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1、(10)申请公布号 CN 102939156 A (43)申请公布日 2013.02.20 CN 102939156 A *CN102939156A* (21)申请号 201180013604.4 (22)申请日 2011.03.14 102010002811.8 2010.03.12 DE B01J 31/22(2006.01) B01J 31/02(2006.01) B01J 31/26(2006.01) B01J 31/30(2006.01) C01B 35/06(2006.01) C01G 9/04(2006.01) C01G 49/10(2006.01) C07F 19/00(200。
2、6.01) (71)申请人 凯密特尔有限责任公司 地址 德国法兰克福 (72)发明人 U韦特尔曼 A默佐 S兰格 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 石克虎 林森 (54) 发明名称 在含氧供体的溶剂或溶剂混合物中的路易斯 酸溶液 (57) 摘要 本发明涉及选自元素周期表第 8、 12 和 13 族 的元素的含卤素的路易斯酸或选自所述路易斯酸 的混合物在质子惰性的、 不对称取代的式 (I) 的 醚中或在包含这样的醚和烃的溶剂混合物中的溶 液, 以及根据本发明的溶液的制备。 所述溶液可用 于无机、 有机和金属有机的合成中。其中 : R1 R 2 且 R1、 。
3、R2彼此独立地为 H, 或官能化的或未官能 化的支化的或未支化的具有 1-20 个 C- 原子的烷 基、 烷氧基、 环烷基、 环烷氧基或具有1-12个C-原 子的芳基或芳氧基。对于 R1 H 的情况, R 2不等 于 H。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.09.11 (86)PCT申请的申请数据 PCT/EP2011/053788 2011.03.14 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/110691 DE 2011.09.15 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要。
4、求书 2 页 说明书 5 页 1/2 页 2 1. 路易斯酸的溶液, 所述路易斯酸选自元素周期表第 8、 12 和 13 族的元素的含卤素的 路易斯酸或选自所述路易斯酸的混合物, 其特征在于, 将所述路易斯酸或所述路易斯酸的 混合物溶解在质子惰性的、 不对称取代的含氧供体的溶剂中。 2. 根据权利要求 1 的溶液, 其特征在于, 将所述路易斯酸溶解在不对称取代的醚或者 两种或多种不对称取代的醚的混合物中, 其中所述路易斯酸在该溶液中的比例在 10-70 重 量之间, 优选在 20-55 重量之间。 3.根据权利要求1或2的溶液, 其特征在于, 将所述路易斯酸溶解在不对称取代的醚与 一种或多种烃。
5、的混合物中或者在两种或多种不对称取代的醚与一种或多种烃的混合物中, 其中所述路易斯酸在该溶液中的比例在 10-70 重量之间, 优选在 20-55 重量之间。 4. 根据权利要求 1-3 的溶液, 其特征在于, 所述路易斯酸选自锌、 硼和铁的卤化物或选 自这些卤化物的混合物。 5. 根据权利要求 1-4 的溶液, 其特征在于, 所述路易斯酸选自二氯化锌、 二溴化锌、 二 氯化铁和三氯化铁或这些化合物的混合物。 6. 根据权利要求 1-5 的溶液, 其特征在于, 质子性杂质的含量在 0-10mol之间, 优选 在 0.001-5mol之间。 7. 根据权利要求 1-6 的溶液, 其特征在于, 所。
6、述不对称取代的醚是通式 I 的化合物, 其 中 R1R2且R1、 R2彼此独立地选自H, 或官能化的或未官能化的支化的或未支化的具有 1-20 个 C- 原子的烷基、 烷氧基、 环烷基、 环烷氧基或具有 1-12 个 C- 原子的芳基或芳氧基, 其中, 对于 R1 H 的情况, R2不等于 H 和 其中优选的是 H、 甲基、 甲氧基、 甲基甲氧基、 乙基、 乙氧基、 甲基乙氧基、 正丙基、 丙氧 基、 甲基丙氧基、 异丙基、 正丁基、 2- 丁基、 异丁基、 叔丁基、 正戊基、 异戊基、 新戊基、 叔戊基、 己基、 正庚基、 异庚基、 正辛基、 异辛基、 2- 乙基 -1- 己基、 2, 2,。
7、 4- 三甲基戊基、 壬基、 癸基、 十二烷基、 正十二烷基、 环戊基、 环己基、 环庚基、 甲基环己基、 乙烯基、 1- 丙烯基、 2- 丙烯 基、 萘基、 蒽基、 菲基、 邻甲苯基、 对甲苯基、 间甲苯基、 二甲苯基、 乙基苯基、 基、 苯基、 五氟 苯基、 苯氧基、 甲氧基苯基、 苄基、 Mesistyl、 新苯基、 1, 1, 2- 三甲基丙基甲硅烷基、 三甲基甲 硅烷基、 三异丙基甲硅烷基、 三 ( 叔丁基 ) 甲硅烷基 )、 1, 1, 2- 三甲基丙基二甲基甲硅烷基 和其中特别优选的是 R1甲基且 R2 H(2- 甲基四氢呋喃 )。 8. 根据权利要求 1-7 的溶液, 其特征在。
8、于, 所述不对称取代的醚是 2- 甲基四氢呋喃。 9. 根据权利要求 8 的溶液, 其特征在于, 所述溶液另外包含烃, 其中作为烃优选苯、 甲 苯、 乙基苯、 间二甲苯、 对二甲苯、 邻二甲苯、 环己烷、 庚烷、 正己烷、 甲基环己烷或异丙苯或 这些烃的混合物。 10. 根据权利要求 1-9 的溶液, 其特征在于, 所述溶液包含甲苯作为烃。 11. 根据权利要求 10 的溶液, 其特征在于, 在产物溶液中烃的含量在 0.1-70 重量之 间, 优选在 5-55 重量之间。 12.根据权利要求10或11的溶液, 其特征在于, 使用质子惰性的、 不对称取代的含氧供 体的溶剂或者质子惰性的、 不对称。
9、取代的含氧供体的溶剂与烃的混合物。 13. 用于制备根据权利要求 1-12 的溶液的方法, 其特征在于, 将质子惰性的、 不对称取 代的含氧供体的溶剂或者质子惰性的、 不对称取代的含氧供体的溶剂与一种或多种烃的混 权 利 要 求 书 CN 102939156 A 2 2/2 页 3 合物预先置于反应容器中, 并将路易斯酸以一份或多份地或者连续地引入。 权 利 要 求 书 CN 102939156 A 3 1/5 页 4 在含氧供体的溶剂或溶剂混合物中的路易斯酸溶液 0001 本发明涉及在不对称取代的醚中或在包含不对称取代的醚和烃的溶剂混合物中 的路易斯酸溶液, 该根据本发明的溶液的制备和该溶液。
10、在无机、 有机和金属有机合成中的 应用。 0002 此外, 本发明涉及元素周期表的第 8、 12 和 13 族的元素的卤化物化合物在不对称 取代的醚中或在不对称取代的醚和烃的混合物中的溶液。 0003 路易斯酸广泛应用于化学合成领域。例如在狄尔斯 - 阿尔德反应、 自由基介导的 反应、 福瑞德 - 克莱福特 - 烷基化或 - 芳基化或者醛醇缩合反应中通过添加路易斯酸可以 提高合成反应的产率以及任选控制相应反应的区域选择性、 对映体选择性或非对映体选择 性 (H.Yamamoto, Lewis-Acids in Organic Synthesis, Wiley-VCH, 2000, 卷 1 和 。
11、2 及其引 文)。 此外, 路易斯酸用于金属有机化合物、 元素氢化合物(EHx)、 元素卤素氢化合物、 金属元 素氢化物和络合的金属氢化物的制备, 例如用于铜 - 或锌有机化合物、 铝烷 (AlH3)、 氯代铝 烷 (Chloralanen)(AlHxCl(3-x)、 硼氢化锌或氢化铝锂 (P.Knochel, P.Jones 在 Organozinc Reagents 中 ( 编 辑 : L.M.Harwwod, C.J.Moody), Oxford University Press Inc., New York, 1999 及其引文 ; C.Elschenbroich, A.Salzer,。
12、 Organometallchemie, Teubner, 1993, 第 3 版 ; A.J.Downs, C.R.Pulham, Chem.Soc.Rev.1994, 175 ; A.E.Finholt, A.C.Bond Jr.H.I.Schlesinger, J.Am.Chem.Soc.1947, 69, 1199)。路易斯酸的溶液具有在与痕量水 接触时分解的缺点, 因此原材料应具有极其小的水含量, 以使溶液中的路易斯酸的含量达 到最大。此外, 经常将含卤素的路易斯酸作为原料用于制备有机取代的或手性的路易斯 酸。另一个应用领域是由路易斯酸催化的 C-C- 偶合反应 (M.Nakamur。
13、a, S.Ito, K.Matsuo, E.Nakamura, Synlett.2005, 11, 1794 ; A.Frstner, G.Seide, DE-A-10355169)。 0004 固体的含卤素的路易斯酸通常是腐蚀性极强的和吸湿的。因此, 在化学合成中该 固体的计量加入是成问题的, 因为其必须排除空气和排除水分进行。该化合物在所使用的 材料上的附着同样是成问题的, 因为由此将造成腐蚀和损耗。在与水或甚至空气水分接触 时, 路易斯酸将水解释放出卤化氢。该水解产物减少了所述反应的产率, 阻碍了后续反应, 例如通过减少立体选择性, 且必须将其费力地分离。该细微粉末状的固体会造成人的粘膜。
14、 或呼吸道的灼伤也是缺点。 0005 已知含卤素的路易斯酸以高浓度溶解于乙醚中。 例如, 在25下, 三氯化铝在乙醚 中的溶解度为大约55重量百分比(重量), 在25下, 二氯化锌的溶解度为约50重量。 0006 由于它的低沸点 (34.6 ) 和与此相应的高蒸气压 (443mmHg, 20 )、 低闪点 (-40)、 低的着火温度(160)以及高的爆炸性(爆炸下限1.8, 爆炸上限48), 以工 业规模使用乙醚是成问题的。此外不利的是, 乙醚强烈倾向于形成高爆炸性的过氧化物。 0007 但是, 在四氢呋喃 (THF) 中, 含卤素的路易斯酸的溶解度通常不大。对于反应而 言, 必须使用非常大的。
15、体积, 这造成空时产率减小到最低并使得该合成不经济。例如, 在 25下, 二氯化锌在 THF 中的溶解度仅为约 20 重量。 0008 路易斯酸与具有多于一个供体原子的溶剂形成难溶的螯合络合物或者分解。例 如, 三氯化铝与 1, 2- 二甲氧基乙烷 (1, 2-DME) 形成组合物 (1, 2-DME)3AlCl3的不溶的 说 明 书 CN 102939156 A 4 2/5 页 5 络合物。将三氯化铝溶解在二乙氧基甲烷中的尝试导致溶剂分解形成乙氧基氯甲烷。在 25下, 二氯化锌在 1, 2-DME 中的溶解度仅为约 1 重量。 0009 本发明的目的在于, 消除现有技术的所述缺点。 0010。
16、 本发明的具体目的在于, 提供在质子惰性的、 含氧供体的溶剂或其与烃的混合物 中的路易斯酸的浓溶液, 所述溶液消除了现有技术的缺点。 本发明的另一个目的在于, 提供 在质子惰性的、 含氧供体的溶剂或其与烃的混合物中的路易斯酸的浓溶液, 所述化合物主 要以单体形式以高百分比溶解在其中。本发明的另一个目的在于, 提供在含氧供体的溶剂 或其与烃的混合物中的路易斯酸的溶液, 所述溶液与水具有低的可混合性。 0011 根据本发明, 该目的令人吃惊地通过将路易斯酸溶解在通式 I 的质子惰性的、 不 对称取代的含氧供体的溶剂中得以实现。 0012 0013 其中 : R1 R2且 R1、 R2彼此独立地为 。
17、H, 或官能化的或未官能化的支化的或未支 化的具有 1-20 个 C- 原子的烷基、 烷氧基、 环烷基、 环烷氧基或具有 1-12 个 C- 原子的芳基 或芳氧基。对于 R1 H 的情况, R2 H。 0014 R1和 R2的例子是 : H、 甲基、 甲氧基、 甲基甲氧基、 乙基、 乙氧基、 甲基乙氧基、 正丙 基、 丙氧基、 甲基丙氧基、 异丙基、 正丁基、 2- 丁基、 异丁基、 叔丁基、 正戊基、 异戊基、 新戊基、 叔戊基、 己基、 正庚基、 异庚基、 正辛基、 异辛基、 2- 乙基 -1- 己基、 2, 2, 4- 三甲基戊基、 壬 基、 癸基、 十二烷基、 正十二烷基、 环戊基、 。
18、环己基、 环庚基、 甲基环己基、 乙烯基、 1- 丙烯基、 2- 丙烯基、 萘基、 蒽基、 菲基、 邻甲苯基、 对甲苯基、 间甲苯基、 二甲苯基、 乙基苯基、 基、 苯 基、 五氟苯基、 苯氧基、 甲氧基苯基、 苄基、 Mesistyl、 新苯基、 1, 1, 2- 三甲基丙基甲硅烷基、 三甲基甲硅烷基、 三异丙基甲硅烷基、 三 ( 叔丁基 ) 甲硅烷基 )、 1, 1, 2- 三甲基丙基二甲基 甲硅烷基。特别优选 R1甲基且 R2 H(2- 甲基四氢呋喃 (2-MeTHF)。 0015 令人惊讶地已发现, 路易斯酸也以高浓度溶解在根据本发明的溶剂与烃的混合物 中, 所述烃例如为苯、 甲苯、 。
19、乙基苯、 间二甲苯、 对二甲苯、 邻二甲苯、 环己烷、 庚烷、 正己烷、 甲基环己烷或异丙苯, 优选甲苯。 0016 根据本发明的质子惰性的、 不对称取代的含氧供体的溶剂或其与烃的混合物的特 点是对路易斯酸、 尤其是含卤素的路易斯酸出色的溶解能力。 0017 在本发明范围内的路易斯酸是, 在形成共价键时相对于其它的微粒能够作为电子 对受体起作用的分子、 盐或离子。优选的是元素周期表的第 8、 12 和 13 族的卤化物, 尤其优 选的是硼、 锌和铁的氯化物。 0018 此外, 相较于乙醚, 根据本发明的质子惰性的、 不对称取代的含氧供体的溶剂的特 点是较高的沸点。 因此, 降低了在工业规模中有。
20、爆炸危险的气氛形成的危险。 这例如, 2-甲 基四氢呋喃具有 77-79的沸点。 说 明 书 CN 102939156 A 5 3/5 页 6 0019 根据本发明的在质子惰性的、 不对称取代的含氧供体的溶剂中或在与烃的混合物 中的路易斯酸的溶液的另一个优点在于, 例如卤化锂亦或卤化镁仅能微溶于该溶液中。这 样, 在 25下, 例如氯化锂在 2- 甲基四氢呋喃中的溶解度仅为 0.05mmol/g。就这点而言, 这意味着, 在由含卤素的路易斯酸制备金属有机化合物或金属氢化合物或者元素氢化合 物时生成卤化锂或卤化镁, 并且由于这些卤化物的溶解度小, 可以对该反应混合物例如通 过过滤、 滗析或离心分。
21、离进行较简单的后处理。在 THF 中, 氯化锂的溶解度明显更高且为 1.14mmol/g。因此, LiCl 贫乏的产品溶液的后处理和制备在 THF 中变复杂。 0020 根据本发明的路易斯酸的溶液通常如下获得。 0021 根据本发明, 将所述质子惰性的、 不对称取代的含氧供体的溶剂或所述质子惰性 的、 不对称取代的含氧供体的溶剂与烃的混合物预先放入反应器中。 在搅拌下, 将路易斯酸 以一份或以多份的形式或通过连续输送, 例如经由螺杆式运输机引入。随后搅拌如此长的 时间, 直至溶解了所需量的路易斯酸或直到它完全溶解。 0022 在另一个根据本发明的实施方式中, 将路易斯酸预先放入反应器中, 并添。
22、加所述 质子惰性的、 不对称取代的含氧供体的溶剂或其与烃的混合物 - 或者将所述质子惰性的、 不对称取代的含氧供体的溶剂和烃彼此分别添加 - 并且一直搅拌直到溶解了所需量的路 易斯酸或所加入的路易斯酸完全溶解 0023 优选将未溶解的固体部分通过滗析、 离心分离或过滤来分离。 0024 该方法优选在 -78至溶剂或溶剂混合物的沸点之间的温度下进行。 0025 优选使用含氧供体的溶剂或含氧供体的溶剂与烃的混合物。 0026 如果使用质子惰性的、 不对称取代的含氧供体的溶剂与烃的混合物, 则在产物溶 液中烃的比例优选在 0.1 重量 -70 重量之间。 0027 该操作优选隔绝空气在惰性气氛下, 。
23、优选在 Ar- 或 N2- 气氛中进行。 0028 根据本发明的溶液适用于合成化学、 有机化学和金属有机化学中, 尤其适合于 : 0029 - 路易斯酸催化的反应 ; 0030 - 福瑞德 - 克莱福特 - 烷基化或 - 芳基化 ; 0031 - 醛醇缩合反应 ; 0032 - 狄尔斯 - 阿尔德反应 ; 0033 - 盐消除反应 ; 0034 - 金属转移反应 ; 0035 - 与金属氢化合物和元素氢化合物的反应以及 0036 - 在使用含 ZnCl2的溶液用于制备 Zn(BH4)2时。 0037 之后, 将借助于实施例进一步说明本发明, 而非将其限值于此。 0038 通用过程 : 0039。
24、 在惰性气氛下, 将溶剂引入反应器中。由于溶解过程放热, 所以在惰性气体条件 下, 在给定的温度下, 以多份的形式在搅拌下加入路易斯酸的盐。使用工业盐和溶剂。 0040 实施例 1 : 制备饱和的 40的 ZnCl2在 2-MeTHF 中的溶液 0041 初始称重 : ZnCl2: 25.0g ; 2-MeTHF : 37.5g ; 0042 在 0 -15下加入, 在 25下继续反应 ; 0043 将得到的悬浮液过滤澄清并分析 ; 说 明 书 CN 102939156 A 6 4/5 页 7 0044 分析 : Zn2+ 2.92mmol/g ; Cl- 5.84mmol/g ; 0045 。
25、实施例 2 : 制备 26的 ZnCl2在 2-MeTHF 中的溶液 0046 初始称重 : ZnCl2: 25.0g ; 2-MeTHF : 71.2g ; 0047 在 0 -15下加入, 在 25下继续反应 ; 0048 分析得到的溶液 ; 0049 分析 : Zn2+ 1.90mmol/g ; Cl- 3.91mmol/g ; 0050 根据卡尔 - 费歇尔的水含量 : 0.04。 0051 实施例 3 : 制备 45的 ZnBr2在 2-MeTHF 中的溶液 0052 在惰性化的玻璃反应器中预先放入 265g MeTHF( 水含量 120ppm) 并冷却到约 10。借助于梨形加料瓶 。
26、(Dosierbirne), 在约 20min. 内搅拌加入 217g 溴化锌。在加料结 束后加热到约 25并且还搅拌 1 小时。将略有混浊的溶液过滤澄清。 0053 最后称重 : 465g 浅黄色澄清溶液 0054 ZnBr2含量 : 45.1 ( 产率为理论值的 97 ) 0055 实施例 4 : 制备饱和的 50的 FeCl3在 2-MeTHF 中的溶液 0056 初始称重 : FeCl3: 25.0g ; 2-MeTHF : 25.0g ; 0057 在 0 -15下加入, 在 25下继续反应 ; 0058 分析得到的溶液 ; 0059 分析 : Fe3+ 3.1mmol/g ; Cl。
27、- 9.3mmol/g 0060 实施例 5 : 制备在 2-MeTHF 中的 FeCl3溶液的 25的溶液 0061 初始称重 : FeCl3: 25.0g ; 2-MeTHF : 75.0g ; 0062 在 0 -15下加入, 在 25下继续反应 0063 分析得到的溶液 ; 0064 分析 : Fe3+ 1.57mmol/g ; Cl- 4.70mmol/g ; 0065 根据卡尔 - 费歇尔的水含量 : 0.16。 0066 表1 : 实施例(实施例)、 取决于溶剂(LM)的溶液的结晶性能和比较实施例的总结 0067 说 明 书 CN 102939156 A 7 5/5 页 8 0068 * 比较实施例 ; n.a. 未分析 说 明 书 CN 102939156 A 8 。