EP1196620A1 - Method for oxidating organic compounds - Google Patents

Method for oxidating organic compounds

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Publication number
EP1196620A1
EP1196620A1 EP00947872A EP00947872A EP1196620A1 EP 1196620 A1 EP1196620 A1 EP 1196620A1 EP 00947872 A EP00947872 A EP 00947872A EP 00947872 A EP00947872 A EP 00947872A EP 1196620 A1 EP1196620 A1 EP 1196620A1
Authority
EP
European Patent Office
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alkyl
alkylene
radical
alkylidene
formula
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00947872A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Reinhard Langer
Alexander Klausener
Lars Rodefeld
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Publication of EP1196620A1 publication Critical patent/EP1196620A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D213/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/02—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/89—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D301/00—Preparation of oxiranes
    • C07D301/02—Synthesis of the oxirane ring
    • C07D301/03—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
    • C07D301/14—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with organic peracids, or salts, anhydrides or esters thereof
    • C07D301/16—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with organic peracids, or salts, anhydrides or esters thereof formed in situ, e.g. from carboxylic acids and hydrogen peroxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D303/00—Compounds containing three-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D303/02—Compounds containing oxirane rings
    • C07D303/04—Compounds containing oxirane rings containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring oxygen atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D315/00—Heterocyclic compounds containing rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom according to more than one of groups C07D303/00 - C07D313/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P11/00—Preparation of sulfur-containing organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P17/00—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
    • C12P17/02—Oxygen as only ring hetero atoms
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    • C12P17/02—Oxygen as only ring hetero atoms
    • C12P17/08—Oxygen as only ring hetero atoms containing a hetero ring of at least seven ring members, e.g. zearalenone, macrolide aglycons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P17/00—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
    • C12P17/10—Nitrogen as only ring hetero atom
    • C12P17/12—Nitrogen as only ring hetero atom containing a six-membered hetero ring

Definitions

  • the invention relates to a process for the oxidation of organic compounds with peroxycarboxylic acids which are generated in situ with hydrogen peroxide from saturated aliphatic carboxylic acid esters and / or mixtures of the corresponding carboxylic acids and alcohols in the presence of enzymes as catalysts.
  • Enzyme catalysts are produced is known in principle. Examples of reactions in which peroxycarboxylic acids are used as oxidizing agents are: the epoxidation of olefins - the Baeyer-Villiger oxidation of ketones to esters the oxidation of amines to amine oxides, nitroso and nitro compounds the oxidation of aliphatic aldehydes to carboxylic acids the oxidation aromatic aldehydes to phenols
  • peroxycarboxylic acids in such oxidation reactions are that they have a significantly greater and more selective oxidation power than hydrogen peroxide itself.
  • some peroxycarboxylic acids are useful and commercially available reagents, their use is limited because of their relatively high cost and the risks (particularly the risk of explosion) that the handling of the reagents entails, particularly on a production scale.
  • enzymes to produce the peroxycarboxylic acids significantly milder reaction conditions can be selected. In particular, this reduces the risks associated with handling peroxycarboxylic acids.
  • WO-A-91/04333 also describes a process for the preparation of peroxycarboxylic acids by reacting the corresponding carboxylic acids with hydrogen peroxide in the presence of enzymes as catalysts.
  • the process enables the production of peroxycarboxylic acids RCOOOH, where R em is an organic radical, in particular a linear or branched, saturated or unsaturated one
  • Alkyl radical an aryl radical or an alkylaryl radical, each of which may optionally be substituted by a wide variety of groups and radicals.
  • the radical R can be, for example, a C 1 -C 30 alkyl radical.
  • the clear focus of WO-A-91/04333 is on the longer-chain peroxycarboxylic acids with C 6 -C 8 -alkyl radicals produced in the examples. Hydrolases such as
  • the peroxycarboxylic acids can be prepared in the solution of the underlying carboxylic acid itself or in a solvent.
  • Water, aqueous buffer solutions or organic solvents e.g. Hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, heptane, benzene, toluene, methylene chloride, hexachloroethane, acetonitrile,
  • WO-A-91/04333 also describes the oxidation of organic compounds
  • WO-A-98/36058 describes the continuous removal of water of reaction which is formed in enzymatically catalyzed reactions by pressure permeation on a special non-porous membrane. At the same time, the enzyme catalyst is also fixed on this non-porous membrane.
  • the reactions catalyzed in this way include the etherification of monosaccharides to polysaccharides in the presence of carbohydrases, the esterification of carboxylic acids with alcohols in the presence of lipases and the formation of
  • EP-A-0 310 952 describes a process for the preparation of dilute aqueous
  • Peroxycarboxylic acid solutions for use as bleaching and disinfecting agents.
  • the process comprises the reaction of carboxylic acid esters with hydrogen peroxide in the presence of hydrolases.
  • hydrolases are proteases and that the work is carried out in the presence of surfactants and in alkaline, if necessary.
  • esters of monocarboxylic acids are esters of monocarboxylic acids.
  • esters of monocarboxylic acids with 1 to 24 carbon atoms in the acid part are mentioned, the concentration of the carboxylic acid esters preferably being between 1 and 10% by weight, based on the total solution.
  • the focus of EP-A-0 310 952 is on longer-chain monocarboxylic acids with 4 to 10 C atoms in the acid part and on short-chain alcohol residues with 1 to 4 C-atoms men. Particular attention is paid to the production of percarboxylic acids with 8 carbon atoms in the acid part, since such percarboxylic acids have particularly favorable properties when used as bleaching and disinfecting agents.
  • compositions are also known from DE-OS-2 240 605, which are used as bleaching agents for washing textiles in an aqueous medium for household or industrial purposes. These compositions contain acyl alkyl esters, each with 1 to 10 carbon atoms in the acid and alcohol residue, and a hydrolase. By raising the temperature, the corresponding peracids are formed in the wash liquor, which remove a broad spectrum of stains and soiling due to their bleaching effect. Similar bleaching agent compositions for washing textiles are also described in EP-A-0 268 456 and EP-A-0 253 487.
  • DE-197 38 442-A1 also describes the production of percarbonic acid semiesters of the formula ROC (O) OOH by catalytic perhydrolysis of carbonic acid diesters with hydrogen peroxide.
  • the percarbonic acid semiesters obtained in this way can be used in situ as oxidizing agents.
  • the object of the present invention was to provide an oxidation process which makes it possible to achieve higher conversions of starting material with simple technical measures and under mild reaction conditions
  • the invention relates to a process for the oxidation of organic compounds with peroxycarboxylic acids which are carried out in situ in the presence of enzymes
  • R represents a straight-chain or branched C -C-alkylene radical which is optionally substituted by one or two OR 'radicals, where R' independently of one another are hydrogen or a C? -C 4 -acyl radical, and whose alkyl chain is optionally interrupted by one or more oxygen atoms, and
  • saturated aliphatic carboxylic acid esters and / or mixtures of the corresponding carboxylic acids and alcohols are used for the in-situ production of the peroxycarbonate esters, the carboxylic acids having 1 to 4 carbon atoms, preferably 2 or 3 carbon atoms.
  • ROH Preferred alcohols of the formula ROH are those in which R is a linear or branched C 4 -C 8 -alkyl radical or a monohydroxy-substituted C 3 -C 6 -alkyl radical, in particular an ⁇ -hydroxy-C 3 -C 6 - Alkyl radical.
  • R is a C 3 -C 6 -alkyl radical which is substituted by one or two hydroxy or O- (C 2 -C 4 ) -acyl radicals are also suitable.
  • a glycerol radical in which 1 or 2 OH groups are esterified by an O- (C 4 -C 4 ) -acyl radical is particularly preferred here, butyl acetate as the ahphatic carboxylic acid ester and / or acetic acid-butanol mixtures are particularly preferably used in the process according to the invention.
  • Hydrolases such as esterases or proteases can be used as enzymes in the process according to the invention. Lipases, proteases or peptides are preferably used.
  • the suitability of a given enzyme for use in the present method can easily be tested by exposing the carboxylic acid ester substrate to hydrogen peroxide or a hydrogen peroxide precursor in the presence of the enzyme and monitoring the generation of peroxycarboxylic acid from the reaction.
  • the enzyme can be used as such be, as a solution, in lyophilized form, in chemically modified form or else immobilized on a carrier to its stability and its activity against the question Increase substrate. Easily manageable and stabilized enzymes are preferably used by immobilization on supports.
  • Lipases that can be used in the present method can be microbial lipases, which are derived, for example, from strains of Aspergillus, Enterobacterium,
  • Chromobacterium, Geotricium or Penicillium are produced.
  • Preferred lipases for use according to the invention are those produced by species of Mucor, Humicola, Pseudomonas or Candida.
  • Particularly preferred lipases are those which are produced by the following microorganism strains, all of which have been deposited in the German Collection of Microorganisms in accordance with the provisions of the Budapest Treaty on the International Recognition of the Deposit of Microorganisms for the Purposes of Patent Procedure:
  • Candida antaretica deposited on September 29, 1986 with the number DSM 3855 and on December 8, 1986 with the numbers DSM 3908 and DSM 3909.
  • Humicola lanuginosa deposited on August 13, 1986 and on May 4, 1987 with the deposit numbers 3819 and 4109, respectively.
  • Humicola brevispora deposited on May 4, 1987, with the accession number DSM 41 10.
  • Humicola brevis var. Thermoidea deposited on May 4, 1987, with the accession number DSM 41 1 1, and
  • DSM 1800 Currently preferred lipases are those produced by Candida antarctica, DSM 3855, DSM 3908 and DSM 3909. These enzymes can be produced using the method disclosed in WO 88/02775.
  • the Candida strains in question can be cultivated under aerobic conditions in a nutrient medium which contains assimilable carbon and nitrogen sources as well as essential minerals, trace elements etc., the medium being composed according to established practice.
  • liquid enzyme concentrates can be prepared by removing insoluble materials, for example by filtration or centrifugation, after which the culture broth can be concentrated by evaporation or reverse osmosis.
  • Solid enzyme preparations can be made from the concentrate by precipitation with salts or water-miscible solvents, such as ethanol, or by drying, such as spray drying, according to well known methods.
  • Additional lipases can be obtained from the following strains, which are from the Centraalbureau voor Schimmelculturen (CBS), the American Type Culture Collection (ATCC), the Agricultural Research Culture Collection (NRRL) and the Institute of Fermentation, Osaka (IFO) without restriction. are publicly available with the following deposit numbers: Candida antarctica, CBS 5955, ATCC
  • lipase by recombinant DNA techniques, cf. eg EP-A-0 238 023.
  • Recombinant lipases can also be used for the present purpose.
  • the enzyme When used in the method of the invention, the enzyme can be in a soluble state. However, it is preferred to immobilize the enzyme to facilitate the recovery of the peroxycarboxylic acids produced by the present process. Immobilization methods are well known and include cross-linking of cell homogenates, covalent coupling to insoluble organic or inorganic carriers, inclusion in gels and adsorption on ion exchange resins or other adsorbent materials. Application to a particulate carrier can also be used (eg AR Macrac and RC Hammond, Biotechnology and Genetic Engineering Reviews, 3, 1985, p. 193). Suitable carrier materials for the immobilized enzyme are, for example, plastics
  • polysaccharides e.g. agarose or dextran
  • Ion exchange resins both cation and anion exchange resins
  • silicon polymers e.g. siloxane
  • silicates e.g. glass
  • a particularly preferred resin is a weakly basic one
  • Anion exchange resin which can be a polystyrene, acrylic or phenol-formaldehyde type resin.
  • Examples of commercially available resins of polyacrylic type are Lewatit ® E 1999/85 (registered trademark of Bayer, Federal Republic of Germany) and Duolite ® ES-568 (registered trademark of Rohm & Haas, Germany). Immobilization of enzymes on this type of resin can be carried out according to EP-A-0
  • Immobilization on phenyl-formaldehyde-type resins can be carried out in accordance with DK 85/878.
  • An example of a commercially available acrylic type resin is Lewatit "E 2001/85 (registered trademark of
  • Another suitable material for immobilizing enzymes is an inorganic carrier, such as a silicate.
  • the enzyme can be bound to the carrier by adsorption or by covalent coupling
  • the process according to the invention is carried out at temperatures from 10 to 110 ° C., preferably 20 to 90 ° C., particularly preferably 40 to 60 ° C.
  • the hydrogen peroxide used as the oxidizing agent is usually used in the form of a 10 to 70% solution, preferably in the form of a 20 to 40% aqueous solution, so that 1 to 100 mol, preferably 1.1 to 10 mol and in particular 1.2 up to 2 mol of hydrogen peroxide per oxidation equivalent of the organic compound are present.
  • the metering can be carried out either discontinuously in the form of a single addition or in several portions or else continuously at a specific desired rate.
  • a precursor of hydrogen peroxide which is given below releases the reaction conditions in situ hydrogen peroxide, eg percarbonates or perborates each in the form of their alkali metal or alkaline earth metal salts
  • An essential feature of the process according to the invention is that the water formed in the process according to the invention and / or fed to the reaction system is removed from the reaction system.
  • This water can be separated off directly in the reactor during the reaction, ie by evaporation, optionally by pervaporation or Steam pervaporation
  • a simple distillation is preferably carried out.
  • a partial stream of the liquid reaction mixture which is in contact with the enzyme can be removed from the reactor and then the water outside the reactor can be separated, for example by evaporation, and the water separated from the enzyme water-free stream to be returned to the reaction It has been preserved that To remove water to such an extent that the proportion of water in the reaction mixture is 0.001 to 10% by weight, preferably 0.01 to 3% by weight and in particular 0.1 to 2% by weight
  • temperatures in the range from 50 to 200 ° C., preferably 80 to 160 ° C., are set for the water separation
  • the water is separated off at a pressure in the range from 0.001 to 10 bar, preferably 0.01 to 1 bar
  • the carboxylic acid ester generally serves simultaneously as a solvent, but it has also proven useful to additionally use one or more inert organic solvents.
  • Some preferred organic solvents are hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, heptane, benzene, toluene, the isomeric xylenes and mixtures thereof , Chlorobenzene, dichlorobenzene, methylene chloride, hexachloroethane, acetonitrile, dimethylformamide, dioxane and tetrahydrofuran.
  • the use of such a solvent is particularly advantageous when it forms an azeotrope with the water to be removed, thus simplifying the removal of the water the use of those solvents which form a heteroazeotrope with water, so that the solvent can be recycled easily.
  • the compound to be oxidized can also serve as a solvent
  • reaction times are usually from 0.5 to 24 hours, preferably from 2 to
  • the W ⁇ asserabtrennung can during the entire reaction time, or in certain time intervals
  • the method according to the invention is particularly suitable for converting pyndme to Pv ⁇ d ⁇ n - ⁇ - oxides, olefins to oxiranes, hydrosulfides to disulfides, sulfides to sulfoxides and Oxidize sulfones and ketones to esters.
  • Pyridines and olefins are particularly preferably oxidized, very particularly preferably pyridines are converted into the corresponding N-oxides.
  • pyridines of the formula Ia can be oxidized to pyridine-N-oxides of the form 1b.
  • n is an integer from 0 to 5
  • Pyridines of the form la are preferably used in which
  • R i 1 are the same or different and H, C
  • R are identical or different and represent CH 3 , NO 2 or Cl or two adjacent substituents R 1 , including the two carbon atoms of the pyridine ring, form a fused-on phenyl or naphthyl radical.
  • R, R, R 4 and R 5 are independently H, C ⁇ -C] 0 alkyl, C 3 -C] 0 cycloalkyl, C 6 - C 2 -aryl, OH, C, -C
  • R 2 , R 3 , R 4 and R 5 independently of one another H, C
  • R 2 , R 3 , R 4 and R 5 independently of one another are CH 3 , NO 2 or Cl or in each case two adjacent radicals from the group of R 2 "5 , including the two olefin carbon atoms, form a phenyl or naphthyl radical.
  • R and R 8 are the same or different and are H, G-cin-alkyl, Ci-Cio-cycloalkyl or
  • C ( , -Ci 2 aryl mean or both substituents R 'and R together form a C 2 -C 2 n-alkylene or C 2 -C 2 (i-alkylidene radical, these alkylene and alkylidene radicals being carried out one or more times O, COO or CO can be interrupted.
  • Sulfides of the formula purple are preferably used, in which
  • R and R are identical or different and are H, C 1 -C 6 -alkyl, C 3 -C 6 -cycloalkyl, or
  • R 9 and R 10 are the same or different and are H, Ci-Go-alkyl, C 3 -C ⁇ o-cycloalkyl or C ö -C ⁇ 2 aryl or both substituents R 9 and R 10 together form a C 2 -C 2 o -Alkylene or C2-C 2 o-alkylidene form, where these alkylene and alkylidene residues can be interrupted one or more times by O, COO or CO.
  • Ketones of the formula IVa are preferably used in which
  • R and R are identical or different and are H, GC 6 -alkyl, C 3 -C 6 -cycloalkyl, or phenyl or both substituents R and R 10 together form one
  • Alkylidene radicals can be interrupted one or more times by O, COO or CO.
  • the molar ratio between the organic compound to be oxidized and the carboxylic acid ester or the carboxylic acid in the process according to the invention is 0.1: 1 to 1000: 1, preferably 0.5: 1 to 500: 1.
  • reactors for the process according to the invention are all reactors for the
  • the catalyst particles are used in a floating manner in the liquid or the reaction mixture can flow through them as solid, stationary catalyst beds.
  • reactors e.g. Suitable stirred tanks, preferably those with a column and water separator, also bubble columns, loop reactors with or without a stationary catalyst bed, tubular reactors and tube bundle reactors with a stationary catalyst bed.
  • the process according to the invention is characterized in that the oxidation of a broad spectrum of organic compounds is possible using only slight excesses of hydrogen oxide and small amounts of enzyme catalyst.
  • the mild reaction conditions, the short reaction times and the high achievable sales should also be emphasized.

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Abstract

The novel method enables oxidation of organic compounds with peroxycarboxylic acids which are produced in situ in the presence of enzymes by reacting hydrogen peroxide with saturated aliphatic carboxylic acid esters and/or mixtures of corresponding carboxylic acids and alcohol, whereby short-chained carboxylic acids and long-chained alcohol are used and the water which is produced and/or added during the reaction is fully or partially removed.

Description

Verfahren zur Oxidation von organischen VerbindungenProcess for the oxidation of organic compounds
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oxidation von organischen Verbindungen mit Peroxycarbonsäuren, die in situ mit Wasserstoffperoxid aus gesättigten aliphati- schen Carbonsäureestern und/oder Mischungen der korrespondierenden Carbonsauren und Alkohole in Gegenwart von Enzymen als Katalysatoren erzeugt werden.The invention relates to a process for the oxidation of organic compounds with peroxycarboxylic acids which are generated in situ with hydrogen peroxide from saturated aliphatic carboxylic acid esters and / or mixtures of the corresponding carboxylic acids and alcohols in the presence of enzymes as catalysts.
Die Oxidation von organischen Verbindungen unter Einsatz von Peroxycarbon- säuren, die in situ aus Carbonsäuren mit Wasserstoffperoxid in Gegenwart vonThe oxidation of organic compounds using peroxycarboxylic acids, which are generated in situ from carboxylic acids with hydrogen peroxide in the presence of
Enzym-Katalysatoren hergestellt werden, ist prinzipiell bekannt. Beispiele für Reaktionen, bei denen Peroxycarbonsäuren als Oxidationsmittel verwendet werden, sind: die Epoxidation von Olefmen - die Baeyer-Villiger-Oxidation von Ketonen zu Estern die Oxidation von Aminen zu Aminoxiden, Nitroso- und Nitroverbin- dungen die Oxidation aliphatischer Aldehyde zu Carbonsäuren die Oxidation aromatischer Aldehyde zu PhenolenEnzyme catalysts are produced is known in principle. Examples of reactions in which peroxycarboxylic acids are used as oxidizing agents are: the epoxidation of olefins - the Baeyer-Villiger oxidation of ketones to esters the oxidation of amines to amine oxides, nitroso and nitro compounds the oxidation of aliphatic aldehydes to carboxylic acids the oxidation aromatic aldehydes to phenols
Für die Verwendung von Peroxycarbonsäuren in solchen Oxidationsreaktionen spricht, daß sie eine deutlich größere und selektivere Oxidationskraft als Wasserstoffperoxid selber besitzen. Obgleich einige Peroxycarbonsäuren nützliche und kommerziell verfügbare Reagenzien sind, ist ihre Verwendung wegen ihrer relativ hohen Kosten und der Risiken (insbesondere der Explosionsgefahr), die die Handhabung der Reagenzien insbesondere im produktionstechnischen Maßstab mit sich bringt, beschränkt. Durch den Einsatz von Enzymen zur Herstellung der Peroxycarbonsäuren können deutlich mildere Reaktionsbedingungen gewählt werden. Hierdurch werden vor allem die Risiken verringert, die im Umgang mit den Peroxy- carbonsäuren bestehen. Zum anderen wird es möglich, auch thermisch empfindlichere Carbonsäuren zu den entsprechenden Peroxycarbonsäuren umzusetzen. So wird in Tetrahedron 48 ( 1992), 4587-92 die Lipase-katalysierte Herstellung von langkettigen C(,-C| (.-Peroxycarbonsäuren durch Umsetzung der entsprechenden Carbonsauren mit Wasserstoffperoxid beschπeben, und die in situ Verwendung dieser Peroxycarbonsäuren zur Oxidation von Alkenen bzw. Sulfiden Diese in-situ Herstellung der Peroxy carbonsäuren sowie die Oxidation der Alkene bzw. Sulfide erfolgt dabei entw eder in einem 2-Phasen-System aus einem organischen Lösungsmittel und Wasser oder aber nur in Gegenwart von Wasser ohne weiteres Lösungsmittel.Advantages of using peroxycarboxylic acids in such oxidation reactions are that they have a significantly greater and more selective oxidation power than hydrogen peroxide itself. Although some peroxycarboxylic acids are useful and commercially available reagents, their use is limited because of their relatively high cost and the risks (particularly the risk of explosion) that the handling of the reagents entails, particularly on a production scale. By using enzymes to produce the peroxycarboxylic acids, significantly milder reaction conditions can be selected. In particular, this reduces the risks associated with handling peroxycarboxylic acids. On the other hand, it is also possible to convert thermally sensitive carboxylic acids into the corresponding peroxycarboxylic acids. In Tetrahedron 48 (1992), 4587-92, the lipase-catalyzed production of long-chain C ( , -C | (. -Peroxycarboxylic acids by reacting the corresponding carboxylic acids with hydrogen peroxide is described, and the use of these peroxycarboxylic acids in situ for the oxidation of alkenes or Sulfides This in-situ production of the peroxycarboxylic acids and the oxidation of the alkenes or sulfides takes place either in a 2-phase system consisting of an organic solvent and water or only in the presence of water without a further solvent.
WO-A-91/04333 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung von Peroxycarbonsäuren durch Umsetzung der entsprechenden Carbonsäuren mit Wasserstoffperoxid in Gegenwart von Enzymen als Katalysatoren. Das Verfahren ermöglicht die Herstellung von Peroxycarbonsäuren RCOOOH, wobei R em organischer Rest ist, insbesondere em linearer oder verzweigter, gesättigter oder ungesättigterWO-A-91/04333 also describes a process for the preparation of peroxycarboxylic acids by reacting the corresponding carboxylic acids with hydrogen peroxide in the presence of enzymes as catalysts. The process enables the production of peroxycarboxylic acids RCOOOH, where R em is an organic radical, in particular a linear or branched, saturated or unsaturated one
Alkylrest, ein Arylrest oder ein Alkylarylrest, die jeweils gegebenenfalls durch unterschiedlichste Gruppen und Reste substituiert sein können. Der Rest R kann z.B. für einen C1-C30- Alkylrest stehen. Der eindeutige Schwerpunkt der WO-A-91/04333 liegt dabei auf den in den Beispielen hergestellten längerkettigen Peroxycarbon- säuren mit C6-Cι8-Alkylresten Als Enzyme werden bevorzugt Hydrolasen wieAlkyl radical, an aryl radical or an alkylaryl radical, each of which may optionally be substituted by a wide variety of groups and radicals. The radical R can be, for example, a C 1 -C 30 alkyl radical. The clear focus of WO-A-91/04333 is on the longer-chain peroxycarboxylic acids with C 6 -C 8 -alkyl radicals produced in the examples. Hydrolases such as
Proteasen oder Lipasen eingesetzt. Die Herstellung der Peroxycarbonsäuren kann in der Lösung der zugrundeliegenden Carbonsäure selber oder aber in einem Lösungsmittel vorgenommen. Als Lösungsmittel werden explizit Wasser, wäßπge Pufferlösungen oder aber organische Losungsmittel, z.B. Kohlenwasserstoffe wie Hexan, Cylcohexan, Heptan, Benzol, Toluol, Methylenchlorid, Hexachlorethan, Acetonitπl,Proteases or lipases used. The peroxycarboxylic acids can be prepared in the solution of the underlying carboxylic acid itself or in a solvent. Water, aqueous buffer solutions or organic solvents, e.g. Hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, heptane, benzene, toluene, methylene chloride, hexachloroethane, acetonitrile,
DMF, Dioxan oder THF genanntCalled DMF, dioxane or THF
WO- A-91/04333 beschreibt ferner die Oxidation organischer Verbindungen unterWO-A-91/04333 also describes the oxidation of organic compounds
Einsatz der in-situ hergestellten Peroxycarbonsäuren Experimentell beschπeben wird die Oxidation von Alkenen zu Oxiranen, von Ketonen zu Estern und vonUse of the in-situ produced peroxycarboxylic acids Experimentally describe the oxidation of alkenes to oxiranes, from ketones to esters and from
Sulfiden zu Sulfoxiden in Gegenwart von Wasserstoffperoxid und men sowie den längerkettigen Carbonsäuren Octansäure oder Myristinsäure. Der Bedarf an Wasserstoffperoxid ist dabei mit 1 ,5 bis 5 mol pro mol Edukt deutlich überstöchio- metrisch, und in vielen Fällen muß hochkonzentriertes 60 %iges Wasserstoffperoxid eingesetzt werden. Auch das immobilisierte Enzym wird in sehr großen Mengen eingesetzt. Trotzdem werden bei langen Reaktionszeiten zwischen 4 und 24 h im allgemeinen keine vollständigen, bisweilen sogar nur geringe Umsätze bzw. Ausbeuten von ungefähr 10 bis 60 % erzielt.Sulfides to sulfoxides in the presence of hydrogen peroxide and men as well the longer chain carboxylic acids octanoic acid or myristic acid. At 1.5 to 5 mol per mol of educt, the requirement for hydrogen peroxide is clearly overstoichiometric, and in many cases highly concentrated 60% hydrogen peroxide must be used. The immobilized enzyme is also used in very large quantities. Nevertheless, in the case of long reaction times between 4 and 24 h, complete, sometimes even only slight conversions or yields of approximately 10 to 60% are generally not achieved.
WO-A-98/36058 beschreibt die kontinuierliche Entfernung von Reaktionswasser, welches bei enzymatisch katalysierten Reaktionen gebildet wird, durch Druck- permeation an einer speziellen nicht-porösen Membran. Auf dieser nicht-porösen Membran ist dabei gleichzeitig auch der Enzym-Katalysator fixiert. Als derart katalysierte Reaktionen werden die Veretherung von Monosacchariden zu Poly- sacchariden in Gegenwart von Carbohydrasen genannt, ferner die Veresterung von Carbonsäuren mit Alkoholen in Gegenwart von Lipasen und die Bildung vonWO-A-98/36058 describes the continuous removal of water of reaction which is formed in enzymatically catalyzed reactions by pressure permeation on a special non-porous membrane. At the same time, the enzyme catalyst is also fixed on this non-porous membrane. The reactions catalyzed in this way include the etherification of monosaccharides to polysaccharides in the presence of carbohydrases, the esterification of carboxylic acids with alcohols in the presence of lipases and the formation of
Amiden aus Aminosäuren in Gegenwart von Proteasen. Die beschriebenen Membransysteme sind kompliziert und werden nicht für die Herstellung von Peroxycarbonsäuren oder die Oxidation organischer Verbindungen eingesetzt.Amides from amino acids in the presence of proteases. The membrane systems described are complicated and are not used for the production of peroxycarboxylic acids or the oxidation of organic compounds.
EP-A-0 310 952 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung verdünnter wäßrigerEP-A-0 310 952 describes a process for the preparation of dilute aqueous
Peroxycarbonsäurelösungen zum Einsatz als Bleich- und Desinfektionsmittel. Das Verfahren umfaßt die Umsetzung von Carbonsäureestern mit Wasserstoffperoxid in Gegenwart von Hydrolasen. Für das Erreichen einer vernünftigen Selektivität ist es hierbei essentiell, daß es sich bei den Hydrolasen um Proteasen handelt und gege- benenfalls in Anwesenheit von Tensiden und im Alkalischen gearbeitet wird. AlsPeroxycarboxylic acid solutions for use as bleaching and disinfecting agents. The process comprises the reaction of carboxylic acid esters with hydrogen peroxide in the presence of hydrolases. In order to achieve a reasonable selectivity, it is essential that the hydrolases are proteases and that the work is carried out in the presence of surfactants and in alkaline, if necessary. As
Ausgangsstoffe für die Percarbonsäuren werden Ester von Monocarbonsäuren verwendet. Als prinzipiell einsetzbar werden Ester von Monocarbonsäuren mit 1 bis 24 C- Atomen im Säureteil genannt, wobei die Konzentration der Carbonsäureester bevorzugt zwischen 1 und 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtlösung, liegt. Der Schwerpunkt der EP-A-0 310 952 liegt auf längerkettigen Monocarbonsäuren mit 4 bis 10 C-Atomen im Säureteil und auf kurzkettigen Alkoholresten mit 1 bis 4 C-Ato- men. Besonderer Augenmerk ist auf die Herstellung von Percarbonsäuren mit 8 C- Atomen im Säureteil gerichtet, da solche Percarbonsäuren beim beabsichtigten Einsatz als Bleich- und Desinfektionsmittel besonders günstige Eigenschaften besitzen.Starting materials for the percarboxylic acids are esters of monocarboxylic acids. In principle, esters of monocarboxylic acids with 1 to 24 carbon atoms in the acid part are mentioned, the concentration of the carboxylic acid esters preferably being between 1 and 10% by weight, based on the total solution. The focus of EP-A-0 310 952 is on longer-chain monocarboxylic acids with 4 to 10 C atoms in the acid part and on short-chain alcohol residues with 1 to 4 C-atoms men. Particular attention is paid to the production of percarboxylic acids with 8 carbon atoms in the acid part, since such percarboxylic acids have particularly favorable properties when used as bleaching and disinfecting agents.
Auch aus der DE-OS-2 240 605 sind Zusammensetzungen bekannt, die beim Waschen von Textilien in wäßrigem Medium zu Haushalts- oder industriellen Zwecken als Bleichmittel eingesetzt werden. Diese Zusammensetzungen enthalten Acylalkylester mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Säure- und Alkoholrest sowie eine Hydrolase. Durch Temperaturerhöhung kommt es in der Waschlauge zur Bildung der entsprechenden Persäuren, die aufgrund ihrer bleichenden Wirkung ein breites Spektrum von Flecken und Verschmutzungen entfernen. Auch in EP-A-0 268 456 und EP-A-0 253 487 werden ähnliche Bleichmittelzusammensetzungen für das Waschen von Textilien beschrieben.Compositions are also known from DE-OS-2 240 605, which are used as bleaching agents for washing textiles in an aqueous medium for household or industrial purposes. These compositions contain acyl alkyl esters, each with 1 to 10 carbon atoms in the acid and alcohol residue, and a hydrolase. By raising the temperature, the corresponding peracids are formed in the wash liquor, which remove a broad spectrum of stains and soiling due to their bleaching effect. Similar bleaching agent compositions for washing textiles are also described in EP-A-0 268 456 and EP-A-0 253 487.
Aus DE- 197 38 442-A1 ist ferner die Herstellung von Perkohlensäurehalbestern der Formel ROC(O)OOH durch katalytische Perhydrolyse von Kohlensäurediestern mit Wasserstoffperoxid beschrieben. Die so erhaltenen Perkohlensäurehalbester können in situ als Oxidationsmittel eingesetzt werden.DE-197 38 442-A1 also describes the production of percarbonic acid semiesters of the formula ROC (O) OOH by catalytic perhydrolysis of carbonic acid diesters with hydrogen peroxide. The percarbonic acid semiesters obtained in this way can be used in situ as oxidizing agents.
Aus Proc. World Congr. Int. Soc. Fat Res., 21st (1996), 3, 469-471 ist es ebenfalls bekannt, die Oxidation von Alkenen in Gegenwart von Peroxycarbonsäuren durchzuführen, die in-situ durch Umsetzung von Carbonsäuren und Wasserstoffperoxid hergestellt werden. Eingesetzt wird ein breites Spektrum von Carbonsäuren; das besondere Augenmerk liegt dabei widerum auf den langkettigen Carbonsäuren/Fettsäuren mit bis zu 22 C-Atomen, da diese bei der Oxidation von 1-Okten zu Ausbeuten im Bereich um 60 % führen. Der Einsatz von kurzkettigen Carbonsäuren wie Propionsäure oder Isobutyrsäure liefert dagegen nur Ausbeuten von 41 % bzw. sogar nur 25 % 1,2-Epoxyoktan. Beschrieben wird ferner der Einsatz von Estern langkettiger Carbonsäuren mit kurzkettigen Alkoholen, die in Gegenwart vonFrom proc. World Congr. Int. Soc. Fat Res., 21 st (1996), 3, 469-471, it is also known to carry out the oxidation of alkenes in the presence of peroxycarboxylic acids which are prepared in situ by reaction of carboxylic acids and hydrogen peroxide. A wide range of carboxylic acids is used; The special focus is again on the long-chain carboxylic acids / fatty acids with up to 22 C atoms, since these lead to yields in the range of around 60% in the oxidation of 1-octene. In contrast, the use of short-chain carboxylic acids such as propionic acid or isobutyric acid only yields 41% or even 25% of 1,2-epoxyoctane. Also described is the use of esters of long-chain carboxylic acids with short-chain alcohols, which in the presence of
Lipasen unter Einwirkung des Wasserstoffperoxids ebenfalls zu Peroxycarbonsäuren gespalten werden und dann die Alken-Oxidation katalysieren Diese Carbonsaure- ester führen jedoch bei der Oxidation von 1 -Okten immer zu deutlich schlechteren Ausbeuten als die entsprechenden freien Carbonsauren So w erden bei Verwendung des Methyl-, Butyl- oder Vιn\ lcsters von Dodecansaure nur Ausbeuten zwischen 13 und 33 % erhalten, w ahrend die freie Saure eine Ausbeute von 59 % liefert Vor diesem Hintergrund deutlich schlechterer Ausbeuten geben die Autoren als einzigen Grund für den Einsatz \ o Carbonsaureestern den Vorteil an, daß medπger konzentrierte Wasserstoffperoxid-Losungen verwendet werden können Nur bei Einsatz des Tπfluorethyl esters der Dodecansaure wird eine zur freien Dodecansaure vergleich- bare gute Ausbeute von 62 % erreicht, was die Autoren aber auf den Tπfluorethylrest als gute Abgangsgruppe zurückführenLipases under the action of hydrogen peroxide also to peroxycarboxylic acids cleaved and then catalyze the alkene oxidation. However, these carboxylic acid esters always lead to significantly poorer yields in the oxidation of 1-octene than the corresponding free carboxylic acids. So when using the methyl, butyl or vinyl ester of dodecanoic acid, only Obtain yields between 13 and 33%, while the free acid gives a yield of 59%. Against this background of significantly poorer yields, the authors give the only reason for the use of carboxylic acid esters as the advantage that more concentrated hydrogen peroxide solutions can be used A good yield of 62%, comparable to free dodecanoic acid, can only be achieved when using the tπfluoroethyl ester of dodecanoic acid, which the authors attribute to the tπfluorethyl residue as a good leaving group
Da Oxidationsreaktionen zu den grundlegenden und häufigsten Reaktionen der organischen Chemie zahlen, bestand die Aufgabe der vorliegenden Erfindung dann, ein Oxidationsverfahren bereitzustellen, welches es erlaubt, mit einfachen technischen Maßnahmen und unter milden Reaktionsbedingungen höhere Umsätze an Edukt zu erzielenSince oxidation reactions are among the basic and most frequent reactions in organic chemistry, the object of the present invention was to provide an oxidation process which makes it possible to achieve higher conversions of starting material with simple technical measures and under mild reaction conditions
Gegenstand der Erfindung ist em Verfahren zur Oxidation von organischen Ver- bmdungen mit Peroxycarbonsäuren, die in situ m Gegenwart von Enzymen durchThe invention relates to a process for the oxidation of organic compounds with peroxycarboxylic acids which are carried out in situ in the presence of enzymes
Umsetzung von Wasserstoffperoxid mit gesattigten ahphatischen Carbonsaureestern und/oder Mischungen der korrespondierenden Carbonsauren und Alkohole erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die gesattigten ahphatischen Carbonsauren geradkettig oder verzweigt sind und 1 bis 4 C-Atome aufweisen und die Alkohole die FormelReaction of hydrogen peroxide with saturated ahphatic carboxylic acid esters and / or mixtures of the corresponding carboxylic acids and alcohols are produced, characterized in that the saturated ahphatic carboxylic acids are straight-chain or branched and have 1 to 4 carbon atoms and the alcohols have the formula
R-OH besitzen, wobeiR-OH own, where
R fui einen geradkettigen oder verzweigten C -Cis-Alkvlrest steht, der gege- benenfalls durch ein oder zwei Reste OR' substituiert ist wobei R' unabhängig voneinander Wasserstoff oder ein C?-C4-Acylrest bedeuten, und dessen Alkylkette gegebenenfalls durch ein oder mehrere Sauerstoffatome unterbrochen ist, undR represents a straight-chain or branched C -C-alkylene radical which is optionally substituted by one or two OR 'radicals, where R' independently of one another are hydrogen or a C? -C 4 -acyl radical, and whose alkyl chain is optionally interrupted by one or more oxygen atoms, and
daß das bei der Umsetzung entstehende und/oder zugeführte Wasser ganz oder teil- weise entfernt wird.that all or part of the water which is formed and / or supplied during the reaction is removed.
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden zur in-situ Herstellung der Peroxycarbon- säureester gesättigte aliphatische Carbonsäureester und/oder Mischungen der korrespondierenden Carbonsäuren und Alkohole eingesetzt, wobei die Carbonsäuren 1 bis 4 C-Atome, bevorzugt 2 oder 3 C-Atome aufweisen.In the process according to the invention, saturated aliphatic carboxylic acid esters and / or mixtures of the corresponding carboxylic acids and alcohols are used for the in-situ production of the peroxycarbonate esters, the carboxylic acids having 1 to 4 carbon atoms, preferably 2 or 3 carbon atoms.
Bei den Alkoholen der Formel ROH sind solche bevorzugt, bei denen R für einen linearen oder verzweigten C4-C8-Alkylrest oder einen Monohydroxy-substituierten C3-C6-Alkylrest, insbesondere einen ω-Hydroxy-C3-C6- Alkylrest steht. Geeignet sind auch solche Alkohole, bei denen R für einen C3-C6- Alkylrest steht, der durch ein oder zwei Hydroxy- oder O-(C2-C4)-Acylreste substituiert ist. Hierbei ist insbesondere ein Glycerinrest bevorzugt, bei dem 1 oder 2 OH Gruppen durch einen O-(C -C4)-Acylrest verestert sind Besonders bevorzugt werden im erfindungsgemäßen Verfahren Butylacetat als ahphatischer Carbonsäureester und/oder Essigsaure-Butanol-Mischungen eingesetzt.Preferred alcohols of the formula ROH are those in which R is a linear or branched C 4 -C 8 -alkyl radical or a monohydroxy-substituted C 3 -C 6 -alkyl radical, in particular an ω-hydroxy-C 3 -C 6 - Alkyl radical. Alcohols in which R is a C 3 -C 6 -alkyl radical which is substituted by one or two hydroxy or O- (C 2 -C 4 ) -acyl radicals are also suitable. A glycerol radical in which 1 or 2 OH groups are esterified by an O- (C 4 -C 4 ) -acyl radical is particularly preferred here, butyl acetate as the ahphatic carboxylic acid ester and / or acetic acid-butanol mixtures are particularly preferably used in the process according to the invention.
Als Enzyme können im erfindungsgemäßen Verfahren Hydrolasen wie Esterasen oder Proteasen eingesetzt werden. Bevorzugt werden Lipasen, Proteasen oder Pepti- dasen eingesetzt. Die Eignung eines gegebenen Enzyms zur Verwendung im vor- liegenden Verfahren kann leicht getestet werden, indem em Carbonsäureester-Substrat in Gegenwart des Enzyms Wasserstoffperoxid oder einer Wasserstoffperoxid- Vorstufe ausgesetzt wird und die Erzeugung von Peroxycarbonsaure aus der Reaktion überwacht wird Das Enzym kann als solches eingesetzt werden, als Losung, in lyophilisierter Form, in chemisch modifizierter Form oder aber immobilisiert auf einem Träger, um seine Stabilität und seine Aktivität gegenüber dem fraglichen Substrat zu erhöhen. Bevorzugt werden durch Immobilisierung auf Trägem leicht handhabbare und stabilisierte Enzyme eingesetzt.Hydrolases such as esterases or proteases can be used as enzymes in the process according to the invention. Lipases, proteases or peptides are preferably used. The suitability of a given enzyme for use in the present method can easily be tested by exposing the carboxylic acid ester substrate to hydrogen peroxide or a hydrogen peroxide precursor in the presence of the enzyme and monitoring the generation of peroxycarboxylic acid from the reaction. The enzyme can be used as such be, as a solution, in lyophilized form, in chemically modified form or else immobilized on a carrier to its stability and its activity against the question Increase substrate. Easily manageable and stabilized enzymes are preferably used by immobilization on supports.
Lipasen, die im vorliegenden Verfahren eingesetzt werden können, können mikro- bielle Lipasen sein, die z.B von Stämmen von Aspergillus, Enterobacterium,Lipases that can be used in the present method can be microbial lipases, which are derived, for example, from strains of Aspergillus, Enterobacterium,
Chromobacterium, Geotricium oder Penicillium produziert werden. Bevorzugte Lipasen zur Verwendung gemäß der Erfindung sind diejenigen, die von Spezies von Mucor, Humicola, Pseudomonas oder Candida produziert werden.Chromobacterium, Geotricium or Penicillium are produced. Preferred lipases for use according to the invention are those produced by species of Mucor, Humicola, Pseudomonas or Candida.
Besonders bevorzugte Lipasen sind diejenigen, die von folgenden Mikroorganismenstämmen produziert werden, die alle in der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen gemäß den Bestimmungen des Budapester Vertrages über die Internationale Anerkennung der Hinterlegung von Mikroorganismen für die Zwecke von Patentverfahren hinterlegt worden sind:Particularly preferred lipases are those which are produced by the following microorganism strains, all of which have been deposited in the German Collection of Microorganisms in accordance with the provisions of the Budapest Treaty on the International Recognition of the Deposit of Microorganisms for the Purposes of Patent Procedure:
Candida antaretica, hinterlegt am 29. September 1986, mit der Nummer DSM 3855, und am 8. Dezember 1986, mit den Nummern DSM 3908 und DSM 3909.Candida antaretica, deposited on September 29, 1986 with the number DSM 3855 and on December 8, 1986 with the numbers DSM 3908 and DSM 3909.
Pseudomonas cephacia, hinterlegt am 30. Januar 1987, mit der Nummber 3959.Pseudomonas cephacia, deposited on January 30, 1987, with the number 3959.
Humicola lanuginosa, hinterlegt am 13 August 1986 und am 4. Mai 1987 mit den Hinterlegungsnummem 3819 bzw. 4109.Humicola lanuginosa, deposited on August 13, 1986 and on May 4, 1987 with the deposit numbers 3819 and 4109, respectively.
Humicola brevispora, hinterlegt am 4. Mai 1987, mit der Hinterlegungsnummer DSM 41 10.Humicola brevispora, deposited on May 4, 1987, with the accession number DSM 41 10.
Humicola brevis var. thermoidea, hinterlegt am 4. Mai 1987, mit der Hinterlegungsnummer DSM 41 1 1 , undHumicola brevis var. Thermoidea, deposited on May 4, 1987, with the accession number DSM 41 1 1, and
Humicola insolens, hinterlegt am 1 . Oktober 1981, mit der HinterlegungsnummerHumicola insolens, deposited on 1 October 1981, with the deposit number
DSM 1800. Gegenwärtig bevorzugte Lipasen sind diejenigen, die von Candida antarctica, DSM 3855, DSM 3908 und DSM 3909, produziert werden. Diese Enzyme können mit dem in WO 88/02775 offenbarten Verfahren hergestellt werden. Die fraglichen Candida-Stämme können dabei unter aeroben Bedingungen in einem Nährstoffmedium kultiviert werden, das assimilierbare Kohlenstoff- und Stickstoffquellen sowie essentielle Mineralien, Spurenelemente etc. enthält, wobei das Medium gemäß etablierter Praxis zusammengesetzt ist. Nach Kultivierung können flüssige Enzymkonzentrate hergestellt werden, indem unlösliche Materialien, z.B. durch Filtration oder Zentrifugation, entfernt werden, wonach die Kulturbrühe durch Eindampfen oder Umkehrosmose konzentriert werden kann. Feste Enzymzubereitungen können aus dem Konzentrat durch Ausfällung mit Salzen oder wasser-mischbaren Lösungsmitteln, z.B. Ethanol, oder durch Trocknung, wie etwa Sprühtrocknung, gemäß gut bekannten Verfahren hergestellt werden.DSM 1800. Currently preferred lipases are those produced by Candida antarctica, DSM 3855, DSM 3908 and DSM 3909. These enzymes can be produced using the method disclosed in WO 88/02775. The Candida strains in question can be cultivated under aerobic conditions in a nutrient medium which contains assimilable carbon and nitrogen sources as well as essential minerals, trace elements etc., the medium being composed according to established practice. After cultivation, liquid enzyme concentrates can be prepared by removing insoluble materials, for example by filtration or centrifugation, after which the culture broth can be concentrated by evaporation or reverse osmosis. Solid enzyme preparations can be made from the concentrate by precipitation with salts or water-miscible solvents, such as ethanol, or by drying, such as spray drying, according to well known methods.
Zusätzliche Lipasen können aus den folgenden Stämmen erhalten werden, die ohne Beschränkung vom Centraalbureau voor Schimmelculturen (CBS), von der American Type Culture Collection (ATCC), von der Agricultural Research Culture Collection (NRRL) und vom Institute of Fermentation, Osaka (IFO) öffentlich zugänglich sind, mit den folgenden Hinterlegungsnummern: Candida antarctica, CBS 5955, ATCCAdditional lipases can be obtained from the following strains, which are from the Centraalbureau voor Schimmelculturen (CBS), the American Type Culture Collection (ATCC), the Agricultural Research Culture Collection (NRRL) and the Institute of Fermentation, Osaka (IFO) without restriction. are publicly available with the following deposit numbers: Candida antarctica, CBS 5955, ATCC
34888, NRRL Y-8295, CBS 6678, ATCC 28323, CBS 6821 und NRRL Y-7954; Candida tsukubaensis, CBS 6389, ATCC 24555 und NRRL Y-7795; Candida auriculariae, CBS 6379, ATTC 24121 und IFO 1580; Candida humicola, CBS 571, ATCC 14438, IFO 0760, CBS 2041, ATTC 9949, NRRL Y-1266, IFO 0753 und IFO 1527; und Candida foliorum, CBS 5234 und ATCC 18820.34888, NRRL Y-8295, CBS 6678, ATCC 28323, CBS 6821 and NRRL Y-7954; Candida tsukubaensis, CBS 6389, ATCC 24555 and NRRL Y-7795; Candida auriculariae, CBS 6379, ATTC 24121 and IFO 1580; Candida humicola, CBS 571, ATCC 14438, IFO 0760, CBS 2041, ATTC 9949, NRRL Y-1266, IFO 0753 and IFO 1527; and Candida foliorum, CBS 5234 and ATCC 18820.
Es ist bekannt, Lipase durch rekombinante DNA-Techniken herzustellen, vgl. z.B. EP-A-0 238 023. Rekombinante Lipasen können auch für den vorliegenden Zweck eingesetzt werden. Wenn es im Verfahren der Erfindung eingesetzt wird, kann das Enzym in einem löslichen Zustand vorliegen. Es ist jedoch bevorzugt, das Enzym zu immobilisieren, um die Gewinnung der Peroxycarbonsäuren, die mit dem vorliegenden Verfahren hergestellt werden, zu erleichte . Immobilisierungsverfahren sind gut bekannt und schließen Vernetzung von Zellhomogenaten, kovalente Kopplung an unlösliche organische oder anorganische Träger, Einschluß in Gele und Adsorption an Ionen- austauschharze oder andere adsorbierende Materialien ein. Aufbringen auf einen teil- chenförmigen Träger kann ebenfalls eingesetzt werden (z.B. A.R. Macrac und R.C. Hammond, Biotechnology and Genetic Engineering Reviews, 3, 1985, S. 193). Geeignete Trägermaterialien für das immobilisierte Enzym sind z.B. KunststoffeIt is known to produce lipase by recombinant DNA techniques, cf. eg EP-A-0 238 023. Recombinant lipases can also be used for the present purpose. When used in the method of the invention, the enzyme can be in a soluble state. However, it is preferred to immobilize the enzyme to facilitate the recovery of the peroxycarboxylic acids produced by the present process. Immobilization methods are well known and include cross-linking of cell homogenates, covalent coupling to insoluble organic or inorganic carriers, inclusion in gels and adsorption on ion exchange resins or other adsorbent materials. Application to a particulate carrier can also be used (eg AR Macrac and RC Hammond, Biotechnology and Genetic Engineering Reviews, 3, 1985, p. 193). Suitable carrier materials for the immobilized enzyme are, for example, plastics
(z.B. Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyurethan, Latex. Nylon, Teflon, Dacron, Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol oder jedes geeignete Copolymer derselben), Polysaccharide (z.B. Agarose oder Dextran). Ionenaustauscherharze (sowohl Kationen- als auch Anionen- Austauschharze), Sihciumpolymere (z.B. Siloxan) oder Silikate (z.B. Glas).(e.g. polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyurethane, latex, nylon, teflon, dacron, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol or any suitable copolymer thereof), polysaccharides (e.g. agarose or dextran). Ion exchange resins (both cation and anion exchange resins), silicon polymers (e.g. siloxane) or silicates (e.g. glass).
Es ist bevorzugt, das Enzym auf einem Ionenaustauschharz zu immobilisieren, indem das Enzym an das Harz adsorbiert wird oder indem es mit Hilfe von Glutaraldehyd oder einem anderen Vernetzungsmittel in einer per se bekannten Art und Weise mit dem Harz vernetzt wird. Ein besonders bevorzugtes Harz ist ein schwachbasischesIt is preferred to immobilize the enzyme on an ion exchange resin by adsorbing the enzyme onto the resin or by crosslinking it with the resin using glutaraldehyde or another crosslinking agent in a manner known per se. A particularly preferred resin is a weakly basic one
Anionen-Austauschharz, das ein Harz vom Polystyrol-, Acryl- oder Phenol-Formaldehyd-Typ sein kann. Beispiele kommerziell verfügbarer Harze vom Polyacryl-Typ sind Lewatit® E 1999/85 (eingetragene Marke von Bayer, Bundesrepublik Deutschland) und Duolite® ES-568 (eingetragene Marke von Rohm & Haas, Bundesrepublik Deutschland). Immobilisierung von Enzymen an diesen Harztyp kann gemäß EP-A-0Anion exchange resin, which can be a polystyrene, acrylic or phenol-formaldehyde type resin. Examples of commercially available resins of polyacrylic type are Lewatit ® E 1999/85 (registered trademark of Bayer, Federal Republic of Germany) and Duolite ® ES-568 (registered trademark of Rohm & Haas, Germany). Immobilization of enzymes on this type of resin can be carried out according to EP-A-0
140 542 durchgeführt werden. Immobilisierung an Harze vom Phenyl-Formaldehyd- Typ kann gemäß DK 85/878 durchgeführt werden. Ein Beispiel eines kommerziell verfügbaren Harzes vom Acryl-Typ ist Lewatit" E 2001/85 (eingetragene Marke von140 542 can be carried out. Immobilization on phenyl-formaldehyde-type resins can be carried out in accordance with DK 85/878. An example of a commercially available acrylic type resin is Lewatit "E 2001/85 (registered trademark of
Bayer, Bundesrepublik Deutschland). Ein anderes geeignetes Material zur Immobilisierung von Enzymen ist ein anorganischer Trager, w ie etwa ein Silikat Das Enzym kann an den Trager durch Adsorption oder durch kovalente Kopplung gebunden werdenBayer, Federal Republic of Germany). Another suitable material for immobilizing enzymes is an inorganic carrier, such as a silicate. The enzyme can be bound to the carrier by adsorption or by covalent coupling
Auch Mischungen von Enzymen können Verwendung findenMixtures of enzymes can also be used
Das erfindungsgemaße Verfahren wird bei Temperaturen von 10 bis 1 10°C, bevorzugt 20 bis 90°C, besonders bevorzugt 40 bis 60°C durchgeführtThe process according to the invention is carried out at temperatures from 10 to 110 ° C., preferably 20 to 90 ° C., particularly preferably 40 to 60 ° C.
Das als Oxidationsmittel verwendete Wasserstoffperoxid wird üblicherweise in Form einer 10 bis 70 %-ιgen, bevorzugt in Form einer 20 bis 40 %-ιgen wäßrigen Losung eingesetzt, so daß 1 bis 100 mol, bevorzugt 1,1 bis 10 mol und insbesondere 1,2 bis 2 mol Wasserstofφeroxid pro Oxidationsaquivalent der organischen Verbindung vorliegen Die Dosierung kann dabei entweder diskontinuierlich in Form einer ein- maligen Zugabe erfolgen oder in mehreren Portionen oder aber auch kontinuierlich mit einer bestimmten gewünschten Geschwindigkeit Alternativ ist es möglich, eine Vorstufe von Wasserstofφeroxid einzusetzen, die unter den Reaktionsbedingungen in situ Wasserstofφeroxid freisetzt, z B Percarbonate oder Perborate jeweils m Form ihrer Alkali- oder ErdalkahmetallsalzeThe hydrogen peroxide used as the oxidizing agent is usually used in the form of a 10 to 70% solution, preferably in the form of a 20 to 40% aqueous solution, so that 1 to 100 mol, preferably 1.1 to 10 mol and in particular 1.2 up to 2 mol of hydrogen peroxide per oxidation equivalent of the organic compound are present. The metering can be carried out either discontinuously in the form of a single addition or in several portions or else continuously at a specific desired rate. Alternatively, it is possible to use a precursor of hydrogen peroxide which is given below releases the reaction conditions in situ hydrogen peroxide, eg percarbonates or perborates each in the form of their alkali metal or alkaline earth metal salts
Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemaßen Verfahrens besteht dann, daß das im erfindungsgemaßen Verfahren entstehende und/oder dem Reaktionssystem zugeführte Wasser aus dem Reaktionssystem entfernt wird Diese Wasserabtrennung kann zum einen direkt im Reaktor wahrend der Umsetzung erfolgen, d h durch Ver- dampfung, gegebenenfalls durch Pervaporation oder Dampf-Pervaporation Bevorzugt wird eine einfache Destillation duchgeführt Alternativ dazu kann ein Teilstrom des flussigen Reaktionsgemisches, das mit dem Enzym im Kontakt steht, aus dem Reaktor entfernt werden und dann räumlich getrennt vom Enzym das Wasser außerhalb des Reaktors z B durch Verdampfung entfernt werden und der von Wasser befreite Strom der Reaktion wieder zugeführt zu werden Es hat sich bewahrt, das Wasser soweit zu entfernen, daß der Wasseranteil im Reaktionsgemisch bei 0,001 bis 10 Gew -%, bevorzugt 0,01 bis 3 Gew -% und insbesondere 0,1 bis 2 Gew -% hegtAn essential feature of the process according to the invention is that the water formed in the process according to the invention and / or fed to the reaction system is removed from the reaction system. This water can be separated off directly in the reactor during the reaction, ie by evaporation, optionally by pervaporation or Steam pervaporation A simple distillation is preferably carried out. Alternatively, a partial stream of the liquid reaction mixture which is in contact with the enzyme can be removed from the reactor and then the water outside the reactor can be separated, for example by evaporation, and the water separated from the enzyme water-free stream to be returned to the reaction It has been preserved that To remove water to such an extent that the proportion of water in the reaction mixture is 0.001 to 10% by weight, preferably 0.01 to 3% by weight and in particular 0.1 to 2% by weight
Erfolgt die Wasserabtrennung aus der Reaktionsmischung räumlich getrennt \ om Enzym, so werden bei der Wasserabtrennung Temperaturen im Bereich von 50 bis 200°C, be\ orzugt 80 bis 160°C eingestelltIf the water is separated from the reaction mixture spatially separated from the enzyme, temperatures in the range from 50 to 200 ° C., preferably 80 to 160 ° C., are set for the water separation
Die Wasserabtrennung erfolgt bei einem Druck im Bereich von 0,001 bis 10 bar, bevorzugt 0,01 bis 1 barThe water is separated off at a pressure in the range from 0.001 to 10 bar, preferably 0.01 to 1 bar
Im erfindungsgemaßen Verfahren dient der Carbonsaureester im allgemeinen gleichzeitig als Losungsmittel Es hat sich aber auch bewahrt, zusätzlich em oder mehrere inerte organische Losungsmittel zu benutzen Einige bevorzugte organische Losungsmittel sind Kohlenwasserstoffe wie Hexan, Cyclohexan, Heptan, Benzol, Toluol, die isomeren Xylole und deren Mischungen, Chlorbenzol, Dichlorbenzol, Methylen- chlond, Hexachlorethan, Acetonitnl, Dimethylformamid, Dioxan und Tetrahydro- furan Die Verwendung eines solchen Losungsmittels ist besonders dann vorteilhaft, wenn es mit dem zu entfernenden Wasser ein Azeotrop bildet und so die Abtrennung des Wassers vereinfacht Besonders bevorzugt ist die Verwendung solcher Losungs- mittel, die mit Wasser ein Heteroazeotrop bilden, damit die einfache Ruckführung des Losungsmittels gewährleistet ist Alternativ zur Zugabe organischer Losungsmittel kann auch die zu oxidierende Verbindung gleichzeitig als Losungsmittel dienenIn the process according to the invention, the carboxylic acid ester generally serves simultaneously as a solvent, but it has also proven useful to additionally use one or more inert organic solvents. Some preferred organic solvents are hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, heptane, benzene, toluene, the isomeric xylenes and mixtures thereof , Chlorobenzene, dichlorobenzene, methylene chloride, hexachloroethane, acetonitrile, dimethylformamide, dioxane and tetrahydrofuran. The use of such a solvent is particularly advantageous when it forms an azeotrope with the water to be removed, thus simplifying the removal of the water the use of those solvents which form a heteroazeotrope with water, so that the solvent can be recycled easily. As an alternative to adding organic solvents, the compound to be oxidized can also serve as a solvent
Die Reaktionszeiten hegen üblicherweise bei 0,5 bis 24 Stunden, bevorzugt bei 2 bisThe reaction times are usually from 0.5 to 24 hours, preferably from 2 to
12 Stunden und besonders bevorzugt bei 4 bis 8 Stunden Die Wτasserabtrennung kann wahrend der gesamten Reaktionszeit oder in bestimmten Zeitabschnitten erfolgen12 hours, and particularly preferably from 4 to 8 hours The W τ asserabtrennung can during the entire reaction time, or in certain time intervals
Das ei findungsgemaße V erfahren ist besonders geeignet, um Pyndme zu Pvπdιn-\- oxiden, Olefine zu Oxiranen, Hydrosulfide zu Disulfiden, Sulfide zu Sulfoxiden und Sulfonen und Ketone zu Estern zu oxidieren. Besonders bevorzugt werden Pyridine und Olefine oxidicrt, ganz besonders bevorzugt Pyridine in die entsprechenden N- Oxide überführt.The method according to the invention is particularly suitable for converting pyndme to Pvπdιn - \ - oxides, olefins to oxiranes, hydrosulfides to disulfides, sulfides to sulfoxides and Oxidize sulfones and ketones to esters. Pyridines and olefins are particularly preferably oxidized, very particularly preferably pyridines are converted into the corresponding N-oxides.
Im erfindungsgem ßen Verfahren können Pyridine der Formel la zu Pyridin-N- oxiden der Fomiel 1 b oxidicrt werden.In the process according to the invention, pyridines of the formula Ia can be oxidized to pyridine-N-oxides of the form 1b.
la Ib wobei la Ib being
n eine ganze Zahl von 0 bis 5 ist,n is an integer from 0 to 5,
R1 gleich oder verschieden sind und H, Ci-Cio-Alkyl, C3-Cιo-Cycloalkyl, C6- Ci2-Aryl, OH, C,-Cι0-Alkoxy, C(=O)-C,-Cι0-Alkyl, C(=O)-O-Cι-Cι0-AlkyI, CN, NO2, F, Cl, Br, C(=O)N(R')2, wobei R' gleich oder verschieden sind und für Wasserstoff oder einen Cj-Cio- Alkylrest stehen, NH-C(=O)R', wobei R' die zuvor genannte Bedeutung hat, bedeuten, oder aber jeweils zwei benachbarte Substituenten R1 gemeinsam einen C2-C2o-Alkylen- oder C2-C2o- Alkylidenrest bilden, wobei diese Alkylen- und Alkylidenreste ein- oder mehrfach durch O, COO oder CO unterbrochen sein können.R 1 are identical or different and are H, Ci-Cio-alkyl, C 3 -Cιo cycloalkyl, C 6 - C 2 -aryl, OH, C, -Cι 0 alkoxy, C (= O) -C, -Cι 0 -Alkyl, C (= O) -O-Cι-Cι 0 -AlkyI, CN, NO 2 , F, Cl, Br, C (= O) N (R ') 2 , where R' are the same or different and represent hydrogen or a C 1 -C 10 -alkyl radical, NH-C (= O) R ', where R' has the meaning given above, or two adjacent substituents R 1 together are a C 2 -C 20 -alkylene or Form C 2 -C 2 o-alkylidene radical, where these alkylene and alkylidene radicals can be interrupted one or more times by O, COO or CO.
Bevorzugt werden Pyridine der Fomiel la eingesetzt, bei denenPyridines of the form la are preferably used in which
eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist und unabhängig davonis an integer from 0 to 3 and independent of it
R i1 gleich oder verschieden sind und H, C|-C(1-Alkyl, C3-C6-Cycloalkyl, Phenyl, OH, C,-C6-Alkoxy, C(=0)-C,-C()-Alkyl, C(=O)-0-C,-C6-Alkyl, CN, NO2, F, Cl, Br, C(=O)N(R')2, wobei R' gleich oder verschieden sind und für Wasser- stoff oder einen Cι-C6- Alkylrest stehen, NH-C(=O)R', wobei R' die zuvor genannte Bedeutung hat, bedeuten, oder aber jeweils zwei benachbarte Substi- tuenten R1 gemeinsam einen C3-C10- Alkylen- oder C3-Cιo-Alkylidenrest bilden, wobei diese Alkylen- und Alkylidenreste ein- oder mehrfach durch O, COO oder CO unterbrochen sein können.R i 1 are the same or different and H, C | -C (1- alkyl, C 3 -C 6 cycloalkyl, phenyl, OH, C, -C 6 alkoxy, C (= 0) -C, -C ( ) -Alkyl, C (= O) -0-C, -C 6 -alkyl, CN, NO 2 , F, Cl, Br, C (= O) N (R ') 2 , where R' are the same or different and for water are a substance or a C 6 -C 6 alkyl radical, NH-C (= O) R ', where R' has the meaning given above, or two adjacent substituents R 1 together form a C 3 -C 10 - Form alkylene or C 3 -Cιo-alkylidene radical, where these alkylene and alkylidene radicals can be interrupted one or more times by O, COO or CO.
Besonders bevorzugt werden Pyridine der Formel la eingesetzt, bei denenPyridines of the formula Ia are particularly preferably used in which
eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist und unabhängig davonis an integer from 1 to 3 and independent of it
R gleich oder verschieden sind und für CH3, NO2 oder Cl stehen oder zwei benachbarte Substituenten R1 unter Einschluß der beiden Kohlenstoff-Atome des Pyridin-Ringes einen ankondensierten Phenyl- oder Naphthylrest bilden.R are identical or different and represent CH 3 , NO 2 or Cl or two adjacent substituents R 1 , including the two carbon atoms of the pyridine ring, form a fused-on phenyl or naphthyl radical.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es femer, Olefine der Formel Ila zuWith the process according to the invention it is also possible to add olefins of the formula Ila
Oxiranen der Formel Ilb zu oxidieren,Oxidize oxiranes of the formula IIb,
Ila Ilb wobeiIla Ilb being
R , R , R4 und R5 unabhängig voneinander H, Cι-C]0-Alkyl, C3-C] 0-Cycloalkyl, C6- Ci2-Aryl, OH, C,-C|0-Alkoxy, C(=O)-C,-Cι0-Alkyl, C(=O)-O-C,-C,0-Alkyl, CN, NO2, F, Cl, Br, C(=O)N(R')2, wobei R' gleich oder verschieden sind und für Wasserstoff oder einen Ci-Cio- Alkylrest stehen, NH-C(=O)R', wobei R' die zuvor genannte Bedeutung hat, bedeuten, oder aber jeweils zwei benachbarte Reste aus der Gruppe von R- gemeinsam einen C2-C2o-Alkylen- oder C2-C2o-Alkylidenrest bilden, wobei diese Alkylen- und Alkylidenreste ein oder mehrfach durch O, COO oder CO unterbrochen sein können. Bevorzugt werden Olefine der Formel Ila eingesetzt, bei denenR, R, R 4 and R 5 are independently H, Cι-C] 0 alkyl, C 3 -C] 0 cycloalkyl, C 6 - C 2 -aryl, OH, C, -C | 0 -alkoxy, C (= O) -C, -Cι 0 -alkyl, C (= O) -OC, -C, 0 -alkyl, CN, NO 2 , F, Cl, Br, C (= O) N (R ') 2 , where R' are identical or different and stand for hydrogen or a Ci-Cio-alkyl radical, NH-C (= O) R ', where R' has the meaning given above, or two each Adjacent radicals from the group of R- together form a C 2 -C 2 o-alkylene or C 2 -C 2 o-alkylidene radical, where these alkylene and alkylidene radicals can be interrupted one or more times by O, COO or CO. Olefins of the formula Ila in which
R2, R3, R4 und R5 unabhängig voneinander H, C|-C„-Alkyl, C3-C6-Cycloalkyl, Phenyl, OH, C,-C6-Alkoxy, C(=O)-C,-C(.-All yl, C(=O)-O-C,-C6-Alkyl, CN,R 2 , R 3 , R 4 and R 5 independently of one another H, C | -C "alkyl, C 3 -C 6 cycloalkyl, phenyl, OH, C, -C 6 alkoxy, C (= O) -C , -C ( .-All yl, C (= O) -OC, -C 6 alkyl, CN,
NO2, F, Cl, Br, C(=O)N(R')2, wobei R' gleich oder verschieden sind und für Wasserstoff oder einen Cι-C6-Alkylrest stehen, NH-C(=O)R', wobei R' die zuvor genannte Bedeutung hat, bedeuten, oder aber jeweils zwei benachbarte Reste aus der Gruppe von R2"5 gemeinsam einen C3-Cιo-Alkylen- oder C3- Cio-Alkylidenrest bilden, wobei diese Alkylen- und Alkylidenreste ein oder mehrfach durch O, COO oder CO unterbrochen sein können.NO2, F, Cl, Br, C (= O) N (R ') 2 , where R' are the same or different and represent hydrogen or a C 6 -C 6 -alkyl radical, NH-C (= O) R ', where R 'has the meaning given above, or else two adjacent radicals from the group of R 2 "5 together form a C 3 -Cιo-alkylene or C 3 - Cio-alkylidene radical, these alkylene and alkylidene radicals or can be interrupted several times by O, COO or CO.
Besonders bevorzugt werden Olefine der Formel Ila eingesetzt, bei denenOlefins of the formula Ila in which
R2, R3, R4 und R5 unabhängig voneinander CH3, NO2 oder Cl bedeuten oder jeweils zwei benachbarte Reste aus der Gruppe von R2"5 unter Einschluß der beiden Olefm-Kohlenstoff- Atome einen Phenyl- oder Naphthylrest bilden.R 2 , R 3 , R 4 and R 5 independently of one another are CH 3 , NO 2 or Cl or in each case two adjacent radicals from the group of R 2 "5 , including the two olefin carbon atoms, form a phenyl or naphthyl radical.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist femer die Oxidation von Sulfiden der Formel lila zu Sulfoxiden der Formel Illb und zu Sulfonen der Formel IIIc möglich,With the method according to the invention it is also possible to oxidize sulfides of the formula purple to sulfoxides of the formula IIIb and to sulfones of the formula IIIc,
O O — S — R8 R^-S — R8 R^S — R8 OO - S - R 8 R ^ -S - R 8 R ^ S - R 8
O lila Illb IIIc wobeiO purple Illb IIIc where
R und R8 gleich oder verschieden sind und H, G-Cin-Alkyl, Ci-Cio-Cycloalkyl oderR and R 8 are the same or different and are H, G-cin-alkyl, Ci-Cio-cycloalkyl or
C(,-Ci2-Aryl bedeuten oder aber beide Substituenten R' und R gemeinsam einen C2-C2n-Alkylen- oder C2-C2(i-Alkylidenrest bilden, wobei diese Alkylen- und Alkylidenreste ein oder mehrfach durch O, COO oder CO unterbrochen sein können. Bevorzugt werden Sulfide der Formel lila eingesetzt, bei denenC ( , -Ci 2 aryl mean or both substituents R 'and R together form a C 2 -C 2 n-alkylene or C 2 -C 2 (i-alkylidene radical, these alkylene and alkylidene radicals being carried out one or more times O, COO or CO can be interrupted. Sulfides of the formula purple are preferably used, in which
7 87 8
R und R gleich oder verschieden sind und H, C|-C6-Alkyl, C3-C6-Cycloalkyl, oderR and R are identical or different and are H, C 1 -C 6 -alkyl, C 3 -C 6 -cycloalkyl, or
7 8 Phenyl bedeuten oder aber beide Substituenten R und R gemeinsam einen7 8 is phenyl or both substituents R and R together form one
C4-Cιo-Alkylen- oder C4-C| -Alkylidenrest bilden, wobei diese Alkylen- und Alkylidenreste ein oder mehrfach durch O, COO oder CO unterbrochen sein können.C 4 -Cιo alkylene or C4-C | -Alkylidenrest form, where these alkylene and alkylidene radicals can be interrupted one or more times by O, COO or CO.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es femer, Ketone der Formel IVa zuWith the method according to the invention it is also possible to add ketones of the formula IVa
Estern der Formel IVb zu oxidieren,Oxidize esters of the formula IVb,
O OO O
R9 C R10 R9— C OR10 R 9 CR 10 R 9 - C OR 10
IVa IVb wobeiIVa IVb where
R9 und R10 gleich oder verschieden sind und H, Ci-Go-Alkyl, C3-Cιo-Cycloalkyl oder Cö-Cι2-Aryl bedeuten oder aber beide Substituenten R9 und R10 gemeinsam einen C2-C2o-Alkylen- oder C2-C2o-Alkylidenrest bilden, wobei diese Alkylen- und Alkylidenreste ein oder mehrfach durch O, COO oder CO unterbrochen sein können.R 9 and R 10 are the same or different and are H, Ci-Go-alkyl, C 3 -Cιo-cycloalkyl or C ö -Cι 2 aryl or both substituents R 9 and R 10 together form a C 2 -C 2 o -Alkylene or C2-C 2 o-alkylidene form, where these alkylene and alkylidene residues can be interrupted one or more times by O, COO or CO.
Bevorzugt werden Ketone der Formel IVa eingesetzt, bei denenKetones of the formula IVa are preferably used in which
R und R gleich oder verschieden sind und H, G-C6-Alkyl, C3-C6-Cycloalkyl, oder Phenyl bedeuten oder aber beide Substituenten R und R10 gemeinsam einenR and R are identical or different and are H, GC 6 -alkyl, C 3 -C 6 -cycloalkyl, or phenyl or both substituents R and R 10 together form one
Ci-Go-Alkylen- oder C3-Cιo-Alkylidenrest bilden, wobei diese Alkylen- undCi-go alkylene or C 3 -Cιo-alkylidene form, these alkylene and
Alkylidenreste ein oder mehrfach durch O, COO oder CO unterbrochen sein können. Das molare Verhältnis zwischen der zu oxidierenden organischen Verbindung und dem Carbonsäureester bzw. der Carbonsäure beträgt im erfindungsgemäßen Verfahren 0, 1 : 1 bis 1000: 1 , bevorzugt 0,5 : 1 bis 500: 1.Alkylidene radicals can be interrupted one or more times by O, COO or CO. The molar ratio between the organic compound to be oxidized and the carboxylic acid ester or the carboxylic acid in the process according to the invention is 0.1: 1 to 1000: 1, preferably 0.5: 1 to 500: 1.
Als Reaktoren für das erfindungsgemäße Verfahren sind alle Reaktoren für dieAs reactors for the process according to the invention are all reactors for the
Umsetzung flüssiger Reaktionsmischungen geeignet, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Im bevorzugten Fall der Verwendung von auf Trägem immobilisierten Enzyme werden die Katalysatorpartikel in der Flüssigkeit schwimmend eingesetzt oder können als feste stationäre Katalysatorschüttungen vom Reaktions- gemisch durchströmt werden.Conversion of liquid reaction mixtures suitable, as are known from the prior art. In the preferred case of using enzymes immobilized on supports, the catalyst particles are used in a floating manner in the liquid or the reaction mixture can flow through them as solid, stationary catalyst beds.
Als Reaktoren sind z.B. Rührkessel geeignet, bevorzugt solche mit Kolonne und Wasserabscheider, ferner Blasensäulen, Schlaufenreaktoren mit oder ohne stationäre Katalysatorschüttung, Rohrreaktoren und Rohrbündelreaktoren mit stationärer Kata- lysatorschüttung.As reactors e.g. Suitable stirred tanks, preferably those with a column and water separator, also bubble columns, loop reactors with or without a stationary catalyst bed, tubular reactors and tube bundle reactors with a stationary catalyst bed.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die Oxidation eines breiten Spektrums organischer Verbindungen unter Verwendung nur geringer Überschüsse an Wasserstofφeroxid und geringer Mengen an Enzym-Katalysator möglich ist. Hervorzuheben sind femer die milden Reaktionsbedingungen, die kurzen Reaktionszeiten und die hohen erzielbaren Umsätze. The process according to the invention is characterized in that the oxidation of a broad spectrum of organic compounds is possible using only slight excesses of hydrogen oxide and small amounts of enzyme catalyst. The mild reaction conditions, the short reaction times and the high achievable sales should also be emphasized.
BeispieleExamples
Beschreibung des VersuchsaufbausDescription of the experimental setup
Alle Reaktionen werden in einem 500 ml Dreihalskolben durchgeführt, der mit einem Wasserabscheider, einem Rührer mit Magnetkupplung und einem Tropftrichter ausgestattet ist. Über den Kühler des Wasserabscheiders wird eine Vakuumpumpe angeschlossen.All reactions are carried out in a 500 ml three-necked flask equipped with a water separator, a stirrer with magnetic coupling and a dropping funnel. A vacuum pump is connected via the cooler of the water separator.
Alle Versuche werden gaschromatographisch oder über HPLC hinsichtlich des Umsatzes und der Selektivität mit gegen Reinsubstanzen der Ausgangs- und Endprodukte kalibrierten Methoden ausgewertet.All experiments are evaluated by gas chromatography or by HPLC with regard to conversion and selectivity using methods calibrated against pure substances of the starting and end products.
Beispiel laExample la
Oxidation von Lutidin zu Lutidin-N-oxidOxidation of lutidine to lutidine N-oxide
26,8 g Lutidin und 1 g Novozym 435 (eingetragene Marke der Firma Novo Nor- disk) werden in der oben beschriebenen Versuchsapparatur zusammen mit 400 ml Butylacetat vorgelegt. Unter Rühren bei 45°C und vermindertem Druck von 40 mbar läßt man 30 g Wasserstofφeroxid in Form einer 35 %-igen wäßrigen Lösung innerhalb von 2 Stunden zutropfen. Anschließend wird 4 Stunden bei 45°C nachgerührt. Während der gesamten Zeit wird das bei der Reaktion freiwerdende und in die Reaktion eingetragene Wasser kontinuierlich über den Wasserabscheider abgetrennt. Luti- din wird mit einem Umsatz von 100 % und einer Selektivität von 96 % zu Lutidin-N- oxid umgesetzt. Beispiel lb26.8 g of lutidine and 1 g of Novozym 435 (registered trademark of Novo Norisk) are placed in the test apparatus described above together with 400 ml of butyl acetate. With stirring at 45 ° C and reduced pressure of 40 mbar, 30 g of hydrogen peroxide in the form of a 35% strength aqueous solution are added dropwise within 2 hours. The mixture is then stirred at 45 ° C for 4 hours. During the entire time, the water liberated in the reaction and introduced into the reaction is continuously separated off via the water separator. Lutidine is converted to lutidine N-oxide with a conversion of 100% and a selectivity of 96%. Example lb
(Vergleichsbeispiel zu Beispiel la ohne Wasserabtrennung)(Comparative example to example la without water separation)
26,8 g Lutidin und 2,6 g Novozym 435® werden in der oben beschriebenen Versuchsapparatur zusammen mit 400 ml Butylacetat vorgelegt. Unter Rühren bei 45°C läßt man 34 g Wasserstofφeroxid in Form einer 35 %-igen wäßrigen Lösung innerhalb von 2 Stunden zutropfen. Anschließend wird 4 Stunden bei 45°C nachgerührt. Lutidin wird mit einem Umsatz von 62 % und einer Selektivität von 95 % zu Lutidin-N-oxid umgesetzt.26.8 g of lutidine and 2.6 g of Novozym 435 ® are placed in the test apparatus described above together with 400 ml of butyl acetate. With stirring at 45 ° C., 34 g of hydrogen peroxide in the form of a 35% strength aqueous solution are added dropwise within 2 hours. The mixture is then stirred at 45 ° C for 4 hours. Lutidine is converted to lutidine N-oxide with a conversion of 62% and a selectivity of 95%.
Trotz 2,6-facher Katalysatormenge wird, relativ zum Beispiel la, welches unter erfindungsgemäßen Bedingungen durchgeführt wird, in der gleichen Reaktionszeit nur ein sehr viel geringerer Umsatz erzielt.In spite of 2.6 times the amount of catalyst, only a very much lower conversion is achieved in the same reaction time relative to, for example, la, which is carried out under the conditions according to the invention.
Beispiel 2Example 2
Oxidation von 4-Cyanpyridin zu 4-Cyanpyridin-N-oxidOxidation of 4-cyanopyridine to 4-cyanopyridine-N-oxide
26,0 g 4-Cyanpyridin und 1 g Novozym 435® werden in der oben beschriebenen Versuchsapparatur zusammen mit 400 ml Butylacetat vorgelegt. Unter Rühren bei 45°C und vermindertem Druck von 40 mbar läßt man 30 g Wasserstofφeroxid in Form einer 35 %-igen wäßrigen Lösung innerhalb von 2 Stunden zutropfen. Anschließend wird 3 Stunden bei 45 °C nachgerührt. Während der gesamten Zeit wird das bei der Reaktion freiwerdende und das in die Reaktion eingetragene Wasser kontinuierlich über den Wasserabscheider abgetrennt. 4-Cyanpyridin wird mit einem Umsatz von 67 % und einer Selektivität von 95 % zu 4-Cyanpyridin-N-oxid umgesetzt. Beispiel 326.0 g of 4-cyanopyridine and 1 g of Novozym 435 ® are placed in the test apparatus described above together with 400 ml of butyl acetate. With stirring at 45 ° C and reduced pressure of 40 mbar, 30 g of hydrogen peroxide in the form of a 35% strength aqueous solution are added dropwise within 2 hours. The mixture is then stirred at 45 ° C for 3 hours. During the entire time, the water released in the reaction and the water introduced into the reaction are continuously separated off via the water separator. 4-cyanopyridine is converted to 4-cyanopyridine-N-oxide with a conversion of 67% and a selectivity of 95%. Example 3
Oxidation von Cyclohexen zu CyclohexenoxidOxidation of cyclohexene to cyclohexene oxide
20,6 g Cyclohexen und 1 g Novozym 435 werden in der oben beschriebenen Versuchsapparatur zusammen mit 400 ml Butylacetat vorgelegt. Unter Rühren bei 45°C und vermindertem Druck von 70 mbar läßt man 30 g Wasserstoffperoxid in Form einer 35 %-igen wäßrigen Lösung innerhalb von 2 Stunden zutropfen. Anschließend wird 3 Stunden bei 48°C nachgerührt. Während der gesamten Zeit wird das bei der Reaktion freiwerdende und das in die Reaktion eingetragene Wasser kontinuierlich über den Wasserabscheider abgetrennt. Cyclohexen wird mit einem Umsatz von 100 % und einer Selektivität von 97 % zu Cyclohexenoxid umgesetzt.20.6 g of cyclohexene and 1 g of Novozym 435 are placed in the test apparatus described above together with 400 ml of butyl acetate. With stirring at 45 ° C and reduced pressure of 70 mbar, 30 g of hydrogen peroxide in the form of a 35% aqueous solution are added dropwise within 2 hours. The mixture is then stirred at 48 ° C for 3 hours. During the entire time, the water released in the reaction and the water introduced into the reaction are continuously separated off via the water separator. Cyclohexene is converted to cyclohexene oxide with a conversion of 100% and a selectivity of 97%.
Beispiel 4Example 4
Oxidation von Styrol zu StyroloxidOxidation of styrene to styrene oxide
26,3 g Styrol und 1 g Novozym 435 werden in der oben beschriebenen Versuchsapparatur zusammen mit 400 ml Butylacetat vorgelegt. Unter Rühren bei 45°C und vermindertem Druck von 40 mbar läßt man 30 g Wasserstofφeroxid in Form einer 35 %-igen wäßrigen Lösung innerhalb von 2 Stunden zutropfen. Anschließend wird 3 Stunden bei 45°C nachgerührt. Während der gesamten Zeit wird das bei der Reaktion freiwerdende und das in die Reaktion eingetragene Wasser kontinuierlich über den Wasserabscheider abgetrennt. Styrol wird mit einem Umsatz von 70 % und einer Selektivität vom 99 % zu Styroloxid umgesetzt. Beispiel 526.3 g of styrene and 1 g of Novozym 435 are placed in the test apparatus described above together with 400 ml of butyl acetate. With stirring at 45 ° C and reduced pressure of 40 mbar, 30 g of hydrogen peroxide in the form of a 35% strength aqueous solution are added dropwise within 2 hours. The mixture is then stirred at 45 ° C for 3 hours. During the entire time, the water released in the reaction and the water introduced into the reaction are continuously separated off via the water separator. Styrene is converted to styrene oxide with a conversion of 70% and a selectivity of 99%. Example 5
Oxidation von Cyclohexanon zu CaprolactonOxidation of cyclohexanone to caprolactone
24,6 g Cyclohexanon und 1 g Novozym 435® werden in der oben beschriebenen Versuchsapparatur zusammen mit 400 ml Butylacetat vorgelegt. Unter Rühren bei 45°C und vermindertem Druck von 40 mbar läßt man 30 g Wasserstofφeroxid in Form einer 35 %-igen wäßrigen Lösung innerhalb von 2 Stunden zutropfen. Anschließend wird 4 Stunden bei 40°C nachgerührt. Während der gesamten Zeit wird das bei der Reaktion freiwerdende und das in die Reaktion eingetragene Wasser kontinuierlich über den Wasserabscheider abgetrennt. Cyclohexanon wird mit einem Umsatz von 45 % und einer Selektivität von 82 % zu Caprolacton umgesetzt.24.6 g of cyclohexanone and 1 g of Novozym 435 ® are placed in the test apparatus described above together with 400 ml of butyl acetate. With stirring at 45 ° C and reduced pressure of 40 mbar, 30 g of hydrogen peroxide in the form of a 35% strength aqueous solution are added dropwise within 2 hours. The mixture is then stirred at 40 ° C for 4 hours. During the entire time, the water released in the reaction and the water introduced into the reaction are continuously separated off via the water separator. Cyclohexanone is converted to caprolactone with a conversion of 45% and a selectivity of 82%.
Beispiel 6Example 6
Oxidation von Thioanisol zu MethylphenylsulfoxidOxidation of thioanisole to methylphenyl sulfoxide
18,8 g Thioanisol und 1 g Novozym 435 werden in der oben beschriebenen Versuchsapparatur zusammen mit 400 ml Butylacetat vorgelegt. Unter Rühren bei 45°C und vermindertem Druck von 40 mbar läßt man 18,5 g Wasserstofφeroxid in Form einer 35 %>-igen wäßrigen Lösung innerhalb von 2 Stunden zutropfen. Anschließend wird 4 Stunden bei 40°C nachgerührt. Während der gesamten Zeit wird das bei der Reaktion freiwerdende und das in die Reaktion eingetragene Wasser kontinuierlich über den Wasserabscheider abgetrennt. Thioanisol wird mit einem Umsatz von 93 % und einer Selektivität von 93 % zu Methylphenylsulfoxid umgesetzt. 18.8 g of thioanisole and 1 g of Novozym 435 are placed in the test apparatus described above together with 400 ml of butyl acetate. With stirring at 45 ° C. and reduced pressure of 40 mbar, 18.5 g of hydrogen peroxide in the form of a 35% strength aqueous solution are added dropwise within 2 hours. The mixture is then stirred at 40 ° C for 4 hours. During the entire time, the water released in the reaction and the water introduced into the reaction are continuously separated off via the water separator. Thioanisole is converted to methylphenyl sulfoxide with a conversion of 93% and a selectivity of 93%.

Claims

Patentansprüche; claims;
1. Verfahren zur Oxidation von organischen Verbindungen mit Peroxycarbonsäuren, die in situ in Gegenwart von Enzymen durch Umsetzung von Wasser- stoffperoxid mit gesättigten ahphatischen Carbonsaureestern und/oder Mischungen der korrespondierenden Carbonsäuren und Alkohole erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die gesättigten aliphatischen Carbonsäuren geradkettig oder verzweigt sind und 1 bis 4 C-Atome aufweisen und die Alkohole die Formel R-OH besitzen, wobei1. A process for the oxidation of organic compounds with peroxycarboxylic acids which are generated in situ in the presence of enzymes by reacting hydrogen peroxide with saturated ahphatic carboxylic acid esters and / or mixtures of the corresponding carboxylic acids and alcohols, characterized in that the saturated aliphatic carboxylic acids are straight-chain or are branched and have 1 to 4 carbon atoms and the alcohols have the formula R-OH, where
R für einen geradkettigen oder verzweigten C3-Cι8- Alkylrest steht, der gegebenenfalls durch ein oder zwei Reste OR' substituiert ist, wobei R' unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen C2-C4-Acylrest bedeuten, und dessen C3-Cι8-Alkylkette gegebenenfalls durch ein oder mehrere Sauerstoffatome unterbrochen ist, undR represents a straight-chain or branched C 3 -C 8 alkyl radical which is optionally substituted by one or two OR 'radicals, where R' independently of one another are hydrogen or a C 2 -C 4 acyl radical, and its C 3 -C 1 8 alkyl chain is optionally interrupted by one or more oxygen atoms, and
daß das bei der Umsetzung entstehende und/oder zugeführte Wasser ganz oder teilweise entfernt wird.that all or part of the water formed and / or supplied during the reaction is removed.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gesättigte alipha- tische Carbonsäureester und/oder Mischungen der korrespondierenden Carbonsäuren und Alkohole eingesetzt werden, bei denen die Carbonsäuren 2 oder 3 C-Atome aufweisen.2. The method according to claim 1, characterized in that saturated aliphatic carboxylic acid esters and / or mixtures of the corresponding carboxylic acids and alcohols are used in which the carboxylic acids have 2 or 3 carbon atoms.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß gesättigte aliphatische Carbonsäureester und/oder Mischungen der korrespondierenden Carbonsäuren und Alkohole eingesetzt werden, bei denen R für einen geradkettigen oder verzweigten C4-C8-Alkylrest, einen3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that saturated aliphatic carboxylic acid esters and / or mixtures of the corresponding carboxylic acids and alcohols are used, in which R is a linear or branched C4-C8 alkyl group, a
Monohydroxy-substituierten C3-C6-Alkylrest, insbesondere einen ω- Hydroxy-CvC(,-Alkylrest, oder einen C3-C6-Alkylrest steht, der durch zwei Hydroxy- oder O-(C2-C4)-Acylreste substituiert ist.Monohydroxy-substituted C 3 -C 6 -alkyl radical, in particular an ω-hydroxy-CvC ( , -alkyl radical, or a C 3 -C 6 -alkyl radical which is represented by two hydroxy or O- (C 2 -C 4 ) - Acyl radicals is substituted.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Butylacetat und/oder Essigsäure-Butanol-Mischungen eingesetzt werden.4. The method according to claim 3, characterized in that butyl acetate and / or acetic acid-butanol mixtures are used.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, daß als Enzyme Hydrolasen, bevorzugt Esterasen, Lipasen oder5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that hydrolases, preferably esterases, lipases or as enzymes
Proteasen eingesetzt werden.Proteases are used.
6. Verfahren nach Anspmch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Enzym Candida antarctica eingesetzt wird.6. The method according to Anspmch 5, characterized in that Candida antarctica is used as the enzyme.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Umsetzung entstehende und/oder dem Reaktionssystem zugeführte Wasser aus dem Reaktionssystem entfernt wird, so daß der Wassergehalt des Reaktionssystems bei 0,001 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,01 bis 3 Gew.-% und insbesondere 0,1 bis 2 Gew.-% liegt.7. The method according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the water formed in the reaction and / or supplied to the reaction system is removed from the reaction system, so that the water content of the reaction system at 0.001 to 10 wt .-%, preferably 0.01 to 3 wt .-% and in particular 0.1 to 2 wt .-%.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Pyridine zu Pyridin-N-oxiden, Olefine zu Oxiranen, Sulfide zu Sulfoxiden und Sulfonen oder Ketone zu Estern oxidiert werden.8. The method according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that pyridines are oxidized to pyridine-N-oxides, olefins to oxiranes, sulfides to sulfoxides and sulfones or ketones to esters.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Pyridine der Formel la zu Pyridin-N-oxiden der Fomiel I b oxidiert werden, 9. The method according to claim 8, characterized in that pyridines of formula la are oxidized to pyridine-N-oxides of formula I b,
Ib wobeiIb where
eine ganze Zahl von 0 bis 5, bevorzugt 0 bis 3 und insbesondere 1 bis 3 ist.is an integer from 0 to 5, preferably 0 to 3 and in particular 1 to 3.
R gleich oder verschieden sind und H, Cι-Cιo-Alkyl, bevorzugt Cι-C6-R are the same or different and H, -C-Cιo-alkyl, preferably Cι-C 6 -
Alkyl, insbesondere CH3, C3-Cιo-Cycloalkyl, bevorzugt C3-Cö-Cyclo- alkyl, C6-Ci2-Aryl, bevorzugt Phenyl, OH, G-Cio-Alkoxy, bevorzugt C C6-Alkoxy, C(=O)-Cι-Cι0-Alkyl, bevorzugt C(=O)-G-C6-Alkyl, C(=O)-O-Cι-C10-Alkyl, bevorzugt C(=O)-O-G-C6-Alkyl, CN, NO2, F, Cl, Br, C(=O)N(R')2, wobei R' gleich oder verschieden sind und für Wasserstoff oder einen Q-Cio- Alkylrest, bevorzugt Cι-C6- Alkylrest, stehen, NH-C(=O)R', wobei R' die zuvor genannte Bedeutung hat, bedeuten, oder aber jeweils zwei benachbarte Substituenten R1 gemeinsam einen C2-C2o-Alkylen- oder C2-C20-Alkylidenrest, bevorzugt einen C3-Cιo-Alkylen- oder C3-Cιo-Alkylidenrest, bilden, wobei diese Alkylen- und Alkylidenreste ein- oder mehrfach durch O, COO oder CO unterbrochen sein können.Alkyl, in particular CH 3, C 3 -Cιo cycloalkyl, preferably C 3 -C ö -cycloalkyl, C 6 -C 2 aryl, preferably phenyl, OH, G-Cio-alkoxy, preferably CC 6 alkoxy, C (= O) -Cι-Cι 0 alkyl, preferably C (= O) -GC 6 alkyl, C (= O) -O-Cι-C 10 alkyl, C (= O) -OGC preferably 6 alkyl , CN, NO 2 , F, Cl, Br, C (= O) N (R ') 2 , where R' are identical or different and represent hydrogen or a Q-Cio-alkyl radical, preferably C 1 -C 6 -alkyl radical, stand, NH-C (= O) R ', where R' has the meaning given above, or two adjacent substituents R 1 together a C 2 -C 2 o-alkylene or C 2 -C 20 alkylidene radical , preferably a C 3 -C 8 -alkylene or C 3 -Cιo alkylidene form, where these alkylene and alkylidene radicals can be interrupted one or more times by O, COO or CO.
10. Verfahren nach Anspmch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Olefine der Formel Ila zu Oxiranen der Formel Ilb oxidiert werden, 10. The method according to Anspmch 8, characterized in that olefins of the formula Ila are oxidized to oxiranes of the formula Ilb,
Ila Ilb wobeiIla Ilb being
R2, R3, R4 und R5 unabhängig voneinander H, Ci-Cio-Alkyl, bevorzugt Cι-C6- Alkyl C3-Go-Cycloalkyl, bevorzugt C3-C6-Cycloalkyl, Cö-C^-Aryl, bevorzugt Phenyl, OH, Ci-Qo-Alkoxy, bevorzugt Cι-C6-Alkoxy, C(=O)-C1-C10-Alkyl, bevorzugt C(=O)-C,-C6-Alkyl, C(=O)-O-C,- Cio-Alkyl, bevorzugt C(O)-0-C,-C6-Alkyl, CN, NO2, F, Cl, Br, C(=O)N(R')2, wobei R' gleich oder verschieden sind und für Wasserstoff oder einen Ci-Cio- Alkylrest, bevorzugt Cι-C6- Alkylrest, stehen, NH-C(=0)R', wobei R' die zuvor genannte Bedeutung hat, bedeuten, oder aber jeweils zwei benachbarte Reste aus der Gruppe von R2"5 gemeinsam einen C2-C20- Alkylen- oder C2-C2o-Alkylidenrest, bevorzugt einen C3-Cιo-Alkylen- oder C3-Cιo-Alkylidenrest, bilden, wobei diese Alkylen- und Alkylidenreste ein- oder mehrfach durch O, COO oder CO unterbrochen sein können.R 2 , R 3 , R 4 and R 5 independently of one another H, Ci-Cio-alkyl, preferably Cι-C 6 - alkyl C 3 -Go-cycloalkyl, preferably C 3 -C 6 cycloalkyl, C ö -C ^ - Aryl, preferably phenyl, OH, Ci-Qo-alkoxy, preferably C 1 -C 6 alkoxy, C (= O) -C 1 -C 10 alkyl, preferably C (= O) -C, -C 6 alkyl, C (= O) -OC, - Cio-alkyl, preferably C (O) -0-C, -C 6 alkyl, CN, NO 2 , F, Cl, Br, C (= O) N (R ') 2 , where R 'are the same or different and represent hydrogen or a Ci-Cio-alkyl radical, preferably -C-C 6 - alkyl radical, NH-C (= 0) R', where R 'has the meaning given above , or in each case two adjacent radicals from the group of R 2 "5 together a C 2 -C 20 alkylene or C2-C 2 o-alkylidene radical, preferably a C 3 -C-alkylene or C 3 -C-alkylidene radical , Form, these alkylene and alkylidene radicals can be interrupted one or more times by O, COO or CO.
11. Verfahren nach Anspmch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Sulfide der Formel lila zu Sulfoxiden der Formel Illb und zu Sulfonen der Formel IIIc oxidiert werden,11. The method according to Anspmch 8, characterized in that sulfides of the formula purple are oxidized to sulfoxides of the formula Illb and to sulfones of the formula IIIc,
O OO O
R^ -Rö R— S — R8 R— S — R8 R ^ -R ö R— S - R 8 R— S - R 8
O lila Illb IIIc wobei R7 und R8 gleich oder verschieden sind und H, Ci-Cio-Alkyl, bevorzugt Ci-O purple Illb IIIc where R 7 and R 8 are identical or different and are H, Ci-Cio-alkyl, preferably Ci
C6-Alkyl, C3-Cn,-Cycloalkyl, bevorzugt C -C6-Cycloalkyl, oder C6-C 6 alkyl, C 3 -Cn, cycloalkyl, preferably C -C 6 cycloalkyl, or C 6 -
Ci2-Aryl, bevorzugt Phenyl, bedeuten oder aber beide SubstituentenCi 2 aryl, preferably phenyl, or else both substituents
R7 und R8 gemeinsam einen C2-C2o-Alkylen- oder C2-C20- Alkylidenrest, bevorzugt C4-Cιo-Alkylen- oder C4-Cιo-Alkylidenrest bilden, wobei diese Alkylen- und Alkylidenreste ein- oder mehrfach durch O, COO oder CO unterbrochen sein können.R 7 and R 8 together form a C 2 -C 2 -alkylene or C 2 -C 20 -alkylidene radical, preferably C4-Cιo-alkylene or C 4 -Cιo-alkylidene radical, these alkylene and alkylidene radicals being one or can be interrupted several times by O, COO or CO.
12. Verfahren nach Anspmch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Ketone der Formel IVa zu Estern der Fomiel IVb oxidiert werden,12. The method according to Anspmch 8, characterized in that ketones of the formula IVa are oxidized to esters of the form IVb,
O OO O
R9 C R10 R9— C OR10 R 9 CR 10 R 9 - C OR 10
IVa IVb wobeiIVa IVb where
R und R gleich oder verschieden sind und H, Ci-Cio-Alkyl, bevorzugt Q-R and R are the same or different and are H, Ci-Cio-alkyl, preferably Q-
C6-Alkyl, C3-CiQ-Cycloalkyl, bevorzugt C3-C6-Cycloalkyl, oder C6- Ci2-Aryl, bevorzugt Phenyl, bedeuten oder aber beide Substituenten R9 und R10 gemeinsam einen C2-C2o-Alkylen- oder C2-C20- Alkylidenrest, bevorzugt C3-C1Q- Alkylen- oder C3-Cιo-Aιkylidenrest bilden, wobei diese Alkylen- und Alkylidenreste ein- oder mehrfach durch O, COO oder CO unterbrochen sein können. C 6 alkyl, C 3 -CiQ cycloalkyl, preferably C 3 -C 6 cycloalkyl, or C 6 - Ci 2 aryl, preferably phenyl, or else both substituents R 9 and R 10 together form a C 2 -C 2 Form o-alkylene or C 2 -C 20 -alkylidene radical, preferably C 3 -C 1 Q-alkylene or C 3 -Cιo-alkylidene radical, these alkylene and alkylidene radicals being interrupted one or more times by O, COO or CO can.
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