Способ получения производных 2-алкилглицерина Советский патент 1976 года по МПК C07C31/22 C07D13/04 C07D15/04 

незамещенный, моно- или полизамещенный арнл или арал,кил, ароил, фурфурил, ли-ридилалкил или (циклоаЛКИл) - алкил, или с органическим изациа1натО;М я выделяют целевой продукт или гидролизуют его и полученный диол в случае необходимости обрабатывают диалкилкарбонатом или веществом общей формулы О CRiR2, где Rj и Ro - как указа-но выше, или ацилируют его обычными приемами.ч

При ;взаимодейств-ии глицерина с ацетоном образуется 1,3-диоксолано.вое «ольцо, при взаимодействии с бензальдегидом - 1,3-диоксановое кольцо. Поэтому непосредст1венно из глицерина и бензальдегида «ельзя синтезиравать 1,3-дио«солановое производное, в котором RI-П, а Ra - фенил. Указанный продукт можно получить при использовании диола с двумя смежными гидроксильными группами, чтобы предотвратить образование диоксанового производного. Такой диол .получить из 2-алкил,гли1Церина и карбонильного соединения, дающего диоксолан, например ацетона, с последующим замещением незатронутой первичной карбинольной группы и разрывом диоксоланового .кольца путем киюлотного гидролиза, что позволяет регенерировать исходные смежные гидроксильные группы. Аналогично можно использовать прием лерегруппиро,вки при .сннтезе 1,3-диоксанового производного, в котором RI и R2 - метил.

При взаимодействии монооксипроизводного 2-ал1Килгл«церина с Hal - 4 монооксипроиэводное используют предпочтительно в форме соли, на1прим9р соли щелочного металла, TaiKoro, как натрий, и реажц.ию прово.дят в среде органического растворителя, такого, .как толуол; при взаимодействии с органическим изоцианатом реакцию предпочтительно проводят в присутствии органического основания, напри.мер третичного амина, такого, как триэтиламЕН.

В некоторых случаях, нанричмер, когда группа Y - фенил или фурфурил, можно использовать галоидпроизводное 2-алкилглицерина и обрабатывать его солью, например фенолято.м натрия.

Эту реакцию лучше проводить в среде полярного органического ра1створителя, такого, как диметилсульфоксид.

Производное 2-алкилглицерина, в котором о.дна или две группы Y представляют собой алканоил, получают нри взаимодействии соответствующего диола с подходящем ацилирующИ|М агентом, например с ацилгалогенидом, в присутствии органичеокого основания, такого, как пиридин, или с ангидридом кислоты в пр.исутствии сильной кислоты, такой, как серная кислота.

Соответствующий диол обрабатывают соединением O CRiR2 или 6ГО ацеталем или кеталем в присутствии кислоты, предпочтительно неорганичеокой, такой, как соляная, или арилсульфонавой такой, как /г-толуолсульфоновая. Реакцию чаще всего проводят в среде ароматического углеводорода, например бензола .или толуола.

Производные 2-ал1Килглицерина, в которых.

две группы Y представляют собой карбо.нил, получают из соответст1вующего диола и диалкилкарбо.ната, напри.мер дизтилкарбоната, в присутствии основания, предпочтительно алкоголята щелочного металла, такого, как этилат натрия.

(Пример 1. 4-Бензилоксиметил-2,2,4-триметил-1,3-диомсолан.

Металлило.вый опарт (20,0 г), окись алюминия (20,0 г) и в.ольфрамовую кислоту

(2,0 г) на:гревают в воде (100 мл) до 60° С, постепенно вводят нбрекись водорода {31,6мл 30%-ного раствора), поддерживая температуру 60° С, выдерживают 1 час нри 60° С и 2 час при 95° С, охлаждают, фильтруют и пропуокают фильтрат через две колонки, заполненньге амберлитом IRA 400 и пермутитом Цеокарб 225 соответственно. После удаления растворителя получают 2-метилглицерин-сырец.

2-Метил:ГЛицерин (50 г), ацетон (150 мл), л-толуолсульфоновую кислоту (1,5 г) и петролейный эфир (150 мл}, т. кип. 40-60° С, кипятят 24 час с обратным холодильником, используя две колонки Вигре (длина каждой

40см) и ловущки Дина-Старка для удаления воды, охлаждают, прибавляют расплавленный ацетат натрия (1,5 г), перемешивают 30 мин при комнатной темшературе, фильтруют, упаривают фильтрат, фракционируют остаток и

получают 4-О|КСИ|Метил-2,2,4-трим.етил-1,3-диоксолан, бесцветная жидкость, т. кил. 77° С/ мм.

4-Оксиметил-2,2,4- триметил-1,3 -диоксолан (10 г) прибавляют по канлям к неремешиваемой суспензии гидрида натрия (3 г, 50%-ная дисперсия в масле) в безводном толуоле (1:50 мл), КИ1ПЯТЯТ с обратным холодильником до прекращения выделения водорода, к кипящему .раствору за 15 мин. прибавляют хлористый бензил (7,85 г) и нагревают еще 3 час с о.братны1м холодильником. После охлаждения, нромывки водой (30X30Луг), сущки,упаривания в вакууме и фракциониравааия масла получают целевой продукт, бесцветная

жидкость, т. кип. 80° С/0,2 мм. Вычислено, %: С 71,3; Н 8,5.

С|4Н2оОзНайдено, %: С 71,3; Н 8,7. npHMie.p 2. 4-Бензилаксиметил-2,2-диметил-4-«-1про1пил-1,Зндиакзсолан.

К прозрачному раствору гидрохлорида диметиламина (53 г) в фор.мальдегиде (50 мл 37-4r%-Horov раствора) постепенно прибавляют валериаиавый альдегид (50 г), выдержи(вают 1 час при 55° С и 22-24 час при 70° С, отгоняют сырец с парюм, р астворяют в метаноле (100 мл) и ваастанавливают боргидридом натрия {5,25 г) в водном метаноле (45 мл) при 30-40° С. Добавив водный растеор гидрата ожиси натрия (120 мл 13%-iHoro

pacTiBopa), нагревают 1 час при 80° С, охлаждают, экстрагируют эфиром, выпаривают высушенные экстракты, остающееся масло сушат сульфатом ма1гния и после фракционирования получ-ают 2-метилен1пентан-1-ол, т. кил. 61 63°СА15 мм.

Используя .в качестве исходного соединения 2-метилен1пентан-1-ол и проводя дальнейшие операции, как в примере 1, получают целевой продукт, бесцветная жидкость, т. кип. 97° С/0,3 мм.

:Вьгчислено, %: С 72,7; Н 9,1. С,гНо.Оз Найдено, %: С 72,4; Н 9,2.

:Пр«ме-р 3. Проводя опыт, как в примерах 1 и 2, получают соединения, перечисленные IB табл. 1.

Таблица 1

Содержание азота 5,8% (теоретически 5,9%).

Вычислено, %: С 67,5; Н 8,2.

СцНшОз

Найдено, %: С 67,9; Н 8,2.

(Пример 5. 4-Бензилок:СИметил-4-метил2-Аг-толИЛ-1,3-ди10ксол ан.

3 - Бензилокси - 2 - метиллропан - 1,2-диол (6,5 г), п-толуолальдегид (4,0 г) и п-толуолсульфоновую кислоту в бензоле (200 мл) нагревают с обратным холодильни1ком до прекращения выделения воды. Охлажденный раствор промывают 5%-ным раствором карбоната калия и водой, сушат, удаляют растворитель в вакууме, хроматографируют остаток на окиси алюминия, используя бензол ,в качестве элюента, и получают целевой продукт,

«д 1,5361.

Вычислено, %: С 76,5; Н 7,4.

С19Н220з

Найдено, %: С 76,6; Н 7,5.

П р И м е р 6. Аналогично примеру 5 получают соединения, перечисленные в табл. 2.

определен при 26° С.

Содержание азота 4,1%

п D определен при 27° С.

Пример 7. 4-БензилокСИМетил-2,4-диметил-1,3-диаксола.н.

3 - Бензилокои - 2 - метилпропан -1,2 - диол (5,0 г), 1,1-диэтонсиэтан (3,0 г) и л-толуолсульфоновую кислоту на-лревают при 110- 115° С и перемешивании до прекращения .выделения спирта. Затем нагревают 15 мин при С, охлаждают, растворяют в эфире, промывают раствор 5%-ным раствором карПример 9. 4-ФеноксиМетил-2,2,4-триметил-1,3-диоксолан.

боната калия и водой. После сушки безводНЫ.М сульфатом магния и упаривания в вакууме получают целевой про.дукт, т. кип. 81- 82° С/0,3 мм.

Вычислено, %: С 70,3; Н 8,1.

iCijHigOs.

Найдено, %: С 70,6; Н 8,0.

П|риме:р 8. Аналогично примеру 7 получают соединения, перечисленные в табл. 3.

Таблица 3

4-Хлормет.ил-2,2,4-трвметил-1,3 - диоксолан (5,0 г) « фенолят натрия (3,7 г), приготов9

ленный из фенола и гидрида натрия, в диметилсульфоксиде (90 мл) .нагревают 4 час при 140° С, разбавляют водой, экстрагируют водный раствор эфиром, высушивают экстракты, упаривают в вакууме, перегоняют остаток и получают целевой продукт, т. кип. 83,i5° С/0,3 мм.

Вычислено, %: С 70,3; Н 8,1.

CisHisOs.

Найдено, %: С 70,7; Н 8,1.

(П.ри.мер 10. Как в примере 9, получают 4-метил-4-феноксиметил-2-фенил - 1,3 - диоксолан, «27 1.5393.

Вычислено, %: С 75,6; Н 6,7.

CirHigOs.

Найдено, .%: С 75,8; Н 6,9.

Аналогичлым образом синтезируют 4-фурфурилаксиметил-2,2,4-триметил-1,3-диаксо11ан, т. КИ1П. 73,5° С/0,5 мм.

Вычислено, %: С 63,7; Н 8,0.

Ci2Hi804.

Найдено, %: С 64,0; Н 8,0.

Нример 11. 4-Бензоилоксиметил-2,2,4три1метил-1,3-диоксолан.

Раст/вор хлористого бензоила (14,0 г) в безводном четыреххлористом углероде (30 жл) при1бавляют к перемешиваемому и охлаждаемому раствору 2-оксиметил-2,2,4-триметил-1,3диоксолана (14,6 г) и пиридина (7,9 г) в четыреххлористом углероде (70 ), перемешивают в течение ночи и кипятят 1 час с обрат, ным холодильпиком. Охлажденный раствор фильтруют, прибавляют IK фильтрату эфир ( мл), промывают раствор 1%-ной соляпой кислотой, бикарбонатом натрия и водой, сушат, упаривают в вакууме и фракционируют остаток. Фракцию, кипяш,ую при 106° С/0,4 мм, охлаждают до -50° С, растирают с петролейным эфиром и получают целавой продукт, т. пл. 29-30° С.

Вычислено, %: С 67,2; Н 7,2.

Ci4Hl804

Найдено, %: С 67,2; Н 7,3.

Нример 12. 4-(1 -Фенил1карбамоило.ксиметил)-2,2,4-триметил-1,3-диоксолан.

4-Оксиметил-2,2,4-три.метил - 1,3 - диоксолан (14,6 г), фенилизоцианат (11,9 г) и триэтиламин (1 капля) в метиленхлориде (75 мл) кипятят 4 час с обратным холодильником, растворитель и напрореагирававшие ве.ш,ест1ва удаляют в вакууме, растирают остаток с петролейныМ эфиром, первкристаллизовывают из петролейного эфира и получают целевой .продукт, т. пл. 59-60° С.

Вычислено, %: С 63,3; Н 7,2: N 5,3.

C,4Hi9NO4.

Найдено, %: С 63,6; Н 7,5; N 5,4.

Пример 13. 4-Бензилоксиметил-2-(2,4дихлорфенаксиметил) -4-метил-1,3-диоксол ан.

2,4-Дихлорфенил (5,43 г) прибавляют к перемешиваемой суспензии гидрида наприя (0,8 г) в безводном диметилсульфоксиде (100 мл),.ио окончании реакции прибавляют 4 бензилокоиметил-2-бромметил-4-метил - 1,310

диоксолан (10,0 г), приготовленный, как указало в примере 7, нагревают 1,5 час при 130° С, выливают смесь в воду (1 л) и экстрагируют эфиром. Экстра1кт промывают, сушат, выпаривают, фракционируют я получают целевой продукт, т. кип. 181° С/0,15 мм. Вычислено, %: С 59,6; Н 5,2; С1 18,5.

Ci9H2o04Cl2.

Найдено, %: С 60,0; Н 5,5; С1 18,1.

Пример 14. 4-Бензилоксиметил-4-:ме тил-1,3-диоксолан-|2-он.

К 3-бепзилакси-2-метилпропан-1,2 - диолу (10 г) при 100° С и перемешивании прибавляют этилат натрия (0,14 г) и диэтилкарбонат (12,1), нагревают при перемешивании и отгоняют образующийся этанол при 79-84° С. При темлературе реакционной смеси 130°С нашраваиие прекращают и прибавляют хлористый аммоний (0,15 г).

Остаток этанола и избыток диэтилкарбоната удаляют в вакууме, экстрагируют остаток диэтилавым эфиром, фильтруют экстракты, фракционируют и получают целевой продукт, т. кип. 122-123° С/О, 15 мм.

Вычислено, %: С 64,9; Н 6,3.

Ci2Hi404.

Найдено, %: С 64,7; Н 6,4. Пример 15. 1-Ацето.кси-3-бензилокси-2метилпропан-2-ол.

Хлористый ацетил (8,1 г) в четыреххлористом углероде прибавляют к раствору 3бгнзилокси-2-метилпропан-1,2-диола (10 г) и пиридина (8,9 г) в четыреххлористом углероде при О-5° С, перемешивают при комнатной температуре в течение «очи, прибавляют эфир (200 мл) и фильтруют, фильтрат промыв-ают 1%-лой соляной кислотой, бикарбонатом натрия и водой, сушат, отгоняют растворитель в вакууме и после фракционирования остатка получают целевой продукт, т. кип. 120° С/0,4 лш.

.Вычислено, %: С 65,5; Н 7,6. Ci3HigO4.

Найдено, %: С 65,6; Н 7,9.

Пример 16. Аналогично примеру 15 при иопользовании хлористого пальмитоила вместо хлористого ацетила получают 3-бензилокси-1,2-дипалымитоилокси-2 - метилпро пан, т. |ПЛ. 51° С. Вычислено, %: С 76,9; Н 11,3.

С4эН7бО5.

Найдено, %: С 77,3; Н 11,5. Пример 17. 1,2-Диацетокси-З-бензилокси-2-метилиропа1Н.

1-Ацет01кси-3-бе,нзилокси-2 - метилпропан2-ол (11,9 г), приготовленный, как в примере 15, прибавляют к уксусному ангидриду (20 мл), содержащему концентрированную серную кислоту (1 капля), выдерживают

2 час при 60° С, непрореагировавший уксусный ангидрид удаляют в ва1кууме и перемеШив.ают 1 час остаток с ледяпой водой. Водный раствор экстрагируют хлороформом, экстракты промывают бикарбонатом натрия

и водой, удаляют растворитель и после фракИ

ционирования остатка получают целевой продукт, т. кип. 120° С/0,4 мм.

Вычислено, %: С 64,4; Н 7,1.

CisH dOsНайдено, %: С 63,1; Н 7,2.

|П р и м е р 18. 5-Бензилокси-5-метил-2-фенил-1,3-диОКсан.

2-Метил1Глицерин (25,05 г) и бензальдегид (26,0 г) смешивают при комнатной температуре, продувают через смесь безводный хлористый водород (100-200 мл), прибавляют бензол (500 мл) и в течение 18 час удаляют воду азеотропной отто№кой, пропуская через раствор очень медленный ток хлористого водорода. Удалив в вакууме растворитель, перекристаллизовьивают продукт из циклогексана, получают чистый 5-окси-5-метил-2-фенил1,3-диоксан, к которому добавляют хлористый бензил, как указано ,в примере 1, и получают делавой .продукт, т. ,пл. 56° С.

Вычислено, % С 76,1; Н 7,0.

С18Н2оОз.

Найдено, %: С 76,0; Н 7,1.

Пример 19. 2-Бензиланси-2-метил-1,3бис- (тетрагидропиран-2-илокси) -пропан.

Суспензию 2-:бензилокси-2нметилпропан1,3-диола (10,0 г) в безводном эфире (200 лл) прибавляют к 2,3-дигидропирану (11,0 г), содержащему п-толуолсульфо.новую кислоту (0,2 г моногидрата), нагревают, полученный прозрачный раствор охлаждают 19 час до комнатной температуры, промывают разбавленным раствором бикарбоната натрия и водой (2X200 мл), высушивают безводным сульфатом магния, удаляют растворитель в вакууме, остающееся светло-желтое масло хроматолрафируют на окиси алюминия, используя в ка;честве элюента смесь эфира с петролейным эфиром (т. кип. 40-60° С), и получают целевой продукт, п 1,5055.

Вычислено, %: С 69,2; Н 8,9.

CsiHsaOsНайдено, %: С 69,2; Н 9,1.

12 Формула изобретения

Способ получения производных 2-алкилглицерина общей формулы

СНг-O YI R-C-О-Y СН,-О -Y,i

где R - алкил; одна из групп Y - алкил, алкенил, незамещенный, моно- или полизамещенный арил или аралкил, ароил, фурфурил, пиридилал.кил, (циклоалкил)- алкил или моHO-N-замещенный карбамоил, а две другие группы Y - водород, алканоил или тетрагидропиранил или же вместе образуют карбонил или группу общей формулы CRiR2, где

RI и R2 - водород, неза мещенный или замещенный алкил, незамещенный, моно- или полизамещенный арил, фурил, пиридинил или две группы RI и R2 вместе с атомом углерода, с которым О.НИ связаны, образуют циклоалКил, а также геометрических или оптических изомеров этих соединений, отличающийся тем, что 2-R-зaмeщeнlHый глицерин обрабатывают соединением общей формулы 0 iCRiR2, где RI и R2 имеют вышеуказанные

значения, или его ацеталем или кеталем и полученный диоксан или диакзсолан подвергают взаимодействию с соединением общей формулы , где Hal - галоид; 4 - алкил, алкенил, незамещенный, моно- или полизамещенный арил или аралкил, ароил, фурфурил, пиридилалкил или (циклоалкил)ал(кил, или с органическим изоцианатом и выделяют Целевой продукт или гидролизуют его и полученный диол IB случае необходимости

обра;батывают диалкилкарбонатом или соединением общей формулы O CRiR2, где Ri и R2 - как указановыше, или ацилируют его обычными |Приемами.