[发明专利]环氧化四取代烯烃的方法

说明书

本发明涉及一种通过使四取代烯烃与由甲酸和过氧化氢原位制备的过甲酸在至少一种缓冲剂存在下反应而将四取代烯烃如萜品油烯环氧化成相应的环氧化物如萜品油烯环氧化物的方法。此外，本发明涉及包含过氧化氢和甲酸的氧化剂用于原位环氧化四取代烯烃的用途。

本发明涉及一种将四取代烯烃如式(Ia)的萜品油烯环氧化成相应的环氧化物如式(IIa)的萜品油烯环氧化物的方法。

由于其广泛的用途，烯烃的环氧化在工业规模上是重要的。四取代烯烃是许多类化合物，特别是天然产物中的常见结构单元。其相应的环氧化物可用作制备用于各种最终应用如药物、农业和精细化学工业的化合物的中间体。

例如，萜品油烯环氧化物是合成萜品烯-4-醇(一种天然存在于许多精油中的不饱和叔萜烯醇)的有价值的中间体。萜品烯-4-醇可用作合成精油(其复合用作食用香料或香料)中的组分。由于高成本和天然产品供应的不确定性，已开发了萜品烯-4-醇的合成途径，例如从萜品油烯的环氧化出发经由环氧化途径。然而，就环氧化步骤而言仍有改进的余地。

US 3,676,504描述了一种通过使用有机过氧酸如过乙酸、过丙酸或间氯过苯甲酸作为氧化剂，通过环氧化萜品油烯制备萜品油烯环氧化物的方法。示例性的萜品油烯环氧化使用预先形成的40％过乙酸溶液作为氧化剂。

类似地，如Robert A.Galemno等，Journal of Organic Chemistry，第50卷，第1768-1770页，1985所述，使用预先形成的过乙酸(38％)来环氧化(3R*,3aS*,7aS*)-四氢-5-异亚丙基-3,7,7-三甲基-4(3aH)-2,3-二氢-1-茚酮中的异亚丙基双键。

已知一些预先形成的，特别是高浓度的过氧酸溶液是不稳定的，并且不能安全地储存或处理。由于过氧酸可由于热或机械应力而在爆炸下自发分解，并且它们的反应通常是高度放热的，因此在反应期间需要特别的安全措施，例如适当的冷却和稀释。这导致低时空产率并且使得该反应不太适合工业规模的制备。此外，该方法中所用的过氧酸较为昂贵并且导致生产废水中具有较高的有机物负载量。所述反应在卤代有机溶剂(即二氯甲烷)中进行。然而，使用该卤代溶剂的缺点是生产废水包含危险的AOX(可吸附的有机卤素化合物)，从环境的观点来看这是不希望的。

EP 0032990A1描述了通过与原位形成的过甲酸反应而将特定的烯属不饱和化合物转化成相应的环氧化物。例示的烯烃是不超过三取代的。该方法要求在整个反应期间在水相中保持高浓度的在反应条件下呈惰性和中性的无机盐(例如硫酸钠、氯化钠或氯化钾)。这意味着不希望的高盐负载量，其必须在反应完成后通过繁琐的程序处理或回收。此外，含有超过一个碳-碳双键的示例性烯烃的环氧化并不总是仅对目标双键具有选择性，因此导致形成较大量的不希望副产物。

Gan L.-H.等，European Polymer Journal，第22卷第7期，第573-576页，1986和Gnecco S.等，Polymer Bulletin，第37卷第5期，第609-615页，1996均描述了通过使用由甲酸和过氧化氢“原位”产生的过甲酸来环氧化含有聚异戊二烯单元的某些天然橡胶。同样，聚异戊二烯主链中的碳-碳双键是不超过三取代的。此外，其教导了该环氧化方法的主要问题是形成各种开环和增环次级产物，例如羟基化物、酯(甲酸酯)和氢化呋喃。然而，需要较长的反应时间和高过氧化氢:甲酸比例来在最终产物中获得较高的环氧化水平。

Patra A.等，Organic Preparations and Procedures Int.，第35卷第5期，第515-525页，2003描述了在乙醇钠存在下通过使用过氧化氢水溶液来环氧化α,β-不饱和羰基化合物的碳-碳双键(包括四取代双键，参见化合物7)。鉴于安全性和经济顾虑，由于其高度可燃性和腐蚀特性，使用乙醇钠是不希望的。此外，乙醇钠仅溶于极性溶剂如乙醇中。极性溶剂略微昂贵并且难以再生。存在于所用极性溶剂中的水可与强碱如乙醇钠反应并将其分解。