[发明专利]环丙烷化法

说明书

本发明涉及制备环丙烷化化合物的方法。 

常见的环丙烷化反应是Simmons-Smith反应(参见Simmons，H.E；Cairns，T.L.；Vladuchick，S.A.；Hoiness，C.M.Org.React.(N.Y.)1973，20，1-131)，其采用二碘甲烷和Zn(Cu)。该反应经由卡宾体的生成来进行，卡宾体是在环丙烷化反应过程中产生并消耗的M-CH₂X(M＝金属，X＝卤素)型中间体。由Furukawa(Furukawa，J.；Kawabata，N.；Nishimura，J.，Tetrahedron 1968，24，53-58)和随后由Friedrich等人介绍了该反应的改进，他们将二碘甲烷换成二溴甲烷。 

后一种卡宾体前体不仅较廉价，还避免了不合意的碘和碘化废弃物。但是，使用二溴甲烷的缺点在于，其在该反应中的反应性低于二碘甲烷。为了激活用于卡宾体生成的锌-铜偶，必须使用超声波(Friedrich，E.C.；Domek，J.M.；Pong，R.Y.J.Org.Chem.1985，50，4640-4642)或如卤化铜和乙酰基卤之类的添加剂(Friedrich，E.C.；Niyati-Shirkhodaee，F.J.Org.Chem.1991，56，2202-2205)。采用后一种方法制备的化合物的例子是： 

一种成功地作为香料组分商品化的分子(参见EP0801049)。该方法的余留缺点在于产生不环保的锌-和铜-基废弃物。 

避开这些缺点的一种理论可能性是二溴甲烷与三烷基铝化合物的组合。但是，这迄今还没有被视为可行的选项。例如，Friedrich在 他在J.Org.Chem.1991，56，2202-2205中的论文中指出，“由于尚未有报道二溴甲烷与ZnEt₂或AlEt₃反应，在使用Zn/Cu工序时仅(对于环丙烷化)考察了CH₂Br₂的使用。”在EP0 801 049中提到了这种理论可能性，但没有提供关于如何实现它的教导。 

现在已经发现，如果以催化量添加某些金属化合物，可以在环丙烷化反应中有效地利用二溴甲烷和三烷基铝化合物。 

本发明因此提供了取代烯烃的环丙烷化法，包括烯烃与由二溴甲烷和三-(C₂-C₈)-烷基铝化合物生成的卡宾体在催化量的选自除三-(C₂-C₈)烷基铝化合物外的路易斯酸、金属茂和金属羰基配合物的金属化合物存在下的反应。 

“催化量”是指小于1mol当量的金属化合物的量，当该金属化合物与超过1mol当量的反应物一起使用时，结果获得超过1mol当量的产物。 

这种方法不仅产生良好的产物收率，还不会生成含锌和含铜的残余物。通过这些金属化合物获得的优点在于，环丙烷化反应的反应速率提高，由此可以使用更少的二溴甲烷和三烷基铝以及显著降低的反应温度。 

C₂-C₈烷基部分可以包括链烷、取代链烷、环烷和取代环烷。(C₂-C₈)烷基铝化合物优选为三异丁基铝(TIBA)。 

该方法适用于富电子烯烃。这类烯烃的例子包括单-、二-、三-或四-取代烯烃。取代基可以选自饱和和不饱和烷基和芳基基团，它们本身可以被官能团，例如(但不限于)酸、酯、醇、醚、烯丙醇、烯丙醚、胺、烯丙胺、亚胺、烯烃、醛、环丙烷和酮取代。本发明尤其适用的烯烃是带有至少三个取代基的烯烃，包括嵌在环大小为3至20个碳原子或杂原子的环结构中的烯烃，这些环本身可以例如被如上所述相同的取代基取代。 

进行本发明的环丙烷化反应的烯烃(包括反应性烯烃和非反应性 烯烃在同一分子中的组合)的例子包括具有下列结构的那些： 

烯烃还可以在相同分子中包括不富含电子的烯烃部分或在其烯丙基位置含有官能团的烯烃，它们与烷基铝化合物发生配合物形成反应，例如 

由此在空间上保护这些烯烃以免环丙烷化。这些非反应性烯烃的例子是烯丙醇类、烯丙胺类以及贫电子烯烃，例如共轭羰基化合物、共轭腈、共轭亚胺和共轭肟。如果这些非反应性烯烃与富电子反应性烯烃结合在相同分子中，则只有后者以高化学选择性进行环丙烷化。