二草酸根合硼酸的应用 |
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申请号 | CN97102008.6 | 申请日 | 1997-01-08 | 公开(公告)号 | CN1161251A | 公开(公告)日 | 1997-10-08 |
申请人 | 弗·哈夫曼-拉罗切有限公司; | 发明人 | C·福勒比林格; | ||||
摘要 | 式I的二 草酸 根合 硼 酸用作缩合反应如Friedel-Crafts缩合、乙缩 醛 与乙烯基醚或丙烯基醚的乙烯基醚缩合及酚的酰化反应的 质子酸 催化剂。这类反应产物是如二氢维生素K1单苯 甲酸 酯、d,1-α-生育酚、各种合成类胡萝卜素的中间体以及d,1-α-生育酚乙酸酯。由于采用本 发明 的二草酸根合硼酸,可避免因使用其它质子酸催化剂产生的缺点如 腐蚀 、毒性和环境污染问题。新型催化剂在选择性、得率、用量及在相应缩合反应完成后处理方面具有优势。 | ||||||
权利要求 | 1.式I的二草酸根合硼酸作为缩合反应中质子酸催化剂的应 用: |
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说明书全文 | 本发明涉及具有式I的二草酸根合硼酸(hydrogen bis(oxalato) borate) 在缩合反应如Friedel-Crafts缩合、乙缩醛与乙烯基醚或丙烯基醚 的乙烯基醚缩合(用于制备合成类胡萝卜素的中间体)以及酚的酰化 作用中作为质子酸催化剂的用途。4-羟基-2-甲基-萘-1-基苯甲酸酯与异植醇反应得到4 -羟基-2-甲基-3-(3,7,11,15-四甲基-十六碳-2-烯基)- 萘-1-基苯甲酸酯(二氢-维生素K1单苯甲酸酯)及三甲基氢醌 与异植醇反应得到d,l-α-生育酚(维生素E)的两个反应可作为 Friedel-Crafts缩合的实例,乙醛二甲基乙缩醛或(E)-1,1,4,4- 四甲氧基-丁-2-烯与甲基丙烯基醚的反应或13-(2,6,6-三甲 基-环己烯-1-基)-2,7,11-三甲基-十三-2,6,8,10,12-五 烯-4-炔基-1-醛二乙基乙缩醛与乙基乙烯基醚的反应可作为用 于制备合成类胡萝卜素中间体的乙缩醛与乙烯基或丙烯基醚的乙烯 基醚缩合反应的实例,以及由d,l-α-生育酚制备d,l-α-生育酚 乙酸酯的反应可作为酚的乙酰化作用的实例。 实施Friedel-Crafts缩合反应的各种方法已在文献中作了介 绍,进行这类方法是以质子酸诸如盐酸、三氯乙酸等的氢卤酸,诸如 氯化铝、三氟化硼、氯化铁、氯化锌等的Lewis酸或这两类酸的混合 物(如氯化锌与强质子酸混合物等)作为催化剂的。 所有这些已知的方法都存在严重的缺点:如在所有方法中会发 生腐蚀问题,当采用三氟化硼时,三氟化硼加合物会产生毒性问题, 当采用铁或锌化合物时会产生现今不再允许的铁离子或锌离子废水 的污染问题。 因为乙烯基醚缩合常常是在Lewis酸存在下进行的,所以在此 类反应情况下也存在上面提及的用Lewis酸的Friedel-Crafts缩合 反应中的那些缺点。 因此,本发明的目的是为上述缩合反应提供不会产生先前已知 方法所存在缺点的催化剂系统。为此这种催化剂系统必须是不会引 起腐蚀、没有毒性、不会污染环境并对所需反应有尽可能高的选择性 和高的得率。此外,该催化剂系统还应具有专一的催化活性并易于 分离。 在本发明范围内,上述目的是通过采用式I的二草酸根合硼酸 作为缩合反应的质子酸催化剂而达到的。 缩合反应可在溶剂存在下或没有溶剂情况下于约0℃与约 140℃间进行,该反应条件随反应类型(Friedel-Crafts缩合、乙烯基 醚缩合或酚的乙酰化)及所采用的起始物而定。因此,Friedel- Crafts缩合反应可在约80℃与约140℃之间、优选约85℃与约120℃ 之间,具体说在反应混合物的回流温度下顺利地进行。另一方面,乙 烯基醚缩合可在没有溶剂的情况下于约0℃与约40℃之间,优选约 15℃与约25℃之间,尤其在室温下顺利地进行。 作为本发明范围的适用溶剂,可以提出的有芳烃(如甲苯、二甲 苯等)、卤代芳烃(如氯苯等)、脂族羧酸酯(如乙酸乙酯、乙酸异丙酯 等)、脂族醚(如甲基叔丁基醚、二异丁基醚等)、以及沸点在约80℃ 与约140℃间的脂族酮和环酮(如二乙基酮、甲基异丙基酮、环戊酮 等)。甲苯及乙酸异丙酯是优选的。 根据本发明,缩合反应可在作为催化剂的二草酸根合硼酸的用 量约0.1至约6%:优选约0.2至约4%,尤其约0.3至约3%(摩尔, 每一百分比都以相应的起始物质的摩尔量计)条件下进行。 上述式I的二草酸根合硼酸可从Journal of Organometallic Chemistry,329,1-29(1987)中获知。可按实施例1所述步骤制备。 因此,除采用单独形态外,不采用现场制备和现场使用是有利的。 下列实施例是说明本发明,而不是以任何方式对本发明的限制。 所有温度都是指摄氏度。 实施例1 在1升烧瓶中将13.96克(150.36毫摩尔)草酸与2.62克(37. 59毫摩尔)三氧化二硼[或8.4毫升(75.2毫摩尔)硼酸三甲酯或3. 7毫升(25.1毫摩尔)三甲氧基环硼氧烷]悬浮在450毫升甲苯中,搅 拌回流6小时,用分水器连续分离出反应产生的水。接着过滤冷却 的反应混合物、真空干燥固体残留物,于是得到二草酸根合硼酸,得 率为70%。 实施例2 将28.398克(100毫摩尔)4-羟基-2-甲基-萘-1-基苯甲 酸酯和127.4毫克(0.569毫摩尔)二草酸根合硼酸置于容有170毫 升甲苯的500毫升磺化烧瓶中。加热反应混合物至98℃,然后在15 秒内用17.76克(56.9毫摩尔)异植醇处理。 完成上述添加步骤后,将反应混合物在98℃下再搅拌30分钟。 4-羟基-2-甲基-3-[(E)-3,7,11,15-四甲基-十六碳-2- 烯基]-萘-1基苯甲酸酯的得率为80%(以异植醇计算,直接用液 相色谱标准曲线法测定反应混合物)。 实施例3 将35.240克(200毫摩尔)(E)-1,1,4,4-四甲氧基-丁-2- 烯和1.343克(6毫摩尔)二草酸根合硼酸置于200毫升磺化烧瓶 中,并搅拌。随后在室温于4小时内滴加28.840克(400毫摩尔)甲 基丙烯基醚,滴加完毕后,让混合物再反应30分钟。 然后用300毫升水和2毫升15%盐酸处理反应混合物溶液,蒸 出反应所产生的甲醇。于15分钟内向反应混合物添加12毫升 15%氢氧化钠溶液,然后在80℃下再搅拌该混合物30分钟。过滤 冷却后的反应混合物并干燥,可得到2,7-二甲基-2,4,6-(E,E, E)-辛三烯二醛,得率为67%(液相色谱分析)。 实施例4 将27.04克(300毫摩尔)乙醛二甲基乙缩醛和282毫克(1.26 毫摩尔)二草酸根合硼酸置于100毫升磺化烧瓶中,然后在室温下, 于2小时内滴加7.21克(100毫摩尔)甲基丙烯基醚。温热反应混 合物至40℃,保温1小时后,将混合物冷却至室温,可得到1,1,3- 三甲氧基-2-甲基-丁烷,根据气相色谱分析1,1,3-三甲氧基- 2-甲基-丁烷含量为70%。 实施例5 将5.0克(14.3毫摩尔)13-(2,6,6-三甲基-环己烯-1- 基)-2,7,11-三甲基-十三碳-2,6,8,10,12-五烯-4-炔-1- 醛、3.1毫升(18.2毫摩尔)原甲酸三乙酯、0.8毫升甲酸乙酯和89.5 毫克(0.4毫摩尔)二草酸根合硼酸置于100毫升磺化烧瓶中。在 15℃搅拌反应混合物1小时,随后在该温度下滴加1.9毫升(19.7 毫摩尔)乙基乙烯基醚进行处理并再搅拌15分钟。13,15,15-三乙 氧基-3,7,12-三甲基-1-(2,6,6-三甲基-环己-1-烯基)- 十五碳-1,3,5,7,11-五烯-9-炔的得率为80%。 实施例6 将60.88克(400毫摩尔)三甲基氢醌和2.81克(12.53毫摩尔) 二草酸根合硼酸置于容有180毫升甲苯的750毫升磺化烧瓶中。随 后在氩气氛下加热反应混合物至回流温度,然后于2小时内连续滴 加147.76毫升(400毫摩尔)异植醇。完成滴加后,加热反应混合物 再回流30分钟,冷却后,用200毫升己烷处理。然后用甲醇/水萃取 反应混合物,蒸去溶剂后留下粗的d,l-α-生育酚104.5克,根据气 相色谱分析,其含量为88.0%,得率为92%。 实施例7 将43.00克(100毫摩尔)生育酚、11.40克(110毫摩尔)乙酸酐 和94毫克(0.5毫摩尔)二草酸根合硼酸置于100毫升磺化烧瓶中, 在氩气氛下加热反应混合物至回流1小时。在旋转蒸发器中浓缩后 留下47.2克粗d,l-α-生育酚乙酸酯,其含量为87%,得率为 92%。 |