碳氮材料包覆的钴催化剂氧化醇为酯文献综述
2020-05-17 21:42:32
醇类化合物是一类重要的化工中间体,广泛运用于精细化工合成与大宗化学品制造中,如香料、医药等领域,同时,酯还是构成许多天然产物和合成类化合物的主要骨架结构[1],前景十分广阔。
鉴于酯在实验研究以及工业化应用中的重要性,科研工作者们一直致力于寻找高效、低耗、环境友好的酯合成方法[2,3]。酯通常都是以羧酸与醇为原料[4],在强酸催化下制备的,反应条件十分苛刻。反应过程中,反应物过量导致产物选择性差,有大量副产物生成,使其不具备原子经济性。用酰卤或者酸酐等代替羧酸与醇反应[5],也是常用的合成酯的方法之一。该方法在反应过程中需要加入活化剂使反应更易进行,但因此导致了副反应的发生。过渡金属催化的交叉偶联是一种更为直接的合成酯的方法,该方法以卤代芳汀和醇为原料,通过一锅法合成酯。但是反应需要一氧化碳、高温和一定压力,氯离子的引入对环境造成不良影响。随后,研究者又以酸作为反应物,在过渡金属催化剂作用下合成酯。酸和醇都是较为易得的原料,在过渡金属催化剂催化下酸与醇可以直接氧化酯化[6-11],成为了引人注目的合成酯方法,该方法操作简单,底物适用范围广。
过渡金属催化醛与醇直接酯化的发展概述
早在1987年,日本科研工作者Murahashi Shun-Ichi将催化剂RuH2用于催化正丁酸与正丁醇的直接酷化反应中[6],正丁酸丁酯的选择性达到96%,自此合成酯新方法的研究打开了另一扇大门。近年来,随着酷类化合物在医药、材料等方面的应用日益广泛,合成酯过程向简单、经济、环保方向发展己经成为必然趋势。催化酸与醇直接酷化的主要有离子液体催化剂和过渡金属催化剂。在不断地努力探索中,研究者们以过渡金属催化剂催化酸与醇直接酷化反应,并取得了丰硕的成果。我们将这些过渡金属催化剂,简单分为过渡金属盐催化剂和负载型过渡金属催化剂。下面就根据过渡金属催化剂的分类介绍文献中报道的酸与醇直接酷化反应。
过渡金属盐催化醛与醇直接酯化
由1987年至今,研究者采用了不同的过渡金属盐催化酸与醇直接反应体系,并获得了丰硕的成果。
自日本Murahashi Shun-Ichi的将催化剂RuH2(PPh3)4用于催化酸与醇的直接酯化反应中,获得高选择性后,过渡金属Ru不断被应用于该反应体系。2013年,Zhao等将Ru基催化剂用于苯甲醛与苯甲醇直接酯化体系中,在室温条件下,加入适量的氮杂环卡宾,获得的苯甲酸苯甲酯产率为76%。该研究成功的将反应温度降低到室温,并在空气条件下进行。
Hashmi等将HAuCl4作为催化剂直接用于对甲基苯甲醛与丁醇的酯化反应,用TBHP作氧化剂,虽然对甲基苯甲酸丁酯的产率为74%,但催化条件严苛。