Способ получения @ -бромвалериановой кислоты Советский патент 1984 года по МПК C07C53/10 C07C51/09 

Од

00

М Изобретение относится к усовершенствованному способу получения О -бромвалериановой кислоты, которая используется для синтеза простагландионов и других физиологически активных веществ. Известен способ получения о -бром валериановой кислоты гидробромирова .нием перекиси циклопентанона в присутствии хлористой меди и сернокисло го железа при температуре - . Выход продукта 32,8% lj . Способ характеризуется низкой селективностью образования 8 -бромвалериановой кислоты, а также использованием дефицитного сырья. Известен способ получения 8 -бром валериановой кислоты окислением циклопентанона персульфатом калия в среде серной кислоты (весовое соотношение циклопентанон : персульфат калия : концентрированная H2SOi составляет 1:5,5:14) в присутствии этилового спирта с последующим гидробромированием полученного этилового эфира Оксивалериановой кислоты в целевой продукт, выход 76% 2 . Недостатками этого способа являют ся двустадийность процесса, применение больших количеств серной кислоты, а также эфира (для экстрагирования целевого продукта). Наиболее близким к предложенному является способ получения S -бромвалериановой кислоты гидробромированием 8 -валеролактона при к-ипячении с 48%-ной бромистоводородной кислотой, содержащей 5% серной кислоты. Выход продукта не указан з . Проведенные в условиях прототипа опыты показали, что выход чистого продукта составляет 36% (содержание основного вещества 99,5%) и процесс сопровождается сильнь1м осмолением. Недостатками известного способа я ляются низкий выход продукта, испол зование бромистоводородной кислоты высокой концентрации (48%-ной, вмес то обычно используемой в лабораторной практике 40%-ной) и сильное осмол ение реакционной смеси./ Цель изобретения - повьшение вых да целевого продукта. Поставленная цель достигается пр лагаемым способом получения 8 -бром валериановой кислоты путем гидробромированйя S -валеролактона бромнстоводородной кислотой в присутствии катионита КУ-2-8 в количестве 10-30 мас.% в растворе толуола при 60-80 С и молярном --соотношении 8-валеролактон : НВг, равном 1:(1-1,9Ь Преимущественно процесс ведут при 80С и молярном соотношении 6 -валеролактон : НВг, равном 1:1,4, Это обеспечивает получение целевого продукта с высоким выходом (90%) и легкость его выделения. Содержание основного вещества 99,5%. Количество 8 -бромвалериановой кислоты (в виде метилового эфира) определяют методом ГЖХ на хроматографе Цвет-4 с пламенно-ионизированным детектором при использовании в качестве неподвижной фазы смеси 20% полиэтиленгликольадипината и 2% , на хромосорбё W. Газ-носитель - гелий. Температура колонки 140 С, температура испарителя 175 С. В качестве внутреннего стандарта использован метиловый эфир бензойной кислоты. Предложенный способ получения 8 -бромвалериановой кислоты предусматривает проведение процесса в присутствии небольшого избытка НВг .(соотношение 8 -валеролактон:НВг 1:1,4-1,9, предпочтительно 1:1,4) в растворе толуола. Используется доступньй и легко регенерируемый катализатор - катионит. При проведении процесса в указанных условиях осмоление и полимеризация резко умень шаются. Целевой Продукт вьщеляют из реакционной среды дистилляцией (отсутствует стадия кристаллизации из лигроина, что улучшает технику безопасности). Время протекания реакции 3-5 ч при 80°С. Пример 1. В трехгорлую колбу емкостью 0,5 л, снабженную мешалкой, термометром и капельной воронкой, помещают 86 мп (0,50 моль) бромистоводородной кислоты. Прибавляют 105 мл толуола и при перемешивании в течение 1 ч добавляют 36 г (0,26 моль) о -валеролактона (моляряое соотношение 8 -валеролактон : НВг 1:1,4). Затем прибавляют 3,6 г катионита КУ-2-8, что составляет 10% от загрузки сырья. Реакци-. онную смесь нагревают на водяной бане до 80 С в течение 1 ч, при данной температуре выдерживают 5 ч. После этого продолжают перемешивание без нагревания в течение 1 ч. Когда смесь охладится до 30 С, отфильтровьшают катионит. Для удалени непрореагиррвавшего бромистого водо рода реакционную смесь промывают несколькими порциями дистиллированной воды (общее количество 90 мл). Промывные воды . экстрагируют 100 мл толуола. Полученные растворы объеди няют и отгоняют толуол. Маслянистую жидкость перегоняют в вакууме при 2-3 мм рт.ст. и 120-125°С. Получают 58-65 г о -бромвалериановой кислоты, что соответствует выходу 90% в расчете на взятое сырье. Т.шт. Найдено, %: С 34,07, Н 4,05. Вычислено, %: С 33,17, Н 5,Q1 . ИК-спектр, 1705-1700 (), 3210-2870 (ОН). ЯМР-спектр: 12,7 (1 Н, с - СОСИ) 2,36 (т, 2НЗ -бГц,-СН2); 3,4 (2, Н, J. 6 Гц, СН BR; 2,1-1,6 (4 Н, м. CHjCH,). П р и м ё р2 (за пределами пред лагаемого интервала). В трехгорлую колбу емкостью 200 мп, снабженную мешалкой, термометром и капельной воронкой, помещают 24,0 мл (0,14 моль) бромистоводородной кислоты (36%-ной), прибавляют 29,0 мл толуола и при перемешивании в течение 0,5 ч добавляют 10,0 г (0,1 моль 8 -валеролактона (молярное соотношение S -валеролактон : НВг 1:1,4) Затем прибавляют 1,0 г катионита КУ-2-8, что составляет 10% от количества В -валеролактона. Реакционную смесь вьздерживают при комнатной температуре (20 С) при перемеши вании в течение 48 ч. Катионит отфильтровывают, промывают толуолом (30 мл). Для удаления непрореагировавшего бромистого водорода реакционную смесь промывают несколькими .порциями дистршлированной воды (общее количество 50-60 мл). Промывные воды экстрагируют 50 мл толуола, то луольные вытяжки объединяют и отгоняют растворитель. Остаток - маслянистую жидкость - перегоняют в вакз ме при 2-3 мм рт.ст.. и 120-125 С. П лучают 4,98 г (0,027 моль) 8 -бромвалериановой кислоты, что соответствует выходу 27,5% в расчете на взятый о -валеролактон. ПримерЗ.В трехгорлую колб емкостью 200 мл, снабженную мешалкой,термометром и капельной ворон0« . кой, помещают 29,0 мл (0,17 моль) бромистоводородной кислоты (36%-ной)j Прибавляют 35,0 мл толуола и при перемешивании в течение 0,5 ч добавляют 12,0 г (0,12 моль) о -ВсЫеролактона (молярное соотношение S -валеролактон НВг 1:1,4). Затем прибавляют 1,2 г катионита КУ-2-8, что составляет 10% от количества 8 -валеролактона. Реакционную смесь нагревают до 80°С в течение 1 ч и при данной температуре вьщержи,вают 3 ч. После прекращения нагревания реакционную смесь при перемешивании охлаждают до 20с в течение 1 ч. Отфильтровывают катионит, промывают толуолом (30 мп). ДJШ удаления непрореагировавшего бромистого водорода реакционную смесь промывают несколькими порциями дистиллированной воды (общее количество 50-60 мл). Промывные воды экстрагируют 50 мл толуола, толуольные вытяжки объединяют и отгоняют растворитель. Остаток - маслянистую жидкость - перегоняют в при 2-3 мм рт.ст. и 120вакууме125°С. Получают 13,57 г (0,075 моль) о-бромвалериановой. кислоты, что соответствует выходу 62,4% в расчете на взятьй о -валеролактон. Пример4. В трехгорлую колбу емкоеТоЮ 200 мл, снабженную мешалкой, термометром и капельной воронкой, помещают 29,0 мл (0,17 моль) бромистоводородной кислоты (36%-ной) Прибавляют 35,0 мл толуола и при перемешивании в течение 0,5 -1 добавляют 12,0 г (0,12 моль) 8 -валеролактона (молярное соотношение -валеролактон: НВг 1:1,4). Затем прибавляют 1,2 г катионита КУ-2-.8, что составляет 10% от количества . О-валеролактона. Реакционную смесь нагревают до 80 С в течение 1 ч при данной температуре выдерживают 9 ч. Далее реакционную смесь обрабатывают как в примере 3. После перегонки получают 11,55 г (0,064 моль) о -бромвалериановой кислотыу что соответствует выходу 53,2% в расчете на взятый S -валеролактон. Пример 5..В трехгорлую колбу емкостью 200 мл, снабженную мешалкой, термометром и капельной воронкой, помещают 21,0 мл (0,12 моль) бромистоводородной кислоты (36%-ной). Прибавляют 35,0 мл толуола и при перемешивании в течение 0,5 ч добавляют 12,0 г (0,12 моль) S -валерр

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 8-БРОМВАЛЕРИАНОВОЙ КИСЛОТЫ гидробромированием 8 -валеролактона бромистоводородной кислотой в присутствии кислотного катализатора при нагревании, отличающ.ийся тем, что, с целью повышения вькода, в качестве катализатора используют катионит КУ-2-8 в количестве 10-30 мас.% и процесс проводят в растворе толуола при 60-80 С и молярном соотношении 8 -валеролактон:НВг, равном 1:1-1,9. .2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что процесс ведут при молярном соотношении S -валеролактон:НВг, равном 1:1,4, и температуре 80 С. (Л