一种将底物上的碳‑碳双键转化成环丙烷环的方法，该方法包括用N‑烷基‑N‑亚硝基化合物、过渡金属催化剂和含水碱处理底物的步骤，其中所述N‑烷基‑N‑亚硝基化合物通过使烷基胺与碱金属亚硝酸盐在一元或二元酸或其混合物的存在下反应而形成，并且其中所述N‑烷基‑N‑亚硝基化合物在与所述底物、催化剂和碱混合前不进行蒸馏。
Method for the cyclopropanation of olefins using N- methyl -N- nitroso compounds
A process for converting carbon double bonds on a substrate into a cyclopropane ring, which includes the steps of a N alkyl N nitroso compound, a transition metal catalyst, and a aqueous alkali treatment substrate, in which the N alkyl alkyl N nitroso compounds are made by making alkyl amine and alkali metal nitrites in one or a binary acid or the same. The mixture is formed in the presence of the reaction, and the N alkyl alkyl N nitroso compound is not distilled before the mixture is mixed with the substrate, catalyst and alkali.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用N-甲基-N-亚硝基化合物使烯烃类环丙烷化的方法专利
本公开涉及使烯烃类环丙烷化的方法专利技术背景碳-碳双键向环丙烷环的转化是在有机化合物合成中常用的化学转化。实验室规模的环丙烷化通常借助于重氮化合物例如重氮甲烷(DAM)和典型地包含铜或钯配合物的过渡金属催化剂来进行。重氮化合物例如DAM由N-烷基-N-亚硝基化合物、更具体地为N-甲基-N-亚硝基化合物(MNC)且仍然更具体地由具有式R(N(NO)Me)x的MNC制备。为了使这类方法在工业中有用，如果MNC和DAM都可以原位形成并进一步在不进行分离地情况下反应，以避免与处理这些有毒物质相关的危害，则是高度期望的。在WO2015059290中描述了这样的方法，其中N-烷基-N-亚硝基化合物在液相中由胺HNRR'、水、NaNO2和酸的混合物生成。一旦N-烷基-N-亚硝基化合物形成，则可将有机溶剂加入到N-烷基-N-亚硝基化合物中以促进相分离。N-烷基-N-亚硝基化合物分配到为此目的而提供的有机溶剂中。形成双相混合物，并且可以在相分离步骤中将有机相与水相分离。此后，将包含N-烷基-N-亚硝基化合物的有机相加入到烯烃底物中，而不必首先将其以纯的形式分离。由于N-烷基-N-亚硝基化合物处于有机溶剂中，因此可以洁净和简单地将其转移到包含烯烃底物的反应容器中。特别适合的N-烷基-N-亚硝基化合物是N-亚硝基-β-甲基氨基异丁基甲基酮NMK(有时称为“Liquizald”)，其可以通过在酸存在下的亚硝化从甲胺异亚丙基丙酮加合物制备。NMK首先由E.C.S.Jones和J.Kenner(JCS363，1933)制备并用于在碱存在下重氮甲烷的制备。在HCl(>1mol当量)存在下进行亚硝化(使用2mol当量NaNO2)，并且在从有机相中萃取后蒸馏NMK。在碱存在下分解NMK得到DAM，将其在用于苯甲酸的亚甲基化之前进行蒸馏。还通过在水相中使用2.5mol-eq乙酸和NaNO2(2.35mol-eq)使甲胺异亚丙基丙酮加合物亚硝基化来制备NMK。用碱处理粗NMK，得到DAM，在用于酸甲基化之前，将其再次蒸馏(D.W.Adamson，J.KennerJCS1553(1937)。随后，由C.E.Redemann，F.O.Rice，R.Roberts和H.P.Ward(Org.Synth.Coll.Vol.3，244，1955)采用相同的方法，通过使用较少的乙酸(HOAc)(1.7mol-eq)和NaNO2(1.2mol-eq)/mol异亚丙基丙酮用于制备NMK。用碱处理粗NMK并将DAM蒸馏。给出了进一步衍生DAM的参考文献，然而，当时并不知晓过渡金属催化的双键与DAM的亚甲基化。从这些现有技术参考文献可以得出结论，虽然NMK和DAM可以通过在乙酸存在下亚硝化甲胺异亚丙基丙酮加合物有效地生成，但是NMK和/或DAM通过蒸馏纯化和分离，然后用于随后的反应。实际上，蒸馏被认为是必要的，以将NMK和/或DAM与乙酸分离，因为一旦生成DAM就会发生乙酸的甲基化。换言之，乙酸在任何甲基化反应中都是竞争性底物，且由此会降低任何期望的亚甲基化产物的收率。DAM与乙酸的反应在本领域中有充分的记载，参见，例如WO0147869。在WO2013110932中已经描述了烯烃与由NMK形成的重氮甲烷的过渡金属催化亚甲基化。在该参考文献中，NMK通过在三元酸、特别是H3PO4存在下甲胺异亚丙基丙酮加合物的亚硝化形成。三元酸与乙酸相比是有利的，因为它减少乃至消除了NMK中的酸污染。在有机NMK相的相分离之后，该方法产生60-80％的含水H3PO4废溶液，并且强调相分离通过如下事实得以改善：作为反应的副产物产生的磷酸钠盐在水相中接近饱和并且高水平的盐饱和度降低了NMK在水相中的溶解度，从而确保了高收率和NMK的洁净分离。需要强调的是，使用三元酸会产生更低廉的工艺和比使用现有技术方法可以生产的产品更清洁(较少酸化)的产品。实际上，WO2013110932中的对比实验表明，尽管NMK的收率与使用三元酸H3PO4或一元乙酸相似，但在后一情况下，NMK产物被大量的HOAc(6.4％w/w)污染，这将表明如果不首先通过蒸馏纯化NMK，使用NMK随后生成DAM以甲基化底物将是不适合的。WO2013110932中描述的方法的应用，例如，使用H3PO4酸化制备NMK以生成用于Pd(OAc)2-催化的1,1-二取代烯烃的环丙烷化的重氮甲烷由MarkusBaenziger(31thInternationalConference，OrganicProcessResearchandDevelopment，2014年9月29日-10月1日，科隆，德国)描述。WO2015059290公开了在由催化剂、底物、含水碱和NMK组成的双相反应混合物中直接(不用氮吹扫)生产重氮甲烷的末端单取代烯烃的有效Pd(acac)2-催化的环丙烷化。如实施例7所述，使用H3PO4进行酸化，如WO2013110932中所述制备NMK。然而，当为了评估其作为工业上可扩展的方法的潜力而研究该途径时，申请人发现，使用三元酸例如H3PO4生成NMK(并且推而广之，为任意的N-烷基-N-亚硝基化合物)，将其分解以原位形成DAM而无需纯化或分离NMK或DAM，并使DAM与烯烃底物反应以使该底物环丙酸化，得到的是再现性差的反应。申请人认为━不希望受任何特定理论束缚━差的再现性可能具有其原因，在NMK形成过程中产生高水平的亚硝气，其可能污染NMK和DAM，并且毒化用于环丙烷化步骤中的催化剂。除此经验观察外，H3PO4的价格相对较高、与未来有限的磷资源供应有关的可持续性问题以及从反应中生成磷废物，特别是当使用化学计算量的H3PO4时，导致申请人得出如下结论：与现有技术中的启示相反，使用三元酸且特别是H3PO4并非可行的工业上可扩展的路线。仍然需要解决现有技术中的缺陷并提供一种使底物上的烯烃官能团环丙烷化的方法，该方法安全、成本有效并且可以以高收率可靠地生产工业化用量的产品。专利技术概述本公开内容在第一方面提供了将底物上的碳-碳双键转化成环丙烷环的方法，该方法包括用N-烷基-N-亚硝基化合物、过渡金属催化剂和含水碱处理底物的步骤，其中所述N-烷基-N-亚硝基化合物通过烷基胺与NaNO2在一元或二元酸或所述酸的混合物、更具体地为一元羧酸例如乙酸或二元无机酸如硫酸存在下反应而形成，并且其中所述N-烷基-N-亚硝基化合物在与该底物、催化剂和碱混合前不进行蒸馏，目的在于在该混合物中进行环丙烷化。专利技术详述尽管N-烷基-N-亚硝基化合物的制备及其随后的应用在不经纯化或分离的情况下在将碳-碳双键转化成环丙烷环中是本领域已知的，但是如果在制备N-烷基-N-亚硝基化合物中使用的酸是可以被甲基化的酸，例如一元羧酸，且更具体地为乙酸，则在本领域中对于如此做法存在明显的偏见。因此，申请人惊奇地发现环丙烷化反应在工业规模上继续产生可靠的高收率环丙烷化产物。此外，与使用三元酸例如H3PO4相比，使用这些酸相对低廉。此外，由于生物圈中羧酸的生成和降解，所以从可持续性的观点来看，该反应是有利的。在实施本专利技术的过程中，优选的一或二元酸是硫酸，或者一或二元羧酸，例如C1-C20羧酸，本文档来自技高网...
【技术保护点】
将底物上的碳‑碳双键转化成环丙烷环的方法，该方法包括用N‑烷基‑N‑亚硝基化合物、过渡金属催化剂和含水碱处理所述底物的步骤，其中所述N‑烷基‑N‑亚硝基化合物通过使烷基胺与碱金属亚硝酸盐在一元或二元酸或其混合物存在下反应而形成，并且其中所述N‑烷基‑N‑亚硝基化合物在与所述底物、催化剂和碱混合前不进行蒸馏。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.16 GB 1516396.71.将底物上的碳-碳双键转化成环丙烷环的方法，该方法包括用N-烷基-N-亚硝基化合物、过渡金属催化剂和含水碱处理所述底物的步骤，其中所述N-烷基-N-亚硝基化合物通过使烷基胺与碱金属亚硝酸盐在一元或二元酸或其混合物存在下反应而形成，并且其中所述N-烷基-N-亚硝基化合物在与所述底物、催化剂和碱混合前不进行蒸馏。2.权利要求1的方法，其中所述酸是一或二元羧酸或硫酸。3.权利要求1或权利要求2的方法，其中所述酸是甲酸、乙酸或硫酸。4.权利要求1或权利要求2的方法，其中所述酸是一或二元羧酸与具有低于所述羧酸的p...
【专利技术属性】
技术研发人员：F·施罗德，M·施特克，
申请(专利权)人：奇华顿股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH
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