[发明专利]在多个竞争性化学反应伴随下定向实施反应的方法

说明书

技术领域

本发明提供了多个竞争性化学反应伴随下对反应的实施进行控制的工艺。此外提供了在二甲亚砜，羧酸酐或羰基卤化物以及含于有机溶剂的胺的存在下，在连续处理系统中将伯或仲醇氧化成为醛或酮的新型工艺。

背景技术

将醇氧化为羰基化合物的Moffatt-Swern氧化是用于进行该种转化的最通用和最可靠的方法之一(K.Omura，A.K.Sharma，D.Swern，J.Org.Chem.1976，41，957-962；K.Omura，D.Swern，Tetrahedron 1978，34，1651-1660；A.K.Sharma，D：Swern，Tetrahedron Lett.1974，1503-1506；A.K.Sharma，T.Ku，A.D.Dawson，D.Swern，J.Org.Chem.1975，40，2758-2764)。它常被用在实验室规模的有机合成中(T.T.Tidwell，Org.React.1990，39，297-572)。在该氧化中，醇/二甲亚砜与羰基化合物/二甲亚砜的氧化还原转化与有机酸酐或卤化物的激活有关。后者首先加速该反应，然后凭借从所释放的有机酸形成铵盐提供放能动力(exergonicdriving force)。Moffat-Swern氧化的提议的机制包括三个连续的反应，第二和第三个反应伴随着平行的和竞争性的反应(图)。有时候该平行的和竞争性的反应可形成副产物，该副产物可耗竭起始原料醇。

至今仍在使用的分批合成方案始于向二甲亚砜(DMSO)的CH₂Cl₂溶液在-50℃或以下添加有机酸酐，例如含于二氯甲烷(CH₂Cl₂)的三氟乙酸酐(TFAA)。该添加完成后，在相同的温度下逐滴添加醇起始原料。随后，在相同的温度下以同样的方式逐滴添加碱(通常为三乙胺)。为终止该中间体2向终产物的转化，可将该混合物加热至室温。

上述以低温顺序添加为特征的方案被首先采用，因为由中间体1生成中间体副产物4的不希望有的副反应在低温下足够缓慢，从而确保了所需中间体1在整个TFAA添加过程或是在醇起始原料的后续添加过程中的富集。据说明当使用该分批合成时，该中间体1向该中间体副产物4的转化(被称为Pummerer重排)在-30℃以上的温度下将快速进行(K.Omura，A.K.Sharma，D.Swern，J.Org.Chem.1976，41，957-962)。

其次，该中间体2可被重排为不希望有的副产物6。有人提出延长的低温下反应时间减缓由中间体2生成所需终产物3的反应，增加了向不希望有的副产物6的转化(T.Kawaguchi，H.Miyata，K.Ataka，K.Mae，J.Yoshida，Angew.Chem.Int.Ed.2005，44，2413-2416)。不考虑更为有利的速率常数，关于这一点的可能的解释为由2至3的该所需反应相比2至6的转化更高的活化焓。

第三，可以推定，在醇起始原料向1的溶液添加后，在碱的添加前，该中间体1已经被完全转化为所需的中间体2，这已通过该分批方案在实验室规模的有机合成中的一系列应用得到了证实。因此产生4的Pummerer重排中不应继续存在中间体1，该Pummerer重排为碱诱导和催化，不同于热重排。

工业规模中冷却的提供限制了反应装置的选择，其要求昂贵的基础设施来提供冷却剂，同时额外产生了高能量消耗。此外，在将该方案调整应用于更大的生产装置时，TFAA向DMSO中添加的时间必需延长，以维持目标温度，其结果是为通过1生成4的不需要的副反应提供了更多的时间。在碱的添加以及由2生成3的后续反应中的所有工艺尺寸均设计为可相对生成6的竞争性途径促进所需的反应途径，且这再次取决于在该分批装备中所用的组件的类型和尺寸。