專(zhuān)利名稱(chēng)：制備鏻鹽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)叔膦與任選取代的、飽和或單不飽和或多不飽和的具有3-25個(gè)碳原子的親電子試劑在三元溶劑混合物中反應(yīng)制備季鹽的方法。
季鹽在合成有價(jià)值的單不飽和或多不飽和有機(jī)材料中用作起始材料或中間體，或用作維蒂希(Wittig)反應(yīng)的活性成分。這種目標(biāo)化合物的實(shí)例為例如萜，特別是類(lèi)胡蘿卜素如β-胡蘿卜素，或類(lèi)維生素A如維生素A乙酸酯。這些在工業(yè)上通過(guò)利用維蒂希反應(yīng)的全合成繼續(xù)制備。
在工業(yè)規(guī)模實(shí)施鹽合成的情況下，存在的困難在于鹽在許多有機(jī)溶劑中的溶解性低。這經(jīng)常導(dǎo)致它們以不期望的方式沉淀，這會(huì)伴隨相當(dāng)可觀的處理復(fù)雜性。因此，在極性溶劑中制備鹽溶液的嘗試屢見(jiàn)不鮮。但是，總是需要附加的處理步驟并且常常導(dǎo)致顯著的收率損失。另外，常常需要大量的溶劑，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)角度考慮還是出于環(huán)境可接受性的原因，這都是決不期望的。
DE-A 27 27 384披露了一種制備多烯基三芳基鹽水溶液的方法，其中，包括利用蒸汽將制備中使用的有機(jī)溶劑從粗產(chǎn)物中除去。
此外，DE-A 27 29 974描述了一種以相應(yīng)的方式制備多烯基三芳基鹽的細(xì)分的水分散液的方法。
EP-A 0 579 113涉及一種制備氯化3-甲酰基-2-丁烯基-三苯基的環(huán)狀縮醛的方法。其中，氯化物與三苯基膦反應(yīng)的子步驟是在具有1-3個(gè)碳原子的鏈烷醇和/或具有6-8個(gè)碳原子的脂族或脂環(huán)族烴中進(jìn)行，或在相應(yīng)的烴混合物中進(jìn)行。
DE-A 25 05 869披露了一種由分子二等分體(molecule halves)通過(guò)在兩相反應(yīng)系統(tǒng)中二聚合它們的鹽制備不對(duì)稱(chēng)類(lèi)胡羅卜素的方法。
本發(fā)明的目的是尋找制備有機(jī)鹽的條件，在該條件下能夠避免不期望的鹽沉淀和迄今已知的方法的缺點(diǎn)。
我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該目的通過(guò)依照本發(fā)明提供下述制備季鹽的方法以令人驚奇的方式實(shí)現(xiàn)在酸或任選取代的具有3-25個(gè)碳原子的脂族、脂環(huán)族或芳族-脂族鹵化物的存在下，使三烷基-、三烯基-或三芳基-膦與任選取代的、具有3-25個(gè)碳原子的單不飽和或多不飽和的脂族、脂環(huán)族或芳族-脂族醇或其羧酸酯或醚反應(yīng)，其中包括在三元溶劑混合物中進(jìn)行所述反應(yīng)。
本發(fā)明方法適合由具有3-25個(gè)碳原子的、脂族、脂環(huán)族或芳族-脂族醇起始制備季鹽，其中所述的醇各自可以是烯鍵或炔鍵單不飽和或多不飽和的，并且可以攜帶在反應(yīng)條件下穩(wěn)定的其它官能團(tuán)或取代基。而且，還適合由這些醇的相應(yīng)羧酸酯、優(yōu)選由飽和脂族羧酸衍生的那些起始制備季鹽。另外，該方法還適合由具有3-25個(gè)碳原子的脂族、脂環(huán)族或芳族-脂族鹵化物起始制備季鹽，其中所述鹵化物可以是飽和的或是烯鍵或炔鍵單不飽和或多不飽和的，并且同樣可攜帶在反應(yīng)條件下穩(wěn)定的其它官能團(tuán)或取代基。
作為選擇，或作為補(bǔ)充，適合本發(fā)明方法的起始材料除所述醇之外還有由其衍生的醚，其中新補(bǔ)充的醚基團(tuán)可以包含1-6個(gè)碳原子并且通常為脂族(包括環(huán)狀的)、或芳族的和任選取代的基團(tuán)。
要與叔膦依照本發(fā)明反應(yīng)的起始化合物可以是支化或未支化的，并且包含本身可以是飽和、不飽和或芳族的環(huán)狀結(jié)構(gòu)元素，單獨(dú)的結(jié)構(gòu)單元本身能夠攜帶取代基，例如鹵素原子，具有1-7個(gè)碳原子的烷基如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、戊基和/或己基，或雜原子如N、O，它們本身可以攜帶其它取代基。在本發(fā)明的全部范圍內(nèi)，鹵素為F、Cl或Br。其它可以提及的優(yōu)選取代基為例如胺如NH2、二芐基胺和二甲基胺，或氧鍵連的取代基，例如甲氧基、乙酰氧基或芐氧基。另外，所述起始化合物還可以包含在反應(yīng)條件下穩(wěn)定的官能團(tuán)，例如，羰基官能團(tuán)，特別是酮-羰基官能團(tuán)，如果合適的話(huà)，還可以是α，β-不飽和的或可以處于羥基或乙酰氧基的α-或β-位，或者酯或腈官能團(tuán)。
上述適合本發(fā)明反應(yīng)以形成季鹽的單不飽和或多不飽和的醇、鹵化物、酯和醚，根據(jù)它們的化學(xué)反應(yīng)行為在本發(fā)明范圍內(nèi)又稱(chēng)做親電子試劑。
在本發(fā)明范圍內(nèi)提及的所有烯鍵單不飽和或多不飽和化合物可以以它們各自可能的異構(gòu)體形式或可能的異構(gòu)體混合物的形式存在或使用或獲得。
所述起始化合物依照本發(fā)明與叔膦反應(yīng)。膦的有機(jī)基團(tuán)的結(jié)構(gòu)在這里不是關(guān)鍵的，可以在寬范圍內(nèi)變化。例如，膦的有機(jī)基可以選自具有1-9個(gè)碳原子的烷基、鏈烯基或芳基，并且在這些基團(tuán)中可以相同或不同，優(yōu)選相同。而且，所述基團(tuán)本身可以是被取代的，例如被一個(gè)或多個(gè)鹵素原子取代，或被一個(gè)或多個(gè)具有1-4個(gè)碳原子的烷基取代，例如甲基、乙基、異丙基和/或叔丁基。合適的膦的實(shí)例特別是三甲基-、三乙基-和三烯丙基-膦，以及三苯基-、三對(duì)甲苯基-、三-鄰甲苯基-和三基-膦。特別優(yōu)選的叔膦是三苯基膦。
為進(jìn)行本發(fā)明方法，所選擇的親電子試劑在三元溶劑混合物中反應(yīng)。在本發(fā)明范圍內(nèi)，三元溶劑混合物是包含三種不同溶劑組分的物質(zhì)組合物，并且優(yōu)選由三種不同的溶劑組分組成。各個(gè)組分優(yōu)選以不同的極性或不同的溶劑性能而區(qū)別。它們彼此間可完全或部分地混溶，并形成可以是單相的混合物或在部分混溶性組分的情況下可以是雙相或多相的混合物。在本發(fā)明范圍內(nèi)，要進(jìn)行的反應(yīng)可彼此獨(dú)立地出現(xiàn)于所存在的相的一個(gè)或多個(gè)中。
可以舉例方式提及的合適溶劑組分為水，具有1-6個(gè)碳原子和1、2和/或3個(gè)羥基的醇，例如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、1-丁醇、2-丁醇、乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇或其混合物，和具有5-12個(gè)碳原子的烴或其混合物。合適的烴可以是支化或未支化的脂族、環(huán)狀、脂環(huán)族、芳族和芳族-脂族烴?？梢蕴峒暗膶?shí)例為正戊烷、正己烷、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、1，2-二甲基環(huán)己烷、1，3-二甲基環(huán)己烷、1，4-二甲基環(huán)己烷、乙基環(huán)己烷、2-甲基己烷、3-甲基己烷、正庚烷、環(huán)庚烷、甲基環(huán)庚烷、正辛烷、苯、甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對(duì)二甲苯或它們的混合物。
在本發(fā)明范圍內(nèi)，還證實(shí)水用作其中的一種溶劑組分是有利的。另外還證實(shí)有利的是，除水用作第一組分外，利用醇如甲醇或乙醇作為第二組分，烴作為第三組分。在該情況下沒(méi)有必要以純形式使用各個(gè)組分。例如，使用各種烴的混合物，例如庚烷的各種異構(gòu)體的混合物或由具有6-8個(gè)、優(yōu)選具有6或7個(gè)、特別優(yōu)選具有7個(gè)碳原子的烴組成的烴混合物作為烴組分，可能有時(shí)是有利的。這種又稱(chēng)為工業(yè)庚烷或在本發(fā)明范圍內(nèi)稱(chēng)為庚烷的C7混合物的典型組分通常包含至少一種下述化合物己烷、庚烷、辛烷、異辛烷、環(huán)己烷、甲苯、環(huán)戊烷、甲基環(huán)戊烷、二甲基環(huán)戊烷(1，1-，1，2-，1，3-)、乙基環(huán)戊烷、2-甲基己烷、3-甲基己烷、2-甲基庚烷、3-甲基庚烷、4-甲基庚烷、2-乙基己烷、3-乙基己烷、甲基環(huán)己烷、二甲基環(huán)戊烷(1，1-，1，2-，1，3-)和更多類(lèi)似物質(zhì)。另外，所選擇的烴組分也可以包含芳族和/或脂族-芳族的次要組分，前提條件是這些還沒(méi)有被選擇作為烴組分。
同樣的考慮也可適用于根據(jù)本發(fā)明使用的溶劑混合物的其它組分。因而，關(guān)于醇組分，例如除了上述醇之外，可選擇甲醇、乙醇或正丙醇或異丙醇，其中包含上述醇作為微量組分或雜質(zhì)。所選擇的醇組分還可以包含水，那么在本發(fā)明三元溶劑混合物的水組分計(jì)算中應(yīng)加入這部分水。這里，工業(yè)溶劑中常規(guī)少量的水含量不作為溶劑混合物的獨(dú)立第三組分進(jìn)行評(píng)估。含水的醇的一個(gè)實(shí)例是包含最高約40重量％水的甲醇。這樣的甲醇被認(rèn)為是根據(jù)本發(fā)明使用的三元溶劑混合物的醇組分的優(yōu)選溶劑。
如果水被選擇作為所述三元溶劑的組分，已經(jīng)證實(shí)在下述條件下是有利的如果最終的三元溶劑混合物整體上包含至少約5重量％水，優(yōu)選至少約10重量％。
如果甲醇和庚烷按照上述被選擇作為其它組分，一般能夠達(dá)到良好結(jié)果。所以在本發(fā)明范圍內(nèi)，優(yōu)選的溶劑混合物由水、甲醇和庚烷組成，在這種情況下，甲醇可以按照非預(yù)先干燥的形式使用，庚烷是如上所述的異構(gòu)體混合物，并且最終的溶劑混合物包含至少約5重量％、優(yōu)選至少約10重量％的水。
所述醇組分或烴組分的比例原則上可在寬限度內(nèi)自由選擇。已經(jīng)證實(shí)，從數(shù)量上考慮使用醇作為主要組分是有利的。有利地，使用包含至少約50重量％醇組分、優(yōu)選由甲醇組成、并且另外包含至少約10重量％水的溶劑混合物。在本發(fā)明方法范圍內(nèi)，特別優(yōu)選的三元溶劑混合物包含大約55-85重量％的甲醇10-25重量％的庚烷，和5-20重量％的水，在該情況下，在所述范圍內(nèi)選擇的比例必須合計(jì)為100重量％。
正如已經(jīng)描述的，可在本發(fā)明方法范圍內(nèi)使用的三元溶劑混合物可形成單相、兩相以及如果合適的話(huà)多相的混合物。優(yōu)選地，使用以?xún)上嗷旌衔镄问健⑼ǔＲ运嗪陀袡C(jī)相形式存在的混合物。
本發(fā)明方法特別適合制備通式I的季鹽，[R1-P(R2)3]+X-(I)其中R1為任選取代的、具有3-25個(gè)碳原子的單不飽和或多不飽和的脂族、脂環(huán)族或芳族-脂族基團(tuán)，R2為具有1-9個(gè)碳原子的烷基、鏈烯基或芳基，并且X為有機(jī)或無(wú)機(jī)酸的陰離子等價(jià)物，其中使通式II的膦P(R2)3(II)，其中R2具有上述給定的意義，與通式III或IV的單不飽和或多不飽和親電子試劑反應(yīng)，R1-Y (III) 其中R1具有上述給定的意義，并且R1’是任選取代的具有1-21個(gè)碳原子的脂族、脂環(huán)族或芳族-脂族烴基，Y是OH、Cl、Br、O(CO)R3或OR3，并且R3是具有1-6個(gè)碳原子的脂族烴基，和R4是H或CH3，和，當(dāng)通式IV的親電子試劑進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，在式I中的R1是通式V的結(jié)構(gòu)元素 其中R1’和R4具有上述給定的意義。
可以提及的合適的膦的實(shí)例為三甲基-、三乙基-和三烯丙基-膦，以及三苯基-、三對(duì)甲苯基-、三鄰甲苯基-和三基膦?？梢蕴峒暗耐ㄊ絀II和IV的離去基團(tuán)Y優(yōu)選是OH、Cl、Br、OR3或O(CO)R3，換句話(huà)說(shuō)，就是由酸R3COOH和醇衍生的酯，其中R3是具有1-6個(gè)碳原子的脂族烴基。其中特別優(yōu)選由乙酸衍生的酯。
在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明方法適合制備通式I’的季鹽 其中R1’具有上述給定意義，R2’是具有1-9個(gè)碳原子的芳基，R4’是H或CH3，并且X是有機(jī)或無(wú)機(jī)酸的陰離子等價(jià)物，其中通式II’的膦P(R2’)3(II’)，
其中R2’具有上述給定意義，與任選取代的通式IV或VI的單不飽和或多不飽和親電子試劑反應(yīng)， 其中R1’和R4’具有上述給定意義，Y具有式III和式IV中給定的意義。
舉例來(lái)說(shuō)，關(guān)于可根據(jù)本發(fā)明使用的親電子試劑可提及以下化合物，其中所提及的醇還可以以它們的氯化物或溴化物形式使用，并且如果合適的話(huà)，存在的羥基和/或羰基官能團(tuán)也可以處于被保護(hù)形式，例如作為縮醛、酮縮醛和/或醚視黃醇、視黃醇乙酸酯(維生素A乙酸酯)、β-乙烯基紫羅蘭醇、3，7，11-三甲基十二碳-1，4，6，10-四烯-3-醇、1，1-二甲氧基-2-甲基丁-3-烯-2-醇、6-羥基-3-(7-羥基-3，7-二甲基壬-1，3，5，8-四烯基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮、4-(7-羥基-3，7-二甲基壬-1，3，5，8-四烯基)-3，5，5-三甲基環(huán)己-3-烯醇、丁-2-烯-1，4-二醇、1，4-二溴丁-2-烯、1，4-二氯丁-2-烯、4-羥基-2-甲基丁-2-烯醛、4-溴-2-甲基丁-2-烯醛、4-氯-2-甲基丁-2-烯醛、4-乙酰氧基-2-甲基-丁-2-烯醛、4-甲氧基-2-甲基丁-2-烯-1-醇，3，7，11-三甲基十二-2，4，6，10-四烯-1-醇，4-羥基-3-甲基丁-2-烯酸甲基酯、4-溴-3-甲基丁-2-烯酸甲基酯、4-氯-3-甲基-丁-2-烯酸甲基酯、2-羥基-2-甲基丁-3-烯酸乙基酯、2-溴-2-甲基丁-3-烯酸乙基酯、2-氯-2-甲基丁-3-烯酸乙基酯、6-羥基-3-(5-羥基-3-甲基戊-3-烯-1-炔基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮、6-乙酰氧基-3-(5-羥基-3-甲基戊-3-烯-1-炔基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮、6-氯-3-(5-羥基-3-甲基戊-3-烯-1-炔基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮、4-(5-羥基-3-甲基戊-3-烯-1-炔基)-3，5，5-三甲基環(huán)己-3-烯醇、4-(5-氯-3-甲基戊-3-烯-1-炔基)-3，5，5-三甲基環(huán)己-3-烯醇、4-(5-乙酰氧基-3-甲基戊-3-烯-1-炔基)-3，5，5-三甲基環(huán)己-3-烯醇、6-羥基-3-(5-羥基-3-甲基戊-1，3-二烯基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮、6-羥基-3-(5-氯-3-甲基戊-1，3-二烯基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮、6-羥基-3-(5-溴-3-甲基戊-1，3-二烯基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮、6-氯-3-(5-氯-3-甲基戊-1，3-二烯基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮、6-羥基-3-(5-溴-3-甲基戊-1，3-二烯基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮、6-乙酰氧基-3-(5-羥基-3-甲基戊-1，3-二烯基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮、6-羥基-3-(5-乙酰氧基-3-甲基戊-1，3-二烯基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮、4-(5-羥基-3-甲基戊-1，3-二烯基)-3，5，5-三甲基環(huán)己-3-烯醇、4-(5-氯-3-甲基戊-1，3-二烯基)-3，5，5-三甲基環(huán)己-3-烯醇、4-(5-溴-3-甲基戊-1，3-二烯基)-3，5，5-三甲基環(huán)己-3-烯醇、4-(5-乙酰氧基-3-甲基戊-1，3-二烯基)-3，5，5-三甲基環(huán)己-3-烯醇、6-羥基-3-(9-羥基-3，7-二甲基壬-1，3，5，7-四烯基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮、6-乙酰氧基-3-(9-羥基-3，7-二甲基壬-1，3，5，7-四烯基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮、5-羥基-3-(9-羥基-3，7-二甲基壬-1，3，5，7-四烯基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮、5-乙酰氧基-3-(9-羥基-3，7-二甲基壬-1，3，5，7-四烯基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮、4-(9-羥基-3，7-二甲基壬-1，3，5，7-四烯基)-3，5，5-三甲基環(huán)己-3-烯醇、4-(9-乙酰氧基-3，7-二甲基壬-1，3，5，7-四烯基)-3，5，5-三甲基環(huán)己-3-烯醇、3-甲基-1-(2，2，6-三甲基-7-氧雜二環(huán)[2.2.1]庚-1-基)-戊-1，4-二烯-3-醇和6-羥基-3-(3-羥基-3-甲基-1，4-戊二烯基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮。
優(yōu)選的親電子試劑是例如視黃醇、視黃醇乙酸酯(維生素A乙酸酯)、β-乙烯基紫羅蘭醇、3，7，11-三甲基十二碳-1，4，6，10-四烯-3-醇、1，4-二溴丁-2-烯、1，4-二氯丁-2-烯、4-溴-2-甲基丁-2-烯醛、4-氯-2-甲基丁-2-烯醛、4-乙酰氧基-2-甲基丁-2-烯醛、2-溴-2-甲基丁-3-烯酸乙基酯、2-氯-2-甲基丁-3-烯酸乙基酯、6-羥基-3-(5-羥基-3-甲基戊-3-烯-1-炔基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮、6-乙酰氧基-3-(5-羥基-3-甲基戊-3-烯-1-炔基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮、4-(5-羥基-3-甲基戊-3-烯-1-炔基)-3，5，5-三甲基環(huán)己-3-烯醇、4-(5-氯-3-甲基戊-3-烯-1-炔基)-3，5，5-三甲基環(huán)己-3-烯醇、6-羥基-3-(5-羥基-3-甲基戊-1，3-二烯基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮、6-羥基-3-(5-氯-3-甲基戊-1，3-二烯基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮、6-羥基-3-(5-溴-3-甲基戊-1，3-二烯基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮、4-(5-羥基-3-甲基戊-1，3-二烯基)-3，5，5-三甲基環(huán)己-3-烯醇、4-(5-氯-3-甲基戊-1，3-二烯基)-3，5，5-三甲基環(huán)己-3-烯醇、4-(5-溴-3-甲基戊-1，3-二烯基)-3，5，5-三甲基環(huán)己-3-烯醇、3-甲基-1-(2，2，6-三甲基-7-氧雜二環(huán)[2.2.1]庚-1-基)戊-1，4-二烯-3-醇和6-羥基-3-(3-羥基-3-甲基-1，4-戊二烯基)-2，4，4-三甲基環(huán)己-2-烯酮。
關(guān)于可通過(guò)本發(fā)明方法獲得的通式I鹽的實(shí)例，可以提及的特別是那些可用作通過(guò)維蒂希(wittig)烯化作用合成類(lèi)胡蘿卜素或類(lèi)維生素A系列化合物的原料或中間體，其中的實(shí)例為尤其，β-紫羅蘭叉(ionylidene)乙基三苯基的硫酸氫鹽或鹽酸鹽、維生素A基(axerphtyl)的硫酸氫鹽或鹽酸鹽、3，7，11，15-四甲基十六碳-2，4，6，8，10，14-六烯-基-1-三苯基的硫酸氫鹽或鹽酸鹽、5-(2’，6’，6’-三甲基環(huán)己烯-1’-基-1’)-3-甲基戊二烯-2，4-基-1-三苯基的硫酸氫鹽或鹽酸鹽、溴化9-[2’，6’，6’-三甲基環(huán)己烯-1’-基-1’]-3，7-二甲基-2，6，8-壬三烯-4-炔-1-基-三苯基、3，7，11，15-四甲基十六碳-2，4，6，8，10-五烯-1-基-三苯基的硫酸氫鹽，以及DE-A 25 05 869中所述的其它鹽。
本發(fā)明的醇、醚和酯與所選擇的叔膦之間的反應(yīng)有利地在有機(jī)或無(wú)機(jī)酸存在下進(jìn)行。合適的酸特別是鹽酸、硫酸、氫溴酸、甲酸、乙酸、丙酸或磷酸、甲磺酸、三氟甲磺酸、對(duì)甲苯磺酸、苯磺酸或三氟乙酸，優(yōu)選鹽酸和硫酸。它們的使用量通常為基于膦用量計(jì)的約0.9-1.1當(dāng)量。在本發(fā)明方法范圍內(nèi)制備的通式I鹽的抗衡離子X(jué)通常由所述酸、特別是鹽酸、硫酸和氫溴酸的陰離子等價(jià)物形成。
在有機(jī)鹵化物作為親電子試劑的本發(fā)明反應(yīng)情況下，所述通式I鹽的抗衡離子X(jué)通常由取代的鹵離子、特別是Cl或Br形成。
本發(fā)明方法的非常特別優(yōu)選的實(shí)施方式在于其中為制備通式I”的季鹽， 其中X”是Cl、Br或HSO4，
三苯基膦按照本發(fā)明方式與β-乙烯基紫羅蘭醇反應(yīng)。
對(duì)常規(guī)實(shí)施本發(fā)明方法的反應(yīng)條件沒(méi)有特殊要求。例如，反應(yīng)溫度、起始材料在所選擇的溶劑混合物中的濃度、反應(yīng)時(shí)間以及所用試劑的純度通常在本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員公知的范圍內(nèi)變化，可例如由下述文獻(xiàn)查到Houben-Weyl，“Methoden der Organischen Chemie”[有機(jī)化學(xué)方法]，第12/1卷，Thieme，Stuttgart，1963和E1卷，Thieme，Stuttgart，1982或Johnson，Kaska，Starzewski，Pixon “Ylides and Imines of Phosphorus”(磷的內(nèi)鹽和亞胺)，Wiley，New York，1993。
通常，要反應(yīng)的親電子試劑一般以約50-99％的純度使用。所選擇的膦一般以約80-99.5％的純度使用，并且以與親電子試劑大約等摩爾量的量使用，也就是以基于親電子試劑量的約0.9-1.1當(dāng)量使用。如果醇或酯作為親電子試劑反應(yīng)，正如以上所述，所述反應(yīng)有利地在有機(jī)或無(wú)機(jī)酸存在下進(jìn)行。優(yōu)選使用鹽酸，通常以約10-36％濃度水溶液的形式，或約70-98％濃度水溶液形式的硫酸。優(yōu)選地，使用硫酸水溶液，特別是具有濃度約70-80重量％的水溶液。所選擇的酸的使用量通常為基于要反應(yīng)的親電子試劑量計(jì)的約0.9-1.2當(dāng)量。
反應(yīng)程序原則上與本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員公知方法的程序無(wú)差別。通常，將膦加入所選擇的三元溶劑混合物中，然后，在醇或酯作為親電子試劑反應(yīng)的情況下，加入酸。但是，其它的添加程序也是可能的。酸一般在從大約室溫到約70℃的溫度下緩慢加入，或者可能的話(huà)滴加。然后通常在約1-10小時(shí)后完成酸的添加。要反應(yīng)的親電子試劑可以同時(shí)加入或按時(shí)追加(staggered in time)，通常在酸的加入完成后，并且一般在相同的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，而且同樣通常在1-10小時(shí)后完成。為了完成轉(zhuǎn)化，通常在規(guī)定的范圍內(nèi)進(jìn)一步繼續(xù)攪拌反應(yīng)混合物。
對(duì)于反應(yīng)容器或反應(yīng)器沒(méi)有特殊要求?？梢砸勒毡旧頌楸绢I(lǐng)域熟練技術(shù)人員公知的方法處理反應(yīng)混合物并分離反應(yīng)產(chǎn)物。
特別有利的是，在反應(yīng)完成后，將根據(jù)本發(fā)明使用的三元溶劑混合物從反應(yīng)混合物中剩余的成分中分離并且循環(huán)回到反應(yīng)過(guò)程。這里可能必要的是，必須保持三元溶劑混合物的原有組成。這可通過(guò)加入所選擇溶劑混合物的一種或兩種組分便利地實(shí)施。顯然，任何與初始所選擇的組合物不同的其它組合物也可以按這種方式調(diào)整。
利用所描述的方法，期望的鹽通常以?xún)?yōu)異的收率和高純度獲得，這對(duì)于工業(yè)規(guī)模反應(yīng)尤其是特別有利的。但是，該方法原則上可在任何規(guī)模上非常成功地進(jìn)行。
本發(fā)明方法的其它特殊優(yōu)點(diǎn)在于，利用三元溶劑混合物的合適組成，合成鹽的不期望沉淀或結(jié)晶通常可以被最大程度地阻止。因此，所述方法還特別適合連續(xù)進(jìn)行的工業(yè)規(guī)模反應(yīng)。
本發(fā)明方法特別適合制備季鹽，后者是制備聚類(lèi)異戊二烯、類(lèi)胡羅卜素和類(lèi)維生素A的有價(jià)值的原料或中間體。
本發(fā)明因此還涉及依照本發(fā)明方法制備的鹽用于制備聚類(lèi)異戊二烯、特別是視黃醇(維生素A)、維生素A乙酸酯、維生素A丙酸酯、維生素A棕櫚酸酯、視黃醛、視黃酸、β-胡蘿卜素、α-胡蘿卜素、δ-胡蘿卜素、玉米黃質(zhì)、蝦青素、斑蝥素、番茄紅素、柑橘皮類(lèi)胡蘿卜素(citranaxanthin)、β-阿樸-8’-類(lèi)胡蘿卜素醛、藏花酸、α-隱黃質(zhì)、β-隱黃質(zhì)、八氫番茄紅素、葉黃素、紅木素、辣椒紅素、辣椒玉紅素、β-阿樸-8’-胡蘿卜酸甲酯、β-阿樸-8’-胡蘿卜酸乙酯、β-阿樸-8’-胡蘿卜酸丙酰酯、β-阿樸-8’-胡蘿卜酸棕櫚酯的用途。
下文中的實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但是不以任何方式限制本發(fā)明。
實(shí)施利1在三元溶劑混合物中制備β-紫羅蘭醇亞基(ionolidene)三苯基硫酸氫鹽將139.7g三苯基膦在40℃攪拌下裝入由206.8g甲醇、44.46g水和40.68g庚烷組成的溶劑混合物中。在1小時(shí)的時(shí)間內(nèi)，滴加72.7g濃度75％的硫酸。然后，在2小時(shí)的時(shí)間內(nèi)加入130g純度為92.1％的β-乙烯基紫羅蘭醇，溫度升高到50℃并進(jìn)一步攪拌混合物4小時(shí)。在萃取處理后，以99.9％的收率(基于使用的三苯基膦)獲得β-紫羅蘭醇亞基三苯基硫酸氫鹽。
對(duì)比例1在丙酮中制備β-紫羅蘭醇亞基三苯基硫酸氫鹽在攪拌下將90.8g三苯基膦裝入396g丙酮中，并且在37℃下于2小時(shí)的時(shí)間內(nèi)同時(shí)滴加36.9g濃度96％硫酸和8.45g濃度92.1％β-乙烯基紫羅蘭醇。90分鐘后開(kāi)始結(jié)晶?；旌衔镌?5℃下進(jìn)一步攪拌3小時(shí)，然后冷卻到15℃，最后通過(guò)吸濾進(jìn)行過(guò)濾。這樣產(chǎn)生134.6gβ-紫羅蘭醇亞基三苯基硫酸氫鹽，相當(dāng)于理論值的69.2％(基于所用的三苯基膦)。
對(duì)比例2在甲醇中制備β-紫羅蘭醇亞基三苯基硫酸氫鹽在攪拌下在60℃下將181.6g三苯基膦裝入396g甲醇中，并且在1小時(shí)的時(shí)間內(nèi)加入73.75g濃度96％硫酸，然后在10分鐘的時(shí)間內(nèi)加入169g濃度92.1％的β-乙烯基紫羅蘭醇。該混合物在60℃下再攪拌1小時(shí)，然后通過(guò)萃取處理。這樣產(chǎn)生375g的β-紫羅蘭醇亞基三苯基硫酸氫鹽，相當(dāng)于理論值的96.3％(基于使用的三苯基膦)。
進(jìn)一步攪拌4小時(shí)后，目標(biāo)化合物的收率下降到理論值的95.5％。
對(duì)比例3在甲醇-水混合物中制備β-紫羅蘭醇亞基三苯基硫酸氫鹽在攪拌、40℃下將585.5g三苯基膦裝入1014.2g甲醇與221.4g水的混合物。然后，在1小時(shí)的時(shí)間內(nèi)滴加304.7g濃度75％的硫酸，隨后，在4小時(shí)的時(shí)間內(nèi)于50℃向其中加入544.8g濃度92.1％的β-乙烯基紫羅蘭醇。該批料在50℃下進(jìn)一步攪拌4小時(shí)并通過(guò)萃取處理。這樣以理論值的97.9％(基于使用的三苯基膦)的收率制得目標(biāo)化合物。
權(quán)利要求
1.一種制備季鹽的方法，其中在酸或任選取代的具有3-25個(gè)碳原子的脂族、脂環(huán)族或芳族-脂族鹵化物存在下使三烷基-、三烯基-或三芳基膦與任選取代的、具有3-25個(gè)碳原子的單不飽和或多不飽和的脂族、脂環(huán)族或芳族-脂族醇或其羧酸酯或醚反應(yīng)，其中包括在三元溶劑混合物中進(jìn)行所述反應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，為制備通式I的季鹽，[R1-P(R2)3]+X-(I)其中R1是任選取代的、具有3-25個(gè)碳原子的單不飽和或多不飽和的脂族、脂環(huán)族或芳族-脂族基團(tuán)，R2是具有1-9個(gè)碳原子的烷基、鏈烯基或芳基，并且X是有機(jī)或無(wú)機(jī)酸的陰離子等價(jià)物，使通式II的膦P(R2)3(II)，其中R2具有上述給定的意義，與通式III或IV的單不飽和或多不飽和親電子試劑反應(yīng)，R1-Y(III) 其中R1具有上述給定的意義，并且R1’是任選取代的、具有1-21個(gè)碳原子的脂族、脂環(huán)族或芳族-脂族烴基，Y是OH，Cl，Br，O(CO)R3或OR3，并且R3是具有1-6個(gè)碳原子的脂族烴基，和R4是H或CH3，而且，當(dāng)通式IV的親電子試劑反應(yīng)時(shí)，在式I中的R1是通式V的結(jié)構(gòu)元素 其中R1’和R4具有上述給定的意義。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，為制備通式I’的季鹽 其中R1’是任選取代的具有1-21個(gè)碳原子的脂族、脂環(huán)族或芳族-脂族烴基，R2’是具有1-9個(gè)碳原子的芳基，R4’是H或CH3，并且X是有機(jī)或無(wú)機(jī)酸的陰離子等價(jià)物，使通式II’的膦P(R2’)3(II’)，其中R2’具有上述給定意義，與通式IV或VI的單不飽和或多不飽和親電子試劑反應(yīng)， 其中R1’和R4’具有上述給定意義，并且Y是OH，Cl，Br，O(CO)R3或OR3，并且R3是具有1-6個(gè)碳原子的脂族烴基。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其中使用的通式II膦是三苯基膦。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，為制備通式I”的季鹽， 其中X”是Cl、Br或HSO4，使三苯基膦與β-乙烯基紫羅蘭醇反應(yīng)。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其中使用包含下述組分的三元溶劑混合物水，具有1-6個(gè)碳原子的醇和具有5-12個(gè)碳原子的烴或各種具有5-12個(gè)碳原子的烴的混合物。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其中使用由下述組分組成的三元溶劑混合物水，具有1-6個(gè)碳原子的醇和具有5-12個(gè)碳原子的烴或各種具有5-12個(gè)碳原子的烴的混合物。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法，其中使用由下述組分組成的三元溶劑混合物水，甲醇和具有7個(gè)碳原子的烴或各種具有7個(gè)碳原子的烴的混合物。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其中使用的三元溶劑混合物包含至少5重量％水。
10.如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的方法，其中使用由下述組分組成的三元溶劑混合物55-85重量％的甲醇10-25重量％的庚烷，和5-20重量％的水，在該情況下，在所述范圍內(nèi)選擇的比例必須合計(jì)為100重量％。
11.如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的方法，其中三元溶劑混合物是兩相體系的形式。
12.如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的方法，其中酸是鹽酸或硫酸。
13.如權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的方法，其中在反應(yīng)完成后將所述溶劑混合物從反應(yīng)混合物的其它組分中分離，并且在合適時(shí)，在通過(guò)添加所述溶劑混合物的至少一種組分調(diào)整到選定的組成后循環(huán)使用。
14.通過(guò)如權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的方法制備的通式I季鹽用于合成視黃醇(維生素A)、維生素A乙酸酯、維生素A丙酸酯、維生素A棕櫚酸酯、視黃醛、視黃酸、β-胡蘿卜素、α-胡蘿卜素、δ-胡蘿卜素、玉米黃質(zhì)、蝦青素、斑蝥素、番茄紅素、柑橘皮類(lèi)胡蘿卜素、β-阿樸-8’-類(lèi)胡蘿卜素醛、藏花酸、α-隱黃質(zhì)、β-隱黃質(zhì)、八氫番茄紅素、葉黃素、紅木素、辣椒紅素、辣椒玉紅素、β-阿樸-8’-胡蘿卜酸甲酯、β-阿樸-8’-胡蘿卜酸乙酯、β-阿樸-8’-胡蘿卜酸丙酰酯或β-阿樸-8’-胡蘿卜酸棕櫚酯的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過(guò)叔膦與任選取代的、飽和或單不飽和或多不飽和的具有3－25個(gè)碳原子的親電子試劑在三元溶劑混合物中反應(yīng)制備季鏻鹽的方法。
文檔編號(hào)C07F9/54GK1894265SQ200480037592
公開(kāi)日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2004年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月17日
發(fā)明者L·紹爾沃什, K·馬松內(nèi), H·拉斯, K·M·埃克斯納, D·格拉斯 申請(qǐng)人:巴斯福股份公司