Способ получения 2-метилциклопентадеканона Советский патент 1980 года по МПК C07C49/27 C07C49/36 

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения соединения, которое находит применение в парфюмерной промышле ности. Известно, что макроциклические кетоны, со держащие в цикле от 14 до 19 атомов углерода обладают сильным мускусным запахом и являются ценнь ш душистыми веществами {1 2-Метилдиклопентадеканон обладает интенсивным мускусным запахом, близким к запаху экзальтона и мускона. Известно несколько способов получения 2-метилциклопентадеканона. Первый способ заключается в обработке раствора циклопентадеканона в смеси эфира с бензолом амидом натрия при охлаждении льдом с последующей обработкой йодистым метилом при кипении 2. Второй способ заключается во взаимодействии диклопентадеканона со смесью диэтилкарбоната и гидрида натрия, обработки реакционной смеси водой, выделении карбэтоксициклопентадеканона, прибавлением последнего к гидриду натрия и последующей об работке 7-10-кратным избытком иодистогд. метила. Полученный 2-метш1-2-карбэтоксициклопентадеканон кипятят в 6н. HCI или HjSO от 70 до 120 ч для получения целевого продукта 3. Третий способ заключается в том, что циклотетрадеканон подвергают взаимодействию с диазоэтаном в присутствии хлористого алюминия (4. Недостатками перечисленных способой является труднодоступность исходных макрощ1клических кетонов, взрьтоопасность используемьц: реагентов, а также трудность отделения целевого продукта от побочных продуктов и непрореагировавших исходных соединений. Прототипом способа, описываемого в изобретении, является способ получения 2-метилилклопентадеканона путем ряда последовательных превращений циклододеканона: получают 2-хлорциклододеканон, подвергают его взаимодействию в тетраг4вдрофуране при -20° С с реактивом ГринБЯра, полученным и 2-метилизнклопропилбромида н магния, с последующей обработкой при 0°С бензолом, а затем при нагревании до 70°С получают 2-(2-меп1Лциклопропил)-циклододеканон, который облучают 3 4 ч в высоковолновой 60 W ртутной лампе с образованием смеси 2- и З-мегил-4-пентадеценонов, которую каталитически гидрируют Ha.Pd/C до смеси 2-метШ1Циклопентадеканона и 3-метилциклопеитадеканока 51. ОсновittiM недостатком этого способа является получение двухкомпонентной смеси 2- и З-метил циклопентадеканонов. Эти соединения имеют очень близкие температуры кипения, вследствии чего выделить целевой продукт в индл видуальном состоянии практически невозможн Целью изобретения является селективность процесса получения 2-метилциклопентадеканон высокой степени чистоты. Поставленная цель достигается способом получения 2-метилвд1клопентадеканона с использованием каталитического гидрирования ненасыщенного макроциклического кетока, отлиадтелышя особенность которого заключается в том, что 15-метил-13-кетобицикло (10,3,0)пентадека-1 (12)-ен восстанавдивают к гиексными гидридами металлов с последуюищм эпоксидированием перекисями кислот и окислением полученного соединения хромовой кислотой до 15-метШ1-1,12-эпокси-13-кетобидикло (10,3,0)пентадекана, который под вергают взаимодействию с тозилгвдразином при 4-10 С в метаноле, полученный гидразон кипятят в адетоне с последующим каталитическим гидрированием образовавшегося 2-метил-диклопентадека-4-ин-1-она. Как правило в качестве комплексных гид ридов металлов используют 1 1аВН4, LiAIH4, NaAIHzCOCHjCHjOCHs), в качестве перекисей кислот для зпоксидирования используют пербензойную , «еруксускую и перфта)евую кислоты. Исходный 15-мети т- 13-кето6ицикпо (10,3,0) пентадека-1 (12)-ен получают путем конденсадии диклододеканоЕ5а с вишшаде-тленом в присутствии 1де;ючи в полярном растворит теле, например диэти; овом эфира, с последующей бициклизацией получе {иого 1-винш1этин цяклододеканола смесью уксусной и серной кислот при соотношении последних 10:1- 20:1 и температуре 100-120°С. Целевой продукт 2-метилдик.чопентадеканон nojiyijaioT в индивидуальном виде путем пере гонки. „ Пример. Стадия 1. К суспензии 20 г едкого кали в 50 мл диэтияового эфира в течение 1,5 ч прибавляют при охлаждении ледяной водой (температура 5-10°С) и интенсивном переме шивании раствор 17 г виниладетилена и 3S г диклододеканона в 60 мл диэтилового эфира. Реакционную массу перемешивают в течение 5 ч при комнатной температ фе добавляют 70 мл диэтшювого эфира и переме1.иивают еще 1 ч, затем добавляют 20 мл воды, эфирный слой отделяют, водный экстрагируют диэтиловььм эфиром, объединенные экстракты промывают 20 мл 8%-ной соляной кислоты и супит над сульфатом натрия. Растворитель удаляют, остаток перекристаллизовьшают из 100 мл гексана. Получают 38,01 г (80%) винилэтинш диклододеканола-1 с т.пл. 92-93°С. Навдено,%: С 81,83; Н 11Д9. С1бН2бО. Вывдслено,%: С 81,95, Н 11,18. Данные ИК: 1610 , 1820- С-Си 3330 . Стадия 2: а) Растворяют 20 г 1-винилэтинилц клододеканола-1 в 30 мл уксусной кислоты, добавляют 8 мл серной кислоты и нагревают 2 ч при кипении 120°С). Уксусную кисJioiy удаляют в вакууме, ос1аток разбавляют водой, экстрагируют эфиром, эфирные экстракты промывают раствором бикарбоната натрия и сушат над сульфатом натрия. Растворитель удаляют, остаток перегоняют. Получают 14,77 г (73,8%) 15-мет}ш-13-кетобицнюю (10,3.0)пентадека-1 (12)-ена с т.кип, 142МЗ С при 1 мм рт.ст. т, im. 55-56°С Сгек-соч) Данные ИК: 1630 см С--С-, 1690 . б)- Растворяют 18,14 г 1 - винил этинил дик ло-; -додеканола-1 в 80 мл уксусной кислоты, добавляют 4 мл серной кислоты и нагревают 3 ч при 100°С. Реакционную смесь обрабатывают аналогично изложешюму и получают 13,69 г (75,4%) 15-метил-13-кетобидикио (10,3,0)-пентадека-1(12)-ена. Стадия 3: а) К раствору 13,15 г 15-мет№1-13-кетобицикло(10,3,0)-пентадека-1 (Г2)-ена в 780 мл водного метанола (5:1) прибавляют в течение 2 ч 27 г боргидрида натрия (охлажде ше ледяЕЮй водой). Реакщю1шую смесь перемешивают в течение 8 ч, растворитель 7з;аляют, остаток растворяют в эфире, эфирные экстракты промывают водой, затем раствором хлористого натрия и судит над сульфатом натрия. Растворитель удаляют, остаток перекристаллизовьшают из гексана. Получают 12,6 г (95%) 15-метил-13-оксибицикло(10,3,0) пентадека-1(12-ена, т. пл. 90-92°С. ИК: 1668 СМ-1-С-С-, 3370 см--ОН. б) К раствору 10 г 15-метил-13-кетобиЦИКЛО(10,3,0) пентадека-1(12)-ена в 100 мл абсолютного эфира в смеси с бензолом в coi отношении 1:1 прибавляют порциями 2 г LiAlH4 при 30-40°С. После прибавления смесь нагревают 3 ч, охлаждают осторожно добавляют 50 мл 10%-ного раствора серной кислоты и перемешивают в течение 1 ч. Органический раствор отделяют, промывают водой, сушат N82804. Получают 9,6 г 15-метил-13-оксибицикло (10,3,0) пентадека-1(12)-ена (95%), т.го. 90-91°С. в) Проводят аналогично стадии 36, используя в качестве агента восстановления ЫаА1Н2(ОСН2СН2ОСНз)2. Стадия 4: а) К раствору 15-метил-13-окси бицикло(10,3,0)пентадека-1(12)-ена в 50 мл хлороформа при 0°С прибавляют раствор 15 пербензойной кислоты в 200 Nfci хлороформа, Реакционную смесь выдерживают в течение 60 ч при 4-10° С, Вылива «т в лед, отделяют хлороформенный спой и последовательно промывают растворами йодистого калия, тиосульфата натрия, бикарбоната натрия и хлорвда н рия;Органический слой сушат над сульфатом натрия. Растворитель удаляют, остаток: перекркстзллизоЕывают из гексана. Получанэт 9,95 (98%) 15-метшь1,2ЭПокси-13.гОкскбишкло (10,3,0)пентаде саиа, т.пл. 99,5-}01С, Найдеяо,%: С.75,87; Н 11Д9. . С 76,10; Н И,8. Вычислено,;: 3290 см -ОН. Дакшле ИК; 6} К раствору 15 г 15-метил-13-окскби1уж (iO,3jO)neHTa,iieK:a-l (}2)-ена в 30 мл эфира пр кипении постепенно прибавляют эфирный раст вор, содержаний 11 г пефтадевой .кислоты. По оксйчашш прибавления реа.кииопР5}ю мае су нагревают в течение 4 ч. Эфир ггтгошиот остаток разбавляют 40 ми хлороформа и отфю1&1рювьшают фталевую кислоту. Хлороформенный раствор промывают раствором с.одь, водой и сушат поташом. Получают 13,5 г 15-меткл-:},12-эпокси-12-оксибнцикло.(10,3,0) пеитадекана, т.пл. 98-99°С, выход 84,50%. в) П юводят анало1-ично стадии 46, для зпоксидд рования используют nepyKcycKvTo кислоту. Получают 15 г 15-метил-1,2-эпокси-13оксиб}5цию1о(10.3,0)пентадекана, выход 98,50% Стадия 5: а) К раствору 8,09 15-мет1{л-1,2-31ГоксИ 13-оксибицикло (10,3,0) пентадекана в 160 №1 ацетона прибавляют в течение 1,5 ч 10 мл pscTBOpa 8 Ы хромовой кислоты в 8 N серной кислоте. Реакционную смесь перемешивают в течение 4 ч, добавляют 3 мл метанола и вьгл звают в ледяную воду, экстрагаруют эфиром., эфирные экстракты промьшаюг раствором бикарбоната натрия, водой и сушат над сульфатом натрия. Растворитель удаляют, остаток перегоняют. Получают 7,20 г (90%) 15-метш1-1,12-эпокси-13-кетобицикло (10,3,0) пентадекана, т,кип. 132- 134°С при 0,5 мм рт.с 1,4998, Найдено,%: С 76,56; Н 10,48. С1бН2бО2 Вычислено,%: С 76,75; Н 10,46. Данные ИК: 1742 см -С-О. б) Раствор хромовой кислоты, полученный из 14 г Na2Cr2O7, 10 мл концентрированной H2SO4 и 50 мл воды прибавляют по каплям к раствору 27 г 15-метил-1,12-зпокси-13-оксибицикло (10,3,0) пентадекана в 70 мл эфира при перемешивании в течение 30мин при : 25°С, После прибавления смесь перемешивают в течешге 3 ч. Реакционную массу экстрагируют эфиром, экстракты промывают водой и сушат , .При перегонке получают 21,4 г (84%) 15 - метил-1,12-эпок си-13-кетобицикло (10,3,0) пентадекана, т.кип. 132-134С при 0,6 ммрт.ст Стадия 6, К раствору 9,5 г тоз1шгидразина в 290 мл метанола прибавляют при 0°С 5,76 г 15-метил-1,12-эпокси-13-кетоб1шикло (10,3,0) пентадекачя и вьщерживают реакционную смесь при 4-10° С в течение 22 ч. Реакционную смесь в.ьтливают в холодный раствор соды, экстрагируют эфиром. Эфирные экстракты промывают ледяной водой и сушат сульфатом натрия. Растворитель удаляют, остаток растворяют в 1 л ацетона и нагревают 50 ч Раствор.И1ель удаляют, остаток растворяют в гексане, промывают раствором бикарбоната натрия и сушат сульфатом натрия. Растворитель удаляют, получают 3,73 г (69%) 2-метилцт кло.пентадека-4-ин-1-она, т.кип. 130- }32°С Ира 1 мм рт.ст, т. пл, 45--4бС (пентак), Найдено,%: С Н И,05; C,rJij,0, Выч слско,%: С 81,99; Н 11,18. Данные ИК: 1710 см-С-О, Стадия 7: а) 1.21 г 2-метилциклопентадека-4-йн-1-она гидрируют в 40 ми этанола над Pd/C в течеш е 1 ч до поглощения 240 мл водорода. Удаляют растворитель, остаток перегоняют. Получают 1,21 г (98%) 2-метш1циклопентадеканона, т.кип. 123-124С при 1 мм рт,ст. п 1,4825. Данные ИК: 1710 , 6) Реакцию гидрирования проводят в анаогичных условиях над Ni-Ренея. Получают ,22- г (99%) 2-мет -ш1Шклопентадеканона, Формула изобретения 1, Способ получения 2-метилциклопентадеканоа, включающий стадию каталитического гидриования ненасыщенного макроциклического етона, отличающийся тем, что, с елью увеличения делективнОсти процесса, 5-метил-13-кетобицикло (10,3,0)пентадека-1 (12)ен восстанавливают комплексными гвдридами еталлов с последующим эпоксидированием ерекисями кислЬт и окислением полученого соединения хромовой кислотой до 157-метил-1,12-эпокси-13-кетобицикло (10,3,0) пентадекана, который подвергают взаимодействию с тозилгидразином при в метаноле, полученный гидразон кипятят в ацетоне с последующим каталитическим гидрированием образовавшегося 2-метилциклопентадека-4-ин-она. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве комплексных гидридов металлов используют NaBH4, LiAIH4, NaAIHaCOCHaCHjOCHj). 3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что эпоксидирование проводят пербензойной, перуксусной и перфтаг евой кисло тами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Шулов .П. М., Хейфиц Л. М. Душистые вещества с мускусным запахом, М., 1964, 2.Ruzicka, Schinz, Pfeiffer, Helv., 1928, V.11, p. 693. 3.S. J. Rhoads, J. C. Gilbert, A, W. Decora, Т . R. Garland, R.J. Spangler, M. J. Urbigkit. The preparation and spectral studies of cyclic B-ketoesters. Tetrahedron, 1963, v. 19, p. 1625. 4.E. Muller, M. Bauer, W. Rundel. Katalisirte cycloaliphatischer ketone mit diasoatan. Tetrahedron Letters, 1961, p. 136. 5 Japan, Kokai 7331643, кл. 16 С 852, 22.03,74, С. A.V.81, P 25207 Н (прототип).