Способ получения 2, 6-д -циклогександиола-1, 3-д

СОЮЗ СОВЕТСКИ СОЦИАЛИСТИЧЕС 716 А 1 РЕСПУБЛИК 19 7 С 35/ ГОСУДАР СТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕК СВИДЕ ЕТЕН ЗОБР ЬСТВУ.-1. Огд. СЬеа,Дейтерийсодержащие органические вещества широко используются для изучения механизма химических реакций, процессов горения, катализа, синтеза химических соединений, содержащих изотопы и в спектроскопии,синтетичев частности ексанового ия в 2,б-по орода гид Изобретение относитсяской органической фотохимиик способу синтеза диолов циклоряда, содержащих атомы дейтеложениях цикла и у атомов кироксильных гругп,(21) 4843948/04вопд М., СЬагез ОВойоп Я.-1. СЬеа,5 10 Эти растворители благодаря спектральной прозрачности в области протонного резонанса и изменению частот колебаний в ИК-спектрах позволяют изучать структуру органических веществ. характер межмолекулярных взаимодействий, кинетику обменных процессов, Кроме того, органические вещества, содержащие дейтерий, позволяют изучать процессы метаболизма и транспорта лекарств, гербицидов, ядов и т,д. в организмах животных и растениях.Примером соединения. обладающего комплексом полезных свойств, выразившихся в широком применении для получения гербицидов, полимерных композиций, специфического экстрагента и компонента для приготовления противовуалевых фотографических эмульсий является циклогекса ндиол,3. Н ал ичие атомов дейтерия в молекуле циклогександиола,3 позволяет осуществлять контроль за динамикой поведения этого соединения в растениях, полимерных композициях, фотоматериалах и др. Для введения атома дейтерия в молекулу органического вещества используют реакции гидрирования, изотопного обмена подвижных протонов или специальные методы, предполагающие введение групп, содержащих дейтерий, в несколько стадий, Известны способы синтеза циклогексан,3-диола, не содержащего дейтерий, основанные на реакциях гидроборирования - окисления циклогексен-ола или циклогексадиена,3, оксимеркурирования - восстановления циклогексен-ола, каталитического гидрирования резорцина, окисления бициклических напряженных углеводородов или циклогексанона, восстановления зпоксида циклогексен-ола, гидроксибромирования - гидролиза 1-метоксициклогексена. Среди известных способов синтеза циклогексан,3-диола (аналоги), которые приведены, отсутствуют методы, в которых бы происходили процессы внутримолекулярного окислительно-восстановительного диспропорционирования одного какого-ли 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Особенно важны изотопозамещенные органические вещества в научных исследованиях, где они находят применение для. изучения процессов обмена веществ в живых организмах, превращений белков, жирных кислот и аминокислот, процессов фотосинтеза в растениях. Н изкомолекуля рные дейтерийсодержащие соединения нашли широкое применение в качестве растворителей в спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и инфракрасной спектроскопии (ИКС). бо соединения. 2,б-Циклогександиол,3-02 является новым соединением и способ синтеза его не описан,Однако по существу происходящих химических превращений наиболее близким к предлагаемому способу являются методы, включающие процессы окисления и последующего восстановления или обратную последовательность реакций. Сюда относятся методы, где в качестве исходного продукта используют циклогексен-ол, который подвергают гидроборированию - окислению или оксимеркурированию - восстановлению.К недостаткам этих методов относится высокая стоимость исходных циклогексен-олаи гидроборирующих или оксимеркурирующих реагентов. Кроме того, используемые гидроборирующие борорганические и ртутьсодержащие оксиморкурирующие реагенты относятся к высокотоксичным веществам, работа с которыми требует осторожности и последующей утилизации отходов, загрязняющих окружающую среду.НедОстатком всех указанных методов является их неприемлемость для синтеза 2,6-04-циклогександиола,3-02,Для получения дейтерированных спиртов используют различные методы в зависимости от количества и положения изотопа водорода в молекуле. Так. СНЗОО синтезируют гидролизом диметилоксалата в присутствии дейтерийоксида или разложением тяжелой водой метилата магния. Синтез СН 2000 осуществляют по методу Холфорда гидролизом 020 диазометана в кислой среде. Полностью дейтерированный метиловый спирт (СОЗОО) может быть получен восстановлением окиси углерода дейтерием над медно-цинк-хромовым катализатором. Согласно известному методу, приемлемому в лабораторных условиях, ООзОО получают восстановлением пропиленкарбоната литийалюминийгидридом.Для синтеза дейтерийсодержащих этиловых спиртов также используют реакции гидролиза и восстановления. исходя из таких дейтерированных субстратов как тяжелая вода и литийалюминийгидрид. Гидролиэом диэтилсульфита избытком тяжелой воды получают С 2 Н 500, а Восстановлением литийалюминий гид ридомфенилацетата - СНЗС 02 ОН, Синтез циклогексанола-0 осуществляют восстановле.- нием по Меервейну-Понндорфу-Верлею циклогексанона изопропилатом-0 алюминия в пропаноле-2-0.Известные способы не мсцут быть использованы для получения 2.6-0:циклогекС 6 Н 60602. 35 сандиола,3-02. так как лежащие в основе этих способов реакции не позволяют ввести атомы дейтерия в требуемые положения циклогексанового скелета.Целью изобретения является разработка удобного способа синтеза нового дейтерийзамещенного производного . циклогександиола,3, а именно 2,6-0 ациклогександиола,3-02 на основе легкодоступного 2,6-0-циклогексанона, которое может быть использовано для изучения динамики поведения 1,3-циклогександиола в различных объектах; в растениях, полимерах, фоторегистрирующих композициях.Поставленная цель достигается проведением фотохимически-индуцированного окислительно-восстановительного диспропорционирования 2,6-04-циклогексанона в дейтерированной воде под действием света лампы ДРШпри 20 - 100 С в течение 0,5-1.2 ч. Образующийся целевой продукт остается в воде после экстракции органическими растворителями реакционной смеси, Для вь 1 деления 2,6-0 а-циклогександиола,3-02 воду удаляют в вакууме на роторном испарителе. Оптимальным соотношением циклогексанон:020 является молярное соотношение (0,02-0.2);(50 - 49,6), Верхний предел концентрации задается растворимостью циклогексанона в воде при 100 С(2 г на 100 мл), нижний - нецелесообразностью проведения процесса в связи со снижением эффективности (низкий выход при значительных энергозатратах). Максимальный выход целевого продукта при оптимальном соотношении реагентов и продолжительно сти реакции 51 мин достигает 7%,О 00 Синтез изотопно-замещенного субстрата с таким выходом в одну стадию следует считать высокоэффективным, так как введение дейтерия с помощью обменных процессов протекает с достаточно низким выходом, Содержание дейтерия в 2,6-04- циклогександиоле,3-02 в указанных положениях составляет 97%, Исходный 2.6-04-циклогексанон получают из легкодоступного промышленного циклогексанона, который посредством. водородного обмена в щелочной среде (йа 00 в 020) переходит в 2,6-04-циклогексанон.П р и м е р 1. Получение 2,6-04-циклогександиола,3-02.10 мл 0,2 М раствора 2,6-04-циклогексанона в 020 облучают в кварцевой колбе с обратным холодильником при 100 С светом 5 10 15 20 25,ртутной лампы ДРШ. прошедшим теп ловой фильтр. В ремя полное о разлоко и я кетона 51 мин. Водную смесь продуктов Фотолиза трижды экстрагируют хлористым метиленом при комнатной температуре, Общий объем экстрагента 60 мл. Водный раствор упаривают на вакуумном испарителе при 60 С.Выделенный продукт имеет т.кип.135 С/13, по= 1,4478.Найдено, %: С 59,2; (Н + 0) 14,5. Вычислено, %: С 59,0: (Н . 0) 14,8.ИК - спектр, 1, см 2920 (СН); 2850, и 2480 (00); 2190 и 2090 (СО) 14.8,Спектр. ЯМР С (СОзОО): для цисизомера: ст 1,з 70,2 м,до 2 42,0 м.д. (5 линий Л = 18 Гц); О 4 34,4 м.д.; ов 33,6 м.д. (5 линий Л= 18 Гц); О 5 20,9 м,д для трансизомера: о 1,з 68,8 м.д.; а 40,4 м.д. (5 линий Л= 18 Гц): а 33,5 м.д.; сгб 32,8 м,д, (5 линий 3=18 Гц); о 519,7 м.д,ОО ПМР-спектр (СОЭОО): для цис-изомера: о 1,з 3,60 м.д. (2 протона): О 4 1,95 м,д. 1 протон); 1,84 м.д. (1 протон), о; 1,33 м,д, (1 протон); 1,23 м.д, (1 протон); для транс-изомера: т,з 4,08 м.д, (2 протона); О 4,5 1,76 (1 протон); 1,72 м.д. (2 протона); 1;53 м.д, (1 протон),,одержание изомеров, определенное по спектрам ПМР и ЯМР С, записанным в.1 зколичественном режиме, составляет: цисизомер 62%, транс-изомер 38%, Выход 7% 14 мг). Молярное соотношение реагентов 0,2:49,6.П р и м е р 2. 10 мл 0,02 М раствора 2,6-04-циклогексанона в 020 облучают в условиях, описанных в примере 1, в течение 30 мин. Водную смесь продуктов фотолиза трижды зкстрагируют хлороформом при комнатной температуре, Общий обьем экстрагента 60 мл. Водный раствор упаривают на вакуумном испарителе при 60 С. Выход 2,.6-04-циклогександиола,3-02 7% (1,4 мг), Моля рное соотношение реагентов 0,02:50.П р и м е р 3. 10 мл 0,2 М раствора 2,6-04-циклогексанона в 02 О облучают в кварцевой колбе с обратным холодильником при 60 С как описано. Время полного фотолиза кетона 57 мин, Водную смесь продуктов фотолиза трижды экстрагируют1745716 Составитель Н,КапитановаТехред М.Моргентал Корректор Н,Король Редактор И.Дербак Заказ 2363 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035. Москва. Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул,Гагарина, 101 четыреххлористым углеродом при ком- кварцевой колбе, как описано в примере 5.натной температуре. Общий объем экс- Времяполногофотолизакетона 47 мин. Вытрагента 60 мл. Водный раствор делениецелевогопродуктапроводятаналоупаривают на вакуумном испарителе при гично примеру 4, Выход60 С, Выход 2,6-04-циклогександиола,3- 5 2,6-04-циклогександиола;3-02 6 (1,2 мг),02 76 (14 мг). Молярное соотношение ре- Молярное соотношение реагентов 0,02:50.агентов 0,2:49,6, Таким образом, предлагаемый способП.р и м е р 4, 10 мл 0,02 М раствора позволяет осуществить синтез 2,6-04-.цик 2,6-04-циклогексанона в 020 облучают в логександиола,3-02 - дейтерийсодержакварцевой колбе аналогично примеру 3 до 10 щего аналога практически полезногополного фотолиза кетона, время которого 1.3-циклогександиола, который может быть40 мин, Дальнейшая обработка аналогична использован. для изучения механизмов хипримеру 1. Выход 2.6-.0-циклогександиола- мических реакций и биологических процес-.1,3-02 56 (1 мг), Молярное соотношение- совсучастием 1,3-циклогександиола.реагентов 0,02:50, 15П р и м е р 5. 10 мл 0,2 М раствора Ф о р м у л а и э о б р.е т е н и я2,6-04-циклогексанона в 020 облучают в Способ получения: 2,6-04-циклогексанкварцевой колбе с обратным холодильни- диола,3-0 г,отл:и ч а ю щи й с я тем, чтоком при 20 С светом ртутной лампы ДРШ-. 2,6-04-ЦиклОгекСанон и двйтЕрийскСид прИ.500. Время полного фотолиза кетона 90 мин. 20 их молярном отношении 0,02.-0,2.50-49,6"Выделение целевого продукта проводят . подвергаютфотоиндуцированной изомерианалогично примеру 4. Выход 2,6-04-цикло-". эации при 20-.100 С в течение 0,5-1,2 ч сгександиола,3-0276(14 мг). Молярноеао- последующей экстракцией реакционнойотношение реагентов.0,2:49,6; массы хлористым мегиленом и выделениемП р и м е р 6, 10 мл 0,02 М раствора 25 целевого продукта упариванием в вакууме2,6-04-циклогексанона в 020 облучают в. его вбдЮогораствора,