Способ получения макроциклических кетонов

j9 129341

Класс 12о, 1О

СССР ! од 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Я. Л. Гольдфарб, С. 3. Тайц и Л. И. Беленький

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАКРОЦИКЛИЧЕСКИХ КЕТОНОВ

Заявлено 3 октября 1958 г. за ¹ 608969/23 в Комитет по пелагя изобретений н открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Б)оллетене изобретений» ¹ 13 за 1959 г.

Методы синтеза в)акроциклических соединений получили значительное развитие. Благодаря применению методов, например, ацилоиновой конденсации длинноцепных диэфиров дикарбоновых кислот, макроциклические системы ряда циклоалканов могут быть получены с довольно высокими выходами. Те) не менее, макроциклические соединения остаются сравнительно малодоступныз)и, что в основном, связано с трудностя) )и синтеза исходных бифункциональпых соединений.

Высокая реакционная способность тиофена дает возможность построить на его основе из сравнительно простых фрагментов соединения, содержащие в потенции цепи необходимой длины, а также группы, необходимые для заз)ыкачия ц!и ла, в! люча)0)цего т)!Офеногое кольцо. ,ГЪ

)сн)„coci 6

o„q сн, „

СО ,) — (СН., 1„С ОС1 — 1

С11.) „СОС1 ОС (СН.) „, !

R № 120841

Бициклические соединения 1, l I, и III могут быть пргзращены в циклоалканоны восстановительной десульфуризацией с помошью скелетного никеля, например, по схеме: !

Попытка получения соед;!неннй типа 1 циклизацией хлорангидридов

-THe;-! i;i !!!!aHoBbix !tc. !oT в гo»ore!!ной среде (Я. Л. Гольдфаро, С. 3. Тайц, Л. И. Беленький, Изв..АНСССР, ОХН, 1957, № 10, 1262) привела к получению дикетонов типа V, возникающих в результате вза!!модействия двух молекн. ..ло!тангндрида:

11,),CÎCI (С1Ц, СО

В этом случае даже с применением техники высокого разбавленич выход дикетонов V составлял — 15" „.

Найдено, что соединения типа 1 могут быть получены при проведении циклизации хлор анги;ц)вдов !О -т!!е!!Ила. !Кановых кнс чот в гетерогенной среде в инертных растворителях в присутствии безводных хлоридов металлов, применяемых в мелкораздробленном состоянии.

В качестве растворителя, в частности может быть применен хлоро(рорм или сероуглерод, а в качесгве конденсирующего агента — хлористый алюминий. Следует отметить, что высокая степень раздробленности конденсирующего агента, обусловливающая развитие его поверхности, является решающим фактором при проведении этой реакции, так как выход соединения типа I, например для n=9 повышается с 12,6% (при проведении реакции над обычным Л1С!;!) до 40,6% (при проведении реакции над мелкораздрооленным Л!СIз). Наряду с соединением I образуется до 30% дикетона У, и, таким образом, обший выход продуктов, циклизаций составляет — 70% .

Циклизация проводится при температуре кипения растворителя с применением высокого разбавления, которое достигается с помощью специальной насадки, описанной в примерах.

Получение мелкораздробленного хлористого алюминия достигается непрерывным добавлением ь течение реакции его эфирного раствора к реакционной среде, IlpH этом образуется весьма тонкая суспензия, достаточно устойчивая в условиях реакции.

Восстанов!!те.!ьная десульфуризация соединений типа 1 и проводится скелетным никелем в спирто-бензольном растворе в присутствии ацетона. Добавление ацетона необходимо для некоторой дезактивации никеля, с целью предотвращения восстановления карбонильных групп.

При восстановительной десульфуризации соединений типа 1 образуется циклоалканоны IV, применение которых в качестве веществ с мускусным запахом (при 12 - e < 16) общеизвестно. Восстановительной десульфуризацией дикетонов V могут быть получены соответствующие высшие циклоалкандионы, а также соответствуюшие им циклоалканы (через промежуточную стадию - oññòàíoâëåíèÿ карбонильных групп). № 120841

Исходные со тиенилалкановые !inc, !Отб! получаются пс следующей схеме:

RGOC (CH.)„, СОС1+

S nC1, CO (C« 3 ï COOR сн,). Соон

NH,NH, Выход при ацилировании тиофена хлоранг!!дридом пслуэфира дикарбоновой кислоты составляет 65 — 75!<, выход при восста!!овлении полученного кетоэфира — 90 — 95%.

Пример 1. Внутримолекулярнсе ацнлирование хлорангидрида

10-тиенилкаприновой кислоты.

Прибор для проведения циклизации состоит из четырехгорлой колбы емкостью 3,5 .г, снабженной мешалкой с ртутным затвором, термометром, насадкой для проведения реакции в условиях высокого разбавления и капельной воронкой для подачи эфирного раствора хлористого алюминия. К насадке присоединяют снабженные хлоркальциевыми трубками обратный холодильник и воронку Гершберга для мсдленнои равномерной подачи раствора хлорангндрида, который дополнительно разбавляется в насадке стекающим из обратного холодильника конденсатом и по обводной трубке непрерывно стекает в реакционную колбу.

В реакционную колсу помещают 1750 !!.! серсуглерода, для осушки приосра 100.п.г его отгоняют. К сероуглероду, находящемуся в реак!,ионной колбе, прибавляют 15 г Л1С1, в 130,ял эфира, а затем параллельно с прибавлением хлора!ггидрида непрерывно прикапывают раствор 75 г

A!Cl; в 130 лл эфира.

Раствор 16,5 г хлорангидрида (0,06 моля) в 700 лсл сероуглерода прибавляют в течение 60 час. при температуре кипения сероуглерода.

Реакционную смесь кипятят еще 2 час. а затем охлажда!от до+10" н обрабатывают 1 л разбавленной соляной кислоты. Сероуглеродный слой после отделения полимера промывают водой, раствором бикарбоната натрия, снова водой и высушивают над сульфатом магния. ГIосле отгонки растворителя получают остаток — около 11 г нейтрального вещества, из которого взбалтыван!!ем с эфиром выделяют 3,4 г (31,4 jp теоретического) дикетона V, n=9 с т. пл. 100 — 101 . Остаток после испарения эфира медленно кристаллизуется при стоянии. После отжатия его на пористой пластинке получают 3 г монокетона I, n=-9 с т. пл. 31,5 — 34 !! т. кип. 149 — 150 при 1 л.и (аналитический образец имеет т. пл. 35.5—

37,5 ). Пористую пластинку экстрагнруют эфиром, эфир испаряют, пз оставшегося масла после обработки гидрскс!!г!амином получают 3; о,сима с т. пл. 128,5 — 132, который не дает депрессии при плавлении смсшанной пробы с оксимом, полученным из заведомого образца I, n = 9.

Таким образом, выход монокетона I, и. =9 составляет 40,6 "p теоретического. ГIри использовании хлороформа в качестве растворителя выход монокетона I, и = 9 составляет 43,5 !о.

В аналогичных условиях из хлорангидрида 9-тненилпеларгоновой кислоты получают монокетон 1, и = 8 масло с т. кип. 146 — -150 при 2 !!л № 120841

Предмет изобрете,! ия

Способ получения макроциклических кетонов путем внутренней конденсации хлорангидридов в-тненилалкановых кислот в присутствии хлористого алюминия с послед югцей восста.товительной десульфуризацией получающи ся тиофсновых кстопов в циклоалканоны, о т л и ч а юши йся тем, что, с целью получения бицикличсского макрокетона-2,5(1-оксополиметилен) тнофсна, конденсацию осуществляют в гетерогенной среде в присутствии мелкодисперсного хлористого а:поминия в инертном растворителе (например в хлороформе или сероуглероде) с последующим превращением 2,5-(l-оксополиметилен) тиофена в макроциклический кетон действием скелетного никеля в присутствии ацетона.

Комитет по делам изобретений fl открытий при Совете 111инистров СССР

Редактор Н. С. Кутафина Гр. 50

«1одп. к печ, 6Л 11-59 г.

Тираж б50 Цена 50 коп.

Информанионно-издательский отдел.

Ос:ъем 0,34 п. л. Зак. 4595

Типография Комитета по делам изобретении и открытии -.l()lt Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14. и дикетон V, n=8, т. пл. 82 — 83,5, а из хлорангидрида 12-тиенилодекановой кислоты — монокетон 1, l= 11, т. кип. 160 (1 мм, т, пл. 37,5—

39 ) и дикетон V, и= 11, т. пл. 84 — 86 .

Пример 2. Восстановительная десульфуризация монокетона I, и = 9.

Раствор 1 г монокетона в смеси 35 лл ацетона и 75 ил спирта перемешивают с 7 г никеля Ренея 12 час. (до отрицательной пробы на серу) при температуре около 40 . Раствор после отделения от никеля упаривают в вакууме. Остаток 0,75 г (85о р теоретического) представляет собой длинные белые иглы с интенсивным мускусным запахом, т. пл. 49 — 50", после кристаллизации из спирта т. пл. 52,2 — 53,8. Семикарбазон полученного кетона имеет т. пл. 202,5 — 203,5 (испр.), что совпадает с литературными данными (циклотетрадеканон имеет т. пл. 52 — 53, а его семикарбазон — т. пл. 201 — 202 ) .

Аналогично монокетоны 1, n=8 и 1, n=ll, могут быть превращены в описанные в литературе циклотридеканон и циклогексадеканон, соответственно.

Пример 3. Восстановительная десульфуризация дикетопа V, п=9.

Раствор 0,5 г дикетона и смеси 20 лл бснзола, 40 л.т спирта и 40 лл ацетона перемешивают 13 «ас, с 3 "никеля Ренея при 30 — 40. После отделения никеля и отгонки растворителя получают 0,4 г циклооктакозандиона — 1,15 с т, пл. около 70 . Перскристаллизация из метанола дает

0,3 г (68% теоретического) вещества с т. пл. 71,5 — 72,5 . По литературным данным циклооктакозандион имеет т. пл. 72 — 73 ".

В аналогичных условиях (присутствия ацетона, однако не требуется) из продукта восстановления дикетона V, n=9, по Кижнеру, получают циклооктакозан с т. пл. 47,5 — 49, выход 71% теоретического. По литературным данным т. пл. циклооктакозана 47 — 48 .