Способ получения @ -ненасыщенных кетонов Советский патент 1985 года по МПК C07C49/203 C07C45/48 C07C151/00 

Изобретение относится к способу получения у , П -}генасыщенных кетонов, которые используются как пром жуточные продукты для получения медицинских препаратов и пестицидо в частности 6-этилтио-3-гептен-2-о используется для получения гербици да... Известен способ получения ой , /3 насыщенных кетонов путем конденса1ЩИ альдегидов с -ацетоном в присут ствии пиперидин-уксусной кислоты, служащей в качестве катализатора l Однако в данном способе используется большое количество дорого- стоящих катализаторов и большое избыточное количество ацетона„ Кроме.того, в случае использования лег ко диссоциирующих альдегидов, таких как 3-этилтиобутаноль и т.д. получают кетоны с очень низким выхо дом в результате его разложения. Известен также, способ получения оС , /3-ненасыщенных кетонов путем вз имодействия альдегидов с реагентом Биттига, который образуется путем вз.аимодействия монохлорацетона или монобромацетона с трифенилфосфином 21 . Однако в данном способе реагент Биттиза является дорогостоящим веществом, и очистка отходов, содержащих фосфины, затруднена. Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ получения ненасыщенных кетонов путем взаимодействия альдегидов с дикетонами при комнатной температуре з. Недостатком данного способа явля ется длительность реакции (выдержи- вается реакционная смесь около двух суток) и низкий выход целевых кетонов (55-60%). Целью изобретения является увели чение выхода целевого продукта. I Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения oi , fl -ненасыщенных кетонов общей формулы R СН - С СН. II где R - алкильная группа,- имеющая 2-5,7,9 атомов углерода, .-(этилтио) пропил; 1-(этилтио) пропил; 2-(фенилтио) пропил; 2-(4-метипфенилтио} пропил; 2-(4-хлорфенилтио) пропил;2-(этилсульфоншт)пропил; 2-(4-метилфенилсульфонил) пропил, путем конденсации альдегида с карбонилсодержащим соединением в качестве альдегида используют альдегид общей формулы R-CHO , где R - имеет указанные значения, а в качестве карбонилсодержащего соединения используют натриевую соль ацетоуксусной кислоты в присутствии в качестве катализатора вторичного амина, выбранного из группы: N-апкил-н-алкиламин, пирролидин, пиперидин, 3-метил-пипзридин, морфолин, в смеси гетерогенных растворителей, образующих слой масла и выбранных из группы: толуол, хлороформ и воды при, 30 С и при объемном отношении толуола или хлороформа к воде, равном 40:60. Согласно предлагаемому способу oi ,у -ненасьпценные кетоны синтеза представляют собой З-алкен-2-оны, имеющие общую формулу К-СН СН-С-СНз в которой R представляет собой алкильную группу, содержащую 2-5,7, 9 углеродных атомов; 2-(этилтио) пропил, 1-(этилтио)пропил; 2-(фенилтио)пропил; 2-(4-метш1фенилтио)пропил; 2-(4-хлорфенилтио)пропил, 2-(этилсульфонил) пропил и 2-(4-метилфенилсульфонил)пропил. Алкилальдегиды, используемые в качестве сырьевого продукта включают водородный атом в «i-положении, ,и они представлены общей формулойи представляют сЪбой пропиональдегид, н-бутиральдегид, н-валеральдегид, н-капроновый альдегид, н-каприловый альдегид, н-каприновый альдегид, 3-(этилтио) бутилальдегид; 2(этилтио) бутилальдегид; 3-(фенилтио) бутилальдегид; 3-(4-метилфенилтио) бутилальдегид;3-(4-хлорфенилтио) бутилальдегид; 3-(этилсульфо3

нил) бутилальдегид и 3-(4-метилфени сульфонил)бутилальдегид.

Другим исходным материалом, используемым в данном способе, являются соли щелочного металла ацетоуксусной кислоты общей формулы

CHg-C-CHgCOO Na® (щ) О

Соли металла ацетоуксусной кислоты легко получают в водном растворе путем гидролиза дикетона или ацетоацетонов с использованием одной щелочи, такой как щелочь натри

Реакция между указанными альдегидами и солями щелочного металла ацетоуксусной кислоты протекает в присутствии алифатического амина в смеси гетерогенных растворителей, образующих слой масла и воды, по следующей реакционной схеме:К-СНО+СНзС CH2-COO®JK -

ф

- К-СН СН-ССНз+ НСОз

о

и в результате получают желаемые кетоны и бикарбонатные соли щелочного металлаi

В данной реакции в качестве катализатора используют амин, который выбирают из группы алифатических вторичных аминов, например циклические алифатические амины, такие как пирролидин, морфолин, .3-метилпиперидин, и N-алкил-н-алкиламины, такие как диметиламин, диэтиламин, ди-н-пропиламин, ди-н-бутиламин, N-метил-н-бутиламин, К-эти бутиламин, N-метил-н-амиламин, Nметил-н-гексиламин, N-метил-н-гептиамин, N-мётил-н-октиламИн, N-этил-нлауриламин и т.д. Амины вызывают избирательное действие альдегида на соль щелочного металла ацетоуксусной кислоты-. Однако нежелательно использовать алифатические вто- ричные амины, такие как диизопропил амин, дициклогексиламин, ввиду пространственного затруднения.

Указанная реакция ог.-уществляется в смеси гетерогенных растворителей,- образующих слой масла и водный слой. Слой масла получается за сче использования нерастворимого - или ел

68274

борастворимого в воде органического растворителя, например -xлopиpqвaнныx углеводородов, таких как хлороформ, и ароматических углеводородов, таких 5 как толуол.

Согласно изобретению кетон (целевой продукт) получают следующим образом.

Более чем 0,005 моль амина на 10 1 моль альдегида,предпочтительно

от 0,02 до 0,08 моль амина на 1 моль альдегида,- который служит в качестве катализатора, вводят в водный раствор, содержащий от 1,0 до 5 1,5 моль СОЛИщелочного металла ацетоуксусной кислоты, на 1 моль альдегида, предпочтительно-от 1,1 до 1,3 моль указанной соли на 1 моль альдегида, который получается, как 0 описано вьше, и затем величину рН образующегося раствора доводят 6,08,0 путем добавления неорганической кислоты, такой как соляная и другие кислоты.

5 В приготовленный таким образом раствор, содержащий соль щелочного металла ацетоуксусной кислоты и катализатор, вводят 100-500 мл органического растворителя на 1 моль Q альдегида.

Затем образующуюся смесь перемешивают в течение от 2 до 7 ч в условиях атмосферного авления и при .

В ходе данной реакции величина рН поддерживается в пределах 6,08,0 путем добавления по каплям неорганической кислоты, такой как соляная и другие кислоты.

Условия данной реакции слабо изменяются за счет типа и количества используемых альдегидов, аминов и органических растворителей.Однако реакция с использованием ряда параметров вне указанных пределовнежелательна ввиду снижения выхода конечного кетона-.

После завершения данной реакции в случае получения кристаллов бикарбонатов щелочного металла эти кристаллы разлагают путем ввода неорганической кислоты, такой как соляная и другие кислоты,, и затем образующиеся:неорганические

5 соединения растворяются в водном слое. Далее реакционная смесь разде.ляется на сло0 масла, содержащий образуемый желаемый кетон (целевой; продукт), и водный слой, содержащий образующееся неорганическое соединение/ за счет использования из вестного способа,- такого как фильтрация и другие. Кетон- (целевой продукт) получают путем выпаривания и последующей отгонки указанного отделенного слоя масла.Согласно предлагаемому способу си тезированные 0 ,j6--ненасыщенные кет ны представляют собой З тридецен2 о З-ундецен-2-он;З-нонен-2-он; 3-ок тен-2-он|.З-гептен-2-он; 3-гексен2-он; 6-этилтио-3-гептен-2-он; 5-этилтио-3-гептен-2-он; 6-фенилтио-З-гептен-2-он; 6-(4-метилфенилтио)-3-гептен-2-он; 6-(4 хлорфениЛтио)-3-гептен-2-он; 6 этилсульфонил-З-гептен-2-он и 6-(4-метилфенилсульфонил)-3-гептен-2-он. Выход целевого продукта составляет 80% при мягких условиях реакции, например при атмосферном давл нии и при комнатной температуре, при этом целевой.кетон может легко отделяться от реакционной смеси. Изобретение иллюстрируется следу щими примерами. Пример 1. Получение водного раствора натрийацетоуксусной кис ло ты, В реактор емкостью 300 мл вводят 0,39 моль метилацетоацетата и 54,6 г воды и затем в реакционную смесь вводят 54.,6 г 30%-ого водного раствора щелочи натрия. В процессе введения щелочи натрия температура поддерживается ниже 35 С посредством водяной бани. Смесь поддерисивают при 30-35° С в течение 6 ч при перемешивании, при этом протекает реакция гидролиза. Величину рН реакционной смеси довод до 8,3 за счет добавления концентрированной соляной кислоты и в результате получается водный раствор натрийацетоуксусной кислоты. Получение об ,/3 -ненасыщенного ке В полученный, как указано вьше, водный раствор натрийацетоуксусной кислоты вводят 0,0225 моль ди-н-бутиламина и затем величину рН смеси доводят до 6,0 путем добавления кон центрированной соляной кислоты. В пoлyчeннvю смесь вводят 60 мл толуо ла и 3,0 моль н-капринальдегида и п ремешивают в течение 4ч, .доддерживая, температуру . Объемное отношение толуол:вода равно 40:60. После завершения реакций в смесь мед ленно по каплям добавляют концентрированную соляную кислоту с целью разложения кристаллического бикарбоната натрия. Затем из реакционной смеси путем декантации отделяют слой масла и ВОДНЫЙ слой. Слой масла концентрируют, а затем отгоняют в вакууме, получают 51,8 г бесцветного маслянистого продукта, имеющего точку кипения 106-112 С при давлении 0,8 мм рт.ст. (торр и nj 0,4550). Указанный маслянистый продукт идентифицируют посредством газовой хроматографии, как З-тридецен-2-он. Степень чистоты З-тридецен-2-она составляет 97,9% и выход 86,2%. Примеры 2-16. Данные примеры осуществляют как в примере 1, но с использованием других альдегидов, аминов и, других условий (см. таблицу). В таблице представлены результаты, по примерам 1,2-16. Пример 17. О,30 моль метилацетоацетата и 42,0 г воды вводят в реактор с объемом 300 мл, затем к этой смеси добавляют 42.0 г 30 %ого водного .раствора гидроокиси натрия.Во время добавления гидроокиси натрия температуру поддерживают ниже 35 С с помощью водяной бани при постоянном перемешивании. Эту смесь выдерживают при 30-35 С в течение 6 ч при перемешивании и осуществляют реакцию гидролиза. Показатель рН реакционной смеси доводят до 8,3 посредством добавления концентрированной соляной кислоты, в результате чего получают водный раствор натрия и ацетозпксусной кислоты, в последний добавляют 0,011/5 моль ди-н-бутиламина, после чего показатель рН этой смеси доводят до 6,0 посредством добавления концентрированной соляной кислоты. К этой смеси добавляют 46 мл толуола (И 0,23 моль З-этилтиобутанала (З-этил тиобутилальдегид), после чего эту смесь перемешивают в течение 5 ч при 30-35 С, доводя показатель рН до 6,5 посредством добавления концентрированной соляной кислоты.

После этого от реакционной смеси отделяют слой органического растворителя и слой воды.

Продукт в слое органического ра,творителя анализируют с помощью газовой хроматографии.

Выход 6-этилтио-3-гептен-2-она составляет 83,1%.

Сравнительный пример 1 (реакция гомогенного растворителя с использованием, в качестве катализатора ди-н-бутиламина).

.С водному раствору натрия и ацетоуксусной кислоты., полученному в примере 17, добавляют 0,0115,моль ди-н-буткламина, после чего показатель рН этой смеси доводят до 6,0 посредством добавления концентрированной соляной кислоты. К этой смеси добавляют 75 мл метанола и 0,23 моль 3-этилтиобутанола, после чего эту смесь перемешивают.в течение 5 ч при 30-35°G, доводя показатель рН до 6,5 посредством добавления концентрированной соляной кислоты. После завершения реакции реакционную смесь экстрагируют 50 мл толуола, и слой органического растворителя анализируют с помощью газовой хроматографии.

Выход 6-этилтио-3-гептен-2-она составляет 30,5%.

П р и м е р 2 (сравнительный), Реакция гетерогенного растворителя с использованием в качестве катализатора н-бутиламина. Повторяют процедуру, по примеру 17 за исключением того, что здесь используют н-бутиламин. Выход составляет 7,6%. Сравнительный пример (реакция reтерогенного растворителя с использованием в качестве катализатора три-н-бутиламина).

Повторяют процедуру, представленную в примере 17, за исключением того, что здесь используют трин-бутиламин..

Выход составляет 4,9%. Приведенные сравнительные . примеры показывают, что выход продукта согласно предлагаемому способу значительно увеличивается

Таким образом, предложенный способ позволяет увеличить выход целевых кетонов с 60% по известному способу до 85-96%,

CxI

tf, чо

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ oi , и-НЕНАСЫЩЕННЫХ КЕТОНОВ общей формулы Е-СН СН-С-СНз О где R - алкильная группа, имеющая 2-5,7,9 атомов углерода,2(этилтио)пропил; 1-(этилтио)пропил; 2-(фенилтио пропил; 2-