一種手性3,3,5-三甲基環己酮的制備方法技術

手性3,3,5?三甲基環己酮的制備方法，其包括IP與PEG穩定的納米Pd催化劑、焙燒后的Al2O3載體和S?脯氨酸直接加入溶劑中與氫氣反應得到。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種手性3,3,5-三甲基環己酮的制備方法。
技術介紹
由于手性化合物具有特異的生物活性和優異的性質，在過去十幾年里，單一手性化合物的合成已成為精細化工行業快速發展的重要領域。3,3,5-三甲基環己酮（TMCH）是樹脂、油漆、清漆等涂料的優良溶劑，其手性對映體(S-TMCH和R-TMCH)是制藥、香料的重要中間體。目前3,3,5-三甲基環己酮（TMCH）主要通過異佛爾酮（IP）的加氫反應得到，其反應產物為外消旋體3,3,5-三甲基環己酮（S-TMCH和R-TMCH的混合物），若需要得到純的S-TMCH或R-TMCH，還需要進一步分離、提純，工序復雜而且提純比較困難，也提高了成本。目前雖然對異佛爾酮（IP）加氫得到3,3,5-三甲基環己酮（TMCH）有了不少研究，但對反應機理和反應條件還不十分清楚，因此也不能得到制備手性TMCH的好方法。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是針對上述技術現狀而提出一種制備手性3,3,5-三甲基環己酮（TMCH）的制備方法，由此而得到高純度的手性3,3,5-三甲基環己酮（TMCH）。本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案為：手性3,3,5-三甲基環己酮（TMCH）的制備方法，其特征在于：IP與PEG穩定的納米Pd催化劑、焙燒后的Al2O3載體和S-脯氨酸直接加入溶劑中與氫氣反應得到。上述PEG穩定的納米Pd催化劑由以下方法制得：取醋酸鈀、PEG400、乙醇混合，在常溫下進行超聲還原得到。上述加氫反應的較好反應條件為：溫度為60-100℃,壓力為1.0-2.0MPa，反應時間為5-12h。上述最好反應條件：反應溫度為60℃、壓力1MPa、反應時間為8h。與現有技術相比，本專利技術的優點在于：由于采用了合適的催化劑、修飾劑及其反應原料、催化劑和修飾劑的混合方式，得到了高純度的手性TMCH。還通過優化反應參數，得到了制備高純度手性TMCH的合適的反應條件，具體見實施方式中。附圖說明圖1是本專利技術實施例不同超聲時間下PEG-Pd乙醇溶液UV-vis圖。具體實施方式以下結合附圖實施例對本專利技術作進一步描述。一實施例的材料和方法1制備手性3,3,5-三甲基環己酮（TMCH）的反應材料氯化鈀、(L)-Pro、乙醇均為AR，國藥集團化學試劑有限公司生產的PEG400，國藥集團化學試劑有限公司生產的異佛爾酮IP，煙臺恒輝公司生產的牌號為V250的擬薄水鋁石。2催化劑制備以下催化劑制備過程中原料加量均一致，其中醋酸鈀0.0156g，PEG4001g，乙醇6g，S-脯氨酸0.684g，2.736gAl2O3。CA-1的制備：取醋酸鈀、PEG400、乙醇混合，超聲50min，得到PEG400穩定的納米Pd催化劑。將Al2O3載體（擬薄水鋁石在500℃焙燒4h）加入到PEG400穩定的納米Pd催化劑中，攪拌20min，混合均勻密封保存。所制催化劑與S-脯氨酸未經研磨處理，反應時直接加入高壓釜中。這一反應體系記為：Pd-Al2O3+Pro。CA-2的制備：取醋酸鈀、PEG400、乙醇混合，超聲50min，得到PEG400穩定的納米Pd催化劑。將Al2O3載體（500℃焙燒4h）與S-脯氨酸在研缽中研磨20min，和PEG400穩定的納米Pd催化劑混合，攪拌20min，混合均勻。這一反應體系記為：Pro-Al2O3-Pd。CA-3的制備：取醋酸鈀、PEG400、乙醇混合，超聲50min，得到PEG400穩定的納米Pd催化劑。將Al2O3載體（500℃焙燒4h）加入到PEG400穩定的納米Pd催化劑中，攪拌20min，混合均勻，然后真空干燥。將S-脯氨酸與該催化劑研磨20min，反應時加入高壓釜中。這一反應體系記為：Pd-Al2O3-Pro。CA-4的制備：取醋酸鈀、PEG400、乙醇混合，超聲50min，得到PEG400穩定的納米Pd催化劑。將Al2O3載體（500℃焙燒4h）與S-脯氨酸研磨20min，不進行浸漬，反應時直接加入高壓釜中。這一反應體系記為：Pd+Pro-Al2O3。CA-5的制備：納米Pd、載體和脯氨酸分別單獨加入。取醋酸鈀、PEG400、乙醇混合，超聲50min，得到PEG400穩定的納米Pd催化劑。不進行浸漬，將Al2O3載體（500℃焙燒4h）、S-脯氨酸反應時直接加入高壓釜中。這一反應體系記為：Pd+Pro+Al2O3。3納米Pd催化劑的表征（1）紫外-可見分光光計（UV-vis）分析德國耶拿分析技術股份有限公司的SPECORD-205型紫外-可見分光光度計測定所制備催化劑中鈀的含量。4手性TMCH的制備方法將CA-1、24g乙醇溶劑、0.84gIP加入100mL高壓反應釜中，通1MPa氫氣置換4次后，在40℃、1MPa氫氣下反應5h。反應結束后冷卻降溫，泄壓開釜，產物經離心處理，取上層有機相在氣相色譜上用手性柱進行定量分析。再分別以CA-2，CA-3，CA-4，CA-5作為催化劑，按CA-1催化劑催化反應方式進行反應和處理。5反應產物分析將反應后釜中物料進行離心分離，用滴管取上層清液，采用Agilent6820氣相色譜儀分析手性TMCH的ee%值。色譜條件：β-環糊精毛細管柱；進樣口載氣：He；進樣口溫度：250℃；柱箱溫度：從50℃以5℃/min程序升溫到220℃，柱頭壓力34.47kPa；FID檢測器，溫度250℃。由下式計算對映體過量值：ee%=([S]-[R])/([R]+[S])×100其中：[S]為(S)-TMCH的濃度，[R]為(R)-TMCH的濃度。二實施例的實驗結果1.超聲對Pd催化劑的影響稱取0.0156g醋酸鈀、1gPEG400、6g乙醇在超聲作用下反應。每間隔5min，進行進行UV-vis分析，并記錄溶液顏色變化，結果見圖1，和表1。由圖1可見，隨著超聲反應時間的延長，二價鈀在400nm附近的特征吸收峰逐漸減弱，表明二價鈀逐漸被還原成零價鈀。此外，如表1所示，隨著超聲時間的延長，溶液顏色逐漸加深，經歷淺黃色-橙黃色-黃褐-灰黑色的變化順序，該變化可能是由于納米鈀顆粒處于不同的化學環境造成的。超聲的過程中，醋酸鈀逐漸溶解、分散，并被還原成零價鈀。在超聲的作用下，被還原出的零價鈀顆粒形成納米級的分散，隨著反應時間的延長，體系中鈀濃度逐步增加，納米粒子的光學性質發生變化，導致對光的散射和吸收不同，從而顏色逐步加深。圖1還表明，隨著超聲時間的延長，400nm處的特征吸收峰強度逐漸減弱，同時，基線明顯上升，這是由于納米鈀粒子逐漸形成并且數量增加，導致紫外光散射增強，使得基線上升，超聲40min后，基線基本不變，表明鈀的還原反應已經基本完成。表1超聲還原過程中催化劑溶液顏色變化時間（min）顏色5淺黃色10橙色20黃褐色30灰綠色40黑灰50灰黑色從上可以看出，合適的超聲時間為不小于40min，最佳為50min，所以以下實施例中均采用50min。2.納米Pd催化劑和手性修飾劑負載對IP制備手性TMCH的影響表2為上述制備的CA-1、CA-2、CA-3、CA-4、CA-5五種不同催化劑催化IP的C=C不對稱加氫制備手性TMCH的實驗結果。表2催化劑制備方法對IP不對稱加氫制備手性TMCH的影響。在表2中，浸漬與否的差別在于鈀納米顆粒是否與載體本文檔來自技高網...

【技術保護點】
手性3,3,5?三甲基環己酮的制備方法，其特征在于：其包括IP與PEG穩定的納米Pd催化劑、焙燒后的Al2O3載體和S?脯氨酸直接加入溶劑中與氫氣反應得到。

【技術特征摘要】
1.手性3,3,5-三甲基環己酮的制備方法，其特征在于：其包括IP與PEG穩定的納米Pd催化劑、焙燒后的Al2O3載體和S-脯氨酸直接加入溶劑中與氫氣反應得到。2.如權利要求1所述的手性3,3,5-三甲基環己酮的制備方法，其特征在于：所述PEG穩定的納米Pd催化劑由以下方法制得：取醋酸鈀、PEG400、乙醇混合，常溫下超...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王芳珠，楊露露，李德軍，朱曉，劉晨光，柴永明，
申請(專利權)人：中國石油大學華東，
類型：發明
國別省市：山東;37