[发明专利]脱水糖醚的制备方法

说明书

临时申请交叉引用

本申请基于并要求提交于2008年3月24日的临时美国专利申请号61/038,950(代理人案号010253-0024)的优先权的权益，其完整内容在此以引用方式并入。

发明领域

本申请属于通过脱水糖醇的烷基化制备脱水糖醚的方法。特别地，本申请涉及用固相碱性催化剂使脱水糖醇烷基化的方法。

发明背景

天然产物是一个快速扩大的研究领域。技术人员更加关注基于化石燃料的化合物的使用和消耗。因此，为降低全球环境负荷，正研究利用可再生产品的新方法。由于1，4：3，6-二失水己糖醇是从天然产物中获得，因此被当作源于生物质的物质。1，4：3，6-二失水己糖醇在诸如以下的各种有机合成反应方案中是重要的起始物料和中间体，如在许多药物化合物的形成、在食品生产、化妆品生产、塑料和聚合物生产中。一种这样类别的1，4：3，6-二失水己糖醇衍生物是醚衍生物。1，4：3，6-二失水己糖醇的醚衍生物，如异山梨醇二硝酸酯，可用作通过提高进入心脏的血流而减轻绞痛发作的疼痛并减少这种发作的频率的药物。例如，美国专利号4,976,965公开了一种含异山梨醇硝酸酯和二氢吡啶的混合物以及亚烷基二醇醚的药物组合物。

另一重要衍生物是二甲基异山梨醇，其可用作工业溶剂和药物添加剂，也可用于个人护理品。二甲基异山梨醇的结构如下所示：

二甲基异山梨醇醚

通过在碱或相转移催化剂如四正丁基溴化铵、苄基三乙基溴化铵或N-甲基-N，N-二辛基辛烷-1-氯化铵存在下，使卤代烷和二烷基硫酸酯与诸如异山梨醇和异二缩甘露醇(1，4：3，6-二失水己糖醇)的脱水糖反应制备双脱水糖醚。然而，为达到具有成本效益的合理产率，这些方法需要高纯度的脱水糖起始物料。

需要一种简单而有成本效益的方法来以合理产率生产非常纯的脱水糖醚，而不必用纯的脱水糖醇作为起始物料。

发明概述

本公开内容的一方面提供一种用固相催化剂使脱水糖醇烷基化以形成双脱水糖醚的方法。

在一个实施方案中，脱水糖化合物的烷基化的方法包括以下步骤：在固相碱性催化剂存在下使碳酸二烷基酯与脱水糖化合物反应。脱水糖化合物通常选自由脱水糖醇、双脱水单醚及其混合物构成的组。在某些实施方案中，碳酸二烷基酯的烷基部分包括具有1至10个碳原子的烷基。例如，该烷基是甲基、乙基、丙基和丁基中的一种。在某一特定的实施方案中，脱水糖化合物是异山梨醇。

本公开内容的一个示例性实施方案的反应步骤将沸石用作固相碱性催化剂。在一个实施方案中，沸石催化剂是含铵基团的沸石。在某些实施方案中，反应在240℃以下的温度下进行。此外，反应时间为2小时或更短。

本公开内容的另外的优势和其他特征将在接下来的描述中部分地阐述，而部分地将在本领域普通技术人员研究以下内容时变得清楚，或可从本公开内容的实践中学习到。可按照所附权利要求书中特别指明的来实现并获得本公开内容的优势。

应意识到，本公开内容能够用于其它的和不同的实施方案，并且其若干细节在多种明显的方面能够改进，所有这些并未脱离本公开内容。因此，附图和说明书实际上应被视为说明性的，而非限制性的。

发明详述

本公开内容涉及一种用碳酸烷基酯作为起始物料使脱水糖醇烷基化的方法。特别地，本发明涉及通过在固相催化剂存在下使脱水糖醇或脱水糖醚与碳酸烷基酯反应生产双脱水糖醚。

适于用作本文公开的方法中的起始物料的典型的脱水糖化合物包括双脱水山梨醇(即异山梨醇)和或双脱水甘露醇(即异二缩甘露醇)以及本领域已知的其它类似的化合物。根据本公开内容制备的双脱水单醚的实例包含异山梨醇单烷基醚和异二缩甘露醇单烷基醚。脱水糖醇和双脱水单醚可被混合，并用作起始物料。示例性的起始物料是异山梨醇，因为其可容易地得到或易于由山梨醇脱水来制得。双脱水糖化合物可以是含异山梨醇的粗反应混合物。

碳酸烷基酯的烷基部分是含1至10个碳原子的烷基。烷基部分的实例包括甲基、乙基、丙基和丁基。示例性的碳酸烷基酯是碳酸二甲酯。

固相碱性催化剂可以是沸石催化剂或强碱。沸石催化剂是含铵基团的强碱性沸石催化剂，但该催化剂可包括碱改性的粘土、矾土、树脂和硅胶。沸石催化剂代表性的实例包括ZSM-5型沸石催化剂如Zeoyst International的CBV8014、CBV3024E、CBV2314、CBV5524E或CBV28014，以及镁碱沸石型催化剂如CP914和CP914C。碱可以是氢氧化钠、氢氧化锂或氢化锂。通常，碱性越强，二烷基脱水糖醚的产率越大。