Способ получения грляс-хризантеминовой кислоты

ОП ИСАН И ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАТЕНТУ Союз Советских СоциалистическихРеспублик Зависимый от патентаКл, 12 о, 21 Заявлено 12.Х 1,1966 (М 1112672/23 рцорцт МПК С 07 сС 07 сУДК 547.512.07(088,8) Комитет по деламзобретений и открыт 24.Х 1.1968. БюллетеньОпублцкова; при Совете Министров СССРта опубликования описания 26 Л 1.196 Авторыизобретения нцыТороманов, Жерар Номииия) Иностра н-Юии, Эдмон(Франц Иностр анна Руссель Ютель,к Заявит фира клаф ОВ ПОЛУЧЕНИЯ ТРАНС-ХРИЗАНТЕ%ИНОВОЙ КИСЛОТЪ Дляпрощения пр водить взаимодейст 2-бутенцлсульфона алкцлсенеццолатом 5 соединения, наприм в безводном органцч рагцдрофуране). Температура проц Схематически его 0 дющим образом, лученця трансоторая может цнсектпццдных оцесса пред це арцл(то с сенецион в прцсутств р трет-бутц еском раств ЫХ СПОСОООВ ПО- анных на взацира илц диазо-гексадиеном с разется смесь рывоопасно,С. став есса око.можно с СНзГ=.-ГН- " 1-:, -- Лг ;Г=СНС.СН Г - Г - СНв СН где Аг - арил, образованныи одним или несколыкими ароматическими циклами, могущими нести один или несколько заместителей,или оксиалкил, илц. гало ильная цли сложноэфирн апример алкил лкил; 2 - нит руппа. Изобретен новый способ похризантемцновой кислоты,быть использовача в синтезеэфиров типа аллетринов.При осуществлении известилучения такой кислоты, основмодействии диазоуксусного эфацетонитрила с 2,5-диметил,последующим гидролизом, обцис- и транс-изомеров, что вз т.Н ю10 15 20 В некоторых случаях для облегчения очистки полученный сульфон (111, где 2=С )ЮОКомыляют .в соответствующую кислоту, которую выделяют, очищают, этерифицируют, азатем циклизуют.Сульфонная группа активирует метиленовую группу, находящуюся в я-положении, и,таким образом, облегчает присоединение 1 - 4к сопряженной двойной связи (соединение 11),несмотря на неблагоприятные электронные ипространственные затруднения. Эта группалегко отщепляется во время циклизации в виде Лг = ЯОХа, что способствует селективному образованию именно транс-хризантеминовой кислоты (").Исходное неописанное соединение арилметил-бутенилсульфон получают путем восстановления арилсульфогалогенпда в соответствующую арилсульфоновую кислоту, которуюпереводят в натриевую соль, а затем конденсируют с галопдным соединением 3-метилбутенпл а.Сенеционовые сложные эфиры (11, Х =О) могут быть получены окислеОКнием окиси мезптила с последующей этерификацией,Сенеционитрпл (11, Х = СХ) готовят изциангидрина изомасляного альдегида или конденсацией ацетона с циануксусной кислотой.Продолжительность реакции и количествощелочного агента могут влиять на природуполучаемых продуктов.Так, когда Аг = СН; и Х = СООСН,.-, топри употреблении двух эквивалентов трет-оутилата калия и продолжительности процесса20 - 40 час, образуется непосредственно этиловый эфир транс-хризантеминовой кислоты,т. е. нет необходимости выделять и очищатьпромежуточные продукты (111). Наиболее целесообразно циклизацию (111, Х = СООСНд:Аг = С,Н;,) вести в присутствии трет-амилатанатрия в бензольной среде при комнатной температуре.Синтез псходных соединений,1, Приготовление фенил-метил-бутенилсульфона (1, Лг=СН;,);Л) Бензолсульфиновая кислота.Готовят суспензию из 100 г цинкового порошка в 500 сл эфира, к которой прибавляют5 слз воды, затем сильно перемешивают ивводят немного бензолсульфохлорпда, Смесьнагревают в колбе с обратным холодильником,затем прекращают нагревание и вводят 100 гбензолсульфохлорида в течение приолизительно получаса так, чтобы эфир стекал обратнои не отгонялся. После этого реакционнуюсмесь еще нагревают приблизительно 1 час,затем охлаждают и фильтруют, Собранныйосадок промывают водой, растворяют в растворе 100 г углекислого натрия в 500 ся воды и нагревают прп температуре около 85 -30 35 40 45 50 55 60 65 90 С 45 вин при сильном перемешивании. Реакционную смесь охлаждают, отфильтровывают нерастворимые вещества и водный филь- трат концентрируют до объема приблизительно 400 слз. После охлаждения подкисляют разбавленной соляной кислотой.Образовавшийся осадок центрифугируют, отмывают водой, высушивают в вакууме при комнатной температуре до постоянного веса. Получают 73 г бензолсульфиновой кислоты. Б) Получение фенил-метил-бутенилсульфона (1, Аг = СоНд).В 80 сиз 2,9 н. раствора метилата натрия в метаноле при комнатной температуре и перемешиванпи вводят 34 г бензолсульфиновой кислоты, Затем несколько минут спустя очень медленно прибавляют 35 г бромисгого 3-метил-бутенила, продолжая перемешивание еще в течение 10 мин после добавления. Затем из реакционной смеси отгоняют метанол, сохраняя первоначальный объем добавлением воды с последующей экстракцией хлористым метиленом. Органическую фазу промывают водой, сушат, перегоняют для удаления растворителя и остаток кристаллизируют в петролейном эфире. Температура кристаллизации 60 - 80 С, При замораживании в течение получаса суспензию центрифугируют, промывают смесью изопропилового эфира с петролейным эфиром (1: 1) и сушат в вакууме, Получают 35 г фенил-метил-бутенилсульфона с т. пл. 54 - 56 С; мол. в. 210,28. Соединение не растворяется в воде и растворяется в большинстве органических растворителей.Вычислено, %; С 62,84; Н 6,71; Я 15,22, СНгЯО.Найдено, %: С 62,9; Н 6,7; 5 14,9.Соединение в литературе не описано, 2. Приготовление и-толил-метил-бутенилсульфона (1, Аг = СНз - СН) .Готовят этот сульфон в тех же условиях, что и фенил-З-метил-бутенилсульфон.Исходя из 20 г г-толилсульфоновой кислоты, приготовленной восстановлением цинком п-толуолсульфохлорида, и 19,1 г бромистого З-метил-бутенила, получают 20,5 г н-толил-метил-бутенилсульфона с т. пл. 82 - 84 С; мол, в. 224,32.Вычислено, %; С 64,24; Н 7,19; 8 14,29.С Н 650.Найдено, %: С 64,4; Н 7,2; Я 14,0.П р и м е р 1. а,1-транс-Хризантеминовая кислота.А) Приготовление 3,3,6-триметил-фенилсульфонил-гептен-овой кислоты (111, Х =О= С; Аг = СН 5)ОНК раствору 6,9 г трет-бутилата калия в 100 смг тетрагидрофурана, охлажденному до 0 С, прибавляют 12,85 г фенил-метил-бутенилсульфона. После нескольких минут перемешивания при 0 С прибавляют 8,8 слл этилового эфира сенеционовой кислоты и реакционную смесь выдерживают при 0 С 15 час.Затем при охлаждении добавляют 2 н. соляной кислоты и экстрагируют эфиром. Эфирные экстракты соединяют и промывают водным раствором двууглекислого натрия, водой,сушат, отгоняют растворитель и получаютостаточное масло.К этому остатку добавляют 60 с,из метанола, 6 с,яз воды и 4 сдР раствора каустическойсоды. Смесь нагревают 1,5 час, затем отгоняют метанол в вакууме, разбавляют водой иэкстрагируют эфиром, Водную фазу подкисляют 2 н. соляной кислотой, экстрагируютхлористым метиленом, экстракты отмываютводой до нейтральной среды, сушат и выпаривают досуха. Полученный остаток кристалливируют в изопропиловом эфире.Получают 11,10 г 3,3,6-триметил-фенилсульфонил-гептен-овой кислоты с т, пл,108 С; мол. в. 310,4.Вычислено, %: С 61,90; Н 7,14; Я 10,33.С 16 Н 22 Ю 4,Найдено, %: С 61,8; Н 7,1; Я 9,9.Соединение в литературе не описано.Б) Приготовление сложного метиловогоэфира 3,3,6-триметил-фенилсульфонил-гепОтен-овой кислоты 111, Х = С "; Лг =ОСН,= СбН;).0,7 г 3,3,6-триметил-фенилсульфонил-гептен-овой кислоты растворяют в 10 сиз хлористого метилена, охлажденного до 5 С, и добавляют раствор диазометана в хлористом метил ене до появления стойкого желтого цвета,Реакционную смесь выдерживают 10 лаан йри 0 С, а затем удаляют избыток диазометана, добавляя окись алюминия. Растворптель отгоняют и остаток кристаллизируют в петролейном эфире. Температура кристаллизации 60 - 80 С.После отжима осадка получают 0,646 г сложного метилового эфира 3,3,6-триметил- фенилсульфонил-гептен-овой кислоты в виде бесцветных кристаллов, не растворимых в воде и в разбавленных водных растворах кислот и растворимых ь большинстве органических растворителей. Т. пл, 57 С; мол. в. 324,43.Вычислено, %: С 62,93; Н 7,46; Я 9,88.С 17 Н 24504Найдено, %: С 63,1; Н 7,3; 5 9,9.Соединение в литературе не описано.В) Приготовление метилового эфира сЦ- транс-хризантеминовой кислоты 1 Ч, Х =О=С ).ОСН,Растворяют 0,868 г сложного метилового эфира 3,3,6-триметил-фенилсульфонил-гептен-овой кислоты в 5 сл 8 безводного бензола. Добавляют 2,9 слс 1,86 н. раствора третамилата натрия и перемешивают 16 час при комнатной температуре в атмосфере азота,Реакционную смесь выливают в ледяную 2 н. солянло кислоту, экстрагируют эфиром. Органическую фазу промывают раствором бикарбсната иагрия, водой, сушат и отгоняютрастворитель.После перегонки масла в вакууме получают5 0,52 г метплового эфира д,(-транс-хризантеминовой кислоты,Г) Приготовление А/-транс-хризантеминовой кислоты (Ъ).Растворяют 0,17 г метилового эфира сц 10 транс-хризантеминовой кислоть 1 в 2 си приблизительно 2 н. водно-метанольного раствора едкого калия и нагревают с обратным холодильником 2 час. Затем реакционную массу концентрируют, разоавляют водой, экстра 15 гирлот эфиром. Води ю )аз подкисляют 2 н.соляной кислотой, экстрагируют хлористымметаленом. Органическую фазу промываютводой. После отгонки растворителя получгпот85% й-транс-хризантеминовой кислоты с т.20 пл. 47 - 50 С, идентичной с пробой настоящейд,1-транс-хризантеминовой 1 кислоты, Эта кислота имеет вид бесцветных кристаллов, малорастворимых в воде и растворимых в большинстве органических растворителей. Она мо 25 жет быть охарактеризована своим сложнымэфиром п-бромофенацила, которьй готовятследующим образом.Растворяют 0,14 г д,-транс-хризантемпновой кислоты в едком натре и слегка подкисЗО ляют полученный раствор 0.1 н. соляной кислотой. Затем вводят 0,166 г бромистого п-бромофенацила, растворенного в 3 сиз этаноле,и реакционную смесь нагревают с ооратнымхолодильником 2 час.З 5 Затем ее разбавляют ледяной водой, экстрагируют хлористым метиленом. Органическую фазу промывают водой, сушат, отгоняютрастворитель и кристаллизируют остаток впетролейном эфире. Кристаллы отфильтровы 40 вают, отмывают петролейным эфиром (т,крист. 60 - 80 С) и получают 0,123 г сложного п-бромофенацильного эфира А,-транс-хризантемпновой кислоты с т. пл. 72 - 74 С в виде бесцветных иголочек, не растворимых в вс 45 де и в разбавленных водных растворах и растворимы.; в большинстве органических растворителей. Мол. в. 365,27.Вычислено, %: С 59,18; Н 5,8; Вг 21,88.С 18 Н 210;гВ г 250 Найдено, %: С 59,1; Н 5,9; Вг 21,6.Соединение в литературе не описано.П р и м е р 2. сУ,1-транс-Хризантеминовая вислота.А) Готовят 3,3,6-триметпл-п-толилсульфо 55 ,Онил-гсптен-овую кислоту (111, 7. = СОНЛг = СН; - С;Н,), исходя из этилового эфирасенеционовой кислоты и п-толпл-метил-бу 60 тенилсульфона в условиях примера 1,А.После кристаллизации в изопропиловомэфире получают 84% основного продукта ввиде бесцветных кристаллов с т. пл. 130 С;мол. в. 324,43.65 Вычислено, %: С 62,93; Н 7,46; 8 9,88.С,-,Н 240,5.Найдено, %: С 632; Н 76; Я 97,Соединение в литературе не описано.Б) Приготовление метилового эфира 3,3,6 триметпл - 4-гг-толилсульфонил-гептен-овойОкислоты 1111, 7 = С; Лг=СНз - СН)ОСН,проволят, исходя из соответствуюгцсй кислоты в условиях примера 1,Б,После кристаллизации в петролейном эфире метпловый эфир 3,3,6-три,етпл-а-толилсульфонил-гептен-овой кислоты имеет фор)55 бесцветных кристаллов с т. Ил. 45 47 С;м ол. в. 338,45.Вычислено, О/; С 63,88; Н 774; Я 9,47.СН 2018.Найдено, %. С 63,7; Н 7,9; 5 9,2.Соединение г литературе не описано,В) Приготовление метилового эфира с 1,1 транс-хрпзсчнтехгиново 5 кислоть (11, Х =О) ведут в условиях прггмсраОС,Н1,В, исходя пз сложного метилового эфира3,3,6-трпхгетил-гг-толилсульфонггл- гептен 1-овой кислоты. Получают 87% продукта.Г) Приготовление гг,-транс-хризантеминовой кислоты ведут в условиях примера 1,Г,исходя пз метилового эфира Й,-транс-хризантеминовой кислоты. Выделяют 61% Й,1-трансхризантеминовой кислоты, идентичной той,которая получена по примеру 1.П р и м е р 3, сг,1-транс-Хризаггтезгггноваякислота.с 5) Получение этилового эфира с 1,1-трансО хризантеминовой кислоты (1 Ч, 2 = С"ОС,Н-,)К раствору 4,6 г трет-бутилата кали 5 в 40 с,5 г тетрагидрофурана, охла)кденного до 0 С, добавляют 4,3 г фенил-метил-бутенилсульфона, а затем 3 с 5 г (одни эквивалент) этилового эфира сенеционовой кислоты, Реакционную смесь выдер)кивают прп 0 С 40 сгас. Затем пр 5 охлаждении к реакпионной смеси ДООсгВЛ 5 ЮТ 2 Н. СОЛ 5 гПОЙ КПС,ОТЫ, ЭСТРаГП- руют эфиром, промывают эфирные экстракты ВОЛН 1 М РсСТВОРОЫ ОИКЯРООНсТс Нс 5 ТРП 5 П Водой, сушат, отгоняют растворитель и перегоняют остаточное масло в вакууме. Получают ло 90% основного продукта с т, кип, 62 - 65 С/0,7 .цг рт, ст,Б) г 11-транс-ХризантемиОва 5 Кслота.Растворяют 0,348 г этилового эфира А 1- транс-хрпзантеминовой кислоты в 1,3 сц: 2 н. едкого патра, затем добавсг 5 пот 5 с,ц метанола и 0,5 с,5 г) воды и смесь нагревают с обратным хололильником 2 час, Раствор концентрггругот разоавляОт водоЙ, экстраггр От ЭГ)ИрОМ, ПодКИСЛ 5 ПОТ ВодНТЮ фсгЗМ 2 Н. СОЛ 5- Ной КИСЛОТОЙ, ЭКСТРсГИРУЮТ ХЛОРИСТЬс МЕТИ- леном, Органическую фазу промывают водой, отгоняют растворитель и получают 0,28 г кристаллической г 1,1-транс-хризантеминовой кис лоты с т. пл. 50 С, идентичной годлинному образцу,П р и м е р 4. Конденсация в присутствиидимсилнатрия.5 В трехгорлую колбу при перемешивании всреде азота вводят 4,6 г и-толил-бутенилсульфона и 11 сл) свежеприготовленного 2 н,раствора лиметилсульфинилнатрия. ЯСНс+)Я- О Уасн,10 15Наблюдается значительное повышение тем 5 ературы, Смесь окрашиваетс 5 в красныЙ ивет. Затем добавляют 3,1 сзг) этилового эф.гра диметилакриловой кислоты и смесь перемешивают 30 лин. Температура говышается от 37 до 45 С, потом понижается ло 33 С, Снова добавляют 5,5 с,)г) 2 н. раствора димсплнатрия и 3,1 слгз этилового эфира диметилакриловой кислоты.Массу перемешивают еще 30,цин, позволяясвободно изменяться температуре. Затем ее охлаждают при помощи ледянои водяной бани, подкисляют среду добавлением 2 н, соляной кислоты, экстрагируют эфиром и отделяют 50 эфирную фазу, которую промывают воднымраствором бикарбоната натрия, водой, сушат и дистиллируют в вакууме. Получают 6,288 г масла, состоящего в основном из этилового эфира д,1-транс-хризантехгиновой кислоты.Продукт очищают дистилляцией прп 32 45 С под давлением 0,5 мм рт. ст, Получагст 1,1 г непреооразованного исходного продукта.При температуре 70 - 72 С под давлением 05 )г.5 г рт. ст. отделяют 4,539 г этилового эфи ра хризантеминовой кислоты, определяемогопо его коэффициенту рефракции. и) 1,4565.П р и м ер 5. Конденсация в прис 5 тствииГИ;гР а Тс Н с ТР П 5.В условиях примера 4 берут 1,185 г 50%-ной 45 суспензии в вазелиновом масле гидрила натр 5 гя и раствор 5,214 р-толил-метилбутенилсульфона в 5 с,ц) диметилформамила. Наблюдается большое выделение водорода, а температура смеси повышается до 40"С, В течение 50 1,5 нас смесь выдерживают, затем добавляют52 с.ц" этилового эфира диметилакриловой кислоты.Массу перемешивают в течение 30 цин. ЗаО 5 стро Охлаждают, подкис;г 5 пот 2 н. со ляной кислотой, Егце перемешивают в триприема с 25 с)г) эфира, отделяют эфирные фазы, которье объелиняют, промывают волой, солержаисе 5 кислую соль мгосгьной киссготь 5,, за)сг вод)и.60 Эфирную фазу высушивают и дистиллируют в вакууме. Маслянистый остаток восстанавливают в 20 с)г диоксана. Нераство;)имую часть профильтровывают через инфузорную землю. Фильтрат отделяют, затем выпа ривают лосуха. Остаток весом 7,2 г очишают45 50 55 дистилляцией под давлением 0,5 - 1 лс,гс рт. ст. Сначала отделяют 0,94 г фракции, дистиллирующейся при температуре 35 - 45 С, затем 5,10 г эт 5 лового эфира а,1-транс-хризантеминовой кислоты, дистиллирующегося при 75 - 76 С,П р и м е р 6, Конденсация в присутствии амида натрия.При температ ре - 70 С конденсируют 280 с,г 11 безводного аммиака и 0,46 г очищенного натрия. Смесь перемешивают 1 час в азотной атмосфере, Затем через 0,25 час вводят раствор 5,2 г р-толил-метилбутенилсульфона в 50 с,гсг тетрагидрофурана. Реакционную сгесь перемешивьиот 30,гсисс. Голубой вначалс раствор становится постепенно коричнево-красным. В это время с осторожностью добавляют раствор 3,75 г этилового эфира диметилакриловой кислоты в 25 слг тетрагидрофурана, сохраняя температуру - 70 С при помощ олажддющей смеси. Массу перемешиваот 5 час при указанной температуре, затем охлаждают до комнатной. Аммиак отгоняют, пуская сильный поток азота, затем среду нейтрализуют добавление 1 н. соляНОй К 11 СЛОТЫ.Затем смесь экстрагируОт в три приема эфиром, объединяют эфирные фазы, промывают их насыщенным раствором бигкарбоната натрия, водой, высушивают и выпаривают досуха.Маслянистый остаток отделяют дистилляцией в высоком вакууме. Первую часть 1,65 г этилового эфира д,1-транс-хризантехгиновой кислоты получают при температуре около 35 С под давлением 0,5 - 1 лл рт. ст., затем при температуре 75 С.П р и м е р 7. Конденсация при высокой температуре.В трехгорлую колбу при перемешивании и барботировании азота вводят 100 ел диметилсульфоксида, 15,5 г трет-бутилата калия и 20 г и-толил-хетил - 2 - бутенилсульфонд. Смесь подогревают 0,5 час при температуре 105 С, затем охлаждают и добавляют раствор 12 слг диметилового эфира диметилдкриловой к 51 ссОт.1 в 30 слг диметилсульфоксида. Ооразуется густая смесь, которую перемешивдиот 2 час. Снова добавляют 12,6 с,гсг диметилового эфира диметилакриловой кислоты и доводят температуру реакционной среды до 105 - 110 С в течение 7 час. Смесь олдждают до 20 С, иодкис;51 От раствор 2 н. сол 51 ной кислотой, далее его экстрагируют в трп пр:ема изоирОиилов 11 эфиро 1. Эф 5 рныс в 1 гт 51)кки Обье;ин 51 От, иро 1 ывяют во,Ои, выс, ш 1 вд 10 т и вгэги 11 ривдют в всгкууме досуа. 5 10 15 20 25 30 35 40 Получают 23,92 г коричневого масла, состоящего из сырого этилового эфира Й,1-трансризантеминовой кислоты.Повторно растворяют этиловый эфир сс,1-транс-хризантеминовой кислоты в 20 слз хлористого метилена и пропускают этот раствор через силикагелевую колонну. После осаждения окрашенные примеси элюируют хлористым метиленом, а этиловый эфир транс-хризантехгиновой кислоты 1%-ныхг хлористым метиленом.Извлекают 16,75 г этилового эфира с 1,1- транс-хризантеминовой кислоты, который используют для омыления в А 1-транс-ризантеминовую кислоту.П р и м е р 8. Бутиловый эфир с,1-трснс-хризантеминовой кислоты.В трегорлую колбу при перемешивании в среде азота вводят 5 г сс-толил-метилбутенилсульфона и 12,5 сл) диметилсульфоксида. К суспензпи добавляют 4,18 г бутплового эфира дпметилакриловой кислоты. Смесь перемешивают до полного растворения, добавляют 1,87 г метилата натрия и 2,5 е.гсд диметилсульфоксида.Среда окрашивается. Смесь перемешивают 24 чпс при температуре 20 С, после чего получают оранжевую суспензию, которую фильтруют, Фильтрат подкисляют олажденной соляной кислотой, перемешивают 15 гсссн и декантируют органическую фазу. Водную фазу извлекают хлористым метиленом в два приема. Органические экстракты соединяют, промывают до нейтральной реакции раствором бикарбоната натрия, водой, высушивдют сернокисльг хагнием. Фильтрат дистиллируют при нормальном давлении. Получают 5 г маслянистого вешества, которое очищают дистилляцией в высоком вакууме. При темпе 1)11 туре 80 - 85 С под;авлением 0,5 лл рт. Ст, получают 3,98 г бутилового эфира д,Иризсгнтехгиновой кислоты и виде бледно-желтой жидкости. Выод целевого продукта 82 оссг). Пре;мет изобретения Спосо) получения транс-ризггнтеминовог КИСЛОты, ОТ,СССЧс)СОСССССССС)1 тЕМ, ЧтО, С ЦЕЛЬЮ упрощения ироиссса. арил (толил) -(3-хгетил-бутеиил) -сульфон подвергают взаимодейстггиО с сеиециднитрилом или алкилсснецио,гатом в присутствии щелочного соединения, например трет-т тилата натрия, в безводном Органическом растворителе. например тетрагидрофурдгс.