Способ получения с с диалкиловых эфиров малоновой кислоты

Союз Советских Социалистических Республик(23) Приорит осударстеенный комитетСомта Иннистроо СССРоо делам изобретенийи открытий 31) Р 2524 389Р 2603 026 43) Опубликован 45) Дата опубли 4 (32005,07,7 ф 8,Бюллетен УДК 547.461,3 07( 088.8)фа Эль Хахави (АРЕРихтцеихайн ьгепьм Фогт Иностранная фирмаинамит Нобель АГ(7) Заявите 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ С - С -ДИАЛКИЛОВЫХ1ЗФИРОИ МАПОНОВОЙ КИСЛОТЫ иляется продук. димостью аторарый полу- акарбоннлизациейго гидросуществления известв конечном счете по Изобретение относится к усовершенствован- .ному способу получения С, - С 4-диалкиловыхэфиров малоиовой кислоты, которые находятширокое применение в органическом синтезе,в частности для получения фармацевтическихпрепаратов,Известен способ получения диалкиловыхэфиров малоновой кислоты путем взаимодействия соответствующего алкилового эфирахлоруксусной кислоты с окисью углерода вприсутствии органического основания (дицик-.логексиламина) и стехиометрических количествнатрийтетракарбонила кобальта в качестве катализатора при температуре 50 С и давлении1 - 3 атм в течение 3 ч. Выход целевых прод ктов 10 - 80% 1.ях УНедостатком известного способаотносительно низкий выход целевытов.Способ также осложняется необхоиспользования специального катализнатрийтетракарбонила кобальта, коточают восстановлением дикобальтоктла Сог(СО) 8 с последующей нейтроснованием образующего неустойчивотетракарбонила,Та ки м образом, для оногг способа требуется крайней мере 2 моль основного агента намоль исходного эфира хлоруксусной кислоты,Наиболее близким к предложенному способу является известный способ получения С -С 8-дналкиловых эфиров малоновой кислоты взаимодействием соответствующего эфира хлор или бромуксусной кислоты с окисью углерода в среде растворителя, например спирта, в присутствии в качестве катализатора дикобальтоктакарбонила Сое(СО), при, мольном отношении катализатора к .исходному эфиру от 1:2 до :500 и использовании по крайней мере 1 моль одноосновного или 0,5 моль двухосновного основания, в качестве которого могут быть взяты соли щелочных или щелочноземельиых металлов, такие, как карбонаты, бикарбонаты, ацетаты, вторичные и третичные фос фаты, окиси щелочноземельных металлов, в частности окись магния, окись кальция, а также третичные амины, в частности трнэтнламин, при температуре 50 в 1 С и давлении 0,8 - 130 атм. Выход диалкнловых эфиров малоновой кислоты составляет ЗБ - 98% 12,Однако при реакции образуется воля, которая мешает повторному использованию спирта в качестве растворителя,Кроме того, необходимо применение больших количеств катализатора и высокого давления.При использовании в качестве основногоагента карбонатов или бнкарбоиатов щелоч.ных металлов в зоне реакции образуется дву. окись углерода, которая снижает парциальное. давление используемой в процессе окиси углерода и которую вследствие этого необходимоудалять промывкой,. С целью упрощения процесса, а также получения С - С-диалкнловых эфиров малоновой кислоты со стабильным выходом предлагается алкиловые эфиры галогенуксусной кис"лоты подвергать взаимодействию с окисью углерода в среде низшего алнфатического спирта. в присутствии кобальтсодержащего катализатора, предпочтительно при мольном отношении катализатора к исходному эфиру от 1:5до 1:10, и алкоголята щелочного или щелочноземельного металла нлн раствора гидроокиснщелочного металла в спирте ирн рН 3 - 8,7,предпочтительно 5 - 8,7, температуре 50 в 1 Спредпочтительно 20 - 80 С, и давлении О, -30 атм, предпочтительно 0,8 - 8 ати.Выход С- С,-диалкиловых эфиров малоновой кислоты 79 - 950 У .:Время реакции в зависимости от темперагуры, давления.и концентрации катализатора2 - 10 ч,В качестве катализатора используют сое-.динения кобальта, такие, как Сов(СО)в, нлисистему, состоящую нз солей кобальта, например галогенида, ацетилацетоната, ацетата, нит.рата, основного карбоната или нафтената кобальта,. марганцевого. порошка н сульфата натрия, .Реакцию проводят таким образом, что спир.товый раствор катализатора вместе с алкиловым эфйром галогенуксусной кислоты, например, нрн рН 8,7 нагревают до температурыреакции или же быстро. добавляют алкиловыйэфир.галогенуксусной кислоты после.достижения температуры реакции. Затем при перемещивании порциями добавляют спиртовый раствор алкоголята щелочного или щелочноземельиого металла до тех пор, пока рН не станетменьше или равно 8,7. Во время реакции поддерживают постоянное давление окиси углерода.Количество вводимого алкоголята щелочного или щелочноземельного металла зависитот степени конверсии.алкилового эФнГа галогенуксусной кислоты и для 100%-ной конверсии необходимо взять 1 моль алкогалята щелочного металла нли 0,5 моль алкоголята щелочиоземельного металла иа 1 моль алкилового эфира галогенуксусной кислоты,Пригодны для проведения реакции алкоголятылития, калия и магния. Их используют ввиде растворов в том же спирте, который использован иля синтеза алкоголята.Йз гидроокисе шуточных металлов преждемего используют гв дуоокиси натрия, калия илилития, причем целесообразно использовать нхконцеитрироваиные растворы в соответствуюОтличие предложенного способа состоит втом, что реакцию проводят в присутствии ал.коголята щелочного или целочноземельного металла или раствора гидроокиси щелочного металла и спирте при рН 3 - 8,.Целевые С - С,-диалкиловые эфиры получают с высоким выходом (85 - 95%) при небольшом давлении (0,8 - 8 ати) окиси углерода.Пример , В автоклав емкостью 7,5 л,снабженный системой для измерения рН, по.дают 20 г Со,(СО) 10 г поваренной соли вкачестве добавки для увеличения электропроводиости и 2,5 л денатурированного толуоломэтанола, Аппаратуру трижды промываютокисью углерода и затем устанавливают давление окиси углерода 7,5 ати. Во время нагревания до 5 ЬС из сборника дозирующим насоым добавляют 20; 6%-ный раствор этилатанатрия в этаноле до рН .7 - 8, причем с по 20 мощью цнркуляциоиного насоса жидкую и газовую фазы хорошо перемешивают. После достижения температуры реакции при постоянномдавлении окиси углерода 8,0 ати в течение5 мин порциями добавляют 490 г (4 моль)этилового эфира хлоруксусной кислоты и 20,6%ф ный раствор этилата натрия для обеспеченияпостоянного значения рН 7,0, В,течение 6 чпорциями добавляют ,12 кг (3,4 моль) 20,6%ного раствора этнлата натрия. Затем охлаждают, дросселируют и промывают азотом. Отреакционного раствора отсасывают повареннуюсоль, перегоняют и выделяют 517 г (95%) днэтилового эфира малоновой кислоты, 2,5 г (-1 Яэтилового эфира уксусной кислоты, 5 г высококипящего продукта и 73 г этилового эфира. хлоруксусной кислоты,М В приме ах 2 - 5 и 9 - 11 проводят опыт,как.в примере 1.Пример 2, Используй.25 г Сов(СО) в, 2,5 лметанола, 868 г (8 моль) метилового эфирахлоруксусиой кислоты и 1,67 кг (5,5 моль)17,8%-ного раствора метилата в метаноле, в46 течение 5,5 ч при давлении окиси углерода Ь,2ати, температуре 60 С и рН.8,0 получают 660 г(91%) днметилового эфира малоновой кислоты,22 г (Ь,Ьвй) метилового эфира уксусной кислоты, 20 г.высококипящего продукта и 271 гметилового эфира хлоруксусной кислоты.Пример 3. Прн давлении окиси углерода7,5 ати и рН 6,0 из 490 г (4 моль) этиловопэфира хлоруксусной кислоты в присутствии1,38 г (3,2 моль) 5,Звал-ного раствора этилата натрия в этаноле в течение б ч получают490 г: (95%) диэтнлового эфира малоновойкислоты, 4,4 г (1,6%) этилового эфира ук.сусвой кислоты, 5,9 г высококипящего продуктаи 98 г этилового эфира хлоруксусной кислоты.Пример 4. При давлении окиси углерода7 5 ати и температуре 55 С в присутствиищ 160 г 8,85%-ного раствора Со(СО) в в этано. ле в течение 5,25 ч из 490 г (4 моль) этилового эфира хлоруксусной кислоты получают400 г (93%) днэтилового эфира малоновойкислоты, 35 г этилового эфира уксусной кислоты и 160 г этилового эфира хлоруксусной6147425 6Пример 5. Используя автоклав емкостью уксусной кислоты. Гри температуре 55 С и18 лк 3,06 кг (25 моль) этилового эфира избыточном давлении окиси углерода 4,95 ати,хлоруксусной кислоты, 1 . этанола и 125 г поддерживая рН 7,0,е течение 3 ч порциямиСо(СО) о при давлении окиси углерода 5 ати добавляют 2,93/,.ный раствор гидроокиси иа.и температуре 55 С в течение 5,5 ч порциямя . трия в изопропаноле. При конверсии 82/о пос.добавляют 7,03 кг (22,6 моль) 21,9 о/о.ното 5 ле обычной переработки получают 615 г (92 о/о)раствора этилата натрия при рН 7,0. Получают диизопропилового эфира. малоновой кислоты3,43 кг (95 о/о) днэтилового эфира малоновай и. 98 г кзопропклового эфира хлоруксускойкислоты и 290 г этилового эфира хлоруксус. кислоты.ной кислоты.Пример 6. Проводят реакцию в стеклянной В аналогичных условиях. при кспользова.колбе емкостью 1 л, снабженной мешалкой,иии 2,5 л изобутакола и 4 моль кзобутилодвумя капельными воронками, обратным хо- ваго эфира хлоруксусной ислоты конверсиялодильником, одностержневым стеклянным 83 о/о. Выход диизобутилового эфира малова.электродом и стеклянной трубкой для введе- вой кислоты 94;5/о.ния окиси углерода. Прн температуре ОС, Пример 11, В автоклав подают 2,5 л изо-,давленин окиси углерода 0,8 ати и р 8,5 кз, пропанола, 10,7 г (0,03 моль) Со(СО), к108,5 ( моль) метилового эфира хлоруксуснай 458,6 г (3,3 моль) изопропилового эфира хлоркислоты в присутствии 10 г ;о(СО) в к 1 молЬ уксусной кислоты, промывают аппаратуру оки"метилата калия (28,75 о/о-ный раствор.в мета- сью углерода, устанавливают давление окисиноле) в течение 6,5 ч получают 19 г (9 Оо/о) углерода 17,8 атн и нагревают до ИЮС. Последнметилавого эфира малоновой кислоты, не- того как рН реакционного раствора прн 60 Сзначительные колкчества метиловых эфкров ук-станет меньше 5; начинают дозировку .натретясусной и метоксиуксусной кислоты и 5 г высока. га. до 80 С 12 о/о-иогь раствора нзапропилатакипящего продукта, кальция в изапрапанале, поддерживая рН 5,5 -Пример. Как в примере 6, в присутствии . 6,5, Давление окиси углерода иа протяжениикатализатора - 8 г хлорида кобальта СоС 1 Х реакции поддерживают постоянный (7,8 ати).Х 6 НО,5 г марганцевого порошка и 1 г сульфа- . Через:3 ч дозираваиня прн 100 С реакцйюта натрия имоль этилата натрия из 122,5 г 23. заканчивают, смесь охлаждают н после абыч.этилового эфира хлоруксусной кислоты при ной переработки при конверсии 97,5 о/о (в передавленни окиси углерода 0,5 ати, температу- счет на нзопропиловый эфир хлоруксуснойре 55 С и рН 7,0 в течение 6 ч получавг . кислоты) получают 564 г (92 о/о) двизапропкло 136 г (85/о) диэтилавого эфира маленовой вагазфкра малоковайкислотык 4 г(1,2 о/о) нзокислоты и 12 г высококипящего продукта. прапилоаога эфира уксусной.кислоты,При кснользоваиаи 12 о/о.ного раствора нзо.При использовании 0,5 моль зтилата маг. пропндата магния н изопрапаноле получаютниЯ вместо этилата натРиЯ полУчавт.аналагич- . 570 г: (93 е/о) днкзопРапиаеаго эфкРа малоные результаты. новой кислоты я 3,3 г (1 о/о) нзопропнловагаПример 8. В автоклав емкостью 7,5 л по- эфира уксусной кислоты.дают 20 г Со(СО) о в 2,5 л этанола н 612, г(5 моль) этилового эфира хлоруксусиай кислоты под давлением азота. Затем аппаратуру Фармула иэабрегеииятрижды промывают окисью углерода и уста.наваиают избыточное давление окиси углеро Способ получения С - С,-диалкилавыхда 6,93 ати. После нагревания да 55 С при эфнрав малоиовай кислоты взаимодействиемизбыточном давлении оки н у".леродв 8 ат" 46 соответствующего эфира галогенуксусной кис.дозирующкм насосом подают 11,8/о.ный эта л ры с окисью углерода в среде алифатичесаство настоян. кого спирта в присутствия кабальтсадержааеживая рН 70, Реакционны раствор поооян. го катализатора и асновнога агента прн тема пеРемешивают циРУлнциоиным насосом е пературе 5 ф 150 и давле .ик аглищыРИ 1 М..рез 5 ч конверсия 79,2 о/о От Реакционного, е, что, с. целью упрощения процесса краствора отделяют поваренную соль, увари- оз .и учя целевых продуктов со стабильнымвают в ротационном испарнтеле, перегоняют ыхадом, процесс ведут в присутствии алкогои получают 596 г (94/о) диэтилового эфирамалоновой кислоты, 20 г (5,7 /о) этиловогоо т . лита:щелочного нлн щелочноземельиого метал.эфира уксусной кислоты и 127 г этилового эфн- Рааккск щелочного металлала нлй раствора гндрааккск щелочного металлав спирте при рра хлоруксусиой кислоты,Пример 9. Используя 20 г Со(СО) э в но и опесс вед т и кН 5 - 8;7.2 5 метанола, 5 моль метилового эфира хлМуксусной кислоты и 22,2 о/о-ный метанольный рвс.3. СйасЖ по пн. 1 н 2, отличшащийся тем,твор гидроокиси натрия, в течение Ь,ч .пря что процесс ведут при давления.0,1 - 30 ати,рН 7,0 получают 477 г (8/о) диметиловаго предпочтительно 0,8 - 8 атк.эфира малоковой кислоты, 32 г (2/о). ме- . Йриоритег. м признакам:тилового эфира уксусной кислоты и 150 г 02,0 з,75 - процесс ведут в присутствии алметилового эфира хлоруксуснай кислотвь Кой.- коголята щелочного кли щелочноземельноговерсия 72 о/о металла при рй 3 - 8,7.Пример 10, В автоклав емкостью 18 л по 28.01.76 - процесс веду а присутствиидают 20 г Со(СО) о в 2,5 л изопропамола к .: раствора гядраакисн щелочного металла в спкр 546 г (4 моль) изопропилового эфира хлор. Ю те..ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Мннис ров СССР по делам изобретен ий и откр ьпий 113035, Москва, Ж.35, Раушская набд. 4/5 Фнлная ППП дПятдцтд г Уисдлмл иа Пдддддидд 37Источнйки информации, принятые во внимание при экспертизе:1. 1 АСЬ, 8517 963, 2779 в 27,62. Заявка2078987/04, кл. С 07 С 69/38,1974, по которой вынесено решение о выдачепатента.