專利名稱：旋光2－氨基－、2－氯－、2－羥基－或2－烷氧基－1－醇的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備旋光2-氨基-、2-氯-、2-羥基-或2-烷氧基-1-醇的改進(jìn)方法，其中將旋光2-氨基-、2-氯-、2-羥基-或2-烷氧基羧酸或其酸衍生物進(jìn)行催化氫化。
如EP-A-696 575和EP-A-717 023所公開(kāi)，旋光2-氨基羧酸和2-羥基羧酸可以在釕催化劑例如元素釕、釕的氧化物和氫氧化物或載體上的釕存在下被氫化成旋光2-氨基-1-鏈烷醇和1，2-鏈烷二醇。在80-100℃的反應(yīng)中，保持達(dá)到98.5％e.e.的對(duì)映異構(gòu)體過(guò)量值。
根據(jù)WO99/38838，2-氨基-1-鏈烷醇的產(chǎn)率和對(duì)映異構(gòu)體過(guò)量值也可以通過(guò)將相應(yīng)的2-氨基羧酸在無(wú)機(jī)酸和釕催化劑存在下氫化來(lái)提高，其中釕催化劑含有1-2種原子數(shù)為23-82的其它元素。特別優(yōu)選釕/錸催化劑，使用這種催化劑導(dǎo)致保留達(dá)到99.9％e.e.的對(duì)映異構(gòu)體過(guò)量值。
根據(jù)WO99/38824，還可以通過(guò)使用含有1或2種原子數(shù)為23-82的其它元素的釕催化劑來(lái)提高1，2-鏈烷二醇的產(chǎn)率和對(duì)映異構(gòu)體過(guò)量值。特別優(yōu)選加入錸。
WO99/38613描述了一種制備特別有利的含有釕和至少一種原子數(shù)為23-82的其它元素的催化劑的方法以及它們用于氫化反應(yīng)的用途。該方法包括將具有50-300m2/g比表面積的釕化合物的漿液與至少一種金屬化合物的溶液組合。特別優(yōu)選未載附的釕/錸催化劑，用于制備旋光2-氨基醇或1，2-二醇。
還知道旋光2-氨基-和2-羥基-羧酸酯可以在25℃和100巴氫氣壓力下在由銠和鉑組成的催化劑和溶劑存在下被氫化成相應(yīng)的旋光2-氨基醇或1，2-二醇，具有超過(guò)99.9％e.e.的對(duì)映異構(gòu)體過(guò)量值(M.Studer等，Adv.Synth.Catal.2001，343，802-808頁(yè))。
WO98/52891公開(kāi)了在含有其它元素例如鉬、銀或鈀的鉑/錸催化劑存在下將脂族羧酸、酸酐、酯或內(nèi)酯氫化成相應(yīng)的醇。這使得能避免腐蝕問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是提供一種將旋光2-氨基-、2-氯-、2-羥基-或2-烷氧基羧酸和其酸衍生物氫化成相應(yīng)的旋光醇的改進(jìn)方法。用于氫化的催化劑應(yīng)該易于制備、具有高活性和得到高的生產(chǎn)價(jià)值產(chǎn)率和對(duì)映異構(gòu)體過(guò)量值。
我們發(fā)現(xiàn)該目的是通過(guò)一種將合適的旋光2-氨基-、2-氯-、2-羥基-和2-烷氧基羧酸或其酸衍生物進(jìn)行催化氫化制備旋光2-氨基-、2-氯-、2-羥基-或2-烷氧基-1-鏈烷醇的方法實(shí)現(xiàn)，該方法包括在含有鈀和錸或者鉑和錸的催化劑存在下進(jìn)行氫化。
在本發(fā)明的方法中，可以使用例如式I的旋光羧酸或其衍生物 其中各基團(tuán)定義如下R1直鏈或支化C1-C12烷基、C7-C12芳烷基或C6-C10芳基，各自可以被NR3R4、OH、COOH和/或其它在反應(yīng)條件下穩(wěn)定的基團(tuán)取代，R2氫，直鏈或支化C1-C12烷基或C3-C8環(huán)烷基，X氯、NR5R6或OR7，R3、R4、R5和R6各自獨(dú)立地是氫、直鏈或支化C1-C12烷基、C7-C12芳烷基、C6-C10芳基、C3-C8環(huán)烷基或其中一個(gè)CH2基團(tuán)被O或NR8取代的C3-C8環(huán)烷基，R3和R4以及R5和R6也各自獨(dú)立地一起是-(CH2)m-，其中m是4-7的整數(shù)，R1和R5也一起是-(CH2)n-，其中n是2-6的整數(shù)，R7氫、直鏈或支化C1-C12烷基或C3-C8環(huán)烷基，R1和R7也一起是-(CH2)n-，其中n是2-6的整數(shù)，和R8氫，直鏈或支化C1-C12烷基、C7-C12芳烷基或C6-C10芳基，或其酸酐并將其氫化成相應(yīng)的旋光醇。
基團(tuán)R1可以在寬范圍內(nèi)變化，和還帶有例如1-3個(gè)在反應(yīng)條件下穩(wěn)定的取代基，例如NR3R4、OH和/或COOH。
R1基團(tuán)的例子包括C1-C6烷基，例如甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、1，1-二甲基乙基、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、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-甲基丙基或1-乙基-2-甲基丙基，C1-C12烷基，例如C1-C6烷基(如上定義)或未支化或支化的庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基或十二烷基，C7-C12芳烷基，例如苯基甲基、1-苯基乙基、2-苯基乙基、1-苯基丙基、2-苯基丙基或3-苯基丙基，C6-C10芳基，例如苯基、萘基或蒽基，各自可以帶有取代基例如NR9R10、OH和/或COOH。
R2的定義的例子包括以下氫，直鏈或支化C1-C12烷基(如上定義)或C3-C8環(huán)烷基，例如環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基和環(huán)辛基。
代替羧酸酯，還可以使用酸酐作為羧酸衍生物。
X基團(tuán)是氯、NR5R6或OR7，其中R5和R6實(shí)際上類似于R3和R4、或R9和R10，各自獨(dú)立地是氫、直鏈或支化C1-C12烷基，特別是C1-C6烷基，C7-C12芳烷基或C6-C10芳基，特別是苯基，或C3-C8環(huán)烷基(各自如上對(duì)于R1和R2所定義)。
R3和R4、R5和R6，以及R9和R10各對(duì)可以各自獨(dú)立地組合形成-(CH2)m-，其中m是4-7的整數(shù)，特別是4或5。CH2基團(tuán)可以被O或NR8取代。
R1和R5基團(tuán)也可以一起是-(CH2)n-，其中n是2-6的整數(shù)，
R7基團(tuán)優(yōu)選是氫，或直鏈或支化C1-C12烷基或C3-C8環(huán)烷基，更優(yōu)選甲基、乙基、1-甲基乙基、1，1-二甲基乙基、己基、環(huán)己基或十二烷基。其可以與R1一起是-(CH2)n-，其中n是2-6的整數(shù)。
本發(fā)明的氫化反應(yīng)提供了式II的相應(yīng)旋光醇 其中R1和X各自如上定義。
有用的原料的例子包括2-氨基-、2-氯-、2-羥基-或2-烷氧基-羧酸及其衍生物，其中R1基團(tuán)只要在反應(yīng)條件下是惰性的，可以按照上述在寬范圍內(nèi)變化。
由于容易得到，優(yōu)選使用式I的2-氨基酸，例如苯基丙氨酸、蘇氨酸、谷氨酸、脯氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、鳥氨酸、纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸以及它們的衍生物，以及2-羥基-和2-氯-羧酸，例如酒石酸、乳酸、2-氯丙酸和蘋果酸以及它們的衍生物。
用于本發(fā)明方法的催化劑包含鈀和錸或者鉑和錸。它們可以用于在催化劑載體的存在或不存在下進(jìn)行本發(fā)明的氫化反應(yīng)。它們另外可以含有至少一種原子數(shù)為23-82的其它元素。
用于此目的的其它元素包括鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鋯、鉬、銀、錫、鎢、鉛、鑭和鈰，優(yōu)選銀、鎢、鉬和錫，更優(yōu)選銀和錫。
鉑或鈀相對(duì)于錸的重量比優(yōu)選是100∶1至0.01∶1，更優(yōu)選50∶1至0.05∶1，特別是10∶1至0.1∶1。鉑或鈀相對(duì)于至少一種其它元素的重量比優(yōu)選是100∶1至10∶1，更優(yōu)選50∶1至20∶1。
根據(jù)本發(fā)明使用的催化劑可以含有鈀、鉑、錸和任何其它不同形式的元素，例如元素形式，鈀、鉑、錸和其它元素的化合物形式，或鈀、鉑、錸和其它元素的金屬間化合物形式。
催化劑可以作為未載附的或載附的催化劑使用。當(dāng)其用作載附的催化劑時(shí)，載體材料可以是任何合適的材料，例如碳、碳黑、石墨、碳化硅、二氧化硅、硅酸鹽、沸石、二氧化鈦、二氧化鋯和氧化鋁。這些載附的催化劑可以含有例如1-50重量％的元素形式或化合物形式的金屬。特別優(yōu)選的載體材料是預(yù)先氧化處理或用無(wú)機(jī)酸處理的活性炭。這些催化劑的制備描述在例如EP-A-848 991和US 5 698 749中。
如果不使用載體材料，則可以使用例如膠體形式或作為細(xì)分散固體按照本發(fā)明的方式使用催化劑。催化劑的例子包括細(xì)分散的鈀/錸、鉑/錸、鈀/錸/銀、鉑/錸/銀、鉑/錸/鉬、鉑/錸/鎢、鉑/錸/錫粒子，例如是金屬形式是它們的氧化物、氫氧化物、鹵化物、硝酸鹽、羧酸鹽、乙?；猁}的形式或者作為胺配合物。
特別優(yōu)選未載附的雙金屬鈀/錸或鉑/錸催化劑。它們還可以另外含有至少一種原子數(shù)為23-82的其它元素。它們可以例如通過(guò)將氧化鉑或氧化鈀和氧化錸的混合物用還原劑例如氫氣還原來(lái)制備。第三金屬可以在催化劑的制備過(guò)程中沉積或在氫化反應(yīng)過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)沉積。這些催化劑的制備例如描述在WO98/52891中。
在本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，上述旋光原料在有機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸存在下被氫化。一般，酸的添加量是0.5-1.5當(dāng)量，更優(yōu)選1-1.3當(dāng)量，基于1當(dāng)量任何在原料中存在的堿性基團(tuán)計(jì)。有用的有機(jī)酸的例子包括乙酸、丙酸和己二酸。優(yōu)選加入無(wú)機(jī)酸，特別是硫酸、鹽酸和磷酸。酸可以例如以水溶液的形式或者以它們分別與待氫化的原料制備的鹽的形式使用，例如作為硫酸鹽、硫酸氫鹽、鹽酸鹽、磷酸鹽、單-或二氫-磷酸鹽。
基于1摩爾使用的旋光原料化合物計(jì)，可以使用例如0.1-10g的本發(fā)明的包含鉑或鈀、錸和任選額外金屬的催化劑或者1-50g的載附催化劑。
一般，本發(fā)明方法在用于式I的旋光原料的溶劑存在下進(jìn)行。有用的溶劑的例子包括水、水混溶性有機(jī)溶劑以及它們的混合物。有用的水混溶性溶劑包括具有1-4個(gè)碳原子的低級(jí)醇和水混溶性醚，例如四氫呋喃或二噁烷。優(yōu)選的溶劑是水和含有水和低級(jí)醇和/或四氫呋喃的混合物。
本發(fā)明的方法可以例如在30-140℃的溫度和5-300巴的壓力下進(jìn)行。優(yōu)選50-130℃的溫度和10-280巴的壓力。特別優(yōu)選60-120℃的溫度和50-250巴的壓力。
當(dāng)不再有氫氣被吸收時(shí)，反應(yīng)結(jié)束。通常，氫化時(shí)間是0.5-8小時(shí)。
為了處理反應(yīng)混合物，可以例如將其先冷卻，催化劑可以例如通過(guò)過(guò)濾除去，存在的揮發(fā)性成分例如溶劑和反應(yīng)水可以部分或完全通過(guò)蒸餾除去，任選在減壓下進(jìn)行。在2-氨基羧酸作為原料化合物的情況下，可以從殘余物中用堿例如堿金屬氫氧化物水溶液或者醇鹽的醇溶液，從氨基醇的鹽中釋放出氨基醇，除去沉淀的鹽，在減壓下將濾液分級(jí)。與溶劑相似，被除去的催化劑可以再利用。
本發(fā)明的方法可以連續(xù)、半連續(xù)或間歇地進(jìn)行。
實(shí)施例一般氫化工序在金屬高壓釜中，先加入懸浮在9g水中的0.1g的PtO2和0.2g的Re2O7，然后用60巴氫氣壓縮。該懸浮液在270℃攪拌1小時(shí)，在冷卻后解壓，并加入1g的待氫化的化合物。然后在下述條件下進(jìn)行氫化。
發(fā)明實(shí)施例1-3(S)-亮氨醇的制備根據(jù)給定的工序，將1g的對(duì)映異構(gòu)純的(L)-亮氨酸(99.9％e.e.)與0.5g的濃硫酸一起氫化。反應(yīng)條件總結(jié)在表1中表1
為了測(cè)定對(duì)映異構(gòu)體過(guò)量值，將反應(yīng)流出物樣品用碳酸氫鈉中和、進(jìn)行三氟乙?；腿缓笥脷庀嗌V用手性Cyclodex GTA柱分析。在所有三個(gè)樣品中的對(duì)映異構(gòu)體過(guò)量值測(cè)定為大于99％e.e.。
發(fā)明實(shí)施例4(S)-1，2-丙二醇的制備根據(jù)上述工序，將1g的對(duì)映異構(gòu)純的(L)-乳酸(99.9％e.e.)在80℃的溫度和200巴氫氣壓力下氫化5小時(shí)。
用氣相色譜用手性Cyclodex GTA柱測(cè)定反應(yīng)流出物的對(duì)映異構(gòu)體過(guò)量值是大于99％e.e.。
發(fā)明實(shí)施例5(S)-1，2，4-丁三醇的制備在金屬高壓釜中先加入1.6g的PtO2和4g的Re2O7在50g水中的懸浮液，然后用60巴氫氣加壓，并在270℃和124巴下攪拌1小時(shí)，在冷卻后將混合物解壓，并加入在100ml水中的24g的(L)-蘋果酸，然后在100℃和250巴壓力下氫化12小時(shí)。(S)-1，2，4-丁三醇的產(chǎn)率是40.8％，對(duì)映異構(gòu)體過(guò)量值是97.2％e.e.。
發(fā)明實(shí)施例6S-丙氨醇的制備在金屬高壓釜中先加入0.4g的PtO2和1g的Re2O7在50g水中的懸浮液，然后用60巴氫氣加壓，并在270℃和125巴下攪拌1小時(shí)，在冷卻后將混合物解壓，并加入在100ml水中的24g(L)-丙氨酸和13.8g濃硫酸，然后在60℃和200巴壓力下氫化12小時(shí)。在14％的轉(zhuǎn)化率下，丙氨醇的對(duì)映異構(gòu)體過(guò)量值是99.4％e.e.。
對(duì)比例1在不含Re2O7的情況下對(duì)映異構(gòu)純的(L)-乳酸的氫化在給定的反應(yīng)條件下進(jìn)行發(fā)明實(shí)施例4，但是不使用0.2g的Re2O7。氣相色譜分析顯示僅僅約1％的(L)-乳酸被轉(zhuǎn)化成1，2-丙二醇。
權(quán)利要求
1.一種通過(guò)將合適的旋光2-氨基-、2-氯-、2-羥基-和2-烷氧基羧酸或其酸衍生物進(jìn)行催化氫化制備旋光2-氨基-、2-氯-、2-羥基-或2-烷氧基-1-鏈烷醇的方法，該方法包括在含有鈀和錸或者鉑和錸的催化劑存在下進(jìn)行氫化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中使用式I的旋光2-氨基-、2-氯-、2-羥基-或2-烷氧基羧酸或其酯 其中各基團(tuán)定義如下R1直鏈或支化C1-C12烷基、C7-C12芳烷基或C6-C10芳基，各自可以被NR3R4、OH、COOH和/或其它在反應(yīng)條件下穩(wěn)定的基團(tuán)取代，R2氫，直鏈或支化C1-C12烷基、或C3-C8環(huán)烷基，X氯、NR5R6或OR7，R3、R4、R5和R6各自獨(dú)立地是氫、直鏈或支化C1-C12烷基、C7-C12芳烷基、C6-C10芳基、C3-C8環(huán)烷基或其中一個(gè)CH2基團(tuán)被O或NR8取代的C3-C8環(huán)烷基，R3和R4以及R5和R6也各自獨(dú)立地一起是-(CH2)m-，其中m是4-7的整數(shù)，R1和R5也一起是-(CH2)n-，其中n是2-6的整數(shù)，R7氫、直鏈或支化C1-C12烷基或C3-C8環(huán)烷基，R1和R7也一起是-(CH2)n-，其中n是2-6的整數(shù)，和R8氫，直鏈或支化C1-C12烷基、C7-C12芳烷基或C6-C10芳基，或它們的酸酐，并將其氫化成相應(yīng)的旋光醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2的方法，其中鈀/錸或者鉑/錸催化劑含有至少一種選自元素鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鋯、鉬、銀、錫、鎢、鉛、鑭和鈰的其它元素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2的方法，其中鈀/錸或者鉑/錸催化劑含有至少一種選自元素銀、鎢、鉬和錫的其它元素。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的方法，其中鈀/錸或者鉑/錸催化劑是作為未載附的或載附的催化劑使用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的方法，其中元素鉑或鈀相對(duì)于錸的重量比是100∶1至0.01∶1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的方法，其中元素鉑或鈀相對(duì)于錸的重量比是50∶1至0.05∶1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的方法，其中元素鉑或鈀相對(duì)于催化劑中的至少一種其它元素的重量比是100∶1至10∶1。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)的方法，其中氫化在酸的存在下進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)的方法，其中氫化在30-140℃的溫度下進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過(guò)將相應(yīng)的旋光2－氨基－、2－氯－、2－羥基－和2－烷氧基羧酸或其酸衍生物進(jìn)行催化氫化制備旋光2－氨基－、2－氯－、2－羥基－或2－烷氧基－1－鏈烷醇的方法。根據(jù)該方法，在含有鈀和錸或者鉑和錸的催化劑存在下進(jìn)行氫化。
文檔編號(hào)C07C213/00GK1678563SQ03820804
公開(kāi)日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2003年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月4日
發(fā)明者R-H·菲舍爾, N·博特克 申請(qǐng)人:巴斯福股份公司