醚类化合物的制备
【专利说明】醚类化合物的制备
[0001] 本发明涉及经由至少醇（I)和醇（II)的反应，任选地使用催化剂X，制备醚化合物 的方法，其中醇（I)和醇（II)当混合在一起时形成一种双相液体体系；该方法包括至少以 下步骤：a)通过使用纳米尺寸的两亲性固体颗粒作为稳定物质产生醇（I)/醇（II)乳液； 任选地包含催化剂X ;b)通过设置温度进行该醚化合物的反应，并且c)分离该醚化合物。 现有技术
[0002] 化学反应很经常涉及不混溶的反应物，如具有两个不相容的相，疏水相和亲水相。 为了解决这个可混性问题，可以使用一种共溶剂。然而，合成之后此溶剂必须去除。
[0003] -种帮助反应物接触而无需任何溶剂的方式是乳化这两种反应物以便产生更多 的反应界面。然而，强烈的搅拌和加热有时不会产生足够的反应性界面。一种帮助稳定该 乳液的方式是使用一种乳化剂，但是即使所涉及的量相比于反应物是相当低的，在合成之 后仍然存在分离问题并且然后需要一个另外的化学步骤。
[0004] 在表面活性剂合成的特殊情况下，产物本身可以用作乳化剂。然而，均匀化该混合 物所需要的量是不可忽略的并且不利于产量和生产率。
[0005] 如果乳液不是很特别的，存在若干实例，包括工业方法，其中合成是在这些特定的 条件下进行，如用乳液聚合来制备聚合物。在1950年Horner和Truter发表在Nature [自 然杂志](自然杂志165, 771)中，当反应是在乳液中进行时，羊毛蜡水解动力学得到改善。 Jacobson等人在1999年报告了使用由表面活性剂稳定的水/二氧化碳乳液的增强的催化 反应性以及分离（J. Am. Chem. Soc.[美国化学会志]，1999,121，11902-11903)
[0006] 由颗粒稳定的乳液自20世纪初被报道，它也被称为皮克林乳液（Pickering emulsion)，皮克林乳液是自 Pickering，S. U.，1907 年，J. Chem. Soc.[英国化学会志]，91， 第 2001-2021 页已知的。Aveyard 等人在 Colloid and Interface Science [胶体与界面科 学进展]100-102 (2003) 503-546发表了一篇很好的综述。大多数关于皮克林乳液的学术是 在水/油系统中进行的。
[0007] Binks 等人（Phys. Chem. Chem. Phys.[物理化学化学物理杂志]，2000, 2， 2959-2967)研宄了非水相类型的溶剂对甲苯/溶剂皮克林乳液的影响。这是提及非水极性 体系的少见的论文之一。作者已经制备了甲苯与不同的其他液体（包括甲酰胺、甘油和乙 二醇）的乳液，然而使用后两种液体（特别是甘油）不能得到乳液。
[0008] Yang等人(Applied CMalysis A :General[应用催化A辑:总论]382 (2010) 131-137)证明 在水的存在下，有可能在醇/水界面进行醇与固体催化剂的选择性有氧氧化。Resasco等 人（Science [科学杂志]卷 3272010 和 Adv. Synth. Catal.[高等合成与催化]2010, 352， 2359-2364)提及"在特定的水/油界面催化反应的固体纳米颗粒（Solid Nanoparticles that Catalyze Reactions at the specific Water/0il Interface) "。他们关注的反应 是一种相转移反应，其中反应物是在水滴中并将该反应的产物转移到油相中从而允许增加 转化率。
[0009] 所有的这些参考文献涉及使用颗粒用于始终使用水稳定两种溶剂的乳液。因而对 于开发一种允许进行涉及一种具有疏水相和亲水相的介质的反应合成，而无需存在共溶剂 或表面活性剂的新方法存在一种需要。
【发明内容】
[0010] 看来现在有可能通过涉及两种不混溶的醇（当混合在一起时通常形成一种双相 液体体系）的反应；通过使用纳米尺寸的两亲性固体颗粒（值得注意地在表面处包括亲水 性和疏水性官能团）来产生一种化合物。此种合成反应可以在没有共溶剂或表面活性剂的 存在下进行。
[0011] 然后本发明涉及经由至少醇（I)和醇（II)的反应，任选地使用催化剂X，生产至少 醚化合物的方法，其中醇（I)和醇（II)当混合在一起时形成一种双相液体体系；该方法包 括至少以下步骤：
[0012] a)通过使用纳米尺寸的两亲性固体颗粒作为稳定物质产生醇（I)/醇（II)乳液； 任选地包含催化剂X ;
[0013] b)通过设置温度进行该醚化合物的反应，并且
[0014] c)分离该醚化合物。
[0015] 此种纳米尺寸的两亲性固体颗粒可以在合成之后很容易地除去，值得注意地通过 离心，通过过滤絮凝，而无需涉及共溶剂或表面活性剂的复杂的分离。此外，所述固体颗粒 可以容易地从该液体系统中被分离和再利用。
[0016] 本发明的方法值得注意地允许进行该反应，值得注意地通过控制一些参数，例如 像液滴的大小，提尚反应广率和/或反应的选择性。
[0017] 一般来说，发生相分离是因为这两种液体之间的界面张力是高的。减小此界面张 力的一种方式是通过吸附一个物体来改变此界面。最常用的物体是表面活性剂分子。
[0018] 由颗粒稳定的乳液依赖于以下事实，一旦颗粒被吸附在界面处，经常难以将其除 去。除去所吸附的颗粒的必要的能量ΛΕ是由以下表达式给出的：
[0019] ΔΕ = π r2yhe(l土 cos Θ he)2
[0020] 其中：r是颗粒半径，yhe是这两种液体之间的界面张力并且Θ he是在相之一中的 颗粒的接触角。
[0021] 从这个表达式，可以看出吸附能高度取决于颗粒半径及其可润湿性。
[0022] -个"亲水性"分子或一个分子的"亲水性"部分是具有与水和其他极性物质相互 作用或被水和其他极性物质溶解的倾向的那种。
[0023] -个"疏水性"分子或一个分子的"疏水性"部分是被大量水和其他极性物质排斥 的那种。
[0024] "两亲性"是描述一种具有亲水性和疏水性特性两者的化学化合物的术语。此种化 合物被称为两亲的或两性的。
[0025] "乳液"是由一种第一液体在由一种第二液体构成的相中而构成的悬浮液，其中该 第一液体与该第二液体是不可混溶的。然后获得了在一个连续相内的一个不连续相。
[0026] 如在此所用的烷基是指直链或支链的饱和脂肪族烃。如在此所用的芳基是指 6_碳单环或10-碳双环芳香族环系统，其中每个环的0、1、2、3、或4个原子被一个取代基取 代。芳基基团的实例包括苯基、萘基以及类似物。术语"芳基烷基"或术语"芳烷基"是指 被一个芳基取代的烷基。术语"芳基烷氧基"是指被芳基取代的烷氧基。如在此所用的烯 基是指直链或支链的、非环状或环状的、饱和的脂肪族烃。如在此所用的烷氧基是O-烷基， 其中烷基是如上所定义的。
[0027] 如前面所定义的，醇（I)和醇（II)当混合在一起时形成一种双相液体体系。本领 域的普通技术人员然后完全能够定义在本发明中使用的一对醇（I)和醇（II)。
[0028] 完全有可能根据以下方案P来评价醇（I)和醇（II)的不混溶性：将50%体积的醇 (I)和50 %体积的醇（II)共混在一起并设置高于醇（I)或醇（II)的最高熔点5°C的温度 T，并在大气压力下。将该共混物搅拌5分钟并沉降30分钟。作为在本方案P中使用的温 度T的实例，当使用甘油（熔点为18°C )和十二烷醇（熔点为24°C )时，则测试温度T为 29。。。
[0029] 醇⑴或（II)可以是提供至少一个羟基官能团的任何种类的脂肪族或芳基醇。这 些醇可以是伯醇或仲醇。
[0030] 醇⑴值得注意地可以是一种亲水性醇。
[0031] 根据本发明的亲水性醇（I)优选是根据以下表达式的具有值P < 1的一种醇：
[0032] P =[醇（I)]辛醇/ [醇（I)]非离子水
[0033] 化合物的储备溶液是在用正辛醇预饱和的水或用水预饱和的正辛醇中制备的。此 储备溶液的浓度在它用于分配系数的测定中之前是精确已知的。在一个分离烧瓶中，向给 定体积的此溶液中加入完全相同体积的另一种溶剂（对应地为用水预饱和的正辛醇或用 正辛醇预饱和的水）。加入之后，将该烧瓶用手摇动30秒。两相分离之后，测定每一个相中 的化合物浓度。这可以通过采用这两相的每一个的一个等分部分并通过所选择的程序对它 们进行分析来完成。应计算在这两相中存在的物质的总量并与最初引入的物质的量进行比 较。然后根据上述等式计算分配系数P。
[0034] 本发明的亲水性醇（I)值得注意地可以是具有如下化学式（I)的化合物：
[0035] R1(OH)P (I)
[0036] 其中R1代表该醇的骨架部分，p是从1至20范围内的整数。
[0037] R1可代表烷基、芳基、烯基或烷氧基基团，值得注意地包含1至3000个碳原子。基 团R1可以包含一个或若干个杂原子如0或N。此外，优选R 1代表甘油的骨架部分，其中p为 3〇
[0038] 在一个第一实施例中，亲水性醇（I)值得注意地可以是一种（聚）甘油，定义为在 羟基残基处通过醚键键合在一起的单体甘油（即H0CH 2CH(0H)CH20H)组成的一种低聚和/ 或聚合链。
[0039] 优选具有2至6个羟基基团的醇（I)的具体实例可以包括乙二醇、二乙二醇、聚乙 二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，8-