一种N-杂环卡宾铜络合物均相催化还原羧酸衍生物制备伯醇的方法

本发明属于羧酸衍生物的氢化，具体涉及一种n-杂环卡宾铜络合物均相催化羧酸衍生物高选择性制备伯醇的方法。

背景技术：

1、醇类化合物是合成天然产物、药物、农药及功能材料的化学中间体，也常被作为有机合成反应中的助剂和配体。以羧酸为原料，直接还原来制备伯醇是常见的策略，然而由于羧酸中羰基碳原子的较低亲电性、较高氧化态，使得羧酸还原制备醇类物质是有机合成中极具挑战性反应之一。目前，文献中已经报道的还原方法有：催化加氢法、金属还原法、电化学还原法、光化学还原法等。

2、2020年，liu课题组(chemistryselect.2020,5,8687–8690)报道了以吡啶为催化剂，在乙腈中加入偶联剂于80℃下反应8～12小时，然后在室温下加入nabh4于甲醇中反应5～20min，羧酸被有效的还原为伯醇。该催化体系可以兼容卤素、氰基、硝基、甲氧基等官能团，具有良好的选择性。

3、2021年，christophe课题组(jacs au.2021,1,742-749)报道了以mn络合物为催化剂，以稳定的phsih3为还原剂，在四氢呋喃中于80℃下反应2小时将羧酸还原为相应的醇。该体系在较低的硅烷量和较为温和的条件下以中等至良好的收率实现羧酸的还原。。

4、2022年，susumu课题组(acs catal.2022,12,1957-1964)报道了以ir络合物作为催化剂，h2为还原剂，加入路易斯酸、nah和正丁醇，在甲苯中于180～190℃下反应28～68小时，以优异的收率和化学选择性合成一系列单醇和二醇。

5、2022年，zhou课题组(adv.synth.catal.2022,364,744 -749)报道了以mn络合物为催化剂，h2为还原剂，加入叔丁醇锂，在异丙醇中于100℃下反应5小时，在该体系下将多种(杂)芳族和脂肪族羧酸酯以良好至优异的收率氢化生成伯醇。该体系有非常好的底物适用性，能够兼容大多数还原性基团。

6、以上方法存在着需要化学当量的催化剂、操作复杂、反应条件严格、反应时间长等缺点，从而带来一定环境污染和经济成本问题，特别是在大规模工业生产过程中问题尤为严重。因此，开发一种绿色且高效的策略还原羧酸制备醇类化合物具有重要的科学研究意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种以n-杂环卡宾铜络合物为催化剂、氨硼烷为氢源，在非氢气氛围中高选择性的氢化还原羧酸衍生物制备伯醇的方法。

2、针对上述目的，本发明所采用的技术方案是：以n-杂环卡宾铜络合物为催化剂、氨硼烷为氢源、甲苯为溶剂，将式i或i′所示羧酸衍生物在70～90℃搅拌反应，反应完后分离纯化产物，得到式ii或ii′所示伯醇；反应方程式如下所示：

3、

4、式中，r代表环己基、苯基、苯氧基、萘基、吲哚基、噻吩基、吡啶基中任意一种，或者氢、氟、氯、溴、碘、三氟甲基、c1～c4烷基、羟基、氰基、c1～c4烷氧基、硝基中任意一种单取代或多取代的苯基；r3代表h、甲基、乙基中任意一种；r1和r2各自独立的代表h、甲基、乙基、苯基中任意一种；ar代表苯基、c1～c4烷基取代苯基、c1～c4烷氧基取代苯基、卤代苯基、三氟甲基取代苯基、硝基取代苯基、萘基、二氢茚基中任意一种；n代表0～2的整数。

5、上述n-杂环卡宾铜络合物(imescucl)的结构如下，其参考文献(angew.chem.2016，128，1908–1912)方法制备。

6、

7、上述制备方法中，进一步优选所述n-杂环卡宾铜络合物的加入量为羧酸衍生物摩尔量的1％～10％。

8、上述制备方法中，进一步优选所述氨硼烷的加入量为羧酸衍生物摩尔量的2～4倍。

9、上述制备方法中，进一步优选在氮气气氛及密闭条件下70～90℃搅拌反应6～24小时。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

11、1、本发明首次报道均相铜催化体系用于羧酸衍生物的还原，为铜催化体系扩展了应用范围。

12、2、本发明反应条件温和，操作简单、绿色，使用氨硼烷代替氢气作为氢源，避免了使用氢气和高压釜设备，提高了反应安全性。且反应后处理简单，避免使用酸或碱水解，降低了反应的成本。

13、3、本发明具有很好的底物普适性，对一些卤素、羟基、氰基、硝基等还原性官能团也能够良好的兼容，且产物收率良好。

技术特征：

1.一种n-杂环卡宾铜络合物均相催化还原羧酸衍生物制备伯醇的方法，其特征在于：以n-杂环卡宾铜络合物为催化剂、氨硼烷为氢源、甲苯为溶剂，将式i或i′所示羧酸衍生物在70～90℃搅拌反应，反应完后分离纯化产物，得到式ii或ii′所示伯醇；

2.根据权利要求1所述的n-杂环卡宾铜络合物均相催化还原羧酸衍生物制备伯醇的方法，其特征在于：所述n-杂环卡宾铜络合物的加入量为羧酸衍生物摩尔量的1％～10％。

3.根据权利要求1所述的n-杂环卡宾铜络合物均相催化还原羧酸衍生物制备伯醇的方法，其特征在于：所述氨硼烷的加入量为羧酸衍生物摩尔量的2～4倍。

4.根据权利要求1所述的n-杂环卡宾铜络合物均相催化还原羧酸衍生物制备伯醇的方法，其特征在于：在氮气气氛及密闭条件下70～90℃搅拌反应6～24小时。

技术总结本发明公开了一种N‑杂环卡宾铜络合物均相催化羧酸衍生物还原制备伯醇的方法，该方法以廉价且稳定的N‑杂环卡宾铜络合物为催化剂、氨硼烷为氢源、甲苯为溶剂，不需要利用昂贵配体，在70～90℃的温和条件下即可实现羧酸衍生物的还原。本发明采用均相铜催化体系用于羧酸衍生物的还原，具有成本低、反应时间短、反应条件温和、操作简单等优点，避免了使用一定压力的氢气和高压釜等特殊设备。技术研发人员：韩波,周慧,韦娜娜,郭婉真,鲁星,张玉琦受保护的技术使用者：延安大学技术研发日：技术公布日：2024/11/18