本發(fā)明涉及由通式(iii)表示的ω-羥基脂肪酸酯及其前體化合物的制備方法。
背景技術(shù)：
許多大環(huán)內(nèi)酯，特別是具有14元或更多元環(huán)的大環(huán)內(nèi)酯，作為具有麝香樣香調(diào)的香料是重要的。這種大環(huán)內(nèi)酯的已知實例包括環(huán)十五內(nèi)酯、黃葵內(nèi)酯(ambrettolide)、環(huán)十五烯內(nèi)酯(habanolide)、環(huán)十六內(nèi)酯和氧雜十六內(nèi)酯(“goseikoryo，kagakutoshohinchishiki”(syntheticperfumes，chemistryandcommodityknowledge)，作者genichiindo，增訂版，2005，pp.400-406)。
用于制備這些大環(huán)內(nèi)酯的已知方法是其中使用ω-羥基脂肪酸酯作為原材料的閉環(huán)方法。例如，jp2001-199976a公開了一種大環(huán)內(nèi)酯的制備方法，其中羥基羧酸與具有13～40個碳原子的醇的酯進行分子內(nèi)酯化反應(yīng)，以用于高產(chǎn)量和高生產(chǎn)率地制備大環(huán)內(nèi)酯。
另一方面，在tetrahedronletters1980，21，1715中，作為使用末端不飽和的醇衍生物和末端不飽和的羧酸衍生物作為原材料合成環(huán)十五內(nèi)酯的方法，描述了(1)通過分子間復(fù)分解反應(yīng)合成ω-羥基酸以提供閉環(huán)的方法，和(2)通過復(fù)分解反應(yīng)合成在每個末端具有不飽和鍵的酯以提供閉環(huán)的方法。
方法(1)
方法(2)
使用復(fù)分解反應(yīng)使得可以相對容易地合成在環(huán)數(shù)或雙鍵位置中彼此不同的各種大環(huán)化合物。jp10(1998)-175882a公開了通過閉環(huán)復(fù)分解反應(yīng)制備取代的和未取代的12～21元內(nèi)酯的方法，其中使用在每個末端具有不飽和鍵的各種酯作為原材料。
在通過閉環(huán)復(fù)分解反應(yīng)制備大環(huán)內(nèi)酯的過程中，通常反應(yīng)需要在高稀釋條件(底物濃度為0.01mol/l或更低)下進行，以優(yōu)化分子內(nèi)反應(yīng)。因此，該過程需要大量的反應(yīng)溶劑和增加尺寸的反應(yīng)設(shè)備，這使得它不適合于工業(yè)化。另一方面，當(dāng)通過tetrahedronletters1980，21，1715的方法合成的ω-羥基脂肪酸酯通過jp2001-199976a的方法進行閉環(huán)時，可以避免高稀釋條件。然而，tetrahedronletters1980，21，1715的分子間復(fù)分解反應(yīng)具有目標(biāo)ω-羥基脂肪酸酯的產(chǎn)率低的問題，因為由于原材料的二聚作用而產(chǎn)生不飽和的脂肪族二醇和不飽和的脂肪族二羧酸，或者由于例如雙鍵位置的異構(gòu)化而產(chǎn)生副產(chǎn)物。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)具體的醇衍生物和具體的羧酸衍生物在催化劑的存在下進行復(fù)分解反應(yīng)時，可以制備目標(biāo)ω-羥基脂肪酸酯及其前體，同時抑制由于例如原材料的二聚作用或雙鍵位置的異構(gòu)化而產(chǎn)生副產(chǎn)物。
因此，考慮到上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種由式(iii)表示的ω-羥基脂肪酸酯及其前體化合物的制備方法，其中醇衍生物和羧酸衍生物在催化劑的存在下進行復(fù)分解反應(yīng)以得到由式(iii)表示的化合物，
其中醇衍生物為選自由式(vi)表示的化合物和由式(i)表示的化合物中的至少一種，并且
羧酸衍生物為選自由式(vii)表示的化合物和由式(ii)表示的化合物中的至少一種，
其中排除醇衍生物由式(i)表示的化合物形成并且羧酸衍生物由式(ii)表示的化合物形成的情況。
在以上結(jié)構(gòu)式中，
r1和r2各自獨立地為鍵，或者為可以具有取代基并且還可以包含醚鍵、羰基鍵或其兩者的具有1～14個碳原子的二價烴基，
r3和r4各自獨立地為氫原子或者直鏈烷基，
r5為氫原子或-c(＝o)-r11(r11為具有1～4個碳原子的烷基)，
r6為具有1～4個碳原子的烷基、芐基或者苯乙基，并且
r7和r8各自獨立地為氫原子或者直鏈烷基。
具體實施方式
根據(jù)本發(fā)明，可以制備由式(iii)表示的化合物，同時抑制由于例如原材料的二聚作用或雙鍵位置的異構(gòu)化而產(chǎn)生副產(chǎn)物。
在本發(fā)明中，術(shù)語“副產(chǎn)物”表示，當(dāng)通過實施例中所述的鑒定方法分析反應(yīng)混合物時，不能鑒定為任何式(i)的化合物、式(ii)的化合物、式(iii)的化合物、式(vi)的化合物和式(vii)的化合物的組分。
本發(fā)明為一種由式(iii)表示的ω-羥基脂肪酸酯及其前體化合物的制備方法，其中，醇衍生物和羧酸衍生物在催化劑的存在下進行復(fù)分解反應(yīng)以得到由式(iii)表示的化合物(以下也可以稱為“化合物(iii)”或“式(iii)的化合物”)，
其中醇衍生物為選自由式(vi)表示的化合物(以下也可以稱為“化合物(vi)”或“式(vi)的化合物”)和由式(i)表示的化合物(以下也可以稱為“化合物(i)”或“式(i)的化合物”)中的至少一種，并且
羧酸衍生物為選自由式(vii)表示的化合物(以下也可以稱為“化合物(vii)”或“式(vii)的化合物”)和由式(ii)表示的化合物(以下也可以稱為“化合物(ii)”或“式(ii)的化合物”)中的至少一種，
其中排除其中醇衍生物由式(i)表示的化合物形成并且羧酸衍生物由式(ii)表示的化合物形成的情況。
在以上結(jié)構(gòu)式中，
r1和r2各自獨立地為鍵，或者為可以具有取代基并且還可以包含醚鍵、羰基鍵或其兩者的具有1～14個碳原子的二價烴基，
r3和r4各自獨立地為氫原子或者直鏈烷基，
r5為氫原子或-c(＝o)-r11(r11為具有1～4個碳原子的烷基)，
r6為具有1～4個碳原子的烷基、芐基或者苯乙基，并且
r7和r8各自獨立地為氫原子或者直鏈烷基。
不清楚為什么用具體的醇衍生物和具體的羧酸衍生物在催化劑的存在下進行復(fù)分解反應(yīng)，可以制備作為目標(biāo)ω-羥基脂肪酸酯或其前體的式(iii)的化合物，同時抑制由于例如原材料的二聚作用或雙鍵位置的異構(gòu)化而產(chǎn)生副產(chǎn)物。然而，可以認為如下。
認為在通過復(fù)分解反應(yīng)得到作為ω-羥基脂肪酸酯或其前體的式(iii)的化合物的情況下，當(dāng)高反應(yīng)性且沒有多少空間限制的式(i)的化合物和式(ii)的化合物用作起始材料時，除了式(iii)的化合物之外，傾向于產(chǎn)生作為原材料的二聚產(chǎn)物的式(vi)的化合物和式(vii)的化合物，以及副產(chǎn)物比如由于雙鍵的異構(gòu)化和由于反應(yīng)性高而與催化劑反應(yīng)而產(chǎn)生的產(chǎn)物。在本發(fā)明中，認為使用作為具有位于分子中央部分的雙鍵的內(nèi)部烯屬醇衍生物的式(vi)的化合物和/或作為具有位于分子中央部分的雙鍵的內(nèi)部烯屬羧酸衍生物的式(vii)的化合物作為起始材料，可以抑制原材料的進一步二聚作用，由于在與催化劑相互作用的狀態(tài)下的空間限制可以抑制副反應(yīng)比如異構(gòu)化，從而可有效地制備作為目標(biāo)交叉偶聯(lián)化合物的式(iii)的化合物。
如上所述，在本發(fā)明中，
醇衍生物為選自式(vi)的化合物和式(i)的化合物中的至少一種，并且
羧酸衍生物為選自式(vii)的化合物和式(ii)的化合物中的至少一種。
即，在本發(fā)明中，醇衍生物和羧酸衍生物可以用作下表1中所示的組合1～8中的一種。
[表1]
在本發(fā)明中，優(yōu)選使用式(vi)的化合物和式(i)的化合物作為醇衍生物，因為其抑制副產(chǎn)物的產(chǎn)生。
在本發(fā)明中，優(yōu)選使用式(vii)的化合物和式(ii)的化合物作為羧酸衍生物，因為其抑制副產(chǎn)物的產(chǎn)生。
在本發(fā)明中，進一步優(yōu)選醇衍生物為式(vi)的化合物并且羧酸衍生物為式(vii)的化合物，因為其抑制副產(chǎn)物的產(chǎn)生。
在本發(fā)明中，“具有1～14個碳原子的二價烴基”中的“烴”可以為直鏈，或者也可以為支鏈。當(dāng)“具有1～14個碳原子的二價烴基”為支鏈時，支鏈優(yōu)選為甲基支鏈、二甲基支鏈或乙基支鏈，根據(jù)通過式(iii)的化合物環(huán)化得到的大環(huán)內(nèi)酯的香調(diào)而定。
在本發(fā)明中，在“可以具有取代基并且還可以包含醚鍵、羰基鍵或其兩者的具有1～14個碳原子的二價烴基”中的“取代基”的實例包括烷氧基、烷基氨基、烷氧基羰基、烷?；?、芳基、芳烷基和芳氧基。
在本發(fā)明中，“可以具有取代基并且還可以包含醚鍵、羰基鍵或其兩者的具有1～14個碳原子的二價烴基”的“還可以包含醚鍵、羰基鍵或其兩者的具有1～14個碳原子的二價烴基”為，例如以組合方式包含選自醚鍵(-o-)和羰基鍵(-c(＝o)-)中的至少一種的具有1～14個碳原子的二價烴基。然而，1～14個碳原子不包括羰基鍵的碳原子。“可以具有取代基并且還可以包含醚鍵、羰基鍵或其兩者的具有1～14個碳原子的二價烴基”的實例包括式-ch2-o-ch2-、式-ch2-c(＝o)-ch2-、式-(ch2)2-o-ch2-、式-(ch2)2-c(＝o)-(ch2)2-、式-(ch2)3-、式-(ch2)4-、式-(ch2)5-、式-(ch2)6-、式-(ch2)7-和式-(ch2)8-，并且優(yōu)選式-(ch2)3-、式-(ch2)5-、式-(ch2)7-和式-(ch2)8-。
在本發(fā)明中，“鍵”直接表示原子之間的單鍵。
在本發(fā)明中，“直鏈烷基”表示例如具有1～10個碳原子的直鏈烷基，優(yōu)選具有1～6個碳原子的直鏈烷基，更優(yōu)選具有1～4個碳原子的直鏈烷基，并且進一步優(yōu)選甲基或乙基。
在本發(fā)明中，“具有1～4個碳原子的烷基”的實例包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基和叔丁基。就反應(yīng)性而言，其優(yōu)選為甲基或乙基。
在本發(fā)明中，在以上結(jié)構(gòu)式中，優(yōu)選地，
r1和r2各自獨立地為具有3～8個碳原子的亞甲基，
r3和r4各自獨立地為氫原子，
r5為-c(＝o)-ch3，
r6為甲基，并且
r7和r8各自獨立地為氫原子。
在本發(fā)明中，就提高產(chǎn)率而言，優(yōu)選催化劑包含選自鎢、鉬、錸和釕的金屬。更優(yōu)選鎢和釕。特別地，催化劑的實例包括六氯化鎢和助催化劑的組合以及umicorem(由umicorejapan制造)和grubbs催化劑，助催化劑的實例包括烷基錫比如四甲基錫和四丁基錫、烷基鋁比如三乙基鋁、烷基硼比如三乙基硼烷、烷基鋰比如正丁基鋰、和氫化試劑比如nabh4、lialh4等。umicorem(由umicorejapan制造)的實例在下文示出。
grubbs催化劑的實例也在下文示出。
其中，就反應(yīng)性以及可利用性和經(jīng)濟性而言，催化劑優(yōu)選為六氯化鎢和用作助催化劑的四甲基錫的組合、六氯化鎢和用作助催化劑的四丁基錫的組合、六氯化鎢和用作助催化劑的nabh4的組合、或者umicorem，更優(yōu)選為六氯化鎢和用作助催化劑的四甲基錫的組合、六氯化鎢和用作助催化劑的四丁基錫的組合、或者六氯化鎢和用作助催化劑的nabh4的組合。
催化劑的使用量根據(jù)所使用的催化劑的反應(yīng)性而變化。然而，當(dāng)使用包含鎢的催化劑時，就有效地完成反應(yīng)而言，其相對于醇衍生物優(yōu)選為至少1摩爾％，更優(yōu)選為至少2.5摩爾％，并且，在經(jīng)濟性方面和就反應(yīng)后促進其除去而言，其相對于醇衍生物優(yōu)選為不多于20摩爾％，更優(yōu)選為不多于10摩爾％。
當(dāng)使用包含釕的催化劑時，就有效地完成反應(yīng)而言，其相對于醇衍生物優(yōu)選為至少0.1摩爾％，更優(yōu)選為至少0.5摩爾％，并且，在經(jīng)濟性方面和就反應(yīng)后促進其除去而言，其相對于醇衍生物優(yōu)選為不多于20摩爾％，更優(yōu)選為不多于10摩爾％，并進一步優(yōu)選為不多于5摩爾％。
當(dāng)醇衍生物和羧酸衍生物在催化劑的存在下進行復(fù)分解反應(yīng)時，優(yōu)選使用溶劑。溶劑的實例包括對復(fù)分解反應(yīng)無活性的溶劑，例如水不溶性溶劑。水不溶性溶劑優(yōu)選為脂肪族烴、芳香族烴、鹵代脂肪族烴等，并且更優(yōu)選為甲苯或二氯甲烷。
當(dāng)醇衍生物和羧酸衍生物在催化劑的存在下進行復(fù)分解反應(yīng)時，就允許反應(yīng)有效地進行而言，優(yōu)選在溶劑回流下進行復(fù)分解反應(yīng)。
當(dāng)醇衍生物和羧酸衍生物在催化劑的存在下進行復(fù)分解反應(yīng)時，反應(yīng)時間優(yōu)選為至少4小時，更優(yōu)選為至少5小時，并且就生產(chǎn)率而言，優(yōu)選為不長于12小時。
根據(jù)本發(fā)明的方法，起始材料可以與式(iii)的化合物一起保留。在這種情況下，可以在反應(yīng)后分離式(iii)的化合物，或者可以將其與起始材料的混合物用于隨后的反應(yīng)。然而，就簡化反應(yīng)而言，優(yōu)選將式(iii)的化合物在反應(yīng)后分離，以用于后續(xù)步驟。
具體來說，當(dāng)式(vii)的化合物和式(i)的化合物進行復(fù)分解反應(yīng)時，起始材料的式(vii)的化合物和式(i)的化合物以及其它化合物的式(vi)的化合物和式(ii-1)的化合物可與式(iii)的化合物一起獲得。當(dāng)分離式(iii)的化合物，然后使剩余的化合物再次通過本發(fā)明的方法反應(yīng)時，還可以得到式(iii)的化合物。
在以上結(jié)構(gòu)式中，r1、r2、r3、r4、r5和r6的定義與上述的那些相同。
當(dāng)式(iii)的化合物在反應(yīng)后要分離時，可以通過精餾分離。關(guān)于精餾條件，壓力優(yōu)選為66～666pa(0.5～5torr)，更優(yōu)選為66～133pa(0.5～1torr)。精餾的溫度優(yōu)選為100～350℃，更優(yōu)選為150～300℃。
<大環(huán)內(nèi)酯的制備>
使用根據(jù)本發(fā)明得到的式(iii)的化合物作為起始材料，可以通過(a)環(huán)化步驟制備由式(iv)表示的大環(huán)內(nèi)酯?；蛘?，使用根據(jù)本發(fā)明獲得的式(iii)的化合物作為起始材料，可以通過(a)環(huán)化步驟和(b)氫化步驟制備由式(v)表示的大環(huán)內(nèi)酯?；蛘撸部梢酝ㄟ^預(yù)先使式(iii)的化合物氫化，然后使其環(huán)化制備由式(v)表示的大環(huán)內(nèi)酯。使用根據(jù)本發(fā)明得到的式(iii)的化合物包含在其與剩余的化合物以及制備方法中作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的化合物的混合物中，可以進行環(huán)化步驟和氫化步驟，或者可以在分離和純化式(iii)的化合物之后進行環(huán)化步驟和氫化步驟。
(a)環(huán)化步驟
(b)氫化步驟
(a)環(huán)化步驟
環(huán)化步驟是使式(iii)的化合物在醇溶劑(優(yōu)選高沸點醇作為反應(yīng)促進劑)中進行酯化反應(yīng)的步驟。
該步驟中使用的醇的碳原子數(shù)優(yōu)選為至少13個，更優(yōu)選為至少18個，并進一步優(yōu)選為至少20個，并且，優(yōu)選為不多于40個，更優(yōu)選為不多于36個，并進一步優(yōu)選為不多于34個。醇的實例包括直鏈醇比如十八烷醇，甲基支鏈醇比如3，7，11，15-四甲基-2-十六碳烯醇和1-甲基十五烷醇，以及蓋爾貝(guerbet)烷基型支鏈醇比如2-癸基-1-十四烷醇、2-辛基十二烷醇和2-(1，3，3-三甲基丁基)-5，7，7-三甲基辛醇。上述醇優(yōu)選為蓋爾貝(guerbet)烷基型支鏈醇。
環(huán)化步驟如下進行。即，對于其中r5為-c(＝o)-r11(r11為具有1～4個碳原子的烷基)的式(iii)的化合物，其與高沸點醇的酯交換反應(yīng)產(chǎn)生其中式(iii)中的r5為氫原子的醇，并且該醇被分子內(nèi)酯化。在這一步驟中，聚合物也由于如下所述的分子間反應(yīng)而產(chǎn)生。在下列方案中，作為實例，示出式(iii-1)的化合物作為式(iii)中的r5為ac[-c(＝o)-ch3]的化合物。
在正常壓力下，也進行分子間酯化反應(yīng)以產(chǎn)生聚合物。然而，在減壓下將所得的環(huán)化產(chǎn)物(iv-1)從體系中蒸餾出來，從而平衡反應(yīng)可偏向分子內(nèi)環(huán)化反應(yīng)。在這種情況下，由于通過其中高沸點醇和r5(在式(iii-1)的情況下為ac)已相互成鍵的酯交換反應(yīng)產(chǎn)生的化合物的沸點高，所以允許該化合物保留在體系中而不進行環(huán)化產(chǎn)物(iv-1)的蒸餾。
對于作為反應(yīng)促進劑的醇(優(yōu)選高沸點醇)的量，就產(chǎn)率和生產(chǎn)率而言，[醇]/[反應(yīng)混合物中的羧基和/或酯基]的摩爾比優(yōu)選為至少0.01，更優(yōu)選為至少0.1，并進一步優(yōu)選為至少0.3，并且，優(yōu)選為不高于20，更優(yōu)選為不高于10，進一步優(yōu)選為不高于5，并進一步優(yōu)選為不高于2。
在該步驟中，優(yōu)選使用具有酯化或酯交換活性的催化劑。催化劑的實例包括金屬氧化物催化劑比如氧化鎂、氧化鉛、氧化鋯和沸石，以及中性或堿性催化劑，包括金屬醇鹽比如四異丙醇鈦、三異丙醇鋁和甲醇鈉，金屬氫氧化物比如氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鈉和氫氧化鉀，金屬碳酸鹽和金屬脂肪酸鹽比如碳酸鎂、碳酸鈉、碳酸鉀、乙酸鉀、月桂酸鈣和硬脂酸鈉，以及其它比如氯化鎂。就提高產(chǎn)率而言，更優(yōu)選包含ii、iii或iv族金屬的催化劑，比如氧化鎂或四異丙醇鈦。就降低反應(yīng)溫度而言，催化劑進一步優(yōu)選為四異丙醇鈦。
在這一步驟中使用的催化劑的量相對于式(iii)的化合物，優(yōu)選為至少0.01摩爾％，更優(yōu)選為至少0.1摩爾％，并進一步優(yōu)選為至少0.3摩爾％，并且，優(yōu)選為不多于50摩爾％，更優(yōu)選為不多于20摩爾％，并進一步優(yōu)選為不多于10摩爾％。
在這一步驟中，反應(yīng)壓力優(yōu)選為66～666pa(0.5～5torr)，更優(yōu)選為133～400pa(1～3torr)。
在這一步驟中，反應(yīng)溫度優(yōu)選為至少100℃，更優(yōu)選為至少120℃，并進一步優(yōu)選為至少150℃，并且，優(yōu)選為不高于350℃，更優(yōu)選為不高于300℃，并進一步優(yōu)選不高于250℃。
在這種條件下進行的這一步驟允許除去水或作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的低分子量醇，允許進行酯化反應(yīng)，并允許以高純度得到所產(chǎn)生的式(iv)的不飽和內(nèi)酯。
(b)氫化步驟
該步驟是使在環(huán)化步驟中得到的式(iv)的不飽和內(nèi)酯氫化以得到式(v)的飽和內(nèi)酯的步驟。在環(huán)化步驟中得到的式(iv)的不飽和內(nèi)酯也可用作具有麝香樣氣味的香料。然而，對其進行氫化導(dǎo)致透明感和清潔感的效果進一步提高。
用于氫化反應(yīng)的條件沒有特別限定，但優(yōu)選使用氫化催化劑。對于氫化催化劑，可以使用任何催化劑，只要它們具有烯烴氫化活性但不具有酯基氫化活性即可。特別優(yōu)選鈀催化劑、釕催化劑和鉑催化劑，更優(yōu)選鈀催化劑。
在這一步驟中，氫氣壓力優(yōu)選為至少0.01mpa，更優(yōu)選為至少0.1mpa，并且，優(yōu)選為不高于10mpa，更優(yōu)選為不高于1mpa。溫度優(yōu)選為至少20℃并優(yōu)選為不高于100℃，更優(yōu)選為不高于50℃。進一步優(yōu)選在室溫(25℃)下進行這一步驟。
就對其進行改進以使其作為具有麝香樣氣味的香料具有更優(yōu)選的質(zhì)量而言，優(yōu)選通過上述方法得到的式(v)的飽和內(nèi)酯進一步進行精餾或硅膠柱色譜純化。
關(guān)于上述實施方式，本發(fā)明還公開通式(iii)的化合物的制備方法。
<1>一種由式(iii)表示的ω-羥基脂肪酸酯及其前體化合物的制備方法，其中，醇衍生物和羧酸衍生物在催化劑的存在下進行復(fù)分解反應(yīng)，以得到由式(iii)表示的化合物，
其中醇衍生物為選自由式(vi)表示的化合物和由式(i)表示的化合物中的至少一種，并且
羧酸衍生物為選自由式(vii)表示的化合物和由式(ii)表示的化合物中的至少一種，
其中排除醇衍生物由式(i)表示的化合物形成并且羧酸衍生物由式(ii)表示的化合物形成的情況。
在以上結(jié)構(gòu)式中，
r1和r2各自獨立地為鍵，或者為可以具有取代基并且還可以包含醚鍵、羰基鍵或其兩者的具有1～14個碳原子的二價烴基，
r3和r4各自獨立地為氫原子或者直鏈烷基，
r5為氫原子或-c(＝o)-r11(r11為具有1～4個碳原子的烷基)，
r6為具有1～4個碳原子的烷基、芐基或者苯乙基，并且
r7和r8各自獨立地為氫原子或者直鏈烷基。
<2>根據(jù)條款<1>的制備方法，其中，醇衍生物和羧酸衍生物可以用作下表2示出的組合1～8中的任意一種。
[表2]
<3>根據(jù)條款<1>或<2>的制備方法，其中，醇衍生物為式(vi)的化合物和式(i)的化合物。
<4>根據(jù)條款<1>至<3>中任一項的制備方法，其中，羧酸衍生物為式(vii)的化合物和式(ii)的化合物。
<5>根據(jù)條款<1>或<2>的制備方法，其中，醇衍生物為式(vi)的化合物，并且羧酸衍生物為式(vii)的化合物。
<6>根據(jù)條款<1>至<5>中任一項的制備方法，其中，具有1～14個碳原子的二價烴基的烴可以為直鏈或可以為支鏈，并且當(dāng)具有1～14個碳原子的二價烴基為支鏈時，該支鏈優(yōu)選為甲基支鏈、二甲基支鏈或乙基支鏈。
<7>根據(jù)條款<1>至<6>中任一項的制備方法，其中，取代基為選自烷氧基、烷基氨基、烷氧基羰基、烷酰基、芳基、芳烷基和芳氧基中的至少一種。
<8>根據(jù)條款<1>至<7>中任一項的制備方法，其中，還可以包含醚鍵、羰基鍵或其兩者的具有1～14個碳原子的二價烴基為包含選自醚鍵(-o-)和羰基鍵(-c(＝o)-)中的至少一種的組合的具有1～14個碳原子的二價烴基，并且優(yōu)選為式-ch2-o-ch2-、式-ch2-c(＝o)-ch2-、式-(ch2)2-o-ch2-、式-(ch2)2-c(＝o)-(ch2)2-、式-(ch2)3-、式-(ch2)4-、式-(ch2)5-、式-(ch2)6-、式-(ch2)7-、或式-(ch2)8-，更優(yōu)選為式-(ch2)3-、式-(ch2)5-、式-(ch2)7-、或式-(ch2)8-。
<9>根據(jù)條款<1>至<8>中任一項的制備方法，其中，直鏈烷基為具有1～10個碳原子的直鏈烷基，優(yōu)選為具有1～6個碳原子的直鏈烷基，更優(yōu)選為具有1～4個碳原子的直鏈烷基，并且進一步優(yōu)選為甲基或乙基。
<10>根據(jù)條款<1>至<9>中任一項的制備方法，其中，具有1～4個碳原子的烷基為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基或叔丁基，更優(yōu)選為甲基或乙基。
<11>根據(jù)條款<1>至<10>中任一項的制備方法，其中，
在以上結(jié)構(gòu)式中，優(yōu)選地，r1和r2各自獨立地為具有3～8個碳原子的亞甲基，
r3和r4各自獨立地為氫原子，
r5為-c(＝o)-ch3，
r6為甲基，并且
r7和r8各自獨立地為氫原子。
<12>根據(jù)條款<1>至<11>中任一項的制備方法，其中，催化劑優(yōu)選包含選自鎢、鉬、錸和釕的金屬，更優(yōu)選包含選自鎢和釕的金屬，并進一步優(yōu)選為選自六氯化鎢和用作助催化劑的四甲基錫的組合、六氯化鎢和用作助催化劑的四丁基錫的組合、六氯化鎢和用作助催化劑的nabh4的組合、或者umicorem，更優(yōu)選為六氯化鎢和用作助催化劑的四甲基錫的組合、六氯化鎢和用作助催化劑的四丁基錫的組合、或者六氯化鎢和用作助催化劑的nabh4的組合。
<13>根據(jù)條款<12>的制備方法，其中，當(dāng)催化劑為包含鎢的催化劑時，所使用催化劑的量相對于醇衍生物優(yōu)選為至少1摩爾％，更優(yōu)選為至少2.5摩爾％，并且，優(yōu)選為不多于20摩爾％，更優(yōu)選為不多于10摩爾％。
<14>根據(jù)條款<12>或<13>的制備方法，其中，當(dāng)催化劑為包含釕的催化劑時，所使用催化劑的量優(yōu)選為至少0.1摩爾％，更優(yōu)選為至少0.5摩爾％，并且，優(yōu)選為不多于20摩爾％，更優(yōu)選為不多于10摩爾％，并進一步優(yōu)選為不多于5摩爾％。
<15>一種由式(iv)表示的化合物的制備方法，其中，包括使由式(iii)表示的化合物環(huán)化的步驟，
其中由式(iii)表示的化合物通過根據(jù)條款<1>至<14>中任一項的制備方法而得到。
在結(jié)構(gòu)式(iii)和(iv)中，
r1和r2各自獨立地為鍵，或者為可以具有取代基并且還可以包含醚鍵、羰基鍵或其兩者的具有1～14個碳原子的二價烴基，
r5為氫原子或-c(＝o)-r11(r11為具有1～4個碳原子的烷基)，并且
r6為具有1～4個碳原子的烷基、芐基或者苯乙基。
<16>根據(jù)條款<15>的制備方法，其中，環(huán)化步驟是使式(iii)的化合物在醇溶劑(優(yōu)選高沸點醇作為反應(yīng)促進劑)中進行酯化反應(yīng)的步驟。
<17>根據(jù)條款<16>的制備方法，其中，醇的碳原子數(shù)優(yōu)選為至少13個，更優(yōu)選為至少18個，并進一步優(yōu)選為至少20個，并且，優(yōu)選為不多于40個，更優(yōu)選為不多于36個，并進一步優(yōu)選為不多于34個。
<18>根據(jù)條款<16>或<17>的制備方法，其中，醇優(yōu)選為直鏈醇(例如十八烷醇)、甲基支鏈型支鏈醇(例如3，7，11，15-四甲基-2-十六碳烯醇和1-甲基十五烷醇)、或蓋爾貝(guerbet)烷基型支鏈醇(例如2-癸基-1-十四烷醇、2-辛基十二烷醇和2-(1，3，3-三甲基丁基)-5，7，7-三甲基辛醇)，更優(yōu)選為蓋爾貝(guerbet)烷基型支鏈醇。
<19>根據(jù)條款<16>至<18>中任一項的制備方法，其中，對于醇的量，[醇]/[反應(yīng)混合物中的羧基和/或酯基]的摩爾比優(yōu)選為至少0.01，更優(yōu)選為至少0.1，并進一步優(yōu)選為至少0.3，并且，優(yōu)選為不高于20，更優(yōu)選為不高于10，進一步優(yōu)選為不高于5，并進一步優(yōu)選為不高于2。
<20>根據(jù)條款<15>至<19>中任一項的制備方法，其中，在環(huán)化步驟中，優(yōu)選使用具有酯化或酯交換活性的催化劑，更優(yōu)選使用包含ii、iii或iv族金屬的催化劑，比如氧化鎂或四異丙醇鈦，并且其進一步優(yōu)選為使用四異丙醇鈦。
<21>根據(jù)條款<20>的制備方法，其中，使用的催化劑的量相對于式(iii)的化合物，優(yōu)選為至少0.01摩爾％，更優(yōu)選為至少0.1摩爾％，并進一步優(yōu)選為至少0.3摩爾％，并且，優(yōu)選為不多于50摩爾％，更優(yōu)選為不多于20摩爾％，并進一步優(yōu)選為不多于10摩爾％。
<22>一種由式(v)表示的化合物的制備方法，其中，包括使由式(iv)表示的化合物氫化的步驟，
其中由式(iv)表示的化合物通過根據(jù)條款<15>至<21>中任一項的制備方法而得到。
在結(jié)構(gòu)式(iv)和(v)中，
r1和r2各自獨立地為鍵，或者為可以具有取代基并且還可以包含醚鍵、羰基鍵或其兩者的具有1～14個碳原子的二價烴基。
<23>根據(jù)條款<22>的制備方法，其中，在氫化步驟中，優(yōu)選使用氫化催化劑，更優(yōu)選使用鈀催化劑、釕催化劑或鉑催化劑，并進一步優(yōu)選使用鈀催化劑。
實施例
在下列實施例和比較例中，單位“％”表示“質(zhì)量％”，除非另有說明。
<反應(yīng)產(chǎn)率>
以下實施例中所示的反應(yīng)產(chǎn)率通過氣相色譜(gc)定量分析的內(nèi)標(biāo)法測定。
<氣相色譜的儀器和分析條件>
gc儀器：hp6850，由hewlettpackard制造
柱：db-1(內(nèi)徑為0.25mm，長度為30m，且膜厚為0.25μm)，由j&w制造，
載氣：he，1.5ml/min
進樣條件：300℃，分流比：1/100
檢測條件：fid，300℃
柱溫條件：80℃→以10℃/min升高→在300℃保持10分鐘
內(nèi)標(biāo)化合物：正十三烷
<化合物鑒定>
通過使用核磁共振波譜(mercury400，由varian制造)(1h-nmr，13c-nmr)和氣相色譜質(zhì)譜儀(gc-2010，由shimadzucorporation制造)(gc-ms)的光譜分析鑒定以下實施例和比較例中得到的各個化合物。
<gc-ms的儀器和分析條件>
gc-ms儀器：gc2010，由shimadzucorporation制造
柱：glclestek(內(nèi)徑為0.25mm，長度為25m，且膜厚為0.25μm)，由shimadzucorporation制造
載氣：he，1.82ml/min
進樣條件：280℃，分流比：1/50
檢測器：gcms-qp2010plus
檢測溫度：280℃
柱溫條件：80℃→以5℃/min升高→在280℃保持10分鐘
質(zhì)量范圍：低：70，高：450
實施例1
在連接有攪拌棒、冷凝器、滴液漏斗和溫度計的200ml四頸燒瓶中，放入1g(2.5mmol)六氯化鎢，然后將燒瓶內(nèi)部進行氮置換。將甲苯(5ml)加入到燒瓶中，并將四甲基錫(0.35ml，2.5mmol)滴入溶液中，然后在室溫下攪拌20分鐘。
隨后，通過滴液漏斗向反應(yīng)溶液中加入12.8g5-癸烯-1，10-二乙酸酯(5-decene-1，10-diacetate)(vi-1)(純度為100％，50.1mmol)和19.0g10-二十碳烯酸二甲酯(dimethyl10-eicosenedioate)(vii-1)(純度為97％，50.0mmol)。然后在110℃下將其在氮氣流下反應(yīng)8小時。通過氣相色譜法對反應(yīng)完成后得到的液體的組成進行定量分析。結(jié)果，其包含7.5g(24.0mmol)的15-乙酰氧基-10-十五碳烯酸甲酯(methyl15-acetoxy-10-pentadecenoate)(iii-1)、9.2g(35.9mmol)的5-癸烯-1，10-二乙酸酯(5-decene-1，10-diacetate)(vi-1)和13.1g(35.6mmol)的10-二十碳烯酸二甲酯(vii-1)。在這種情況下，反應(yīng)后得到的液體中所包含的上述化合物以外的副產(chǎn)物的gc面積％為5.1％。
實施例2～5
以與實施例1相同方式進行實施例2～5，除了以表3中所示的量，使用選自5-癸烯-1，10-二乙酸酯(vi-1)和5-己烯基乙酸酯(5-hexenylacetate)(i-1)的至少一種代替5-癸烯-1，10-二乙酸酯(vi-1)以及使用選自10-二十碳烯酸二甲酯(vii-1)和10-十一碳烯酸甲酯(methyl10-undecylenate)(ii-1)的至少一種代替10-二十碳烯酸二甲酯(vii-1)。表3示出由此得到的化合物的類型和量(通過gc分析得到)。
比較例1
以與實施例1相同方式進行比較例1，除了以表3中所示的量，使用5-己烯基乙酸酯(i-1)代替5-癸烯-1，10-二乙酸酯(vi-1)并使用10-十一碳烯酸甲酯(ii-1)代替10-二十碳烯酸二甲酯(vii-1)。表3示出由此得到的化合物的類型和量(通過gc分析得到)。
如上表3所示，根據(jù)本發(fā)明的制備方法，能夠制備式(iii)的化合物，同時抑制由于例如原材料的二聚作用或雙鍵位置的異構(gòu)化而產(chǎn)生副產(chǎn)物。
實施例6
以與實施例1相同方式進行實施例6，除了以表4中所示的量，使用7-十四碳烯-1，14-二乙酸酯(7-tetradecene-1，14-diacetate)(vi-2)代替5-癸烯-1，10-二乙酸酯(vi-1)并且使用9-十八碳烯酸二甲酯(dimethyl9-octadecenedioate)(vii-2)代替10-二十碳烯酸二甲酯(vii-1)。表4示出由此得到的化合物的類型和量(通過gc分析得到)。
比較例2
以與實施例1相同方式進行比較例2，除了以表4中所示的量，使用7-辛烯基乙酸酯(7-octenylacetate)(i-2)代替5-癸烯-1，10-二乙酸酯(vi-1)并且使用9-癸烯酸甲酯(methyl9-decenoate)(ii-2)代替10-二十碳烯酸二甲酯(vii-1)。表4示出由此得到的化合物的類型和量(通過gc分析得到)。
如上表4所示，根據(jù)本發(fā)明的制備方法，能夠制備式(iii)的化合物，同時抑制由于例如原材料的二聚作用或雙鍵位置的異構(gòu)化而產(chǎn)生副產(chǎn)物。
實施例7
在連接有冷凝器的50ml兩頸燒瓶中，放入526.0mg的5-癸烯-1，10-二乙酸酯(vi-1)(純度為99％，2.0mmol)和738.1mg的10-二十碳烯酸二甲酯(vii-1)(純度為100％，2.0mmol)，然后將其溶解在5ml二氯甲烷中。隨后，向其中加入55mg(0.06mmol)的復(fù)分解催化劑umicorem1(由umicorejapan制造，獲得自wakopurechemicalindustries，ltd.)，然后在氮氣流下加熱至回流10小時。通過氣相色譜法對反應(yīng)完成后得到的液體的組成進行定量分析。結(jié)果，其包含589.0mg(1.9mmol)的15-乙酰氧基-10-十五碳烯酸甲酯(iii-1)、249.2mg(0.97mmol)的5-癸烯-1，10-二乙酸酯(vi-1)和382.7mg(1.0mmol)10-二十碳烯酸二甲酯(vii-1)。在這種情況下，在反應(yīng)結(jié)束后得到的液體中所包含的上述化合物以外的副產(chǎn)物的cg面積％為2.3％。
比較例3
以與實施例7相同的方式進行比較例3，除了使用100mg(0.11mmol)的復(fù)分解催化劑umicorem1(由umicorejapan制造，獲得自wakopurechemicalindustries，ltd.)代替55mg(0.06mmol)的復(fù)分解催化劑umicorem1(由umicorejapan制造，獲得自wakopurechemicalindustries，ltd.)，使用9ml的二氯甲烷代替5ml的二氯甲烷以及以表5中所示的量使用5-己烯基乙酸酯(i-1)代替5-癸烯-1，10-二乙酸酯(vi-1)并且使用10-十一碳烯酸甲酯(ii-1)代替10-二十碳烯酸二甲酯(vii-1)。表5示出由此得到的化合物的類型和量(通過gc分析得到)。
實施例8
以與實施例7相同的方式進行實施例8，除了使用8.8mg(9.3×10-3mmol)的復(fù)分解催化劑umicorem2(由umicorejapan制造，獲得自wakopurechemicalindustries，ltd.)代替55mg(0.06mmol)的復(fù)分解催化劑umicorem1(由umicorejapan制造，獲得自wakopurechemicalindustries，ltd.)并且以表5中所示的量使用5-癸烯-1，10-二乙酸酯(vi-1)和10-二十碳烯酸二甲酯(vii-1)。表5示出由此得到的化合物的類型和量(通過gc分析得到)。
比較例4
以與比較例3相同的方式進行比較例4，除了使用17.5mg(18.4×10-3mmol)的復(fù)分解催化劑umicorem2(由umicorejapan制造，獲得自wakopurechemicalindustries，ltd.)代替55mg(0.06mmol)的復(fù)分解催化劑umicorem1(由umicorejapan制造，獲得自wakopurechemicalindustries，ltd.)并且使用10ml的二氯甲烷代替9ml的二氯甲烷。表5示出由此得到的化合物的類型和量(通過gc分析得到)。
如上表5所示，根據(jù)本發(fā)明的制備方法，能夠制備式(iii)的化合物，同時抑制由于例如原材料的二聚作用或雙鍵位置的異構(gòu)化而產(chǎn)生副產(chǎn)物。
實施例9
大環(huán)內(nèi)酯的合成
將實施例1中的復(fù)分解反應(yīng)完成后得到的液體用naoh水溶液洗滌。然后分離各層，并提取有機層。有機層用飽和鹽水洗滌，然后加入硫酸鈉以干燥有機層。通過膜過濾除去固體后，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器蒸發(fā)溶劑。將由此得到的反應(yīng)混合物減壓蒸餾以純化，從而得到在170～175℃/133pa下蒸餾的無色粘稠餾分，即15-乙酰氧基-10-十五碳烯酸甲酯(iii-1)，純度為95.3％。
在連接有claisen蒸餾頭和溫度計的300ml四頸燒瓶中，放入87.7g的15-乙酰氧基-10-十五碳烯酸甲酯(iii-1)(純度為95.3％，267.4mmol)、105.3g的2-癸基-1-十四烷醇(296.9mmol，[高沸點醇]/[反應(yīng)混合物中的羧基和/或酯基]的摩爾比＝0.56)和0.88g的四異丙醇鈦(3.1mmol，相對于式(iii-1)的化合物為1.04摩爾％)。在氮氣流下，將其溫度在常壓下升至170℃。將其攪拌2小時，同時蒸餾甲醇。隨后，進行反應(yīng)，同時蒸餾出在220～250℃和133～65pa(1.0～0.5torr)的條件下產(chǎn)生的氧雜環(huán)十六-11-烯-2-酮(oxacyclohexadec-11-en-2-one)(iv-1)，從而得到161.0g的無色液體餾分。對該餾分進行氣相色譜定量分析。結(jié)果，其包含59.5g的氧雜環(huán)十六-11-烯-2-酮(iv-1)(249.8mmol，產(chǎn)率93.4％)。將上述得到的餾分進行減壓蒸餾以純化，從而分離在120～125℃/133pa下蒸餾的無色粘稠餾分，即氧雜環(huán)十六-11-烯-2-酮(iv-1)(純度為100％)。
在連接有氫氣填充的耐壓球囊的100ml兩頸燒瓶中，放入392.4mg的氧雜環(huán)十六-11-烯-2-酮(iv-1)(純度為100％，1.65mmol)和8.0mg的pd/c催化劑(5％濕)，然后將其溶解在10ml甲醇中。用真空管線對燒瓶的內(nèi)部進行減壓，然后進行氫置換。將其在室溫(25℃)下攪拌24小時。將反應(yīng)完成后得到的液體進行氣相色譜定量分析。結(jié)果，其包含388.7mg的氧雜環(huán)十六烷-2-酮(oxacyclohexadecan-2-one)(v-1)(1.62mmol，產(chǎn)率98.2％)。
實施例10
大環(huán)內(nèi)酯的合成
將實施例6中的復(fù)分解反應(yīng)完成后得到的液體用naoh水溶液洗滌。然后分離各層，并提取有機層。有機層用飽和鹽水洗滌，然后加入硫酸鈉以干燥有機層。通過膜過濾除去固體后，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器蒸發(fā)溶劑。將由此得到的反應(yīng)混合物減壓蒸餾以純化，從而得到在177～179℃/133pa下蒸餾的無色粘稠餾分，即16-乙酰氧基-9-十六碳烯酸甲酯，純度為91.2％。
在連接有claisen蒸餾頭和溫度計的300ml四頸燒瓶中，放入58.0g的16-乙酰氧基-9-十六碳烯酸甲酯(methyl16-acetoxy-9-hexadecenoate)(iii-2)(純度為91.2％，161.9mmol)、73.4g的2-癸基-1-十四烷醇(206.8mmol，[高沸點醇]/[反應(yīng)混合物中的羧基和/或酯基]的摩爾比＝0.64)和0.64g的四異丙醇鈦(2.2mmol，相對于式(iii-2)的化合物為1.36摩爾％)。在氮氣流下，將其溫度在常壓下升至170℃。將其攪拌2小時，同時蒸餾甲醇。隨后，進行反應(yīng)，同時蒸餾出在220～250℃和133～65pa(1.0～0.5torr)的條件下產(chǎn)生的氧雜環(huán)十七-10-烯-2-酮(oxacycloheptadec-10-en-2-one)(iv-2)，從而得到110.8g的無色液體餾分。對該餾分進行氣相色譜定量分析。結(jié)果，其包含39.8g的氧雜環(huán)十七-10-烯-2-酮(iv-2)(157.8mmol，產(chǎn)率97.5％)。將上述得到的餾分進行減壓蒸餾以純化，從而分離在143～147℃/133pa下蒸餾的無色粘稠餾分，即氧雜環(huán)十七-10-烯-2-酮(iv-2)(純度為100％)。
在連接有氫氣填充的耐壓球囊的50ml兩頸燒瓶中，放入1.0g的氧雜環(huán)十七-10-烯-2-酮(iv-2)(純度為100％，4.0mmol)和20mg的pd/c催化劑(5％濕)，然后將其溶解在10ml甲醇中。用真空管線對燒瓶的內(nèi)部進行減壓，然后進行氫置換。將其在室溫(25℃)下攪拌3小時。將反應(yīng)完成后得到的液體進行氣相色譜定量分析。結(jié)果，其包含0.99g的氧雜環(huán)十七烷-2-酮(oxacycloheptadecan-2-one)(v-2)(3.9mmol，產(chǎn)率99.0％)。
根據(jù)本發(fā)明的制備方法，可以制備式(iii)的化合物，同時抑制由于例如原材料的二聚作用或雙鍵位置的異構(gòu)化而產(chǎn)生副產(chǎn)物。本發(fā)明的制備方法提供的效果為，通過式(i)的化合物和式(ii)的化合物的復(fù)分解反應(yīng)得到的式(iii)的化合物以外的副產(chǎn)物式(vi)的化合物和式(vii)的化合物，可以有效地用作起始材料用于得到式(iii)的化合物。
在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式實施。本申請中公開的實施方式在所有方面均認為是說明性的而不是限制性的。本發(fā)明的范圍由其權(quán)利要求而非前述說明書來揭示，并且在權(quán)利要求的等同方式的含義和范圍內(nèi)的所有改變意在包括在權(quán)利要求中。