Способ получения 15-пентадеканолида

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЭ ЛВИЕШИИРЕСПУБЛИК 4(51) С 07 0 313 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК ВНМ ВЩЕ 1 ВЪС 1 ВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01 КРЦТИЙ(7 1) Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических инатуральных душистых веществ и Ордена Ленина институт злементоорганических соединений им. А.Н.НесмеяноваАН СССР(56) 1, Белов В.Н., Смольянинова Е.К.и др. Синтез макроциклических лактонов. Труды ВНИИСНДВ, вып. 1 Ч, М.Пищепромиздат, 1958, с. 18.2. Швейцарский патент В 523879,кл. С 07 В 9/00; 1972.3. Авторское свидетельство СССРУ 521274, кл. С 07 П 313/00, 1981.4Авторское свидетельство СССРВ 810693, кл. С 07 Э 313,/00, 1981 (прототип),Я 0113 74 А(54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 15-ПЕНТАДЕКАНОЛИДА путем восстановления 12-оксо-пентадеканолида в органическом растворителе, о т л и ч а ю " щ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии процесса и сокращения количества сточных вод и отходов, восстановление ведут на никелевом катализаторе при 90-120 С и давлениио 120-140 атм с последующей дегидратацией образующегося 12-гидрокси- пентадеквнолида обработкой асканитом или Фос 4 юрной кислотой и гидрированием полученной при зтом смеси 15- пеитадец(11- и 12-)енолидов на никелевом катализаторе при 20-50 С н дав-о ленин 50-100 атм.15-Пентадеканолид обладает силь ным и тонким мускусным запахом и широко применяется в парфюмерии в качестве"душистого вещества и фиксато.ра запаха.Известен промышленный способ по лучения 15-пентадеканолида, основанный на циклизации 15-оксипентадекановой кислоты, получаемой путем многостадийной переработки касторового масла. Выход целевого продукта 8,3 Х. 2 О из расчета на ундециленовую кислоту 1.Недостатками данного способа являются использование дорогостоящего касторового масла, низкий выход целе вого продукта и образующееся большое количество токсичных сточных вод и выбросов в атмосферу.Известен способ получения 15-пентадеканолидаоснованный на взаимо- ЗО действии 13-оксабицикло-( 10,4,0)-гексадец( 12)-ена с перекисью водорода, последующей фрагментации промежуточно образующейся гидроперекиси и гидрирования реакционной смеси. 15-Пентадеканолид после вЫделения вакуумректификацией на высокоэффективной колонке получают с выходом 54-643 2,Недостатками данного способа являются необходимость применения спе цйальной аппаратуры,материал которой не вызывает каталитического разложения перекиси водорода, работа с относительно взрывоопасными перекисям, недостаточно высокий выход 15- пентадеканолида, а также необходиИость разделения высококипящей иного- компонентной смеси продуктов фрагментации после ее гидрирования.Изевестен также способ получения 50 15"пентадеканолнда из 13-оксабицикло ( 10,4,0)-гексадец(12)-ена переведением его в 12-оксо-пентадекано" ,лид, последний восстановливают по реакций Клемменсена амальгамирован ным цинком в соляной кислоте при кипячении в течение 30 ч. Выход 15-пентадеканолида 453 31. Недостатками данного способа являются низкий выход целевого продукта, применение ядовитой сулемы (для амальгамирования цинка), образование большого количества кислых, токсичных сточных вод, повышенные требования к стойкости аппаратуры против коррозии,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является спо. соб получения 15-пентадеканолида восстановлением 12-оксо-пентадеканолида активированной цинковой пылью в уксусном ангидриде. Для этой цели 12-оксо-пентадеканолид растворяют в 40-кратном объеме уксусного ангидрида, насыщенного хлористым водороОдом при 0-5 С. К полученному раствору при перемешивании прибавляют в течение 1 ч 10-ти кратное весовое количество активированной цинковой пыли. Затем реакционную смесь сливают с непрореагировавшего цинка в воду и эфиром экстрагируют 15-пентадеканолид, который выделяют перегонкой.Выход 903 4),Однако, несмотря на высоки" выход 15-пентадеканолида, известныйспособ непригоден для промышленной реализации, поскольку имеет ряд существенных недостатков, а именно громоздкую операцию активирования цинко. вой пыли, которую можно осуществить только в лабораторных условиях необходимость работы с сухим газообразным хлористым водородом и, следовательно, потребность в специальной высокостойкой аппаратуре для его получения и применения; использование огромных избытков реагентов как при активировании цинковой пыли, так ив самой реакции, что приводит к обраэованию очень больших количеств отходов и кислых сточных вод, содержащих токсичные цинковые соли; выброс в атмосферу агрессивного хлористого водорода; использование 40-кратного (по отношению к 12-оксо"15-пентадеканолиду) объема насыщенного сухим хлористым водородом уксусного ангидрида, который затеи нужно разлагать водой и нейтрализовать; использование 40-кратного количества цинковой пыли, которую необходимо активировать обработкой большим количеством 2 Х"ной соляной кислоты (3-4 мин) с последующей тщательной промывкой водой, спиртом, ацетоном и эфиром(после сушки при 900 С в вакууме активированная цинковая пыль хранитсяв запаянных колбах не более 10-12 ч,Целью изобретения является упрощение технологии процесса и сокраще"ние количества сточных вод и отходов.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения 15- пентадеканолида путем восстановления12-оксо-пентадеканолида в органи О ческом растворителе, восстановлениеведут на никелевом катализаторе при90-120 С и давлении 120-140 атм с последующей дегидратацией образующегося 12-гидрокси-пентадеканолида 15обработкой асканитом или фосфорнойкислотой и гидрированием полученной при этом смеси 15-пентадец(11-и 12-) / енолидов на никелевом катализаторе при 20-50 С и давлении 50-100 атм. 2 ОоПолучение 15-пентадеканолида попредлагаемому способу позволяет практически исключить образование сточных вод и отходов, исключить использование высокотоксичных и агрессивных реагентов уксусного ангидрида, хлористого водорода и цинковой пыпи.П р и м е р 1. Получение 12-гидрокси-пентадеканолида. Раствор20,0 г 12-оксо-пентадеканолида(т,пл. 31,0-32,СРС) в 30 мл гексанагидрируют в присутствии никеля Ренея при 100 С и давлении водорода 120 атм. По окончании поглощения водорода катализатор отфильтровывают и после отгонки растворителя получают 19,9 г З 5 (98,7 Х от теоретического) кристаллического 12-гидрокси-пентадеканолида, т.пл. 53,5-56,5 С (гексан), масосовая доля оксилактона (ГЖХ) 991 Х.Найдено, Ж: С 70,28, 70,26; Н 11,04, 11,04.С Н 200Вычислено, 7.: С 70,27; Н 11,01.Спектр ПМР, 3, м.д.: 4,08 (2 Н, М) 3,57 (1 Н, М), 2,46 (1 Н, С 2,55 (2 Н,Т) 1,64 (4 Н, М), 1,32 (18 Н, уш.С).ИК-спектр(ССМ 4),см ):1735(лакт.кар" бонил) 2935 (метилен. гр.), 363550 (гидроксил) .ГЖХ: хроматограф ЛХ 1-8 МД с детектором по теплопроводности и колонкой . (1 100 см, й 3-4 мм) из нержавеющей стали, неподвижная фаза ПЭГ 20 М, 153 55 .от хроматона- И, гаэ-носитель гелий, 60 мл/мин, температура термостата 200 С, температура испарителя 250 С.о о 3274П р и м е р 2. Процесс осуществляют аналогично примеру 1, за исключением того, что реакцию проводят прио90 С и давлении 135 атм. Выход кристаллического 12-гидрокси-пентадеканолида 95,1 Х от теоретического.П р и м е р 3. Процесс осуществляют аналогично примеру 1, за исключением того, что реакцию ведут при 120 ОС и давлении водорода 140 атм.Выход гидроксилактона 97,1 Х от теоре.тического.П р и м е р 4. Процесс осуществля.ют аналогично примеру 3, эа исключением того, что в реакции используют обратный катализатор (после однократ ного использования). Выход гидроксилактона 973 от теоретического.П р и м е р. 5, Получение смеси15-пентадец(11-и 12-)енолидов. Раствор 3,0 г 12-гидрокси-пентадеканолида в 15 мл толуола в течение 3 ч кипятят при неремешивании с азеотроп.ной отгонкой воды в присутствии 1,5 г асканита. Выход смеси 15-пентадец (11-и 12-)енолидов по данным ГЖХ 81,43. Асканит отфильтровывают, растворитель удаляют и получают 2,70 г продукта реакции, вакуумной перегонкой 2,2 г которого выделяют 1,7 г (76,6 Ж) смеси 15-пентадец(11-и 12-) енолидов, т.кип. 126-130 С (2 мм рт.ст,), п 1,4809.Найдено, Х: С 75,38, 75,53;Н 10,99, 11,21.С 11 Н 2602Вычислено, Х: С 75,58; Н 11,00.Спектр ПМР, о, м.д.: 5,3 (2 Н,М),4,0 (2 Н, М), 2,22 (4 Н,М), 2,05 (2 Н,М), 2,46 (4 Н,М), 1,31 (12 Н,уш.с.)ИК-спектр (ССТ 4), см : 721, 165, 3015 (цис-двойная связь), 977, 3040 (транс-двойная связь), 1742 (лакт.карбонил), 2940 (метилен;группы).ГЖХ: хроматограф ЛХММП с пламен"но-ионизационным детектором и колонкой ( ь 100 см, 3 3-4 мм) из нержавеющей стали, неподвижная фаза - апиезон Ь, 153 от целита 545, гаэ-носитель гелий, 60 мл/мнн, температура испарителя 250 ОС, программирование температуры термостата 185 - 220 Сосо скоростью 2 С/мин, внутренний стандарт - гептадекан.П р и м е р 6. Процесс осуществляют аналогично примеру 5,эа исключением того, что в качестве катализатора используют обратный асканит, выходЗаказ 9916/24 Тираж 384 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 смеси 15-пентадец(11-и 12-)енолидов81,47 (ГЖХ)П р и м е р 7. Раствор 0,5 г 12 гидрокси"пентадеканолида в 15 мптолуола кипятят 5,5 ч при перемеши" 5ванин с азеотропной отгонкой воды вприсутствии 0,05 г фосфорной кислоты. Выход смеси 15-пентадец(11-и 12-)енолидов составляет 78,6 Х (ГЖХ).П р и и е р 8. Получение 15-пентадеканолида. Раствор 10,05 г смеси15-пентадец(11-и 12-)енолидов в40,0 мп этанола гидрируют с никелемРенея при 45-50 С и давлении водороода 100 атм. Через 3,5 ч катализаторотфильтровывают, растворитель удаляют и перегонкой остатка получают9,63 г (выход 96,6 Х от теоретического) хроматографически чистого 15 пентадеканолида, т.кип. 135-140 Со(20 Н, ущ.с,).ИК-спектр (ССЮ, см : 1735 (лакт. ЗОкарбонил), 2936 (метилен.группы).ГЖХ: хроиатограф ЛХИИД с пламенно-ионизационным детектором и колонкой (9 200 см, 3 4 мм) из нержа веющей стали неподвижная фаза ПГЭ 20 И З 5, на хроиатоне Ю, температура териостата 200 С. П р и м е р 9. Процесс осуществля ют аналогично примеру 8, за исключе нием того, что реакцию ведут при 20-25 С и давлении водоропа 50 атм.оПроцесс продолжают 9,5 ч и получают 15-пентадеканолид с выходом 93,47.,П р и м е р 10 Процесс осуществляют аналогично примеру 8, за исключением того, что в реакцию берут обратный катализатор (после однократного использования). Процесс продолжается 7 ч. Выход 15-пентадеканолида 927П р и м е р 11. Процесс осуществляют аналогично примеру 8, за исклю чением того, что реакцию ведут при 35 С и давлении водорода 75 атм, Прооцесс продолжают 6 ч и получают 15- пентадеканолид с выходом 947.Отработанный катализатор регенерируют добавлением к сплаву Ренея при производстве скелетного никеля. Соотношение регенерированного и свежего катализатора, получаемого такии образом, составляет 1:3,8. Предлагаемый способ обеспечивает значительное сокращение материалоем кости процесса, упрощение технологии, отказ от применения особо токсичных, взрывоопасных и агрессивных реагентов, резкое сокращение (в 1000 раз) количества отходов, вредных сточных вод и выбросов в атмосферу, возможность многократного использования катализаторов дегидратации и гидрирования.