專利名稱：炔烴化合物的催化還原的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及炔烴化合物的還原新方法；本發(fā)明尤其涉及制備環(huán)己烯衍生物的方法，所述環(huán)己烯衍生物適合用作制備胡蘿卜素類的中間體。
背景技術(shù)：
在文獻(xiàn)中描述的大量工業(yè)胡蘿卜素類合成方法，包括制備蝦青素(astaxanthine)的方法經(jīng)過(guò)環(huán)己烯中間體進(jìn)行，它除了一個(gè)或多個(gè)碳碳雙鍵之外，還含有一個(gè)碳碳三鍵。為形成共軛雙鍵體系，該三鍵必須在單獨(dú)的方法步驟中部分還原。
在DE-A-4322277中描述的蝦青素合成方法中所包含的炔二醇IVa的情況下，這可以在二氯甲烷中用鋅/乙酸完成。 EP-A-005748涉及另一種制備蝦青素的方法，其中式IIIa的炔二醇的部分還原同樣在二氯甲烷中用鋅/乙酸進(jìn)行。 所述鋅/乙酸還原方法的缺點(diǎn)是該方法的不充分的選擇性。不需要的副產(chǎn)物，例如在隨后的合成中不能轉(zhuǎn)化為所需仲(secondary)產(chǎn)物的螺環(huán)化合物的形成會(huì)導(dǎo)致收率的明顯損失。
還原的其它方法尤其在J.Amer.Oil Chem.Soc.49(1972)72中描述，其中在長(zhǎng)鏈共軛脂肪酸中三鍵向順式雙鍵的還原方法在沸騰的質(zhì)子溶劑中用鋅進(jìn)行。
上述劇烈的還原條件不適合于熱不穩(wěn)定的化合物。
Helv.Chim.Acta 58(1975)1016描述了在質(zhì)子溶劑中共軛炔烴的還原方法，作者使用的還原劑是鋅粉，它通過(guò)加入氰化鉀活化。
一方面，上述方法僅得到中等的收率，另一方面，用氰化鉀的活化過(guò)程帶來(lái)明顯的健康危險(xiǎn)。
在Journal für praktische Chemie 336(1994)714-715公開(kāi)的論文中包含使用在極性質(zhì)子溶劑，例如甲醇/水中鋅(銅/銀)的組合(Z)-選擇性還原共軛三鍵的方法。
該方法具有用于制備的試劑非常昂貴，并且始終必須新鮮制備的缺點(diǎn)。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的目的是提供部分還原炔烴化合物的方法，該方法避免了現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)。
我們發(fā)現(xiàn)該目的通過(guò)制備如下通式I或II的環(huán)己烯衍生物的方法實(shí)現(xiàn) 其中取代基R1和R2相互獨(dú)立，如下定義R1是 R2是OH或通過(guò)水解能夠轉(zhuǎn)變?yōu)榱u基的保護(hù)基團(tuán)；R3和R4是H或C1-C4-烷基；和R5是H或C1-C4-酰基，該方法包括還原如下通式III或IV的炔烴化合物 其中取代基R1和R2是如上定義的，其中所使用的還原劑是鋅和至少一種化合物B的混合物，化合物B選自銨鹽、銅鹽以及堿金屬和堿土金屬鹽。
發(fā)明詳述可提到的烷基R3和R4是直鏈或支鏈C1-C4-烷基，例如甲基、乙基、正丙基1-甲基乙基、正丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基和1，1-二甲基乙基，優(yōu)選的烷基是甲基和乙基。
可提到的基團(tuán)R3和R4還可以和與其鍵合的碳原子一起形成環(huán)庚基或環(huán)己基環(huán)。
可提到的取代基R5是直鏈或支鏈C1-C4-酰基，例如甲?；?、乙?；⒈；彤惐；?、優(yōu)選的酰基是乙?；?。
通過(guò)水解可轉(zhuǎn)變?yōu)榱u基的合適保護(hù)基團(tuán)R2是能夠相對(duì)容易地轉(zhuǎn)變?yōu)榱u基的官能團(tuán)?？商岬降膶?shí)例是醚基，例如 和-O-C(CH3)3，甲硅烷基醚基，例如-O-Si(CH3)3、-O-Si(CH2CH3)3、-O-Si(異丙基)3、-O-Si(CH3)2(叔丁基)和-O-Si(CH3)2(正己基)或取代的甲基醚基，例如下式的α-烷氧基烷基醚基 和合適的吡喃醚基，例如四氫吡喃氧基和4-甲基-5，6-二氫-2H-吡喃氧基、用于R2的基團(tuán)尤其有利的是下式的四氫吡喃氧基 或下式的α-乙氧基乙氧基。 用于斷裂上述保護(hù)基團(tuán)的條件可尤其在T.Greens“有機(jī)化學(xué)中的保護(hù)基團(tuán)”，John Wiley & Sons，1981，第2章中找到。
在一優(yōu)選方法變型中，所使用的還原劑是鋅和至少一種式V的銨鹽的混合物 其中取代基分別如下定義R6-R8是H、C1-C6-烷基或芳基；和Y-是有機(jī)或無(wú)機(jī)酸的陰離子。
可提到的烷基R6-R8是直鏈或支鏈C1-C6-烷基、例如甲基、乙基、正丙基、1-甲基乙基、正丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、1，1-二甲基乙基、正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、2，2-二甲基丙基、1-乙基丙基、正己基、1，1-二甲基丙基、1，2-二甲基丙基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1，1-二甲基丁基、1，2-二甲基丁基、1，3-二甲基丁基、2，2-二甲基丁基、2，3-二甲基丁基、3，3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1，1，2-三甲基丙基、1，2，2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基和1-乙基-2-甲基丙基、優(yōu)選的烷基是甲基、乙基、正丙基和1-甲基乙基。
氫可被提及作為尤其優(yōu)選的基團(tuán)R6-R8。
芳基可理解為是指在環(huán)系中具有6-18個(gè)碳原子的芳環(huán)或環(huán)系，例如苯基或萘基，它可選擇性地被一個(gè)或多個(gè)基團(tuán)，例如鹵素，例如氟、氯或溴、氨基、C1-C4-烷基氨基、C1-C4-二完基氨基、羥基、C1-C4-烷基、C1-C4-烷氧基或其它基團(tuán)取代。被任選取代的苯基、甲氧基苯基和萘基是優(yōu)選的。
Y-通常是有機(jī)或無(wú)機(jī)酸的陰離子。
有機(jī)酸被理解為尤其是指脂族和芳香羧酸，例如苯甲酸或C1-C12-鏈烷酸，優(yōu)選C1-C6-鏈烷酸，例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸或己酸，尤其優(yōu)選乙酸，或二羧酸，例如草酸、丙二酸或琥珀酸。
Y-還可以是有機(jī)磺酸的陰離子，例如甲磺酸根或?qū)妆交撬岣?br> 無(wú)機(jī)酸的實(shí)例尤其是鹽酸、氫溴酸、碳酸、硫酸、亞硫酸、硝酸、亞硝酸和磷酸。
本發(fā)明還涉及制備式I或II環(huán)己烯衍生物的方法，其中所使用的還原劑是鋅和至少一種銅鹽的混合物，所述銅鹽選自溴化銅(I)、氯化銅(I)、乙酸銅(II)、溴化銅(II)、碳酸銅(II)、氯化銅(II)、硝酸銅(II)、草酸銅(II)和硫酸銅(II)。硫酸銅(II)可提到作為優(yōu)選的銅鹽。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，所使用的還原劑是鋅和至少一種堿金屬或堿土金屬鹽的混合物，所述鹽選自溴化鈉、氯化鈉、乙酸鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、草酸鈉、硫酸鈉、溴化鉀、氯化鉀、乙酸鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀、草酸鉀、硫酸鉀和相應(yīng)的鋰鹽、溴化鈣、氯化鈣、乙酸鈣、碳酸鈣、草酸鈣、硫酸鈣、溴化鎂、氯化鎂、乙酸鎂、碳酸鎂、草酸鎂和硫酸鎂和相應(yīng)的鋇鹽。
在一尤其優(yōu)選的方法變型中，所使用的還原劑是鋅和至少一種式V的銨鹽的混合物，所述銨鹽選自氯化銨、碳酸銨、碳酸氫銨、硫酸銨和乙酸銨。在該情況下，取代基R6-R8均是氫。氯化銨可被提及作為非常優(yōu)選的銨鹽。
本發(fā)明的方法尤其適合于制備式Ia和IIa的環(huán)己烯化合物 用于進(jìn)行該方法的一般過(guò)程是在式III或IV的炔烴化合物中計(jì)量加入化合物B的水溶液，隨后在該混合物中加入鋅，或在上述炔烴化合物中計(jì)量加入鋅在化合物B的水溶液中的懸浮液。
然而，相反的過(guò)程也是可以的，鋅被懸浮在化合物B的水溶液中，向該懸浮液中加入炔烴化合物III或IV。
此外，我們發(fā)現(xiàn)在水存在下，本發(fā)明的還原方法尤其有利地進(jìn)行。
選擇水的量使得化合物B溶解或部分溶解，每摩爾鋅使用15-500ml水、優(yōu)選20-400ml水，尤其優(yōu)選30-250ml水。
加入惰性溶劑也被證實(shí)對(duì)還原方法是有利的。
通常對(duì)于化合物I-IV是隋性的任何溶劑適合用作本發(fā)明方法的惰性溶劑。方法優(yōu)選在氯代烴，例如二氯甲烷、全氯乙烯或氯仿中，或在醚溶劑，例如二烷基醚、四氫呋喃或二噁烷中進(jìn)行，尤其在水不溶混的甲基叔丁基醚中進(jìn)行。其它合適的溶劑是芳烴，尤其是甲苯，和C1-C3-醇，例如甲醇、乙醇或丙醇。
優(yōu)選使用在上述溶劑之一中炔二醇的10-50重量％溶液，尤其優(yōu)選在二氯甲烷中炔二醇的15-30重量％溶液。
除上述溶劑之外，還可使用乙酸作為輔助溶劑。
當(dāng)使用鋅/銅還原劑體系時(shí)，所述還原劑通過(guò)在每摩爾鋅水溶液中加入約0.02摩爾上述銅鹽，尤其是硫酸銅制備。
鋅以每摩爾被還原的炔二醇約0.5-5，優(yōu)選0.7-3，尤其優(yōu)選1-2，非常優(yōu)選1.2-1.6克原子的數(shù)量使用。
每摩爾鋅使用0.5-5摩爾，優(yōu)選0.7-3摩爾，尤其優(yōu)選1-2摩爾化合物B。
還原方法可在0℃-特定溶劑的沸點(diǎn)之間的溫度下進(jìn)行，優(yōu)選的反應(yīng)溫度是10-80℃，尤其優(yōu)選35-45℃。
通過(guò)如下實(shí)施例將更詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.制備如下通式I或II的環(huán)己烯衍生物的方法 R1是 R2是OH或通過(guò)水解能夠轉(zhuǎn)變?yōu)榱u基的保護(hù)基團(tuán)；R3和R4是H或C1-C4-烷基；和R5是H或C1-C4-?；?，該方法包括還原如下通式III或IV的炔烴化合物 其中取代基R1和R2是如上定義的，其中所使用的還原劑是鋅和至少一種化合物B的混合物，化合物B選自銨鹽、銅鹽以及堿金屬和堿土金屬鹽。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所使用的還原劑是鋅和至少一種式V的銨鹽的混合物 其中取代基相互獨(dú)立，如下定義R6-R8是H、C1-C6-烷基或芳基；和Y-是有機(jī)或無(wú)機(jī)酸的陰離子。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所使用的還原劑是鋅和至少一種銨鹽的混合物，所述銨鹽選自氯化銨、碳酸銨、碳酸氫銨、硫酸銨和乙酸銨。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所使用的還原劑是鋅和至少一種銅鹽的混合物，所述銅鹽選自溴化銅(I)、氯化銅(I)、乙酸銅(II)、溴化銅(II)、碳酸銅(II)、氯化銅(II)、硝酸銅(II)、草酸銅(II)和硫酸銅(II)。
5.權(quán)利要求1-4的任何一項(xiàng)的方法，其中還原方法在水存在下進(jìn)行。
6.權(quán)利要求1-5的任何一項(xiàng)的方法，其中還原方法在對(duì)于通式I-IV的環(huán)已烯衍生物惰性的有機(jī)溶劑中進(jìn)行。
7.權(quán)利要求1-6的任何一項(xiàng)的方法，用于制備如下式Ia和IIa的環(huán)己烯化合物。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)制備如下通式I或II的環(huán)己烯衍生物的方法:其中取代基R
文檔編號(hào)C07D317/12GK1354171SQ0113725
公開(kāi)日2002年6月19日 申請(qǐng)日期2001年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月28日
發(fā)明者J·格林默, T·米勒, H·埃恩斯特 申請(qǐng)人:Basf公司