[发明专利]制备氧杂-双环烯烃的方法

说明书

本发明公开了一种经由环烷酮和烯丙醇化合物在有机酸、锰催化剂和氧的存在下在预定温度的反应来制备氧杂‑双环烯烃的方法。

技术领域

本发明涉及通过环烷酮和烯丙醇或其衍生物在有机酸、锰催化剂和氧的存在下的反应来合成氧杂-双环烯烃，特别是用于制备3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14-十二氢-2H-环十二烷并[b]吡喃(3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14-dodecahydro-2H-cyclododeca[b]pyran，BCP)(其为香料工业中广泛使用的化合物)的一步法。

背景技术

具有12-16个原子的氧化大环是有价值的香料成分，例如，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14-十二氢-2H-环十二烷并[b]吡喃(BCP；也称作13-氧杂双环[10.4.0]十六-1(12)-烯)和环十五烷内酯(Exaltolide)。这些化合物如以下方案1中所示典型地通过共同中间体酮-醇来生产。

方案1.通过共同中间体生产的氧化大环

已经在文献中描述了用于该中间体以及之后两种目标产物的合成的四种不同途径。

第一报道途径采用15-30mol％的量的叔丁基过氧化物在间歇式反应中获得酮-醇中间体，基于加入反应混合物中的起始材料环十二酮的量的收率低于25％。参见US3856815。该方法在高温(＞135℃)下操作以获得合理的收率。另外，必须小心地以使得过氧化物的分解和合成反应良好结合的速率将反应物加入到反应混合物中，由此使得批次之间收率重现性低。

第二途径包括利用氢化铝锂对十二烷环上的亚胺基和相邻烷基酯基之间的环化，收率为50％。参见Mahajan等，Synthesis 1980，1，64-6。氢化铝锂是昂贵的试剂，其对工厂操作人员的健康有害，在使用水的后处理(work-up)期间具有爆炸性，并且产生大量的有害固体废物。如此，铝试剂的使用不是成本有效的，特别是大规模的情况下。

第三途径遵循三步法，其包括(i)酮的缩酮保护，(ii)利用铝还原剂的部分缩酮打开，和(iii)利用强酸的环化以获得氧化大环(macrocyle)产物，收率为10％以下。步骤(iii)参见Gassman等，J.Org.Chem.1993，1449-57。来自该途径的收率低并且铝试剂的使用不是成本有效的。

如以下方案2中所示的第四途径也包括三个步骤：(i)由十二酮和1，3-二醇在催化量的对甲苯磺酸或对甲苯磺酸吡啶盐的存在下制备螺缩醛，(ii)通过脱保护和使用三异丁基铝的螺缩醛的醚裂解而获得羟基乙烯基醚，和(iii)通过羟基乙烯基醚的成环消除而形成氧化大环。参见Hanaki等，Tetrahedron 1996，52(21)，7297-7320。除了低收率之外，该途径不是成本有效的，因为其使用了三异丁基铝。

方案2.通过羟基乙烯基醚的BCP的合成

在上述方法中，仅第一个采用一步合成法来制备目标香料化合物。尽管如此，其需要大量的有害的过氧化二-叔丁基。

存在开发一种有成本效益的、安全的以合理的收率制备氧杂-双环烯烃的方法的需求。

发明内容

本申请公开氧杂-双环烯烃的合成，该合成经由包括环烷酮和烯丙醇化合物之间在有机酸、锰催化剂和氧的存在下在高温的反应的一步法进行。该方法通过使用可重复利用的锰催化剂提供显著的成本节约，以及通过减少大量的工艺废物和避免使用传统途径中的有害且昂贵的铝试剂而提供环境友好且可持续的合成。

在一个方面，本发明提供一种通过如下步骤制备氧杂-双环烯烃的方法：使(i)环烷酮和(ii)烯丙醇化合物在有机酸、锰催化剂和氧的存在下在60至200℃的温度反应1至24小时。