Способ получения производных 3-тиоалкан-1,4-дионов Советский патент 1981 года по МПК C07C149/14 A23J3/00 

3 водной уксусной кислотой при кипячении с обратным холодильником. НаприMepi цис-3-гексан-2,5-дион получают из 2,5-метокси-2,5-дигидро фурана. 2-ЭН-1,4-дикарбонильное соединение подвергают взаимодействию или с тиолом или с тиокислотой формулы RiSH. Примерами таких тиолов и тиокислот являются: тиоуксусная кислота тиопропионовая кислота, тиомасляная кислота, тиоизомасляная кислота, тйо-н-пентеновая кислота, метилмеркаптан, этилмеркаптан, н-пропилмеркаптан, изопропилмеркаптан, н-бутилмеркаптан, изобутилмеркаптан, н-гексилмеркаптан, н-октилмеркаптан,

Название соединения

З-Гексан-2,5-дион 3-Метил-3-гексен-2,5-дион З-Метил-З-гептен-2,5-дион З-Этил-З-гептен-2,5-дион 4-Этил-4-октен-3,6-дион З-Пропил-З-гептен-2,5-дио 4-Метил-3-гептен-2,5-дион 4-Метил-4-октен-3,6-дион 4-Метил-4-нонен-3,6-дион 4-Пропил-З-ге.птен-3,6-дио 5-Метил-5-деден-4,7-дион 5-Метил-4-нонен-3,6-дион 4-Метил-3-нонен-2,5-дион 4-Этил-3-нонен-2,5-дион 3-Метил-З-ноне.н-2,5-дион З-Пррпил-З-нонен-2,5-дион З-Бутил-З-гексен-2,5-дион 4-Октен-З,6-дион В случае, когда реакция 2-эн-1 ,4-дикарбонильного соединения с тиолом50 или тиокислотой проводится в присутствии органического основания, то R,

R

R

2

Метил

Водород ti

Метил 11

Этил

Этил ||

Пропил Метил

Метил Этил Пропил

Пропил Метил

л Метил Пропил Этил Метил

Этил

Бутил

Метил ||

Пропил

Бутил

Метил

Водород Этил 6 пилмеркаПтан, беНзилмеркаптан, тиофенол, п-толилмеркаптан, метатолилмеркаптан, орто-толйлмеркаптан, тиокоричная кислота, тиобензойная кйслота, 2-м тил7Тиобензойная кислота, 3-метил-тиобензойная кислота, 4-метилтиобензойная кислота, 2,4-диметилтиобензойная кислота, 3,5-диметилтиобензойная кислота. Применяется или не применяется органическое основание в реакции 2-эн-1,4-дикарбонильного соединения с тиолом или тиокислотой формулы Рз5Н подходящими 2-эн-1,4-дикарбонильными соединениями являются: R.,2 могут быть водородами. Поэтому в дополнение к предыдущим соединениям для реакции с могут быть использованы следующие соединения:

Наименование соединений

2-Бутен-1,5-диаль

2-Метил 2-бутен-1,4-диаль 1,4-Диаль

2-Пентеналь-4-он

2-Гексеналь-4-он

3-Метил-2-гексеналь-4-он

2-Метил-2-пентеналь-4-он

2-Метил-2-гептеналь-4-он

2-Метил-2-октеналь-4-он

Примерами полезных органических . оснований являются: пиперидин, пири дин, хинолин, триэтиламин, и альфапиколин. Вместо таких органических оснований могут применяться иницнаторы радикалов, например перекись бензола или изобисизобутилонитрил. Ре- . акция может проводиться в растворителе, например в диэтиловом эфире, или воде или в углеводороде, например бензоле, гексане или циклогексане. Реакция также может проводиться

д

Водород

Водород

11

ч

без применения растворителя.

Когда реакция проводится с сильнолетучими реагентами, например метилмеркаптаном, предпочтительнее использовать давление вьппе атмосферного, например три атмосферы. Примерами продуктов реакции 3-тио-замещенных-2,4-дикарбонильных соединений, которые получают при реакции 2-эн-1,4 -дикарбонильного соединения с тиокислотой или тиолом формулы RjSH, являются следующие:

2-ЭН-1,4-дикарбонильное соединение З-Гексен-2,5-дион . Тиоуксусная Тиопропионов 3-Метил-З-гексен-2,5-дион кислота Тиобензойная 3-Метил-З-гёптен-2,5-дион кислота Бензилмеркап 3-Этил-З-гептен-2,5-дион 4-Этил-4-октен-3,6Тиоуксуснаякислота -дион 3-Пропил З-гептенТиомасляная-2,5-дион кислота о-Толилмерка 4-МетилтЗ-гептен-2,5-дион 2-Бутен-1,4-диаль Тиоуксусная кислота Тиомасляная 2-Метил-2-бутен-I,4-диаль кислота 4-Мётил-тио2-Пентеналь-4-онзойная кисло Продукт реакции 3-Ти6ацетил-2,5-дион З-Тиопропионил-4-метил-гексан-2,5-дион 4-Тиобензоил-2-метш1-гептен-3,6-дион 4-Тиобензоил-5-этил-гептан-3,6-дион 4-Тиоаце тил-5-этил-октан-3,6-дион 4-Тиобутирил-5пропилгептан-3,6-дйон 3-(о-Тиотолуил)-4-метилгептан-2,5дион . 2-Тиоацетил-бутаи-1,4-диаль 2-Тиобутирил-З-метил-бутан-1,4-диaл 2-Тиобензоил-пентенапь-4-онВсе части, пропорции, отношения и проценты в примерах считаются по в су, если не указано иначе. .Пример 1. Получение цис-3-гексен-2,5-дйона. В 1000 мл круглодонную колбу, снабженную холодильником и магнитной мешалкой, загружают 200.г 2,5-диметокси-2,5-дигидрофурана и 200 мл 1%-но)о водного раствора уксусной кислоты. Полученный раствор нагревают до кипения, кипятят 2 мин с обратным холодильником, охлаждают в ледяной бане до 25°С и добавляют 625 мл 2%-ного раствора бикарбоната натрия. Раствор насыщают добавлением .23 г хлористого натрия и экстрагируют хлористым метиленом (1X200 мл и мл). После сушки над сульфатом натрия и удаления хлористого метилена в вакууме получают 142 г цис-З-гексен-2,5-диона. Пример 2. Получение 3-тиоадетил-2,5-гександиона. В 1000 мл круглодонную колбу, снабженную магнитной мешалкой, термометром, ворон кой и обратным холодильником загружают 142 г неочищенного цис-3-гексен-2,5-диона (из примера: 1), 380 мл эфира и 5 капель пиперидина. Затем1 ч добавляют 96,6 г тиоуксусной кислоты. Когда добавлено 1/8 тиоуксусной кислоть, раствор начинают кипятить с обратным холодильником и Продолжают кипятить в течение осталь ного добавления. По окончании добавления смесь .оставляют стоять 85 мин Затем эфир удаляют в вакууме и получают 235 г неочищенного продукта, содержащего около 91% 3-тиоацетил-2,5-гекс.андиона. Перегонка 134 г этого продукта дает 84,5 г 3-тиоацетил-2,5-гександиона, кипящего от 86 до при 0,5 мм рт.ст. Пример 3. Получение 3-пропилтйо-2,5-гександиона. В 500 мл кол бу, снабженную .термометром, воронкой обратным холодильником и магнитной мешалкой, загружают цис-З-гексен-2,5 -дион, 95 мл эфира и добавляют одну каплю пиперидина. Затем добавляют п-пррпантиол и -по мере добавления прибавляют по каплям пиперидин (всег 33 капли). После стояния в течение 18 ч раствор промывают последователь но 10%-ной соляной кислотой(2X7,5 мл насыщенным раствором хлористого натрия (10 мл), 5%-ным раство-ром бикарбоната натрия и насыщенным раство ром хлористого натрия (2x10 мл). .8 Эфирный раствор Сушат над сульфатом натрия и получают 51,4 г темно-желтого масла. Анализ ГЖК показал, что материал в основном состоит из чистого 3-тиодропил-2,5-гександиона. Масс-спектральный анализ показал молекулярный ион I88 и в нисходящем порядке пики 43, 103, 41, 145, 71, 114 и 61. Пример 5. Получение 2-тиоацетил-1,4-бутан-диаля. А). Получение 2-бутен-1,4-диаля. Смесь 2,5-диметокси-2,5-дигидрофурана (20 г) ,воды. (80 мл) и уксусной кислоты чЗ капли) перемешивают 105 мин при комнатной температуре, 22 мин при и 90 мин при 60-75°С. Анализ газо-жидкостной хроматографии (ГЖК) показал присутствие 15,7% исходного материала и 83,5% 2-бутен-1,4-диаля. Сме.сь охлаждают до и добавляют 0,3 г бикарбоната натрия. в). Получение 3-тиоадетил-1,4-бутандиаля. К водному раствору, полученному на стадии А) добавляют 10 г тиоуксусной кислоты 14 мин. Во время добавления температуру поддерживают выше 30 С, периодически применяя охлаждённую ванну. Через 110 мин реакционную смесь экстрагируют хлористым метиленом (3x35 мл)(Объединенные экстракты высушивают, концентрируют в вакууме и получают 17,8 г желтого масла, содержащего около 80% 2-тиоацетил-1 ,4-бутандиаля. С помощью ЯМР, (1Ф и масс-спектрального анализа соединение было идентифицировано. . Масс-спектральный анализ: молекулярного иона нет, остальные пики Вв нисходящем порядке 43, 29, 27, 45, 55, 60, 84, 100 и 142 т/е ЯМР () S 2,38 (S, 3) 3,02 (мультиплет 2Л Юн Z) 446 (t, I , J 1 ОН), 9,40 (S, 1) и 9,68 (S, 1). МФ (тонк.пленк.) 2850, 2750, 1720, 1700 (уступ), 1383, .1352, 1132 и 958 см .. . Пример 7. Получение 3-тиоадетил-4-оксо-пентаналя... А). 4-Ьксо-2-пентаналь. В 5-литровую трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, термометром и патрубком для вакуума, загрухсают 600 г 2-метилг2,5-диметокси-2,5-дйгидрофурана и 2400 мл деионизированной воды. Посде 20 мин перемешивания цри комнатной температуре смесь гомогенна и имеет бледный желто-зеленый цвет. Анализ образца реакционной смеСИ через 3 ч с помощью ГЖХ показал 22% метанола и 67% 4-оксо-2-пентаналя и 9% исходного материала. Затем реакционную смесь при поддержании ее температуры от 2 до подвергают вакуумированию (26 мм рт.ст. через 3,25 ч анализ ГЖК показал 13% метанола, 82% 4- оксо-2-пентанола и 3,2% исходного материала). Вакуумирование прекращают и смесь оставляют стоять ночь при комнатной температуре. После этого анализ ТЖК показывает 12,0% метанола, 85% 4-оксЬ-2-пентаналя и 2,1% исходного материала. Получение 3-тиоацетил-4гоксо пен; таналя. В 5г-литровую трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, термометром и воронкой, загру-; жают 2325 мл раствора, полученного ,. на стадии А) и 2 мл пиридина, растворенного в 5 мл воды. К этому раствору 20 мин добавляют;смесь тиоуксусной кислоты (292,3 г) и пиперидин (13 мл). После стояния в течение; ДО мин добавляют 20 мл концентрированной соляной кислоты и получившуюся смесь выливают в делительную ворон ку и масляный слой удаляют. Водный слой экстрагируют бензолом (500 мл). Бензоль{1ый экстракт объединяют с маеляшлм слоем и сушат над сульфатом нат рия i После удаления растворителя под вакуумом (40-45с при 15 мм рт.ст.) получают ,5 г неочищенного масла из бензольного экстракта и 172,5 г ,, из экстракта в хлористом метилене. Неочищенное масло перегоняют под вакуумом и получают смесь 3-тиоацетил-4-оксопентаналя и 2-тиоацетил-4-пентаналя и 2-тиоацетил-4-оксопентаналя, кипящую при 94-98 с при 0,30,55 мм рт.ст. Формула изобретения 1. Способ получения производных З-тиоалкан-1,4-дионов общей формугде каждыйиз R R - водород или низший алкил, Rj - остаток низшей алифатической кислоты, бензоил-, метилбензоил-, С)д -алкил-, толил-, бензил- или фенилрадикалйм, О .т л и ч а ю щ и и с я тем, что, соединение общей формулы де R,R2|R4 Rьимeют приведенные знаения, подвергают взаимодействию с оединением формулы , где Rjимет указанные значения, при . Источники информации, ринятые во. внимание при экспертизе 1. вейганд-Хильгетаг Методы экспеимента в органической химии. М., 1968, с. 551.