[发明专利]脂族环氧化物过水解的方法

说明书

本发明涉及一种在由磷钨酸组成的催化剂存在下，使用过氧化氢水性溶液通过环氧化物的过水解来合成氢过氧化醇的方法。

技术领域

本发明涉及一种在由磷钨酸组成的催化剂存在下，使用过氧化氢水性溶液，通过环氧化物的过水解来合成氢过氧化醇类的方法。

背景技术

β-氢过氧化醇(HPA)单元是一种在有机合成中特别有用的官能团。它构成的前体允许形成醛这种羰基官能团的保护基团或形成1,2,4-三氧杂环己烷这种负责大量用于抗疟疾用途的分子的药理活性的单元¹。

已描述了通过环氧化物过水解进行所述HPA单元的合成，所述环氧化物是分离的或在原位通过烯烃的环氧化形成的。环氧化物过水解包括使用过氧化氢(在水性溶液中或无水的)充当环氧化物上的亲核试剂，所述环氧化物的亲电特性通过利用酸催化剂活化而加强。

已描述了用于这个反应的各种不同布仑斯惕酸或路易斯酸催化剂：钨酸及其衍生物^2,3，钼(VI)盐^4,5，高氯酸⁶，三氟乙酸⁷，四(氧代二过氧化钨)磷酸盐⁸，锑(III)盐⁹或磷钼酸¹。

尽管这些方法导致HPA单元的形成，但它们受到一些技术限制，这从工业规模应用的角度来说存在问题。

事实上，由于HPA的产生与相应的二醇的形成发生竞争，因此大多数方法利用非常高浓度的过氧化氢(90％w/v)或甚至无水过氧化氢^2,4,6,10或甚至过氧化氢的无水醚萃取物^1,5,9，以便抑制二醇的形成。在这些条件下，存在相当大的爆炸风险，这一点已被这些方法的作者报告^1,2,9。

一种替代方式是使用较低浓度的过氧化氢，但在这种情况下需要高水平的催化剂以二醇为代价来促进HPA的形成。

在底物为油酸的情况下，常规使用例如10重量％量级的催化剂载量^3,8。因此，专利申请JP 2003/342255描述了一种将油酸氧化成相应的氢过氧化醇的方法。所述反应在存在1至20重量％、例如10重量％的催化剂例如H₂WO₄、H₂MoO₄、MoO₃或H₃PMo₁₂O₄₀和2当量的30-60％H₂O₂的情况下，在35℃下和溶解所述底物和催化剂两者的溶剂例如叔丁醇中进行。然而，形成所述氢过氧化醇和相应的1,2-二醇的混合物，并在至少5小时或甚至15小时量级的相对长的反应时间后获得4至50％之间的氢过氧化醇的中等得率，达到至少75％的转化程度。所使用的催化剂的低活性还反应在非常低的周转数或TON(对应于产生的氢过氧化醇的摩尔量与催化剂的摩尔量之比)上，例如在钨酸的情况下为4。

这些各种不同的技术问题阻碍了通过环氧化物过水解来工业制备掺入HPA单元的化合物。

在此背景下，对于开发一种可以在安全性和经济标准两方面满足工业要求的用于环氧化物的过水解的方法，仍存在着需求。

更准确来说，希望提出一种合成方法，其在不到四小时内和/或以高的周转数(超过300)产生HPA的高得率(超过60％)，并且不使用对于操作来说危险的浓度的过氧化氢(最高70％w/v)。

本发明人证实了这一结果可以通过在特定催化剂磷钨酸H₃PW₁₂O₄₀存在下对环氧化的底物进行过水解反应来实现，所述催化剂的最大使用量比文献JP 2003/342255中推荐的最低值低5倍或甚至10倍。这种方法可以在简单、温和的条件下使用，不一定需要加热或使用有机溶剂，这从经济和环境的角度来看构成了这种方法的额外优点。