TWI618695B - 製備芳基酮之方法 - Google Patents

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Abstract

本案揭示一種製備芳基酮之方法。該方法包括使式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)之化合物：
在包含至少一種溴化合物的氧化系統存在下進行光氧化以形成芳基酮。X1、X2、R1、R2、R3.、L1、L2、L3、L4、t、n、m及p具有如說明書與申請專利範圍所述之定義。

Description

製備芳基酮之方法
本發明係關於芳基酮之合成。特言之，該等芳基酮係適合作為光起始劑。
α-羥基酮類之化合物可應用於各種技術領域中，其中一者為藉由光照起始化學反應。已知某些芳族羥基酮化合物於烯系不飽和系統之UV-照射光聚合為重要的光起始劑。
芳族羥基酮化合物可藉由夫里德耳-夸夫特(Friedel-Crafts)反應製備。例如，如下方所示之反應流程，芳族化合物可在三氯化鋁(AlCl3)的存在下與醯氯經由夫里德耳-夸夫特醯化進行反應，所獲得之芳基酮接著與氯反應並以鹼處理以製得芳族羥基酮：
然而，此反應流程複雜，涉及多個步驟及多種反應物，且形成許多副產物。此外，基於所涉及反應物質的物理與化學性質，可能必須使用具抗化學性(尤其是抗酸)之設備，此增加了設備成本。反應 物質(諸如苯與液態氯)之毒性亦為另一問題。
US 8,252,959B2及US 8,575,394B2揭示一種1,1-二取代環氧乙烷之製備方法。該環氧乙烷可在過渡金屬催化劑(例如Pd催化劑)存在下，經由需氧性氧化作用轉變成相應之α-羥基酮。此方法因為使用了昂貴的過渡金屬催化劑，故並不具成本效益。
本領域仍對製備芳基酮與芳族羥基酮之更有成本效益及環保的方法有所需求。
本發明揭示一種製備芳基酮之方法，其特別涉及反應物中芐基部分之α位置之氧化反應。本發明之方法簡單、可使用較便宜及低毒性之試劑，因此不但環保且具有經濟效益。
本發明所揭示之方法中，可回收反應過程所產生之水相，視需要進行進一步調整而可重複使用，因此，可有效利用原料並降低生產成本。此外，本發明所揭示之方法不需使用昂貴的重金屬，可避免造成環境污染，亦可降低生產成本。甚者，本發明之方法可透過選擇適當之反應物基團，甚至可在不需額外添加有機溶劑之下進行，達成更高之反應效率、產物產率與純度；不使用溶劑亦意謂著可降低生產成本與減少廢棄物產生，因而更為環保。
本發明亦揭示一種製備芳基酮之一鍋化方法。
為了使技術領域中具有通常知識者更能理解本文所揭露之發明，以下界定各用語之定義。
於本發明中，「約」一詞係指技術領域中具有通常知識者測量一數值之可接受誤差，其與如何測量或測定該值之方式部份相關。
於本發明中，「烷基」一詞係指飽和的、直鏈或支鏈的烷基，其較佳包括1至20個、更佳1至16個碳原子。烷基之實例包括但不限於 甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、異丁基、第三丁基、2-乙基丁基、正戊基、異戊基、1-甲基戊基、1,3-二甲基丁基、正己基、1-甲基己基、正庚基、異庚基、1,1,3,3-四甲基丁基、1-甲基庚基、3-甲基庚基、正辛基、2-乙基己基、1,1,3-三甲基己基、1,1,3,3-四甲基戊基、壬基、癸基、十一烷基、1-甲基十一烷基、十二烷基、1,1,3,3,5,5-六甲基己基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基及其類似者。
於本發明中，「環烷基」一詞係意謂飽和或部分不飽和環狀碳基團，其包含3至12個、更佳包含3至8個碳原子。環烷基之實例包括但不限於環丙基、環丙烯基、環丁基、環戊基、環己基、2-環己烯-1-基及其類似者。
於本發明中，「芳基」或「芳族」一詞係指單環、雙環或三環芳族環系統，其具有6至14個碳原子。芳基之實例包括但不限於苯基、甲苯基、萘基、茀基、蒽基、菲基及類似基團，其中較佳為苯基及萘基。
於本發明中，「鹵素」或「鹵」一詞係代表氟、氯、溴或碘，較佳為溴或氯。
於本發明中，「醯胺基」一詞係指以-C(O)NR'R"式代表之視需要經取代之基團，其中R'與R"係獨立選自氫、烷基、醯基、芳基、芳烷基、烷氧基、鹵素、-OH及其類似者之取代基，較佳地，R'與R"係獨立地為視需要經取代之烷基或芳基。
於本發明中，「雜環烷基」一詞係指於環結構中具有至少一個選自氮、氧或硫之雜原子的環烷基，其中環烷基之定義係如前文所述。雜環烷基之實例包括但不限於哌基(piperazinyl)、吡咯啶基(pyrrolidinyl)、二烷基(dioxanyl)、嗎福林基(morpholinyl)及四氫呋喃基(tetrahydrofuranyl)。
於本發明中，「雜芳基」一詞係指於環結構中具有至少一個選自氮、氧或硫之雜原子的芳基。環結構可為單環、雙環或多環，視需要可具有稠合環，例如呋喃(furan)、噻吩(thiophene)、吡咯(pyrrole)、吡啶(pyridine)、聯吡啶(bipyridine)、甲吡啶亞胺(picolylimine)、γ-哌喃(γ-pyran)、γ-噻喃(γ-thiopyran)、啡啉(phenanthroline)、嘧啶(pyrimidine)、聯嘧啶(bipyrimidine)、吡(pyrazine)、吲哚(indole)、苯并呋喃(coumarone)、苯并噻吩(thionaphthene)、咔唑(carbazole)、二苯并呋喃(dibenzofuran)、二苯并噻吩(dibenzothiophene)、吡唑(pyrazole)、咪唑(imidazole)、苯并咪唑(benzimidazole)、唑(oxazole)、噻唑(thiazole)、二噻唑(dithiazole)、異唑(isoxazole)、異噻唑(isothiazole)、喹啉(quinoline)、聯喹啉(bisquinoline)、異喹啉(isoquinoline)、聯異喹啉(bisisoquinoline)、吖啶(acridine)、唏(chromene)、啡(phenazine)、啡(phenoxazine)、啡噻(phenothiazine)、三(triazine)、噻嗯(thianthrene)、嘌呤(purine)、聯咪唑(bisimidazole)及聯唑(bisoxazole)。
於本發明中，「連接基團」一詞係指經建構而使兩個或多個分子彼此連接之分子片段或基團，連接基團具有2、3、4、5或6之價數。本發明之連接基團可為任何不損及所欲芳基酮之功能之合適連接基團。實例包括但不限於：直接鍵；胺；醯胺；二價、三價、四價、五價或六價之脂族基團、芳族基團、雜芳族基團或雜環烷基團；或者包含至少一個S、P、O、N或Si原子之二價、三價、四價、五價或六價基團。例如，具有價數為2之連接基團可為直接鍵、伸烷基、-O-、 -S-、、-NR'-(R'具有前文所述之定義)、-C(=O)-、伸苯基、伸聯苯基、雙酚基團，或包含上述任一基團或由芳族、雜芳族或雜烷脂 族化合物所衍生之基團部分的二價連接基團。三價伸芳基之實例可為、或。四價伸芳基之實例可為、 或。五價伸芳基之實例可為。六價伸芳基之 實例可為。
「經氮連接」一詞意謂著取代基或連接基團經由其之氮原子與主要結構連接。
本發明化合物中之基團可視需要被取代，例如其可未經取代或經適當取代基(例如鹵素、羥基、烷基、烷氧基或芳基或其類似者)單取代、二取代或三取代，只要該取代基不會顯著地影響本發明之效果。
本發明提供一種製備式(I)、(II)、(III)或(IV)化合物之方法：
其包括使相應之式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)化合物：
在包含至少一溴化合物之氧化系統存在下進行光氧化，其中X1代表-H、鹵素、-OH或-OR4；X2代表-H、-OH、硝基、-N(R4)2、-NHR4、-R4、-OR4、-NR4OH、-ONHR4、具有一或兩個選自N、O及S之雜原子且其中至少一個雜原子為N的經氮連接的5員或6員雜環基、-Si(R4)3、-OSi(R4)3、-P(R4)2、-P(=O)(OR4)2或-P(=O)(R4)2，其限制條件為當X1代表-OH時，X2不得為-OH或-OR4；R1與R2係獨立地代表烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、胺基、醯胺基或包含磷、氧、氮或矽中至少一者之有機基團部分，或者R1與R2及與其所連接之碳原子一起形成「-C=O」基團或環結構，例如但不限於環烷基、雜環烷基、芳基或雜芳基，且較佳為C3-8環烷基(諸如環戊基或環己基)；R3代表H、烷基、環烷基、芳基、雜芳基、胺基或醯胺基； t代表1至5之整數；G代表-H、鹵素、-OH、硝基、-N(R4)2、具有一或兩個選自N、O及S之雜原子且其中至少一個雜原子為N的經氮連接的5員或6員雜環基、-NHR4、-R4、-OR4、-NR4OH、-ONHR4、-Si(R4)3、-OSi(R4)3、-P(R4)2、-P(=O)(OR4)2或-P(=O)(R4)2；R4代表烷基或芳基；n、m與p係獨立地代表2至6之整數；L1代表n價連接基團；L2代表m價連接基團；且L3與L4代表p價連接基團且彼此可相同或不同，或者L3與L4及與其所連接之碳原子一起形成p價連接基團。
包含磷之有機基團部分可為(例如但不限於)烷基膦及芳基膦；包含氧之有機基團部分可為(例如但不限於)醇類、烷氧化物及醚類；包含氮之有機基團部分可為(例如但不限於)胺類、腈類及醯胺類；包含矽之有機基團部分可為(例如但不限於)矽烷類及烷氧基矽烷類。於較佳之實施態樣中，包含磷、氧、氮或矽中至少一者之有機基團部分具有下列式或基團：-OR4、-NR4OH、-ONHR4、-Si(R4)3、-OSi(R4)3、-P(R4)2、-P(=O)(OR4)2、-P(=O)(R4)2、-N(R4)2、具有一或兩個選自N、O及S之雜原子且其中至少一個雜原子為N的經氮連接的5員或6員雜環基、-R5OR4、-R5NR4OH、-R5ONHR4、-R5Si(R4)3、-R5OSi(R4)3、-R5P(R4)2、-R5P(=O)(OR4)2、-R5P(=O)(R4)2、-R5N(R4)2等，其中R4定義係如前文描述者，R5代表二價連接基團且較佳為伸烷基或伸芳基。
G較佳為-H、鹵素、-OH、-N(R4)2、具有一或兩個選自N、O及S之雜原子且其中至少一個雜原子為N的經氮連接的5員或6員雜環基、-NHR4、-R4或-OR4。
連接基團L1、L2、L3及L4可具有2、3、4、5或6之價數，較佳為2、3或4之價數，更佳為2或3之價數且最佳為2之價數。連接基團可為(例如但不限於)直接鍵或具有2、3、4、5或6之價數之脂族或芳族連接基團。
於本發明之一具體實例中，提供一種由式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)之化合物製備芳基酮之方法，其中X1為-H且X2為-OH或-OR4。較佳地使用式(V)、(VI)或(VII)之化合物。更佳地使用式(V)之化合物。
於本發明之另一具體實例中，提供一種由式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)之化合物製備芳基酮之方法，其中X1為-OH。較佳地使用式(V)、(VI)或(VII)之化合物。更佳地使用式(V)之化合物。
於本發明之又一具體實例中，提供一種由式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)之化合物製備芳基酮之方法，其中X1為-H且X2不為-OH或-OR4。較佳地使用式(V)、(VI)或(VII)之化合物。更佳地使用式(V)之化合物。
於本發明之又一具體實例中，提供一種由式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)之化合物製備芳基酮之方法，其中X1為-OR4。較佳地使用式(V)、(VI)或(VII)之化合物。更佳地使用式(V)之化合物。
於本發明之又一具體實例中，提供一種由式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)之化合物製備芳基酮之方法，其中X1為鹵素。較佳地使用式(V)、(VI)或(VII)之化合物。更佳地使用式(V)之化合物。
於一具體實例中，式(VIII)之化合物其中L3及L4與彼等所連接之碳原子一起形成p價連接基團，係用於製備芳基酮。於該實例中，X2不存在，或者各自獨立地為附接至該連接基團上之取代基且具有如前文所述之定義。
於本發明之一具體實例中，製備具有式(I)、(II)、(III)或(IV)之 芳基酮的方法包括：將具有式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)之化合物與過氧化物及與溴化合物混合，然後進行光氧化反應，其中當X1代表溴時，可省略額外添加之溴化合物。起始物質(亦即具有(V)、(VI)、(VII)或(VIII)之化合物、過氧化物及溴化合物)的添加順序並無特別限制，且技術領域中具有通常知識者視起始物質特性調整添加順序。
本發明之製備具有式(I)、(II)、(III)或(IV)之芳基酮之方法可為一鍋化法(one-pot process)或逐步法(stepwise process)。逐步法普遍應用於合成方法中，技術領域中具有通常知識者可在每一合成步驟之後選用適當的純化步驟以獲得較高產率之中間物與最終產物。另一方面，一鍋化法之操作則較為簡便且具有經濟效益。於本發明中，較佳使用一鍋化法。具體實例顯示根據本發明之一鍋化法亦可能達成優於逐步法或與其相當之產率。
根據本發明之製備芳基酮之方法係詳述如后。
途徑A
於第一態樣中，本發明提供經由途徑A製備芳基酮之方法。
於途徑A中，使式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)化合物：
其中X1為-H且X2為-OH或-OR4，在包含至少一溴化合物之氧化系統存在下進行光氧化，以獲得相應之式(I-1)、(II-1)、(III-1)或(IV-1)化合物：
，R1、R2、R3、L1、L2、L3、L4、t、n、m及p具有如前文所述之意義。
式(V)化合物可為市售品或可由式(IX)之化合物經由有機金屬反應而製得： 其中X為鹵素或鋰，較佳為氯或溴；R3及t之定義係如前文所述。
特言之，該有機金屬反應可為格式(Grignard)反應。
於一具體實例中，式(V)化合物係經由有機金屬反應而形成，係藉由將式(IX)之化合物： 與式(X)化合物：R1C(=O)R2 (X)在合適的金屬(例如鎂、鋅或錫)存在下反應以形成該式(V)化合物，其中R1、R2、R3及t之定義係如前文所述，X為鹵素。式(VI)、(VII)及(VIII)化合物可以類似之方法製得。
於一具體實例中，式(V)化合物係經由有機金屬反應而形成，係藉由將式(IX-1)化合物： 與式(X-1)化合物：X-R1 (X-1)及式(X-2)化合物：X-R2 (X-2),在合適的金屬(例如鎂、鋅或錫)存在下反應以形成該式(V)化合物，其中R1、R2、R3及t之定義係如前文所述，R1及R2可彼此相同或不同且較佳選自烷基、環烷基及芳基；R'係烷基、環烷基或芳基；且 X為鹵素。式(VI)、(VII)及(VIII)化合物可以類似之方法製得。
途徑A可於一鍋化法中進行。
根據本發明經由途徑A製備芳基酮之方法係藉由如下將2-甲基-1-苯基丙-2-醇(化合物1)氧化成2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(酮1)之一鍋化法之實例進一步詳述；然而，本發明之範圍並未限制於此：
根據本發明之一具體實例，將化合物1氧化成酮1之一鍋化法包含下列步驟：a)將化合物1與過氧化物(例如H2O2)混合形成混合物；b)將溴(Br2)或溴化合物溶液(例如HBr)添加至步驟a)之混合物中；及c)若需要添加更多之過氧化物(H2O2)，並進行光氧化反應(在光氧化反應後可觀察到形成有機層與水相層)。
添加過氧化物與溴化合物(如前述之溴或溴化合物溶液)之順序並無特別限制。例如，於本發明之另一具體實例中，將化合物1氧化成酮1之一鍋化法可包含下述步驟：a)將化合物1與溴或溴化合物溶液(例如HBr)混合形成混合物；b)將過氧化物(例如H2O2)添加至步驟a)之混合物中；及c)若需要添加更多之過氧化物(H2O2)，並進行光氧化反應(在光氧化反應後可觀察到形成有機層與水相層)。
若需要，可在步驟a)、b)或兩者中使用有機溶劑，例如非極性溶劑(如環己烷)及鹵化烴(如二氯甲烷(DCM)或二氯乙烷(DCE))。
於步驟c)中，光氧化反應可在介於約-10℃與約100℃之間、較佳約0℃與約80℃之間、更佳約20℃與約80℃之間之溫度下，以具有介於約380與約760nm之間之光照射進行。在光氧化反應後可觀察到形成有機層與水相層，而酮1係存在於有機層。
在進行上述一鍋化法之步驟a)至c)後，產物(酮1)可藉由任何合適之方法純化，例如萃取及/或蒸發。並未特定限制於萃取中所添加之溶劑種類，只要可適合用於萃取酮1者即可，例如(但不限於)DCE、滷水、水或其組合。於本發明之一具體實例中，將DCE及滷水添加至步驟c)之溶液中，將該溶液激烈攪拌30分鐘後靜置30分鐘，然後傾析出有機層。從傾析出的有機層中蒸發移除溶劑後可獲得酮1。若需要，可進一步純化酮1，例如藉由蒸餾、液相層析(LC)或高效能液相層析(HPLC)純化。
經由途徑A之製備芳基酮的方法亦可以逐步法(即，非一鍋化法)進行。逐步法之步驟可與一鍋化法之步驟相同。逐步法可包括另外的光氧化、分離及/或純化步驟，以改良所欲產物之純度或產率。舉例言之，根據本發明之一具體實例，用於將化合物1氧化成酮1之逐步法包括下列步驟：a)將化合物1與過氧化物(例如H2O2)混合形成混合物；b)將溴或溴化合物溶液(例如HBr)添加至步驟a)之混合物中；及c)若需要添加更多之過氧化物(H2O2)，並進行光氧化反應(在光氧化反應後可觀察到形成有機層與水相層)；d)將有機層與水相層分離；e)由分離出的有機層中移除有機溶劑，例如藉由在介於約80℃至約120℃之溫度的水浴下加熱；f)若需要向步驟e)之產物添加水及更多過氧化物(H2O2)，並 進行進一步的光氧化反應(在光氧化反應後可觀察到形成有機層與水相層)。
與一鍋化法類似，若需要，可在步驟a)、b)或兩者中使用有機溶劑，例如非極性溶劑(如環己烷)及鹵化烴(如二氯甲烷(DCM)或二氯乙烷(DCE))。
步驟c)與f)中的光氧化反應可在介於約-10℃與約100℃、較佳約0℃與約80℃之間的溫度下，以介於約380及約760nm之光照射進行。在光氧化反應後可觀察到形成有機層與水相層。步驟f)之光氧化後，酮1係存在於有機層中。
與一鍋化法類似，在進行前述非一鍋化法中之步驟a)至f)後，產物(酮1)可藉由任何如前述之合適方法純化。
作為另一替代實例，將步驟a)與步驟b)中添加過氧化物與添加溴或溴化合物溶液之順序可交換。
途徑B
於第二態樣中，本發明提供經由途徑B製備芳基酮之方法。
於途徑B中，使式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)化合物：
其中X1為-OH，在包含至少一溴化合物之氧化系統存在下進行光氧化，以獲得相應之式(I)、(II)、(III)或(IV)化合物：
R1、R2、R3、L1、L2、L3、L4、X2、G、t、n、m及p具有如前文所述之意義。
於一具體實例中，式(V)化合物係經由有機金屬反應而形成，係藉由將式(IX')之化合物： 與式(X')化合物：CH(=O)-CHR1R2 (X') 在合適的金屬(例如鎂、鋅或錫)存在下反應以形成該式(V)化合物，其中R1、R2、R3及t之定義係如前文所述，X為鹵素。式(VI)、(VII)及(VIII)化合物可以類似之方法製得。
於一具體實例中，式(V)化合物係經由有機金屬反應而形成，係藉由將式(IX")化合物： 與式(X")化合物：X-CHR1R2 (X")在合適的金屬(例如鎂、鋅或錫)存在下反應以形成該式(V)化合物，其中R1、R2、R3及t之定義係如前文所述，且X為鹵素。式(VI)、(VII)及(VIII)化合物可以類似之方法製得。
途徑B可於一鍋化法或於逐步法中進行。
途徑B中溴化合物之用量並無特殊限制，可為當量或催化量。
於本發明經由途徑B合成芳基酮之方法之一特定態樣中，當於氧化系統中使用催化量溴化合物時，可製得相應之式(I)、(II)、(III)或(IV)化合物。例如，當式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)化合物中X2為-H時，相應之式(I)、(II)、(III)或(IV)化合物中G為-H。
於本發明經由途徑B合成芳基酮之方法之另一特定態樣中，當式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)化合物中X2為可被溴取代之基團時，於氧化系統中使用超過等當量(例如1.1當量)之溴化合物時，可製得其中G為-Br之式(I)、(II)、(III)或(IV)化合物。
途徑C
於第三態樣中，本發明提供經由途徑C製備芳基酮之方法。
於途徑C中，使式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)化合物：
其中X1為-H且X2不為-OH或-OR4，在包含至少一溴化合物之氧化系統存在下進行光氧化，以獲得相應之式(I)、(II)、(III)或(IV)化合物：
R1、R2、R3、L1、L2、L3、L4、G、t、n、m及p具有如前文所述之意義；X2具有如前文所述之意義但不為-OH或-OR4。
途徑C可於一鍋化法中進行。
根據本發明經由途徑C製備芳基酮之方法係藉由如下將異丁基苯(化合物2)氧化成2-甲基-1-苯基丙-1-酮(酮2)之一鍋化法之實例進一步詳述；然而，本發明之範圍並未限制於此：
根據本發明之一具體實例，將化合物2氧化成酮2之一鍋化法包含下列步驟：a)將化合物2與過氧化物(例如H2O2)混合形成混合物；b)將溴或溴化合物溶液(例如HBr)添加至步驟a)之混合物中；及c)若需要添加更多之過氧化物(H2O2)，並進行光氧化反應(在光氧化反應後可觀察到形成有機層與水相層)。
與途徑A類似，途徑C中添加過氧化物與溴化合物之順序並無特別限制。例如，於本發明之另一具體實例中，將化合物2氧化成酮2之一鍋化法可包含下述步驟：a)將化合物2與溴或溴化合物溶液(例如HBr)混合形成混合物；b)將過氧化物(例如H2O2)添加至步驟a)之混合物中；及c)若需要添加更多之過氧化物(H2O2)，並進行光氧化反應(在光氧化反應後可觀察到形成有機層與水相層)。
與途徑A類似，若需要，可在步驟a)、b)或兩者中使用有機溶 劑，例如非極性溶劑(如環己烷)及鹵化烴(如二氯甲烷(DCM)或二氯乙烷(DCE))。
與途徑A類似，於步驟c)中，光氧化反應可在介於約-10℃與約100℃之間、較佳約0℃與約80℃之間、更佳約20℃與約80℃之間之溫度下，以具有介於約380與約760nm之間之光照射進行。在光氧化反應後可觀察到形成有機層與水相層，而酮2係存在於有機層。
產物(酮2)可藉由任何合適之方法(如前述途徑A所揭示者)純化。於本發明之一具體實例中，使用DCE及滷水萃取酮2。
與途徑A類似，經由途徑C之製備芳基酮的方法亦可以逐步法進行。逐步法之步驟可與一鍋化法之步驟相同。逐步法可包括另外的光氧化、分離及/或純化步驟，以改良所欲產物之純度或產率。
途徑D
於第四態樣中，本發明提供經由途徑D製備芳基酮之方法。
於途徑D中，使式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)化合物：
其中X1為-OR4，在包含至少一溴化合物之氧化系統存在下進行光氧 化，以獲得相應之式(I)、(II)、(III)或(IV)化合物：
R1、R2、R3、L1、L2、L3、L4、X2、G、t、n、m及p具有如前文所述之意義。
途徑D可於一鍋化法中進行。
根據本發明經由途徑D製備芳基酮之方法係藉由如下將(1-乙氧基-2-甲基-丙基)苯(化合物3)氧化成2-甲基-1-苯基丙-1-酮(酮2)之一鍋化法之實例進一步詳述；然而，本發明之範圍並未限制於此：
根據本發明之一具體實例，將化合物3氧化成酮2之一鍋化法包 含下列步驟：a)將化合物3與過氧化物(例如H2O2)混合形成混合物；b)將溴或溴化合物溶液(例如HBr)添加至步驟a)之混合物中；及c)若需要添加更多之過氧化物(H2O2)，並進行光氧化反應(在光氧化反應後可觀察到形成有機層與水相層)。
與途徑A類似，途徑D中添加過氧化物與溴化合物之順序並無特別限制。例如，於本發明之另一具體實例中，將化合物3氧化成酮2之一鍋化法可包含下述步驟：a)將化合物3與溴或溴化合物溶液(例如HBr)混合形成混合物；b)將過氧化物(例如H2O2)添加至步驟a)之混合物；及c)若需要添加更多之過氧化物(H2O2)，並進行光氧化反應(在光氧化反應後可觀察到形成有機層與水相層)。
與途徑A類似，若需要，可在步驟a)、b)或兩者中使用有機溶劑，例如非極性溶劑(如環己烷)及鹵化烴(如二氯甲烷(DCM)或二氯乙烷(DCE))。
與途徑A類似，於步驟c)中，光氧化反應可在介於約-10℃與約100℃之間、較佳約0℃與約80℃之間、更佳約20℃與約80℃之間之溫度下，以具有介於約380與約760nm之間之光照射進行。在光氧化反應後可觀察到形成有機層與水相層，而酮2係存在於有機層。
產物(酮2)可藉由任何合適之方法(如前述途徑A所揭示者)純化。於本發明之一具體實例中，使用水萃取酮2。
與途徑A類似，經由途徑D之製備芳基酮的方法亦可以逐步法進行。逐步法之步驟可與一鍋化法之步驟相同。逐步法可包括另外的光氧化、分離及/或純化步驟，以改良所欲產物之純度或產率。
途徑E
於第五態樣中，本發明提供經由途徑E製備芳基酮之方法。
於途徑E中，使式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)化合物：
其中X1為鹵素，在包含至少一溴化合物之氧化系統存在下進行光氧化，以獲得相應之式(I)、(II)、(III)或(IV)化合物：
R1、R2、R3、L1、L2、L3、L4、X2、G、t、n、m及p具有如前文所述之意義。
途徑E可於一鍋化法中進行。
於一具體實例中，當式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)化合物中X1為溴，該式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)化合物本身即作為氧化系統中之溴化合物，且因此可省略溴化合物之添加。於一具體實例中，當式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)化合物中X1為溴以外之鹵素，應添加溴化合物。與其他途徑類似，途徑E中添加過氧化物與溴化合物之順序並無特別限制。
根據本發明經由途徑E製備芳基酮之方法係藉由如下將(1-溴-2-甲基丙基)苯(化合物4)氧化成2-甲基-1-苯基丙-1-酮(酮2)之一鍋化法之實例進一步詳述；然而，本發明之範圍並未限制於此：
根據本發明之一具體實例，將化合物4氧化成酮2之一鍋化法包含下列步驟：a)將化合物4與過氧化物(例如H2O2)混合形成混合物；b)若需要添加更多之過氧化物(H2O2)，並進行光氧化反應(在光氧化反應後可觀察到形成有機層與水相層)。
於一較佳具體實例中，將化合物4氧化成酮2之方法可在水的存 在下進行。途徑E中並未特別限制添加水的順序，亦即水可在步驟a)、b)或兩者中添加。於一較佳具體實例中，相對於化合物4之莫耳含量，水係以過量存在。
與途徑A類似，若需要，可在步驟a)、b)或兩者中使用有機溶劑，例如非極性溶劑(如環己烷)及鹵化烴(如二氯甲烷(DCM)或二氯乙烷(DCE))。
與途徑A類似，於步驟c)中，光氧化反應可在介於約-10℃與約100℃之間、較佳約0℃與約80℃之間、更佳約20℃與約80℃之間之溫度下，以具有介於約380與約760nm之間之光照射進行。在光氧化反應後可觀察到形成有機層與水相層，而酮2係存在於有機層。
產物(酮2)可藉由任何合適之方法(如前述途徑A所揭示者)純化。於本發明之一具體實例中，使用DCE與滷水萃取酮2。
途徑A(逐步法)中所述之步驟f)亦可單獨視為途徑E。
與途徑A類似，經由途徑E之製備芳基酮的方法亦可以逐步法進行。逐步法之步驟可與一鍋化法之步驟相同。逐步法可包括另外的光氧化、分離及/或純化步驟，以改良所欲產物之純度或產率。
於式(I)、(III)或(IV)化合物中之部分係等同於 ，其中R3係如前文所述且較佳為氫。
於本發明中，式(II)化合物可具有下列任一結構： 、及 其中R1、R2、G、L1及n係如前文所述。
於一具體實例中，在前述反應途徑中，R1與R2獨立地代表C1-3烷基且G為-Br或-OH。
於另一具體實例中，在前述反應途徑中，R1與R2及與其所連接之碳原子一起形成環烷基，較佳為C3-8環烷基(諸如環戊基或環己基)且G為-Br或-OH。
「氧化系統」一詞係指在任一前述反應途徑中能將反應物氧化之任何物質或其組合。本發明之氧化系統包括鹵素、過氧化物或可原位形成氧化劑之任何物質。特言之，本發明之氧化系統包括至少一溴化合物及視需要之可相容氧化劑或前驅物。於一較佳具體實例中，除了溴化合物以外，本發明之氧化系統進一步包含一或多種過氧化物。
「當量」一詞係指所指組份相對於反應物中欲反應基團的莫耳比例。例如，於光氧化反應中，溴化合物、過氧化物或酸之當量係相對於式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)化合物X1基團之莫耳比例。等當量則代表組份相對於反應物中欲反應基團的莫耳比例兩者相同。
「催化量」一詞係指所指組份在可催化光氧化反應進行時之當量(一般而言，催化量小於等當量)，各組份之催化量係與反應物及各組份本身之性質有關。
「溴化合物」一詞係指以雙原子分子形態存在之元素溴(亦即Br2)或具有溴元素之化合物。具有溴元素之化合物可為(例如但不限於)溴化氫(HBr)、次溴酸化合物(例如HOBr)或具有式M(Br)k之金屬溴化物，其中M係選自鹼金屬或鹼土金屬之金屬離子，且k等於M之價數。
於本發明中，可用以進行光反應之溴化合物用量一般為0.05至2當量，所屬技術領域中具有通常知識者，可視實際反應需要調整其用量。例如，在本發明之一較佳實施例中，途徑A與C可於氧化系統中溴化合物當量為大於1的條件下進行，並可獲得較佳純度之產物；根據本發明之另一較佳實施例，途徑B、D與E可於氧化系統中溴化合物當量為小於等於1的條件下進行，較佳為0.05至0.8當量、更佳為0.3至0.5當量。換言之，本發明之途徑B、D與E可於氧化系統中溴化合物可為催化量(當量為小於1)的條件下進行。
「過氧化物」一詞係指包含氧-氧單鍵或過氧化物陰離子(O2 2-)之化合物。過氧化物之實例包括但不限於過氧化氫(H2O2)、過氧化鈉(Na2O2)、過氧化鉀(K2O2)、過氧化鈣(CaO2)、過氧化鎂(MgO2)、過氧化鋅(ZnO2)、過氧化鍶(SrO2)及有機過氧化物，例如過氧乙酸，或其類似物。過氧化物用量可為0.2至5當量、優選為0.5至3當量、更優選為0.8至2當量。
據此，氧化系統之實例包括Br2、Br2/H2O2、HBr/H2O2、HBr/Cl2、溴化物/酸/H2O2、溴化物/氯氣、HBr/氫鹵酸(例如HCl)、HBr/次鹵酸鹽、溴化物/酸/鹵化物鹽、溴化物鹽/酸/H2O2及溴化物/酸/次鹵酸鹽。酸較佳選自硫酸、氫氯酸、氫溴酸、硝酸、磷酸、醋酸、 氫碘酸及其任意組合。酸的用量優選為1至1.5當量。次鹵酸鹽較佳為HOBr。鹵化物鹽並無特殊限制，較佳選自NaBr、KBr、NaI、NaBr及其任意組合。
於一較佳具體實例中，氧化系統係與光照射一併使用俾提升反應速率或產率。光照射可具有約380至約760nm範圍之波長。
光氧化之溫度較佳為約-10℃與約100℃之間(但不以此為限)、更佳約0℃與約80℃之間、特佳約20℃與約80℃之間。
光氧化之反應媒介可為勻相系統或非勻相系統。「勻相系統」一詞係指一系統，在該系統中反應係在相同相中進行，諸如於兩或多種可互溶液體間進行。「非勻相系統」一詞係指一系統，在該系統中反應係在不同相間進行，例如將反應氣體充入包含其他反應劑之溶液，或於不互溶液體間進行反應。
反應媒介可為溶液或分散液，視需要可攪拌、加熱及/或迴流。用於溶液或分散液之溶劑可包含鹵化脂族烴類、鹵化芳族烴類、脂族烴類、芳族烴類、酯類、醇類、醚類、腈類溶劑、亞碸類溶劑、(N-取代)甲醯胺類溶劑、水或由上述任意組份所組成之溶劑混合物。溶劑較佳為脂族烴類(例如烷類或環烷類)、鹵化脂族烴類(例如經鹵素原子取代之烷類或環烷類)、鹵化芳族烴類、酯類、醇類、醚類(例如四氫呋喃(THF))、亞碸類溶劑(例如二甲亞碸(DMSO))、(N-取代)甲醯胺類溶劑(例如甲醯胺及二甲基甲醯胺(DMF))或其組合；且更佳為環己烷、二氯甲烷(DCM)、二氯乙烷(DCE)、乙醇、THF、DMSO、DMF或其組合。
於一具體實例中，可在途徑C之光氧化期間，由其中X1與X2兩者均代表-H之式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)形成相應之式(I)、(II)、(III)或(IV)化合物(其中G為H)，並進一步將該式(I)、(II)、(III)或(IV)化合物與氯、溴或碘化合物反應，然後水解以獲得G為-OH之終產物。
於另一具體實例中，當本發明方法所獲得之式(I)、(II)、(III)或(IV)化合物中G為鹵素(較佳為溴)時，該式(I)、(II)、(III)或(IV)化合物可在鹼的存在下分別被轉變成式(I-1)、(II-1)、(III-1)或(IV-1)化合物： 其中R1、R2、R3、L1、L2、L3、L4、t、n、m及p係如前文所述。較佳地，鹼為M(OH)k，其中M為選自鹼金屬或鹼土金屬之金屬離子，且k等於M之價數。於此具體實例中，僅產生少量的副產物，因此，於光氧化期間已和式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)化合物反應之氧化系統之溴化合物(例如HBr)，可藉由將該式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)化合物之-Br部分以該鹼(例如NaOH)之-OH部分置換，而有效地回收。
本發明之方法步驟簡單，使用較便宜且毒性較低之反應試劑，且因此相較於先前技術更具成本效益及環保。此外，本發明之方法可以一鍋化法進行，並能提供可相比或更優異之產率，因此操作變得更 為簡便且可進一步降低成本。
於多數情況下(例如，相較於反應物而言，最終產物不具有額外之溴時)，本發明氧化系統中之溴化合物於反應完成後存在於水相，因此該水相具有光氧化反應性，可再利用作為光氧化反應之氧化系統。於此態樣中，水相可直接使用或可視需要經處理後再使用。前述處理方式可例如為濃縮(例如移除水)、添加過氧化物或添加酸等。因此，本發明方法之另一優點在於可在幾乎不損耗溴化合物的情況下持續進行光氧化反應，達成節省大量原料成本與環保的功效。
此外，於較佳態樣中(特別是經由途徑C或E)，本發明製備芳基酮的方法可不添加任何額外之有機溶劑來進行反應，此對於減少反應物成本與反應廢棄物，以及增加產物產率及純度為有利的。
製備芳基酮之方法可藉由以下實例來例示，該等實例並不意欲限制本發明之範圍。
實例
實例1：2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮之合成
2-甲基-1-苯基丙-2-醇之製備
將171g(1mol)溴甲苯緩慢地添加至含36.5g(1.5mol)鎂粉之500g乾燥THF中形成第一混合物。將該第一混合物溫和地加熱至50℃並攪拌1小時，然後緩慢地添加69.7g(1.2mol)無水丙酮形成第二混合物。將第二混合物加熱迴流8小時。在降至室溫後，添加1000g之10%氫氯酸，所得之混合物然後藉由500g之二氯甲烷萃取兩次。在相分離後， 將有機層以乾燥劑(硫酸鎂)乾燥。從有機層移除乾燥劑與溶劑後，獲得產率為95%之無色液體2-甲基-1-苯基丙-2-醇。
2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮之合成
將111.8g(0.745mol)2-甲基-1-苯基丙-2-醇與56g(0.82mol)50%過氧化氫於1000g二氯乙烷中混合形成混合物。緩慢地將252g(1.5mol)氫溴酸在冰浴(0℃)下添加至該混合物中，然後藉由可見光燈(波長約400nm)照射混合物8小時形成粗產物(於有機層內)。藉由蒸發從粗產物中移除溶劑之後，獲得產率為95%之1-溴-2-甲基-1-苯基丙-2-醇。
接著，將600g水與162g(0.7mol)1-溴-2-甲基-1-苯基丙-2-醇混合。在100℃下攪拌混合物1小時然後冷卻至室溫。緩慢地將76g(1.11mol)之50%過氧化氫在冰浴下添加至混合物中，然後藉由可見光燈(波長約400nm)照射混合物6小時形成粗產物(於有機層內)。以DCE與滷水萃取粗產物並蒸發移除溶劑後，獲得產率為82%之2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(沸點：102-103℃/4mmHg)。
實例2：合成2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮之一鍋化法
將112g(0.745mol)2-甲基-1-苯基丙-2-醇與127g(1.86mol)之50%過氧化氫於1000g DCE中混合形成混合物。在60℃下緩慢地添加63g(0.373mol)氫溴酸至該混合物中，然後藉由可見光燈(波長約400nm)照射混合物12小時形成粗產物(於有機層內)。以DCE與滷水萃取粗產物並蒸發移除溶劑後，獲得產率為85%之2-羥基-2-甲基-1-苯 基丙-1-酮(沸點：102-103℃/4mmHg)。
實例3：(1-羥基環己基)-苯基-酮之合成
1-芐基環己-1-醇之製備
將171g(1mol)溴甲苯緩慢地添加至含36.5g(1.5mol)鎂粉之500g乾燥THF中形成第一混合物。將該第一混合物溫和地加熱至60℃並攪拌1小時，然後緩慢地添加117.8g(1.2mol)無水環己酮形成第二混合物。將第二混合物加熱迴流8小時。在降至室溫後，添加1000g之10%氫氯酸，所得之混合物然後藉由500g之二氯甲烷萃取兩次。相分離後，將有機層以乾燥劑(硫酸鎂)乾燥。從有機層移除乾燥劑與溶劑後，獲得產率為90%之無色液體1-芐基環己-1-醇。
(1-羥基環己基)-苯基-酮之合成
將141.8g(0.745mol)1-芐基環己-1-醇與56g(0.82mol)50%過氧化氫於1000g DCE中混合形成混合物。緩慢地將252g(1.5mol)氫溴酸在冰浴下添加至該混合物中，然後藉由可見光燈(波長約400nm)照射混合物8小時形成粗產物。藉由蒸發從粗產物中移除溶劑之後，獲得產率為92%之(1-羥基環己基)芐基溴。
接著，將600g水與188g(0.7mol)(1-羥基環己基)芐基溴混合。在100℃下攪拌混合物1小時然後冷卻至室溫。緩慢地將76g(1.11mol)之50%過氧化氫在冰浴下添加至混合物中，然後藉由可見光燈(波長約400nm)照射混合物6小時形成粗產物(於有機層內)。以DCE與滷水萃取並蒸發移除溶劑後，獲得產率為65%之(1-羥基環己基)-苯基-酮(沸點：175℃/15mmHg)。
實例4：2-甲基-1-苯基-丙-1-酮之合成
將53g(0.78mol)之50%過氧化氫在冰浴下緩慢地添加至於1000g之DCE中100g(0.745mol)異丁基苯與251g(1.49mol)氫溴酸之混合物中。藉由可見光燈(波長約400nm)照射所獲得之混合物8小時。使混合物靜置足夠時間產生彼此分離之有機層與水相層後，藉由蒸發從有機層移除溶劑，獲得產率為95%之(1-溴-2-甲基丙基)苯。
接著，將600g水與149g(0.7mol)之如上製備的(1-溴-2-甲基丙基)苯混合。在100℃下攪拌混合物1小時然後冷卻至室溫。緩慢地將76g(1.11mol)之50%過氧化氫在冰浴下添加至混合物中，然後藉由可見光燈(波長約400nm)照射混合物6小時形成粗產物(於有機層內)。以DCE與滷水萃取並蒸發移除溶劑後，獲得產率為80%之2-甲基-1-苯基-丙-1-酮(沸點：217℃)。
實例5：合成2-甲基-1-苯基-丙-1-酮之一鍋化法
將127g(1.86mol)之50%過氧化氫在60℃下緩慢地添加至於1000g之DCE中100g(0.745mol)異丁基苯與63g(0.373mol)氫溴酸之混合物中，然後藉由可見光燈(具有波長約400nm)照射混合物12小時形成粗產物(於有機層內)。以DCE與滷水萃取並蒸發移除溶劑後，獲得產率為70%之2-甲基-1-苯基-丙-1-酮(沸點：217℃)。
實例6：合成α-側氧基-苯乙酸甲酯之一鍋化法
將68g(1mol)之50%過氧化氫在60℃下緩慢地添加至100g(0.667mol)2-苯乙酸甲酯與33.7g(0.2mol)氫溴酸中，然後藉由可見光燈(波長約400nm)照射混合物12小時形成粗產物(於有機層內)。以DCE與滷水萃取並蒸發移除溶劑後，獲得產率為75%之α-側氧基-苯乙酸甲酯(沸點：246-248℃)。
實例7：2-羥基-1-[4-[4-(2-羥基-2-甲基丙醯基)苯基]苯基]-2-甲基-丙-1-酮之合成
步驟1：將82g(1.2mol)之50%過氧化氫在冰浴下緩慢地添加至於1000gDCE中100g(0.55mol)4,4'-二甲基-1,1'-聯苯與370g(2.2mol)氫溴酸之混合物中，然後藉由可見光燈(波長約400nm)照射混合物12小時形成粗產物(於有機層內)。藉由蒸發從粗產物移除溶劑後，獲得產率為75%之4,4'-雙(溴甲基)-1,1'-聯苯。
步驟2：將340g(1mol)4,4'-雙(溴甲基)-1,1'-聯苯緩慢地添加至含73g(3mol)鎂粉之1000g乾燥THF中形成第一混合物。將該第一混合物溫和地加熱至50℃並攪拌1小時，然後緩慢地添加139g(2.4mol)無水丙酮形成第二混合物。將第二混合物加熱迴流8小時。在降至室溫後，添加1000g之10%氫氯酸至第二 混合物，然後藉由500g之二氯甲烷萃取兩次。相分離後，將有機層以乾燥劑(硫酸鎂)乾燥。從有機層移除乾燥劑與溶劑後，獲得產率為80%之黃色固體產物1,1'-([1,1'-聯苯]-4,4'-二基)雙(2-甲基丙-2-醇)。
步驟3：將252g(1.5mol)氫溴酸在冰浴下緩慢地添加至含222g(0.745mol)1,1'-([1,1'-聯苯]-4,4'-二基)雙(2-甲基丙-2-醇)與56g(0.82mol)之50%過氧化氫之1000g之DCE中。藉由可見光燈(波長約400nm)照射所獲得之混合物8小時。藉由蒸發從粗產物移除溶劑之後，獲得產率為90%之1,1'-([1,1'-聯苯]-4,4'-二基)雙(1-溴-2-甲基丙-2-醇)。
步驟4：將1280g水與319g(0.7mol)之1,1'-([1,1'-聯苯]-4,4'-二基)雙(1-溴-2-甲基丙-2-醇)混合，在100℃下攪拌混合物1小時然後冷卻至室溫。緩慢地將76g(1.11mol)之50%過氧化氫在冰浴下添加至混合物中，然後藉由可見光燈(波長約400nm)照射混合物6小時形成粗產物(於有機層內)。藉由蒸發從粗產物移除溶劑後，獲得產率為70%之2-羥基-1-[4-[4-(2-羥基-2-甲基丙醯基)苯基]苯基]-2-甲基-丙-1-酮(沸點：517℃)。
實例8：1,1'-(氧基雙(4,1-伸苯基))雙(2-羥基-2-甲基-丙-1-酮)之合成
步驟1：將82g(1.2mol)之50%過氧化氫在冰浴下緩慢地添加至於1000g之DCE中109g(0.55mol)4,4'-氧基雙(甲基苯)與370g(2.2mol)氫溴酸之混合物中，然後藉由可見光燈(波長約 400nm)照射所獲得之混合物12小時形成粗產物(於有機層內)。藉由蒸發從粗產物移除溶劑後，獲得產率為65%之4,4'-氧基雙((溴甲基)苯)。
步驟2：將356g(1mol)4,4'-氧基雙((溴甲基)苯)緩慢地添加至含73g(3mol)鎂粉之1000g乾燥THF中形成第一混合物。將該第一混合物溫和地加熱至50℃並攪拌1小時，然後緩慢地添加139g(2.4mol)無水丙酮形成第二混合物。將第二混合物加熱迴流8小時。在降至室溫後，添加1000g之10%氫氯酸至第二混合物，然後藉由500g之二氯甲烷萃取兩次。相分離後，將有機層以乾燥劑(硫酸鎂)乾燥。從有機層移除乾燥劑與溶劑後，獲得產率為85%之黃色固體產物1,1'-(氧基雙(4,1-伸苯基))雙(2-甲基丙-2-醇)。
步驟3：將252g(1.5mol)氫溴酸在冰浴下緩慢地添加至於1000g之DCE中之234g(0.745mol)1,1'-(氧基雙(4,1-伸苯基))雙(2-甲基丙-2-醇)與56g(0.82mol)之50%過氧化氫中。藉由可見光燈(波長約400nm)照射混合物8小時形成粗產物(於有機層內)。藉由蒸發從粗產物移除溶劑之後，獲得產率為90%之1,1'-(氧基雙(4,1-伸苯基))雙(1-溴-2-甲基丙-2-醇))。
步驟4：將1320g水與330g(0.7mol)之1,1'-(氧基雙(4,1-伸苯基))雙(1-溴-2-甲基丙-2-醇))混合，在100℃下攪拌混合物1小時然後冷卻至室溫。緩慢地將76g(1.11mol)之50%過氧化氫在冰浴下添加至混合物中，然後藉由可見光燈(波長約400nm)照射混合物6小時形成粗產物(於有機層內)。藉由蒸發從粗產物移除溶劑後，獲得產率為75%之1,1'-(氧基雙(4,1-伸苯基))雙(2-羥基-2-甲基-丙-1-酮)(沸點：502-504℃)。
實例9：1,1'-(丙烷-2,2-二基雙(4,1-伸苯基))雙(2-羥基-2-甲基-丙-1-酮) 之合成
步驟1：將82g(1.2mol)之50%過氧化氫在冰浴下緩慢地添加至於1000g之DCE中123g(0.55mol)4,4'-(丙烷-2,2-二基)雙(甲基苯)與370g(2.2mol)氫溴酸之混合物，然後藉由可見光燈(波長約400nm)照射所獲得之混合物12小時形成粗產物(於有機層內)。藉由蒸發從粗產物移除溶劑後，獲得產率為85%之4,4'-(丙烷-2,2-二基)雙((溴甲基)苯)。
步驟2：將382g(1mol)4,4'-(丙烷-2,2-二基)雙((溴甲基)苯)緩慢地添加至含73g(3mol)鎂粉之1000g乾燥THF中形成第一混合物。將該第一混合物溫和地加熱至50℃並攪拌1小時，然後緩慢地添加139g(2.4mol)無水丙酮形成第二混合物。將第二混合物加熱迴流8小時。在降至室溫後，添加1000g之10%氫氯酸，然後藉由500g之二氯甲烷萃取兩次。相分離後，將有機層以乾燥劑(硫酸鎂)乾燥。從有機層移除乾燥劑與溶劑後，獲得產率為85%之黃色固體產物1,1'-(丙烷-2,2-二基雙(4,1-伸苯基))雙(2-甲基丙-2-醇)。
步驟3：將252g(1.5mol)氫溴酸在冰浴下緩慢地添加至於1000gDCE中之253g(0.745mol)1,1'-(丙烷-2,2-二基雙(4,1-伸苯基))雙(2-甲基丙-2-醇)與56g(0.82mol)之50%過氧化氫。藉由可見光燈(波長約400nm)照射混合物8小時形成粗產物(於有機層內)。藉由蒸發從粗產物移除溶劑之後，獲得產率為 90%之1,1'-(丙烷-2,2-二基雙(4,1-伸苯基))雙(1-溴-2-甲基丙-2-醇)。
步驟4：將1396g水與349g(0.7mol)之1,1'-(丙烷-2,2-二基雙(4,1-伸苯基))雙(1-溴-2-甲基丙-2-醇)混合，在100℃下攪拌混合物1小時然後冷卻至室溫。將76g(1.11mol)之50%過氧化氫在冰浴下緩慢地添加至混合物中，然後藉由可見光燈(波長約400nm)照射混合物6小時形成粗產物(於有機層內)。藉由蒸發從粗產物移除溶劑後，獲得產率為85%之1,1'-(丙烷-2,2-二基雙(4,1-伸苯基))雙(2-羥基-2-甲基-丙-1-酮)(沸點：574℃)。
實例10：2-甲基-1-苯基-丙-1-酮之合成
在冰浴下將17.8g(0.1mol)(1-乙氧基-2-甲基-丙基)苯與17g(0.1mol)氫溴酸及20g環己烷混合，然後將7g(0.1mol)之50%過氧化氫緩慢地添加至混合物中。接著藉由可見光燈(波長約400nm)照射混合物3小時。將有機層從混合物中分離出來，並進一步以10g水萃取。收集經萃取之有機層並濃縮至乾燥而提供12g之2-甲基-1-苯基-丙-1-酮(產率80%)(沸點：217℃)。
實例11：苯基-[4-(苯甲醯基)環己基]-酮之合成
步驟1：將143g(2.1mol)之50%過氧化氫在冰浴下緩慢地添加至含264g(1mol)1,4-二芐基環己烷(來自施瑞科技(3B Scientific Corporation))、674g(4mol)氫溴酸與500g環己烷之第一混合物中以形成第二混合物，然後藉由可見光燈(波長約400 nm)照射第二混合物8小時。將有機層與水相層分離後並進一步以100g水萃取。收集經萃取之有機層並濃縮至乾燥而提供316g之1,4-雙(α-溴芐基)-環己烷(產率80%)(沸點：217℃)。
步驟2：將步驟1所獲得之316g(0.75mol)之1,4-雙(α-溴芐基)-環己烷與2532g水混合並加熱至迴流8小時形成第三混合物。冷卻至室溫後藉由過濾將水移除。剩餘固體與250g環己烷及126g(0.75mol)氫溴酸在冰浴下混合形成第四混合物。將106g(1.55mol)之50%過氧化氫緩慢地添加至第四混合物形成第五混合物，並藉由可見光燈(波長約400nmn)照射第五混合物8小時。將有機層與水相層分離後並進一步以100g水萃取。收集經萃取之有機層並濃縮至乾燥而提供175g之苯基-[4-(苯甲醯基)環己基]-酮(產率80%)(沸點：437℃)。
前述揭示內容係關於詳細的技術內容與其發明特徵。技術領域中具有通常知識者，在不偏離本發明之特徵下，可基於本發明所揭示之內容及建議，進行各種修改及替換。雖然此類修改與替換並未完全於前述文字中揭露，儘管如此，該等內容仍實質由隨附之申請專利範圍所涵蓋。

Claims (17)

  1. 一種製備式(I)、(II)、(III)或(IV)化合物之方法： 其包括使相應之式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)化合物： 在包含至少一溴化合物之氧化系統存在下進行光氧化，其中X1代表-H或鹵素；X2代表-H、-OH、硝基、-N(R4)2、-NHR4、-R4、-OR4、-NR4OH、-ONHR4、具有一或兩個選自N、O及S之雜原子且其中至少一個雜原子為N的經氮連接的5員或6員雜環基、-Si(R4)3、-OSi(R4)3、-P(R4)2、-P(=O)(OR4)2或-P(=O)(R4)2；R1與R2係獨立地代表烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、胺基、醯胺基或包含磷、氧、氮或矽中至少一者之有機基團部分，或者R1與R2及與其所連接之碳原子一起形成「-C=O」基團或環結構；R3代表H、烷基、環烷基、芳基、雜芳基、胺基或醯胺基；t代表1至5之整數；G代表-H、鹵素、-OH、硝基、-N(R4)2、-NHR4、-R4、-OR4、-NR4OH、-ONHR4、具有一或兩個選自N、O及S之雜原子且其中至少一個雜原子為N的經氮連接的5員或6員雜環基、-Si(R4)3、-OSi(R4)3、-P(R4)2、-P(=O)(OR4)2或-P(=O)(R4)2；R4代表烷基或芳基；n、m與p係獨立地代表2至6之整數；L1代表n價連接基團；L2代表m價連接基團；且L3與L4代表p價連接基團且彼此可相同或不同，或者L3與L4及與其所連接之碳原子一起形成p價連接基團。
  2. 如請求項1之方法，其中該式(II)化合物具有式(II')、(II")或(II''')： 其中R1、R2、G、L1與n具有如請求項1中所給定之定義。
  3. 如請求項1之方法，其中X1為H且X2為-OH或-OR4。
  4. 如請求項1之方法，其中X1為H且X2不為-OH或-OR4。
  5. 如請求項1之方法，其中R1與R2獨立地代表C1-3烷基，或者R1與R2及與其所連接之碳原子一起形成C3-8環烷基；且G為-Br或-OH。
  6. 如請求項1之方法，其中R3為氫。
  7. 如請求項1之方法，其中該氧化系統進一步包含一或多種選自下列之過氧化物：過氧化氫(H2O2)、過氧化鈉(Na2O2)、過氧化鉀(K2O2)、過氧化鈣(CaO2)、過氧化鎂(MgO2)、過氧化鋅(ZnO2)、過氧化鍶(SrO2)、有機過氧化物及其組合。
  8. 如請求項1之方法，其中該溴化合物係選自Br2、HBr、HOBr及M(Br)k，其中M係選自鹼金屬或鹼土金屬之金屬離子，且k等於M之價數。
  9. 如請求項1之方法，其中該氧化系統係選自Br2、Br2/H2O2、HBr/H2O2、HBr/Cl2、溴化物/酸/H2O2、溴化物/氯氣、HBr/氫鹵酸、HBr/次鹵酸鹽、溴化物/酸/鹵化物鹽、溴化物鹽/酸/H2O2及溴化物/酸/次鹵酸鹽，且其中酸係選自硫酸、氫氯酸、氫溴酸、硝酸、磷酸、醋酸、氫碘酸及其任意組合。
  10. 如請求項3之方法，其中式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)化合物係藉由有機金屬反應獲得。
  11. 如請求項10之方法，其中該有機金屬反應係藉由將式(IX)之化合物：與式(X)化合物：R1C(=O)R2 (X)在鎂、鋅或錫存在下進行反應以形成式(V)之化合物，其中R1、R2、R3及t之定義係如請求項1所界定者，且X為鹵素。
  12. 如請求項1之方法，其中式(V)、(VI)、(VII)或(VIII)化合物中X1與X2為-H，且式(I)、(II)、(III)或(IV)化合物中G為H。
  13. 如請求項12之方法，其中該G為H之式(I)、(II)、(III)或(IV)化合物進一步與氯、溴或碘化合物反應，並水解成G為-OH之式(I)、(II)、(III)或(IV)化合物。
  14. 如請求項1之方法，其中G為鹵素，且式(I)、(II)、(III)及(IV)化合物在鹼的存在下分別轉變成式(I-1)、(II-1)、(III-1)或(IV-1)化合物： 其中R1、R2、R3、L1、L2、L3、L4、t、n、m及p係如請求項1所描述者。
  15. 如請求項1之方法，其中該連接基團L1、L2、L3及L4係獨立地為直接鍵；胺；醯胺；二價、三價、四價、五價或六價脂族或芳族基團；或者為包含至少一個S、P、O、N或Si原子之二價、三價、四價、五價或六價有機基團。
  16. 如請求項1之方法，其為一鍋化法。
  17. 如請求項1之方法，其中X1為鹵素。
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