二羥乙酸酯和其水合物的制備方法技術

用于制備二羥乙酸酯或其水合物的方法，其中將馬來酸或富馬酸單酯或它們的混合物的水溶性鹽在水溶液中在０－５０℃的溫度下與臭氧反應，和從生成的反應混合物中分離相應的二羥乙酸酯或它們的水合物。（*該技術在2017年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
二羥乙酸酯，如二羥乙酸乙酯、二羥乙酸甲酯和二羥乙酸苯甲酯或者L-(-)-二羥乙酸酯在有機化學中是重要的試劑，這是因為α-酮酯基團是能夠參與大量反應的非常活潑的基團。例如L-(-)-二羥乙酸酯對于不對稱合成、對于諸如氧硫烷(oxathiolanes)之類手性乙縮醛、對于生成烯烴和硝基烷烴的立體控制加成反應或者對于格利雅反應來說是重要的C2結構單元。采用二段臭氧分解反應和還原反應工藝從相應的馬來酸或富馬酸二酯制備二羥乙酸酯已經在多種文獻中有記載。因此，根據J.Org.Chem.1982，47，pp.891-892，通過相應的馬來酸二酯在二氯甲烷中的臭氧分解反應、接下來采用二甲硫還原臭氧化物和進行蒸餾制備例如二羥乙酸乙酯、甲酯或者苯甲酯。WO96/22960也描述了一種用于制備作為二羥基乙酸酯的中間產物的二羥乙酸酯的二段工藝，其中在第一階段，優選地低級脂肪醇存在下，馬來酸二酯或者富馬酸二酯在鹵代烴或者羧酸酯中被臭氧化，和在第二階段，生成的臭氧分解產物用二烷基硫醚或者通過氫的催化氫化反應被還原生成二羥乙酸酯。但是迄今為止已知的這些方法的缺點是臭氧分解步驟產生含過氧化物的臭氧分解產物，它們接著在第二步驟通過催化氫化反應或者在二烷基或芳基硫醚或者三烷基磷化物存在下被還原成相應的二羥乙酸酯。出乎意料的是現已發現馬來酸或富馬酸單酯的水溶性鹽或它們的混合物可以在水溶液中被臭氧化生成相應的二羥乙酸鹽，形成的過氧化物會快速分解，并且以前需要的還原反應步驟也不再需要了。因此，本專利技術提供一種用于制備二羥乙酸酯或其水合物的方法，它包括將馬來酸或富馬酸單酯的水溶性鹽或它們的混合物在溫度為0-50℃的水溶液中與臭氧進行反應，并且從生成的反應混合物中分離相應的二羥乙酸酯或其水合物。本專利技術方法采用的原料化合物是馬來酸或富馬酸單酯的鹽或它們的混合物。適用的鹽是可以生成水溶性化合物的鹽類。其例子是堿金屬鹽或堿土金屬鹽，如鈉、鉀、鈣或鎂鹽。優選地采用馬來酸或富馬酸單酯的鈉或鉀鹽。本專利技術采用的原料化合物的酯部分可以從手性或者非手性醇衍生出來。在采用手性醇類時，所有可得到的空間異構體均適用。優選地采用仲醇或叔醇的酯，特別是無環、單環、雙環萜烯醇的，無環、單環、三環倍半萜烯醇的，或者二或三萜烯醇的酯它們均可被取代。對酯來說特別優選的是從可帶有不同取代基的單環或雙環萜烯醇，如醇、苯基醇、冰片、葑醇等衍生的酯。在本專利技術方法中，優選采用馬來酸或富馬酸單酯的鈉、鉀、鈣或鎂鹽，其酯部分從手性或非手性醇、仲醇或叔醇衍生而成。其實例為馬來酸一苯基酯、馬來酸一酯、馬來酸一葑酯、馬來酸一冰片酯等和類似的富馬酸單酯的鈉、鉀、鈣或鎂鹽。一些馬來酸和富馬酸單酯可以從市場上購得，并且它們可以直接轉變成相應的堿金屬鹽或堿土金屬鹽。但是，也可以通過馬來酸酐(富馬酸)與相應的醇在例如60-120℃的熔體中或在沸點為約80-120℃的適當溶劑，優選地在甲苯中反應首先制備所需的原料化合物。該反應也可以在催化量的硫酸或等效酸存在下進行。當這兩個試劑反應時，應注意最大限度地減少二酯的生成。在熔體中或適當溶劑中制備馬來酸一-L-酯的方法例如在Annalend.Chemie，492，p.273(1935)或者在Chem.Ber.119，p.3494(1986)中有記載。其他馬來酸與富馬酸單酯能夠例如通過相似方法制備。這種單酯可以采用堿，優選地采用碳酸氫鈉或氫氧化鈉或者其它堿金屬或堿土金屬的相應堿從反應混合物中提取出來。具有長脂肪鏈或脂環體系的馬來酸和富馬酸單酯的鹽具有優良的表面活性劑性能，就是說可將一些用于制備酯的溶劑在提取過程中加入到水相中。但是由于在一些環境中，在臭氧分解過程中存在該溶劑會阻止相應目的產物的結晶，因此如果它們是晶體的話，必須在臭氧分解反應之前通過共沸蒸餾將該溶劑去除。另外，這些鹽中的一部分當通入氣體時具有極大的形成大量泡沫的趨勢，因此在臭氧分解反應溶液中加入抗臭氧的防沫劑是有利的。優選地采用聚硅氧烷基防沫劑。防沫劑的量基于臭氧分解反應溶劑總量并且也根據形成泡沫的趨勢大小約為0.01-0.2體積％，優選地為0.05-0.15體積％。可以在臭氧分解反應之前，優選地采用甲苯進一步提取該鹽溶液。將在單酯制備過程中生成的并且含有少量二酯和醇的甲苯母液返回到酯化反應中。其它適用的堿金屬或堿土金屬鹽可以通過類似的方式獲得。為了進行臭氧分解反應，如上所述得到的馬來酸或富馬酸單酯或它們混合物的鹽溶液可以進一步用水稀釋。臭氧分解反應在0-50℃的溫度下進行，該溫度優選地為10-30℃。在本專利技術方法中，將含有臭氧的O2氣流通入相關原料化合物的水溶液中直至吸收了等量的或稍過量的臭氧為止。反應的結束和持續時間可以通過消耗臭氧的理論量確定，也可以很容易地通過同時出現的臭氧的增加來確定。在本專利技術方法中，最初形成的臭氧化物或過氧化氫立即分解生成相應的終產物和相應的分裂產物，例如分解生成相應的二羥乙酸酯水合物和草酸鈉，該終產物不含過氧化物。相應的二羥乙酸酯或其水合物的分離過程根據相應的該終產物所形成的凝聚狀態來進行。如果在臭氧分解反應完成之后，相應的終產物是固體，那么從得到的懸浮液中通過例如過濾將其分離。接下來，用水將其洗滌并將終產物在適當條件下，例如在20-40℃的溫度并小于10毫巴的減壓下干燥。根據純度需要，終產物可以進一步通過從烴，例如己烷或醚，例如二異丙醚中重結晶來進一步純化。可以通過例如從臭氧分解反應溶液中提取來分離液態終產物。在此適用的提取劑是烴、醚或者乙酸乙酯。萃取之后，合并有機相，用水洗滌并干燥。接下來過濾出干燥劑，優選地在減壓下除去溶劑并干燥剩余的終產物。因此，本專利技術的方法適用于馬來酸或富馬酸單酯或它們混合物的水溶性鹽的臭氧化反應。特別是本專利技術的方法適用于制備手性和非手性醇，優選地為仲醇或叔醇，并且特別優選地為視具體情況而定地含不同取代基的單環和雙環萜烯醇的二羥乙酸鹽和/或它們的水合物。相應終產物可以以高純度和高產率獲得。實施例1a)馬來酸一-L-酯的制備將125.02克(0.8摩爾)馬來酸酐和117.67克L-醇在400毫升甲苯中在攪拌情況下回流4小時。(根據GC檢測，反應是當GC產物峰占大約90-94％面積并且不再升高時完成)接著將反應溶液冷卻到室溫并且每次采用200毫升水洗滌兩次來除去剩余的馬來酸酐。將每種情況下兩相混合物放置大約15分鐘以使分離完全。形成的馬來酸一-L-酯采用1344克5％的碳酸氫鈉溶液提取到水相。相分離需要大約1小時。將少量的L-醇和二酯用有機相去除并可以返回到該工藝中。因為馬來酸一-L-酯由于其表面活性劑性能而導致將相當量的甲苯加入到水相中，該甲苯通過共沸蒸餾去除。馬來酸單酯鈉含量的確定NMR/HPLC大約1420-1460克鈉鹽溶液，含量(HPLC)12.5-14.0％含有大約180-200克馬來酸單酯鈉(80-90％，理論值221.04克)M.p.88.4℃αD20＝-76.8°(c＝1，乙腈/水為95∶5)1H-NMR(CDCl3)δ＝0.78(d，J＝7Hz，3H，CH3)，0.88-0.95(br m，1H，薄荷基H)，0.91(d，3H，CH(CH3)2)，0.94(d，3H，CH(CHH3)2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種二羥乙酸酯或其水合物的制備方法，其中包括將馬來酸或富馬酸單酯或者它們的混合物的水溶性鹽在水溶液中在０－５０℃的溫度下與臭氧反應，和從生成的反應混合物中分離相應的二羥乙酸酯或它們的水合物。

【技術特征摘要】
AT 1996-11-21 2032A/961.一種二羥乙酸酯或其水合物的制備方法，其中包括將馬來酸或富馬酸單酯或者它們的混合物的水溶性鹽在水溶液中在0-50℃的溫度下與臭氧反應，和從生成的反應混合物中分離相應的二羥乙酸酯或它們的水合物。2.根據權利要求1的方法，其中所用的鹽是馬來酸或富馬酸單酯或它們混合物的鈉、鉀、鈣或鎂鹽。3.根據權利要求1的方法，其中所用馬來酸或富馬酸單酯是手性...

【專利技術屬性】
技術研發人員：E克羅伊姆斯坦，W亨德爾，K雷特，C伯格，A普勞斯，KH吉塞爾伯海特，E番多弗，
申請(專利權)人：DSM林茨化學有限公司，
類型：發明
國別省市：AT[奧地利]