Способ получения галоидацеталей этиленовых альдегидов

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ(51)М, Кл З С 07 С 43/313С 07 С 41/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 0711,81(71) Заявитель 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЛОИДАЦЕТАЛЕЙ ЭТИЛЕНОВЫХ АЛЬДЕГИДОВения явл соба пол галоидац способ и леновыхой. Целью изобре ботка нового сп известных ранее Предлагается оидацеталей эт общей формулыется разрачения неталей. лучения га- альдегидов бром,калов Й представляети изостроения алкил Хгде Х- хлор иликаждый из радинормального илС 4 -С 6отличительная ососостоит в том, чтагент подвергают1 моль сложного эскъ бенность которбгОо галоидирующийвзаимодействию сфира общей формулы Я 1 - нормальног алкил С 4-С(+80 )С в ка первич ного спиро или изос 4 при (-4 присутствии ного или вт та общей фо сени бытич мулгде Й имеет вышеуказанные значения, В качестве галоидирующего агента30 предпочтительно используют различны Изобретение относится к способу получения новых галоидацеталей этиленовых альдегидов, которые могут быть использованы в качестве полупродуктов в органическом синтезе.Так л5 они могут быть применены для введения с( -этиленового альдегидного фрагмента в моно- или полиеновый остаток взаимодействием с полиеновым сульфоном в присутствии щелочного агента.В результате вышеуказанных превращений при использовании предложенных соединений может быть получен альдегид витамина А.В литературе известны подобные галоидацетали, которые были получены действием галоидалкоксилирующих агентов, в частности й-галоидсукцинимида, на 1-алкилоксидиены в среде спирта. 1-Алкоилоксидиены,3, в свою очередь, получают путем обработки ацеталей с,- иль 6 Д"-этиленненасыщенных альдегидов при 320-250 С в присутствии катализатора.Галоидацетали в условиях известного спосрба нестабильны.. Из получают в виде ацетальсодержащих ненасыщенных виниловых простых или сложных эуиров 1.типы, а именно соединения, в которых галоген связан ковалентной связью с атомом галогена или с атомомазота, или кислорода, соединения,образующиеся в результате присоединения молекулярного галогена к алифатическому галогениду четвертичногоаммония, или комплексы, полученные1взаимодействием молекулярного галогена с алифатическим или циклическим амидом.Обычно используют в качестве Оуказанного агента такие соединения1как гипохлорит трет.-бутанола, комплекс диметилформамида с хлором ибромом нли комплекс М-метилпирролидона с хлором и бромом, или комплекс диметилсульфоксида с хлором,или Й-галоидсукцинамид, или йодидтетрахлортетра-н-бутиламмония,Для увеличения скорости реакциипредпочтительно вести процесс в присутствии каталитического количестваминеральной или органической кислоты, известной в качестве катализатора ацетализации.Исходные продукты предложенногоспособа сравнительно доступны. Целевые продукты выделяют в индивидуальном состоянии в виде смеси цис- итранс-изомеров и являются стабильными,П р и м е р 1, К раствору 7,561 г 31-ацетокси-З-метилбутадиена,3( 95, 5,710 моль ) в 50 см метанола, охлажденному до 15 С, приливаютв течение 90 мин 27,8 см Э 2,15 Мпентанового раствора гипохлорита35грет.-бутила. По окончании добавляюткаплю концентрированной соляной-кисолоты и выдерживают температуру 15 Св течение 40 мин, Реакционную смесьзатем медленно выливают в 100 см 40воды, содержащей 7,56 г бикарбонатанатрия. Через 15 мин и по окончаниивыделения газов воднометанольныйраствор экстрагируют 3 раза в целом60 смЭ пентана.Объединенные экс 45тракты промывают 2 раза в целом40 см воды, высушивают над сульфатомнатрия и концентрируют при пониженном давлении (20 мм рт.ст.), не допуская повышения температуры выше50 С. Получают остаток (9,50 г),состоящий из 74,3 1,1-диметокси-З-метил-хлор-бутенаи 9,51-ацетокси-метокси-метил-хлор-бутена, идентифицированныхс помощью ЯМР-спектра, которые отделяют от вторичных продуктов путемперегонки при пониженном давлении(т.кип. 38-39 С/0,2 мм рт,ст.Полученную амесь растворяют в50 смЭ метанола в присутствии капли Оконцентрированной соляной кислоты иораствор выдерживают при 30 С в течение 1 ч. Реакционную смесь выливаютв 100 см воды. После трех экстракций в целом 60 см пентана, высуши- уЭ вания над сульфатом натрия, концентрирования досуха и перегонки получают 7,107 г 1,1-диметокси-З-метил-хлор-бутена( т,кип.38-38,5 С/0,2 мм рт.ст.), содержащего 62транс-изомера и 38 цис-изомера.Пентановый раствор гипохлоритатрет,-бутила может быть получен слецующим образом.К 780 см водного раствора гипоЭхлорита натрия, содержащего 0,6 моль5 аОСР, добавляют при 2-4 С и в течение 7 мин смесь 44,7 г (0,6 моль )трет,-бутанола и 40 г (0,666 моль)уксусной кислоты, По окончании добавления реакционную смесь выдерживаюто8 мин при 4 С, затем экстрагируют50 см пентана, Органический экстрактЭпромывают 50 смЭ водного насыщенногораствора бикарбоната натрия, 50 смЭводы, высушивают над хлористым кальцием и доводят до объема 100 смЭ добавлением пентана. Таким образом получают 100 см 4,42 М пентановогоЭраствора гипохлорита трет.-бутила,П р и м е р 2. В колбу, предварительно продутую током сухого аргона, загружают 35,0 г 0,277 моль)1-ацетокси-З-метилбутадиена,3 и277 смзбезводного диметилформамида.Вполученный раствор, охлажденный до-20 С, пропускают газообразный хлор,увлекаемый током аргона, чтобы ввести 19,66 г ( 0,277 моль) хлора за90 мин, затем добавляют за 25 мин277 см безводного метанола, Температуру реакционной смеси поддерживают при -20 С в течение 30 мин послеокончания добавления метанола, затемсмесь выдерживают для повышения темо,пературы дод 0 С. Через 2 ч по окончании добавления метанола реакционную смесь выливают в 700 см охлажЭденной воды с 50,4 г бикарбонатанатрия, при этом происходит выделение углекислого газа. Когда этот процесс прекратится, органическую фазуразбавляют 100 см пентана, водную фаЭзу экстрагируют 2 раза в целом 200 см.пентана и органические Фазы объединяют, промывают 100 см водного назсыщенного раствора хлористого натрияи высушивают над карбонатом натрия,После фильтрования и концентрирования получают остаток весом 41,094 г,в котором методом ЯМР определяют25 цис,1-диметокси-З-метил-хлорбутенаи 60 транс,1-диметокси-метил-хлорбутена. Общийвыход 1,1-диметокси-З-метил-хлорбутена составляет 76,6 по отношенюю к исходному 1-ацетокси-метилбутадиену,3.П р и м е р 3. В колбу, предварительно продутую током сухого оргона, загружают 2,413 г ( 1,9 10 моль)1-ацетокси-З-метилбутадиена,3 и30 см безводного диметилацетамида.В полученный раствор, охлажденныйдо -20 ОС, пропускают газообразный хлор, увлекаемый током аргона, чтобы ввести 1,36 г хлора в течение 1 ч, затем в течение 5 мин добавляют 30 см безводного метанола, ДалееЭвыдерживают реакционную смесь для повышения температуры примерно до ООС. Через 2 ч после окончания добавления метанола реакционную смесь выливают в 100 см воды с 4,2 гЭбикарбоната натрия, при этом выделяется углекислый газ. Когда этот процесс прекратится, органическую фазу разбавляют 25 см пентана, водную фазу экстрагируют 3 раза в целом 75 см пентана и органические фа зы объединяют, промывают 25 см Э водного насыщенного раствора хлористого натрия и высушивают над карбонатом натрия. После фильтрования и концентрирования при пониженном давлении (20 мм рт.ст.) получают остаток (.2,806 г ), в котором методом ЯМР определяют 7 цис,1-диметокси-З- -метил-хлорбутенаи 63 транс- -1,1-диметокси-З-метил-хлор-бутена. Общий выход 1,1-диметокси-З- -метил-хлорбутенасоставляет 63 по отношению к исходному 1-ацетокси-З-метилбутадиену,3.П р и м е р 4. В колбу, предварительно продутую током сухого аргона, помещают 6,741 г (5,35 10 моль) 1-ацетокси-З-метилбутадиена,3 и 53 см безводного М-метилпирролидоЭна. В полученный раствор пропускают при л 20 С газообразный хлор, увлекаоемый током аргона, чтобы ввести 4,18 г хлора за 90 мин. К реакционной смеси, охлажденной до -20 С, добавляют 53 см безводного метанола, затем выдерживают ее для повышения температуры примерно до 0 С за 90 мин.оПолученный гомогенный раствор выливают в 115 сглзводы с 14,53 г бикарбоната натрия, причем происходит выделение углекислого газа. Когда этот. процесс закончится, добавляют 50 см3 пентана, отделяют органическую фазу и водную фазу промывают 2 раза в целом 100 см пентана. Органические фазы. объединяют, промывают 3 раза в целом 45 смЭ водного насыщенного раствора бикарбоната натрия,высушивают над карбонатом натрия, фильтруют и концентрируют. Получают таким образоммаслянистый остаток ( 7,823 г) в котором методом ЯМР определяют/ 11,8 цис,1-диметокси-З-метил- -хлорбутенаи 57,2 транс,1-диметокси-метил-хлорбутена. Общий выход 1,1-диметокси-З-метил- -хлорбутенасоставляет 61 па отношению к исходному 1-ацетокси- -метилбутадиену,3,П р и м е р 5, В колбу, предварительно продутую током сухого азота, загружают 6,93 г ( 5,5 10 моль ) 1-ацетокси;(летилбутадиена,3 и 50 см безводного диметилформамида.ЭК полученному раствору, охлажденному до -20 С, добавляют при перемешивании и в течение 2 ч 15 мин 8,789 гброма ( 5,5. 10моль) . Перемешиваниереакционной смеси продолжают в течение 10 мин после окончания добавления брома, затем все время при -20 Сдобавляют 50 см безводного метанола вЭв течение 10 мин. Перемешивание продолжают 90 мин, позволяя температуреповышаться примерно до 20 С, Реакционную смесь выливают в 200 смэ охлажденной примерно до 0 С воды, .содержащей 12,6 г раствора бикарбонатанатрия в 200 сгл Э воды, причем происходит выделение углекислого газа.Когда этот процесс прекратится, экстрагируют 3 раза в целом 150 смпентана, органические экстракты объединяют и высушивают их над бикарбо натом натрия. После фильтрования иконцентрирования получают маслянистый остаток ( 10,92 г), в которомметодом ЯИР определяют 28 цис,1-ди-метокси-метил-бромбутенаи 25 48 транс,1-диметокси-З-метил-бромбутена. Общий выход 1,1-диметокси-метил-бромбутенасоставляет 72,3 по отношению к исходному 1-ацетокси-З-метилбутадиену,3.П р и м е р б. В колбу, предварительно продутую током сухого азота,помещают 6,457 г ( 5,12510 смоль)1-ацетокси-З-метилбутадиена,3 и51,25 см безводного Й-метилпирролиЭдона, К полученноглу раствору, охлажденному до -20 О С, добавляют при перемешивании и в течение примерно 1 ч25 мин 8,2 г (5,125 10 моль) брома.Перемешивание реакционной среды продолжают в течение примерно 15 мин 40 после окончания приливания брома, затем все время при -20 С добавляют51, 25 см Э безводного метанола в течение 20 глин. Перемешивание продолжаютпри -20 С в течение 10 мин, позволяяо45 температуре повышаться примерно доо0 С, и выдерживают при перемешиваниив течение 2,5 ч. Реакционную смесьвыливают в 85 см охлажденной воды сЭ10,63 г бикарбоната натрия, причемпроисходит выделение углекислого газа. Когда этот процесс прекратится,добавляют 50 см пентана, отделяюторганическую фазу, экстрагируют водную фазу 3 раза в целом 150 смпентана, объединяют органические фа- Эзы, промывают их 3 раза в целом 45 смводного насыщенного раствора бикарбоната натрия и высушивают над карбонатом натрия в атмосфере аргона.После фильтрования и концентрирова ния при пониженном давлении( 15 ммрт.ст.) и примерно при 20 С получаютостаток 10,10 г), в котором методомЯМР определяют 22,5 цис,1-диметокси-бромбутенаи 67,5 транс,1- 65 -диметокси-бромбутена. Общий вы 88025055 ход 1,1-диметокси-бромбутена составляет 84,8 по отношению к исходному 1-ацетокси-З-метилбутадиену,3.П р и м е р 7. В колбу, предварительно продутую током сухого азота,помещают 5,46 г.( 4,33 10 моль ) 1-ацетокси-З-метилбутадиена,3 и 50 сглметанола. К охлажденной до ООС и перемешиваемой смеси добавляют одну каплю концентрированной серной кислоты,,затем 11,35 г ( 2,22 10 моль ) йодис- л 0того тетрахлортетра-Н-бутиламмонияв течение 4 ч и при поддерживаниитемператур, равной примерно 0 С, Перемешивание продолжают 30 мин послеокончания доьавления, далее реакционную смесь выливают в охлажденный раствор 13,8 г бикарбоната натрия в 200 см воды, причем происхо 3дит выделение углекислого газа.Когда этот процесс прекратится, смесьэкстрагируют 3 раза в целом 150 см З 20пентана и объединенные экстракты высушивают над бикарбонатом натрия,Фильтруют и концентрируют при пониженном давлении, Получают остаток(8,1 г), в котором методом ЯМР определяют 11,5 цис,1-диметокси-З-метил-хлорбутенаи 34,.5 транс,1-диметокси-З-метил-хлорбутена. Общий выход 1,1-диметокси-З-метил-хлорбутенасоставляет 52 330по отношению к исходному 1-ацетокси-З-метилбутадиену,3П р и м е р 8. В колбу, предварительно продутую током сухого аргона, поглещают 6,95 г (5,51 10 моль)1-ацетокси-З-метилбутадиена,3,50 см безводного метанола и 50 смбезводного Й-метилпирролидона. Вполученный раствор, охлажденный до-20 С, пропускают газообразный хлор,увлекаемый током аргоня, чтобы40ввести 4,31 г ( б, 07 10 моль ) хлораза 1 ч 35 мин, затем продолжают перемещивание при -20 С в течение25 мин и, наконец, выдерживаютсмесь для повышения температуры 45примерно до ООС в течение 30 мин иподдерживают перемешивание при этойтемпературе в течение 2 ч. Реакционную смесь выливают в 100 см охлажденной воды с 12,6 г бикарбонатанатрия, причем происходит выделениеуглекислого газа, Когда этот процессзакончится, добавляют 50 см пента 3на, отделяют органическую фазу, экстрагируют водную фазу 2 раза в целом 100 см пентана. Объединенныеорганические экстракты промывают3 раза в целом 45 см водного насыщенного раствора бикарбоната натрия.Промывные воды ркстрагируют 25 смзпентана и пентановый экстракт снова Щпромывают 3 раза в целом 9 см водного насыщенного раствора бикарбоната натрия. Разлучные пентановые экстракты объединяют, высушивают надкарбонатом натрия, фильтруют и кон центрируют при пониженном давлении20 мм рт.ст.) . Получают маслянистый остаток (8,72 г)г в котором методом ЯМР определяют 14,4 цис,1-диметокси-глохтил-хлорбутенаи 67,9 транс,1-диметокси-З-метил- -4-хлорбутена. Общий выход 1,1- -диметокси-метил-хлорбутенасоставляет 79,1 по отношению к исходному 1-ацетокси-метилбутадиену- -1,3.П р и м е р 9. В колбу, предварительно продутую током сухого азота, помещают 4,34 г 97-ного (3,3410 моль) 1-ацетокси-метилбутадиена,3 и 30 смизопропанола. Смесь охлаждают до -20 С и к ней приливают 0,03 смэ концентрированной серной кислоты. Затем, все время продолжая перемешивание, при -20 С добавляют в течение 30 мин 6,13 г ( 3,4410 моль) Й-бромсукцинимида.-2По окончании добавления перемешивание продолжают 30 мин при -20 С, далее выдерживают смесь для повышения температуры до -10 С и продолжают перемешивание в течение еще 2 ч. Гетерогенную реакционную смесь выливают в охлажденный раствор 6,9 г бикарбоната натрия в 100 смЗ воды, причем происходит выделение углекислого газа. Когда этот процесс закончится, смесь экстрагируют 3 раза в целом 75 см пентана. Органические экстракты объединяют, высушивают над бикарбонатом натрия, фильтруют и концентрируют при пониженном давлении. Получают маслянистый остаток ( 7,61 г ), в котором методом ЯМР определяют 17 цис,1-диизопропокси- -3-метил-бромбутенаи 45,4 транс- -1,1-диизопропокси-З-метил-бромбутена. Общий выход 1,1-диизопропокси-метил-бромбутенасоставляет 53,6 по отношению к исходному 1-ацетокси-З-метиЛбутадиену,3.П р и м е р 10. В трехгорлую колбу, продутую током азота, помещают 7,56 г ( б 10 Ълоль) 1-ацетокси-метилбутадиена,3 и 50 смЭ безводного метанола. Смесь охлаждают до -20 ОС, затем добавляют каплю концентрированной. серной кислоты (уд.вес 1,83). К полученной смеси в течение 75 мин добавляют 10,68 г М-бромсукцинимида ( 6 10 моль), смесь выдерживают для повышения температуры примерно до 10 С в течение 30 мин, Реакционную смесь выливают в 100 см охлажденной воды с 7,65 г бикарбоната натрия, После перемешивания в течение 10 мин, проливания 50 см 9 воды и 80 см 9 пентана органическую фазу отделяют и водную фазу экстрагируют 3 раза в целом 90 см .пентана. Органическими фазы объединяют, прогывают 50 см воды, затем 50 см водного насыщенного раствора бикарбоната натрия, высушивают над карбонатом натрия и880250 10 формула изобретения ВНИИПИ Заказ 9758/32 Тираж 446 Подписное Филиал ППП "Патент", г,. Ужгород,уя.Проектная,4 доводят до объема 250 см 3 добавлением пентана. Путем концентрирования 25 см аликвотной части получают остаток 1,216 г), в котором методом ЯМР определяют 15 цис,1-диметокси-З -3-метил-брОмбутенаи 80 транс- -1,1-диметокси-З метил-бромбутена 5 -2. Общий выход 1,1-диметокси-З-диметил-бромбутенасоставляет 92 по отношению к исходному 1-ацетокси- -З-метилбутадиену,3.П р и м е р 11. В колбу, предварительно очищенную потоком сухого аргона, загружают 7,71 г 98-ного ( б 10 смоль ) 1-ацетокси-метилбутадиена,3 и 50 смэтанола. Смесь охлаждают до -40 С и затем прибав ляют 0,03 см концентрированной серной кислоты. Смесь перемешивают, поддерживая температуру -40 ОС, и добавляют в нее за 2 ч 10,68 г (.б 10 моль) й-бромсукцинимида. По 20 окончании присоединения перемешивание продолжают в течение 3,5 ч при -40 С. Гетерогенную смесь выливают в ледяной раствор 7.,56 г бикарбоната натрия в 100 смз воды, Смесь пере мешивают в течение 5 мин и трижды экстрагируют в целом 150 смЗ пентана. Собранный органический экстракт промывают 50 см воды, затем 50 см Э водного насыщенного раствора бикарбоната натрия и, наконец, сушат над безводным бикарбонатом натрия. После концентрирования при пониженном давлении получают жидкий остаток желтого цвета (10,065 г), в котором определяют методом ЯМР 50,68 1,1- -диэтокси-метил-бромбутенаи 10,1 1-ацетокси-метилбутадиена- -1,3 ( непревращенного).По отношению к исходному 1-ацетокси-метилбутадиену выход 1,1-диэтокси-З-ме-. 40 тил-бромбутенасоставляет 41,7.П р и м е р 12. Получение ацетокси-метил-З-бутадиена,3, исходя из метил-З-бутен-аля.К 80 г ацетатизопренила (0,8 моль) 45 нагретого до 94 С, добавляют 0,04 смЗ. концентрированной серной кислоты, затем прибавляют за 90 мин 33,6 г метил-бутен-аля (0,4 моль), поддерживая температуру 94-107 С (образующийся при этом ацетон перегоняют). После охлаждения до 30 С реакционную смесь перегоняют при пониженном давлении (14 мм рт.ст.) . В первую очередь собирают 28,3 г дис-, тиллята, образованного ацетоном и ацетатизопренилом, а затем вторую фракцию в количестве 83,95 г.С помощью спектрального анализа, хроматографиив паровой Фазе и химического анализа определяют, чтовторая Фракция является смесью ацетатизопренила и ацетокси-метил-З-бутадиена,3, содержащей 58последнего продукта. Выход ацетокси-метил-З-бутадиена,3 составляет 96 относительно исходного метил-З-бутен-аля. 1. Способ получения галоидацеталей этиленовых альдегидов общей фор- мулы где Х - хлор или бром,каждый из радикалов Р представляет нормального или изостроения алкил С( -С,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что .галоидирующий агент подвергают взаимодействию с 1 моль сложного эфира общей формулы где Йл - нормального или изостроенияалкил СА-С 4,при (-40 С) - (+80)С в присутствииизбытка первичного или вторичногоспирта общей Формулы кОН , где Яимеет вышеуказанные значения.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что в качеСтве галоидирующего агента используют гипохлорит трет.-бутанола или комплексциметилформамида с хлором и бромом,или комплек" М -метилпирролидона схлором и бромом, или комплекс диметилсульфоксида с хлором, или М-галоидсукцинамид, или йодид тетрахлортетра-Н-бутиламмония.Приоритет по признакам25.02.76 - галоидирующий агентгипохлорит трет.-бутанола, М-галоидсукцинамид.13.01.77 - галоидирующий агенткомплекс М -метилпирролидона с хлороми бромом или комплекс диметилформамида с хлором и бромом, или комплексдиметилсульфоксида с хлором или йодид тетрахлортетра- -бутиламмония.Источники информации,принятые во внимание .при экспертизе1. Макин С.М. и др. Химия ненасыщенных эфиров - ЖОХ, 32, .1962, Р 4,с.1111-111 б.