Способ получения 2-ундецилокси-1-этанола Российский патент 2018 года по МПК C07C41/01 C07C43/13 

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения 2-ундецилокси-1-этанола (моногамол), который является феромоном некоторых видов насекомых рода Monochamus (жуков-усачей) - вредителей хвойных лесов и деловой древесины.

Известен метод синтеза соединения 2-ундецилокси-1-этанола (моногамол), выбранный за прототип (J.A. Pajares, G. Alvarez, F Ibeas, D. Gallego, D.R. Hall, D.I. Farman. Identification and field activity of a male-produced aggregation pheromone in the Pine Sawyer Beetle, Monochamus galloprovincialis. J. Chem. Ecol. (2010), 36: 570-583. DOI: 10.1007/s 10886-010-9791-5), который заключается в следующем: к раствору этиленгликоля в сухом ДМФА при перемешивании добавляется порциями гидрид натрия, суспензию нагревают до 60°C, выдерживая 30 минут, охлаждают до комнатной температуры и прибавляют по каплям 1-бромундекан (1). Смесь выдерживают 2 часа при комнатной температуре, затем 2 ч при 60°C. После охлаждения добавляют полунасыщенный водный раствор NaCl, разбавляют 20% раствором диэтилового эфира в петролейном эфире, отделяют эфирный слой. Водный слой еще раз экстрагируют раствором Et₂O в петролейном эфире. Объединенные органические экстракты сушат над MgSO₄, фильтруют через слой SiO₂. По данным ГЖХ-анализа смесь содержит моноэфир (2) и диэфир (3) в соотношении 57:43. После удаления растворителя остаток подвергают вакуумной перегонке. Выход моноэфира составляет 54% (схема 1)

Недостатком данного способа является средний выход продукта 2 в результате образования диэфира 3, то есть превращение почти половины исходного соединения 1 в нецелевой продукт.

Технический результат состоит в повышении выхода целевого моноэфира 2.

Технический результат достигается тем, что способ получения включает использование большого избытка этиленгликоля и 50% водного раствора NaOH при соотношении 10:0,5-1, введение Br-ундекана, перемешивание реакционной смеси при температуре 100°C в течение определенного времени, охлаждение, разбавление водой, экстракцию диэтиловым эфиром, промывку, сушку над MgSO₄, разделении продуктов колоночной хроматографией на SiO₂.

Способ осуществляется следующим образом.

Смесь 50% водного раствора NaOH (или КОН) и этиленгликоля, взятого в избытке, берут при мольном соотношении этиленгликоль:водный раствор NaOH - 10:0,5-1, в атмосфере инертного газа перемешивают при подобранных параметрах температуры и продолжительности до получения алкоголята натрия или калия. Затем по каплям добавляют Br-ундекан, перемешивая при температуре 100°C в течение определенного времени, при этом размеры капли и скорость ее подачи должны обеспечивать поддержание температуры реакционной смеси 100°C.

После охлаждения реакционную смесь разбавляют водой, тщательно экстрагируют эфиром. В качестве эфира могут быть использованы диэтиловый, метил-третбутиловый эфиры, этилацетат. Эфирный экстракт промывают водой, насыщенным раствором NaCl, сушат MgSО₄, или NaSO₄, или K₂CO₃. После удаления растворителя реакционную смесь анализируют методом ГЖХ и ЯМР и устанавливают соотношение целевого продукта и непревращенного Br-ундекана. Целевой продукт (2) выделяют колоночной хроматографией на SiO₂ или окиси алюминия, или вакуумной перегонкой. Непревращенный Br-ундекан (чистота >95%) повторно используют в реакции. Результаты приведены в таблице.

Пример 1. Смесь 6.2 г (5.63 мл, 0.1 моль) этиленгликоля и 0.4 г (0.005 моль) 50%-ного раствора NaOH перемешивали в инертной атмосфере при температуре 100°C в течение 0.5 ч. Затем по каплям добавляли 2.35 г (0.01 м) Br-ундекана и перемешивали при 100°C 9 ч. Далее реакционную смесь охлаждали, разбавляли водой и тщательно экстрагировали Et₂O. Эфирный экстракт промывали насыщенным раствором NaCl, сушили над MgSO₄. После удаления растворителя выход продуктов составил 1.95 г (90%) с содержанием 2-ундецилоксиэтанола 47%. Хроматографией на SiO₂ (петролейный эфир - диэтиловый эфир) было выделено 0.92 г Br-ундекана (чистота 97%) и 0.86 г целевого продукта 2 (66% в расчете на превращенное исходное вещество 1).

Пример 2. Смесь 26.3 г (0.42 моль) этиленгликоля и 3.4 г (0.042 моль) 50%-ного раствора NaOH перемешивали в инертной атмосфере при температуре 100°C в течение 0.5 ч. Затем по каплям добавляли 10 г (0.042 м) Br-ундекана и перемешивали при 100°C 6 ч. Далее реакционную смесь охлаждали, разбавляли водой и тщательно экстрагировали Et₂O. Эфирный экстракт промывали насыщенным раствором NaCl, сушили над MgSO₄. После удаления растворителя выход продуктов составил 9.18 г (количественный выход). Колоночной хроматографией на SiO₂ было выделено 4,74 г моноэфира 2 (86% на превращенный Br-ундекан) и 3,68 г Br-ундекана (чистота 95%).

Пример 3. Смесь 12.7 г (0.2 моль) этиленгликоля и 1.6 г (0.02 моль) 50%-ного раствора NaOH перемешивали в инертной атмосфере при температуре 100°C в течение 0.5 ч. Затем по каплям добавляли 4,6 г (0.02 м) Br-ундекана и перемешивали при 100°C 24 ч. Далее реакционную смесь охлаждали, разбавляли водой и тщательно экстрагировали Et₂O. Эфирный экстракт промывали насыщенным раствором NaCl, сушили над MgSO₄. После удаления растворителя выход продуктов составил 3.14 г (выход 74%). Колоночной хроматографией на SiO₂ было выделено 2,36 г моноэфира 2 (58% на превращенный Br-ундекан). Результаты синтеза 2-ундецилокси-1-этанола приведены в таблице.

2-Ундецилоксиэтанол-1 (2): ИК-спектр (ν, см^-1): 3423 (ОН), 2924, 2854, 1462, 1371, 1360, 1122 (С-О-С), 1066 (С-О-С), 891, 721. ЯМР 1Н (300 МГц, δ): 0.87 (т, CH3), 1.26 (16Н, м), 1.49 (м, CH2), 3.38 (4Н, м, O-СН2-СН2-O), 3.49 (2Н, к, СН2-O), 4.56 (т, OH). ЯМР 13C (75 МГц, 5): 72.5 (C1), 70.8 (C2), 60.7 (C1), 31.9 (C2), 29.8 (C3), 29.5, 29.5, 29.4, 29.2, 29.1 (C4 C8), 26.1 (C9), 22.6 (C10), 14.4 (C11).

Настоящее изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения 2-ундецилокси-1-этанола (моногамол), который является феромоном некоторых видов насекомых рода Monochamus (жуков усачей) - вредителей хвойных лесов и деловой древесины. Способ заключается в том, что смешивают этиленгликоль и реагент, реакционную смесь охлаждают, экстрагируют эфиром, экстракты сушат над MgSO₄ и выделяют целевой продукт. При этом в качестве реагента используют 50% водный раствор NaOH, смешивание осуществляют с этиленгликолем, взятым в избытке, при мольном соотношении этиленгликоль:водный раствор NaOH - 10:0,5-1 соответственно, процесс ведут в атмосфере инертного газа при перемешивании при температуре 100°С и продолжительности 0,5 ч до получения алкоголята натрия, затем по каплям добавляют Br-ундекан, перемешивая при температуре 100°С в течение 6 ч, 9 ч или 24 ч, после охлаждения реакционную смесь разбавляют водой и экстрагируют диэтиловым эфиром, эфирный экстракт промывают насыщенным раствором NaCl, сушат MgSO₄, анализируют методом ГЖХ и ЯМР и устанавливают соотношение целевого продукта и непревращенного Br-ундекана, выделяют целевой продукт колоночной хроматографией на SiO₂. Предлагаемый способ позволяет получить целевой продукт с высоким выходом. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

1. Способ получения 2-ундецилокси-1-этанола, заключающийся в том, что смешивают этиленгликоль и реагент, реакционную смесь охлаждают, экстрагируют эфиром, экстракты сушат над MgSO₄, выделяют целевой продукт, отличающийся тем, что в качестве реагента используют 50% водный раствор NaOH, смешивание осуществляют с этиленгликолем, взятым в избытке, при мольном соотношении этиленгликоль:водный раствор NaOH - 10:0,5-1 соответственно, процесс ведут в атмосфере инертного газа при перемешивании при температуре 100°C и продолжительности 0,5 ч до получения алкоголята натрия, затем по каплям добавляют Br-ундекан, перемешивая при температуре 100°C в течение 6 ч, 9 ч или 24 ч, после охлаждения реакционную смесь разбавляют водой и экстрагируют диэтиловым эфиром, эфирный экстракт промывают насыщенным раствором NaCl, сушат MgSO₄, анализируют методом ГЖХ и ЯМР и устанавливают соотношение целевого продукта и непревращенного Br-ундекана, выделяют целевой продукт колоночной хроматографией на SiO₂.

2. Способ по п. 1. отличающийся тем, что непревращенный Br-ундекан с чистотой выше 95% повторно используют в реакции.