一种合成Wilkinson型铑催化剂的新方法
Wilkinson型铑催化剂主要用于过渡金属催化的有机反应研究,例如,石蜡催化加氢反应、醛脱羰基反应、丙烯的局部取代氧化、异构化、羰基化、氢化、硅氢化反应以及C-H键的活化反应等等;通过此方法得到的产物被应用到了天然产物、农药化学、材料化学、药物合成等诸多领域。Wilkinson型铑催化剂应用十分广泛,因此发展更为简单的合成工艺使其在工业上得到更大范围的推广十分必要;同时,Wilkinson型铑催化剂由水合三氯化铑制备得到,因此设计改进实验操作提高其产率,进而提高铑的利用率具有重要的实际意义。Wilkinson型铑催化剂的合成工艺及操作相对复杂:惰性气体保护下,先将溶于单一溶剂的三苯基磷加热到回流温度,然后在此条件下向热的溶液中加入固体水合三氯化铑,继续反应一定时间得到产物[J.Am.Chem. Soc. 1985,107 :2380-2388] [Org. Lett.,2010,12 (23) :5370-5373]。其中,单一溶剂两种反应原料溶解度较差,反应体系混合不均匀,同时反应先加热到回流温度,使得反应起始温度较高,容易产生副反应,这两者导致产物产率偏低;另外,在加热的条件下加入固体三氯化铑,不易操作,限制了反应的推广。
本文的一个目的在于提供一种合成Wilkinson型铑催化剂的新方法,采用的技术方案如下:首先加入固体水合三氯化铑与三苯基磷,然后在室温氮气的保护下加入混合溶剂,搅拌均匀,随后再升温使体系回流,继续反应得到产物。其中,先将固体水合三氯化铑与三苯基磷加入反应装置,低温加料操作简单安全;力口入混合溶剂,室温搅拌均匀,并给予反应体系适当的反应引发时间,之后再逐渐升温,使得引发反应阶段温度低同时使反应原料充分溶解,因此不易产生副反应,产物产率得到提高。
第一步:将I摩尔当量的水合三氯化铑与3〜6摩尔当量的三苯基磷加入三口烧瓶中,室温氮气保护下加入混合溶剂,磁力搅拌均匀,升温回流。混合溶剂为无水乙醇,无水甲醇,甘油,乙二醇乙醚中的一种与甲苯; 回流温度为50〜100°C;在氮气氛围下进行。
第二步:反应体系从开始的瑰红色浑浊,逐渐变为橙黄色浑浊,然后有紫红色淀生成,停止反应。紫红色沉淀出现后,可以继续反应2h_8h ;要在氮气氛围下进行。
第三步:室温下氮气保护过滤,用无水乙醚反复洗涤,过滤,真空干燥,得Wilkinson型错催化剂。
本方案操作简单,反应产率高,工艺路线安全,反应条件温和,三废少,具有较大的推广价值和社会经济效益。