CN109475853A - 用于水-表面活性剂混合物中的化学反应的催化剂 - Google Patents

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Abstract

本发明是针对包含水‑表面活性剂混合物的反应混合物，其中该催化剂包含具有增溶基团的化合物。本技术改进了反应组分在水‑表面活性剂混合物中的溶解度，并且从而极大地增加了该化学反应的生产率和选择性。

Description

用于水-表面活性剂混合物中的化学反应的催化剂
技术领域
本发明是针对使用表面活性剂-水反应介质改进化学反应。通过用增溶基团改性的催化剂化合物增加了反应组分的溶解度。从而，大大增强了化学反应的产率和选择性。因此，本发明涉及包含分别改性的催化剂化合物和表面活性剂-水混合物的化学反应混合物。
背景技术
在过去几十年中，用于通用目的的可持续无害溶剂的鉴别一直是全球许多化学团体关注的一个领域。不仅因为在许多年前已经标记了众所周知的消耗臭氧的氯化溶剂时，而且当此种常用的极性非质子溶剂如DMF、DMAC或NMP的生殖毒性变得可见时，这变得更加重要。为了解决此特定主题，世界各地的多个团体遵循了各种或多或少的通用策略，例如开发新颖的溶剂，这将产生如生物基聚苯乙烯的溶剂，或者如CPME或更强大的MeTHF的醚，直接通过化学品生产商开发的有问题溶剂的其他无害衍生物，离子液体，或利用压缩气体或相转移催化、可转换溶剂、和氟体系的更复杂的体系。虽然可以找到准时成功的故事并且偶尔已经证明具有极大益处，但普遍性却滞后了。不幸地，这尚未导致思维模式上所需要的巨大变化。例如，对时间要求严格的实验继续依赖于例如最成熟的、不希望的DMF或NMP。这在制药工业中是更为关键和相关的，其中目标化合物的物理特性通常显示出有限的溶解度。
Lipshutz教授开发了一种替代不希望的极性非质子溶剂的方法，披露了他关于无害设计表面活性剂化学的最新应用。
然而，在本领域中对改进表面活性剂溶剂体系中的化学反应以增加生产率并减少不需要的副产物存在需求。
发明内容
本发明是基于如下发现：在使用表面活性剂-水混合物作为反应介质的反应混合物中，附接到催化剂化合物上的增溶基团大大地增强了反应配偶子的增溶。这对反应的生产率以及选择性具有巨大的影响。尤其，当介质长度的烷基和聚(乙二醇)基团被附接到偶联剂或金属催化剂的络合配体时，其示出了高度有希望的结果。
在第一方面中，本发明提供了包含一种或多种反应物、催化剂和表面活性剂-水混合物的反应混合物，其中该催化剂是(a)包含一个或多个增溶基团的偶联剂；或(b)与包含一个或多个增溶基团的配体复合的金属离子；其中该增溶基团包含C5-50烷基或具有2至20个重复单元的聚(亚烷基二醇)基团。
在第二方面中，本发明提供了一种进行化学反应的方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供根据本发明的第一方面的反应混合物，以及
(b)允许该化学反应进行。
在第三方面中，本发明提供了增加化学反应的产率、和/或减少化学反应中产生的副产物的量的方法，其中该化学反应在表面活性剂-水混合物中进行，该方法包括以下步骤：
(a)提供包含一种或多种反应物、催化剂、和表面活性剂-水混合物的反应混合物，其中该催化剂是包含一个或多个增溶基团的偶联剂或者是与包含一个或多个增溶基团的配体复合的金属离子；其中该增溶基团包含C5-50烷基或具有2至20个重复单元的聚(亚烷基二醇)基团；以及
(b)允许该化学反应进行。
可以将以上多个方面组合。本发明的其他目的、特征、优点和方面将从以下说明书和所附权利要求书对于本领域技术人员变得明显。然而，应理解，以下说明书、所附权利要求书、以及指示本申请的优选实施例的具体实例仅以说明的方式给出。在所披露发明的精神和范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员将通过阅读下文容易变得显而易见。
具体实施方式
在第一方面中，本发明提供了包含一种或多种反应物、催化剂和表面活性剂-水混合物的反应混合物，其中该催化剂是(a)包含一个或多个增溶基团的偶联剂；或(b)与包含一个或多个增溶基团的配体复合的金属离子；其中该增溶基团包含C5-50烷基或具有2至20个重复单元的聚(亚烷基二醇)基团。
本发明的技术适用于可以在包含表面活性剂-水混合物的介质中进行的所有化学反应。它特别可以用于有机化学，例如具有至少部分疏水性化合物。示例性合适的化学反应包括选自下组的化学反应，该组由以下各项组成：交叉偶联反应如铃木(Suzuki)交叉偶联、铃木-宫浦(Miyaura)交叉偶联、薗头(Sonogashira)交叉偶联、赫克(Heck)交叉偶联、布赫瓦尔德-哈特维希(Buchwald-Hartwig)交叉偶联、根岸(Negishi)交叉偶联、施蒂勒(Stille)交叉偶联、宫浦硼基化、桧山(Hiyama)交叉偶联、Chan-Ma交叉偶联，以及烯烃易位；铜介导的交叉偶联、镍介导的交叉偶联、亲核取代如亲核芳香取代(SNAr)；亲电子卤化、芳香族和杂芳香族卤化；生物催化转化；酰胺化；氧化；还原，如硝基基团、肟基团、叠氮基团、腈基团和酰胺基团的还原；腈和亚胺水解；氢化和脱苄基。在某些实施例中，该化学反应是酰胺化。在这些实施例中，催化剂优选是偶联剂。反应混合物中存在的反应物和催化剂适用于特定化学反应。特别地，特别地选择反应物和催化剂，以便可以进行该化学反应。
表面活性剂-水混合物中的表面活性剂可以是任何表面活性剂。特别地，表面活性剂不应干扰化学反应。在某些实施例中，表面活性剂是非离子型表面活性剂。表面活性剂通常是两亲性的并且包含亲水性部分和疏水性部分。在具体的实施例中，表面活性剂能够在表面活性剂-水混合物中形成胶束。
在某些实施例中，表面活性剂的亲水性部分包含聚亚烷基二醇部分，尤其是聚乙二醇部分或聚丙二醇部分。聚亚烷基部分、尤其是聚乙二醇部分可以具有在约100至约10,000g/mol的范围内、尤其在约300至约3,000g/mol的范围内、特别在约400至约2,000g/mol的范围内的平均分子量。包含聚亚烷基二醇部分的表面活性剂的某些实例包括生育酚聚乙二醇琥珀酸酯(TPGS)，特别是DL-α-生育酚聚乙二醇琥珀酸酯如TPGS-750-M、TPGS-1000、TPGS-1500、TPGS-400、TPGS-1100-M、TPGS-2000、TPGS-860-油酸酯、TPGS-PEG-PPG-PEG-1100和TPGS-PPG-PEG—70-丁基、以及DL-α-生育酚聚丙二醇琥珀酸酯如TPPG-1000和PPG-1000-丁基；Triton X-100；聚乙二醇烷基醚如Brij表面活性剂，特别是Brij 30、Brij 35、Brij 52、Brij 56、Brij 58、Brij 72、Brij 76、Brij 78、Brij 92、Brij 96、Brij 98、Cremophor A6、Cremophor A25和Thesit；聚乙二醇酯如聚乙二醇(15)-羟基硬脂酸酯(Solutol HS15)；聚乙二醇失水山梨醇脂肪酸酯，也称为聚山梨醇酯或吐温，如聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯21、聚山梨醇酯40、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯61、聚山梨醇酯65、聚山梨醇酯80、聚山梨醇酯81、聚山梨醇酯85和聚山梨醇酯120；胆甾醇PEG琥珀酸酯如胆甾醇PEG1000琥珀酸酯；(脱氧)胆酸PEG如胆酸PEG1000和脱氧-胆酸PEG1000；色原烷醇聚乙二醇琥珀酸酯如色素-400和色素-1000；b-谷甾醇甲氧基乙二醇琥珀酸酯(Nok)；以及PEG的其他衍生物如C4-偶氮-PEG。在具体实施例中，表面活性剂是DL-α-生育酚聚乙二醇琥珀酸酯，特别是TPGS-750-M。
此外，还可以使用其他表面活性剂，包括例如溴化十六烷基三甲基铵(CTAB)；相转移表面活性剂(PTS)如脱氧胆酸钠；聚氧乙基泛醇癸二酸酯(PQS)和官能化PQS；以及辛酸和其他长烷基链酸，特别是C6-C20烷基链酸。
表面活性剂-水混合物中表面活性剂的浓度特别是在0.1％至10％(w/w)的范围内。在某些实施例中，表面活性剂-水混合物中表面活性剂的浓度是在0.5％至5％(w/w)的范围内，尤其在0.8％至4％(w/w)、1％至3％(w/w)或1.5％至2.5％(w/w)的范围内，如约2％(w/w)。在具体实施例中，表面活性剂-水混合物中表面活性剂的浓度高于其临界胶束浓度。
反应混合物中的催化剂是包含一个或多个增溶基团的偶联剂或与包含一个或多个增溶基团的配体复合的金属离子。合适的催化剂和配体是本领域已知的并且可以由本领域技术人员容易地选择。偶联剂或与配体复合的金属离子不限于特定化合物，只要它适用于催化反应物成为所希望产物的化学反应。因此，催化剂的选择取决于将在反应混合物中进行的化学反应的类型。
在其中催化剂是偶联剂的实施例中，它特别是用于酰胺形成的偶联剂。尤其，它可以选自由以下各项组成的组：(i)通过活化酯进行偶联的偶联剂，如碳二亚胺，特别是N,N’-二环己基碳二亚胺、N,N’-二异丙基碳二亚胺和1-乙基-3-(3’-二甲基氨基丙基)-碳二亚胺；鏻盐，特别是(苯并三唑-1-基氧基)-三(二甲基氨基)-六氟磷酸鏻和(苯并三唑-1-基氧基)-三(吡咯烷)-六氟磷酸鏻；胍鎓和脲鎓盐，特别是N,N,N’,N’-四甲基-O-(1H-苯并三唑-1-基)六氟磷酸脲鎓、N-[(二甲基氨基)-1H-1,2,3-三唑并[4,5-b]吡啶-1-基-亚甲基]-N-甲基甲烷-六氟磷酸铵N-氧化物，N-[(1H-苯并三唑-1-基)(二甲基氨基)亚甲基]-N-甲基甲烷四氟硼酸铵N-氧化物、2-(2-氧代-1(2H)-吡啶基-1,1,3,3-四甲基四氟硼酸脲鎓和O-[(氰基(乙氧基羰基)-亚甲基氨基]-N,N,N’,N’-四甲基四氟硼酸脲鎓；以及三嗪化合物，特别是氰尿酰氯、2-氯-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪和4-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基)-4-甲基吗啉鎓氯化物；以及(ii)通过硼物质如硼酸和3-硝苯硼酸进行偶联的偶联剂。
在某些实施例中，偶联剂是1,3,5-三嗪衍生物。1,3,5-三嗪衍生物可以包含季胺，该季铵可以特别附接到三嗪环的2位上。季胺可以通过附接到三嗪环上的三烷基氨基基团如三甲基氨基，或N-烷基-N-吗啉代基团如N-甲基-N-吗啉代基团形成。此外，1,3,5-三嗪衍生物可以被甲基、乙基、丙基、甲氧基、乙氧基和/或丙氧基取代，特别是在三嗪环的4位和/或6位。在某些实施例中，该一个或多个增溶基团附接到三嗪环的季胺和/或4位和/或6位上。
在具体实施例中，偶联剂具有通式(I)
其中
R1是-N+(R3)3；
R2各自独立地是C1-5烷氧基、C1-5烷基、羟基、任选地被一个或两个C1-5烷基取代的氨基、或-N+(R3)3，其中C1-5烷基或烷氧基基团任选地被选自羟基、氨基、甲氧基和乙氧基的一个或两个基团取代，和/或其中任选地一个或两个碳原子被氧、硫或氮替代；
R3各自独立地是任选地被选自羟基、氨基、甲氧基和乙氧基的一个或两个基团取代的C1-5烷基，和/或其中任选地一个或两个碳原子被氧、硫或氮替代，并且其中两个R3基团可以任选地与它们所附接的氮原子形成C4-7杂环，其中任选地一个或多个碳原子被氧、硫或氮替代；
并且其中R2和/或R3中的至少一个被增溶基团替代。
在某些实施例中，R1是-N+(R3)3，其中所有R3都是甲基。在这些实施例中，优选R3基团之一被增溶基团替代，并且特别地两个R2都是甲氧基。在其他实施例中，R1是-N+(R3)3，其中R3之一是甲基并且另外两个R3与氮一起形成吗啉环。在这些实施例中，优选至少一个并且特别地两个R2基团都被增溶基团替代。在这些实施例中，没有被增溶基团替代的R2基团特别是甲氧基或N-甲基吗啉-4-基。
在某些实施例中，带电偶联剂进一步包含抗衡离子如氯离子、溴离子、碘离子、六氟磷酸根或四氟硼酸根。
在某些实施例中，催化剂是酰胺偶联剂如三嗪化合物。在这些实施例中，反应混合物特别用于酰胺化反应。在这些实施例中，反应混合物优选包含羧酸和胺作为反应物。在其他实施例中，三嗪化合物被用作与有机金属化合物的选择性还原或交叉偶联反应中的偶联剂。
在其中催化剂是与配体复合的金属离子的实施例中，金属离子可以选自由以下各项组成的组：铜离子、钌离子、铑离子、钯离子、镍离子、锌离子、金离子、锰离子、铁离子和钴离子。配体可以是适用于复合金属离子的任何配体。它可以选自由以下各项组成的组：联苯基化合物；卡宾化合物如N-杂环卡宾，特别是1,3-双(2,4,6-三甲基苯基)咪唑-2-亚基；二-N-杂芳香族化合物如联吡啶化合物。
在具体实施例中，配体是具有通式(II)的联苯基化合物
其中
R1、R2和R3彼此独立地是氢或任选地被一个或两个选自羟基、氨基、甲氧基和乙氧基的基团取代的C1-5烷基，和/或其中任选地一个或两个碳原子被氧、硫或氮替代；
R0是H，或C1-5烷基，特别是甲基，或CH2-Ar，其中Ar是任选地被1、2、3、4或5个R4取代的苯基或苄基，并且其中C1-5烷基任选地被选自羟基、氨基、甲氧基和乙氧基的一个或两个基团取代，和/或其中任选地一个或两个碳原子被氧、硫或氮替代；
每个R4彼此独立地是C1-5烷氧基，C1-5烷基，具有2、3或4个重复单元的聚(乙二醇)，具有2、3或4个重复单元的聚(丙二醇)，羟基，或任选地被一个或两个C1-5烷基取代的氨基，其中C1-5烷基或烷氧基基团任选地被选自羟基、卤素、氨基、甲氧基和乙氧基的一个、两个或三个基团取代，和/或其中任选地一个或两个碳原子被氧、硫或氮替代，并且其中聚(乙二醇)和聚(丙二醇)在末端氧处任选地被甲基、乙基或丙基取代；
并且其中R0、R1、R2和R4中的至少一个，优选R1和R2中的至少一个，尤其R1和R2两者被增溶基团替代。
在某些实施例中，Ar是被电子基团或吸电子基团如异丙基或三氟甲基基团取代的苯基。例如，Ar可以是2,4,6-三-异丙基苯基或3,5-双-三氟甲基苯基。此外，R3优选是叔丁基。R1和R2，如果没有被增溶基团替代，则优选是甲基。
在另外的实施例中，配体是具有通式(III)的N-杂环卡宾化合物
其中
Ar各自彼此独立地是任选地被1、2、3、4或5个R1取代的苯基；
R1各自彼此独立地是C1-5烷氧基，C1-5烷基，具有2、3或4个重复单元的聚(乙二醇)，具有2、3或4个重复单元的聚(丙二醇)，羟基，或任选地被一个或两个C1-5烷基取代的氨基，其中C1-5烷基或烷氧基基团任选地被选自羟基、氨基、甲氧基和乙氧基的一个或两个基团取代，和/或其中任选地一个或两个碳原子被氧、硫或氮替代，并且其中聚(乙二醇)和聚(丙二醇)在末端氧处任选地被甲基、乙基或丙基取代；
并且其中每个Ar基团上的R1基团中的至少一个、优选一个R1被增溶基团替代。
在具体实施例中，每个Ar是在2位、4位和6位被三个R1取代的苯基，其中每个R1是甲基，并且其中每个Ar上的至少一个R1、优选一个R1被增溶基团替代。
在另外的实施例中，配体是具有通式(IV)的联吡啶化合物
其中
R1各自彼此独立地是C1-5烷氧基，C1-5烷基，具有2、3或4个重复单元的聚(乙二醇)，具有2、3或4个重复单元的聚(丙二醇)，羟基，或任选地被一个或两个C1-5烷基取代的氨基，其中C1-5烷基或烷氧基基团任选地被选自羟基、氨基、甲氧基和乙氧基的一个或两个基团取代，和/或其中任选地一个或两个碳原子被氧、硫或氮替代，并且其中聚(乙二醇)和聚(丙二醇)在末端氧处任选地被甲基、乙基或丙基取代；
并且其中R1基团中的至少一个、优选两个R1基团被增溶基团替代。
在具体实施例中，一个R1是甲氧基并且另一个被增溶基团替代，或者两个R1被增溶基团替代。
选择反应混合物中催化剂的浓度，使得其能够催化希望的化学反应。在其中催化剂是与配体复合的金属离子的实施例中，合适的催化剂浓度相对于反应物中的一种或多种的摩尔量是例如0.1mol％至25mol％、尤其1mol％至20mol％、3mol％至15mol％或5mol％至10mol％。在其中催化剂是偶联剂的实施例中，催化剂以化学计算量存在。特别地，偶联剂的浓度相对于反应物中的一种或多种的摩尔量是75mol％至250mol％、尤其90mol％至200mol％、100mol％至150mol％或110mol％至130mol％。
偶联剂或配体包含一个或多个增溶基团。即，偶联剂或配体包含一个、两个、三个、四个、五个或更多个增溶基团。在一个实施例中，偶联剂或配体包含一个增溶基团。在另一个优选的实施例中，偶联剂或配体包含两个增溶基团。在其中偶联剂或配体包含多于一个增溶基团的实施例中，增溶基团可以是不同或相同的，并且特别是相同的。增溶基团各自包含C5-50烷基或具有2至20个重复单元的聚(亚烷基二醇)基团。增溶基团通过共价键或官能团如醚基团、酯基团、胺基团、酰胺基团、硫醚基团、硫酯基团、或硫代酰胺基团附接到偶联剂或配体的剩余部分上。
在具体实施例中，增溶基团包含C5-50烷基。该烷基可以是直链的或支链的或环状的，并且特别是直链的。该烷基具有5至50个碳原子，特别是5至25个碳原子、优选6至20个碳原子、7至18个碳原子、8至15个碳原子或10至14个碳原子、尤其约12个碳原子。增溶基团的烷基可以被选自甲氧基，乙氧基，丙氧基，羟基，以及任选地被甲基、乙基和/或丙基中的一个或两个取代的氨基的一个或多个基团取代，特别是甲氧基、乙氧基或羟基取代，和/或一个或多个碳原子，特别是一个、两个、三个或四个碳原子可以被氧、硫或氮取代。在某些实施例中，增溶基团是通过醚基团附接到偶联剂或配体的剩余部分并且在其末端任选地被甲氧基取代的直链C8-40烷基。增溶基团的合适的实例包括12-甲氧基-正十二烷氧基和正十二烷氧基。
在另外的实施例中，增溶基团包含具有2至20个重复单元的聚(亚烷基二醇)基团。聚(亚烷基二醇)特别是聚(乙二醇)、聚(丙二醇)或聚(丁二醇)，优选聚(乙二醇)。聚(亚烷基二醇)基团可以具有2至15个重复单元，特别是2至12个重复单元、3至10个重复单元、3至8个重复单元、或4至6个重复单元，优选约5个重复单元。聚(亚烷基二醇)基团可以被选自以下项的一个或多个基团取代：甲基，乙基，丙基，甲氧基，乙氧基，丙氧基，羟基，以及任选地被甲基、乙基和/或丙基中的一个或两个取代的氨基，特别是甲基、乙基或丙基。在某些实施例中，聚(亚烷基二醇)基团在末端氧处特别地被甲基或乙基取代。在另一个实施例中，聚(亚烷基二醇)基团在每个重复单元处包含相同的取代基，特别是甲基或乙基。增溶基团的合适实例包括具有4至6个重复单元以及任选地在端基氧处的甲基的聚(乙二醇)。
反应混合物中的一种或多种反应物可以是适用于进行化学反应的任何反应物。反应物特别取决于将在反应混合物中进行的化学反应的类型。在某些实施例中，反应混合物包含一种反应物、两种反应物或三种反应物。在具体实施例中，反应物中的至少一种不是水可混溶的或仅部分水可混溶的。仅部分水可混溶的反应物在室温下以20g/l或更少、尤其10g/l或更少或5g/l或更少的浓度仅可与水混溶。示例性反应物包括硼酸、硼酸酯、有机硅烷、卤化物、酸和/或对应的活化酯、胺、醇和烯烃。在其中反应混合物是用于进行酰胺化反应的实施例中，反应混合物特别包含一种为羧酸的反应物和一种为胺、尤其是伯胺的反应物。
反应物可以对进行化学反应是可行的任何浓度来使用。特别地，反应物以高浓度使用。例如，反应混合物中反应物、尤其是所有反应物中的至少一种的浓度是至少0.1M、特别是至少0.5M、至少1.0M、至少1.1M、至少1.2M、至少1.3M、至少1.5M、至少1.7M或至少2.0M。在其中反应混合物附加地包含有机溶剂的某些实施例中，反应混合物中反应物中的一种或多种的浓度高于其在表面活性剂-水混合物中的溶解或混溶的饱和浓度。特别地，它比所述饱和浓度高至少约5％、优选至少约10％、至少约20％、至少约30％或至少约50％。在这些实施例中，反应物的溶解度或混溶性通过反应混合物中的有机溶剂提供。本领域技术人员能够选择合适的反应物以及它们的浓度。
在某些实施例中，反应混合物可以附加地包含碱。反应混合物中的附加碱的存在取决于将在反应混合物中进行的化学反应的类型。碱可以是有机碱或无机碱。特别地，碱是至少部分水溶性的或至少部分水可混溶的。示例性碱包括三烷基胺如三乙胺(TEA)、N-甲基吗啉(NMM)、1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)、1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(DABCO)、K3PO4、NaHCO3和Na2CO3。反应混合物中碱的浓度特别是在反应物之一的0.5至10摩尔当量范围内，尤其在反应物之一的0.9至6、1.0至5、1.2至4或1.5至3.5摩尔当量范围内。如果反应混合物是用于进行不需要碱的化学反应，则反应混合物不必含有碱。
在具体实施例中，反应混合物进一步包含有机溶剂。反应混合物中的有机溶剂可以是任何有机溶剂。优选地，它不应干扰或抑制化学反应并且特别地应该增加反应混合物的均匀性。在某些实施例中，有机溶剂是水可混溶的或部分水可混溶的。有机溶剂尤其是非质子有机溶剂。有机溶剂的合适的实例包括丙酮，四氢呋喃(THF)及其衍生物如甲基四氢呋喃，吡啶，聚乙二醇(PEG)，聚丙二醇(PPG)，特别是具有约100g/mol至约2000g/mol的平均分子量的PEG，如PEG200、PEG600、PEG1000和PEG2000，其衍生物如单-或二烷基PEG，特别是单-或二甲基PEG、单-或二乙基PEG和单-或二丙基PEG。另外的实例包括乙腈，二甲基甲酰胺(DMF)，二氯甲烷(DCM)，甲苯，以及醇如C1-10脂肪醇，特别是2-丁醇。在某些实施例中，有机溶剂不是碱和/或不充当化学反应中的碱。
在具体实施例中，使用了增加反应混合物的粘度的有机溶剂。例如，含有有机溶剂的反应混合物的粘度是至少1.25cSt、尤其至少1.5cSt、至少1.75cSt或至少2.0cSt。增加反应混合物的粘度的合适的有机溶剂包括PEG如PEG200、PEG600和PEG1000(分别具有200g/mol、600g/mol和1000g/mol的平均分子量的PEG)。
在具体实施例中，反应混合物包含分别地每质量的反应物或产物0.1至50体积当量的有机溶剂和1至50体积当量的表面活性剂-水混合物。将有机溶剂的量和表面活性剂-水混合物的量与化学反应的理论产物或可替代地反应物的量相关地进行定义。在基于理论产物定义该量的情况下，1体积当量等于通过化学反应中100％转化率获得的理论产物的总重量。使用1g/ml的理论密度将理论产物的重量转化为体积。因此，如果例如基于100％转化率计算1.5kg产物，则1体积等于1.5l。在基于反应物定义该量的情况下，1体积当量等于反应物的总重量。使用1g/ml的理论密度将反应物的重量转化为体积。因此，如果例如在反应混合物中使用1.5kg反应物，则1体积等于1.5l。
在某些实施例中，反应混合物中有机溶剂的量是至少0.2体积当量、特别是至少0.4体积当量、至少0.6体积当量、至少0.8体积当量、至少1.0体积当量、至少1.5体积当量、或至少2.0体积当量。在另外的实施例中，反应混合物中有机溶剂的量是至多40体积当量、特别是至多30体积当量、至多25体积当量、至多20体积当量、至多15体积当量、至多12体积当量、或至多10体积当量。在具体实施例中，反应混合物中有机溶剂的量是在0.4至25体积当量、特别是0.8至15体积当量的范围内。在某些实施例中，反应混合物中有机溶剂的量是在从1％至70％、特别是从2％至65％、从3％至60％、从4％至55％或从5％至50％的范围内。
在某些实施例中，反应混合物中表面活性剂-水混合物的量是至少1.5体积当量、特别是至少2.0体积当量、至少2.5体积当量、至少3.0体积当量、至少3.5体积当量、至少4.0体积当量、或至少5.0体积当量。在另外的实施例中，反应混合物中表面活性剂-水混合物的量是至多45体积当量、特别是至多40体积当量、至多35体积当量、至多30体积当量、至多25体积当量、至多22体积当量、或至多20体积当量。在具体实施例中，反应混合物中表面活性剂-水混合物的量是在1.5至25体积当量、特别是2.0至20体积当量的范围内。在某些实施例中，反应混合物中表面活性剂-水混合物的量是在从30％至98％、特别是从35％至95％、从40％至92％、从45％至90％或从50％至85％的范围内。
有机溶剂和表面活性剂-水混合物的量一起在某些实施例中特别地可以不超过30体积，它尤其是25体积当量或更少、20体积当量或更少或甚至15体积当量或更少。在具体实施例中，反应混合物中有机溶剂的体积在表面活性剂-水混合物的体积的约1％至约200％的范围内，特别是在约2％至约150％、约3％至约120％、约4％至约110％或约5％至约100％的范围内。
在一个实施例中，反应混合物是工业规模的。它可以例如具有至少1l、特别是至少10l、至少100l、或至少1000l的体积。在另一个实施例中，反应混合物是微量的。它可以例如具有10ml或更少、特别是1ml或更少、100μl或更少、10μl或更少或1μl或更少的体积。
反应混合物是用于进行化学反应的进料或分批混合物。在某些实施例中，反应混合物不包含反应的任何产物或仅包含残余量的反应的任何产物。在其他实施例中，它还可以含有大量的化学反应的产物。在另外的实施例中，反应混合物不包含进行化学反应必需的所有反应物。特别地，反应混合物仅包含一种反应物。例如，在这些实施例中，可以将一种反应物缓慢添加到反应混合物中并且通过化学反应直接消耗。在某些实施例中，反应混合物是均匀的混合物、尤其是胶体悬浮液。特别地，反应混合物不含有聚集的或出油的(oiledout)组分如反应物或产物。
在第二方面中，本发明提供了一种进行化学反应的方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供如在此所述的反应混合物，以及
(b)允许该化学反应进行。
反应混合物尤其包含一种或多种反应物、催化剂和表面活性剂-水混合物，其中该催化剂是(a)包含一个或多个增溶基团的偶联剂；或(b)与包含一个或多个增溶基团的配体复合的金属离子；其中该增溶基团包含C5-50烷基或具有2至20个重复单元的聚(亚烷基二醇)基团。反应混合物特别可以呈现在此所述的特征、实施例和实例(包括其组合)中的任一项。
化学反应可以是以在包含表面活性剂-水混合物的介质中进行的任何化学反应。特别地，可以进行例如与至少部分疏水性化合物的有机化学合成反应。示例性化学反应包括选自下组的化学反应，该组由以下各项组成：交叉偶联反应如铃木(Suzuki)交叉偶联、铃木-宫浦(Miyaura)交叉偶联、薗头(Sonogashira)交叉偶联、赫克(Heck)交叉偶联、布赫瓦尔德-哈特维希(Buchwald-Hartwig)交叉偶联、根岸(Negishi)交叉偶联、施蒂勒(Stille)交叉偶联、宫浦硼基化、桧山(Hiyama)交叉偶联，以及烯烃易位；铜介导的交叉偶联、镍介导的交叉偶联、亲核取代(SN2)如亲核芳香取代(SNAr)；酰胺化；氧化；还原，如硝基基团、肟基团、叠氮基团、腈基团和酰胺基团的还原；氢化和脱苄基。在某些实施例中，该化学反应是酰胺化反应。反应混合物中存在的反应物和催化剂适用于特定化学反应。特别地，特别地选择反应物和催化剂，以便化学反应如所希望的进行。
在某些实施例中，在适用于进行化学反应的反应条件下允许化学反应在步骤(b)中进行。特别地，反应条件包括90℃或更少、尤其80℃或更少、70℃或更少、60℃或更少、50℃或更少、40℃或更少或30℃或更少的温度。例如，在约室温下可以允许化学反应进行。在具体实施例中，搅拌反应混合物，特别是在化学反应过程期间搅拌。
对于一些化学反应，反应混合物的各种组分的添加顺序和速度是重要的。在一些实施例中，将反应物中的一种或多种缓慢添加到表面活性剂-水混合物中，该反应物任选地包含反应混合物的另外的组分如其他反应物、催化剂和碱。这特别适用于在水中具有低溶解度的反应物。在这方面，缓慢添加是指例如在至少5min、特别是至少7min、至少10min、至少15min、至少20min、至少30min、至少45min或至少60min的时间段内添加反应物。在水中的低溶解度特别是指在室温下20g/l或更少、尤其10g/l或更少或5g/l或更少的水溶解度。在这些实施例中，有机溶剂可以在添加反应物之前被添加到表面活性剂-水混合物中，或者它可以与反应物一起添加。例如，可以将反应物与有机溶剂混合或溶解在有机溶剂中并且然后添加到表面活性剂-水混合物中。
进行化学反应的方法可以包括分离化学反应的产物的另外的步骤。特别地，在化学反应完成后进行此步骤。将产物特别地与反应混合物的一种或多种组分、特别是基本上所有其他组分分离。例如，将产物与剩余的反应物、副产物、催化剂、碱、有机溶剂和/或表面活性剂-水混合物中的一种或多种分离。产物的分离可以通过本领域已知的手段和技术来实现，这些手段和技术包括例如溶剂蒸发、聚集或结晶和过滤、相分离、色谱分离及其他。
在某些实施例中，反应混合物贯穿整个化学反应是均匀的混合物、尤其是胶体悬浮液。在此方面，“贯穿整个化学反应”特别意指从建立最终反应混合物直至化学反应完成或终止。
本发明提高了反应物和产物在表面活性剂-水混合物中的溶解度，并且提供了稳定且均匀的反应混合物。从而，增加了化学反应的产率并且减少了通过化学反应获得的不需要的副产物的量。鉴于此，在另一方面，本发明提供了一种增加在表面活性剂-水混合物中进行的化学反应的产率的方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供包含一种或多种反应物、催化剂、和表面活性剂-水混合物的反应混合物，其中该催化剂是包含一个或多个增溶基团的偶联剂或者是与包含一个或多个增溶基团的配体复合的金属离子；其中该增溶基团包含C5-50烷基或具有2至20个重复单元的聚(亚烷基二醇)基团；以及
(b)允许该化学反应进行。
在另一个方面，本发明提供了一种减少在表面活性剂-水混合物中进行的化学反应中产生的副产物的量的方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供包含一种或多种反应物、催化剂、和表面活性剂-水混合物的反应混合物，其中该催化剂是包含一个或多个增溶基团的偶联剂或者是与包含一个或多个增溶基团的配体复合的金属离子；其中该增溶基团包含C5-50烷基或具有2至20个重复单元的聚(亚烷基二醇)基团；以及
(b)允许该化学反应进行。
用于进行化学反应的方法和反应混合物的在此所述的实施例、特征和实例(包括其组合)同样分别适用于增加在表面活性剂-水混合物中进行的化学反应的产率的方法、以及减少在表面活性剂-水混合物中进行的化学反应中产生的副产物的量的方法以及其步骤(a)中提供的反应混合物。
可以在步骤(a)中通过以任何合适的顺序将不同组分添加到彼此中来提供反应混合物。例如，在步骤(a)中提供反应混合物可以包括提供表面活性剂-水混合物以及向所述表面活性剂-水混合物中添加催化剂和一种或多种反应物。
本发明还提供催化剂用于增加在表面活性剂-水混合物中进行的化学反应的产率，和/或减少在表面活性剂-水混合物中进行的化学反应中产生的副产物的量的用途，该催化剂是
(a)包含一个或多个增溶基团的偶联剂；或者
(b)与包含一个或多个增溶基团的配体复合的金属离子；
其中该增溶基团包含C5-50烷基或具有2至20个重复单元的聚(亚烷基二醇)基团。
如在此使用的表达“包含/包括”，除了其字面意义之外，还包括并且具体地是指表达“基本上由...组成”和“由...组成”。因此，表达“包含/包括”是指其中具体地“包含/包括”所列元素的主题可以和/或确实涵盖另外的元素的实施例以及其中具体地“包含/包括”所列元素的主题不包括另外的元素的实施例。同样，表达“具有”应理解为表达“包含/包括”，还包括并且具体地是指表达“基本上由...组成”和“由...组成”。
在此所述的数字范围包括定义范围的数字。在此提供的标题并不是对本发明的各个方面或实施例的限制，这些方面或实施例可以通过将本说明书作为一个整体来参考而得到。根据一个实施例，在此被描述为在方法的情况下包括某些步骤或在组合物的情况下包含某些成分的主题是指由相应的步骤或成分组成的主题。优选选择并组合在此所述的具体方面和实施例，并且由具体实施例的相应组合产生的具体主题也属于本披露。
附图说明
图1示出了在水中的TPGS-750-M(2wt％)中使用三嗪6c(A)或6h(B)作为偶联剂，4-溴苯甲酸与0.5当量的3-甲基苯酚和0.5当量的3-乙基苯胺的化学选择性转化。在(A)中，示出了总转化率(三角形)以及转化成酰胺的转化率(菱形)和转化成酯的转化率(圆形)。在(B)中，没有观察到转化成酯的转化率，使得转化成酰胺的转化率与总转化率完全相同。
实例
向羧酸(1当量)、NaHCO3(1当量)、和胺(1.1当量)在TPGS-750-M(2％，在水中，10体积当量)中的混合物中添加三嗪(1.1当量)在水可混溶的共溶剂(1体积当量)中的溶液。允许在25℃下搅拌该反应直至完成(典型地2至5个小时)。在完成时，将产物通过添加更多水进行沉淀，或者在乙酸异丙酯中萃取，并且通过短的硅胶塞过滤以提供希望的酰胺产物。
将多种衍生的三嗪(6b至6h)与参考物(6a)关于以下具有挑战性的模式转换进行比较：
评价以下三嗪衍生物，给出指示的转化率：
监测作为产率的直接指标的转化率(没有竞争性副反应)。这证明定制用于介质的试剂对其结果具有深远的影响。
然后分别使用偶联剂6c或6h用不同的胺和羧酸进行酰胺化。转化率如下：
我们在此证明，未参与的侧链具有最深远的影响，并且总是示出良好或更好的选择性和产率。
另一个并且甚至更惊人的特征是随之而来的选择性。在下面的高要求反应中，分别使用三嗪6c或6h作为偶联剂，并且监测酰胺和酯的形成。
结果在图1中示出。如可以看出的，在三嗪6h(图1B)的情况下获得了几乎完美的选择性。这更值得注意的，因为在任何其他条件下几乎不可能获得。同样用三嗪6c的情况下，仅获得非常少量的酯(图1A)。

Claims (23)

1.一种反应混合物，包含一种或多种反应物、催化剂和表面活性剂-水混合物，其中，该催化剂是
(a)包含一个或多个增溶基团的偶联剂；或者
(b)与包含一个或多个增溶基团的配体复合的金属离子；
其中该增溶基团包含C5-50烷基或具有2至20个重复单元的聚(亚烷基二醇)基团。
2.根据权利要求1所述的反应混合物，其中，该增溶基团包含C5-50烷基并且具有以下特征中的一项或多项：
(i)该烷基是直链的；
(ii)该烷基包含8-15个碳原子、特别是10-14个碳原子、尤其是12个碳原子；
(iii)它被选自以下项的一个或多个基团取代：甲氧基，乙氧基，丙氧基，羟基，任选地被甲基、乙基和/或丙基中的一个或两个取代的氨基，特别是甲氧基、乙氧基或羟基；
(iv)它是12-甲氧基十二烷基或十二烷基。
3.根据权利要求1所述的反应混合物，其中，该增溶基团包含具有2至20个重复单元的聚(亚烷基二醇)基团并且具有以下特征中的一项或多项：
(i)该聚(亚烷基二醇)基团是聚(乙二醇)基团或聚(丙二醇)基团，特别是聚(乙二醇)基团；
(ii)该聚(亚烷基二醇)基团具有3至8个重复单元，特别是4至6个重复单元；
(iii)它被选自以下项的一个或多个基团取代：甲基，乙基，丙基，甲氧基，乙氧基，丙氧基，羟基，任选地被甲基、乙基和/或丙基中的一个或两个取代的氨基，特别是甲基、乙基或丙基；
(iv)它是具有4至6个重复单元的聚(乙二醇)基团，在末端氧处任选地被甲基或乙基取代。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的反应混合物，其中，该增溶基团通过醚键、胺键、酯键或酰胺键附接到该偶联剂或配体的剩余部分上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的反应混合物，其中，该偶联剂或配体包含一个或两个增溶基团。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的反应混合物，其中，该催化剂是为1,3,5-三嗪衍生物的偶联剂，该偶联剂任选地具有以下特征中的一项或多项：
(i)它包含季胺，特别是附接到三嗪环的2位上的季胺，该季胺优选是三甲基氨基或N-甲基-N-吗啉代基团；
(ii)它在该三嗪环的4位和/或6位被甲基、乙基、丙基、甲氧基、乙氧基和/或丙氧基取代；
(iii)该增溶基团附接到该三嗪环的季胺和/或4位和/或6位上。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的反应混合物，其中，该催化剂是与选自下组的配体复合的金属离子，该组由以下各项组成：联苯基化合物、N-杂环卡宾化合物和联吡啶化合物。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的反应混合物，其中，该催化剂的金属离子选自由以下各项组成的组：铜离子、钌离子、铑离子、钯离子、镍离子、锌离子、金离子、锰离子、铁离子以及钴离子。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的反应混合物，其中，该表面活性剂是包含亲水性部分和疏水性部分的非离子型表面活性剂，其中优选该表面活性剂的亲水性部分包含聚乙二醇部分。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的反应混合物，其中，该表面活性剂选自由以下各项组成的组：(DL-α-)生育酚聚乙二醇琥珀酸酯(TPGS)如TPGS-750-M、TPGS-1000和TPGS-1500；Triton X-100，聚乙二醇烷基醚如Brij，聚乙二醇酯如聚乙二醇(15)-羟基硬脂酸酯(Solutol HS 15)，吐温如吐温20或吐温80，十二烷基硫酸钠(SDS)，溴化十六烷基三甲基铵(CTAB)，相转移表面活性剂(PTS)(例如，脱氧胆酸钠)，聚氧乙基泛醇癸二酸酯(PQS)和官能化PQS，聚乙二醇(PEG)和各种衍生物如C4-偶氮-PEG，辛酸和其他长烷基链酸，以及b-谷甾醇甲氧基乙二醇琥珀酸酯(Nok)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的反应混合物，其中，该表面活性剂-水混合物中的表面活性剂的浓度是0.5％至5％(w/w)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的反应混合物，其中，该反应混合物包含一种反应物或两种反应物。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的反应混合物，进一步包含有机溶剂。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的反应混合物，其中，该反应混合物是均匀混合物。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的反应混合物，其中，该反应混合物是胶体悬浮液。
16.一种进行化学反应的方法，包括以下步骤：
(a)提供根据权利要求1至15中任一项所述的反应混合物，并且
(b)允许该化学反应进行。
17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括分离该化学反应的产物的步骤。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，该反应混合物贯穿该整个化学反应是均匀混合物。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，其中，该反应混合物贯穿该整个化学反应是胶体悬浮液。
20.一种增加在表面活性剂-水混合物中进行的化学反应的产率的方法，包括以下步骤：
(a)提供包含一种或多种反应物、催化剂、和表面活性剂-水混合物的反应混合物，其中该催化剂是包含一个或多个增溶基团的偶联剂或者是与包含一个或多个增溶基团的配体复合的金属离子；其中该增溶基团包含C5-50烷基或具有2至20个重复单元的聚(亚烷基二醇)基团；以及
(b)允许该化学反应进行。
21.一种减少在表面活性剂-水混合物中进行的化学反应中产生的副产物的量的方法，包括以下步骤：
(a)提供包含一种或多种反应物、催化剂、和表面活性剂-水混合物的反应混合物，其中该催化剂是包含一个或多个增溶基团的偶联剂或者是与包含一个或多个增溶基团的配体复合的金属离子；其中该增溶基团包含C5-50烷基或具有2至20个重复单元的聚(亚烷基二醇)基团；以及
(b)允许该化学反应进行。
22.根据权利要求20或21所述的方法，其中，该反应混合物是根据权利要求1至15中任一项所述的反应混合物。
23.根据权利要求20或21所述的方法，包括根据权利要求16至19中任一项所述的进行化学反应的方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110041270A (zh) * 2019-05-22 2019-07-23 广州臻莱迈新材料科技有限公司 一种双氨基脲嘧啶类化合物在水相中的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040147740A1 (en) * 2000-03-09 2004-07-29 Naoki Hirano Method for storing quaternary ammonium salt
WO2005075442A1 (ja) * 2004-02-10 2005-08-18 Japan Science And Technology Agency 水界面への集積性を有する脱水縮合剤
CN101522742A (zh) * 2006-08-10 2009-09-02 陶氏环球技术公司 制备粘弹性聚氨酯泡沫材料的方法
JP2016098194A (ja) * 2014-11-20 2016-05-30 国立研究開発法人産業技術総合研究所 錯体化合物
JP2016098184A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 富士フイルム株式会社 サラシア属植物の抽出物を含む錠剤及びその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040147740A1 (en) * 2000-03-09 2004-07-29 Naoki Hirano Method for storing quaternary ammonium salt
WO2005075442A1 (ja) * 2004-02-10 2005-08-18 Japan Science And Technology Agency 水界面への集積性を有する脱水縮合剤
CN101522742A (zh) * 2006-08-10 2009-09-02 陶氏环球技术公司 制备粘弹性聚氨酯泡沫材料的方法
JP2016098184A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 富士フイルム株式会社 サラシア属植物の抽出物を含む錠剤及びその製造方法
JP2016098194A (ja) * 2014-11-20 2016-05-30 国立研究開発法人産業技術総合研究所 錯体化合物

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KEIKO HOJO ET AL.: "Solid Phase Peptide Synthesis in Water VI: Evaluation of Water-Soluble Coupling Reagents for Solid Phase Peptide Synthesis in Aqueous Media", 《PROTEIN & PEPTIDE LETTERS》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110041270A (zh) * 2019-05-22 2019-07-23 广州臻莱迈新材料科技有限公司 一种双氨基脲嘧啶类化合物在水相中的制备方法

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