专利名称：表面活性剂启动的过渡金属催化的化学的制作方法
技术领域：
本发明提供了使用如在此披露的表面活性剂(或“增溶剂”)用于完成多种过渡金属催化的化学反应的组合物和方法，并且包括像例如生育酚聚乙二醇750-Me琥珀酸酯(TPGS-M-PEG-750)这样的表面活性剂。
背景技术：
上溯至二十世纪五十年代由柯达(Kodak)对TPGS系列的表面活性剂进行了说明 (Cawley, et al.，US 2，680，749)。然而，从未研究过这些琥珀酸酯/盐类表面活性剂在水中在合成化学中的用途(例如用于“绿色”化学)。相关表面活性剂(聚氧乙烷基-生育酚基癸二酸酯(癸二酸聚氧乙烧基-生育酹基酯,polyoxyethanyl-tocopheryl sebacate) (PTS))的用途是已知的，并且已经在多种水性反应中被研究。Lipshutz et al. , Organic Letters，2008，10:3793-3796;Lipshutz et al.，Organic Letters,2008，10:1333-1336，Lipshutzet al. , Organic Letters, 2008, 10:1329-1332, Lipshutz et al. , Organic Letters, 2008，10:1325-1328;Lipshutz，et al. , Advanced Synthesis & Catalysis，2008，350:963-956;以及 Lipshutz，et al.，Organic Letters，2008，10:5329-5332。然而，对于可以有利地用于广泛多样化学中的表面活性剂仍然存在需要。特别地是鉴别可以变得经济得多、并且通常产生更良好的反应效率的表面活性剂的问题。本发明解决了这些问题，以及其他的相关问题。
发明内容
在未公开的工作中，已经研究了数种表面活性剂，例如在TPGS系列中的那些，在室温下(rt)在水中在多种化学反应中寻找良好的反应效率。这是非常显而易见的，假定所有可能性(不同的PEG、Μ-PEG、以及它们在粘度、水中的溶解度、HLB值、和粒度方面相关的改变)(如果有的话)可以一致地与现在可商购的其他表面活性剂一样好或比它们更好。在一个实施方案中，我们发现TPGS-M-PEG-750 (是指由外消旋维生素E，一种琥珀酸酯/盐(4碳，二羧酸)接头，以及PEG-750单甲基醚(M-PEG-750)制造的非对称性二酯)对于宽范围的常规交叉偶联反应和复分解反应显示一致地非常良好的作用。一个特别的优点是该表面活性剂的生产是经济的，假定它的组分的成本、所有商业项目是低廉的。此外，对于PEG单甲基醚而言，TPGS-M-PEG-750仅包含一个可能的可以反应的末端，由此消除了多种PEG相关副产物的选项。最初的柯达合成没有遵循沿着推理的这些线路；实际上，最初的TPGS-1000不是用M-PEG-1000制造的。此外，最初柯达合成使用远比当今易于得到的外消旋维生素E贵得多的天然维生素E。在制备TPGS-M-PEG-750的方法中出现第三主要差异，其中维生素E的使用效率(与迄今为止任何文献路径都不同)是极其高的。这显著改善了得到的表面活性剂的成本和质量(即，杂质曲线图)两者。与其他途径(例如，使用聚氧乙烷基-生育酚基癸二酸酯(PTS))相比较在许多化学反应中使用TPGS-M-PEG-750是非常有利的。在此，产率同样好、或更好，而在考虑到制造表面活性剂的成本方面，经济性是远更为吸引人的。其他可商购的表面活性剂有时可以给出类似的以及甚至更优异的转化水平以及得到的产率(例如，Brij (布里杰)催化剂，具体地Brij-30和Brij-35 ;参见实施例；参见下文)，并且在此通过引用包括在这种技术中，虽然这些的一般原则不匹配TPGS-M-PEG-750。可以在绿色条件下(即在水中在室温下，无有机溶齐U，并且没有由于加热或冷却引起的能量消耗)完成利用本发明组合物和方法的交叉偶联反应、复分解反应以及其他有工业价值的反应，通过保护环境它们提供了显著的社会效益。
因此，一方面，本发明提供了一种混合物，包括(a)水，(b)—种过渡金属催化剂，以及(C)具有下式的一种增溶剂Y1-L1-Z其中Z是天然的或合成的α -生育酚，并且Y1-L1-具有下式
又K
X (CH2)^ 'O彳尸Y7其中η是选自1-14的整数，k是选自1_250的整数，并且Y7选自H和甲基，其条件是如果Y7是H并且η是8，则k不是选自13-15的整数；以及如果Y7是H并且η是2，则k不是选自21-24的整数。在其他实施方案中，该表面活性剂是TPGS-M-PEG-750。一方面，本发明提供了一种在水性溶剂中完成过渡金属介导的键形成的方法，该方法包括在适合于在该偶联底物的一个第一原子与选自(i)偶联底物和(ii)偶联配偶体的一个成员的一个第二原子之间形成键的条件下使偶联底物与本发明的一种混合物相接触。在其他实施方案中，该键是基于选自下面的机理形成的烯烃交联复分解反应、闭环复分解反应、菌头偶联反应(Sonogashira coupling)、赫克偶联反应(Heckcoupling)、游离烯丙醇的直接氨基化反应、与烯丙醚的氨基化反应、C-H活化反应(Fujiwara-Moritani反应以及相关的偶联反应)、铃木-宫浦偶联反应(Suzuki-Miyauracoupling)、C-H活化反应/芳基化反应/杂芳基化反应以及相关的偶联反应、布赫瓦尔德-哈特维希氨基化反应(Buchwald-Hartwig amination)、有机锌介导的交叉偶联反应、芳环的硼基化反应(borylation)以及烯丙醚的烯丙基甲硅烷基化反应。在另一个实施方案中，提供了一种混合物，包括(a)以该混合物的至少l%wt/wt的量的水；(b) —种过渡金属催化剂；以及(C)选自由下面各项构成组中的一种或多种增溶剂具有8-18的亲水亲油平衡值(HLB)、7-9的HLB、8_12的HLB或13-15的HLB的增溶剂，或具有下式的增溶剂Y1-L1-Z其中Z是天然的或合成的α -生育酚，或泛醇部分或包含共价结合催化剂的泛醇部分，
并且Y1-L1-具有下式
权利要求
1.一种混合物，包括 (a)以所述混合物的至少l%wt/wt的量的水； (b)一种过渡金属催化剂；以及 (c)一种或多种选自由具有8-18的亲水亲油平衡值(HLB)、7-9的HLB、8_12的HLB、或13-15的HLB的增溶剂，或具有下式的增溶剂组成的组中的增溶剂Y1-L1-Z 其中Z是天然的或合成的α -生育酚、或泛醇部分， 并且Y1-L1-具有下式 11N 7k , 其中n是选自1-14的整数， k是选自1-250的整数，并且 Y7选自H和甲基、或增溶剂的混合物； 其条件是如果Y7是H且η是8，则k不是选自13-15的整数；以及如果Y7是H且η是2，则k不是选自21-24的整数。
2.如权利要求I所述的混合物，其中所述过渡金属催化剂选自有机钯或有机镍试剂、有机铜或有机金试剂、有机铑或有机铱络合物、或有机钌试剂、有机铁试剂、或有机锇试剂，其中所述催化剂能够促进交叉偶联反应，或特征为被这些金属催化的其他反应，从而形成碳-碳、碳-杂原子或碳-氢键。
3.如权利要求I或2所述的混合物，其中Y7是甲基。
4.如权利要求3所述的混合物，其中所述增溶剂选自由下面各项组成的组中泊洛沙姆188、聚山梨醇酯80、聚山梨醇酯20、Vit E-TPGS,Solutol HS 15、PEG_40氢化蓖麻油(克列莫佛RH40)、PEG-35蓖麻油(克列莫佛EL)、PEG-8-甘油基辛酸酯/癸酸酯(Labrasol)、PEG-32-甘油基月桂酸酯(Gelucire 44/14)、PEG-32-甘油基棕榈酸硬脂酸酯(Gelucire50/13)、聚山梨酯85、聚甘油基-6- 二油酸酯(Caprol MPG0)、高和低HLB乳化剂的混合物、去水山梨糖醇单油酸酯(司盘80)、Capmul MCM、Maisine 35_1、单油酸甘油酯、单亚油酸甘油酯、PEG-6-甘油基油酸酯(Labrafil M 1944CS)、PEG-6-甘油基亚油酸酯(Labrafil M2125CS)、油酸、亚油酸、丙二醇单辛酸酯(例如，Capmul PG-8或Capryol 90)、丙二醇单月桂酸酯(例如，Capmul PG-12 或 Lauroglycol 90)、聚甘油基 _3 二油酸酯(Plurol OleiqueCC497)、聚甘油基-3 二异硬脂酸酯(Plurol Diisostearique)、具有和不具有胆汁盐的卵磷脂、以及具有式Y1-L1-Z的增溶剂；或它们的组合。
5.如权利要求I所述的混合物，其中所述过渡金属催化剂包括所述混合物的小于5摩尔％、小于3摩尔％或小于2摩尔％。
6.如权利要求I所述的混合物，进一步包括(i)一种偶联底物以及(ii)一种偶联配偶体。
7.如权利要求6所述的混合物，其中水是唯一的溶剂。
8.如权利要求6或7所述的混合物，其中所述偶联底物选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基以及取代或未取代的杂芳基；并且其中所述偶联配偶体选自H、取代或未取代的胺基、取代或未取代的甲硅烷、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基以及取代或未取代的杂芳基。
9.如权利要求6-8中任一项所述的混合物，其中所述偶联底物是取代的或未取代的烯烃、取代或未取代的炔烃、取代或未取代的烯炔、取代或未取代的烯酮或烯酸酯或取代或未取代的炔酮或炔酸酯。
10.如权利要求6-9中任一项所述的混合物，其中所述偶联底物选自取代或未取代的乙烯基卤化物、取代或未取代的乙烯基拟卤化物、取代或未取代的烯丙醇、取代或未取代的烯丙醚、取代或未取代的芳基或杂芳基卤化物以及取代或未取代的芳基或杂芳基拟卤化物。
11.如权利要求6-10中任一项所述的混合物，其中所述偶联配偶体选自单取代的、二取代的、三取代的、或四取代的烯烃、单取代的或二取代的炔烃、取代或未取代的芳基或杂芳基卤化物以及取代或未取代的芳基或杂芳基拟卤化物。
12.如权利要求6-11中任一项所述的混合物，其中所述混合物为包括下面各项的过渡金属催化的交叉偶联反应提供了介质烯烃交叉复分解反应、闭环复分解反应、菌头偶联反应、赫克偶联反应、游离烯丙醇的直接氨基化反应、烯丙醚的氨基化反应、C-H活化反应(例如，芳环和杂芳环的Fujiwara-Moritani偶联反应、芳基化反应、以及杂芳基化反应等)、铃木-宫浦偶联反应、布赫瓦尔德-哈特维希氨基化反应、根岸偶联反应、与芳基卤化物或芳基拟卤化物的苄基偶联反应(卤化物、拟卤化物等)、烯丙醚的甲硅烷化反应、以及所有类型的芳基-芳基(例如，芳香族和杂芳族的组合)交叉偶联反应(联芳基形成)。
13.如权利要求12所述的混合物，其中通过增加反应介质的离子强度和/或通过降低反应混合物的pH来使所述反应加速。
14.如权利要求13所述的混合物，其中通过添加金属盐或盐的混合物来实现增加离子强度，和/或将PH降低至pH 2-6的范围。
15.一种用于完成过渡金属介导的键形成的方法，所述方法包括在适合于在一种偶联底物的一个第一原子与选自(i )所述偶联底物以及(ii ) 一种偶联配偶体的一个成员的一个第二原子之间形成键的条件下使所述偶联底物与包括下面各项的混合物相接触 Ca)以所述混合物的至少l%wt/wt的量的水； (b)一种过渡金属催化剂；以及 (c)选自由下面各项构成组中的一种或多种增溶剂具有8-18的亲水亲油平衡值(HLB),7-9的HLB、8-12的HLB或13-15的HLB的增溶剂、或具有下式的增溶剂
16.如权利要求15所述的方法，其中在一种水性溶剂中完成所述过渡金属介导的键形成。
全文摘要
在一个实施方案中，本发明披露了包括下面各项的混合物(a)以该混合物至少1%wt/wt的量的水；(b)一种过渡金属催化剂；以及(c)一种或多种增溶剂；以及使用这类混合物来完成过渡金属介导的键形成反应的方法。
文档编号B01J31/00GK102892504SQ201080061502
公开日2013年1月23日 申请日期2010年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者福尔克尔·贝尔 申请人:麦赛尔科技有限责任公司