Способ получения 2-метилциклопентадеканона

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИС"А"НИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ734186 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М, КЛ.С 07 С 49/27, С 07 С 49/36 с присоединением заявок Ж 2574418/23-04и 2574434/23-04 (23) Приоритет Гасударственный комитет СССР(2) Авторы изобретения Ордена Ленина институт элементоорганических соединений АН СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2 - МЕТИЛЦИКЛОПЕНТАДЕКАНОНА Изобретение относится к усовершенствован 1 ному способу получения соединения, которое находит применение в парфюмерной промышленности.Известно, что макроциклические кетоны, содержащие в цикле от 14 до 19 атомов углерода, обладают сильным мускусным запахом и являются ценными душистыми ве. ществами Ц. 2-Метилциклопентадеканон обладает интенсивным мускусным запахом, близким к запаху экзальтона, мускона,1 ОИзвестно несколько способов получения 2.метилциклопентадеканона. Первый способ заключается в обработке раствора циклопентадека, нона в смеси эфира с бенэолом амидом натрия15 при охлаждении льдом с последующей обработкой,иодистым метилом при кипении 2.Известен способ, заключающийся во взаимо.действии циклопентацеканона со смесью диэтилкарбоната и гидрида натрия, обработке реакционной смеси водой, выделении карбэтоксициклопентадеканона, прибавлении последнего к гидриду натрия и последующей обработке , 7 - 10-кратным избытком иодистого метила,Полученный 2-метил-карбэтоксициклопента. деканон кипятят в 6 н. НС или НзЗО от 70 до 120 ч для получения целевого продукта 31.Другой способ заключается в том, что циклотетрадеканон Подвергают взаимодействию с диазоэтаном в присутствии хлористого алюминия 41.Недостатками перечисленных способов явля-ется труднодоступность исходных макроциклических кетонов, взрывоопасность используемых реагентов, а также трудность отделения целевого продукта от побочных продуктов и непрореагировавших исходных соединений.Прототипом способа, описываемого в изобретении, является способ получения 2-метилциклопентадеканона путем ряда последова.тельных превращений циклододеканона, Получают 2 хлорциклододеканон, подвергают его взаимодействию в тетрагидрофуране при -20 С с реактивом Гриньяра, полученным из 2-метилциклопропилбромида и магния, с последующей обработкой при 0 С бензолом, а затем при нагревании до 70 С получают 2-(27341 3метилциклопропил) -циклододеканон, которыйоблучают в течение 4 ч в высоковолновой60 М ртутной лампе с образованием смеси2- и З-метил-пентадеценов, которую ката.литически гидрируют на Рд/С до смеси 2-метилциклопентадеканона и 3-метилциклопентадеканона 51. Основным недостатком этогоспособа является получение двухкомпонентной смеси 2- и З-метилциклопентадеканонов.Эти соединения имеют очень близкие температурь. 10кипения, вследствие чего выделить целевой продукт в индивидуальном состоянии практическиневозможно.Целью изобретения является увеличениеселективности процесса получения 2-метилцикло пентадодеканона высокой степени чистоты,Поставленная цель достигается способомполучения 2-метилциклопентадеканона из цикло.додеканона с использованием каталитическогогидрирования ненасыщенного макроциклического кетона, отличительная особенность которого заключается в том, что циклододеканон подвергают конденсации с винилацетиленом в присутствии щелочи в полярном органическом растворителе, например диэтиловом 25эфире, при 0 - 5 С, полученный 1-винилэтинилциклододеканол циклизуют при 100 - 120 С всмеси уксусной и серной кислот при соотно.шенин последних 10:1 - 20:1 до 15-метилкетобицикло (10,3,0) пентадека(12) -ена, кото- зОрый восстанавливают комплексными гидридамиметаллов, с последующимэпоксидированиемперекисями кислот и окислением полученного соединения хромовой кислотой до 15-метил,12 эпокси.13-кетобицикло (10,3,0) пентадекана, ко- ЭБторый подвергают взаимодействию с тозилгидразином при 4 - 10 С в метаноле, полученныйгидразон кипятят в ацетоне с последующимкаталитическим гидрированием образовавшего.ся 2-метилциклопентадека.ин-она, 4 ДКак правило, в качестве комплексных гидридов металлов используют ЙаВН 4,1.1 А 1 Н 4,ИаДН, (ОСН, СН, ОСН,),.В качестве перекисей кислот для эпокси.дирований используют пербензойную перуксусную и перфталевую кислоты.Целевой продукт 2-метилциклопентадеканон,получают в индивидуальном виде путем перегонки,П р и м е р, Стадия 1. К суспензия 20 г 0едкого кали в 50 мл диэтилового эфира в течении 1,5 ч прибавляют при перемешивании,и охлаждении ледяной водой О С) раствор17 г винилацетилена и 35 г циклододеканонав 60 мл диэтилового эфира. Реакционную 55массу перемешивают в течение 5 ч при комнатной температуре, добавляют еще 70 мл эфира и перемешивают еще 1 ч, Добавляют 20 мл,86 Дводы, эфирный слой отделяют, водный экстрагируют диэтиловым эфиром, объединенныеэкстракты промывают 20 мл 8%-ной солянойкислоты и сушат над сульфатом натрия, расвторитель удаляют, остаток перекристаллизовывают из 100 мл гексана, Получают 38,01 г(80%) 1-винилэтинилциклододеканола т. пл, 92-93 С,Найдено,%: С 81,83; Н 11,19.С,ьН 20.Вычислено,%: С 81,95, Н 11,18,Данные ИК, см1610 - с - О, 1820 - С - С -и 3330 - ОН.Стадия 2: а) Растворяют 20 г 1-винилэтинилциклододеканолав 80 мл уксусной кислоты, добавляют 8 мл серной кислоты и на.гревают в течение 2 ч при кипении 120 С).Уксусную кислоту удаляют в вакууме, остаток разбавляют водой, экстрагируют эфиром,эфирные экстракты промывают растворомбикарбоната натрия и сушат над сульфатомнатрия. Удаляют растворительостаток перегоняют, Получают 14,77 г (73,8%) 15-метил.-13-кетобицикло (10,3,0) пентадека(12) -ена,т.кип, 142 - 143 С при 1 мм рт,ст., т,пл. 55 -56 С (гексан).Данные ИК, см1630 - С - С - , 1690 - С - О,б) Растворяют 18,14 г 1-винилэтинилциклододеканолав 80 мл уксусной кислоты, добавляют 4 мл серной кислоты и нагреваютв течение 3 ч при 100 С, Реакционную массуобрабатывают аналогично изложенному и получают 13,69 г (75,4%) 15-метил-кетобицикло-13-кетобицикло (10,3,0) пентадека(12) -енав 780 мл водного метанола (5:1) прибавляютв течение 2 ч 27 г боргидрида натрия (охлаждение ледяной водой). Реакционную смесь перемешивают в течение 8 ч, растворитель удаляют, остаток растворяют в эфире, эфирные экстракты промывают водой, затем раствором хлористого натрия и сушат над сульфатом натрия.Растворитель удаляют, остаток перекристаллизовывают из гексана, Получают 12,6 г (95%)15-метил.оксибицикло (10,3,0) пентадека 1(12)-ена с т.пл. 90 - 92 С, ИК-спектр, см ;1668 - С - С - , 3370 - ОН,б) К раствору 10 г 15.метил.13-кетобицик.ло(10,3,0)пентадека(12)-ена в 10 мл абсолютного эфира в смеси с бензолом в соотношении 1:1 прибавляют порциями 2 г 1 АН 4при 30 - 40 С. После прибавления смесь нагревают в течение 3 ч, охлаждают, осторожнодобавляют 50 мл 10% ного раствора сернойкислоты и перемешвают 1 ч, Органическийраствор отделяют, промывают водой, сушат.5 734Получают 9,6 г 15.метил.13-оксибицикло(10,3,0)пентадека(12)ена (95%), т,пл, 90 - 91 С.в) Проводят аналогично стадии Зб, используя в качестве агента восстановленияйэАН, (ОСНСН,ОСНэ), в растворе бензола.Получают 9,4 г 15-метил-оксицикло(10,3,0)пентадека(12).ена. Выход 94%.Стадия 4: а) К раствору 15-метил-оксибицикло(10,3,0) пентадека(12-ена в 50 млхлороформа при 0 С прибавляют раствор 15 г 1 опербензойной кислоты в 200 мл хлороформа.Реакционную смесь выдерживают в течение60 ч при 4 - 10 С, выливают в лед, отделяютхлороформенный слой и последовательно про.мывают раствором иодистого калия, тиосульфата натрия, бикарбоната натрия и хлориданатрия. Органический слой сушат над сульфатом натрия, удаляют растворитель, остатокперекристаллизовывают из гексана, Получают9,95 г (98%) 15-метил.1,12-эпокси-окси обицикло(10,3,0)пентадекана с т.пл. 99,5 - 101 С.Найдено,%: С 75,87; 76,15; Н 11,19; 10,99,СН 2 а 02Вычислено,%: С 76,10; Н 11,18,б). К раствору 15 г 15-метил-оксибицикло 25(10,3,0)пентадека(12)-ена в 30 мл эфира прикипении постепенно прибавляют эфирный раствор,содержащий 11 г перфталевой кислоты. По окончании прибавления реакционную массу нагревают в течение 4 ч. Эфир отгоняют, остаток разбавляют 40 мл хлороформа и отфильтровывают фталевую кислоту. Хлороформенный раствор промывают раствором соды, водой и сушатпоташом, Получают 13,5 г 15-метил,12-эпокси 13.оксибицикло(10,3,0)пентадекана с т,пп, 98 - З 599 С, выход 84,5%.в) Проводят аналогично стадии 4 б, дляэпоксидирования используют перуксусную кислоту при комнатной температуре. Получают14,9 г (98,5%) 15-метил,12-эпокси-окси 40бицикло (10,3,0) пентадекана.Стадия 5: а) К раствору 8,09 г 15-метил,12-эпокси-оксибицикло (10,3,0) пентадекана в 160 мл ацетона прибавляют в течении1,5 ч 10 мл раствора хромовой кислоты(8 н. в 8 н. Н 2804). Перемешивают реакционную смесь в течение 4 ч, добавляют к ней3 мл метанола и выливают в ледяную воду.Экстрагируют эфиром, эфирные экстракты про.50мывают раствором бикарбоната натрия, водои. и сушат над сульфатом натрия. Удаляют растворитель, остаток перегоняют. Получают 7,20 г,(10,3,0)пентадекана с т.кип. 132 - 134 С при0,5 мм рт.ст. п 1,4998.Найдено,%: С 76,56, 76,29; Н 10,71, 10,48,С,6 Н 2602.Вычислено,%: С 10,46; Н 76,75,186 6Данные ИК-спектра см : 1742 - С - О.б). Раствор хромовой кислоты, полученный из 14 г МагСгО 10 мл концентриро-:ванной серной кислоты и 50 мл воды прибавляют по каплям к раствору 27 г 15-метил.1,12-эпокси.оксибицикло (10,3,0) пентадеканаз 70 мл эфира в течение 30 мин при 25 Спри перемешивании. После прибавления смесьперемешивают в течение 3 ч. Реакционнуюсмесь экстрагируют эфиром, экстракты промывают водой и сушат над сульфатом натрия.Получают 21,4 г (84%) 15-метил.1,12-эпокси 13-кетобицикло (10,3,0) пентадекана сг. кип. 132 - 134 С при 0,5 мм рт,ст.Стадия 6. К раствору 9,5 г тозилгидразинав 290 мл метанола прибавляют при 0 С 5,76 г15-метил,12-эпокси-кетобицикло (10,3,0)пентадекана и выдерживают реакционную смесьпри 4 - 10 С 22 ч, (выделение азота), Реакционную смесь выливагст в холодный раствор соды, экстрагируют эфиром. Эфирные экстракты промывают ледяной водой и сушат надсульфатом натрия, удаляют растворитель. Остаток растворяют в 1 л ацетона и нагреваютв течение 50 ч. Растворитель удаляют, остатокрастворяют в гексане, промывают растворомаикарбоната натрия и сушат над сульфатомнатрия, Получают 3,73 г (69,0%) 2.метил-циклотентадека-ин-она с т.кип. 130 - 132 С примм рт,ст. и т. пл. 45-46 С (пентан) .Найдено,%; С 81,31, 81,25; Н 11,05, 11,10.С,6 Н 260.Вычислено,%: С 81,99; Н 11,18.Данные ИК-спектр, см1710 - С=О.Стадия 7, а) 1,21 г 2.метилциклопентадека-ин-она гидрируют в 40 мл этаноланад Рд/С в течение 1 ч. Поглощают 240 мл(98%) 2-метилциклопентадеканона ст. кип. 123 - 124 С при 1 мм рт.ст. и 1 1,4825,Данные ИК-спектра, см : 1710 - С=О,б) Реакцию гидрирования проводят в аналогичных условиях над Никелем - Ренея. Получают 1,22 г. (99%) 2-метилциклопентадеканона.Формула изобретения1. Способ получения 2-метилциклопентадека. нона иэ циклододеканона с использованием каталитического гидрирования ненасыщенного макроциклического кетона, о т л и ч а ющ и й. с я тем, что, с целью увеличения селективности процесса, циклододеканон подвергают конденсации с винилацетиленом в присутствии щелочи в полярном органическом растворителе, например диэтиловом эфире, при 0 - 5 С,Составитель, В. ЖестковРедактор Л. Новожилова Техред С. Мигай Корректор М, Пожо Тираж 495 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Заказ 1999/32 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 7 7341 полученный 1-винилэтинилпиклододеканол цик. лизуют при 100 в 1 С в смеси уксусной и серной кислот, при соотношении последних 10:1 - 20:1 до 15-метил-кетобицикло (10,3,0) пентадека(12) -ена, который восстанавливают комплексными гидридами металлов, с но- следующим эпоксидированием перекисями кисаот и окислением полученного соединения хроМовой кислотой до 15-метил,12-эпокси-кето. бицикло(10,3,0)пентадекана, который подвер о гают взаимодействию с тозилгидразином при 4 - 10 С в метаноле полученный гидразон кипя тят в ацетоне с последующим каталитическим гидрированием образовавшегося 2-метил-цикло пентадека-ин-она. 152. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й;с я тем, что в качестве комплексных гидридов Металлов используют ИаВН 4, БА 1 Н 4, йаАН, (ОСН,СН, ОСН,),. 86 83. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что эпоксидирование проводят пербензойной, перуксусной и перфталевой кислотами.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Шулов Л. М Хейфиц Л. М. Душистыевещества с мускусным запахом, М., 1964,с. 6.2. Вцхс 1 са, Зс 11 пг, Р 1 е 1 ттег, Не 1 ч., 1928,ч. 1 1, р 693.3. 81. ВЬоадв, .1. С. 61 Ьегт, А, ЪЧ. Оесога,Т. В. Оаг 1 апд, В. 1, Зрапд 1 ег, М ОгЬ 1 д 1 с 1 т,ТЬе ргерагатоп апд врестга втпйев о 1 сус 1 сВ - 1 сетоевтегв, ТетгаЬедгоп, 1963, ч. 19, р. 1625.4, Е. Мц 11 ег, М. Вацег, В, Вопле. Катав 1 г -те Сус 1 оа 11 рЬатвсйег Метопе пит йавоатап.Тетга 11 едгоп 1.еттегв, 1961, р. 136.6.,3 арап, КоЕа 7331643, кл, 16 С 852,22.03.1974, С. А. 81, Р 25207 Н, (прототип),