制備4-甲基戊-3-烯-1-醇衍生物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及有機(jī)合成領(lǐng)域，并且更具體地涉及一種通過呈現(xiàn)良好的選擇性的異構(gòu) 化制備式（I)中定義的4-甲基戊-3-烯-1-醇衍生物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 如式⑴中所定義的許多4-甲基戊-3-烯-1-醇衍生物本身是有用的產(chǎn)品 或者是制備其它重要原材料的有用中間體。作為聚異戊二烯衍生物的式（I)的化合物 特別地令香料工業(yè)感興趣，并且特別是4, 8-二甲基壬-3, 7-二烯-1-醇或4, 8, 12-三 甲基十三碳-3, 7, 11-三烯-1-醇。后一化合物被描述為用于制備工業(yè)相關(guān)化合物諸 如CetaloxK (十二氫-3a, 6, 6, 9a-四甲基-萘并[2, 1-b]呋喃；來源：Firmenich SA,Geneva,Switzerland)的重要中間體。
[0003] 式⑴的化合物4, 8, 12-三甲基十三碳-3, 7, 11-三烯-1-醇已經(jīng)通過許 多不同的方法來制備，諸如相應(yīng)羧酸衍生物的還原（例如，參見K.Ishihara等人的 JACS，2002, 3647)或者通過其它新奇方法諸如基于硼化學(xué)的方法（例如，參見D.S.Dodd等 人的J0C，1992, 2794)。所有這些方法均是復(fù)雜或冗長的合成并且在工業(yè)規(guī)模上幾乎不可 行。
[0004] 這些現(xiàn)有技術(shù)均未報(bào)道通過式（II)的化合物的異構(gòu)化來制備式（I)的衍生物，其 總體而言是一種容易的方法。
[0005] 從US7250536而為本領(lǐng)域公知的是，在[RuC0D(2-甲基烯丙基）2]和 BF3 ? (AcOH)2 (Ru絡(luò)合物加路易斯酸）的存在下將二取代的雙鍵異構(gòu)化為三取代的雙鍵。但 是，施行所述方法的溫度為約l〇〇°C或者暗示所述催化劑在本申請中描述的底物種類為避 免形成副產(chǎn)物所需的溫和條件下無效。另外，該專利著眼于環(huán)狀底物，相對于可能產(chǎn)生共軛 產(chǎn)物且具有可能迀移的多個(gè)雙鍵的直鏈底物而言，其選擇性問題不那么具有挑戰(zhàn)性。
[0006] 本發(fā)明方法所解決的問題是達(dá)到有利于期望產(chǎn)物的充分的選擇性（參見實(shí)施 例），同時(shí)具有可以在工業(yè)規(guī)模上應(yīng)用的反應(yīng)條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 現(xiàn)在我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以通過具有高選擇性和最低副產(chǎn)物形成的新型催化異構(gòu)化 以有利的方式來生產(chǎn)式（I)的衍生物。
[0008] 因此，本發(fā)明的第一個(gè)目標(biāo)是一種通過異構(gòu)化相應(yīng)的式（II)的化合物來制備式 (I)的化合物的方法，
[0009]
[0010] 其中X表示CHO、CH(OR1) 2、C00H、COOR2、CON(R3) 2或CH20H基團(tuán)，R1 獨(dú)立地表示CH 烷基或結(jié)合在一起表示c2_8烷二基，R2表示Ci_5烷基，R3獨(dú)立地表示Ci_4烷基或結(jié)合在一起 表不任選地包含釀官能團(tuán)的〇3_8燒>基；并且
[0011 ]R表不Cp12烷基或C5_12環(huán)烷基、C2_12條基或C5_12環(huán)條基、或C6_12燒^條基 (alkandienyl)或C6_12環(huán)燒二烯基；
[0012]
[0013] 其中R和X具有與式（I)中相同的含義；
[0014] 所述異構(gòu)化是在式（III)的絡(luò)合物的存在下進(jìn)行的：
[0015] [Ru(二烯基）2H]A(III)
[0016] 其中，
[0017] 二烯基表示包含碳-碳雙鍵和C=C_C_部分的C5_(：22烴基團(tuán)；并且
[0018] A為弱配位或非配位陰離子。
[0019] 為了清楚起見，應(yīng)當(dāng)理解的是，表述"烴"是指本領(lǐng)域的通常含義，即僅包含碳和氫 原子并且可以是直鏈、支鏈或環(huán)狀的基團(tuán)。
[0020] 為了清楚起見，應(yīng)當(dāng)理解的是，表述"絡(luò)合物"是指可以為催化劑或其前體的物種。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的特定的實(shí)施方式，所述X表示COOHXOOR2或CH2OH基團(tuán)，R2表示Ci_5 烷基。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的任一上述實(shí)施方式，所述R是直鏈的或支鏈的烷基、烯基或非共軛 的烷二烯基。根據(jù)本發(fā)明的任一上述實(shí)施方式，所述R為C2_12基團(tuán)或甚至C4_12基團(tuán)。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的任一上述實(shí)施方式，所述R可以是式（i)的基團(tuán)：
[0024]
[0025] 其中m為0、1或2。根據(jù)本發(fā)明的任一上述實(shí)施方式，所述m為1或2。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的任一上述實(shí)施方式，式（I)的化合物是4,8_二甲基壬-3, 7-二 烯-1-醇且相應(yīng)的化合物（II)為8-甲基-4-亞甲基-壬-7-烯-1-醇，或者式（I)的化 合物為4, 8, 12-三甲基十三碳-3, 7, 11-三烯-1-醇且相應(yīng)的化合物（II)為8, 12-二甲 基-4-亞甲基-十三碳-7, 11-二烯-1-醇。
[0027] 式（II)的化合物是已知的化合物且可以根據(jù)文獻(xiàn)來獲得。
[0028]化合物（I)和（II)可以具有一個(gè)碳-碳雙鍵或者兩個(gè)可以具有不同立體化學(xué)（即 可以為E或Z構(gòu)型）的碳-碳雙鍵。所述化合物的所述碳-碳雙鍵各自獨(dú)立地可以為構(gòu)型 E或Z或它們的混合，或換言之，各個(gè)碳-碳雙鍵可以為基本純的異構(gòu)體（即，在式（I)的 化合物的R為式（i)中m為0或1的基團(tuán)時(shí)的（3E)，或者在式（I)的化合物的R為式（i) 中m為2時(shí)的（3E，7E))或者為異構(gòu)體的混合物，例如在其中兩個(gè)碳-碳雙鍵具有不同的立 體化學(xué)的情況，如包含各種w/w比的異構(gòu)體（3E，7E)和（3Z，7E)的混合物4, 8, 12-三甲基 十二碳 _3, 7, 11-二稀-1-醇。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的任一上述實(shí)施方式，起始化合物（II)為8, 12-二甲基-4-亞甲基 十三碳-7, 11-二烯-1-醇，例如為構(gòu)象（E)和（Z)的異構(gòu)體的混合物的形式，其中（E)異 構(gòu)體占起始材料的總重量的至少50%w/w、或甚至80%w/w或甚至90%w/w。在此種情況 下，所獲得的化合物（I)為各種雙鍵構(gòu)象的異構(gòu)體的混合物，諸如（3E，7E)-4, 8, 12-三甲 基十三碳-3, 7, 11-三烯-1-醇、（3E，7Z)-4, 8, 12-三甲基十三碳-3, 7, 11-三烯-1-醇和 (3Z，7E)-4, 8, 12-三甲基十三碳-3, 7, 11-三烯-1-醇。根據(jù)本發(fā)明的特定的實(shí)施方式， 當(dāng)化合物（I)為4, 8, 12-三甲基十三碳3, 7, 11-三烯-1-醇時(shí)，所述化合物為（3E，7E)、 (3E，7Z)、（3Z，7E)和（3Z，7Z)異構(gòu)體的混合物的形式，其中異構(gòu)體（3E，7E)占所述混合物 的至少50%w/w或甚至60%w/w或甚至80%w/w或甚至90%w/w。
[0030] 本發(fā)明的方法是在式[Ru(二烯基）2H]A的絡(luò)合物的存在下進(jìn)行的。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的任一上述實(shí)施方式，所述A為弱配位或非配位單陰離子。具體地，所 述A表示NO3'HSO4'BF4'PFpSbFpAsFpF-或RxSO3-,其中Rx為氟原子或C烷基或任 選地被一至三個(gè)Cp4烷基取代的CHtl芳族基或Ci_8氟代烷基。氟代烷基是指部分或完全氟 代的烷基，諸如CF3。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的任一上述實(shí)施方式，所述A為單陰離子。具體地，所述A表示NO3' BFpPF6'SbFpAsF6'r或RXS(V，其中Rx為氟原子或Ci_8烷基或Ci_8氟代烷基。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的任一上述實(shí)施方式，所述A為單陰離子。具體地，所述A表示BF4' PF6_、SbF6'AsF6_、F+或RXS03_，其中Rx是氟原子或CH3或CF3或苯基或?qū)妆锦；?br>[0034] 根據(jù)本發(fā)明的任一上述實(shí)施方式，所述A為BF4'
[0035] 根據(jù)本發(fā)明的任一上述實(shí)施方式，所述二烯基是去質(zhì)子化的二烯烴，其中二烯烴 是指包含兩個(gè)碳-碳雙鍵并且不為芳香族的C5-C22烴基團(tuán)。因此，所述"二烯基"包含碳-碳 雙鍵和C=c-c_部分。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的任一上述實(shí)施方式，所述二烯基以及產(chǎn)生它的二烯為直鏈、支鏈或 環(huán)狀的基團(tuán)。根據(jù)本發(fā)明的任一上述實(shí)施方式，所述二烯基為C5_12基團(tuán)。
[0037] 作為適合的"二烯基"的非限制性例子，可以列舉化合物諸如環(huán)辛二烯基，也稱為 "codyl"（例如，1，3-或1，4-或1，5-環(huán)辛二烯基），降冰片二烯基，2, 4-二甲基戊二烯基， 2, 3, 4-三甲基戊-1，3-二烯基，2, 7-二甲基-辛二烯基或環(huán)庚二烯基，并且衍生所述二烯 基的相應(yīng)二烯分別為COD(環(huán)辛二烯）或NBD(降冰片二烯）、2, 4-二甲基-1，3-戊二烯、 2, 3, 4-二甲基戊-1，3-二稀、2, 7-二甲基-2, 6-辛二稀或環(huán)庚-1，4-二稀。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的任一上述實(shí)施方式，所述式（III)的絡(luò)合物為[Ru(codyl)2H]A、 [Ru(環(huán)庚二烯基）2H]A、[Ru(2, 3, 4-三甲基戊-1，3-二烯基）2H]A或[Ru(2, 4-二甲基-戊 二烯基）2H]A。
[0039] 式（III)的絡(luò)合物是已知的化合物并且可以通過采用現(xiàn)有技術(shù)工藝如FR 2887253、EP1283843、Salzer等人，OM2000,（19),5471 或Cox和Roulet,Chem. Commun.，1988, 951 或F.Bouachir等人，Nouv.J.Chim.，1987, 11，527 或所述文獻(xiàn)的組合中 所描述的工藝來制備。所述絡(luò)合物可以原位形成。在實(shí)施例部分中示出了實(shí)際例子。
[0040] 可以大范圍的濃度將所述絡(luò)合物加入到本發(fā)明方法的反應(yīng)介質(zhì)中。作為非限制性 的例子，可以列舉相對于底物（II)的摩爾量為0.01%~15%的范圍的絡(luò)合物濃度值。優(yōu) 選地，絡(luò)合物的濃度為0. 2%~2%。不言而喻的是，如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，絡(luò)合物的最 佳濃度將取決于該絡(luò)合物的性質(zhì)、底物的性質(zhì)、方法工藝過程中所使用的溫度、以及期望的 反應(yīng)時(shí)間。
[0041] 反應(yīng)優(yōu)選是在惰性氣氛下進(jìn)行的，例如在N2、Ar或它們的混合物下。根據(jù)本發(fā)明 的任一上述實(shí)施方式，所述惰性氣氛可以進(jìn)一步包含多至5%體積/體積的H2。
[0042] 所述反應(yīng)可以在存在溶劑或不存在溶劑的條件下進(jìn)行。當(dāng)因?yàn)閷?shí)踐原因而需要或 使用溶劑時(shí)，那么在此種反應(yīng)類型中當(dāng)前的任何溶劑均可以用于本發(fā)明的目的。非限制性 的例子包括C6_1(l芳族溶劑，諸如苯或甲苯或二甲苯；C3_9酯，諸如AcOEt;Ci_2氯化溶劑，諸如 CH2Cl2或二氯乙烷；C2_9醚，諸如四氫呋喃、甲基四氫呋喃、二甲氧基乙烷、二乙醚；C2_9醇，諸 如甲醇；或它們的混合物。根據(jù)本發(fā)明的任一上述實(shí)施方式，優(yōu)選的溶劑是芳族溶劑，諸如 苯或甲苯或二甲苯；C3_9酯，諸如AcOEt;Ci_2氯化溶劑，諸如CH2Cl2或二氯乙烷。溶劑的選 擇以底物的性質(zhì)以及絡(luò)合物的性質(zhì)為基礎(chǔ)，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在各種情況下能夠選擇最 便利的溶劑以優(yōu)化反應(yīng)。
[0043] 可以進(jìn)行所述異構(gòu)化的溫度在-20°C和95°C之間，更優(yōu)選在20°C和60°C的范圍 內(nèi)。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)起始原料和最終產(chǎn)物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)以及期望的反應(yīng)或轉(zhuǎn)化 時(shí)間來選擇優(yōu)選的溫度。
【具體實(shí)施方式】
[0044] 現(xiàn)在將通過下列實(shí)施例的方式來進(jìn)一步詳細(xì)說明在所在其實(shí)施方式中的本發(fā)明， 其中縮寫具有本領(lǐng)域的普通含義，溫度單位為攝氏度（°C) ;NMR波譜數(shù)據(jù)是在CDCl3中以 360MHz或IOOMHz儀器分別對1H或13C進(jìn)行記錄的，化學(xué)位移S以TMS為標(biāo)準(zhǔn)，單位為ppm， 偶合常數(shù)J單位為Hz。
[0045] 下文中使用的下列縮寫具有下列含義：
[0046] COD:1，5_ 環(huán)辛二烯
[0047] 反應(yīng)方案:對于其中R為Et的化合物
[0048]
[0049] 產(chǎn)物（I)以及兩個(gè)副產(chǎn)物之一均具有三取代的雙鍵，這一事實(shí)使得難以實(shí)現(xiàn)選擇 性。另外，當(dāng)X不是醇時(shí)，（I)的雙鍵仍然能夠迀移以形成更穩(wěn)定的共軛雙鍵。
[0050] 絡(luò)合物（III)的制各（溶液的形式）
[0051] 一般工序:
[0052] 使用前體：
[0053] _ 溶液絡(luò)合物⑴ _([Ru(n5_C8Hn) 2H]BF4)
[0054] 在手套箱中，在Schlenk管裝入[RuCOD(甲基烯丙基）2]絡(luò)合物（0. 08mmol)、 COD(0?lml)和EtOAc(Iml)。攪拌混合物