專利名稱：由6,7－二氫香葉醇制備六氫法呢基丙酮及新型中間體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備六氫法呢基丙酮的改進(jìn)方法，以及作為本方法新型中間體的2，8，12-三甲基-4-烷氧基-5-氧雜-2，7-十三碳二烯和10，11-二氫法呢醛。
六氫法呢基丙酮(6，10，14-三甲基-2-十五烷酮)是一種用于制備植醇和異植醇、從而用于制備維生素E的重要中間體。
迄今，六氫法呢基丙酮在工業(yè)上主要通過C3單元、C2單元和另一C3單元的順序加成作用、由6，7-二氫里哪醇或1，2-脫氫里哪醇出發(fā)來制備。例如，它可通過以下的反應(yīng)途徑來制備(參見Ullman工業(yè)化學(xué)百科全書，第A27卷，第478-488，特別是485-486頁(yè))
途徑a)的缺點(diǎn)在于，它需要4步或5步，以及它必需使用乙烯基鹵化鎂或乙炔作為反應(yīng)物，而這些反應(yīng)物的價(jià)格高且難以處理。途徑b)的缺點(diǎn)是，它需要4步或5步，以及必需使用乙炔和異丙烯基甲基醚(2-甲氧基丙烯)。
本發(fā)明的一個(gè)目的是尋找一條需要較少反應(yīng)步驟的反應(yīng)途徑，并且在其中可使用價(jià)格低和危險(xiǎn)性小的反應(yīng)物。
我們已發(fā)現(xiàn)，這一目的可用制備式I的六氫法呢基丙酮的方法來實(shí)現(xiàn)
該法包括A.使式II的6，7-二氫香葉醇
在酸性催化劑存在下，在50-120℃、優(yōu)選80-110℃下，與通式III的3-甲基-2-丁烯醛二烷基縮醛或與式IV的1-烷氧基-3-甲基丁二烯反應(yīng)，
式中，R為C1-C4烷基、優(yōu)選甲基，得到通式V的新型化合物2，8，12-三甲基-4-烷氧基-5-氧雜-2，7-十三碳二烯
B.在酸性催化劑存在下，在120-250℃、優(yōu)選125-170℃下，加熱式V的新型化合物，消除式ROH的鏈烷醇，C.使生成的式VI的新型10，11-二氫法呢醛
在Claisen-Schmitt反應(yīng)中與丙酮縮合，得到式VII的13，14-二氫-3，4-脫氫法呢基丙酮
D.用常規(guī)的方法使生成的式VII 13，14-二氫-3，4-脫氫法呢基丙酮催化氫化。
本發(fā)明還涉及作為該法中間體的通式V的2，8，12-三甲基-4-烷氧基-5-氧雜-2，7-十三碳二烯以及式VI的10，11-二氫法呢醛。
當(dāng)在步驟A中，6，7-二氫香葉醇與3-甲基-2-丁醛二甲基縮醛(III，R’＝-CH3)或與1-甲氧基-3-甲基丁二烯(VI，R’＝-CH3)反應(yīng)生成2，8，12-三甲基-4-甲氧基-5-氧雜-2，7-十三碳二烯(V，R’＝-CH3)時(shí)，本發(fā)明的方法特別有利。
用作起始化合物的6，7-二氫香葉醇是已知的，例如可通過6，7-二氫里哪醇的重排來制備。
優(yōu)選用于步驟Aa的通式III的3-甲基-2-丁烯醛的二烷基縮醛(下垂醛(prenal))是下垂醛二甲基縮醛或下垂醛二乙基縮醛。原則上，使用有不同醇?xì)埢南麓谷┒榛s醛和下垂醛甲基乙基二縮醛是可能的，但因?yàn)樗鼈兏y以制備，所以這不是特別有利的，此外，可生成式V的2種不同4-烷氧基化合物的混合物。
為了進(jìn)行步驟Aa，通常將式II和III的反應(yīng)物加熱到120℃，同時(shí)蒸出在下垂醛二烷基縮醛中的1摩爾鏈烷醇。
可使用的酸性催化劑是通?？捎米魉嵝源呋瘎┑乃兴嵝曰衔铩？商峒暗睦邮菬o機(jī)酸，如HCl、HNO3、H2SO4、HClO4或H3PO4；有機(jī)酸，如脂族羧酸，如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、氯乙酸、草酸、酒石酸；芳族羧酸，如苯甲酸、甲苯甲酸、鄰苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸或鹵代苯甲酸；脂族、環(huán)脂族或芳族磺酸，如甲烷磺酸、環(huán)己烷磺酸、苯磺酸或?qū)妆交撬?；固體酸催化劑，如SiO2、Al2O3、TiO2或其混合物以及強(qiáng)酸弱堿的鹽，如氯化銨、硝酸銨、硫酸銨、磷酸銨或者酸性離子交換劑。
上面提到的例子中，優(yōu)選的酸性催化劑是強(qiáng)酸性化合物，如HCl、HNO3、H2SO4、Cl3CCOOH、甲烷磺酸、環(huán)己烷磺酸、苯磺酸或?qū)妆交撬帷?br> 按每摩爾下垂醛二烷基縮醛計(jì)，催性催化劑通常的用量為10-6-1、優(yōu)選10-4-10-2摩爾酸。
下垂醛二烷基縮醛和6，7-二氫香葉醇通常按摩爾比為1-5、優(yōu)選1.5-3的摩爾式III二縮醛/摩爾6，7-二氫香葉醇使用。
烯丙基醇與下垂醛二烷基縮醛的類似反應(yīng)在DE2439140中公開。
優(yōu)選用于步驟Ab的通式IV的1-烷氧基-3-甲基丁二烯是1-甲氧基-3-甲基丁二烯或1-乙氧基-3-甲基丁二烯、特別是1-甲氧基-3-甲基丁二烯。這些化合物部分地在弱酸性介質(zhì)中、甚至在室溫下，通過從通式III的下垂醛二烷基縮醛中消除醇來制得，以致可以假設(shè)，下垂醛二烷基縮醛與5，6-二氫香葉醇的反應(yīng)至少部分通過式IV的1-烷氧基-3-甲基丁二烯進(jìn)行。
所以，這一反應(yīng)的條件基本上與所描述的下垂醛二烷基縮醛的反應(yīng)相同。
在JP-A-0050/301(Kuraray，1973年9月7日)(CA845203)中已公開了下垂醛二烷基縮醛或1-烷氧基-3-甲基丁二烯的反應(yīng)，但在這種情況下，Hg(OAc)2和NaOAc的混合物用作催化劑。
反應(yīng)混合物中和后，新型的2，8，12-三甲基-4-烷氧基-5-氧雜-2，7-十三碳二烯可在高度減壓下蒸餾。
2，8，12-三甲基-4-甲氧基-5-氧雜-2，7-十三碳二烯在97-108℃/0.1毫巴下作為各異構(gòu)體的混合物蒸餾出，有部分分解。
步驟B這樣來進(jìn)行通過在酸性催化劑存在下、在120-250℃、優(yōu)選125-170℃下加熱分離后的或蒸餾后的形式的、或未經(jīng)中間分離形式的2，8，12-三甲基-4-烷氧基-5-氧雜-2，7-十三碳二烯，同時(shí)蒸出鏈烷醇來進(jìn)行，可使用的酸性催化劑是所提到用于步驟Aa和Ab的那些催化劑。
按每摩爾2，8，12-三甲基-4-烷氧基-5-氧雜-2，7-十三碳二烯計(jì)，催化劑的用量為10-6-1、優(yōu)選10-4-10-2摩爾酸。
如果式V的4-烷氧基化合物不作為中間體分離，那么通常不必將新的酸性催化劑加到反應(yīng)混合物中。
中和后，在步驟B中得到的式VI的新型10，11-二氫法呢醛可在高度減壓下蒸餾。它在128-132℃/0.5毫巴下蒸餾得到淺黃色液體，為各異構(gòu)體的混合物，有愉快的氣味。
制備檸檬醛的類似反應(yīng)在DE2439140和DE2411530中公開。
步驟C通過生成的新型10，11-二氫法呢醛在Claisen-Schmitt反應(yīng)中與丙酮縮合來進(jìn)行。
對(duì)于有關(guān)Claisen-Schmitt反應(yīng)條件的詳細(xì)內(nèi)容，我們提到有機(jī)合成大全，第3卷，第747-750頁(yè)。
用這一方法得到的13，14-二氫-3，4-脫氫法呢基丙酮可用常規(guī)的方法、通過催化氫化轉(zhuǎn)化成所需的六氫法呢基丙酮。有關(guān)多烯的催化氫化的詳細(xì)內(nèi)容，我們提到例如EP34804。
本發(fā)明的方法特別適合在沒有通式V的新型2，8，12-三甲基-4-烷氧基-5-氧雜-2，7-十三碳二烯的中間體分離的情況下進(jìn)行。
有可能通過本發(fā)明的合成途徑來制備六氫法呢基丙酮，它只需3步，沒有難以處理的反應(yīng)物，如乙炔和乙烯基氯化鎂。
實(shí)施例1A.由6，7-二氫香葉醇制備2，8，12-三甲基-4-甲氧基-5-氧雜-2，7-十三碳二烯將26.0克(0.17摩爾)6，7-二氫香葉醇、32.5克(0.25摩爾)下垂醛二甲基縮醛和0.5克(0.0025摩爾)對(duì)甲苯磺酸送入有Vigreux柱和蒸餾頭的250毫升三頸燒瓶中，隨后將溫度緩慢升到100℃，蒸出甲醇。反應(yīng)一直繼續(xù)到不再蒸出甲醇為止(總計(jì)約5克，對(duì)應(yīng)于0.16摩爾)。冷卻和用固體碳酸氫鈉中和，接著在減壓下蒸餾。在97-108℃、0.1毫巴下蒸出的產(chǎn)物為異構(gòu)體混合物，有部分分解。產(chǎn)量為24.7克(理論值的60％)。
實(shí)施例2A.和B.在沒有2，8，12-三甲基-4-甲氧基-5-氧雜-2，7-十三碳二烯中間體分離的情況下由6，7-二氫香葉醇制備10，11-二氫法呢醛將50克(0.32摩爾)6，7-二氫香葉醇，62.4克(0.48摩爾)下垂醛二甲基縮醛和1.0克(0.005摩爾)對(duì)甲苯磺酸送入裝有Vigreux柱和蒸餾頭的250毫升三頸燒瓶中，然后將溫度緩慢升到90℃，蒸出甲醇。反應(yīng)一直繼續(xù)到甲醇不再蒸出為止。然后將溫度升到150℃，再次蒸出甲醇。當(dāng)甲醇不再蒸出時(shí)，將混合物冷卻，用固體碳酸氫鈉中和并在減壓下蒸餾。在128-132℃、0.5毫巴下蒸出的產(chǎn)物為淺黃色液體，有愉快的氣味。產(chǎn)量為53.8克(對(duì)應(yīng)于理論值的76％)。
C.由10，11-二氫法呢醛制備13，14-二氫-3，4-脫氫法呢基丙酮將25克(0.11摩爾)10，11-二氫法呢醛和63.8克(1.1摩爾)丙酮送入燒瓶。然后在攪拌下，將1.18克(0.022摩爾)甲醇鈉于10毫升乙醇中的溶液在22℃下，在7分鐘內(nèi)滴加入。將混合物再攪拌5分鐘，隨后倒入到0.75克(0.005摩爾)酒石酸于10毫升乙醇中的溶液中。用吸濾法過濾出生成的沉淀，將濾液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中濃縮。將殘留物懸浮在25毫升水中，每次用25毫升乙醚萃取3次。收集有機(jī)相、在硫酸鈉上干燥，然后濃縮。在減壓下蒸餾殘留物(約25克)。產(chǎn)物在163-170℃/0.1毫巴下沸騰，為黃色液體。產(chǎn)量為14.0克，對(duì)應(yīng)于理論值的49％。
D.由13，14-二氫-3，4-脫氫法呢基丙酮制備六氫法呢基丙酮在10巴氫壓、90℃下，將2.7g(0.01mol)13，14-二氫-3，4-脫氫法呢基丙酮?dú)浠恢钡綒湮胀Ｖ篂橹?約24小時(shí))。約100毫克0.5％(重量)Pd/Al2O3用作催化劑。過濾除去催化劑后，分離出六氫法呢基丙酮無色液體，差不多為定量產(chǎn)量。產(chǎn)物的GC-MS分析表明，只有微量的單不飽和化合物存在。
權(quán)利要求
1.一種制備式I的六氫法呢基丙酮的方法
該法包括A.使式II的6，7-二氫香葉醇
在酸性催化劑存在下、在50-120℃、優(yōu)選80-110℃下與a)通式III的3-甲基-2-丁烯醛二烷基縮醛或b)式IV的1-烷氧基-3-甲基丁二烯反應(yīng)，
式中R為C1-C4烷基、優(yōu)選甲基，得到通式V的新型化合物2，8，12-三甲基-4-烷氧基-5-氧雜-2，7-十三碳二烯
B.在酸性催化劑存在下，在120-250℃、優(yōu)選125-170℃下，加熱生成的式V的新型化合物，以消除式ROH的鏈烷醇，C.使生成的式VI的新型10，11-二氫法呢醛
在Claisen-Schmitt反應(yīng)中與丙酮縮合，得到式VII的13，14-二氫-3，4-脫氫法呢基丙酮
D.用常規(guī)方法，將生成式的VII的13，14-二氫-3，4-脫氫法呢基丙酮催化氫化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在步驟A中，使6，7-二氫香葉醇與3-甲基-2-丁烯醛二甲基縮醛或1-甲氧基-3-甲基丁二烯反應(yīng)，得到2，8，12-三甲基-4-甲氧基-5-氧雜-2，7-十三碳二烯。
3.一種通式V的2，8，12-三甲基-4-烷氧基-2，7-十三碳二烯
式中，R為C1-C4烷基、優(yōu)選甲基或乙基。
4.一種制備通式V的2，8，12-三甲基-4-烷氧基-5-氧雜-2，7-十三碳二烯的方法，該法包括，在酸性催化劑存在下、在50-120℃下，將六氫法呢基丙酮與下列化合物一起加熱，a)通式III的3-甲基-2-丁烯醛二烷基縮醛，或b)通式IV的1-烷氧基-3-甲基丁二烯。
5.式VI的10，11-二氫法呢醛
6.一種制備式VI的10，11-二氫法呢醛的方法，該法包括，在酸性催化劑存在下，在120-250℃、優(yōu)選125-170℃下，加熱通式V的2，8，12-三甲基-4-烷氧基-5-氧雜-2，7-十三碳二烯，以消除ROH。
7.根據(jù)權(quán)利要求1制備式I的六氫法呢基丙酮的方法，其中該法在沒有對(duì)通式V的新型2，8，12-三甲基-4-烷氧基-5-氧雜-2，7-十三碳二烯中間體分離的情況下進(jìn)行。
全文摘要
制備式Ⅰ的六氫法呢基丙酮的方法,包括A.使式Ⅱ的6,7－二氫香葉醇,與a)通式Ⅲ的3－甲基－2－丁烯醛二烷基縮醛或b)式Ⅳ的1－烷氧基－3－甲基丁二烯反應(yīng),得到通式Ⅴ化合物2,8,12－三甲基－4－烷氧基－5－氧雜－2,7－十三碳二烯,B.消除其中的鏈烷醇,轉(zhuǎn)化成式Ⅳ10,11－二氫法呢醛,C.使它與丙酮縮合,得到式Ⅶ的13,14－二氫－3,4－脫氫法呢基丙酮,D.它用常規(guī)的方法催化氫化。
文檔編號(hào)C07C45/51GK1172795SQ9711152
公開日1998年2月11日 申請(qǐng)日期1997年5月9日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月10日
發(fā)明者J·H·泰勒斯, W·霍夫曼 申請(qǐng)人:巴斯福股份公司