引发自由基加成反应的试剂及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种引发自由基加成反应的试剂，其包含或由以下组成：过硫酸盐和元素形式或氧化形式的一种或多种过渡金属，并且涉及一种通过在这种试剂存在下的自由基加成反应制备式(I)化合物的方法；其中X选自S、Se和O。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】引发自由基加成反应的试剂及其使用方法本专利技术涉及引发自由基加成反应的试剂及其在通过在这种试剂存在下的自由基加成反应制备下式化合物的方法中的应用[式Ⅰ]其中X选自S、Se和O；R1选自H、烷基、芳基和烷基芳基；R2选自H；OH；NR4R5；NHCOR4；OCOR4；其中R4和R5相同或不同，并且选自H、烷基、芳基、烷基芳基；和保护基团；R3选自OH；CH2OH；COOH；COOR6，其中R6选自烷基；CN；CONR4R5，其中R4和R5如上定义；和COZ，其中Z代表卤素。根据WO98/32735A1，已知一种通过将甲基硫醇自由基加成到下式的化合物上，制备甲硫氨酸和羟基甲硫基丁酸(HMTBA)及其衍生物的方法[式Ⅰ]其中R选自COOH和相应的酯、酰胺、腈和三氯官能团，并且R’选自OH、NH2、氧羰基和氨羰基官能团和保护基团。该反应在由偶氮二异丁腈(AIBN)组成的引发剂的存在下在50℃至60℃范围内的温度和3.5巴至4.8巴范围内的压力下引发，或通过UV照射引发。这得到至少80％的产率。该文献的经验教训，特别是关于上述条件的经验教训，限于获得HMTBA。在该反应中使用AIBN或其衍生物有几个缺点：反应时间长并且需要热活化，温度通常高于50℃。此外，加成的区域选择性低，并且更经常需要通过蒸馏馏分来纯化。最后，这种引发剂昂贵、不稳定且难以处理，这导致它们在运输、储存和处理过程中的安全问题以及成本。文献WO2017/191196A1描述了一种通过与WO98/32735A1相同的自由基加成反应制备甲硫氨酸的方法，该方法通过甲基硫醇与乙烯基甘氨酸在选自AIBN、N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)、过氧化苯甲酰(DBPO)和2,2’-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]盐酸盐的引发剂的存在下反应，或者通过UV照射任选地在光引发剂的存在下反应。产率根据操作条件变化很大。作者还说明了在过硫酸铵存在下的这种反应，但它仅导致乙烯基甘氨酸向甲硫氨酸的转化率为23％，这证明了这样的试剂在这种指示中的无效性。因此，我们仍在寻找使用无能源和易于工业化的条件的通过选择性自由基加成有效合成化合物的替代解决方案。根据本专利技术，已经发现了一种用于引发自由基加成反应的试剂，其使得解决已知方法的问题成为可能，特别是在如上定义的专利技术的方法中。该试剂包含或由以下组成：过硫酸盐和一种或多种过渡金属，所述一种或多种过渡金属以元素形式或氧化形式存在。出乎意料的是，在接近室温的温度范围内，所述过渡金属在自由基加成反应中表现为过硫酸盐的强助引发剂。这一发现解决了与使用过硫酸盐相关的选择性问题，过硫酸盐要有活性，必须存在于加热的反应介质中，这样的条件导致不可避免的选择性损失。根据本专利技术，根据目标和对反应产物和方法流出物质量的限制，在某些情况下可以用有机过氧化物代替过硫酸盐。这种引发剂及其优点在本文的其余部分中，更具体地在硫醇、二硫化物、硒醇、二硒化物或醇在乙烯基化合物(例如下面所示的式(III)的化合物)上的自由基加成反应的上下文中描述。当然不限于此，并且本专利技术涉及这样的试剂，其可以用于硫醇、二硫化物、硒醇、二硒化物或醇在带有双键的化合物上的任何自由基加成反应，该双键是非共轭的，并且是末端或非末端的。当期望高选择性时，该试剂特别有利。已知过硫酸钠因其强氧化能力和稳定性而用于土壤修复。在这种机制中，过硫酸盐将污染物分解成无害的小分子，如CO2、水和硫酸盐。在这种应用中，它以浓度约为5％的水溶液形式使用，并在活化后迅速产生自由基，一些自由基具有强氧化能力。它作用于几种类型的污染化合物，主要是碳氢化合物，其降解产生各种小尺寸产物。因此，根据本专利技术使用过硫酸盐与过渡金属组合作为选择性自由基反应的引发剂的发现是令人惊讶的。鉴于这些特征可以彼此独立地或组合地考虑，无论组合是什么，本专利技术的特征、应用和优点将在下面更详细地阐述。在这种描述之前，某些使用的术语定义如下。术语“过硫酸盐”是指含氧阴离子S2O82-，或其与任何抗衡离子形成的盐。术语“有机过氧化物”是指式R7-O-O-R8的任何有机物质，其中R7和R8相同或不同，选自H、烷基、芳基、烷基芳基和CO-R1基团，其中R1如下面所定义。自由基加成反应响应于链式反应机制，链式反应机制包括从引发剂发生的引发，在引发过程中形成的自由基与化合物反应的增长，然后终止。术语“金属的元素形式”是指氧化态为0的金属，或者表示为还原形式的金属。术语“金属的氧化形式”包括金属与阴离子或氧在金属的任何氧化程度下的任何结合。这个定义包括氧化物、硫酸盐、磷酸盐、氯化物(例如FeCl3)、碳酸盐、氢氧化物、亚硝酸盐、硝酸盐、醋酸盐、醇盐、磷酸氢盐和硫酸氢盐。在定义所获得或使用的化合物的式中，术语“烷基”表示具有1至20个碳原子，有利地1至6个碳原子的直链或支链一价烃基，例如甲基或乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、正己基，或具有3至20个碳原子，有利地3至6个碳原子的环状一价烃基，例如环丙基、环己基。术语“芳基”应理解为指包含6至22个碳原子的芳族一价烃基。术语“烷基芳基”是指包含6至22个碳原子的芳基，所述芳基被至少一个对应于上述定义的烷基取代。因此，本专利技术涉及用于引发的试剂或引发剂(initiatoragent)或引发剂(primeragent)在自由基加成反应中的应用，所述试剂包含或由以下组成：过硫酸盐和元素形式或氧化形式的一种或多种过渡金属。过硫酸盐可以是阳离子盐的形式，相关的阳离子优选选自钠、钾、钙、锂和铵离子，尽管任何抗衡离子都可以是合适的。如上所述，根据本专利技术，过硫酸盐可以在某些情况下有利地被有机过氧化物代替。过硫酸盐可以与一种或多种过渡金属结合。当使用几种金属时，混合物可以由以下组成：元素状态和/或不同氧化程度的同一种金属；元素状态和/或相同氧化程度或不同氧化程度的不同金属，但也可以是合金形式，例如黄铜，可能是氧化形式。一种或多种过渡金属有利地选自如上定义的元素形式或氧化形式的Cu、Zn和Fe。有利地，过硫酸盐与一种或多种过渡金属的摩尔比在0.5至10,000的范围内。金属过量会导致反应的选择性下降，但含量太低会减慢反应，影响其可工业化的利益。优选地，该摩尔比在1至1000的范围内。根据本专利技术，将上述过硫酸盐和一种或多种过渡金属的组合应用于引发自由基加成反应，该反应涉及有机体，有机体能够形成在双键上反应的自由基。该双键是非共轭的。它可以是或可以不是末端的。在本专利技术的上下文中，相对于反应中涉及的有机物质以非常小的比例使用引发剂。因此，引发剂直接作用的有机物质与所述试剂的摩尔比在2至1000的范围内。尽可能地调整该比率的值在本领域技术人员的能力范围内。过硫酸盐优选在惰性溶剂的溶液中使用。这可以由水和任何含有水溶性有机溶剂(例如醇)的含水混合物组成。根据引发剂的实施方式的优选变型，将化合物(III)与金属混合，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备式(I)的化合物的方法/n[式Ⅰ]/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190118 FR 19/004611.一种制备式(I)的化合物的方法
[式Ⅰ]



其中
X选自S、Se和O；
R1选自H、烷基、芳基和烷基芳基；
R2选自H；OH；NR4R5；NHCOR4；OCOR4；其中R4和R5相同或不同，并且选自H、烷基、芳基、烷基芳基；和保护基团；
R3选自OH；CH2OH；COOH；COOR6，其中R6选自烷基；CN；CONR4R5，其中R4和R5如上定义；和COZ，其中Z代表卤素；
所述方法包括式(II)的化合物与式(III)的化合物的反应
[式II]



其中
X选自S、Se和O；
R1’选自H、烷基、芳基、烷基芳基、硫醇、硫代烷基、硫代芳基、硫代烷基芳基、硒醇、硒代烷基、硒代芳基和硒代烷基芳基，且
R2’选自H、烷基、芳基和烷基芳基；
[式III]



其中R2和R3如以上对于式(I)的化合物所定义，
所述反应在至少一种引发自由基加成反应的试剂的存在下进行，所述试剂包含或由以下组成：过硫酸盐和元素形式或氧化形式的一种或多种过渡金属。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述过硫酸盐是阳离子的盐的形式，所述阳离子优选选自钠、钾、钙、锂和铵离子。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：维尔日妮·贝利埃巴卡，奥利维尔·佩鲁赫，迪迪埃·莫尔万，安托万·佩特雷利，
申请(专利权)人：安迪苏法国联合股份有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR