Способ получения транс-изомерных бициклоалкановых производных Советский патент 1975 года по МПК C07C61/36 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРЛЯС-ИЗОМЕРНЫХ БИЦИКЛОАЛКАНОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ где л, R, X и Y имеют вышеуказанные значения, а Me представляет собой атом щелочнох о металла, подвергают гидрированию в среде икертиого органического растворителя в нрисутстзии катализатора, содержащего палладий. Однако при этом наряду с гранс-изомернымн соединениями общей формулы I в значительных количествах образуются г ыс-изомерные соединения, отвечающие общей формуле III .(СК,)„ И в которой п, R, X и Y принимают вышеуказанные значения. Поскольку соединения, соответствующие общим формзлам I и III, недостаточно стабильнц в виде р-кетокислот, разделение этих изомерных соединений практически сложно, в результате чего выход целевого продукта понижается. Для увеличения выхода продукта предложен способ, согласно которому гидрированию подвергают щелочные соли общей формулы II, и процесс ведут в водном растворе в присутствии катализатора, содержащего палладий, платину или родий, преимущественно при температуре О-50°С с последующим подкислением реакционной смеси и выделением целевого продукта известными приемами. Используемый в процессе катализатор представляет собой животный уголь, содержащий 5 или 10% палладия; 10%-ный палладийбарийсульфатный катализатор, 5%-ный или 10%-ный палладийкальцийкарбонатный катализатор; платиновую чернь; катализатор Адамса (окись платины (IV), или 5%-пый нли 10%-ный родийугольный катализатор, или 5%-ный или 10%-ный родийалюминийокнсный катализатор. Исходные водные растворы щелочных солей, соответствующих общей формуле II, получают введением соответствующей свободной кислоты в водную среду, содержащую от 0,9 до 1,1 эквивалента соответствующего основания. В качестве основания могут быть использованы, например, водные растворы кислого углекислого натрия или калия, углекислого калия или натрия или гидроокиси натрия нли калия. Можно к водным растворам добавлять водорастворимые органические растворители, например метиловый, этиловый, изопропиловый спирты, глнкольмонометиловый эфир, диоксан, тетрагидрофуран или диметилформамид. Однако применение подобных добавок затрудняет обработку реакционной смеси. Реакцию гидрирования осуществляют как ари комнатной температуре, так и при более низких или высоких температурах. Преимущественно процесс ведут в интервале температур между О и 50°С. Процесс гидрирования может быть осуществлен как при атмосферном давлении, так и при noBbinieniiOM, преимущественно при давлении водорода 1-50 атм. После завершения гидрирования реакционную смесь подкисляют и обрабатывают обычным образом. Для подкисления смеси наиболее целесообразно применять такие разбавленные минеральные кислоты, как нанример, соляную, серную или фосфорную кислоту. Непосредственно носле этого смесь экстрагируют не смещивающимся с водой растворителем, например, хлористым метиленом, хлороформом, этиловым эфиром уксусной кислоты илИ диэтиловым эфиром, а экстракт обрабатывают обычным образом. Приводимые лнже примеры поясняют осуществление способа и его преимущества перед известным (сопоставительные примеры). Полученные неочищенные нродукты подвергают анализу с помощью газовой хроматографии на колонке, пронита1гной диэтилгликольадинатом. Пример 1. Получение транс-1 р-трег-бутилокси-5-оксо-7а(3-метил-Зай,4|3,5,6,7,7а -гексагидроиндан-4а-карбоновой кислоты. А. 1,332 г 1|3-т/р/гт-бутилокси-5-оксо-7ар-метил-5,6,7,7й; - тетрагидроиндан - 4 - карбоновой кислоты (5 ммоль) перемещивают с 10,6 мл дистиллированной воды и 5 мл 1 н. раствора гидроокиси натрия. Затем к раствору прибавляют 0,2 г 10%-ного палладийбарийсульфатного катализатора, и процесс гидрирования осуществляют в течение 20 мин при комнатной температуре и атмосферном давлении. После заверщения реакции гидрирования катализатор отфильтровывают от реакционной смеси, фильтрат при охлаждении льдом подкисляют 5,0 мл 1 н. раствора соляной кислоты, после чего экстрагируют эфиром. Эфирную фазу промывают водой, сушат над сернокислым натрием и упаривают в вакууме. В результате проведенных операций получают 1,35 г неочищенного продукта, который но данным газохроматографического анализа состоял па 95,6% из транс- и на 3,9% из цис1р-г/ е7-бутнлоксн-5-оксо-7а|3-метнл - За,4,5,6, 7,7а-гексагидроиндан-4-карбоновой кислоты. Если реакцию гидрирования проводят не при комнатной температуре, а при 0°С, то получают 1,38 г неочищенного продукта, который на 97,6% состоит нз транс- и на 1,8% из г{«с-1р-гуоег-бутилоксн-5-оксо - Тар - метил-За, 4,5,6,7,7а-гексагидронндан - 4-карбоповой кислоты. Б. 1,332 г 1р-г/ е7--бутилокси-5-оксо-7ар-метил-5,6,7,7а -тетрагидроиндан - 4 - карбоновой кислоты смешивают с 10,6 мл метилового спирта и 0,2 г 10%-ного палладийбарийсульфатного катализатора. Полученную смесь охлаждают до температуры 0°С и осущест.ляют гидрирование в течение 45 мин при атмосферном давлении и температуре 0°С.

После завершения реакции от реакционной смеси отфильтровывают катализатор, фильтрат упаривают в вакууме до сухого состояния. Получают 1,38 г неочищенного продукта, который по данным газохооматографического анализа состоит из 83,4% из транс- и на 15,8% из г ис-1р-г; ет-бутилокси-5 - оксо - 7арметил-3а,4,5,б,7,7а - гексагидроиндан-4-карбоновой кислоты.

Пример 2. Получение 1р-гидрокси-5-оксоУар - метил - Заа,4р,5,6,7,7а - гексагидроиндан4а-карбо,новой кислоты.

А. 1,05 г 1р-гидрокси-5-о.ксо-7а|3-метил-5,6,7, 7а-тетрагидроиндаи - 4 - карбоновой кислоты (5 ммоль) смешивают с 10,6 мл дистиллированной воды и 5,0 мл 1 н. раствора гидроокиси натрия. Затем к раствору прибавляют 0,2 г 10%-кого палладийбарийсульфатного катализатора и осуществляют гидрирование в течение 15 мин при комнатной температуре и атмосферном давлении.

После завершения реакции гидрирования от реакционной смеси отфильтровывают катализатор. Полученный фильтрат при охлаждении льдом нодкисляют 5 мл 1 н. раствора соляной кислоты, носле чего экстрагируют этиловым эфиром уксусной кислоты. Экстракт промывают водой, содержащей хлористый натрий, сушат над сернокислым «атрием и затем упаривают в вакууме. В результате проведенных операций получают 1,07 г неочищенного продукта, который по данным газохроматографического анализа состоял на 95,5% из транс- и «а 2,4% из 1{ыс-1,|3-гидрокси-5-оксо-7ар-метил- За,4,5,6,7,7а - гексагидроиндан-4-карбоновой кислоты.

Б. 1,05 г 1р-гидрокси-5-о,ксо-7а|3-метил-5,6, 7,7а-тетрагидроиндан - 4-карбоновой кислоты смешивают с 10,7 мл метилового спирта и 0,2 г 10%-ного палладийбарийсульфатного катализатора и осуществляют гидрирование в течение 10 мин при температуре 0°С и атмосферном давлении.

Непосредственно носле этого от реакционной смеси отфильтровывают катализатор и фильтрат упаривают в вакууме. В результате проведенных олераций получают 1,08 г неочищенного продукта, который по данным газохроматографического анализа состоял на 87,4% из транс- и на 12,6% из 1{«с-1р-гидрокси-5-оксо-7ар-метил - За,4,5,6,7,7а-гексагидроиндан-4-карбоновой кислоты.

Пример 3. Получение 1,5-диоксо-7а|3-метил-3аа,4р,5,6,7,7а-гексагидроиндан-4сс - карбоновой кислоты.

А. 1,04 г 1,5-диоксо-7а|3-метил-5,6,7,7а-тетрагидрои«дая-4-карбоновой кислоты (5 ммоль) смешивают с 10,6 мл дистиллированной воды и 5,0 мл 1 н. раствора гидроокиси натрия. Затем к раствору прибавляют 0,2 г 10%-ного налладийбарийсульфатного катализатора, и процесс гидрирования осуществляют в течение 10 мин при комнатной температуре и атмосферном давлении.

Непосредственно после этого от реакционной смеси отфильтровывают катализатор. Фильтрат охлаждают примерно до температуры 0°С, подкисляют 5,0 мл 1 н. раствора соляной кислоты, после чего экстрагируют хлористым метиленом. Органическую фазу промывают водой, содержащей хлористый натрий, сушат над сернокислым натрием и затем упаривают в вакууме. В результате проведенных операций получают 1,02 г неочищенного продукта, который по данным- газохроматографического анализа состоял на 70,5% из транс- и «а 19,4% из 1{«с-1,5-диоксо-7ар-метил-3й,4,5,6,7,7а-гексагидросиндан - 4-карбоновой кислоты.

Б. 1,04 г 1,5-диоксо-7а|3-метил-5,6,7,7а-тетрагидроиндан-4-карбоновой кислоты смешивают с 10,7 мл метилового спирта и 0,2 г 10%-ного палладийбарийсульфатного катализатора, и осуществляют гидрирование в течение 6 мин при температуре 0°С и атмосферном давлении. Непосредственно после этого от реакционной смеси отфильтровывают катализатор и фильтрат унаривают в вакууме. В результате проведенных операций получают 1,09 г неочищенного продукта, который по данным газохроматографического анализа состоял на 52,4% из транс- и на 29,1% из иис-1,5-диоксо-7ар-метил - За,4,5,6,7,7а - гексагидроиндан-4-карбоновой кислоты.

Пример 4. 26,6 г 1р-грег-бутилокси-5оксо-7ар-метил -5,6,7,7а - тетрагидроиндан - 4 карбоновой кислоты смешивают со 150 мл бидистиллированной воды и 100 мл 1 н. раствора гидроокиси «атрия. Раствор доводят по рН 5,5 с помощью 10%-ного водного раствора уксусной кислоты, фильтруют и доводят до 1000 мл. 100 мл полученного раствора гидрируют в присутствии 50 мг платиновой черни при температуре 0°С в течение 90 мин. Реакционную смесь обрабатывают аналогично примеру 1,А. В результате получают 2,6 г неочищенного продукта, который по данным газохроматографического анализа состоял на 98,5% из транс- и на 0,9% пз цис- -третбутилокси-5-оксо - 7ар-метил-3а,4,5,6,7а-гексагидроиндан-4-карбоновой кислоты.

Предмет изобретения 1. Способ получения транс-изомерных бициклоалкановых производных общей формулы I

где п--целое число 1 или 2; R представляет собой метильный или этиль65 ный радикал;

X и Y совместно представляют собой оксигруппу, алкилендиоксидную или фенилендиоксидную группу, или если X означает атом водорода, то Y представляет собой гидроксильную, алкилоксильную, или ацило,ксильную группу, с, применением каталитического гидрирования, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода продукта, гидрированию подвергают щелочные соли общей формулы II

R Y

I

Ч(СН,)„ II

СООМе

где tt, R, X и У имеют выщеуказа:ниые значения, а Me представляет собой атом щелочного металла, и процесс ведут в водном растворе в присутствии катализатора, содержа щего палладий, платину или родий, с последующим подкислением реакционной смеси н выделением целевого продукта известными приемами.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс гидрирования ведут при температуре О-50°С.

Приоритет по признакам:

18.04.73:

катализатор, содержащий палладий н родий;

25.02.74:

катализатор, содержащий платину.