СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 5,5'-(ОКСИДИ)ПЕНТАНОНА-2 Российский патент 2003 года по МПК C07C49/175 C07C45/68 

Описание патента на изобретение RU2197466C2

Изобретение относится к области органического синтеза, а именно к способу получения 5,51-(oкcиди)пeнтaнoнa-2 (1).

Указанное соединение представляет собой интерес в качестве полифункционального растворителя, экстрагента, как душистое вещество пряного запаха и как исходное сырье для синтеза гетероциклов.

Известен способ получения 5,51-(oкcиди)пeнтaнoнa-2 окислением диамилового эфира (2) озоном катализируемый сверхкислотой НF/SbF5 (N. Yneda, T. Kinchi, T. Fukuhara, A. Suzuke, G. Olah "Chem. Lett", 1984, N 9, 1617-1618) [1].

В качестве исходного реагента для синтеза (1) используют диамиловый эфир, который получают этерификацией амилового спирта (3) в присутствии концентрированной серной кислоты. Амиловый спирт (1 моль) смешивают с серной кислотой (0,1 моль 95,7% Н24), кипятят 7 часов, собирая воду в водоотделителе, дистиллат отгоняют с водяным паром, сушат и фракционируют. Выход эфира (2) 67% (И. Губен. Методы органической химии, т. 3, вып. 1, 1934, 165) [2].

Для окисления диамилового эфира в 5,51-(oкcиди)пeнтaнoн-2 через раствор (2) в HF/SbF5 (мольное соотношение SbF5/2=10) при -40oС в течение 90 мин пропускают поток кислорода, содержащий 2,5% озона. Выход (1) составляет 65,5%. Кроме (1) в реакционной массе содержится продукт неполного окисления эфира (2) пентил-5-оксопентиловый эфир (4) 18%.


Способ имеет существенные недостатки.

В качестве катализатора при получении (2) используется концентрированная серная кислота, а при синтезе (1) - очень агрессивный реагент HF/SbF5, что требует применения специального оборудования (Справочник сернокислотчика. М. : Химия, 1971, 157) [3].

Необходимость проведения реакции при -40oС создает дополнительные сложности в аппаратурном оформлении процесса.

Окисление (2) осуществляется озонированием (2,5% озона в кислороде), что обуславливает высокую пожаро- и взрывоопасность опыта.

Способ экологически опасен, так как реагенты HF и SbF5 являются весьма токсичными веществами с низкими значениями ПДК (ПДК HF=1,0 мг/м3, SbF5=0,3 мг/м3). (Вредные вещества в промышленности. Справочник. Л.: Химия, 1972, 28 [4], ГОСТ 121005-76) [5].

Необходимость применения больших количеств серной кислоты (мольное соотношение [3]:[95,7% H24]=1:0,1) и десятикратного избытка HF/SbF5 создает проблему утилизации значительных объемов ядовитых отходов [3].

Авторами предлагается новый одностадийный каталитический метод получения 5,51-(оксиди)пентанона-2 (1). Сущность метода заключается в следующем: под действием солей меди происходит региоселективное раскрытие трехуглеродного цикла ацетилциклопропана (5) водой с последующим образованием (1).


В качестве катализатора высокую активность проявляют следующие соединения меди: хлорид меди (II) CuCl2•2H2O и бромид меди (II) CuBr2 (см. таблицу).

Реакцию предпочтительно проводить в среде диэтилового эфира, взятого в мольном соотношении [3-5]:1 по отношению к (5).

Определены оптимальные мольные соотношения реагентов:
[5] :[катализатор]:[Н20]=1:[0,005-0,01]:5. Высокий выход целевого продукта достигается при температуре 180-200oС и продолжительности реакции от 6 до 10 часов (таблица).

Предлагаемый метод имеет следующие преимущества:
1. Легкодоступное исходное сырье.

2. Простота аппаратурного оформления.

3. Низкий расход катализатора и его дешевизна.

4. Отсутствие токсичных, экологически опасных отходов производства.

5. Высокая селективность реакции.

Способ поясняется примерами 1-4.

ПРИМЕР 1. Получение 5,51-(оксиди)пентанона-2 (1). В микроавтоклав емкостью 17 см3 поместили 0,46 г (5,5 ммоля) ацетилциклопропана, 0,5 г (28 ммолей) воды, 0,011 г (0,05 ммоля) СuВr2, 1,42 г (19 ммолей) диэтилового эфира. Герметично закрытый автоклав нагревали при 180oС в течение 9 ч. Реакционную массу после отгона диэтилового эфира перегоняли в вакууме. Выделено 0,32 г 5,5'-(оксиди)пентанона-2, выход 64%. Вычислено, %: С=64.50, Н=9.76 С10Н18О3. Найдено, %: С=64.59, Н=9.80.

5,51-(Окcиди)пeнтaнoн-2 (1) идентифицирован спектральными методами анализа. ЯМР 1Н зарегистрирован в CDCl3 на спектрометре "Tesla BS-567" (100 МГц, стандарт ТМС) и содержит следующие сигналы (δ): 1.72 (4Н, т), 2.05 (6Н, с), 2.41 (4Н, т), 3.29 (4Н, т), указанный спектр идентичен приведенному в литературе [1] 1.75 (4Н, м), 2.09 (6Н, с), 2.41 (4Н, т), 3.33 (4Н, т).

Спектр ЯМР 13С зарегистрирован в CDCl3 на спектрометре "JEOL FX 90G" (22.5 МГц) и по совокупности химсдвигов соответствует предложенной структуре: 29.95 (СН3), 208.59 (СО), 40.36 (СOCH2), 23.94 (СН2), 69.97 (CH2O).

Похожие патенты RU2197466C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 5-АЛКОКСИПЕНТАНОНОВ-2 1999
  • Хуснутдинов Р.И.
  • Атнабаева А.М.
  • Парфенова Р.И.
  • Додонова Н.Е.
  • Муслимов З.С.
  • Джемилев У.М.
  • Нефедов О.М.
RU2171797C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1-ХЛОРАДАМАНТАНОНА-4 2000
  • Джемилев У.М.
  • Байгузина А.Р.
  • Щаднева Н.А.
  • Хуснутдинов Р.И.
RU2197468C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1-ХЛОРАДАМАНТАНА, 1- И 4-ХЛОРДИАМАНТАНОВ 2000
  • Байгузина А.Р.
  • Щаднева Н.А.
  • Додонова Н.Е.
  • Хуснутдинов Р.И.
  • Джемилев У.М.
RU2185364C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕКСАХЛОРЭТАНА 2001
  • Джемилев У.М.
  • Хуснутдинов Р.И.
  • Щаднева Н.А.
  • Байгузина А.Р.
RU2185365C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3,5-ДИМЕТИЛ-2-ЭТИЛПИРИДИНА 2001
  • Хуснутдинов Р.И.
  • Атнабаева А.М.
  • Парфенова Р.И.
  • Муслимов З.С.
  • Джемилев У.М.
  • Ковтуненко И.А.
RU2200156C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1-ХЛОР-3-АЦЕТИЛ- И 1,3-ДИХЛОР-5-АЦЕТИЛАДАМАНТАНОВ 2000
  • Байгузина А.Р.
  • Щаднева Н.А.
  • Ковтуненко И.А.
  • Хуснутдинов Р.И.
  • Джемилев У.М.
RU2197467C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1,3-ДИХЛОРАДАМАНТАНА 2000
  • Хуснутдинов Р.И.
  • Латыпов В.Н.
  • Щаднева Н.А.
  • Байгузина А.Р.
  • Джемилев У.М.
RU2178401C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОПРЕНОИДНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ 2,3,5-ТРИМЕТИЛ-1,4-БЕНЗОХИНОНА 2000
  • Спивак А.Ю.
  • Одиноков В.Н.
  • Емельянова Г.А.
  • Махаматханов Р.А.
RU2197469C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1-АДАМАНТИЛАЛКИЛОВЫХ ЭФИРОВ 1998
  • Джемилев У.М.
  • Хуснутдинов Р.И.
  • Щаднева Н.А.
  • Маликов А.И.
RU2145593C1
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГИДРОХЛОРИРОВАНИЯ НЕНАСЫЩЕННЫХ СОЕДИНЕНИЙ 1997
  • Хуснутдинов Р.И.
  • Латыпов В.Н.
  • Муслимов З.С.
  • Джемилев У.М.
RU2151640C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 197 466 C2

Реферат патента 2003 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 5,5'-(ОКСИДИ)ПЕНТАНОНА-2

Изобретение относится к способу получения 5,5'-(оксиди)пентанона-2, который может быть использован в качестве полифункционального растворителя, экстрагента, как душистое вещество и как исходное сырье для синтеза гетероциклов. Способ заключается во взаимодействии ацетилциклопропана с водой в присутствии медьсодержащего катализатора: хлорида меди II - CuCl2•H2O или бромида меди (II) CuBr2 в мольном соотношении ацетилциклопропан : катализатор : вода, равном 1 : [0,005-0,01] : 5, при температуре 180-200oС в течение 6-10 ч, в среде диэтилового эфира. Продукт получают с выходом 50-64%. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 197 466 C2

Способ получения 5,5'-(оксиди)пентанона-2, отличающийся тем, что ацетилциклопропан взаимодействует с водой в присутствии медьсодержащего катализатора: хлорида меди (II) CuCl2•H2O или бромида меди (II) СuВr2 в мольном соотношении ацетилциклопропан: катализатор: вода, равном 1: (0,005-0,01): 5, при температуре 180-200oС, в течение 6-10 ч, в среде диэтилового эфира.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2197466C2

Chem
Lett
Колосниковая решетка с чередующимися неподвижными и движущимися возвратно-поступательно колосниками 1917
  • Р.К. Каблиц
SU1984A1
N
Разборный с внутренней печью кипятильник 1922
  • Петухов Г.Г.
SU9A1
Способ восстановления хромовой кислоты в сернокислую окись хрома 1922
  • Кижаев В.П.
SU1617A1
US 1083546 А, 10.08.2000.

RU 2 197 466 C2

Авторы

Атнабаева А.М.

Парфенова Р.И.

Муслимов З.С.

Хуснутдинов Р.И.

Джемилев У.М.

Даты

2003-01-27Публикация

2000-06-02Подача