Способ получения (4r, 8r)-4, 8-диметилдеканаля

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧВжИРЕСПУ БЛИН 9) 51)5 С 0 02 45 ЫЙ НОМИТЕТ СССР ОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙГОСУДАРСТВ ПО ДЕЛАМ И САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ его аллор(7) Институт органической химии им,Н.Д.Эелинского и Всесоюзный научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки(56) Мог К. КичаЬата 5, Оеда Н.5 упЬез 1 з о 1 а 11 от СЬе 1 оцг роз-. аЬе зйегео.зоаегз. оГ. 4,8-двейу 1.- десапа 1, йЬе аддгедайоп рЬегоеопе оГ йЬе Г 1 оог Веей 1 ез. ТейгаЬедгоп, 1983, ч.39, р.2439"2444.(57) Изобретение касается замещенных альдегидов, в частности получения (4 В, 8 К)"4,8-диме 1 илдеканаля - агрегацнонного ферромона малого мучного хрущака и булавоусого мучного ярущака, являющихся вредителями муки н хлебопродуктов. Повьппение выхода целевого альдегнда достигается использованием других исходных веществ и катализатора. Синтез целевого продукта ведут алкилированием металлорганического соединения формулы В 3 МдНа 1, где В СН СНа С("СНУ) (,Н)-(СН),-, На 1 " галоген и 1 или 2, с помощью соединения формулы В-5(0), "С 6 Н-и-СНв) где ; О=,;О-й-СН,1; С-й 1 ( "СН 3-СИ 1 11 фи. 1 или 2, ипи со динений указанных формул, но где Й имеет значение Й, а К - значение В,. Процесс ведут при подъемеа температуры от (-71) до (+25) С в присутствии катализатора - тетрахльркупрата лития с последующим гидролизом полученного продукта в присутствии СНСООН и вьщелением целево продукта с выходом 38,5 Ж по мет ганическому соединению и 793 по алкилирующему агенту. В известном случае выход не превышает 10,4 Х. 1 табл.Изобретение относится к областиорганической химии, конкретно к усовершенстваванному способу получения(4 К,8 К)-4,8-диметилдеканаля, агрегационного феромона малого мучногохрущака Тг 1 Ьо 11 иш сок 1 цзцш и булавоусого мучного хрущака Т.саэ 1 апепв"вредителей муки и хлебопродуктов.Цельо изобретения является ловы 4шение выхода целевого продукта засчет использования новых исходныхсоединений и эффективного катализатора.Существо изобретения ишпострируется следующими примерами.П р и м е р 1. Синтез выполняется в три этапа.Этап 1. Синтез (К)-1-тоэилокси 2-метилбутана. 2 ООперация 1.1. Получение (К)-2 метилбутан-ола.К раствору 13,0 г (К)-4-метилгексановой кислоты в 120 мл бенэала при.бавляют при перемешивании 54 г тетраацетата свинца и 2,7 г ацетата меди.Смесь нагревают с обратным халодиль.- оником при 80-85 С в течение 5 ч ипосле завершения реакции (контрал,методамиГЖХ и ТСХ) образовавшийся, те с бензалом. К дистиллату прибавляют порциями 17,0 г м-хлорнадбензайной кислоты и смесь выдерживают5 ч прн 20-25 С. Бензрльиый раствор0 35декантируют с выпавшего осадка,нейтрализуют 10%-ным раствором БаИС С.,беизол упаривают и остаток экстра"гируют эфиром Зх 40 мл 1, К эфирномураствору в течение 30 кин прибавляют порциями 21,0 г кристаллическойН 10. 2 НО и смесь перемешивают 2 чОпри 20-25 С, Раствор отфильтровываютат осадка солей, эфир упаривают, а4 эостаток растворяют в 90 мл иэопрапа"иола и к нему при перемешивании прибавляют порциями 1,8 г ИаВН,Спустя15 ч счесь нейтрализуют 10%-найНС 1, эбавляют водой( 250 мл) иэкстрагируют эфиром (3 х 100 мл),органический слой промывают водой(Зх 10 мл), сушат над Мд 0, растваритель упаривают и остаток перегоняют, Получают чистый (К)2-метил 58бутан"1-ал, т.кнп.40-45 С8 мм рт,стр ) р п 2 1,4090 р 6/ а + 3 р 1 (чистая жидкость) . Выход 4,84 г (55%считая на исходную кислоту). 5 с 2Операция 1.2. Получение (К) "1 гоэилокси"метилбутана.К раствору 9,5 г полученного(Й)"2-метилбутан"1-ола и 19,5 ги-толуолсульфахларида в 50 мл абсолют"онога эфира при охлаждении до -50 С "прибавляют порциями 20,0 г порошкообразной КОН, охлаждение снимаюти перемешивают до достижения комнатной температуры (1,5 ч), Раствор декантируют с осадка и промывают водой,сушат над Иф 0 и упаривают, Оста"ток Фильтруют через небольшой слойсиликагеля (элюция смесью петролейный эфир-ацетон 19:1) и получают чистый (В)-1-тоэилакси-метилбутан вэнде бесцветного масла, к 1,4930ИвО (с=5, в СИС 1 )Спектр ПИР(4 Н, АВ-квартет; 1= 9 Гц).ИК-спектр (1, см , СИС ): 2966,2934, 2880, 1600, 465 1365, 1180,1100, 970, 850, Выход 21,0 (90%,Этап 2, Синтез (Я)-1-брам-б,бзтилендиакси-З-метилгексана.Операция 1,3, Папучепие (Я)1 таэилакси-б,б-этилендиакси-З-метилг ексана,К раствору 8,0 г (8)-б,б-этилендиакси-метилгексан-ала и 10,5 г н-толуолсульфахларида в 50 мл абсо" люгнага эфира при перемешиванин иоохлаждении да -50 С,прибавляют порциями 12 г парашкаобразнай КОН и перемешивают до достижения комнатной температуры н течение 1,5 ч после чего обрабатывают описанным выше. способом. Остаток Фильтруют через небольшой слой силикагеля (эаоция смесью петролейньЫ; эфир-ацетон 19:1) и получают чистый (Б)-1-таэилокси-бб,б-этилендиокси-З-метилгексан в виде бесцветнага масла, п,1,4933,1803 - 1,5 (с 9, в С НС 1 з). Спектр 1 МР (100 ХГц 8, м.д в СОС,э): 0,80 д (ЗН, 1=6 Гц); 1,0-1,8 м (7 Н,ЗСН + СН); 2,35 с ЗН);3,80 и (4 Н, О,Н СН 0), 3,95 т (2 Н, 1 = 6,5 Гц,; 4,70 м (1 И 7,10- 780 (4 И, А, В -квартет, АЙ щ 9 Гц), ИК-спектр (1 сме СНС 1 э )2975, 2930, 2840, 1600, 460, 1360, 1180 1040, 945, Выхац 14,5 г (88%), 3 13Операция 1.4. Получение (5)-1 бром-б,б-этилеидиокси-З-метилгексана,Смегл 6,5 г 1-тоэилокси-б,б-этилеилиокси -3-метилгексана и 4,8 гбромида лития в 60 мл безводногоацетона кипятят 1 ч и перемешиваютьзатем при 20-25 С в течение О ч.После концентрирования и разбавленияводой (100 мл) смесь экстрагируютэфиром (Зх 100 мл), экстракт промывают нодой и насьпценным растворомМаС и сушат над Мф 04, После от-.гонки растворителя остаток фильтруют через небольшой слой силикагеля= 5 (Гц). ИК-спектр ( 1, см , вСНС 1 ), 2975, 2920, 2840, 1460,1410, 1380, 1130, 1040, 950. Выход4,30 г (90%).Этап 3. Синтез (4 Й,8 Й)-4,8-диметилдеканаля,Операция 1.5. Приготовление (5)- б,б-этилендиокси-З-метилгексил- магнийбромида и получение (4 К,8 К)- 1,1-этилендиокси,8-диметилдекана.Из 1,96 г (8 ммоль) 1-бром-б,бэтилендиокси-метилгексана и 0,22 г магния в, 8 мл абсолютного ТГФ (нагревают до 40-45 С под аргоном до полного растворения металла и выдержи.вают При 50 С в течение 1 ч) получают реактив Гриньяра, охлаждают до 20 С и прибавляют к нему раствор 0,96 г (4 ммоль) (5) -1-тозилокси- метилбутана н 6 мл абсолютного эфира. Смесь охлаждают до -70 С и при энерогичном перемешивании прикапывают к ней 2 мл 0,1 М раствора тетрахлоркупрата лития 0,2 ммоль в абсолютном ТГФ. Реакционную массу перемешивают 0,5 ч при -70 С, затем выдерживают03 ч при 20-25 С, разлагают добавлением 20 мл насыщенного водного раствора МН 4 С 1 и экстрагируют эфиром (,Зх 50 мл). Органический слой после 437594ловатсльно промывают 5%-ным растворсм МаНСО водой 2 хЗО мл), насьпиенным раствором МаС 1 и сушат над5М 95 О.После отгоики растворителяостаток (0,9 г) хроматсграфируют наколонке с 20 г нейтральной окиси алюминия (активиостьпо Брокману).Элюцией смесью гексан-эфир 120:1)10 выделяют чистыи (4 Й.8 Й)-1,1-этилендиокси,8-диметилдекан в виде бесцветного масла, п 1,4509,К--2,8 (с=5, н СНС 1 ),Найдено,7.: С 73,51; Н 12,40.4 НВычислено,%: С 73,63; Н 1236.Спектр ПМР (250; МГц, 3 , м.дв СОС 1):. 0,85 д (ЗН,= 6,5 Гц);О, 86 т (ЗН,1=6,5 Гц);0,87 д (ЗН, 120 =6, 5 Гц); 1, 00- 1, 80 м (14 Н, СНп+2 СН);3,8-4,0 м (4 Н,ОСН СН 0);4,84 т (1 Н,1 = 5 Гц, ОСНО), ИК-спектр Я, смв СНС 1): 2960, 2930, 2830, 1460,1376, 1123, 1040. Выход 0,71 г25 (78% на тоэилат, или 39% на бромиц).Получение (4 К,8 К)-4,8-диметилдеканаля.Смесь 0,60 г (4 К,8 К) - 1,1-этиЗО лендиокси,8-диметилдекана, 10 млледяной уксусной кислоты и 1 О млводы кипятят 4 ч под обратным холодильником, охлаждают до 20-22 С иосторожно выливают в насьшенный35 водный раствор МаНС О( 1 00 мл)Водный слой экстрагируют эфиром (3 хх 40 мл) экстракт промывают насьпцен-.ным раствором МаС 1, сушат над М 950и упаринают. Перегонкой остатка в40 вакууме получают чистый (4 К,8 К)- .4,8-диметилдеканаль, ткип.92-93 С5Общий вьмод (4 К,8 К)-4,8.рдиметилдеканаля на двух стадиях составляет70 по тозилату и 35 , считая на,магнийорганическое соединение.П р и,м е р 2, Синтез выполняется в три этапа.Этап 1 (операция 2.1.). Получение (К)-1-хлор"2-метилбутана.20,0 г (К) "2,"метилбутан"1-ола,полученного, как описано выше (см,пример 1, операция 1) р растворяют в 18 мл сухого пиридина и раствор охлаждают до -10 С. При переме"шивании к нему прибавляют по каплям25 мл свежеперегнанного хлористоготионипа и реакционную смеь перемеши-.вают 1 и при -5 - О С, а затеи 3 чпри 20-22 С. Надосадочную жидкостьотделяют декантацией от осадкаС НМНС 1, промывают водой, насьш 1 еннымй растворами Сц 504 и МаС 1 и сушат над М 950 , Фракционной перегонкой получают чистый Й"1-хлор-меотилбутан. т,кип.98-100 С (760 мм ртст.)р пд 1,4138, к -1,0(К)-2-метилбутил-магний-хлорида иполучение ацеталя,Из 1 р 10 г (1 О ммоль) (К)-1-хлор 2-метилбутана и 0,26 г магния н9 мл абсолютного ТГФ при нагреваниидо 40-450 С под аргоно:; и последующемОперемешинании при 50 С н течение 1 чполучают магнийорганическое соединение, охлаждают до -50 С и прибавляютраствор 1,3 г (4 ммоль) 1-тозилоксиб,б-этилендиокси-З-метилгексана вб мл абсолютного эфира, а затем до-бавляют по каплям 3 мл ОрИ растворатетрахлоркупрата лития (0,3 ммоль)в ТГФ. Перемешивают 0,5 ч при -50 Си далее. 4 ч при 20-25 С. Реакционную массу обрабатывают, как описановьппе (см.пример 1, операция 1.5),и получают 1,1-этилендиокси,8-диметилдекан, идентичный с описаннымвьппе образцом. Выход составляет 88%иа тозилат, или 35 р 2 на получаемоеиз хлорида магнийорганическое соединение. 43759Операция 2.4. Получение (4 К,8 К)- 4,8-диметилдеканаля,Эта операция идентичная операцииБ1.6, в примере 1.Общий выход на двух стадиях составляет 79 о тознлату, или 31 р 5 Хпо магнийорганическому соединению.П р и м е р 3. Синтез (4 КК)"10 4,8-диметилдеканаля выполняется втри этапа.Этап 1 (операция 3.1,).Получение(К)- 1-бром-З-метилпентана.К смеси 13,0 г (К)-4- метилгексан 1 В 1-оной кислоты и 20 г оксида ртутив 210 мл СС 14 при перемешинании икипячении прибавляют по каплям раствор 7,6 г брома в 60 мл СС 1.4 и реак, ционную массу кипятят 2 ч, после че 20 го охлаждаютр фильтРУют, РаствоРитель отгоняют и остаток экстрагиру "ют пентаном (ЗхбО мл) . Экстоакт промывают 5 -ным раствором бикарбонатанатрия, затем водой и насьпценным25 раствором МаС 1 и сушат над сульфатом магния. Лентан отгоняют черездефлегматор и перегонкой остатка получают чистый Я)-1-бром"метилпентан. т.кип.38-40 С (16 мм рт.ст.)пв 1,4470; Я -9,5 (с=1 р 5 н эфире). Спектр П"1 Р (250 ИГц,п, м.д.,в СОС 1.): 0,87 д (ЗН, 1 = 6,7 Гц);1,0-2,0 м (5 Н, 2 СН +СН); 3,40 м(2 Нр СНВГ)ИК спектр ( рсм , нЭб СНС 1): 2975, 2960, 2870, 1460, 1330 р1255, 1215, 960, 875, 645 и 570, Вы"ход 9,1 г (55%),Этап 2. Получение (5) "1-тозилок 4 О си,5-этилиденокси-метилпентана,Операция 3.2,Получение (5)-5,5 этилиденокси-метилпентан-ола,К 200 мл 12%-ного раствора мононадфталевой кислоты н диэтиловомэфире прибавляют при леремешиваниираствор 15,0 г (5) -брб-этилидендиокси-метил-гексена н ЗО мл эфираои смесь выдерживают 5 ч при 20-25 С,Раствор отфильтровывают от осадкафталевой кислоты, промывают 5 .-нымраствором МаНСО р водой, насыщеннымраствором ИаС 1 и сушат над Ио 50.Эфир отгоняют на роторном испарителе, полученный остаток, не очищая,растворяют в 400 мл абсолютногоэфира и к эфирному раствору прибавляют порциями 22 г кристаллическойН 10; 2 Н О. Перемешивают 2 ч при 2025 С, Фильтруют от осадка и эфирныйЗО 7 13437фильтрат последовательно промывают57-ным раствором йаНСО,водой и насыщенным раствором йаС 1 и сушат надМу 50 . После отгонки эфира остаток5растворяют н 50 мл этанола, к раствору прибавляют порциями 1,8 гйаВН и оставляют на 12 ч при 2025 С. Реакционную массу нейтрализуют 107-ной НС 1, разбавляют 120 мл Оводы, водный слой экстрагируют эфиром (Зх 70 мл). Экстракт промываютнасьпценным раствором йаС 1 и водой,сушат над Мф 0 и после упариванияэфира получают чистый (по данным15ГЖХ, ТСХ и спектра ПМР) 5,5-этилендиокси-метилпентан-ол в ниде бесцветного масла, п, 1;4586; к 3 , "2,3(657).Операция З,З.Получение -1 тозилокси,5-этилендиоксив метилпентана,К раствору 8,0 г полученного выше 5,5-этилендиокси-метилпентан 1-ола и 10,5 г и-толуолсульфохлорида в 50 мл абсолютного эфира при пеоремешивании и охлаждении до -50 Сприбавляют порциями 12 г порошкообразной КОН. Реакционнуюмассу перемешивают в течение 1,5 ч до достижения комнатной температуры (5 ч.).Раствор декантируют с осадка, промывают водой, сушат над сульфатом маг.ния и упаринают. Остатокфильтруютчерез небольшой слой силикагеля(элюация смесью петролейный эфирацетон 19:1) и получают (Я)-1-тозилокси,5-этилендиокси- метилпентансв виде бесцветного масла, и1,49821 Гесс, + 0,45 (с=5,5 в СНС 1).Спектр ПИР (60 МГц, 8, м,д вСОС ): 0,80 д (ЗН, Т = 6 Гц); 1,01,8 м (5 Н); 2,32 с (ЗН); 3,70-3,90 м(4 Н;ОСН СН 0);3,95 д (2 Н,СНО)14,70 м (1 Н, ОСНО); 7,1-7,8 (4 Н,А В -квартет, 1= 8,5 Гц). ИКспектр (Я,см , в СНС 1):2960, 2930,2830, 1600, 1460, 1360, 1180, 1090,945. Выход 14,1 г (897).Этап 3, Синтез (4 К.8 К)-4,8-диметилдеканаля,598Операция 3.4, Приготовление (К)"3-метилпентил-магнийбромида и получение (4 К,ВК)-1,1-этилендиокси,8-диметилдекана,Из 1,34 г (8 ммоль) (К)- 1-бром 3-метилпентана и 0,22 г магния в8 мл абсолютного ТГФ (нагревают доо35-40 С под аргоном до полного растворения магния и выдерживают при50 С в течение 1 ч) получают магнийорганическое соединение, охлаждаюто 20 С и прибавляют к нему 1,25 г4 ммоль) 1-тозилокси,5-этилендиокси-метилпентана в 6 мл абсолютно"го ТГФ. Смесь охлаждают до -70 С ипри энергичном перемешивании прикапынают к ней 3 мл 0,1 М раствора тетрахлоркупрата лития (0,3 ммоль) вабсолютном ТГФ. Реакционную массуоперемешивают 0,5 ч при -70 С, затемовыдерживают 3 ч при 20-25 С, разлагают добавлением 20 мл насыщенноговодного раствора йН С 1 и экстрагируют эфиром (Зх 50 мл), Органическийслой промывают 57-ным растворомйаНСО, водой (2 х 30 мл), насыщеннымраствором йаС и сушат над сульфатоммагния, После отгонки раствортеляостаток хроматографируют на колонкес 20 г нейтральной окиси алюминия(14 Н, 6 СН +2 СН); 3,80-3,98 м (4 Н,ОСН СНО); 4,84 т (1 Н, 1= 5 Гц,ОСНО). ИК-спектр ( , см , в СНС 1)2960, 2930, 2830, 1460, 1376, 1123,1040. Выход 0;77 г, что соответствует выходу 857 по тозилату или42,57., считая на получаемое из негомагнийорганическое соединение,Операция 3.5. Получение (4 К,8 К)4,8-диметилдеканаля,Смесь 0,60 г 1,1-этилендиокси 4,8-диметилдекана, 10 мл ледяной ук-сусной кислоты и 10 мл Роеы кипятят4 ч под Обратным холодильником, охолаждают до 20-22 С и осторожно выли1343759 ЙИ 9 ИВ 19 ЙР 0159 где Тз-п-СИ,СьНБО,вают В насыщенный воцный растворбикарбоната натрия (100 мл). Водньйслой экстрагируют эфиром (Эх 40 мл),экстракт промывают насыщенным раствором ИаС;, сушат над сульфатом магнияи упаривают, Перегонкой остатка ввакууме получают чистый (4 К,ЗК)"4,8"дийетилдеканаль, т.кип.92-93 С/(31 1 ц 6 5 1.) т 1 0-1 8 и (1,Н5 СНт 2 СН)2,т 5 цт (2 Н, .1 = Н Гц,1 1,9 Гц 9,579 т (1 Н, 1 - . 19 Гц,СНС), НК-сцт 1 стц Я,цм , в СНС 1,):2970, 2940 2875 2820, 2712. 173091465, 1415, 1380, 1130, 020, 970,765. Выход 0944 г (,90%)9,пит.т.кип,сд-" -7,37Общий вьссовт (4 К,8 К)-4,8-диметилдеканаля на двух стадиях составляет 77% на тозилат, или 38,5% намагнийорганическбе соединениеП р и и е р 4. Определение аттрак"тантной активностикультуруимаго малого мучного,хрущака Тг) ОО 1) цп) соМозцп, смешаннс-возрастной популяции испытывалийа чувствительность к (4 Й,ЗК)-498 димет)тлдеканалю в ольфактометре при271,С м относительной влажности70% э темноте. Результаты испытанийобразца (4 К,ЗК)-498-диметнлдеканаля 9полученного предлагаемы( способом,покгцэали его высокую аттрацстивностьв дозе 100 нг/диспенсер (29-39% отОбщего и(ясла подопытных насекомыхв ловушке с аттрактантом и только3-ь% в контрольной ловушке через1 ч при уровне вероятности Р=О 05),Рацемнческая смесь диастереоизомеров 4,8-днметилдеканаля в дозе100 нг/диспенсер была неаттрактивной, Результаы испь)таит)й поиведены в таблице.Предлагаем)й способ позволяет,повысить выхоц целевого продуктадо 38,5% по металлоорганическомусседчнению и 79% по алкилирующемуацен(ту по сравнению с 10,4% в известном способе,Сравнительная оценка аттрактивности оптически активного (4 к 98 к)"диметилдеканаля и рацемической (4 К 89 ЗКЯ) смеси диастереомербв 4,8-диметилдеканаля для имаго малого мучного хрущака. формула н з о б р е т е н и я Способ получения (4 К,ЗК)-4,8-диметилдеканаля, включающий алкилирование хиоального металлоооганического соединения хиральным алкилирую" щим агентом в апротонном оргаиичес 1 я ком растворителе в атмосфере аргонапрч пониженной температуре, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельк 1 повьппения выхода целевого продукта, и качестве металлоорганического сое 2 д динения используют соединение общейформулы СЯгде Я С 1; СН . (СН 9Й Иа 1 - атом галогена в качестве алкилирующего агентасоединение общей формулы 45или в качестве металлоорганического соединения - соединение общей формулы Й МаИа 1, а в качестве алкилирую.щего агента - соединение общей форБо мулы Й - ОТз, где Й, и Й имеютуказанные значения, и процесс, ведут в присутствии катализатора - тет-, рахлоркупрата лития при подъеме темапературы от -70 до +25 С с последую-щим гидролизом образующегося ;(4 Й,ЗЙ) "1,1-этилендиок( и-днметилдекана в присутствии уксусной кислоты С ВЫДЕПЕНИЕМ ЦЕЛЕВОГО ПРОДуКТа т1343759 за, нг/диспенсер Количество насекомых,Х (Ь- Ьз при Р 0,05)попаваих в ловуаку в течение . 60 минут Аттрактант Контроль Аттракта нтроль 1".2 0-3 100 16-23 0-,1 100 8-16 1000(4 К,8 К) 12-27 и е ц а н и е ф - нижний интервал, Аф - верхний интервалф Р - уровень вероятности. Составитель Н.КуликоваРедактор Е,Хорина .Техред . Л.Сердюкова . Корректор С.Черни Заказ 502 Тираж 343 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5