CN1649814A - 安全性提高的选择性氧化方法 - Google Patents

Abstract

将伯醇或仲醇氧化为对应的醛或酮的安全有效的方法，由所述的醇与1，1，1－三(C2－C4烷酰基氧基)－1，1－二氢－1，2－苯并三氧碘醇－3(1H)－酮的酸酐溶液反应，和用于本方法的组合物。

Description

安全性提高的选择性氧化方法

                          发明背景

已知高价碘(V)化合物是用于伯醇和仲醇向其对应的醛和酮转化的氧化剂，例如De Munari，S.等人，Journal of Organic Chemistry， 1996，61，9272-9279页。Dess-Martin全碘烷(DMP)，1，1，1-三乙酰氧基-1，1-二氢-1，2-苯并三氧碘醇(benziodoxol)-3(1H)-酮，在温和的反应条件(室温，微酸或中性pH)下经常被选择用作氧化伯醇和仲醇的试剂，该试剂特别适用于含有敏感官能团的底物。但是，DMP密封条件下加热会产生剧烈的爆炸(Chemical & Engineering News，7月16日，1990，第3页)。DMP危险的爆炸性能限制了其在工业规模上的应用。

所要解决的一个问题是提供将伯醇或仲醇向对应的醛或酮转化的选择性和安全的氧化方法。

所要解决的另一个问题是提供可获得高成品收率的氧化方法。

所要解决的另一个问题是提供用于本发明方法的组合物。

本发明的一个特点是氧化剂可就地使用，因此不需要另外的分离或离析步骤。

本发明的上述以及其它目的和特点将在下文详细的描述中变得更加明显。

                          发明概述

本发明提供了一种安全有效的由伯醇或仲醇到对应的醛或酮的选择性氧化方法，该方法包括所述醇与含有通式(RCO)₂O的酸酐和通式I三烷酰基全碘烷化合物的溶液反应

其中R是C₂-C₄烷基。优选地，R是乙基或正丙基。

本发明还提供了用于本发明方法的组合物，该组合物包含优选溶解于适合的溶剂例如芳烃如甲苯中的通式(RCO)₂O的酸酐和通式I的三烷酰基全碘烷化合物的混合物。

                          发明详述

Dess-Martin全碘烷(DMP)，1，1，1-三乙酰氧基-1，1-二氢-1，2-苯并三氧碘醇-3(1H)-酮，是有机碘化合物，方便高效地用于将伯醇氧化为醛，将仲醇氧化为酮(Journal of Organic Chemistry， 1983，48，4155-4156)。尽管使用DMP避免了使用其它氧化醇的方法所遇到的一些常见困难，例如反应时间长，后处理步骤困难或者需要使用大量过量的氧化剂，但是DMP密封条件下加热剧烈爆炸的性能限制了其在商业上工业规模的使用。

令人惊奇地，现已发现在温和的反应条件下，通式I三烷酰基全碘烷化合物的酸酐溶液可用于伯醇或仲醇向对应的醛或酮的选择性氧化，并且具有高的成品收率，没有DMP危险的化学性能(加热/振荡敏感性)。

虽然本发明方法适用于任一伯醇或仲醇的氧化，但是它特别适合于含有敏感官能团的底物。例如，大环内酯化合物，如5-{[(对硝基苯基)羰基]氧基}F28249α(5-pnb-F28249α)，可在工业规模上通过本发明方法氧化为其对应的酮，并具有显著提高的成品收率。在5-pnb-F28249α的情况下，23-酮产物然后可转化为有效的杀体内外寄生虫剂，莫西菌素。该方法描述在US4,988,824中。本方法的氧化步骤如流程图I所示。

                          流程图I

在本发明优选的实施方案中，含有通式(RCO)₂O的酸酐和相对于酸酐约2摩尔％至15摩尔％，优选约4摩尔％至6摩尔％，更优选约5摩尔％的通式I三烷酰基全碘烷化合物的溶液，任选的存在有溶剂室温下与伯醇或仲醇混合直到氧化完成。本发明方法的反应时间可根据醇的立体化学特性、醇的浓度等而改变，通常，一个小时或更少的反应时间就足以完成氧化过程。为了得到最佳的成品收率，本发明方法使用相对于醇至少1.0，优选约1.0-1.5当量的通式I化合物。

在本发明非常优选的实施方案中，酸酐和三烷酰基全碘烷溶解于甲苯中，尽管也可使用其它适合的溶剂，特别是其它的芳烃，优选含有6-12个碳原子芳烃。如果溶剂可溶解酸酐和三烷酰基全碘烷化合物，并且不会产生不利的影响或阻碍氧化反应，那么该溶剂也是适合的。本领域技术人员不用过度的实验就能轻易的确定适合的溶剂。

酸酐和三烷酰基全碘烷化合物中的R基为乙基或正丙基是非常优选的。

通式I的1，1，1-三烷酰基全碘烷可由1-羟基-1，2-苯并三氧碘醇-3(1H)酮-1-氧化物(通式II)根据下面的反应来制备，其中PTSA代表对甲苯磺酸：

通式I的化合物不需要分离就可用于氧化酸酐溶液中的醇。这就避免了分离化合物的额外的工作和费用，以及对化合物固体状态不稳定性的许多顾虑。

为了便于进一步理解本发明，下面所提供的实施例主要是对本发明进行更为具体详细的阐述。本发明不限制于权利要求书中所定义的内容。

除非有其它的说明，所有的份是指重量份。术语HPLC和HNMR分别指高效液相色谱法和质子核磁共振。

                          实施例1

1，1，1-三丙酰氧基-1，1-二氢-1，2-苯并三氧碘醇-3(1H)-酮的制备

搅拌的1-羟基-1，2-苯并三氧碘醇-3(1H)-酮-1-氧化物(9.33g，0.033mol)、丙酸酐(51.3g，0.396mol)和对甲苯磺酸(0.045g)混合物氮气下80℃加热5小时，冷却至室温并真空浓缩。所得的残余物用乙醚洗涤，风干得到题列产物，白色固体，13.84g，通过HNMR分析进行鉴定。

                          实施例2

1，1，1-三正丁酰氧基-1，1-二氢-1，2-苯并三氧碘醇-3(1H)-酮的制备

搅拌的1-羟基-1，2-苯并三氧碘醇-3(1H)-酮-1-氧化物(9.33g，0.033mol)、丁酸酐(62.65g，0.396mol)和对甲苯磺酸(0.045g)混合物氮气下80℃加热5小时，并冷却至室温。所得题列产物的丁酸酐溶液如实施例3所述进行使用。

                          实施例3

伯醇或仲醇向对应的醛或酮的选择性氧化

醇，例如环己醇(14.3mmol)或5-{[(对硝基苯基)羰基]氧基}F28249α(13.1mmol)，和如实施例2所描述的1，1，1-三烷酰基氧基-1，1-二氢-1，2-苯并三氧碘醇-3(1H)-酮(15.7mmol)的酸酐溶液混合物在氮气室温下进行搅拌。反应进程由HPLC监控。当转化完成时，反应用NaHCO₃/Na₂S₂O₃水溶液停止，搅拌10分钟。两相分离，过滤有机相，产物通过HPLC鉴定。方法条件和成品收率如表I所示。

                             表I                                      

                             (I)的         时间            ％

醇              R           当量        h              收率

环己醇           C₂H₅      1.1          0.5             95

环己醇           C₃H₇      1.1          0.5             95

正辛醇           C₂H₅      1.1          0.5             97

正辛醇           C₃H₇      1.1          0.5             97

环辛醇           C₂H₅      1.1          0.5             100

环辛醇           C₃H₇      1.1          0.5             100

苯甲醇           C₂H₅      1.1          0.5             94

苯甲醇           C₃H₇      1.1          0.5             94

2，5-二甲氧基    C₂H₅      1.1          0.3             96

苯甲醇

2，5-二甲氧基    C₃H₇      1.1          0.3             96

苯甲醇

                                表I(续)                              

                                       (I)的         时间         ％

醇                       R            当量        h           收率

3，4，5-三甲氧基          C₂H₅       1.1          0.3          95

苯甲醇

3，4，5-三甲氧基          C₂H₅       1.1          0.3          95

苯甲醇

5-{[(对硝基苯基)          C₂H₅       1.2          0.5          80

羰基]氧基}-

F28249α

5-{[(对硝基苯基)          C₃H₇       1.2          0.5          88

羰基]氧基}-

F28249α

Claims (15)

1.由伯醇或仲醇向对应的醛或酮的选择性氧化方法，该方法包括所述醇与含有通式(RCO)₂O的酸酐和通式I的三烷酰基全碘烷化合物的溶液反应

其中R是C₂-C₄烷基。

2.根据权利要求1的方法，其中R是乙基或正丙基。

3.根据权利要求1或2的方法，其中所述的醇是5-{[(对硝基苯基)羰基]氧基}F28249α，氧化产生了所述醇的23-酮衍生物。

4.根据权利要求3的方法，还包括23-酮衍生物向莫西菌素的转化。

5.根据权利要求1或2的方法，其中所述的醇选自环己醇；正辛醇；环辛醇；苯甲醇；2，5-二甲氧基苯甲醇；和3，4，5-三甲氧基苯甲醇。

6.一种组合物，包含通式(RCO)₂O的酸酐和通式I的三烷酰基全碘烷化合物

其中R是C₂-C₄烷基。

7.根据权利要求6的组合物，还包含溶剂。

8.根据权利要求6或7的组合物，其中R是乙基或正丙基。

9.根据权利要求6-8中任一的组合物，其中通式I的化合物以相对于酸酐约2摩尔％至15摩尔％的量存在。

10.根据权利要求6-8中任一的组合物，其中通式I的化合物以相对于酸酐约4摩尔％至6摩尔％的量存在。

11.根据权利要求7的组合物，其中所述的溶剂是甲苯。

12.由伯醇或仲醇向对应的醛或酮的选择性氧化方法，该方法包括所述的醇与含有溶解于适合的溶剂中的通式(RCO)₂O酸酐和通式I三烷酰基全碘烷化合物的溶液反应

其中R是C₂-C₄烷基。

13.根据权利要求12的方法，其中通式I化合物以相对于酸酐约2摩尔％至15摩尔％的量存在。

14.根据权利要求12的方法，其中通式I化合物以相对于酸酐约4摩尔％至6摩尔％的量存在。

15.根据权利要求12-14中任一的方法，其中的溶剂是甲苯。