Способ получения (индолил-3)-гамма-масляной кислоты Советский патент 1959 года по МПК C07D209/18 

Применение стиму„1яторов роста растений имеет большое народнохозяйственное значение, в связи с чем наличие, различных методов синтеза стимуляторов из доступного сырья представляет значительный практический интерес. Одним из наиболее эффективных стимуляторов корнеобразования, значительно превосходящим гетероауксин, является (индолил-3) - -масляная кислота (ИМК)

Как показана работами советских и зарубежных исследователей, ИМК с успехом применяется при черенковании даже таких растений, на которые гетероауксин почти не влияет, как например хвойных пород, декоративных и технических и в особенности плодово-ягодных (некоторые сорта яблони, вишни и груши).

Основным препятствием для внедрения (индолил-3) - f -масляной кислоты в практику растениеводства является отсутствие методов синтеза, пригодных для промышленного использования, так как одни из них, основанные на индольной циклизации (по реакции Фишера), являются многостадийными и очень трудоемкими. Другие же методы, основанные на использовании индола, являются более нростыми, но также почти не имеют практического значения из-за трудной доступности исходного сырья, которым является не Ийдол, а вторая ком-понента, требу1рщая для введения в молекулу индола трехчленной цепочки с карбоксильной группой, т. е. остатка Н-масляной кислоты.

К числу таких методов относится метод взаимодействия индолил магний-иодида с бутиролактоном, который в настоящее время не производится, или реакция взаимодействия индолил магний-иодида с т-хлорбутиронитрилом, так как для синтеза последнего требуется также не выпускающийся в настоящее время, триметиленхлорбромид.

Разработан новый способ получения (индолил-3)-f-масляной кислоты из индола, при котором, с целью расширения сырьевой базы, на индолил магний-галогинид действуют янтарным ангидридом в среде анизола и полученную -(-кето-т-(индолил-3)-масляную кислоту восстанавливают избытком цинка в присутствии соляной кислоты.

Пример А. Получение кетокислоты. Реакция протекает по схеме:

,

сн,-со

МаХ Ч- IОса-соCOCH,CH,COOMgX СНзСООН

в сухую трехгорлую круглодонную колбу емкость 500 мл, снабженную мешалкой с затвором, обратным шариковым холодильником и капельной воронкой, помещают 5 г магниевой стружки и 50 мл анизола и затем медленно приливают в течение 1,5-2-х час. 34 г йодистого этила. Смесь заметно разогревается (до 40-50°) и магний постепенно переходит в. раствор. По окончании прибавления йодистого этила обычно остается немного нерастворенного магния; для полноты реакции смесь нагревают на водяной бане при 60-70° и медленно вращающейся мешалке еще 1,5-2 час. до полного растворения магния. В полученный этил магний-иодид при охлаждении в ледяной воде вводят по каплям (23 г) раствора индола з 50 мл анизола в течение 30 мин. при хорошем перемещивании. После прибавления индола смесь перемешивают при комнатной температуре еще 15-20 мин. до прекращения выделения пузырьков газа (этана) и затем нагревают 15-20 мин. при 60-70°.

К приготовленному раствору индолилмагний-иодида, охлажденному до комнатной температуры, быстро (в течение 3-5 мин.) приливают горячий 20 г раствора янтарного ангидрида в 100 мл анизола.

При этом тотчас же образуется желто-оранжевая загустевшая масса комплекса, которая при хорошем перемешивании (около .200 об/мин.) быстро рассыпается в мелкий порошок; температура в реакционной смеси повышается до 100-110° и держится в этих пределах примерно 10 мин. Оранжево-желтый осадок в течение 5-10 мин. приобретает кирпично красный цвет.

Затем реакционную смесь нагревают для полноты реакции 2 час. на кипяшей бане при энергичном перемешивании. Для разложения магниевого комплекса к смеси приливают разбавленную уксусную кислоту (28 МЛ ледяной или 32 мл 80% -ной в 150 мл воды), смесь перемешивают в течение 2-х час. при охлаждении водой. Выделившуюся кетокислоту отфильтровывают, тщательно отжимают и промывают несколько раз водой. Фильтрат переносят в делительную воронку, где довольно быстро отделяется анизольный слой, из которого анизол может быть легко и с хорошим выходом регенерирован.

После высушивания на воздухе или в сушильном шкафу при 50-60° кетокислота имеет т. пл. 195-197°. Выход-28,7 г, что составляет 67,6% от теоретического (считая на индол). Перед восстановлением продукт подвергают щелочному переосаждению и обработке активированным углем. Т. пл. 220°. Выход, считая на исходный индол,-54%.

jCOCH,CH,COOH

Реакция может быть проведена по аналогичной схеме при замене йодистого этила бромистым этилом.

Б. Восстановление кетокислоты в (индолил-3)- -f-масляную кислоту. Реакция протекает по схеме:

СОСН,СН,СООНf nCH,CH,CH,COOH ,

к 20 г цинковой пыли (амальгамированной) ), находящейся в трехгорлой круглодонной колбе емк. 50 мл, снабженной мешалкой с затвором, обратным шариковым холодильником и капельной воронкой, приливают раствор 8 г кетокислоты (т. пл. 218-220°) в 150 мл чистого бутанола. Смесь нагревают до кипения при хорошем перемешивании (150-200 об/мин.) и медленно прибавляют по каплям 32 мл соляной кислоты (уд. в. 1,19) (2:1) в течение 2,5-3 час. Смесь нагревают еще 30-40 мин. и реакцию на этом заканчивают. По охлаждении избыточную цинковую пыль отфильтровывают, промывают водой и после высушивания взвешивают; вес ее обычно составлял 8-9 г, следовательно, в реакцию вступает И-12 г (вычисленное количество 4,8 г) на 8 г кетокислоты. Фильтрат переносят в делительную воронку, нижний слой-раствор хлористого цинка-отделяют от верхнего-бутанольного раствора. Последний промывают 2 раза небольшим количеством воды и перерабатывают следующим образом: бутанольный раствор ИМК помещают в прибор для перегонки с паром, смешивают с 100 мл 20%-ного раствора едкого натра и через смесь пропускают водяной пар до полной отгонки бутанола. Оставшийся щелочный раствор, обычно содержащий небольшое количество бурого хлопьевидного осадка, нагревают до кипения с углем (5-10 мин.) и фильтруют. Фильтрат охлаждают до О-5° и подкисляют разбавленной соляной кислотой следуюшим образом: прибавляют 5-10 капель фенолфталеина и осторожно приливают соляную кислоту (2:1) до нейтральной реакции. Затем медленно при перемешивании прибавляют соляную кислоту, разбавленную 1 :2, до отчетливо кислой реакции на конго. Выделяется мелкокристаллический осадок кремового цвета; смесь выдерживают 2 час. при О-2 и затем фильтруют. Осадок после отжимания на воронке промывают несколько раз холодной водой до удаления соляной кислоты в промывных водах и затем высушивают сначала на воздухе, а потом в эксикаторе- Выход технического продукта 4,5-5,2 г, что составляет 60-69% от теории. Желтовато-розовый или кремовый порошок, т. пл. 118°.

Для очистки технический продукт перекристаллизовывают из 6eteoла и получают 4,05 г чистой (индолил-3)- -f-масляной кислоты с т. пл. 123-124°, что соответствует выходу в 54% от теории, считая на кетокислоту.

Данный метод имеет ту особенность, что в течение восстановления и даже после его окончания в реакционной смеси должен быть определенный избыток цинковой пыли. При несоблюдении этого условия выхо) амальгамирование производят 5-минутным взба.11тыванием цинковой пыли с раствором 1,5 г сулемы в 25-30 мл воды, после чего раствор сулемы сливают с осадка цинковой ныли декантацией. Вместо готовой сулемы часто употребляют ее раствор, приготовленный из 1,3 г окиси ртути, 2 мл концентрированной соляной кислоты и 25 мл воды.

+ 2Н,-+Н,0

№ 119189- 4 -

ды ИМК резко снижаются, а в случае применения бс.ьшего избытка цикка и соляной кислоты (как обычно принято в восстановлении по. Клеменсену) ИМК вообще не удается выделить из реакционной смеси.

Предмет изобретения

Способ получения (индолил-3)- - -масляной килоты из индола, отличающийся тем, что, с целью расширения сырьевой базы, па индолил магпий-галогенид действуют яптарным ангидридом в среде анизола и полученную - -кето- 7-(индолил-3)-масляную кислоту восстанавливают избытком цинка в присутствии соляной кислоты