TW201524949A - 過氧縮醛中間物之轉換 - Google Patents

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Dwain T Cline
Milind V Kantak
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Abstract

本發明提供一種將式IIa化合物：□轉換為式III化合物：□之方法，其中A為具有至少一個雙鍵之C6-C10烯烴鏈，R1為C1-C10烷基且R3為含氧官能基。

Description

過氧縮醛中間物之轉換 相關申請案之交叉參考
本申請案主張2013年11月15日申請之美國臨時申請案序號61/904,679；及2014年4月14日申請之美國臨時申請案序號61/979,306之權益，該等申請案之揭示內容特定以全文引用的方式併入本文中。
本文中之揭示內容係關於將式IIa化合物：轉換為式III化合物：之方法，其中A為具有至少一個雙鍵之C6-C10烯烴鏈，R1為C1-C10烷基且R3為含氧官能基。
醛-烷氧基氫過氧化物中間物轉換為酯已經Schreiber等人(S.L.Schreiber,R.E.Claus及J.Reagen，Tetrahedron Lett.,23,3867(1982))(「Schreiber」)報導。在-78℃之溫度下進行單不飽和環烯之臭氧分解以形成醛-烷氧基氫過氧化物中間物。在Schreiber中，乙酸酐及三乙胺用於醛-烷氧基氫過氧化物中間物之脫水步驟中。
在Schreiber中，採用一鍋次序完成轉換。已認可的是當使用醇時，一鍋合成產生乙酸烷基酯、乙醇及酸之錯合共沸物。若吾人想要出於成本效益回收可再循環組分，則分離此等共沸物變得極困難。由 於不佳組分產率及大量蒸餾設備成本，所需分離步驟實際上為成本過高的。因此，在該領域中需要消除此等共沸錯合物及簡化後續方法。
在Gorezynski等人，Journal of Medicinal Chemistry,52,4631-4639,2009(「Gorezynski」)中，在-78℃下在CH2Cl2及甲醇中之無水Na2CO3存在下自環十二烯臭氧分解製備12-氧雜十二酸甲酯。
Gorezynski製備之一個缺點為使用苛性鹼、氯化物及苯組分。產物回收極為複雜，需要多個步驟且將產生難以處置之廢物流。
揭示之方法解決處理由於一般不穩定之中間物形成之共沸錯合物的實際問題。更特定言之，揭示之方法提供一種改良之合成方法，其中形成熱穩定中間物，該方法允許移除過量試劑，例如乙醇。另外，在轉換步驟之前移除過量試劑不需要如揭示於其他參考文獻中之額外溶劑萃取步驟。參見例如美國專利第3,059,058號。揭示之方法提供一種回收過量試劑及有用副產物，同時保持中間物完整性以用於後續加工步驟之實用且經濟之方法程序。
所揭示之方法之一個態樣係關於一種將式IIa化合物：轉換為式III化合物：之方法，其中A為具有至少一個雙鍵之C6-C10烯烴鏈，R1為C1-C10烷基，且R3為含氧官能基，不形成乙酸酯副產物。
所揭示之方法之另一態樣係關於一種製造式III化合物：之方法，其包含：a.使式I化合物：及試劑與包含臭氧之介質接觸以形成式 IIa化合物：；及b.使式IIa化合物在不形成乙酸酯副產物之情況下轉換為式III化合物；其中A、R1及R3為如上文所述定義。
所揭示之方法之另一態樣係關於一種製造式R4-A-R4之方法，其包含：a)使式I化合物：及羧酸與包含臭氧之介質接觸，及b)形成臭氧分解產物；其中所得臭氧分解產物未經分離，及c)使臭氧分解產物轉換為R4-A-R4；其中A為具有至少一個雙鍵之C6-C10烯烴鏈；且R4為醛基。
所揭示之方法之另一態樣係關於一種包含式II化合物之組合物：，其中A為具有至少一個雙鍵之C6-C10烯烴鏈；R1為C1-C10烷基；R2為H、乙醯基；且R3為含氧官能基。
所揭示之方法之另一態樣係關於一種包含式III化合物：之組合物，其中A為具有至少一個雙鍵之C6-C10烯烴鏈，R1為C1-C10烷基且R3為含氧官能基。
所揭示之方法之另一態樣係關於一種將式IIa'化合物：轉換為式IV化合物：之方法，其中B為C6-C10伸烷基鏈，R1為C1-C10烷基，且R3為含氧官能基，不形成乙酸酯副產物。
所揭示之方法之另一態樣係關於一種製造式IIa'化合物：之方法，其包含：使式I'化合物：及試劑與包含臭氧之介質接觸；形成包含式IIa'化合物之反應混合物，且不自臭氧分離產物；及回收包含式IIa'化合物之產物；其中B為C6-C10伸烷基；R1為C1-C10烷基；R3為含氧官能基。
所揭示之方法之另一態樣係關於一種製造式IV化合物：之方法，其包含：a.使式I'化合物：及試劑與包含臭氧之介質接觸以形成式IIa'化合物：；及b.使式IIa'化合物在不形成乙酸酯副產物之情況下轉換為式IV化合物；其中B、R1及R3為如上文所述定義。
所揭示之方法之另一態樣係關於一種製造式R4-B-R4之方法，其包含：a)使式I'化合物：及羧酸與包含臭氧之介質接觸，及b)形成臭氧分解產物；其中所得臭氧分解產物未經分離，及c)使臭氧分解產物轉換為R4-B-R4；其中B為C6-C10伸烷基鏈；且R4為醛基。
3‧‧‧第一分離器件/分離器
6‧‧‧試劑純化管柱
9‧‧‧催化轉換反應器/器件/裝置
11‧‧‧臭氧分解流出物
12‧‧‧裝置
14‧‧‧儲存容器
15‧‧‧裝置
21‧‧‧流
23‧‧‧試劑流
25‧‧‧流
27‧‧‧流
31‧‧‧流
35‧‧‧流
41‧‧‧流
43‧‧‧流
45‧‧‧流
49‧‧‧流
51‧‧‧流
55‧‧‧流
61‧‧‧流
圖1為根據所揭示之方法之一實施例，涉及藉由與催化錯合物接 觸在催化轉換式IIa化合物之前移除試劑之方法的圖示。
圖2為根據所揭示之方法之一實施例之分子轉換的圖示。
圖3為藉由單室電解槽差示掃描熱量測定(DSC)量測的根據實例14之化合物之熱流特徵之圖示。
圖4為藉由單室電解槽DSC量測的根據實例15之化合物之熱流特徵之圖示。
圖5為根據所揭示之方法之一實施例之分子轉換的圖示。
在本文中所描述及所主張的本發明之實施例不欲由本文中所揭示之特定實施例侷限範疇，因為此等實施例意欲作為本發明之若干態樣之說明。任何等效實施例意欲在本發明之範疇內。實際上，根據前述說明，除本文所顯示及描述之修改以外，實施例之各種修改對熟習此項技術者而言將變得顯而易見。亦希望該等修改處於隨附申請專利範圍之範疇內。
本文已廣泛且一般性描述本發明。屬於通用揭示內容的較狹義類型及亞屬組中之每一者亦形成本發明之一部分。此包括本發明之通用描述，其限制條件或負面限制自該屬中移除任何標的物，無論所刪除之材料是否在本文中特定敍述。另外，其中在Markush基團方面描述本發明特徵及態樣，熟習此項技術者將認識到亦藉此在Markush基團成員之任何單個成員或亞基方面描述本發明。
除非上下文另外明確指明，否則如本文及隨附申請專利範圍中所用之單數形式「一(a)」、「一(an)」及「該(the)」包括多個指示物。因此，舉例而言，提及之「反應器」包括複數個反應器，諸如一系列反應器。在本文件中，使用術語「或」來指代非獨占或，使得「A或B」包括「A，而非B」、「B，而非A」及「A及B」，除非另有指示。
以範圍形式表示之值應以靈活方式解釋為不僅包括如範圍限制 明確所述之數值，且亦包括在該範圍內所涵蓋之所有個別數值或子範圍，如同明確敍述各數值及子範圍一般。舉例而言，「約0.1%至約5%」或「約0.1%至5%」之範圍應理解為不僅包括約0.1%至約5%，且亦包括在指定範圍內之個別值(例如1%、2%、3%及4%)及子範圍(例如0.1%至0.5%、1.1%至2.2%、3.3%至4.4%)。除非另外指示，否則表述「約X至Y」具有與「約X至約Y」相同之意義。類似地，除非另外指示，否則表述「約X、Y或約Z」具有與「約X、約Y或約Z」相同之意義。
在本文所述之方法中，除了在明確敍述時間或操作順序時之外，可以任何次序進行步驟而不背離本發明之原理。此外，指定步驟可同時進行，除非明確的申請專利範圍語言敍述其應單獨地進行。舉例而言，可在單個操作內同時進行所主張的進行X之步驟及所主張的進行Y之步驟，且所得製程將屬於所主張的製程之文字範疇之內。
如本文所用之術語「約」可允許值或範圍之一定程度之變化，例如在所陳述之值或所陳述之範圍界限的10%之內、5%之內或1%之內。
如本文所用之術語「實質上」係指大部分或大多，如至少約50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%、99.99%、或至少約99.999%或99.999%以上。
如本文所用之術語「烯烴」係指具有至少一個碳-碳雙鍵之直鏈或分支鏈烯烴。
如本文所用之術語「烷基」或「伸烷基」係指飽和烴基，其可為非環或環狀基團，及/或可為直鏈或分支鏈(除非另外規定)。
如本文所用之術語「試劑」意謂在式IIa或IIa'化合物中提供適合之R1官能基之消耗材料。在一些實施例中，試劑為極性的。在其他實施例中，試劑提供反應之單一連續相。在另一實施例中，試劑改善反 應介質之流動性特徵。
如本文所用之術語「試劑」意謂允許臭氧分解產物轉換為R4-A-R4或R4-B-R4之消耗材料。在一些實施例中，試劑為極性的。在其他實施例中，試劑提供反應之單一連續相。在另一實施例中，試劑可提供多相反應介質。在另一實施例中，試劑改善反應介質之流動性特徵。在一些實施例中，藥劑改善反應介質之熱傳遞特性。
術語「臭氧分解產物」意欲包括由一個臭氧分子與式I化合物之單個雙鍵之反應產生的暫態或視需要以其他方式易受分離之彼等結構。然而，關於臭氧分解產物之形成，本申請人不欲侷限於或經受任何特定機制解釋。
片語「允許臭氧分解產物轉換」意欲包括反應參數(例如溫度)之任何變化或添加其他試劑(例如親核試劑)以使得臭氧分解產物轉換為具有末端含氧官能基之非環狀烯烴及較不飽和之非環狀烯烴。
本說明書中所提及之所有公開案，包括非專利文獻(例如科學期刊文章)、專利申請公開案及專利均以引用的方式併入，就如同各公開案經特定且單獨指示以引入的方式併入一般。
應理解，本文中之描述意欲為說明性，且不為限制性的。對於熟習此項技術者而言，許多其他實施例在檢閱以上描述之後將變得顯而易見。因此，本發明之範疇應參考所附申請專利範圍以及與此等申請專利範圍所主張者均等之整個範疇來決定。在所附申請專利範圍中，術語「包括」及「其中(in which)」分別用作各別術語「包含」及「其中(wherein)」的通俗英文(plain-English)等效物。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」及其類似物僅用作標記，且並不意欲對其目標施加數值要求。
在一實施例中，式I化合物之轉化率定義為如下百分比：
在一實施例中，式I'化合物之轉化率定義為如下百分比：
在一實施例中，式III化合物之選擇率定義為如下百分比：(式III化合物之莫耳數)/(轉化之式I化合物之莫耳數)×100。
在一實施例中，式IV化合物之選擇率定義為如下百分比：(式IV化合物之莫耳數)/(轉化之式I'化合物之莫耳數)×100。
所揭示之方法之一個態樣係關於一種將式IIa化合物：轉換為式III化合物：之方法，其中A為具有至少一個雙鍵之C6-C10烯烴鏈，R1為C1-C10烷基，且R3為含氧官能基，不形成乙酸酯副產物。
在一些實施例中，R1為C1-C6烷基。在另一實施例中，R1為C2-C4烷基。在另一實施例中，R1為丙基或丁基。
在一些實施例中，A為具有至少一個雙鍵之C6或C10烯烴鏈。在一個實施例中，A為具有兩個雙鍵之C10烯烴。在另一實施例中，A為具有一個雙鍵之C6烯烴。
在一些實施例中，R3為醛、酸或酯基。在另一實施例中，R3為醛或酸基。在另一實施例中，R3為醛基。
在一個實施例中，轉換為在酸酐存在下。適合之酸酐之實例包括(但不限於)乙酸酐、丁二酸酐、順丁烯二酸酐、屬於一般酸酐家族 之其他酸酐及其混合物。乙酸酐為較佳的。
在一些實施例中，轉換為在催化劑存在下。在其他實施例中，催化劑為均質的。在另一實施例中，催化劑為酸及胺之混合物。在另一實施例中，胺及酸可為新混合、預混合、共沸共蒸餾或再循環的。
適合之酸之實例包括(但不限於)乙酸、丁二酸、順丁烯二酸。在另一實施例中，酸為乙酸。
在一些實施例中，胺與酸相容且適合於驅動鹼催化反應。
在一些實施例中，胺可為受阻二級胺。在其他實施例中，胺可為三級胺。在一些其他實施例中，胺可為環胺。
在一些實施例中，胺可由四級銨陽離子表示；通常稱為「四級胺」。在四級胺中，存在四個有機取代基，諸如烷基、芳基或二者，其附接至帶電氮中心。實例可包括具有多個陰離子之四級銨鹽。
在一些實施例中，胺可由具有一或多個胺基之生源物質表示；通常稱為「生源胺」。生源胺為含氮有機鹼且藉由微生物、酶促、植物及動物代謝途徑合成。
三級胺為所有三個氫原子經諸如烷基、芳基或二者之有機取代基置換之彼等胺。三級胺之實例包括(但不限於)三烷基胺，諸如三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺及芳族三級胺，諸如三苯胺。
適合之胺之實例包括(但不限於)三乙胺、二乙醇胺、三丁胺、吡啶、屬於一般胺家族之其他未經取代或經取代胺及其混合物。三乙胺為較佳的。
在一些實施例中，酸及胺之莫耳比可在約1：100至約100：1範圍內。在一個實施例中，酸及胺之莫耳比可在約1：25至約25：1範圍內。 在另一實施例中，酸及胺之莫耳比可在約1：10至約10：1範圍內。在另一實施例中，酸及胺之莫耳比可在約1：6至約6：1範圍內。在另一實施例中，酸及胺之莫耳比為約1：1。
在一些實施例中，可藉由以均質或異質催化系統置換而消除在轉換反應中使用乙酸酐及三乙胺之必要性。在一態樣中，催化系統具有親核/鹼性特徵。此等特性可包含於一個系統中或為個別實體且經混合。
在一些實施例中，分子篩、沸石、中孔及微孔材料可包含於催化系統中。在其他實施例中，諸如MCM-41、MCM-48及SBA-15之中孔系統可包含於催化系統中。在一個實施例中，沸石X及L可包含於催化系統中。在另一實施例中，可進行固體材料與諸如K、Rb及Cs之鹼金屬之離子交換。在另一實施例中，固體材料可經由接枝及嵌入經胺官能化。在一態樣中，鹼性親核試劑可併入材料之構架中。
在一些實施例中，催化劑可為鹼性沸石、中孔材料、微孔材料、具有中孔及微孔特徵之材料及其組合。
在一些實施例中，催化劑及其混合物經改進及/或包含官能基，例如胺。在其他實施例中，催化劑官能基為鹼性的且在包括O、N、P、B及S之雜原子上包括孤對電子。
在一些實施例中，乾燥劑可以物理方式與催化劑混合。在其他實施例中，乾燥劑可包含矽膠及/或分子篩(尤其4A及5A)。
在一個實施例中，轉換係在酸及鹼之混合物存在下。在一個實施例中，鹼可為無機鹼。適合之無機鹼之實例包括(但不限於)KOH、K3PO4、KF、CsF、NaOAc及KOAc。
在一些實施例中，在形成式III化合物之前首先將式IIa化合物轉換為式IIb化合物：，其中R2為乙醯基。
在一些實施例中，在實質上不含溶劑之條件下進行轉換。在另一實施例中，轉換為在不存在溶劑之情況下。在其他實施例中，轉換 為在惰性溶劑存在下。適合之惰性溶劑之實例包括(但不限於)C1-C6乙酸烷基酯、C1-C6醇、醚、乙酸、丁二酸、順丁烯二酸、二甲基甲醯胺(DMF)、二甲基乙醯胺(DMAc)、二甲亞碸(DMSO)、正甲基吡咯啶酮(NMP)、四氫呋喃(THF)及其混合物。
在一個實施例中，轉換為在式I化合物：存在下，其中A為具有至少一個雙鍵之C6-C10烯烴鏈。
所揭示之方法之另一態樣係關於一種製造式III化合物：之方法，其包含：a.使式I化合物：及試劑與包含臭氧之介質接觸以形成式IIa化合物：；及b.使式IIa化合物在不形成乙酸酯副產物之情況下轉換為式III化合物；其中A、R1及R3為如上文所述定義。
在一個實施例中，以過量提供試劑。在此背景下，術語「過量」定義為試劑之莫耳量大於反應之式I化合物。在一些實施例中，該方法進一步包含在b)之前至少部分移除過量試劑。在另一實施例中，在b)之前移除大多數過量試劑。在一些實施例中，經由閃蒸移除過量試劑。在另一實施例中，與試劑一起至少部分移除催化劑。在另一實施例中，移除大多數催化劑。在一些實施例中，移除之催化劑及/或試劑再循環至方法中。
在一些實施例中，轉換為在催化劑存在下。
臭氧分解
可藉由臭氧分解式I化合物獲得式IIa化合物。2014年7月8日申請之國際申請案第PCT/US2014/045808號('808申請案)揭示一種自式I化合物之選擇性臭氧分解獲得式IIa化合物之方法。'808申請案之全部內容及揭示內容以引用的方式併入本文中。
式I化合物可包括環三烯及環二烯。式I化合物之實例包括(但不限於)環己二烯、環庚二烯、環辛二烯、環辛四烯、環十二碳二烯、環十二碳三烯、環十二碳五烯，包括其異構物及混合物。在一些實施例中，式I化合物為環十二碳三烯或環辛二烯。在另一實施例中，式I化合物為1,5,9-環十二碳三烯(CDDT)或1,5-環辛二烯(COD)。在另一實施例中，式I化合物為CDDT。
在一些實施例中，式I化合物具有至少90%之純度。在其他實施例中，式I化合物具有至少95%之純度。在另一實施例中，式I化合物具有至少98%之純度。在另一實施例中，式I化合物具有至少99%之純度。
在一些實施例中，試劑為C1-C10醇。適合之醇之實例包括(但不限於)甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、第三丁醇及其混合物。在一些實施例中，醇為1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、第三丁醇及其混合物。在其他實施例中，試劑為C4-C10醇。諸如丁醇等高碳醇為較佳的。
在一些實施例中，試劑為無水的，較佳含有小於0.5重量%水，或更佳小於0.1重量%水。在其他實施例中，含水量可不超過0.08重量%，較佳不超過0.04重量%。
在一些實施例中，試劑之量可變化且一般而言，可使用過量試劑。出於所揭示方法之目的，式I化合物與試劑之莫耳比可為約100：1至約1：100，較佳約25：1至約1：25，且更佳約10：1至約1：10。在一個實施例中，式I化合物與試劑之莫耳比為約4：1至約1：10。在另一實施例 中，式I化合物與試劑之莫耳比為約6：1至約1：6。在另一實施例中，式I化合物與試劑之莫耳比為約3：1至約1：3。
在一些實施例中，反應區中之式I化合物之濃度可在約0.1重量%至99.9重量%範圍內。在一個實施例中，式I化合物以約0.5%-25%之濃度範圍存在。在其他實施例中，式I化合物以約25%-35%、約35%-45%、約45%-55%、約55%-65%、約65%-75%、約75%-85%、約85%-95%或約95-99.9%之濃度範圍存在。式I化合物濃度範圍可為約25%至約85%，較佳約30%至約75%，且更佳約30%至約65%。在一個實施例中，式I化合物為約35重量%至約60重量%。
在一些實施例中，可在視情況存在之惰性溶劑存在下進行臭氧分解反應。在其他實施例中，惰性溶劑為極性溶劑。適合之極性溶劑之實例包括(但不限於)C1-C6乙酸烷基酯、醚、DMF、DMAc、DMSO、NMP、THF及其混合物。
含臭氧氣體可包含臭氧及至少一種載體氣體之混合物。臭氧之量可變化。在一些實施例中，臭氧可為約0.01mol%至約100mol%。在另一實施例中，臭氧可為約0.1mol%至約10mol%、約10mol%至約30mol%、約30mol%至約50mol%、約50mol%至約70mol%、約70mol%至約90mol%或約90mol%至約100mol%。在其他實施例中，臭氧可為約0.1mol%至約25mol%。在另一實施例中，臭氧可為約1mol%至約20mol%。在另一實施例中，臭氧可為約1mol%至約15mol%。
載體氣體可選自由以下組成之群：氮氣、氬氣、二氧化碳、氧氣、空氣及其混合物。在一態樣中，含臭氧氣體可包含臭氧、氧氣及氬氣。在一個實施例中，含臭氧氣體可包含臭氧、氧氣及氮氣。在另一實施例中，含臭氧氣體可包含臭氧及二氧化碳。對使用何種載體無限制，只要其與臭氧化學相容且該載體自身不與烴基質產生非所需反 應。
在一些實施例中，可使用適當溶劑將臭氧以溶解狀態引入。在其他實施例中，可藉由將臭氧注射至加壓循環迴路中使臭氧之濃度增濃。
在一些實施例中，含臭氧介質中之臭氧之濃度可為約0.01重量%至約100重量%。在其他實施例中，臭氧濃度可為約0.5%至約5%、約5%至約25%、約25%至約50%、約50%至約75%、約75%至約100%。
在一些實施例中，臭氧之總添加量至少部分受所需轉化率及臭氧吸收效率影響。含臭氧氣體持續足以准許選擇性裂解僅一個雙鍵之時段穿過反應溶液。在一些實施例中，該時段可在約10分鐘至約300分鐘範圍內。在另一實施例中，該時段可在約30分鐘至約200分鐘範圍內。就轉化之式I化合物中之一個雙鍵而言，饋入至方法中之總臭氧可為亞化學計量、化學計量或過量的。在一實例中，就轉化之式I化合物中之一個雙鍵之莫耳而言，饋入至方法中之臭氧之總莫耳呈化學計量比。
饋入之臭氧之流動速率可取決於所選反應時間內之操作規模及所需轉化率。在一些實施例中，臭氧流動速率在0.001g/min至約1g/min範圍內。在另一實施例中，臭氧流動速率在約0.005g/min至約0.8g/min範圍內。在另一實施例中，臭氧流動速率在約0.01g/min至約0.2g/min範圍內。在另一實施例中，臭氧流動速率在約0.02g/min至約0.08g/min範圍內。
在一些實施例中，式I化合物之轉化率為約0%至約100%。在另一實施例中，式I化合物之轉化率為約10%至約95%。在其他實施例中，式I化合物之轉化率為約20%至約90%、約30%至約70%或約30%至約60%。在其他實施例中，式I化合物之轉化率為至少20%。在另一實施例中，轉化率為至少25%。
如'808申請案中揭示，可在僅選擇性地臭氧化式I化合物中之一個碳-碳雙鍵以形成式IIa化合物的條件下進行臭氧分解反應。在非選擇性臭氧分解中，轉化一個以上碳-碳雙鍵且形成非選擇性產物。在一些實施例中，臭氧分解條件有利於式IIa化合物保留如在式I化合物中之「A」。舉例而言，在來自CDDT之臭氧分解的式IIa化合物中，「A」應為具有兩個碳-碳雙鍵之C10烯烴鏈。由於一個以上雙鍵之裂解，在一些實施例中，非選擇性產物含有「A」中之碳數比式I化合物少之式IIa化合物。
在一些實施例中，臭氧分解流出物可包含約0重量%至約50重量%式I化合物、約0重量%至約80重量%試劑、約0重量%至約50重量%式IIa化合物及至多約15重量%非選擇性產物。非選擇性產物可包括具有兩個末端氧化基團之化合物，其包括二醛、二酸、二酯、酸-酯、醛-酸。在一些實施例中，至少一些非選擇性產物為飽和的，例如直鏈C4類型。在一較佳實施例中，臭氧分解流出物包含約0重量%至約50重量%式I化合物、約0重量%至約80重量%試劑、約0重量%至約50重量%式IIa化合物及至多約10重量%非選擇性產物。在一些實施例中，臭氧分解流出物在環境條件下為穩定、可流動液體。
在一些實施例中，形成具有至少50%之選擇性的式IIa化合物。在其他實施例中，形成具有至少60%之選擇性的式IIa化合物。在另一實施例中，形成具有至少70%之選擇性的式IIa化合物。在其他實施例中，式IIa化合物之選擇性為至少80%。在另一實施例中，式IIa化合物之選擇性為至少85%。在另一實施例中，式IIa化合物之選擇性為至少90%。在另一實施例中，式IIa化合物之選擇性為至少95%。在一些實施例中，非選擇性產物之選擇性小於10%。在另一實施例中，非選擇性產物之選擇性小於5%。
在一些實施例中，可在小於50℃、較佳約-25℃至約50℃、更佳 約0℃至約40℃且最佳約0℃至約25℃之溫度下進行臭氧分解反應。臭氧分解反應為放熱的且在一些實施例中，藉由諸如主動式夾套冷卻器之冷卻系統維持反應器之溫度。
在一些實施例中，臭氧分解反應可在約100托(torr)至約200Psig之壓力下進行。在其他實施例中，臭氧分解反應可在約100托至約100Psig之壓力下進行。在另一實施例中，臭氧分解反應可在約0Psig至約50Psig、較佳約0Psig至約25Psig、更佳約0Psig至約20Psig且最佳約0Psig至約10Psig之壓力下進行。在一些實施例中，真空操作可最適合於經由蒸發冷卻移除反應熱量且只要反應效能未經不利影響。
熱穩定性
Schreiber揭示「醛-烷氧基氫過氧化物2常常為寡聚的且趨向於難以純化」。揭示之方法已發現式IIa化合物具有驚人且出人意料的熱穩定性。有利地，出人意料的熱穩定性允許在催化轉換步驟之前有效移除過量試劑。任何存在之過量試劑(例如醇)可在催化轉換步驟期間轉化為其對應乙酸烷基酯。若未在轉換步驟之前移除過量試劑(例如醇)，則形成乙酸烷基酯可產生三個主要問題：1)可回收試劑在方法中耗盡；2)醇-酸平衡反應為轉換步驟增加5-6千卡/莫耳必須處理的放熱性；及3)形成之乙酸烷基酯在催化轉換方法下游形成多個二元及三元共沸錯合物，使得分離方法極複雜且幾乎為成本過高的。因此，在催化轉換步驟之前移除有效試劑對下游方法極其有益且亦幫助較好地管理催化轉換步驟中之放熱性。過量試劑移除之額外優點為回收之粗試劑可經由習知蒸餾有效地純化且有利地再循環至臭氧分解反應中。
揭示之方法之一個所需特徵為在催化轉換步驟之前移除試劑，因此，在轉換步驟期間形成極少或不形成乙酸酯副產物。乙酸酯副產物之實例包括(但不限於)乙酸烷基酯。產生熱穩定產物，例如式IIa化合物，揭示之方法主要提供在不熱降解包含式IIa化合物之混合物之 情況下移除試劑之商業上有利的步驟。
在一些實施例中，包含式III化合物之混合物實質上不含乙酸酯副產物。在一個實施例中，乙酸酯副產物之量小於包含式III化合物之混合物的2重量%。在另一實施例中，乙酸酯副產物之量小於包含式III化合物之混合物的1重量%。
所揭示之方法之另一態樣係關於一種製造式III化合物：之方法，其包含：a)使式I化合物：及試劑與包含臭氧之介質接觸以形成包含式IIa化合物：及試劑之混合物；b)使混合物暴露至溫度及壓力之組合，使得試劑在不熱降解混合物之式IIa化合物組分之情況下閃蒸以增加混合物中之式IIa的濃度；c)使包含式IIa化合物之濃縮混合物與酸酐及三烷基胺接觸；及d)回收包含式III化合物之產物；其中A為具有至少一個雙鍵之C6-C10烯烴鏈，R1為C1-C10烷基且R3為含氧官能基。
在一些實施例中，如圖3中所示，當來自CDDT之濃縮式IIa化合物暴露於20℃至220℃、溫度斜變為10℃/min之熱量時，材料展現達至約60℃之足夠熱穩定性，在該溫度以上，DSC資料指示可量測熱流及質量損失。過量試劑由於其熱穩定性可在減壓下在約50℃下餾出而無任何可量測分解且因此無可量測產率損失。在一實施例中，過量試劑可在約15℃至約60℃之溫度範圍及約0托至約100托之壓力範圍下移 除。在另一實施例中，過量試劑可在約25℃至約55℃之溫度範圍及約0.05至約30托之壓力範圍下移除。淨影響為改良之整體方法，其具有不必處理醇、乙酸酯及酸之共沸物的更簡單後端分離流程；乾淨地再循環催化劑之能力；及在不消極影響方法之情況下回收過量試劑以支持連續或分批處理。因此，臭氧分解產物不必與臭氧分解流出物分離及分隔。此導致方法之效率進一步提高。
Robert H.Perry之美國專利第3,059,028號('028專利)教示一種經由選擇性單臭氧分解轉化環三烯烴以得到烯系單臭氧分解產物之方法。該方法採用環狀非共軛聚烯烴、反應性臭氧分解溶劑、不反應臭氧分解溶劑或其混合物。在臭氧分解反應結束時，據稱反應混合物含有溶劑、單臭氧分解產物及未反應之聚烯烴。在'028專利之實例I中，自反應混合物回收單臭氧分解產物之方法包括在減壓下室溫蒸發溶劑混合物以得到兩個液相。藉由另一溶劑之進一步萃取在過量甲醇之幫助下回收過氧化單臭氧分解產物。當甲醇在減壓下蒸發時獲得分離之過氧化單臭氧分解產物。如'028專利中教示，揭示之方法消除多個溶劑萃取及輕相及重相分離，因此使得方法更具經濟吸引力。
另外，在'028專利中，在極低轉化率之情況下保留單臭氧分解之選擇性。舉例而言，在實例I中，每莫耳三烯僅使用0.03莫耳臭氧，其產生約1/24的三烯至臭氧及三烯之過氧化物加成產物中之烯鍵之轉化率。相比之下，當每莫耳三烯使用0.6或1莫耳臭氧時，臭氧分解反應為非選擇性的。(參見'028專利之實例II及III)。
在揭示之方法中，在高得多的轉化率之情況下保留單臭氧分解之選擇性。(例如參見表2至表4中之實例1至實例12)。
在一個實施例中，式IIa化合物由CDDT之臭氧分解形成，其中A為-CH2-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH=CH-CH2-CH2-。此式IIa化合物為熱穩定的。
有利地，揭示之方法不需要在催化轉換步驟之前分離式IIa化合物。取而代之，在催化轉換步驟之前移除過量試劑及視情況存在之小部分式I化合物。含有式IIa化合物、非選擇性組分及式I化合物之混合物傳遞至催化轉換步驟。
催化轉換
在一些實施例中，在移除過量試劑之後，在催化劑存在下催化轉換增濃產物流以形成式III化合物。在其他實施例中，均質催化劑錯合物用於催化轉換反應。在另一實施例中，異質催化劑可用於轉換反應。
在一些實施例中，式IIb化合物首先由式IIa化合物與酸酐之反應形成。式IIb化合物隨後與自化學計量釋放之酸及添加之胺「原位」產生之均質催化錯合物接觸，催化轉換為式III化合物。酸酐產生式IIa化合物至式IIb化合物之定量轉化。與式IIa化合物類似，根據圖4，式IIb化合物亦為熱穩定的。
催化轉換對過氧基鍵為選擇性的且不與式II化合物：之雙鍵反應，其中A為具有至少一個雙鍵之C6-C10烯烴鏈；R1為C1-C10烷基；R2為H或乙醯基；且R3為含氧官能基。
在一些實施例中，酸酐及胺-酸錯合物添加至含有實質上不含試劑之式IIa化合物的混合物中。在另一實施例中，混合物中之試劑小於1重量%。在另一實施例中，混合物中之試劑小於0.5重量%。
在一些實施例中，式IIa化合物至式III化合物之催化轉換的轉化率在0與100%之間。在一個實施例中，轉化率在0至約20%、約20%至約40%、約40%至約60%、約60%至約80%、約80%至約100%範圍內。在另一實施例中，轉化率為至少90%、較佳至少95%且更佳至少99%。催化轉換可在小於50℃、較佳約0℃至約50℃且更佳約5℃至約 40℃範圍內之溫度下進行。
催化轉換為放熱的，且在一些實施例中，藉由諸如主動式夾套冷卻器之冷卻系統維持反應器之溫度，將溫度維持於小於例如40℃。在一些實施例中，可在約0Psig至約30Psig之壓力下進行催化轉換。在其他實施例中，當使用蒸發冷卻時，真空條件可為適合的。在另一實施例中，可在約0Psig至約5Psig之壓力下進行催化轉換。
在一些實施例中，催化錯合物為共沸酸-胺錯合物。此催化錯合物可經由共沸蒸餾自產物混合物回收且再循環至轉換反應器中。
參考Schreiber文章，揭示之方法利用在酸、胺與酸酐之間形成之穩定共沸組合物，使得平衡組合物經回收且再循環至方法中。Schreiber一鍋法不適合於商業製造，因為其未能揭示或教示任何用於回收可再循環組分之有效或經濟手段。相比之下，本發明中揭示之方法提供一種用於商業生產之實用且有成本效益的連續或分批法。
酸酐與胺之莫耳添加比之選擇將取決於反應條件，亦即接觸時間、溫度、壓力、熱量移除及諸如此類。在一個實施例中，酸酐與胺之莫耳比為約1：50至約50：1。在另一實施例中，酸酐與胺之莫耳比為約1：20至約20：1。在另一實施例中，酸酐與胺之莫耳比為約1：10至約10：1。
在一些實施例中，胺與式I化合物之莫耳饋入比為約1：100至約10：1、較佳約1：25至約5：1、更佳約1：20至約2：1。在其他實施例中，胺與式I化合物之莫耳饋入比為約1：10至約2：1。在另一實施例中，胺與式I化合物之莫耳饋入比為約1：2至約2：1。
在一些實施例中，酸酐與式I化合物之莫耳饋入比可為約1：100至約100：1。在其他實施例中，酸酐與式I化合物之莫耳饋入比為約1：25至約25：1。在一個實施例中，酸酐與式I化合物之莫耳饋入比為約1：10至約10：1。在另一實施例中，酸酐與式I化合物之莫耳饋入比為約1：5 至約5：1。在另一實施例中，酸酐與式I化合物之莫耳饋入比為約1：3至約3：1。
在一些實施例中，催化錯合物可在約0℃至約50℃之溫度下饋入增濃產物流中。
在一些實施例中，催化錯合物可以分批方式饋入。在一個實施例中，催化錯合物以連續方式添加。在另一實施例中，催化錯合物跨越反應區分級。
乙酸與三乙胺之間的此穩定共沸物之一個優點為混合物可容易地蒸餾及再循環至催化轉換步驟中而不經進一步純化為個別組分。新鮮組分補充物用於補充由於反應及/或短效損耗之酸酐及胺含量。在一些實施例中，催化錯合物亦充當自催化轉換步驟釋放之酸的載體。在其他實施例中，經由蒸餾分離自共沸錯合物清除積聚之副產物酸且共沸錯合物經再循環。總體而言，吾人發現催化錯合物管理極簡單且具有高利用率，同時具有最小廢物流。
如上文所述，在催化轉換步驟之前移除過量試劑至少消除，或在一些實施例中，阻止形成乙酸酯共沸物。此優點使得純化式III化合物更有成本效益。'028專利教示一種方法，其中在甲醇存在下之溶劑萃取用於自兩相液體回收過氧化單臭氧分解產物。
揭示之方法已發現使用釋放之乙酸(衍生自乙酸酐)以及三乙胺最佳，因為其有利地提供上文概述之獨特催化及處理特徵。與式I化合物具有至少相同數目之碳原子之物質的整體保留為大於90%，例如大於95%。非選擇性產物之整體選擇性小於10%，例如小於5%。
方法
圖1顯示涉及本文中所需之單元操作次序之所揭示方法之非限制性例示性實施例。如圖1中所示，包含式IIa化合物、式I化合物、試劑及副產物之臭氧分解流出物11收集於中間進料儲存容器14中且在環境 溫度下維持於惰性氛圍下以用於進一步處理。在一個實施例中，儲存容器14具有持續至少5天，例如至少10天供應連續催化劑轉換之足夠能力。容器14之穩定、可流動液體經由流21饋入至第一分離器件3中。分離器3可包含至少三個理論級。分離器3可在50℃或低於50℃下及在減壓，例如0.05托至30托下操作，如藉由流21之濃度所測定。分離器3中之氣-液流針對來自流21之進料的質量及數量相應地藉由回流及沸騰調節。自分離器3汽提之試劑蒸氣收集於頂部且冷凝為液流。在一些實施例中，按照由試劑實現之蒸氣-液體平衡，試劑流23可含有夾帶之低沸點雜質及一些式I化合物。將回收之粗試劑經由流23饋入至試劑純化管柱6中。來自分離器3之試劑經汽提、增濃之產物液體為單相可流動液體，其經由流25饋入至催化轉換反應器9中。
在一個實施例中，流25包含20重量%至80重量%式I化合物、20重量%至80重量%式IIa化合物及0重量%至20重量%非選擇性產物。在一些實施例中，流25實質上不含經分離器3移除之試劑。在一個實施例中，式IIa化合物不與非選擇性產物或式I化合物分離。
將經由流23冷凝之試劑帶至分離器6以用於進一步純化。分離器6可經組態以基於就式I化合物及其他高沸點成分而言之相對揮發性有效地使經純化試劑蒸氣沸騰。亦在分離器6中進行低沸物吹掃以管理該過程中之低沸點雜質。經由流31自分離器6獲取經純化試劑，其可用於再循環。來自分離器6之殘餘液體主要包含式I化合物，其經由流35可用於再循環。流35可供應小於5%，在一些實施例中為2%-3%之間的式I化合物，而流43再循環大多數式I化合物，其取決於達成之單程轉化未經轉化。流35中夾帶之式I化合物與流43的重量比不超過5%。
在器件9中，均質液體催化錯合物經由流49饋入且允許其在足夠時間及溫度下經由25與液流接觸。需要恰當管理轉換反應之放熱，其 可藉由受控(或分階段)添加流49實現。當完成流25中之式IIa化合物至式III化合物之催化轉換時，經由流27獲得全部含有式III化合物之液體流出物及所有催化錯合物。在一些實施例中，非選擇性產物亦存在於液體流出物中。
在揭示之方法之一些實施例中，流27之典型組成概況可包含20至50重量%式III化合物、20至50重量%式I化合物及20至50重量%催化錯合物，包括化學計量釋放之酸。流27亦可包含少量其他氧化產物，包括非選擇性烯烴及烷烴，其量為0.01至5重量%，例如0.02至1.5重量%。在一個實施例中，其小於5%、4%、3%、2%、1%或0.1%。在一些實施例中，流27實質上不含式IIa化合物。在其他實施例中，流27實質上不含試劑，且因此乙酸酯共沸物亦不存在。
消除過量試劑及所得乙酸酯共沸物為回收式III化合物提供改良之後續處理操作。流27之熱化學特性允許其經歷裝置12中之分離。其可為諸如刮膜蒸發器(WFE)、薄膜蒸發器(TFE)、短程蒸餾(SPD)或其組合之裝置。在一些實施例中，非限制性條件為約80℃至約150℃，例如約90℃至約140℃或約100℃至約130℃範圍內之溫度及約0.1kPa至約5kPa，例如約0.2kPa至約2.5kPa範圍內之減壓。在一個實施例中，來自12之低沸點蒸氣含有大多數式I化合物及過量催化錯合物，包括釋放之酸組分。組分自高沸點組分分離且經由流55冷凝。當冷凝之式III化合物經過流51時獲得實質上不含式I化合物及催化錯合物之高沸點液體。
來自裝置12之低沸點成分進一步傳送以用於經由流55分離。裝置15可經組態以含有一系列相分離器及蒸餾塔以經由流45有效地分離共沸組合物中之催化錯合物、經由流43分離式I化合物及經由流41分離化學計量原位釋放之酸。在一些實施例中，流41中之酸可以共產物形式回收。
因此，經由流45呈共沸混合物形式之回收催化錯合物已顯示足夠催化活性，從而其可對於經由裝置9之多個穿越為飛輪式的。預期方法中之短效及反應損耗藉由根據需要經由流61補充包含酸酐、胺及/或酸之新催化錯合物溶液而補償。另外，熟習此項技術者應瞭解，在適當位獲取出典型方法吹掃液流以用於在採用之再循環迴路中管理雜質積聚。
器件9可提供諸如(但不限於)殼管式、板框式、微結構、雙管、交叉通道接觸器件之類型的高熱量交換表面積以用於有效熱傳遞及均一混合。器件可具有用於在視需要進行級間冷卻之情況下分級添加進料之供應件。器件亦可裝備有用於熱量管理之外部環泵迴路。
在其他實施例中，以分批、半連續、連續製程或其任何組合進行該等步驟。
所揭示之方法中之液體-液體接觸器件可包含攪拌分批容器，諸如並流及逆流接觸蒸餾塔，如氣泡塔、滴流床塔、流化塔、任意堆積或結構化填充塔、微結構及/或連續流反應器，其具有或不具有多個用於分級添加端口之進料注射室。經由內部熱傳遞盤管、外表面夾套、翅片管設計及/或外部循環迴路或其組合進行熱量管理。
對於基於沸點差異之組分閃蒸及分離，出於此目的常用多種習知及/或特殊氣液分離器件。熟習蒸餾分離技術者已知，所有形式及類型之氣液接觸台(亦即填充、板、塔盤及其組合)將為在本發明之方法中提供必需理論分離級之適合的形式。此外，次冷卻、加熱及兩相進料引入、徑向及軸向分佈，及其再採集之習知且改良的形式將適用於本申請案。
所揭示之方法之另一態樣係關於一種製造式R4-A-R4之方法，其包含： a)使式I化合物：及羧酸與包含臭氧之介質接觸；b)形成臭氧分解產物，其中所得臭氧分解產物未經分離；及c)使臭氧分解產物轉換為R4-A-R4；其中A為具有至少一個雙鍵之C6-C10烯烴鏈且R4為醛基。
在一些實施例中，溶劑係選自由以下組成之群：C1-C6乙酸烷基酯、C1-C6醇、醚、DMF、DMAc、DMSO、NMP、THF及其混合物。
在一些實施例中，c)中之轉換為在催化劑存在下。在其他實施例中，催化劑係選自C1-C6羧酸之鹽。在另一實施例中，烷基胺及羧酸之鹽可用作催化劑。在一個實施例中，三乙基乙酸銨可用作催化劑。在另一實施例中，催化劑系統可由乙酸中之乙酸鈉組成。
在一些實施例中，A為具有至少一個雙鍵之C6或C10烯烴鏈。在一個實施例中，A為具有兩個雙鍵之C10烯烴。在另一實施例中，A為具有一個雙鍵之C6烯烴。
所揭示之方法之另一態樣係關於一種包含式(II)化合物：之組合物，其中A為具有至少一個雙鍵之C6-C10烯烴鏈；R1為C1-C10烷基；R2為H、乙醯基；且R3為含氧官能基。
在一些實施例中，R1為C1-C4烷基。在另一實施例中，R1為C2-C4烷基。
在一些實施例中，A為C6或C10烯烴鏈。在另一實施例中，A為C6烯烴鏈。在另一實施例中，A為C10烯烴鏈。在另一實施例中，A為具有兩個雙鍵之C10烯烴鏈。
在一個實施例中，R2為H。在另一實施例中，R2為乙醯基。
在一些實施例中，R3為醛、酸或酯基。在另一實施例中，R3為醛。
所揭示之方法之另一態樣係關於一種包含式(III)化合物：之組合物，其中A為具有至少一個雙鍵之C6-C10烯烴鏈，R1為C1-C10烷基且R3為含氧官能基。
在一些實施例中，R1為C1-C4烷基。在其他實施例中，R1為丙基或丁基。
在一些實施例中，A為C6或C10烯烴鏈。在另一實施例中，A為C6烯烴鏈。在另一實施例中，A為C10烯烴鏈。在另一實施例中，A為-CH2-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH=CH-CH2-CH2-。
在一些實施例中，R3為醛、酸、酯基。在另一實施例中，R3為醛。
所揭示之方法之另一態樣係關於一種製造式IIa'化合物：之方法，其包含：a)使式I'化合物：及試劑與包含臭氧之介質接觸；b)形成包含式IIa'化合物之反應混合物，且不自a)之臭氧分離產物；及c)回收包含式IIa'化合物之b)之產物；其中B為C6-C10伸烷基鏈；R1為C1-C10烷基；R3為含氧官能基。
在一些實施例中，R1為C1-C6烷基。在另一實施例中，R1為C2-C4烷基。在另一實施例中，R1為丙基或丁基。
在一些實施例中，R3為醛、酸或酯基。在另一實施例中，R3為醛或酸基。在另一實施例中，R3為醛基。
式I'化合物可包括環烯烴。在一些實施例中，式I'化合物為分子結構中具有8與12個之間的碳原子之環烯。式I'化合物之實例包括(但 不限於)環己烯、環庚烯、環辛烯、環壬烯、環癸烯、環十一烯、環十二烯，包括其異構物及混合物。在一些實施例中，式I'化合物為環十二烯或環辛烯。在另一實施例中，式I'化合物為環辛烯，包括其順式/反式異構物及混合物。在另一實施例中，式I'化合物為環十二烯，包括其順式/反式異構物及混合物。
在一些實施例中，式I'化合物具有至少90%之純度。在其他實施例中，式I'化合物具有至少95%之純度。在另一實施例中，式I'化合物具有至少98%之純度。在另一實施例中，式I'化合物具有至少99%之純度。
在一些實施例中，試劑為C1-C10醇。在其他實施例中，試劑選自一類一級、二級、三級醇及其混合物。在一些其他實施例中，試劑選自甲醇、乙醇、1-丙醇、2-甲基-丙-1-醇(異丁醇)、2-甲基-2-丙醇、1-丁醇及其混合物。在其他實施例中，試劑選自2-丙醇、2-丁醇、3-戊醇及其混合物。在一些其他實施例中，試劑選自2-甲基-2-丙醇、2-甲基-2-丁醇、第三丁醇及其混合物。諸如丁醇等高碳醇為較佳的。
在一些實施例中，試劑為無水的，較佳含有小於0.5重量%水，或更佳小於0.1重量%水。在其他實施例中，含水量可不超過0.08重量%，較佳不超過0.04重量%。
在一些實施例中，試劑之量可變化且一般而言，可使用過量試劑。出於揭示之方法之目的，式I'化合物與試劑之莫耳比可為約100：1至約1：100、較佳約25：1至約1：25且更佳約10：1至約1：10。在一個實施例中，式I'化合物與試劑之莫耳比為約4：1至約1：10。在另一實施例中，式I'化合物與試劑之莫耳比為約6：1至約1：6。在另一實施例中，式I'化合物與試劑之莫耳比為約3：1至約1：3。
在一個實施例中，以過量提供試劑。在此背景下，術語「過量」定義為大於反應之式I'化合物之試劑的莫耳量。在一些實施例 中，該方法進一步包含至少部分移除c)中之過量試劑。在另一實施例中，移除c)中之大多數過量試劑。在一些實施例中，經由閃蒸移除過量試劑。在一些實施例中，自c)移除之試劑部分或完全再循環至a)。在另一實施例中，c)之移除試劑經精煉及純化。
在一些實施例中，在單一連續相中進行步驟a)至c)。在其他實施例中，以至少足以在a)之條件下反應至所需轉化率之量提供試劑。在一實施例中，提供試劑以改良反應介質之流動性特徵。在另一實施例中，提供試劑以改良反應介質之熱傳遞特性。
在一些實施例中，可在視情況存在之惰性溶劑存在下進行步驟a)至c)。在其他實施例中，惰性溶劑為極性溶劑。適合之極性溶劑之實例包括(但不限於)C1-C6乙酸烷基酯、醚、二甲基甲醯胺(DMF)、二甲基乙醯胺(DMAc)、二甲亞碸(DMSO)、正甲基吡咯啶酮(NMP)、四氫呋喃(THF)及其混合物。
在一些實施例中，反應區中之式I'化合物之濃度可在約0.1重量%至99.9重量%範圍內。在一個實施例中，式I'化合物以約0.5%-25%之濃度範圍存在。在其他實施例中，式I'化合物以約25%-35%、約35%-45%、約45%-55%、約55%-65%、約65%-75%、約75%-85%、約85%-95%或約95-99.9%之濃度範圍存在。在一些實施例中，式I'化合物濃度範圍可為約1%至約99%。在另一實施例中，式I'化合物濃度範圍可為約10%至約90%。在另一實施例中，式I'化合物濃度範圍可為約25%至約85%、較佳約30%至約75%且更佳約30%至約65%。在一個實施例中，式I'化合物為約35重量%至約60重量%。
含臭氧氣體可包含臭氧及至少一種載體氣體之混合物。臭氧之量可變化。在一些實施例中，臭氧可為約0.01mol%至約100mol%。在另一實施例中，臭氧可為約0.1mol%至約10mol%、約10mol%至約30mol%、約30mol%至約50mol%、約50mol%至約70mol%、約70 mol%至約90mol%或約90mol%至約100mol%。在其他實施例中，臭氧可為約0.1mol%至約25mol%。在另一實施例中，臭氧可為約1mol%至約20mol%。在另一實施例中，臭氧可為約1mol%至約15mol%。
在一些實施例中，載體氣體可選自由以下組成之群：氮氣、氬氣、二氧化碳、氧氣、空氣及其混合物。在一態樣中，含臭氧氣體可包含臭氧、氧氣及氬氣。在一個實施例中，含臭氧氣體可包含臭氧、氧氣及氮氣。在另一實施例中，含臭氧氣體可包含臭氧及二氧化碳。對使用何種載體無限制，只要其與臭氧化學相容且該載體自身不與烴基質產生非所需反應。
在一些實施例中，可使用適當溶劑將臭氧以溶解狀態引入。在其他實施例中，可藉由將臭氧注射至加壓循環迴路中使臭氧之濃度增濃。
在一些實施例中，包含臭氧之介質可經進一步增濃以獲得濃縮之臭氧進料。臭氧富集之適合形式可包括使用具有臭氧親和力之材料，諸如填充床、溶劑。在其他實施例中，可自包含稀釋濃度之臭氧的介質選擇性地分離及濃縮臭氧。
在一些實施例中，含臭氧介質中之臭氧之濃度可為約0.01重量%至約100重量%。在其他實施例中，臭氧濃度可為約0.5%至約5%、約5%至約25%、約25%至約50%、約50%至約75%、約75%至約100%。
在一些實施例中，臭氧之總添加量至少部分受所需轉化率及臭氧吸收效率影響。含臭氧氣體持續足以准許選擇性裂解僅一個雙鍵之時段穿過反應溶液。在一些實施例中，該時段可在約10分鐘至約300分鐘範圍內。在另一實施例中，該時段可在約30分鐘至約200分鐘範圍內。就轉化之式I'化合物中之一個雙鍵而言，饋入至方法中之總臭氧可為亞化學計量、化學計量或過量的。在一實例中，就轉化之式I' 化合物中之一個雙鍵之莫耳而言，饋入至方法中之臭氧之總莫耳呈化學計量比。
可持續藉由合理量之試誤法測定之適合時間進行接觸步驟。舉例而言，實施例包括在約40分鐘至約240分鐘之時段期間引入氣流。在另一實施例中，在約5分鐘至約500分鐘或500分鐘以上之時段期間引入氣流。在批量組態中，臭氧添加時間至少部分受臭氧之流動速率(莫耳/莫耳環烯烴/分鐘)、所需轉化率及臭氧吸收效率影響。
饋入之臭氧之流動速率可取決於所選反應時間內之操作規模及所需轉化率。在一些實施例中，臭氧流動速率在0.001g/min至約1g/min範圍內。在另一實施例中，臭氧流動速率在約0.005g/min至約0.8g/min範圍內。在另一實施例中，臭氧流動速率在約0.01g/min至約0.2g/min範圍內。在另一實施例中，臭氧流動速率在約0.02g/min至約0.1g/min範圍內。
讀者應瞭解，因此對臭氧饋入速率、臭氧濃度或接觸時間無限制。描述之範圍為非限制性的且熟習此項技術者應瞭解，為達成在各種生產規模下之所需轉化率、產物產率及反應熱量管理，可能需要更廣泛之範圍。
在一些實施例中，可自諸如紫外線(UV)轉換器、電暈放電轉換器等化學轉化裝置產生足夠量之臭氧。用於臭氧產生之元素氧的來源可選自雙原子氧、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、水、氧化化學品、空氣及其類似物。在一個實施例中，純氧可用於臭氧產生。在另一實施例中，二氧化碳可用於臭氧產生。在另一實施例中，自水電解器件產生之氧氣可饋入至臭氧發生器中。在一個實施例中，來自化學方法之富氧排氣可用於臭氧產生。該等化學方法之實例可包括(但不限於)氧化、燃燒、好氧、燃料電池、吸收、醱醛等。
在一些實施例中，式I'化合物之轉化率為約0%至約100%。在另 一實施例中，式I'化合物之轉化率為約1%至約99.9%。在其他實施例中，式I'化合物之轉化率為約2%至約99.5%、約3%至約99%或約4%至約98.9%。在其他實施例中，式I'化合物之轉化率為至少90%。在另一實施例中，轉化率為至少95%。在另一實施例中，轉化率為至少96%、97%、98%、99%或100%。
在一個實施例中，可依序進行轉化，亦即式I'化合物及視情況存在之惰性溶劑首先與包含臭氧之介質接觸以產生臭氧分解產物。臭氧分解產物可進一步與包含試劑之介質接觸以獲得所需產物。在另一實施例中，轉化可同時進行。在另一實施例中，轉化可部分或完全進行。
經定義為百分比之用於化合物之術語「選擇性」意謂：[在步驟a至c)期間形成的化合物之莫耳數]/[在步驟a至c)期間經轉化的式I'化合物之莫耳數]×100。對於包含一種以上在步驟a至c)期間形成的化合物之反應混合物，選擇性為標準化的。
在一些實施例中，形成具有至少50%之選擇性的式IIa'化合物。在其他實施例中，形成具有至少60%之選擇性的式IIa'化合物。在另一實施例中，形成具有至少70%之選擇性的式IIa'化合物。在其他實施例中，式IIa'化合物之選擇性為至少80%。在另一實施例中，式IIa'化合物之選擇性為至少85%。在另一實施例中，式IIa'化合物之選擇性為至少90%。在另一實施例中，式IIa'化合物之選擇性為至少95%。
在一些實施例中，臭氧分解反應可在小於50℃、較佳約-25℃至約50℃、約-25℃至約50℃、約-20℃至約50℃、約-15℃至約50℃、約-10℃至約50℃、約-10℃至約45℃、較佳約-10℃至約40℃且更佳約-10℃至約35℃之溫度下進行。臭氧分解反應為放熱的且在一些實施例中，藉由諸如主動式夾套冷卻器之冷卻系統維持反應器之溫度。
壓力可在常壓以上或以下，且經選擇以將環烯烴進料維持於液 相且將含臭氧氣體維持於氣相。在一些實施例中，臭氧分解反應可在約100托(torr)至約200Psig之壓力下進行。在其他實施例中，臭氧分解反應可在約100托至約100Psig之壓力下進行。在另一實施例中，臭氧分解反應可在約0Psig至約50Psig、較佳約0Psig至約25Psig、更佳約0Psig至約20Psig且最佳約0Psig至約10Psig之壓力下進行。
在一些實施例中，當藉由表面上溶劑蒸發移除反應熱量(通常稱為蒸發冷卻)時，可使用亞大氣壓。在其他實施例中，可藉由適合之方法洗滌反應廢氣排放孔且回收夾帶之有機物用於再次使用。在一個實施例中，方法固有的輸入進料可以足以進行可冷凝物與非可冷凝物之洗滌分離之方式與反應器排氣恰當地接觸。在另一實施例中，可引入非反應性但對於洗滌有效之新介質作為試劑。
在一個實施例中，式IIa'化合物由環十二烯之臭氧分解形成，其中B為-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-。在另一實施例中，式IIa'化合物由環辛烯之臭氧分解形成，其中B為-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-。
所揭示方法之另一態樣係關於一種將式IIa'化合物轉換為式IV化合物：之方法，其中B為C6-C10伸烷基鏈，R1為C1-C10烷基，且R3為含氧官能基，不形成乙酸酯副產物。
在一些實施例中，R1為C1-C6烷基。在另一實施例中，R1為C2-C4烷基。在另一實施例中，R1為丙基或丁基。
在一些實施例中，B為C6或C10伸烷基鏈。在一個實施例中，B為C10伸烷基鏈。在另一實施例中，B為C8伸烷基鏈。在另一實施例中，B為C6伸烷基鏈。
在一些實施例中，R3為醛、酸或酯基。在另一實施例中，R3為醛 或酸基。在另一實施例中，R3為醛基。
在一個實施例中，式IIa'化合物至式IV化合物之轉換為在酸酐存在下。適合之酸酐之實例包括(但不限於)乙酸酐、丁二酸酐、順丁烯二酸酐、屬於一般酸酐家族之其他酸酐及其混合物。乙酸酐為較佳的。
在一些實施例中，式IIa'化合物至式IV化合物之轉換為在催化劑存在下。在其他實施例中，催化劑為均質的。在另一實施例中，催化劑為酸及胺之混合物。在另一實施例中，胺及酸可為新混合、預混合、共沸共蒸餾或再循環的。
適合之酸之實例包括(但不限於)乙酸、丁二酸、順丁烯二酸。在另一實施例中，酸為乙酸。
在一些實施例中，胺與酸相容且適合於驅動鹼催化反應。
在一些實施例中，胺可為受阻二級胺。在其他實施例中，胺可為三級胺。在一些其他實施例中，胺可為環胺。
在一些實施例中，胺可由四級銨陽離子表示；通常稱為「四級胺」。在四級胺中，存在四個有機取代基，諸如烷基、芳基或二者，其附接至帶電氮中心。實例可包括具有多個陰離子之四級銨鹽。
在一些實施例中，胺可由具有一或多個胺基之生源物質表示；通常稱為「生源胺」。生源胺為含氮有機鹼且藉由微生物、酶促、植物及動物代謝途徑合成。
三級胺為所有三個氫原子經諸如烷基、芳基或二者之有機取代基置換之彼等胺。三級胺之實例包括(但不限於)三烷基胺，諸如三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺及芳族三級胺，諸如三苯胺。
適合之胺之實例包括(但不限於)三乙胺、二乙醇胺、三丁胺、吡啶、屬於一般胺家族之其他未經取代或經取代胺及其混合物。三乙胺為較佳的。
在一些實施例中，酸及胺之莫耳比可在約1：100至約100：1範圍內。在一個實施例中，酸及胺之莫耳比可在約1：25至約25：1範圍內。在另一實施例中，酸及胺之莫耳比可在約1：10至約10：1範圍內。在另一實施例中，酸及胺之莫耳比可在約1：6至約6：1範圍內。在另一實施例中，酸及胺之莫耳比為約1：1。
在一些實施例中，可藉由以均質或異質催化系統置換而消除在轉換反應中使用乙酸酐及三乙胺之必要性。在一態樣中，催化系統具有親核/鹼性特徵。此等特性可包含於一個系統中或為個別實體且經混合。
在一些實施例中，分子篩、沸石、中孔及微孔材料可包含於催化系統中。在其他實施例中，諸如MCM-41、MCM-48及SBA-15之中孔系統可包含於催化系統中。在一個實施例中，沸石X及L可包含於催化系統中。在另一實施例中，可進行固體材料與諸如K、Rb及Cs之鹼金屬之離子交換。在另一實施例中，固體材料可經由接枝及嵌入經胺官能化。在一態樣中，鹼性親核試劑可併入材料之構架中。
在一些實施例中，催化劑可為鹼性沸石、中孔材料、微孔材料、具有中孔及微孔特徵之材料及其組合。
在一些實施例中，催化劑及其混合物為活潑的及/或由官能基組成，例如胺。在其他實施例中，催化劑官能基為鹼性的且在包括O、N、P、B及S之雜原子上包括孤對電子。
在一些實施例中，乾燥劑可以物理方式與催化劑混合。在其他實施例中，乾燥劑可由矽膠及/或分子篩(尤其4A及5A)組成。
在一個實施例中，轉換為在酸及鹼之混合物存在下。在一個實施例中，鹼可為無機鹼。適合之無機鹼之實例包括(但不限於)KOH、K3PO4、KF、CsF、NaOAc及KOAc。
在一些實施例中，在形成式IV化合物之前首先將式IIa'化合物轉 換為式IIb'化合物：，其中R2為乙醯基。
在一些實施例中，在實質上不含溶劑之條件下進行轉換。在另一實施例中，轉換為在不存在溶劑之情況下。在其他實施例中，轉換為在惰性溶劑存在下。適合之惰性溶劑之實例包括(但不限於)C1-C6乙酸烷基酯、C1-C6醇、醚、乙酸、丁二酸、順丁烯二酸、DMF、DMAc、DMSO、NMP、THF及其混合物。
在一個實施例中，轉換為在式I'化合物存在下。
所揭示之方法之另一態樣係關於一種製造式IV化合物：之方法，其包含：a.使式I'化合物：及試劑與包含臭氧之介質接觸以形成式IIa'化合物：；及b.使式IIa'化合物在不形成乙酸酯副產物之情況下轉換為式IV化合物；其中B、R1及R3為如上文所述定義。
在一個實施例中，以過量提供試劑。在此背景下，術語「過量」定義為試劑之莫耳量大於反應之式I化合物。在一些實施例中，該方法進一步包含在b)之前至少部分移除過量試劑。在另一實施例中，在b)之前移除大多數過量試劑。在一些實施例中，經由閃蒸移除過量試劑。在另一實施例中，與試劑一起至少部分移除催化劑。在另一實施例中，移除大多數催化劑。在一些實施例中，移除之催化劑及/或試劑再循環至方法中。
在一些實施例中，轉換為在催化劑存在下。
所揭示之方法之另一態樣係關於一種製造式IV化合物：之方法，其包含： a)使式I'化合物：及試劑與包含臭氧之介質接觸以形成包含式IIa'化合物：及試劑之混合物；b)使混合物暴露至溫度及壓力之組合，使得試劑在不熱降解混合物之式IIa'化合物組分之情況下閃蒸以增加混合物中之式IIa'的濃度；c)使包含式IIa'化合物之濃縮混合物與酸酐及胺接觸；及d)回收包含式IV化合物之產物；其中B為C6-C10伸烷基鏈，R1為C1-C10烷基，且R3為含氧官能基。
在一些實施例中，過量試劑可在減壓下在約50℃下餾出而無任何可量測分解且因此無可量測產率損失。在一實施例中，過量試劑可在約15℃至約60℃之溫度範圍及約0托至約100托之壓力範圍下移除。在另一實施例中，過量試劑可在約25℃至約55℃之溫度範圍及約0.05至約30托之壓力範圍下移除。淨影響為改良之整體方法，其具有不必處理醇、乙酸酯及酸之共沸物的更簡單後端分離流程；乾淨地再循環催化劑之能力；及在不消極影響方法之情況下回收過量試劑以支持連續或分批處理。因此，臭氧分解產物不必與臭氧分解流出物分離及分隔。此導致方法之效率進一步提高。
有利地，揭示之方法不需要在催化轉換步驟之前分離式IIa'化合物。取而代之，在催化轉換步驟之前移除過量試劑及視情況存在之小部分式I'化合物。包含式IIa'化合物及式I'化合物之混合物傳遞至催化 轉換步驟。
在一些實施例中，在移除過量試劑之後，在催化劑存在下催化轉換增濃產物流以形成式IV化合物。在其他實施例中，均質催化劑錯合物用於催化轉換反應。在另一實施例中，異質催化劑可用於轉換反應。
在一些實施例中，式IIb'化合物首先由式IIa'化合物與酸酐之反應形成。式IIb'化合物隨後與自化學計量釋放之酸及添加之胺「原位」產生之均質催化錯合物接觸，催化轉換為式IV化合物。酸酐產生式IIa'化合物至式IIb'化合物之定量轉化。與式IIa'化合物類似，式IIb'化合物在吾人之處理條件下為熱穩定的。
在一些實施例中，酸酐及胺-酸錯合物添加至含有實質上不含試劑之式IIa'化合物的混合物中。在另一實施例中，混合物中之試劑小於1重量%。在另一實施例中，混合物中之試劑小於0.5重量%。
催化轉換為放熱的，且在一些實施例中，藉由諸如主動式夾套冷卻器之冷卻系統維持反應器之溫度，將溫度維持於小於例如40℃。在一些實施例中，可在約0Psig至約30Psig之壓力下進行催化轉換。在其他實施例中，當使用蒸發冷卻時，真空條件可為適合的。在另一實施例中，可在約0Psig至約5Psig之壓力下進行催化轉換。
在一些實施例中，催化錯合物為共沸酸-胺錯合物。此催化錯合物可經由共沸蒸餾自產物混合物回收且再循環至轉換反應器中。
酸酐與胺之莫耳添加比之選擇將取決於反應條件，亦即接觸時間、溫度、壓力、熱量移除及諸如此類。在一個實施例中，酸酐與胺之莫耳比為約1：50至約50：1。在另一實施例中，酸酐與胺之莫耳比為約1：20至約20：1。在另一實施例中，酸酐與胺之莫耳比為約1：10至約10：1。
在一些實施例中，催化錯合物可在約0℃至約50℃之溫度下饋入 增濃產物流中。
在一些實施例中，催化錯合物可以分批方式饋入。在一個實施例中，催化錯合物係以連續方式添加。在另一實施例中，催化錯合物跨越反應區分級。
乙酸與三乙胺之間的此穩定共沸物之一個優點為混合物可容易地蒸餾及再循環至催化轉換步驟中而不經進一步純化為其個別組分。使用新鮮組分補充物來補充由於反應及/或短效損耗所引起之酸酐及胺含量。在一些實施例中，催化錯合物亦充當自催化轉換步驟釋放之酸的載體。在其他實施例中，經由蒸餾分離自共沸錯合物清除積聚之副產物酸且共沸錯合物經再循環。總體而言，吾人發現催化錯合物管理極簡單且具有高利用率，同時具有最小廢物流。
如上文所述，在催化轉換步驟之前移除過量試劑至少消除，或在一些實施例中，阻止形成乙酸酯共沸物。此優點使得純化式IV化合物更有成本效益。
揭示之方法已發現使用釋放之乙酸(衍生自乙酸酐)以及三乙胺最佳，因為其有利地提供上文概述之獨特催化及處理特徵。
在一些實施例中，式III化合物可非催化或催化水解為其對應酸，其中R1為氫。水解可在熱水、沸水、有機溶劑中及/或在不存在或存在催化劑之情況下進行。適合之催化劑可包括無機酸及鹼。在其他實施例中，式III化合物之酸等效物可轉換成對應胺衍生物，其可充當具有一些商業價值之另一單體。
在一些實施例中，式IV化合物可轉換成其對應胺衍生物，其可充當具有一些商業價值之另一單體。
所揭示之方法之另一態樣係關於一種製造式R4-B-R4之方法，其包含： 使式I'化合物：及試劑與包含臭氧之介質接觸；形成臭氧分解產物，其中所得臭氧分解產物未經分離；及允許臭氧分解產物轉換為R4-B-R4；其中B為C6-C10伸烷基鏈且R4為醛基。
在一些實施例中，轉換為在催化劑存在下。在其他實施例中，催化劑係選自C1-C6羧酸之鹽。在另一實施例中，烷基胺及羧酸之鹽可用作催化劑。在一個實施例中，三乙基乙酸銨可用作催化劑。在另一實施例中，催化劑系統可由乙酸中之乙酸鈉組成。
在一些實施例中，可使用化學品製造行業中通常已知之多相接觸器件建立式I'化合物與反應介質之間的接觸。實例為塔柱、水平接觸器、填充塔、滴流床塔、CSTR、管反應器、氣泡塔、靜態混合器、噴射反應器、微結構反應器及其變化形式。器件可單獨、依序、並行或以兩個或兩個以上之組合的形式使用。描述之實例為非限制性的且熟習此項技術者應瞭解，該等多相接觸器件之所有配置變化形式達成材料及熱量之有效交換，其可產生可接受產物產率及質量。無論可能為哪種配置，讀者亦可認識到實現安全操作為自商業觀點出發的主要目標。
在一些實施例中，式I'化合物與臭氧介質之間的接觸可在逆流流動模式下進行。逆流流動模式意謂兩個或兩個以上反應相延彼此相對之方向行進。在其他實施例中，接觸可在並流流動模式下進行。並流流動模式意謂兩個或兩個以上反應相延彼此相同之方向行進。接觸之其他流動模式可包括(但不限於)噴射流、交叉流、上流、下流、層流、擾流、薄膜流、分散流、循環流及其組合。
在一些實施例中，接觸器件可裝備有外部或內部環路以用於有效混合及熱量交換。在一個實施例中，臭氧介質可引入接觸器件之高 擾流、環路區段中。在另一實施例中，可經由跨越反應區之分佈系統引入臭氧介質。在另一實施例中，臭氧介質可跨越反應區分級以產生所需空間濃度概況。
在一個實施例中，可適當引入包含臭氧之介質以使氣相中之臭氧夾帶最小化且使霧劑形成最小化。在另一實施例中，可截留且自氣體空間移除來自排氣之液滴(或霧劑)。最常使用之截留器件包括霧氣清除機、霧劑聚結區段、噴霧區段、氣旋分離器、擋板蛇形流動區段及其組合。截留區段可為溫度控制或可不為溫度控制的。可將截留材料返回至反應區或分流以用於回收。
在一些實施例中，包含夾帶之烴、臭氧、氧氣之反應器廢氣可藉由使用非催化或催化熱氧化(TO)、物理或化學洗滌、生物池及其他已知工業減除技術充分處理。在另一實施例中，排氣可饋入至熱電連供設施以用於燃燒值恢復。在另一實施例中，排氣可為用於生物細胞培養之有用有機食品。在另一實施例中，排氣可為用於固體-氧化物燃料電池發電系統之有效富氧進料。
適合之試劑之實例包括(但不限於)水、羧酸、DMSO、水/二乙酸錳，4.1-9.6 pH緩衝溶液。羧酸之實例包括(但不限於)乙酸、丁二酸、順丁烯二酸。在一些實施例中，試劑為水或羧酸。在另一實施例中，試劑為水。在另一實施例中，試劑為乙酸。
在一些實施例中，反應混合物中之試劑為約0.1重量%至約99重量%。在另一實施例中，反應混合物中之試劑為約5重量%至約80重量%。
在一些實施例中，試劑之量可變化且一般而言，可使用過量試劑。出於揭示之方法之目的，試劑與式I'化合物之莫耳比可為約500：1至約1：100、較佳約400：1至約1：75且更佳約300：1至約1：50。在一個實施例中，試劑與式I'化合物之莫耳比為約250：1至約1：30。在另一實施 例中，試劑與式I'化合物之莫耳比為約225：1至約1：25。在另一實施例中，試劑與式I'化合物之莫耳比為約200：1至約1：20。
在一些實施例中，來自式I'化合物之獲得之二醛可進一步轉換成二胺。二胺官能基具有一些商業價值且可用作聚合為具有商業重要性之聚醯胺的單體。
在一些實施例中，自式I'化合物獲得之二醛可充當用於製造包含二酸、二醇、二酯、醛酸、羥基酸、酯酸、羥基酯及其混合物之產品之適用的原料。在一個實施例中，二醛可部分或完全氧化為醛酸、二酸及其混合物。在另一實施例中，二醛可部分或完全氫化為羥基醛、二醇及其混合物。在另一實施例中，獲自二醛之二酸可部分或完全酯化為酸酯、二酯及其混合物。
分析方法
藉由使用具有FID之Agilent 7890A GC進行分析。GC管柱為Agilent DB-1管柱，長60米，直徑為0.32微米且膜厚度為1.00微米。使用NMP作為內標。通常，注入體積為1微升。注入端口溫度為250℃，入口壓力為10.0psi。總氦氣流速為11ml/min，分離比為10：1。GC烘箱斜變程式通常為：40℃之初始溫度(無保持時間)；10℃/min之斜變率)；200℃(15min之保持時間)；10℃/min之斜變率；275℃之最終溫度(15分鐘之保持時間)。偵測器設定在275℃下，伴以40ml/min氫氣流動、400ml/min空氣、24ml/min氦氣之構成。對於各種有機化合物分析反應產物。此外，使用N,O-雙(三甲基矽烷基)三氟乙醯胺(Bis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide，BSTFA)衍生樣品以便偵測及定量羧酸型產物。GC資料用於確定起始物質及產物之重量百分比。重量百分比資料用於計算起始物質之轉化率及對於各種產物之莫耳選擇率。
在所揭示之製程中揭示化合物之DSC表徵：使用由TA Instruments製造之Q200 SeriesTM標準細胞差示掃描熱析儀進行實例。Q200 DSC儀器提供±0.1℃之溫度量測精確度及±0.05℃之溫度精確度。量熱再現度(銦金屬)為±0.1%，量熱精確度(銦金屬)為±0.1%。Q200 DSC儀器對於熱流動量測之靈敏度為0.2μW。
在所揭示之製程中揭示的化合物之核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance，NMR)表徵係使用具有QNP低溫探針之Bruker AV400 NMR光譜儀進行。用於此等量測之NMR樣品管之直徑為5-mm。對於1H實驗共添加總共16次掃描，同時對於13C實驗收集1024次掃描。在1H實驗中，在1.5秒之遲緩延遲下使用30度傾斜角。對於13C實驗，在整個馳緩延遲及資料獲取期間中施加標準質子去耦。
以下實例進一步展現所揭示之方法及其用於使用之能力。本發明能具有其他及不同實施例，且在不偏離本發明之範疇及精神之情況下能夠在不同顯而易見的態樣中對其若干細節加以改動。因此，應將該等實例視為本質上為說明性的而非限制性的。除非另外說明，否則所有百分比均為以重量計。
實例1：一500ml夾套圓底燒瓶安裝有乾冰冷凝器、機械攪拌器、用於表面下臭氧氣體添加之不鏽鋼進料管及用於添加試劑、取樣及熱電偶連接之第四端口。將氬氣中含有21%氧氣之乾燥氣體混合物饋入至臭氧發生器(Pacific Ozone)中。使來自臭氧發生器之排放氣體流經臭氧監視器(Teledyne Instruments)30分鐘以觀測在進料氣體中之穩定臭氧濃度。經由夾套冷卻將反應溫度維持在所需目標下。含有殘餘氧氣及氬氣之排放氣體穿過乾冰冷阱以回收任何低沸點組分。在反應時間完成後，將乾燥氮氣通入反應器內30分鐘以取代任何殘餘臭氧及氧氣，且使容器升溫至室溫。按原樣使用來自INVISTATM Specialty Intermediates之1,5,9-環十二碳三烯(CDDT)。表1描繪典型組成。
3公升/分鐘之氬氣流中之26.3g臭氧/立方公尺之穩定濃縮物噴射至含有60g(0.37莫耳)1,5,9-環十二碳三烯(CDDT)及27.4g新鮮、乾燥正丁醇之反應容器中114分鐘。反應在5.0℃之整體溫度下進行。當反應完成時，在50℃下及在真空中閃蒸出過量醇。在以650RPM對反應混合物進行攪拌之情況下經由泵以2.67g/min之平均進料速率向濃縮反應中間物中添加35.2g乙酸酐及7.5g三乙胺之冷卻液體混合物。藉由有效夾套冷卻管理在此等添加期間觀測到之反應放熱以保證溫度維持在40℃或40℃以下。使反應混合物達到室溫且再攪拌30分鐘以完成反應。回收112g單相液體反應產物。最終GC分析指示47.7%之CDDT轉化率。C12組分之重量選擇率為：32.7g 12-側氧基-十二-4,8-二烯酸之正丁酯、0.4g十二-4,8-二烯-1,12-二醛及0.6g 12-側氧基-十二-4,8-二烯酸。非選擇性產物為：0.2g不飽和C8二醛、0.7g C8醛酸之不飽和正丁酯、0.6g C8二酸之不飽和正丁二酯及0.5g合併之C4雜質。在此實例中，31.4g饋入之CDDT未經轉化。反應之CDDT之標準化莫耳選擇率為：就12-側氧基-十二-4,8-二烯酸之正丁酯而言之90.2%，就十二-4,8-二烯-1,12-二醛而言之1.6%、就12-側氧基-十二-4,8-二烯酸而言之2.0%，就合併之C8's而言之3.5%及就合併之C4's而言之0.7%。C12物質之總保留率經計算為在標準化基礎上之94%，剩餘6%非選擇性斷裂分子來自對第二雙鍵(例如C8's及對應的C4's)之臭氧侵襲。
12-側氧基-十二-4,8-二烯酸，正丁酯，實例1中之主要產物：
1H NMR(CDCl3，400MHz)：δH 9.75(1H，s，H1)，5.32(1H，t，H4)，5.32(1H，t，H5)，5.32(1H，t，H8)，5.32(1H，t，H9)，4.15(2H，t，H13)，2.36(2H，m，H2)，2.36(2H，m，H10)，2.36(2H，m，H11)，2.15(2H，m，H3)，2.07(2H，m，H6)，2.07(2H，m，H7)，21.58(2H，m，H14)，1.35(2H，m，H15)，0.96(3H，t，H16)。13C NMR(CDCl3，125MHz)：δc 202.5(s，C12)，173.4(s，C1)，129.8(s，C4)，129.8(s，C5)，128.4(s，C8)，128.4(s，C9)，64.2(s，C13)，44.9(s，C2)，31.8(s，C6)，31.8(s，C7)，31.8(s，C11)，30.6(s，C10)，28.4(s，C3)，30.6(s，C14)，19.3(s，C15)，13.9(s，C16)。
實例2-5：類似於實例1進行，反應溫度變化在5℃至40℃範圍內，其如表2中所鑑別。
實例6-9：類似於實例1進行，參數變化為如表3中所鑑別。
實例10：採用實例1中所述之反應器及程序，3公升/分鐘之氬氣流中之26.4g臭氧/立方公尺之穩定濃縮物噴射至含有48g(0.30莫耳)CDDT及32g新鮮、乾燥正丁醇之反應容器中92分鐘。反應在35.0℃之整體溫度下進行。當反應完成時，在50℃下及在真空中閃蒸出過量醇。在以650RPM對反應混合物進行攪拌之情況下經由泵向濃縮反應中間物中添加28g乙酸酐及16.1g乙酸中之8.9g三乙胺之新製備之催化混合物之冷卻液體混合物。藉由有效夾套冷卻管理在此等添加期間觀測到之反應放熱以保證溫度維持在40℃或40℃以下。使反應混合物達到室溫且再攪拌一定時間以完成反應。回收105g單相液體反應產物。最終GC分析指示51.6%之CDDT轉化率。C12組分之重量選擇率為：24.4g 12-側氧基-十二-4,8-二烯酸之正丁酯、0.3g十二-4,8-二烯-1,12-二醛及0.5g 12-側氧基-十二-4,8-二烯酸。非選擇性產物為：0.2g不飽和C8二醛、0.7g C8醛酸之不飽和正丁酯、0.5g C8二酸之不飽和正丁二酯及0.5g合併之C4雜質。在此實例中，23.2g饋入之CDDT未經轉化。反應之CDDT之標準化莫耳選擇率為：就12-側氧基-十二-4,8-二烯酸之正丁酯而言之88.4%，就十二-4,8-二烯-1,12-二醛而言之 1.2%、就12-側氧基-十二-4,8-二烯酸而言之2.5%，就合併之C8's而言之3.4%及就合併之C4's而言之0.7%。C12物質之總保留率經計算為在標準化基礎上之92%，剩餘8%非選擇性斷裂分子來自對第二雙鍵(例如C8's及對應的C4's)之臭氧侵襲。
實例11及12：類似於實例10進行，參數變化為如表4中所鑑別。
比較實例13(在臭氧分解之後未汽提過量試劑)：採用實例1中所述之反應器及程序，3公升/分鐘之氬氣流中之26.2g臭氧/立方公尺之穩定濃縮物噴射至含有75g(0.46莫耳)CDDT及26.7g新鮮、乾燥正丁醇之反應容器中143分鐘。反應在5.0℃之整體溫度下進行。當反應完成時，在以650RPM對反應混合物進行攪拌之情況下經由泵以2g/min之進料速率添加60g乙酸酐及16.7g三乙胺之冷卻液體混合物。藉由有效夾套冷卻管理在此等添加期間觀測到之反應放熱以保證溫度維持 在10℃或10℃以下。使反應混合物達到室溫且再攪拌30分鐘以完成反應。回收179g單相液體反應產物。GC證實反應產物含有約5重量%之醇。最終GC分析指示44%之CDDT轉化率。C12組分之重量選擇率為：36.8g 12-側氧基-十二-4,8-二烯酸之正丁酯、0.8g十二-4,8-二烯-1,12-二醛及1.2g 12-側氧基-十二-4,8-二烯酸。非選擇性產物為：0.6g不飽和C8二醛、0.9g C8醛酸之不飽和正丁酯、0.7g C8二酸之不飽和正丁二酯及1.3g合併之C4雜質。在此實例中，41.7g饋入之CDDT未經轉化。反應之CDDT之標準化莫耳選擇率為：就12-側氧基-十二-4,8-二烯酸之正丁酯而言之84%，就十二-4,8-二烯-1,12-二醛而言之2.6%、就12-側氧基-十二-4,8-二烯酸而言之3.5%，就合併之C8's而言之7.5%及就合併之C4's而言之2.3%。C12物質之總保留率經計算為在標準化基礎上之90%，剩餘10%非選擇性斷裂分子來自對第二雙鍵(例如C8's及對應的C4's)之臭氧侵襲。如藉由GC分析證明，平衡共沸物存在於流出物中。流出物與來自類似實驗之其他流出物組合且經進一步處理。發現目標產物與含有乙酸丁酯及其他低沸點組分之共沸錯合物之間的分離極困難。
實例14：使用標準細胞DSC實驗研究自CDDT之臭氧分解產生之三種不同中間物的熱穩定性。使用之三種不同臭氧分解中間物為： (A)式IIa化合物：，獲自在甲醇存在下之CDDT之臭氧分解，其中R1為甲基，R3為醛，且A為具有兩個雙鍵之C10烯烴鏈；(B)式IIa化合物，獲自在1-丙醇存在下之CDDT之臭氧分解，其中R1為1-丙基，R3為醛，且A為具有兩個雙鍵之C10烯烴鏈；及(C)式IIa化合物，獲自在正丁醇存在下之CDDT之臭氧分解，其 中R1為1-丁基，R3為醛，且A為具有兩個雙鍵之C10烯烴鏈。
在DSC實驗中，首先在20℃下平衡各樣品1.0分鐘。隨後以10.0℃/分鐘之速率使平衡樣品溫度傾斜上升至220.0℃之目標溫度。將樣品維持在目標溫度下1.0分鐘，隨後經由冷卻至20℃完成第一循環。圖3顯示對於在此實例中經測試之三個中間物，相關於X軸上之樣品溫度的Y軸上之DSC量測之熱流動活性。自三個樣品中之每一者之熱流動(以瓦/公克為單位)起始至少在80℃之後，較為可能在X軸上之90℃標記處。DSC資料為本文所揭示之三個中間物之熱穩定性提供充足的證實。
實例14 中間物B(12-丙氧基-12-氫過氧基-十二-4,8-二烯醛)：
1H NMR(CDCl3，400MHz)：δH 9.75(1H，s，H1)，5.32(1H，t，H4)，5.32(1H，t，H5)，5.32(1H，t，H8)，5.32(1H，t，H9)，5.37(1H，t，H12)，4.14(2H，t，H13)，2.36(2H，m，H2)，2.15(2H，m，H3)，2.07(2H，m，H6)，2.07(2H，m，H7)，2.05(2H，m，H10)，1.62(2H，m，H11)，1.65(2H，m，H14)，0.99(3H，t，H15)。13C NMR(CDCl3，125MHz)：δc 202.5(s，C1)，129.8(s，C4)，129.8(s，C5)，128.4(s，C8)，128.4(s，C9)，107.3(s，C12)，68.2(s，C13)，43.7(s，C2)，35.6(s，C14)，31.8(s，C6)，31.8(s，C7)，30.8(s，C11)，28.4(s，C3)，28.4(s，C10)，28.4(s，C14)，10.3(s，C15)。
實例14 中間物C(12-丁氧基-12-氫過氧基-十二-4,8-二烯醛)：
1H NMR(CDCl3，400MHz)：δH 9.75(1H，s，H1)，5.37(2H，1H，t，H12)，5.32(1H，t，H4)，5.32(1H，t，H5)，5.32(1H，t，H8)，5.32(1H，t，H9)，4.15(2H，t，H13)，2.36(2H，m，H2)，2.15(2H，m，H3)，2.07(2H，m，H6)，2.07(2H，m，H7)，2.05(2H，m，H10)，1.62(2H，m，H11)，1.42(2H，m，H14)，1.42(2h，m，H15)，0.96(3H，t，H16)。13C NMR(CDCl3，125MHz)：δc 202.5(s，C1)，129.8(s，C4)，129.8(s，C5)，128.4(s，C8)，128.4(s，C9)，107.3(s，C12)，64.2(s，C13)，44.9(s，C2)，31.8(s，C6)，31.8(s,C7)，31.8(s，C11)，30.6(s，C10)，30.6(s，C14)，28.4(s，C3)，19.3(s，C15)，13.9(s，C16)。
實例15：再次進行實例14之DSC條件以用於另一中間物D，式IIb化合物：，其中R1為1-丁基，R2為乙醯基，R3為醛，且A為具有兩個雙鍵之C10烯烴鏈。中間物D經由本發明之催化轉換獲自實例14之中間物C。在圖4中，實線資料係指實例14中之中間物C，且虛線資料係指特此揭示之催化轉換中間物D。
實例14為根據所揭示之方法所獲得之中間物A至C之熱穩定性提供充足證據。在圖4中於80℃之樣品溫度之後記錄所有三個類似物之顯著DSC熱流活動。實例14中間物A顯示與顯示類似熱流活動程度之其他兩個中間物B及C相比之熱流活動最大峰值[放熱性之量度]。揭示之方法首次認識到此事實，且在有效移除過量試劑期間利用此重要發現，同時不超過此溫度限制。小心選擇及控制之條件已促進移除過量 試劑而不熱降解式IIa化合物。如所揭示之方法已發現，在催化轉換之前移除過量試劑使對於分離成本過高的共沸形成最小化。
實例15進一步顯示中間物D在低於60℃之溫度下的熱穩定性且與其前驅物，來自實例14之中間物C相比較。因而，DSC資料在損害可以其他方式熱降解之反應產物之前獲得用於方法之操作條件。
實例15 中間物D(12-丁氧基-12-乙醯基過氧基-十二-4,8-二烯醛)：
1H NMR(CDCl3，400MHz)：δH 9.75(1H，s，H1)，5.37(2H，1H，t，H12)，5.32(1H，t，H4)，5.32(1H，t，H5)，5.32(1H，t，H8)，5.32(1H，t，H9)，4.15(2H，t，H13)，2.36(2H，m，H2)，2.20(3H，s，乙醯基過氧基-CH 3)，2.15(2H，m，H3)，2.07(2H，m，H6)，2.07(2H，m，H7)，2.05(2H，m，H10)，1.62(2H，m，H11)，1.42(2H，m，H14)，1.42(2H，m，H15)，0.96(3H，t，H16)。13C NMR(CDCl3，125MHz)：δc 202.5(s，C1)，169.4(s，乙醯基過氧基-C=O)，129.8(s，C4)，129.8(s，C5)，128.4(s，C9)，128.4(s，C10)，107.3(s，C12)，64.2(s，C13)，44.9(s，C2)，31.8(s，C6)，31.8(s,C7)，31.8(s，C8)，30.6(s，C11)，30.6(s，C14)，28.4(s，C3)，22.0(s，乙醯基過氧基-CH3)，19.3(s，C15)，13.7(s，C16)。
12-丙氧基-12-乙醯基過氧基-十二-4,8-二烯醛[實例15中間物D，其中R1為1-丙基]
1H NMR(CDCl3，400MHz)：δH 9.75(1H，s，H1)，5.37(2H，1H，t，H12)，5.32(1H，t，H8)，5.32(1H，t，H9)，5.32(1H，t，H4)，5.32(1H，t，H5)，)，4.15(2H，t，H13)，2.36(2H，m，H2)，2.15(2H，m，H3)，2.07(2H，m，H6)，2.07(2H，m，H7)，2.05(2H，m，H10)，2.20(s，3H，乙醯基過氧基-CH 3)，1.62(2H，m，H111.65(2h，m，H14)，0.99(3H，t，H15)。13C NMR(CDCl3，125MHz)：δc 202.5(s，C1)，169.5(s，乙醯基過氧基-C=O)，129.8(s，C4)，129.8(s，C5)，128.4(s，C8)，128.4(s，C9)，107.3(s，C12)，68.2(s，C13)，43.7(s，C2)，35.6(s，C14)，31.8(s，C6)，31.8(s，C7)，30.8(s，C11)，28.4(s，C3)，28.4(s，C10)，28.4(s，C14)，22.0(s，乙醯基過氧基-CH3)，10.3(s，C15)。
實例16：使用實例1中描述之反應器及程序，1公升/分鐘之氬氣流中之26.2g臭氧/立方公尺之穩定濃縮物噴射至含有35g(0.22莫耳)1,5,9-環十二碳三烯(CDDT)、15g乙酸之反應容器內225分鐘。反應在5.0℃之整體溫度下進行。當反應完成時，移除頂層且在以650RPM對反應混合物進行攪拌之情況下以小增量將溶解於9g乙酸中之2g乙酸鈉添加至底部反應混合物中。藉由有效夾套冷卻管理在此等添加期間觀測到之反應放熱以保證溫度不超過10℃。使反應混合物升溫至室溫且再攪拌兩小時。最終GC分析指示，獲得64.7%之CDDT轉化率及對於C12二醛96.7%、對於C12含氧酸1.4%、對於二酸0.8%且對於C8二醛1.1%之標準化產物選擇率分佈。
實例17：一125ml夾套反應器容器安裝有乾冰冷凝器、機械攪拌器、用於表面下臭氧氣體添加之不鏽鋼進料管及用於添加試劑、取樣 及熱電偶連接之第四端口。將預混合氬氣中之氧氣饋入至臭氧發生器(Pacific Ozone)中。使來自臭氧發生器之排放氣體流經臭氧監視器(Teledyne Instruments)30分鐘以觀測在進料氣體中之穩定臭氧濃度。經由夾套冷卻將反應溫度維持在所需目標下。使含有殘餘氧氣及氮氣之排放氣體穿過冰水冷阱以回收任何揮發性溶劑。在反應時間完成後，將乾燥氮氣通入反應器內30分鐘以取代任何殘餘臭氧及氧氣，且使容器升溫至室溫。本文使用如實例1中所提及之CDDT。
1公升/分鐘之氬氣流中之33.3g臭氧/立方公尺之穩定濃縮物(0.033g臭氧/分鐘)噴射至含有10g(0.06莫耳)CDDT、4.7g甲醇及56g乙酸甲酯之反應容器中89分鐘。總共2.97g臭氧饋入至反應中以達成約1之CDDT/臭氧莫耳比。反應在5℃之整體溫度下進行。在臭氧分解反應完成後，使反應混合物升溫至10℃且將3g分子篩4A緩慢添加至反應混合物中，同時攪拌以維持在15℃以下。隨後，將3g三乙胺緩慢添加至反應混合物中。使反應混合物升溫至室溫且攪拌30分鐘。以單相(63.2g+2.8g，於冷阱中)形式回收反應產物。最終GC分析指示69.2%之CDDT轉化率。約3.1g CDDT仍未經轉化。經GC分析、無溶劑之產物分佈為3.1g C12二醛、1.4g C12醛酸、1.3g C12醛酸之甲酯、0.12g C8's及約1g未鑑別副產物。
實例18：採用實例17中所述之反應器及程序，1公升/分鐘氬氣流中之33.1g臭氧/立方公尺之穩定濃縮物(0.033g臭氧/分鐘)噴射至含有10g(0.06莫耳)CDDT、4.7g甲醇及56g乙酸甲酯之反應容器中89分鐘。總共2.96g臭氧饋入至反應中以達成約1之CDDT/臭氧莫耳比。反應在5℃之整體溫度下進行。在臭氧分解反應完成後，使反應混合物升溫至10℃且將5g乾燥矽膠緩慢添加至反應混合物中，同時攪拌以維持在15℃以下。隨後，將3g三乙胺緩慢添加至反應混合物中。使反應混合物升溫至室溫且攪拌30分鐘。以單相(52.3g+4g，於冷阱中) 形式回收反應產物。最終GC分析指示64.4%之CDDT轉化率。約3.6g CDDT仍未經轉化。經GC分析、無溶劑之產物分佈為4.1g C12二醛、2.3g C12醛酯、0.6g C8's及約1.4g未鑑別副產物。
實例19：XUS 43568、AmberlystTM A21及AmberlystTM A26 OH材料係獲自Dow Chemicals。MCM-41及PSU Cat A係獲自Pennsylvania State University。SBA-15材料係獲自ACS Materials，LLC。Zeolyte CBV100材料係獲自Zeolyst International。
採用實例1中所述之反應器及程序，2公升/分鐘之氬氣流中之26.2g臭氧/立方公尺之穩定濃縮物(0.052g臭氧/分鐘)噴射至含有35g(0.22莫耳)CDDT及50g正丁醇之反應容器中123分鐘。總共6.45g臭氧饋入至反應中以達成約1.61之CDDT/臭氧莫耳比。反應在5℃之整體溫度下進行。回收之總臭氧分解流出物為85.7g(+4.2g，於冷捕集器中)。當完成臭氧分解反應後，自反應容器依序移除9個8g等分試樣且置放於小瓶中，各小瓶裝備有熱電偶及攪拌棒。將各等分試樣瓶置放於濕冰浴中以用於溫度控制。將異質催化劑(各為約0.6g)樹脂或粉末緩慢添加至瓶中以觀測任何反應放熱。若未放熱，則將瓶升溫至室溫(約20℃)且攪拌30分鐘。對於具有三乙胺之兩個瓶[B#8，B#9]，接著添加胺。如此製備以下十一個樣品瓶(B#1-9+作為對照組之B#10+作為B#1之再處理組之B#11)：
實例20(製備8-側氧基-八-4-烯酸丁酯)：500mL夾套反應器填充有35g(0.32莫耳)1,5-環辛二烯及65g(0.88莫耳)1-丁醇。將氬氣中之21% O2流饋入至臭氧發生器，接著使其流動至臭氧監視器。在臭氧發生器上設定流向臭氧監視器之2lpm之流。在監視器上持續量測到在氬氣中之33g臭氧/立方公尺之穩態(20至30分鐘)濃度。在穩態下約15分鐘之後，將在氬氣中之進料臭氧分流至反應器。使含有機械攪拌器、用於添加臭氧之管、排放氣體配件及用於添加試劑及用熱電偶取樣之第四端口之夾套反應器維持在負5℃下。來自循環浴(13公升，15公升/分鐘)之冷卻劑經由容器循環。氣體流經反應器接著通過乾冰冷阱接著通過含有66g十四烷之洗滌器。臭氧監視器在運行期間持續量測饋入之臭氧濃度。運行時間為141分鐘。隨後關閉臭氧發生器且隨後將氮氣通入反應器中5分鐘以移除任何殘餘臭氧。
當反應完成後，在高真空下於<50℃(最大值)及約462-472毫托下 移除未反應之1-丁醇。使反應器升溫至25℃接著添加32g(0.31莫耳)乙酸酐且運行15分鐘。隨後在<25℃下添加三乙胺(12g，0.12莫耳)。在完整添加之後，反應運行120min。1,5-環辛二烯之轉化率為81%(92%計算在內，其餘的損失在排氣中)。對於8-側氧基-八-4-烯酸丁酯之選擇率為84.1%，且對於4-氧代-丁二酸丁酯、丁二酸二丁酯及1,8-辛二烯之選擇率分別為7.5%、6.1%及3.1%。
實例21(製備12-側氧基-十二酸甲酯)：環十二烯(CAS編號1501-82-2)獲自Alfa Aesar(A Johnson Matthey Company)。環十二烯之純度為97重量%。採用實例1之500ml反應器及程序，2公升/分鐘氬氣流中之26.7g臭氧/立方公尺之穩定濃縮物噴射至含有15.8g(0.10莫耳)環十二烯、7g甲醇及90g乙酸甲酯之反應容器中95分鐘。反應在4.4℃之整體溫度下進行。將5.1g(0.11莫耳)總臭氧饋入至反應混合物中。當反應完成後，在以650RPM對反應混合物進行攪拌之情況下以2.11g/min之平均進料速率經由泵添加30g乙酸酐及8g三乙胺之冷卻液體混合物。藉由有效夾套冷卻管理在此等添加期間觀測到之反應放熱以保證溫度維持在20℃或20℃以下。使反應混合物達到室溫且再攪拌30分鐘以完成反應。回收127.3g單相液體反應產物，加上自乾冰冷凝器回收17.4g液體。最終GC分析指示99.6%環十二烯轉化率。C12組分之重量選擇率為：16.2g 12-側氧基-十二酸之甲酯、1.8g 1,12-十二烷二醛、0.1g環十二烯及4.4g合併之未鑑別副產物。反應之環十二烯之標準化莫耳選擇率為就12-側氧基-十二酸之甲酯而言之67.4%、就1,12-十二烷二醛而言之8.8%及23.8%合併之未鑑別副產物。圖5為實例21之表示，其中B為C10伸烷基鏈，R1為甲基，且R3為式IV化合物中之醛。
實例22(製備12-側氧基-十二酸丁酯)：採用實例1之反應器及程序及實例21中所述之環十二烯，26.2g臭氧/立方公尺之穩定濃縮物在 表面下噴射至含有45g(0.27莫耳)環十二烯及60g(0.81莫耳)經分子篩乾燥之正丁醇之液體混合物的反應容器中。在0.10g/min進料速率下饋入之總臭氧為15.0g，其等效於1.15之臭氧/環十二烯莫耳進料比。在5℃之整體溫度下進行反應150分鐘。當反應完成時，將55g ACAN及8.3g Et3N之冷卻液體混合物添加至經充分攪拌的反應中間物中。藉由有效夾套冷卻管理在此等添加期間觀測到之反應放熱以保證溫度維持在10℃或10℃以下。使反應混合物達到室溫且再攪拌30分鐘以完成反應。回收168g單相液體反應產物。最終GC分析指示環十二烯之完全轉化。主要產物為12-側氧基-十二酸之丁酯、1,12-十二烷二醛、<0.1g環十二烯加上未鑑別副產物。圖5為實例22之表示，其中B為C10伸烷基鏈，R1為正丁基，且R3為式IV化合物中之醛。
實例23(製備8-側氧基辛酸丁酯)：95重量%最小純度順式-環辛烯(CAS編號931-87-3)購自Sigma Aldrich。採用與實例21類似之反應器及程序，在無水正丁醇存在下對環辛烯進行臭氧分解，接著藉由ACAN及Et3N對其進行轉換，產生幾乎定量產量之8-側氧基-辛酸之正丁酯。環辛烯轉化在120分鐘內且在5℃反應溫度下完成。圖5為實例23之表示，其中B為C6伸烷基鏈，R1為正丁基，且R3為式IV化合物中之醛。
實例24(製備1,12-二側氧基-十二烷)：採用實例21中所述之反應器、程序及環十二烯，整體氬氣流中之26.2g臭氧/立方公尺之穩定濃縮物噴射至含有35g(0.21莫耳)環十二烯及30g乙酸之反應容器中約150分鐘。反應在5.0℃之整體溫度下進行。當反應完成時，移除頂層且在以650RPM對反應混合物進行攪拌之情況下以小增量將溶解於4g乙酸中之18g乙酸鈉添加至底部反應混合物中。藉由有效夾套冷卻管理在此等添加期間觀測到之反應放熱以保證溫度不超過10℃。使反應混合物升溫至室溫且再攪拌兩小時。最終GC分析指示完全環十二烯 轉化，其中1,12-二側氧基-十二烷作為高產量之主要產物。
實例25(製備1,8-辛烷二醛)：使用實例23中所述之反應器、程序及環辛烯。反應器填充有15g環辛烯、80g乙酸甲酯及48g去離子水。將氬氣中之21% O2流饋入至臭氧發生器，接著使其流動至臭氧監視器。在監視器上持續量測到在整體氬氣中之33.0g臭氧/立方公尺之穩態(20至30分鐘)濃度。在穩態下約15分鐘之後，將在氬氣中之進料臭氧饋入至反應器。使含有機械攪拌器、用於添加臭氧之管、排放氣體配件及用於添加試劑及取樣及TC之第四端口之夾套反應器維持在5℃下。使來自循環浴(13公升，15公升/分鐘)之冷卻劑經由容器循環。使氣體流經反應器接著通過乾冰冷阱、含有66g十四烷之洗滌器接著通過KI洗滌溶液。臭氧監視器在運行期間持續量測臭氧濃度。進行時間為175分鐘。隨後關閉臭氧發生器且隨後將氮氣通入反應器中5分鐘以移除任何殘餘臭氧。
反應產生兩個具有令人滿意的質量平衡之層。在頂部水層/乙酸甲酯層中觀測到一些C8產物。底層富含1,8-辛烷二醛。兩個層皆含有H2O2，其為來自二醛產生之共產物。H2O2經10%水性Na2S2O3破壞。根據GC量測結果，環辛烯之轉化為完全的。
實例26(製備1,12-十二烷二胺)：裝備有攪拌器、熱量交換夾套、散裝液體熱電偶及惰性氮氣吹掃裝置之125cc Hastelloy C金屬高壓釜用於催化還原胺化。在10℃下將10g 1,12-二側氧基-十二烷(根據實例24製備)於50g異丙醇中之溶液饋入至高壓釜中。向高壓釜中之進料中緩慢添加30g 28%水性NH4OH(注意到溫度上升)。隨後添加Raney® Ni(3.0g，Raney® 3111)。密封高壓釜且在200psig下對其進行壓力測試。在壓力測試之後，溫度升高至60℃且在600psig下伴以900RPM攪拌運行。藉由如根據LC所量測之氫氣吸收及/或起始側氧基或亞胺之消失來測定運行時間。隨時間推移取樣反應混合物以判定轉化 之程度。在運行之後，於20℃下對高壓釜緩慢減壓以移除大部分氨，且在N2下將產物及催化劑移至配衡瓶中。催化劑在N2下自產物過濾且儲存在冷凍機中。GC分析顯示1,12-二側氧基-十二烷完全轉化為1,12-十二烷二胺。
實例27(製備12-側氧基-十二酸)：將15g 1,12-二側氧基-十二烷(根據實例24製備)於20g甲苯中之溶液饋入至125cc夾套玻璃容器中。亦將Mn(OAc)2催化劑(0.1g)添加至溶液中。在50℃下以500ml/min將空氣噴射至容器內6小時。產物之GC分析顯示1,12-二側氧基-十二烷至不溶性12-側氧基-十二酸及1,12-十二二酸產物兩者之轉化率均為50%。
實例28(製備1,12-十二烷二醇)：在15℃下將約43g異丙醇中之約5g 1,12-二側氧基-十二烷(根據實例24製備)饋入至實例26中所述之高壓釜中。在500psig下伴以緩慢攪拌對高壓釜進行壓力測試。在15℃下在不攪拌之情況下藉由兩次200psig氫氣沖洗移除殘餘氮氣。使高壓釜升溫至45℃及900RPM且在400psig下開始攪拌。運行氫化3小時接著降壓至環境壓力且進行氮氣吹掃。在真空中經由矽藻土助濾劑過濾產物以回收大致41.7g溶液及8.9g洗液。GC分析顯示1,12-二側氧基-十二烷完全轉化為1,12-十二烷二醇，產率為90%。

Claims (71)

  1. 一種將式IIa化合物：轉換為式III化合物： 之方法，其中A為具有至少一個雙鍵之C6-C10烯烴鏈，R1為C1-C10烷基，且R3為含氧官能基，其不形成乙酸酯副產物。
  2. 如請求項1之方法，其中該轉換係在催化劑存在下。
  3. 如請求項2之方法，其中該催化劑為均質的。
  4. 如請求項1之方法，其中該轉換係在酸酐存在下。
  5. 如請求項4之方法，其中該酸酐為乙酸酐。
  6. 如請求項2之方法，其中該催化劑為胺及酸之混合物。
  7. 如請求項6之方法，其中該胺為三烷基胺。
  8. 如請求項7之方法，其中該酸為乙酸。
  9. 如請求項6之方法，其中該催化劑可為新混合、預混合、共沸蒸餾或再循環的。
  10. 如請求項1之方法，其中A為具有至少一個雙鍵之C6或C10烯烴鏈。
  11. 如請求項1之方法，其中R3為醛或酸基。
  12. 如請求項1之方法，其中該式IIa化合物首先轉換為式IIb化合物：，其中R2為乙醯基。
  13. 一種製造式III化合物之方法，其包含： a.使式I化合物：及試劑與包含臭氧之介質接觸以形成式IIa化合物：；及b.使該式IIa化合物在不形成乙酸酯副產物之情況下轉換為該式III化合物；其中A為具有至少一個雙鍵之C6-C10烯烴鏈，R1為C1-C10烷基且R3為含氧官能基。
  14. 如請求項13之方法，其中該轉換係在催化劑存在下。
  15. 如請求項13之方法，其中該試劑為過量提供。
  16. 如請求項13之方法，其進一步包含在b)之前至少部分移除該試劑。
  17. 如請求項16之方法，其中該試劑係經由閃蒸移除。
  18. 如請求項13之方法，其中該試劑為C1-C10醇。
  19. 如請求項13之方法，其中該式IIa化合物係以高選擇率形成。
  20. 如請求項13之方法，其中該式I化合物為環十二碳三烯或環辛二烯。
  21. 一種包含式(II)化合物之組合物，其中A為具有至少一個雙鍵之C6-C10烯烴鏈；R1為C1-C10烷基；R2為H、乙醯基；且R3為含氧官能基。
  22. 如請求項21之組合物，其中R1為C1-C4烷基。
  23. 如請求項22之組合物，其中A為C6烯烴鏈。
  24. 如請求項23之組合物，其中R2為H。
  25. 如請求項24之組合物，其中R1為C2-C4烷基。
  26. 一種包含式III化合物之組合物，其中A為具有至少一個雙鍵之C6-C10烯烴鏈，R1為C1-C10烷基且R3為含氧官能基。
  27. 如請求項26之組合物，其中R1為C1-C4烷基。
  28. 如請求項26之組合物，其中A為-CH2-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH=CH-CH2-CH2-。
  29. 如請求項28之組合物，其中R1為丙基或丁基。
  30. 一種製造式III化合物之方法，其包含：a)使式I化合物：及試劑與包含臭氧之介質接觸以形成包含式IIa化合物：及該試劑之混合物；b)使該混合物暴露至溫度及壓力之組合，使得該試劑在不熱降解該混合物之該式IIa化合物組分之情況下閃蒸以增加該混合物中之該式IIa化合物的濃度；c)使包含該式IIa化合物之濃縮混合物與酸酐及胺接觸；及d)回收包含該式III化合物之產物；其中A為具有至少一個雙鍵之C6-C10烯烴鏈，R1為C1-C10烷基且R3為含氧官能基。
  31. 一種製造式IIa'化合物之方法，其包含：a)使式I'化合物：及試劑與包含臭氧之介質接觸；b)形成包含該式IIa'化合物之反應混合物，且不使該產物與a) 之該臭氧分離；及c)回收b)之包含該式IIa'化合物的該產物；其中B為C6-C10伸烷基；R1為C1-C10烷基；R3為含氧官能基。
  32. 如請求項31之方法，其中該反應混合物為單一連續相。
  33. 如請求項31之方法，其中該試劑為過量提供。
  34. 如請求項31之方法，其中該試劑在c)中至少部分經移除。
  35. 如請求項34之方法，其中該試劑係經由閃蒸移除。
  36. 如請求項31之方法，其中該試劑為C1-C10醇。
  37. 如請求項31之方法，其中該試劑為C3-C6醇。
  38. 如請求項31之方法，其中該試劑為丙醇或丁醇。
  39. 如請求項31之方法，其中該試劑為無水的。
  40. 如請求項31之方法，其中該式IIa'化合物係以高選擇率形成。
  41. 如請求項31之方法，其中該式I'化合物為環十二烯或環辛烯。
  42. 如請求項31之方法，其中R3為醛基。
  43. 如請求項31之方法，其中該式I'化合物之濃度為約1重量%至約90重量%。
  44. 如請求項31之方法，其中a)係在惰性溶劑存在下。
  45. 如請求項44之方法，其中該溶劑為極性的。
  46. 如請求項31之方法，其中該試劑之濃度為約5重量%至約75重量%。
  47. 如請求項31之方法，其中a)至c)係在約0℃至約40℃之溫度範圍下進行。
  48. 如請求項31之方法，其中a)進一步包含在約10分鐘至約300分鐘之時段期間引入氣流。
  49. 一種製造R4-B-R4之方法，其包含： i.使式I'化合物：及試劑與包含臭氧之介質接觸；ii.形成臭氧分解產物，其中該所得臭氧分解產物未經分離；及iii.使該臭氧分解產物轉換為R4-B-R4；其中B為C6-C10伸烷基鏈且R4為醛基。
  50. 如請求項49之方法，其中該試劑為水或羧酸。
  51. 一種將式I'化合物化學轉換為式IIa'化合物之系統，其包含：a.該式I'化合物及試劑，視情況與溶劑組合；b.包含臭氧之介質；c.臭氧分解產物；及d.該式IIa'化合物；其中組分a、b、c及d係以單一方式存在，用於進行該化學轉換；且其中B為C6-C10伸烷基鏈；R1為C1-C10烷基且R3為含氧官能基。
  52. 如請求項51之系統，其中該式I'化合物為環十二烯或環辛烯。
  53. 一種將式IIa'化合物轉換為式IV化合物之方法，其中B為C6-C10伸烷基鏈，R1為C1-C10烷基，且R3為含氧官能基，其不形成乙酸酯副產物。
  54. 如請求項53之方法，其中該轉換係在催化劑存在下。
  55. 如請求項54之方法，其中該催化劑為均質的。
  56. 如請求項53之方法，其中該轉換係在酸酐存在下。
  57. 如請求項56之方法，其中該酸酐為乙酸酐。
  58. 如請求項54之方法，其中該催化劑為胺及酸之混合物。
  59. 如請求項58之方法，其中該催化劑可為新混合、預混合、共沸蒸餾或再循環的。
  60. 如請求項53之方法，其中B為C6或C10伸烷基鏈。
  61. 如請求項53之方法，其中R3為醛或酸基。
  62. 如請求項53之方法，其中該式IIa'化合物首先轉換為式IIb'化合物：，其中R2為乙醯基。
  63. 一種製造式IV化合物之方法，其包含： a.使式I'化合物：及試劑與包含臭氧之介質接觸以形成式IIa'化合物：；及b.使該式IIa'化合物在不形成乙酸酯副產物之情況下轉換為該式IV化合物；其中B為C6-C10伸烷基鏈，R1為C1-C10烷基，且R3為含氧官能基。
  64. 如請求項63之方法，其中該轉換係在催化劑存在下。
  65. 如請求項63之方法，其中該試劑為過量提供。
  66. 如請求項63之方法，其進一步包含在b)之前至少部分移除該試劑。
  67. 如請求項66之方法，其中該試劑係經由閃蒸移除。
  68. 如請求項63之方法，其中該試劑為C1-C10醇。
  69. 如請求項63之方法，其中該式IIa'化合物係以高選擇率形成。
  70. 如請求項63之方法，其中該式I'化合物為環十二烯或環辛烯。
  71. 一種製造式IV化合物之方法，其包含：i.使式I'化合物：及試劑與包含臭氧之介質接觸以形 成包含式IIa'化合物：及該試劑之混合物；ii.使該混合物暴露至溫度及壓力之組合，使得該試劑在不熱降解該混合物之該式IIa'化合物組分之情況下閃蒸以增加該混合物中之該式IIa'化合物的濃度；iii.使包含該式IIa'化合物之濃縮混合物與酸酐及胺接觸；及iv.回收包含該式IV化合物之產物；其中B為C6-C10伸烷基鏈，R1為C1-C10烷基，且R3為含氧官能基。
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