能化的手性Salen Ti配合物通过可控自由基聚合法得到；该催化剂用于水相催化硫醚不对称氧化反应，与传统的Salen Ti催化剂相比，水溶性好，可以采用水作为反应介质，易于回收和重复使用；且具有催化效率高、选择性好的特点。
【专利说明】
一种温敏型离子液体手性Sa I en T i配合物催化剂及其制备 方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种改进的Salen Ti配合物催化剂及其制备方法，特别涉及一种温敏 型离子液体Salen Ti配合物催化剂及其制备方法，属于催化新材料制备技术领域。
【背景技术】
[0002] 光学纯的亚砜是一种重要的手性辅剂，它被广泛应用于不对称合成反应中，例如 C-C键形成反应，C-0键形成反应，不对称Michael加成反应，羰基的还原反应，Diels-Alder 反应以及自由基加成反应等(Chemical Communications ,2009,6129-6144)。光学纯的手性 亚砜也是许多药物的活性基团，它们在合成具有生物活性化合物方面的应用也十分广泛， 如一些在市场上热销药物莫达非尼、舒林达克和埃索拉唑。许多生物活性分子中都含有一 个手性亚磺酰基单元，而且立体化学结构不同的对映体具有不同的生理活性和代谢作用。 同时手性亚砜还可以作为手性配体应用于对映选择性催化反应中。因此，获得高对映选择 性的亚砜具有重要的理论意义和现实价值。在过去的几十年中，研究者们在发展各种制备 光学纯亚砜的方法方面做出来很大的努力，主要有生物方法和化学方法。生物亚砜化方法 包括酶、微生物等制备手性亚砜，具有底物专一性、高效、绿色等优点，但生物酶或微生物因 稳定性差、价格高、以及底物范围比较窄等方面的不足，其应用受到限制。化学方法分为手 性辅剂诱导、拆分和不对称催化氧化等方法，迄今为止，其中硫醚的不对称氧化是制备手性 亚砜最具有实用性的方法。1984年，Kagan使用改良的Sharpless环氧化催化剂首次实现了 硫酿的不对称氧化（Synthesis，1984，325-326 ; Tetrahedron Letters，1984，25，1049-1052)，之后，研究者们对这一领域进行了广泛深入的研究，开发了一系列基于金属钛、钒、 错、铁、铜等催化体系（了&11&1^，1'.;3&;[1:0，13.;1(&七8111<:;[，1'.161^&116(11'0111^1:1:.2002,43， 3259；Katsuki,T.J.Am.Chem.Soc.2007,129,8940；0 Mahony,G.E.；Ford,A.；Maguire, A.R.J.0rg.Chem.2012,77,3288；Matsumoto,K.；Yamaguchi,T.；Katsuki, T. Chem. Commum. 2008，1704 .)，并且实现了 一些简单的底物如芳香烷基硫醚的转化，但是对 于环、大位阻或长链类硫醚这些具有挑战的底物的进展却很缓慢，直到2013年，受金属卟啉 的启发，Gao使用一种手性四齿氮有机配体和金属锰化合物形成的络合物为催化剂，双氧水 为氧化剂，成功实现了大位阻、长链或者支链类具有挑战的底物的转化(Dai，W. ;Li，J.; Chen，B. ;Li，G. ;Lv，Y. ;Wang，L. ;Gao，S.0rg.Lett.2013，15,5658)。目前文献报道过渡金属 催化不对称氧化体系按手性配体分类主要包括:具有C2对称性手性二醇(酚)-钛催化体系， 具有C3对称性手性三醇胺-钛和镐催化体系，手性卟啉金属络合催化体系，手性SchifT碱金 属络合物催化体系（Arkivoc,2011，（i), 1-110; Journal of Sulfur Chemistry ,2013,34
[3] ，301-341)。然而，该系列催化剂体系是在非环境友好的溶剂二氯甲烷中进行，且产物亚 砜选择性低，给产品的分离和纯化带来了很大的困难。这些问题的存在大大增加了手性亚 砜的合成成本，限制了硫醚不对称氧化反应的工业生产。
[0003] 国际专利W091/12221和W094/27988描述了直接将外消旋体的亚砜类化合物拆分 成单一对映体的方法，特别提到将奥美拉唑拆分成单一对映体。中国专利CN1087739,国际 专利申请W02006/094904、W02007/013743等描述了用（S)-联二萘酚或酒石酸拆分奥美拉唑 得到左旋奥美拉唑的内包结物，然后再用硅胶柱或碱解离此包结物得到左旋奥美拉唑的方 法。用此类拆分法拆分奥美拉唑会浪费一半的奥美拉唑，造成环境污染和经济损失，而且有 光学活性的拆分剂价格也较昂贵，因此这种拆分法在工业上的大规模使用受到限制。
[0004] 国际专利W096/02535,中国专利CN1070489公开了在手性双齿配体酒石酸二乙酯 与钛金属络合物和碱存在下，用过氧化氢类衍生物氧化奥美拉唑硫醚得到S-奥美拉唑的方 法。国际专利W003/089408描述了在手性单齿(S)-( + )_扁桃酸酯与钛或钒的络合物催化下， 同时在碱的存在下氧化奥美拉唑硫醚得到左旋奥美拉唑的方法。
[0005] 中国专利CN200380104409.8，国际专利W02004/052881描述了使用手性镐络合物 或手性铪络合物制备S-泮托拉唑的方法。该方法是在( + )-或(-)-酒石酸衍生物和烷氧基镐 或烷氧基铪存在下，选择性氧化硫醚合成S-泮托拉唑。CN200610023955和CN181080803B描 述了一种使用金属钛试剂和手性二醇配位原位生成的含钛催化剂，在叔丁基过氧化氢作 用下，选择性氧化硫醚。
[0006] 国际专利W096/17076和W096/17077描述了使用微生物进行选择性氧化硫醚或选 择性还原砜类化合物，来获得单一对映体的亚砜类化合物的方法。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种含有温敏聚合物单元， 可以通过温度控制来实现亲水-疏水转化的温敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂， 该催化剂相对现有的手性Salen Ti配合物具有更好的催化活性和选择性，且实现了在水溶 剂中不对称催化硫醚化合物选择性氧化成亚砜，可通过温度调控催化剂的水溶性，实现催 化剂的回收。
[0008] 本发明的第二个目的是在于提供一种操作简单、成本低、条件温和的制备所述温 敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂的方法。
[0009] 为了实现上述技术目的，本发明提供了一种温敏型离子液体手性Salen Ti配合物 催化剂，具有式1结构：
[0011]其中，
为温敏聚合物单元；
[0013] X/Y为（1~100):1;
[0014] Ri、R2、R3独立地选自氢、烷基、芳基、芳基取代烷基或烷氧基；
[0016]抱为&~(：3的烷基或氢原子。
[0017] 优选的温敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂中，心、1?2和1?3分别为氢、&~C5
的烷基、苯基、含苯基取代基的&~(：5的烷基或&~(：5的烷氧基； n为0~2;R5为氢 ，： 原子。
[0018] 优选的温敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂中，X/Y为(5~50):1。
[0019]优选的温敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂中，温敏聚合物单元为N-异丙 基丙烯酰胺聚合物单元和/或N，N 二甲基丙烯酰胺聚合物单元。
[0020] 优选的温敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂中，X的范围为：10~100，Y的 范围为1~10。
[0021] 本发明还提供了一种制备所述的温敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂的 方法，该方法包括以下步骤：
[0022] 1)式2结构手性Schiff碱化合物与式3结构咪唑化合物进行取代反应，即得式4结 构离子液体功能化的手性Sch i ff碱化合物；
[0023] 2)所述离子液体功能化的手性Schiff碱化合物与四异丙基钛酸酯进行配位反应， 即得式5结构离子液体手性Salen Ti配合物；
[0024] 3)采用温敏聚合物单元与式5结构离子液体功能化手性Salen Ti配合物通过可控 自由基聚合法，得到温敏型离子液体Salen Ti配合物催化剂；
[0027]其中，
[0028] 、R2、R3独立地选自氢、烷基、芳基、芳基取代烷基或烷氧基； H
[0029] R4 为令％ 11为0 ~3; H ,
[0030] R5为&~(：3的烷基或氢原子。
[0031]优选的方案，心上和办分别为氢、&~(：5的烷基、苯基、含苯基取代基的(：广(：5的烷 H 基或Cl~C5的烷氧基;R4为n为0~2;R5为氢原子。 h *
[0032] 优选的方案，温敏单体与所述离子液体手性Salen Ti配合物摩尔比为（1~100): 1;较优选为(5~50):1。
[0033] 较优选的方案，温敏聚合物单体为N-异丙基丙烯酰胺和/或N，N'_二甲基丙烯酰 胺。
[0034]本发明基于所述的温敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂水相催化硫醚不 对称氧化反应的方法:在水介质中，式6结构硫醚化合物和过氧化氢在所述温敏型离子液体 Salen Ti配合物催化剂的催化作用下进行不对称氧化反应，即得式7结构手性亚砜化合物：
[0037]其中，
[0038] R6和R7独立地选自芳基、含杂环基团、烷基或取代烷基。
[0039]优选的方案，硫醚化合物及手性亚砜化合物中R6和R7独立地选自：不含取代基的C6 ~C12的芳基，或含卤素、Ch4烷基、Ch4烷氧基、C2~5烷氧基羰基、硝基或氰基取代基的C 6~C12 的芳基，或不含取代的Ci~C6的烷基，或含芳基取代基的&~〇5的烷基(其中，芳基取代基优 选为不含取代基的C6~Cl2的芳基，或含卤素、Cl~4烷基、Cl~4烷氧基、C2-5烷氧基幾基、硝基或 氰基取代基的C 6~C12的芳基），或含卤素、硝基、羟基或氰基取代基的的烷基，或含吡 啶的基团，或含咪唑的基团。
[0040] 较优选为：R6和R7独立地选自以下取代基中一种
[0041 ]最优选的硫醚化合物为：甲基苯基硫醚(分子式C7H8S) ;4_溴苯基甲基硫醚(分子式 C7H7BrS) ;4_甲氧基苯基硫醚(分子式C8H1()0S) ;4_硝基苯基硫醚(分子式C7H7N02S) ;2_甲氧基 苯基硫醚(分子式CsHkjOS );奥美拉唑硫醚(5-甲氧基-2-(4-甲氧基-3，5-二甲基-2-吡啶基） 甲基硫代-1H-苯并咪唑，分子式CnHwNWS)。
[0043] 最优选的手性亚砜化合物为：甲基苯基亚砜(分子式C7H80S); 4-溴苯基甲基亚砜 (分子式C7H7Br0S) ;4_甲氧基苯基甲基亚砜(分子式C8H1()02S) ;4_硝基苯基甲基亚砜(分子式 C7H7N03S); 2-甲氧基苯基甲基亚砜（分子式C8H1()02S);奥美拉唑（5-甲氧基_2_[ [ (4-甲氧基-3，5-二甲基-2-吡啶基）甲基]亚磺酰基]-1H-苯并咪唑，分子式CnH^NsOsS)。
[0045] 优选的方案，将过氧化氢溶液缓慢滴加到含所述硫醚化合物及所述温敏型离子液 体Salen Ti配合物催化剂的水溶液中，进行不对称氧化反应。
[0046] 较优选的方案，所述温敏型离子液体Salen Ti配合物催化剂与所述硫醚化合物的 摩尔比为1:50~1:1000;优选为1:100~1:300。
[0047]较优选的方案，所述的过氧化氢溶液中过氧化氢与所述硫醚化合物的摩尔比为（1 ~2):1;优选为（1~1.2):1。
[0048] 较优选的方案，过氧化氢溶液浓度为15wt%~70wt% ;优选为25wt%~35wt%。 [0049] 较优选的方案，不对称氧化反应在温度为_50°C~50°C条件下，反应0.1~5h。进一 步优选的反应温度为-5 °C~20 °C。进一步优选的反应时间为1~1.5h。
[0050]较优选的方案，不对称氧化反应完成后，将反应体系升高温度实现温敏型离子液 体Salen Ti配合物催化剂亲水-疏水转变，析出温敏型离子液体Salen Ti配合物催化剂，过 滤回收。
[0051]相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益技术效果：
[0052] 1)本发明的技术方案设计的温敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂主要包 含催化剂单元和温敏材料单元，催化剂单元以Ti为催化活性中心原子，以手性Salen为配 体，该催化剂单元对硫醚的不对称氧化反应表现出了较高的选择性和高催化活性，手性亚 砜的产率高达85%~98%。而温敏材料单元赋予了温敏型离子液体手性Salen Ti配合物催 化剂较好的水溶性，实现以水作为溶剂进行硫醚的不对称氧化反应，同时温敏材料单元具 有亲水-疏水转化的功能，能通过温度控制催化剂的水溶性，有利于催化剂的回收利用。
[0053] 2)本发明的温敏型离子液体Salen Ti配合物催化剂中温敏材料亲水端在水中形 成亲水外壳，疏水性活性中心迅速聚集，形成胶束，是理想的纳米反应器，疏水性的硫醚类 反应底物加入水溶液中后，会快速进入疏水内核，以过氧化氢的水溶液为氧源时，过氧化氢 会缓慢进入到疏水内核氧化硫醚生成手性亚砜，大大提高了手性氧化的选择性及反应效 率。
[0054] 3)本发明的温敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂的制备过程中，温敏型离 子液体手性Salen Ti配合物催化剂中的催化剂单元和温敏材料单元可以任意调控，可以获 得一系列不同亲疏水比例的嵌段聚合物PNx(IS)y，满足不同的催化应用要求。
[0055] 4)本发明基于温敏型离子液手性体Salen Ti配合物催化剂催化硫醚不对称氧化 反应可以在水介质中进行，克服了现有技术需在有机溶剂中进行反应的缺陷。
[0056] 5)本发明基于温敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂充分利用其温敏材料 单元具有的疏水-亲水转化性能，在相对较低温度下具有亲水性，在较高温度下具有疏水 性，只需通过控制温度，即可实现温敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂的回收。克服 了现有技术中Salen Ti配合物催化剂难以回收的缺陷，大大降低催化剂的使用成本。
[0057] 6)本发明的基于温敏型离子液体Salen Ti配合物催化剂制备方法简单，工艺条件 温和，有利于大规模工业化生产。
【附图说明】
[0058]【图1】为催化剂在水溶液中的透射电镜(TEM)图；图中b、c、e、分别为PN6Q(IS)2、PN 68 (IS)4、PN66(IS)6三种代表性催化剂水溶液在室温下的透射电镜图；从图1中可以看出，催化 剂都可以在水中形成纳米球形的粒子，右上角为三种催化剂的水溶液图，三种催化剂均可 以很好的溶于水，形成胶束纳米粒子。b'为图b PN6Q(IS)2水溶液温度升高至35°C时，催化剂 聚集的照片，从右上照片可以看出，升高温度，催化剂从水相析出，这就达到了 "室温高效催 化，升温简捷分离"的效果，从而实现催化剂的简单回收和高效重复。
[0059] 【图2】为几种特征催化剂的红外表征(FT-IR)图，a为传统催化剂Salen Ti的红外 图，b为催化剂PN68(IS)4的红外图，b'为催化剂PN68(IS)4重复使用后的红外图。从图中可以 看出，催化剂具有传统Salen Ti的特征峰，且催化剂重复使用后，红外图并没有没有的改 变，催化剂依旧具有很好的催化效果。
【具体实施方式】
[0060] 下面结合实例对本发明作进一步详细的说明，是示例性的描述而不是对本发明的 限制。
[0061 ] 实施例1
[0062]温敏型手性纳米反应催化剂的制备(RiUs均为叔丁基），R4为乙烯基，选用的离 子液体为乙烯基咪唑。
[0064] 室温下，将已拆分好的（R，R)_环己二胺酒石酸盐（11.2mm〇l)和碳酸钾(22.5mmol) 溶于20mL无水乙醇和去离子水(5/1，V/V)混合溶剂中，缓慢升温至80°C，回流2h，放入冰箱。 游离出来的(R，R)_环己二胺用氯仿萃取(4X5mL)后合并有机相。0°C，缓慢加入盐酸乙醚溶 液（11.2 111111〇1，2111〇1/1)，在室温下过夜。然后将上述单个氨基被保护的（1?，1〇-环己二胺 (8mmo 1)与3，5-二叔丁基水杨醛(8mmo 1)溶解于6OmL无水甲醇和无水乙醇（1 /1，V/V)的混 合溶剂中，加入活性4A分子筛（lg)，室温下反应4h，得到淡黄色固体。将20mL 3-叔丁基-5-氯甲基水杨醛(8mmol)与三乙胺（16mmol)的无水二氯甲烷混合溶液缓慢滴加入上述溶液 中，室温下反应4h，后过滤，在无水乙醇中重结晶得粗产品。经柱层析纯化(Si0 2,乙酸乙酯/ 正己烷=1/5，V/V)，得到淡黄色粉末状固体CL(3 ? 57g，83% ) <Xalc ? for C33H47ClN2〇2: C， 73.51;H，8.79;N，5.20.Found:C，73.46;H，8.91;N，5.12% ? iH-NMI^CDChdOOMHzhSppm 14.29(s,1H),13.67(s,1H),8.44(s,1H),8.31(s,1H),7.30(d,1H),7.26(d,1H),6.99(d, 1H),6.89(d,lH),4.43(s,2H),3.55-3.32(m,2H),1.97-1.46(m,8H),1.40(s,9H),1.23(s, 18H).FT-IR(KBr):3446,2954,2862,1629,1591,1479,1469,1439,1391,1361,1271,1252, 1241,1201,1174,1144,1086,1040,981,934,879,828,803,772,731,711,644cm _1〇 [0065] 在50mL干燥的甲苯中加入等物质量的上述固体CL(3.2mmol，1.725g)和乙烯基咪 P坐（3mmol，0.28g)，N2保护下，110°C回流48h。减压蒸馏溶剂，真空干燥，于室温下，将上述产 物溶于CH 2C12中，向其中加入等摩尔量的四异丙基钛酸酯（!1(0如)4,3.2111111〇1，0.94)，室 温反应3h，得到黄色产物IL/Ti (salen) TT-IlUKBr): y M/cm-1 3437，3310，3073，2973， 2933,2882,1653,1540,1458,1384,1365,1263,1172,1130,1051,986,922,881,838,626， 518cm-、咕 NMR(500MHz，CD3Cl3):S8.11~7.65(s，2H，CH=N)，7.18~7.59(m，4H，ArH)，6.05 (m，lH，N-CH = CH2)4.15(s，lH，C = NCH)，3.87(m，lH，C = NCH)，3.56(m，4H，N-CH=CH2and-N-CH2-N-)，2.36~2.65(m，2H，CH 3-CH-CH3in 中抑-)，1.46(111，811，〇7(31〇1^^71-1〇，1.23~1.37 (m，27H，H-in t-butyl)，1.31(m，12H，CH3-CH-CH3in 中抑-)。
[0066] 在Schlenk中，加入不同比例量的温敏材料和IL/Ti(salen)，将其溶解在无水甲醇 中，并向其中加入引发剂偶氮二异丁氰(六1810.5111111〇1，0.0828)和链转移剂丙硫醇（11-Propanethiol，lmmol，0.076g)，N2保护的条件下，60°C反应24h后，冷却到室温，减压蒸馏除 去溶剂，然后用四氢呋喃溶解，乙醚沉淀，真空干燥得到黄色固体产物PN x(IS)y，（x代表温敏 单元的聚合物，y代表离子液体功能化Salen Ti单元的聚合度）<^和y通过核磁表征得出。 [0067]其他催化剂按照上述方法制备。列举四例，分别为:PN6Q(IS) 2:FT-IR(KBr): 丫 max/ cm-1 3436,3313,3075,2971,2942,2891,1653,1542,1457,1386,1368,1263，1170,1131， 1054,985,927,880,836,806,709,624,519 cm-、咕 NMR(500 MHz，CDC13):S6.24~6.89(m, 60H,HC-NH-C = 0),6.08(m,2H,N-CH-CH2-〇f N-vinyl) ,4.18(m,2H,C = NCH) ,3.99(m,60H,-CH-CH2 in NIPAAm),3.88(m,2H,C = NCH),3.67(m,8H,-CH-CH2-〇f N-vinyl in IL and-N-CH2-N-)，3 ? 45(m，60H，CH3-CH-CH3 in NIPAAm)，3 ? 06(m，12H，-N-CH2-CH2-N-and-N-CH2-Ph-)，2.84(m，2H，SH-CH2-CH2-CH 3)，2.64~2.73(m，4H，CH3-CH-CH3 of iprO-in Ti (salen))，2.38(m，2H，SH-CH2-CH2-CH3)，1.86~2.12(m，120H，-CH 2-CH-in NIPAAm), 1.71 (s，3H，SH-CH2-CH2-CH3)，1.43(16H，cyclohexyl-H)，1.13~1.33(54H，H-int-butyl)，1.09 - l.ieUjSffi^Hs-CH-afeiniprO-andNIPAAm);
[0068] PN68(IS)4:FT-IR(KBr): y max/cm_1 3436,3302,3064,2967,2923,2867,1645,1541, 1454,1382,1365,1265,1175,1128,1053,965,920,882,834,809,709,635,624,509 cm-、咕 NMR(500 MHz，CD3Cl3):S8.15~7.68(m，8H，CH = N)，7.14~7.64(m，16H，ArH)，6.24~6.89 (m，68H，HC-NH-C = 0)，6.05(m，4H，N-CH-CH2-〇f N-viny1)，4?14(m，4H，C = NCH)，3?99(m， 68H,-CH-CH2-in NIPAAm),3.85(m,4H,C = NCH),3.58(m, 16H,-CH-CH2-〇f N-vinyl in IL and-N-CH2-N-)，3.26(m，68H，CH3-CH-CH3 in NIPAAm)，2.90(m，24H，-N-CH2-CH2-N-and-N-CH2-Ph-)，2.78(m，2H，SH-CH2-CH2-CH 3)，2.34~2.68(m，8H，CH3-CH-CH3 of iprO-in Ti (salen))，2.10(m，2H，SH-CH2-CH2-CH3)，1.78~1.98(m，136H，-CH-CH 2 in NIPAAm)，1.73 (s，3H，SH-CH2-CH2-CH3)，1.47(m，32H，cyclohexyl-H)，1.21~1.38(m，108H，H-in t-butyl)，1.06~1.15(m，456H，CH3-CH-CH3 in iprO-and NIPAAm);
[0069] PN66(IS)6:FT-IR(KBr): y max/cm_1 3441,3309,3061,2974,2927,2864,1651,1530, 1453,1382,1363,1266,1176,1123,1051,963,920,883,836,805,708,625,504 cm-、咕 NMR (500 MHz，CD3Cl3):S8.13~7.72(m，12H，CH=N)，7.18~7.69(m，24H，ArH)，6.21~6.92(m， 66H,HC-NH-C = 0),6.16(m,6H,N-CH-CH2-〇f N-vinyl) ,4.04(m,6H,C = NCH) ,3.97(m,66H,-CH-CH2-in NIPAAm)，3.81(m，6H,C = NCH)，3.56(m,24H，-CH-CH2-〇f N-vinyl in IL and-N-CH2-N-)，3.23(m，66H，CH3-CH-CH3 in NIPAAm)，3.09(m，36H，-N-CH2-CH2_N-and-N-CH2-Ph-)，2.75(m，2H，SH-CH2-CH2-CH 3)，2.41 ~2.61(m，12H，CH3-CH-CH3 of iprO-in Ti (sa1en))，2?23(m，2H，SH-CH2-CH2-CH3)，1?76 ~1?82(m，13 2H，-CH-CH2 in NIPAAm)，1?75 (s，3H，SH-CH2-CH2-CH3)，1.41(m，48H，cyclohexyl-H)， 1.22~1.31(m，162H，H-in t-butyl), 1.01 ~1.12(m，469H,CH3-CH-CH3in iprO-and NIPAAm);
[0070] PN64(IS)8:FT-IR(KBr): ymx/cm-1 3435,3302,3066,2974,2924,2860,1655,1535， 1455，1380，1365，1264，1174，1125，1054,967,924,882,839,806,709,634,625,507cm-、咕 NMR(500MHz，CD3Cl3):S8.11~7.62(m，16H，CH = N)，7.13~7.67(m，32H，ArH)，6.24~6.87 (m，64H，HC-NH-C = 0)，6.22(m，8H，N-CH-CH2-〇f N-vinyl)，4.46(m，8H，C = NCH)，4.05(m， 64H，-CH-CH2-in NIPAAm)，3.78(m,8H，C = NCH),3.58(m，32H,-CH-CH2-〇f N-vinyl in IL and-N-CH2-N-)，3 ? 18(m，64H，CH3-CH-CH3in NIPAAm)，2 ? 86(m，48H，-N-CH2-CH2-N-and-N-CH2-Ph_) ,2.75(m，2H,SH-CH2-CH2-CH3) ,2.45~2.63(m，16H,CH3-CH-CH3of iprO-in Ti (salen)) ,2.12(m，2H，SH-CH2-CH2-CH3) ,1.75~1.87(m，128H,-CH-CH2-in NIPAAm) ,1.73 (s，3H，SH-CH2-CH2-CH3)，1.41(m，64H，cyclohexyl-H)，1.22~1.31(m，216H，H-in t-butyl), 1.01 ~1.12(m，480H,CH3-CH-CH3in iprO-and NIPAAm)。
[0071] 按照上述方法，用不同的温敏材料制备出一系列的催化剂。
[0072] 实施例2
[0073] 以甲基苯基硫醚为模型底物对反应条件进行优化，结果如下。
[0074] 反应路线：
[0076] 在1 OmL反应瓶中加入lmmo 1的底物（甲基苯基硫醚），0 ? 5mmo 1 %的催化剂PN68(IS) 4，lmL H20作溶剂，25°C的条件下，于15min内缓慢滴加1.2mmol30%的H2〇 2，继续反应45min。 反应结束后，催化剂自动析出，分出水相，催化剂用正己烷洗涤后干燥并重复使用，水相用 二氯甲烷萃取后得到产物，并将产物进行气相色谱分析检测转化率和选择性，液相色谱分 析得到ee值，柱层析等到产物，计算得到产率，核磁表征确定产物结构。
[0077]将四种对比催化剂和传统Salen Ti催化剂用于催化甲基苯基硫醚氧化成亚砜的 反应，其结果如下表所示：
[0079] [a]Yield of the isolated product.[b]Determined by HPLC.
[0080] 由表可见，亲疏水取代基的比例会影响催化效果，呈现规律性的变化。PN68 (IS )4是 最适中的亲疏水比例，当亲水基过长时(PN6Q (IS) 2 )，活性中心就会大大降低，催化效率低于 PN68(IS)4(收率只有75% )。当亲疏水比例〈17时，催化活性也会降低，（PN66(IS)6为89%，PN64 (IS) 8为86%)，且ee值也呈现规律性变化。
[0081] 甲基苯基亚砜，白色固体，硅胶柱层析分离（甲醇：二氯甲烷= 20: 80(体积比）） (93%收率，98%66)。111匪1?(0)(：13,50010^):5( ??111):2.56(8,311，]\^)，7.37-7.52(111，511， ArH) ? 13C NMR(CDC13，125MHz): S(ppm): 43 ? 8(SCH3)，123 ? 4，129 ? 3，131 ? 0，145 ? 5;转化率和 选择性由气相色谱测得(Agilent C〇，HP19091G-B213,柱温180°C，流速：1.6mL/min)，ee值 由手性高效液相色谱测得(色谱柱:〇8；[061011；[瓜]^31^40，流动相 :异丙醇/正己烧=10:90 (体积比），流速：1 ? OmL/min，波长：254nm，温度25°C) 〇
[0082] 实施例3
[0083] 选取PN68(IS)4进行不同底物的考查。
[0084] 反应路线：
[0086] 反应步骤和处理方式如上实施例2
[0087] 将催化剂PN68(IS)4和传统Salen Ti催化剂用于催化其他五种硫醚氧化成亚砜的 反应，其结果如下表所示：
[0089] 由表可以看出，催化剂PN68(IS)4的催化效果明显优于传统催化剂的效果，在产率 和ee值上都有巨大的优势。
[0090] 部分产物的表征数据如下：
[0091] 4-溴苯基甲基亚砜，黄色固体，硅胶柱层析分离（甲醇：二氯甲烷= 20: 80(体积 比））（产率82%，ee值>99%)。咕 NMR(CDCl3,500MHz):S(ppm) :3.07(s，3H，SCH3)，7.84(d, 2H，ArH)，7.74(d，2H，ArH) .13C 匪R(CDC13，125MHz):S(ppm):44.5(SCH3)，129.0，132.7， 139.5;66值由手性高效液相色谱测得(色谱柱:〇3；[061011；[抑1卩31^40，流动相 :异丙醇/正 己烷=50:50(体积比），流速：1. OmL/min，波长:254nm，温度25°C)
[0092] 4-甲氧基苯基甲基亚砜，无色液体，硅胶柱层析分离（甲醇：二氯甲烷=20:80(体 积比））（产率90%，ee值94%)。咕 NMR(CDCl3,500MHz):S(ppm):3.01(s，3H，SCH3)，3.91(s， 3H,0CH3),7.04(d,2H,ArH),7.89(d,2H,ArH). 13C NMR(CDC13,125MHz) ：8(ppm) :44.9(SCH3), 55.7(0〇13)，114.5，129.6，132.3，163.7 ;66值由手性高效液相色谱测得（色谱柱:03化61 chiralpak AD，流动相:异丙醇/正己烧=20:80(体积比），流速：1 .OmL/min，波长:254nm，温 度 25°C)
[0093] 4-硝基苯基甲基亚砜，黄色固体，硅胶柱层析分离（甲醇：二氯甲烷=20:80(体积 比））（产率97%，ee值88%)。咕 NMR(CDCl3,500MHz):S(ppm):2.57(s，3H，SCH3)，7.30(d，2H， ArH),8.16(d,2H,ArH).13C NMR(CDC13,125MHz):8(ppm):43.9(SCH3), 113.9,125.0,144.7, 148.9;ee值由手性高效液相色谱测得(色谱柱:Daice 1 chiralpak AD，流动相:异丙醇/正 己烷=30:70(体积比），流速：1 ? OmL/min，波长:254nm，温度25°C)
[0094] 2-甲氧基苯基甲基亚砜，无色液体，硅胶柱层析分离（甲醇：二氯甲烷=20:80(体 积比））（产率88%，ee值99%)。咕 NMR(CDCl3,500MHz):S(ppm):2.67(s，3H，SCH3)，3.78(s， 3H，0CH 3) ,6.84-7.37(m，4H，ArH).13C NMR(CDC13,125MHz):S(ppm):13C NMR(CDC13， 125MHz) :S(ppm) :41.1(SCH3)，55.7(0CH3)，118.6,121.5,124.3,132.0,154.7;ee值由手性 高效液相色谱测得(色谱柱:Daicel chiralpak AD，流动相:异丙醇/正己烧=20:80(体积 比），流速：1 .OmL/min，波长：254nm，温度25°C)
[0095]奥美拉唑，白色粉末，硅胶柱层析分离（甲醇：二氯甲烷=20 :80(体积比））（产率 80%，ee值87%)</H MMR(DMS0,500MHz):S(ppm):2.15(s，6H)，3.65(s，3H)，3.78(s，3H)， 4.66and 4.75(AB-system，2H)，6.90(dd，lH)，7.08(s，lH)，7.53(d，lH)，8.15(s，lH);ee值 由手性高效液相色谱测得(色谱柱:〇8；[061011；[瓜]^31^40，流动相 :异丙醇/正己烧=20:80 (体积比），流速：1 ? OmL/min，波长：254nm，温度25°C)
[0096] 该催化剂的温敏性体现在，反应结束后，催化剂从反应体系析出，升高温度时，催 化剂完全析出而分离，在室温的条件下，催化剂溶于水，温度升高时，催化剂就从水相析出 聚集。具体图形，可由透射电镜看出。
[0097] 实施例4
[0098]催化剂重复使用性能的考查
[0099] 将上述反应后的溶液通过升温，催化剂就可从反应体系中析出，再经过过滤、洗 涤、烘干等步骤，将催化剂用于下一个催化反应体系，其重复使用效果如下表所示：
[0101] [a]Yield of the isolated product.[b]Determined by HPLC.
[0102] 由上述数据可以看出，催化剂的重复使用性较好。该反应体系都是以水为反应的 溶剂，绿色环保。最重要的是，催化剂的结构稳定，反应分离简单，可多次重复使用。
【主权项】
1. 一种温敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂，其特征在于:具有式1结构：式:1 其中，^温敏聚合物单元； X/Y为（1~100):1; R1、R2、R3独立地选自为氢、烷基、芳基、芳基取代烷基或烷氧基；R5为Cl~C3的烷基或氢原子。2. 根据权利要求1所述的温敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂，其特征在于:心、 R2和R3独立地选自氢、&~(：5的烷基、苯基、含苯基取代基的&~(： 5的烷基或&~(：5的烷氧基； R4为4? η为0~2; R5为氢原子。 H ：,3. 根据权利要求1所述的温敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂，其特征在于:Χ/ Y 为（5 ~50):1。4. 根据权利要求1所述的温敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂，其特征在于:所 述的温敏聚合物单元为N-异丙基丙烯酰胺聚合物单元和/或N，N'_二甲基丙烯酰胺聚合物 单元。5. 制备权利要求1~4任一项所述的温敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂的方 法，其特征在于:包括以下步骤： 1)式2结构手性SchifT碱化合物与式3结构咪唑化合物进行取代反应，即得式4结构离 子液体功能化的手性Sch i ??碱化合物； 2) 所述离子液体功能化的手性Schiff碱化合物与四异丙基钛酸酯进行配位反应，即得 式5结构离子液体Salen Ti配合物； 3) 采用温敏单体与式5结构离子液体Salen Ti配合物通过可控自由基聚合法，得到温 敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂； 其中，R1、R2、R3独立地选自氢、烷基、芳基、芳基取代烷基或烷氧基； R4R5为Cl~C3的烷基或氢原子。6. 根据权利要求5所述的制备温敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂的方法，其 特征在于:Ri、R2和R3独立地选自氢J1-C 5的烷基、苯基、含苯基取代基的C1-C5的烷基或& ~C5的烷氧基;R4.1O~2;R5为氢原子。7. 根据权利要求5所述的制备温敏型催化剂的方法，其特征在于:所述温敏聚合物单体 与所述离子液体手性Salen Ti配合物摩尔比为(1~100): 1。8. 根据权利要求7所述的制备温敏型催化剂的方法，其特征在于:所述温敏聚合物单体 与所述离子液体手性Salen Ti配合物摩尔比为(5~50): 1。9. 根据权利要求1、7或8所述的制备温敏型离子液体手性Salen Ti配合物催化剂的方 法，其特征在于:所述的温敏聚合物单体为N-异丙基丙烯酰胺和/或N，N'_二甲基丙烯酰胺。
【文档编号】C07D401/12GK105879914SQ201610390090
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】谭蓉, 张瑶瑶, 银董红
【申请人】湖南师范大学