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

(54) СПОСОБ ПО.ПУЧЕНИЯ 2-МЕТИЛЦИКЛОПЕНТАДЕКАНОНА

Изобретение относится к усовершенствован ному способу получения соединения, которое находит применение в парфюмерной промышленности. Известно, что макроциклические кетояы, содержашле в цикле от 14 до 19 атомов углерода, обладают сильным мускусным запахом и являются це1шыми душистыми веществами Ц}. 2-Метилциклопентадеканон обладает интенсивным мускусным запахом, близким к запаху экзальтона, мускона. Известно несколько способов получения 2-метилциклопентадеканона. Первый способ заключается в обработке раствора циклопентадек i нона в смеси эфира с бензолом амидом натрия при охлаждении льдом с последующей обрабо кой, йодистым метилом при кипении 2. Известен способ, заключающийся во взаимо действии циклопентадеканона со смесью диэтнпкарбоната и гидрида натрия, обработке реакционной смеси водой, выделении карбэтОк сициклопентадеканона, прибавлении последнего к гидриду натрия и последующей обработке , 7-10-кратным избытком йодистого метила. Полученный 2-метил-2-карбэтоксициклопентадеканон кипятят в 6 н. HCI или H2SO4 от 70 до 120 ч для получения целевого продукта 13. Другой способ заключается в: том, что циклотетрадеканон Подвергают взаимодействию с диазоэтаном в присутствии хлористого алюминия 4. Недостатками перечисленных способов является труднодоступность исходных макроциклических кетонов, взрывоопасность используемых реагентов, а также трудность отделения целевого продукта от побочных продуктов и непрореагировавших исходных соединений. Прототипом способа, описываемого в изобретении, является способ получения 2-метилциклопентадеканона путем ряда последовательных превращений циклододеканона. Получают 2-хлорциклододеканон, подвергают его взаимодействию в тетрагидрофуране при -20° С с реактивом Гриньяра, полученным из 2-метилциклотгропилбромида и магния, с последующей обработкой при 0°С бензрлом, а затем при нагревании до 70С получают 2-(2:метилциклопропил)-циклододеканон, который облучают в течение 4 ч в высоковолновой 60N ртутной лампе с образованием смеси 2- и З-метил-4-пентадеценов, которую ката:литически гидрируют на Pd/C до смеси 2-метилциклопентадеканона и 3-метилциклопентадеканона 5. Основным недостатком этого способа является получение двухкомпонентной смеси 2- и З-мётилциклопентадеканонов. Эти соединения имеют очень близкие температурь. кипения, вследствие чего выделить целевой прорука в индивидуальном состоянии практически невозможно.

Целью изобретения является увеличение селективности процесса получения 2-метилцикло пентадодеканона высокой степени чистоты. Поставленная цель достигается способом получения 2-метилциклопентадеканона из циклододеканона с использованием каталитического гидрирования ненасыщенного макроциклического кетона, отличительная особенность которого заключается в том, что циююдбдека нон подвергают конденсации с винилацетиленом в присутствии щелочи в полярном органическом растворителе, например диэтиловом эфире, при О-5°С, полученный 1-винилэтинилциклододеканол Щ1клизуют при 100-120°С в смеси уксусной и серной кислот при соотвощении последних 10:1-20:1 до 15-метил-13-кетобицикло (10,3,0) пентадека-1 (12)-ена, который восстанавливают комплексными гидридами металлов, с последуюащм| эпоксидированием перкисями кислот и окислением полученного соединения хромовой кислотой до 15-метш1-1,12-эпокси-13-кетобиш1кло(10,3,0)пентадекаш, который подвергают взаимодействию с тозипгидразином при 4-10° С в метаноле, полученный гидразон кипятят в ацетоне с последующимкаталитическим гидрированием образовавшегося 2-метиг1Циклопентадека-4-ин-1-она.

Как правило, в качестве комплексных гидридов металлов используют NaBH4 LiA H4, NaAlHz (ОСНгСНгОСНз).

В качестве перекисей кислот для эпоксидирования используют пербензойную перуксусную и перфталевую кислоты.

Целевой продукт 2-метилциклопентадеканон, получают в индивидуальном виде путем перегонки.

Пример. Стадия I. К суспензии 20 г едкого кали в 50 мл диэтилового эфира в течении 1,5 ч прибавляют при перемешивании ,и охлаждении ледяной водой 0°С) раствор 17 г винил ацетил ена и 35 г ииклододеканона в 60 мл диэтилового эфира. Реакционную

массу перемешивают в течение 5 ч при комнатной температуре, добавляют еще 70 мл эфира и перемешивают еще 1 ч. Добавляют 20 мл

воды, эфирный слой отделяют, водный экстрагируют диэтиловым эфиром, объединенные экстракты промывают 20 мл 8%-ной соляной кислоты и сушат над сульфатом натрия, расвторитель удаляют, остаток перекристаллизовывают из 100 мл гексана. Получают 38,01 (80%) Ьвинилэтинилциклододекарюла-1., т. Ш1. 92-93°С.

Найдено,%: С 81,83; Н 11,19.

С,бН2бО.

Вычислено,%: С 81,95, Н 11,18. Данные ИК, см 1610-с-О, 1820-С-Си 3330-ОН.

Стадия 2 : а) Растворяют 20 г 1-винилэтинилциклододеканола-1 в 80 мл уксусной кислоты, добавляют 8 мл серной кислоты и насревают в течение 2 ч при кипении 120°С). Уксусную кислоту удаляют в вакууме, остаток разбавляют водой, экстрагируют эфиром, эфирные экстракты промывают раствором бикарбоната натрия и сушат над сульфатом натрия. Удаляют растворитель остаток перегоняют. Получают 14,77 г (73,8%) 15-метил-13-кетобшиикло (10,3,0) пентадека-1 (12)-ена, т.кип, 142-143°С при 1 мм рт.ст., т.пл. 55 - 56° С (гексан).

Данные ИК, 1630-С-С-, 1690-С-О.

б) Растворяют 18,14 г 1-винилэтинилциклододеканола-1 в 80 мл уксусной кислоты, добавляют 4 мл серной кислоты и нагревают в течение 3 ч при 100°С, Реакщюнную массу обрабатывают аналогично изложенному и получают 13,69 г (75,4%) 15-метил-13-кетобицик (10,3,0)пентадека-1 (12)-ена.

Стадия 3: а) К раствору 13,15 г 15-метш1-13-кетобйцикло (10,3,0) пентадека-1 (12)-ена в 780 мл водного метанола (5:1) прибавляют в течение 2 ч 27 г боргидрида натрия (охлаждение ледяной водой). Реакционную смесь перемешивают в течение 8 ч, растворитель удаляют, остаток растворяют в эфире, эфирные экстракты промывают водой, затем раствором хлористого натрия и сушат над сульфатом натрия Растворитель удаляют, остаток перекристаплизовывают из гексана. Получают 12,6 г (95%) 15-метил-13-оксибицикло (10,3,0) пентадека-1(12)-ена с т.пл. 90-92°С, ИК-спектр, см; 1668 -С-С-, 3370 -ОН.

б) К раствору 10 г 15-метил-13-кетобицикло (10,3,0) пентадека-1 (12)-ена в 10 мл абсолютного эфира в смеси с бензолом в соотношении 1:1 прибавляют порциями 2 г LiAIH4 при 30-40°С. После прибавления смесь нагревают в течение 3 ч, охлаждают, осторожно добавляют 50 мл 10%-ного раствора серной кислоты и переме1шшают 1 ч. Органический раствор отделяют, промывают водой, сушат. Получают 9,6 г 15-метил-13-оксибицикло(10,3, пентадека-1(12)ена (95%), т.пл. 90-91°С. в) Проводят аналогично стадии 36, используя в качестве агента восстановления МаА1Н2(ОСН2СН20СНэ)2 в растворе бензола. Получают 9,4 г 15-метил-13-оксицикло (10,3,0) пентадека-1 (12)-еиа. Выход 94%. Стадия 4: а) К раствору 15-метил-13-оксибицикло(10,3,0)пентадека-1 (12-ена в 50 мл хлороформа при 0°С прибавляют раствор 15 г пербензойной кислоты в 200 мл хлороформа. Реакционную смесь вьщерживают в течение 60 ч при 4-10° С, выливают в лед, отделяют хлороформенный слой и последовательно промывают раствором йодистого калия, тиосульфата натрия, бикарбоната натрия и хлорида натрия. Органический слой сушат над сульфатом натрия, удаляют растворитель, остаток перекристаллизовывают из гексана. Получают 9,95 г (98%) 15-метил-1,12-эпокси-13-оксибицикпо(10,3,0)пентадекана с т.пл. 99,5-101°С Найдено,%: С 75,87; 76,15; Н 11,19; 10,99. С1бН2802. Вычислено,%: С 76,10; Н 11,18. б)- К раствору 15 г 15-метил-13-оксибицикл (10,3,0)-пентадека-1 (12)-ена в 30 мл эфира при кипении постепенно прибавляют эфирный раств содержащий 11 г перфталевой кислоты. По око чании прибавления реакщюнную массу нагревают в течение 4 ч. Эфир отгоняют, остаток разбавляют 40 мл хлороформа и отфильтровывают фталевую кислоту. Хлороформенный раствор промывают раствором соды, водой и суша поташом. Получают 13,5 г 15-метил-1,12-эпокси 13-оксибицикло(10,3,0)пентадекана с т.пл. 98- 99°С, выход 84,5%. в) Проводят аналогично стадии 45, для эпоксидирования используют перуксусную кислоту при комнатной температуре. Получают 14,9 г (98,5%) 15-метил-1,12-эпокси-13-оксибициклр (10,3,0) пентадекана. Стадия 5: а) К раствору 8,09 г 15-метил-1,12-эпокси-13-оксибицикло (10,3,0) пентадекана в 160 мл ацетона прибавляют в течении 1,5 ч 10 мл раствора хромовой кислоты (8н. в 8н. H2S04). Перемешивают реакционную смесь в течение 4 ч, добавляют к ней 3 мл метанола и выливают в ледяную воду. Экстрагируют эфиром, эфирные экстракты про мывают раствором бикарбоната натрия, водой и сушат над сульфатом натрия. Удаляют растворитель, остаток перегоняют. Получают 7,20 г (90%) 15-метил-1,12-эпокси-13-кетобидикло (10,3,0)пентадекана с т.кип. 132-134°С при 0,5 мм рт.ст. Пр° 1,4998. Найдено,%: С 76,56, 76,29; Н 10,71, 10,48. С1бН2б02. Вычислено,%: С 10,46; Н 76,75. Данные ИК-спектра 1742 -С-0. б). Раствор хромовой кислоты, полученный из 14 г Na2Crj07 10 мл концентрированной серной кислоты и 50 мл воды прибавляют по каплям к раствору -27 г 15-метил1,12- эпокси-13 -оксибицикло (10,3,0) пентадекана 8 70 мл эфира в течение 30 мин при 25° С при перемешивании. После прибавления смесь перемешивают в течение 3 ч. Реакционную смесь экстрагируют эфиром, экстракты промывают водой и сушат над сульфатом натрия. Получают 21,4 г (84%) 15-метш1-1,12-эпокси-, 13-кетобицикло( 10,3,0) пентадекана с г. кип. 132-134°С при 0,5 мм рт.ст. Стадия 6. К раствору 9,5 г тозилгидразина в 290 мл метанола прибавляют при 0°С 5,76 г 15-метил-1,12-эпокси-13-кетобищ1кло (10,3,0) пентадекана и выдерживают реакцио1шую смесь при 4-10°С 22 ч. (выделение азота). Реакционную смесь выливают в холодный раствор соды, экстрагируют эфиром. Эфирные экстракты промывают ледяной водой и сушат над сульфатом натрия, удаляют растворитель. -Остаток растворяют в 1 л ацетона и нагревают и течение 50 ч. Растворитель удаляют, остаток растворяют в гексане, промывают раствором бикарбоната натрия и сушат над сульфатом натрия. Получают 3,73 г (69,0%)2-метш1-цикло5ентадека-4-ин-1-она с т.кип. при мм рт.ст. и т. пл. 45-4бС (пентан). Найдено,%: С 81,31, 81,25; Н 11,05, 11,10. С,бН2бО. Вычислено,%: С 81,99; Н 11,18. Данные ИК-спектр, 1710 . Стадия 7. а) 1,21 г 2-метилдиклопентадека-4-ин-1-она гидрируют в 40 мл этанола над Pd/C в течение 1 ч. Поглощают 240 мл (2 мольэквивалента) водорода. Растворитель удаляют, остаток перегоняют. Получают 1,21 г (98%) 2-метилциклопентадеканона с т. кип. 123-124°С при 1 мм рт.ст. 1,4825, Данные ИК-спектра, 1710 . б) Реакцию гидрирования проводят в аналогичных условиях над Никелем-Ренея. Получают 1,22 г (99%) 2-метилциклопентадеканона. Формула изобретения 1. Способ получения 2-метилциклопентадеканона из циклододеканона с использованием каталитического гидрирования ненасыщенного макроциклического кетона, отличающ и и. с я тем, что, с целью увеличения селективности процесса, циклододеканон подвергают конденсащш с винил ацетиленом в присутствии щелочи в полярном органическом растворителе, например диэтиловом эфире, при О-5°С,

полученный 1-винипэтинш1циклододеканол 1щклизуют при 100-ПОС в смесн уксусной И серной кислот, при соотношении последних 10:1-20:1 до 15-метил-13-кето6ицикло(10,3,0) пентадека-1(12)-ена, который восстанавливают комплексными гидридами металлов, с последующим эпоксидированием перекисями кис Е10Т и окислением полученного соединения хроМовой кислотой до 15-метш1-1,12-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-метш1-циклО пентадека-4-ин-1 -она.

3, Способ по п. 1,отличающийс я тем, что эпоксидирование проводят пербензо1шой, перуксусной и перфталевой кислотами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5.Japan, Kokal 7331643, кл. 16 С 852, 22.03.1974, С. A. 81, P 25207 H, (прототип).