Способ получения 2,2,4,5,5-пентаметил-3-формил-3-пирролина Советский патент 1982 года по МПК C07D207/22 

Изобретение относится к новому способу получения 2,2,4,5,5-пeнтaмeтил-3-фopмил-3-Iшppoлинa, который может найти применение в качестве промежуточного продукта для получения анти-ульт|рафиолетового препарата.

Известно, что несопряженные ацетиленовые и диацетиленовые соединения, взаимодействуя с водой в присутствии окиси ртути в кислой среде, дают соответствующие карбонильные ссГединения, так как альдегиды и кетоны 1,

Использование известной реакции в данном случае приводит к неожиданным Ьезультатам, а именно ди-трет-прсраргиламины не присоединяют двух молекул воды с образованием соответствующих дикетонов, как можно было бы ожидать, а вместо этого подвергаются реакции циклизации с присоединением лишь одной молекулы во,дн и образованием пентаалкилформилпирролина.

Как установлено, реакция протекает при низких рН, предпочтительно при рН равном или меньшем, чем 3. По этой причине удобно работать в

кислой среде, создаваемой серной кислотой .

Также было установлено, что кислота имеет собственное каталитическое действие, которое при низких концентрациях аналогично действию катализатора, если.таковой используется.

Катализатор представляет собой окись ртути.

10

Наилучшими условиями для реакции гидратации/циклизации в присутствии катализатора являются условия, создаваемые серной кислотой концентрации 45-50% от всего раствора, и содержа15нием окиси ртути около 5-10% по весу от пропаргиламина, подлежащего превращению, что соответствует 0,3-0,6% от всего раствора, при проведении реакции в сравнительно мягких темпе-,

20 ратурных условиях (100-115°С).Если не использовать катализатор, предпочтительные условия определяются кон.цецтрацией серной кислоты (60-80%) в общем растворе, при этом использу25ются несколько более высокие температуры, предпочтительно между 120 и .

Реакционные условия описаны ниже в сравнении с опытами, провод1 мыми без катализатора и с недостатком се ной кислоты. Для того, чтобы доказать структу ру получаемого продукта и для того, чтобы варьировать его дальнейшую реакционную способность, а следовательно, и применимость, его г дриро вали в две последовательные стадии с целью получения продукта, содержа щего гидроксильную функциональную группу, которая может взаимодействовать далее и вести себя в качеств основы получения дальнейших продуктов . Пример 1, 200 мл 96% H., 200 мл HiO, 3 г HgO и 30 г ди-трет-пропаргила.мина формулы Н - С(СТЦ)г- С СНЗг при комнатной температуре поместили- в четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и капельной воронкой. После смешения реакционную смесь нагрели до 110 С и продолжали перемешивание в течение 3 ч при этой тем пературе. Затем к смеси добавили активированный уголь, после чего смесь охладили, вылив на лед, и отфильтровали. Фильтрат подщелочили 40%-ным раствором NaOH и затем три раза экстрагировали эфиром. Эфирные экстракты объединили, высушили над MgS04 и упарили. Получили реакционный продукт в виде сырого твердого осадка, который очистили кристаллизацией из петролейкого эфира (фракция 40-60°CJ .. Очищенный продукт представлял собой желтое вещество с т.пл,69-70°С которое по данным ИК-, ЯМР- и массспектров идентифицировали как 2,2,4,5,5-пентаметил-З-формил-З-пирролин. П р .и м е р 2. 220 мл 9.8%-ной серной кислоты, 140 мл воды и 50 г ди-трет-пропаргиламина, как и в примере 1, поместили при комнатной температуре в четырехгорлую колбу, такую зке, как и в примере 1 (конечная концентрация серной кислоты составля ла 60%). После смешения реакционную смесь кипятили с обратным холодильником при 1,25-130 С в течение полутора часов, 1з а кинетикой реакции в течение этого времени следили с помощью газо вого хроматографа. Затем реакционную смесь охладили вылив на лед, подщелочили и три -раза экстрагировали эфиром. Объединенные эфирные экстракты высушили нал сульфатом магния и упарили. Твердый, остаток перекристаллизовали из петролейного эфира (фракция 40-60с) и получили кристаллическое твердое вещество с выходом 40-60%, которое по данным ИК-, ЯМР-, массспектроскопии представляло собой 2,2,4,5,5-пентаметил-З-формил-З-пирролин. Пример 3. 200 мл 96%-ной , 200 мл и 30 г ди-трет-пропаргиламина при комнатной температуре поместили в четырехгорлую колбу, такую же, как в примере 1. Реакционную смесь нагревали при в течение 3 ч и затем обрабатывали-, как и в примере 1. Продукт, выделенный после удаления экстрагирующего растворителя, состоял на 90% .из ди-трет-пропаргиламина и а 10% из 2,2,4,5,5-пентаметил-З-формил-З-пирролина . П р -и м е р 4. 125 мл 96%-ной , 3 г HgO, 275 мл и 30 г ди-трет-пропаргиламина при комнатной температуре поместили- в четырехгорлую колбу, снабженную термометром, капельной воронкой, обратным холодильником и мешалкой. В течение 4 ч в реакционной смеси поддерживали температуру , а затем обрабатывали, как и в предыдущих примерах. Продукт, выделенный после удаления растворителя экстракции, состоял частично из исходного вещества и из около 40% 2,2,4,5,5-пентаметил-З-формил-З-пирролина. П р и м е р 5. Получение 2,2,4, 5,5-пентаметил-З-формил-пирролидина, 20 г пирролина, полученного, как описано в примере 1, поместили в автоклав вместе с 50 мл СН ОН и 2 г Pd/C. Реакционную смесь перемешивали при комнатной температуре при давлении водорода в 5 кг/см. Когда более не наблюдалось поглощения водорода реакционной смесью, катализатЬр отфильтровали и указанный продукт выделили отгонкой. 2,2,4,5,5-пентаметил-З-формил-пирролидин получали в виде бесцветной жидкости с т.кип.90-91 С(1 мм рт.ст.). Пример 6. Получение 2,2,4, 5,5-пентаметил-З-метил-пирролидина. 20 г 2,2,4,5,5-пентаметил-З-формил-пирролина, полученного, как указано в примере 4, растворили в 40 мл и поместили в колбу, снабженную мешалкой и капельной воронкой. Затем к этому раствору через капельную воронку медленно добавили раствор, состоящий из 50 МП , 10 г NaOH и 2 г . Реакционная смесь находилась при комнатной температуре в течение 3 ч, после чего избыток HaEti разложили разбавленной соляной кислотой, смесь опять подщелочили NaOH и экстрагировали эфиром. Органический слой высушили и упарили. При этом был выделен указанный продукт с выходом 90%. После перекристаллизации из петролейиого эфира получили белое твердое вещество с т.пл. 90-91°С, его структура доказана ИК-, ЯМР- и массспектральным анализом. Пример 7, 210 мл 96%-ной H,,d 1,8, 140 мл и 50 г ди-трет,-пропаргиламина поместили при комнатной температуре в однолитровую колбу. После смешения реакционную смесь нагревали до 125-130С в течение полутора часов, при этом за кинетикой реакции следили с помощью газового хроматографа. Затем реакционную смес охладили, вылив на лед, подщелочили и три раза экстрагировали эфиром. Объединенные эфирные экстракты высушили и упарили. Оставшееся твердое вещество дваж ды перекристаллизовали из петролейного эфира (фракция 40-60 С), при этом получилось белое кристалличес-кое твердое вещество с т.пл.69-71°С которое по данным ИК-, ЯМР-, массспектров- представляло собой 2,2,4,5,5 -пентаметил-3-формил-З-пирролин. П р и мер 8.Получение 2,2,4,5, пeнтaмeтил-3-фopмил-3-пиppoлинal 130 г ди-трет-пропарГИЛамина при перемешивании добавили к раствору 200 мл 97%-ной , d 1,84 и 60 мл НЗР (Н,04.: концентрация 83%), охлажденному до температуры -5С. После смешения температуру реакционной массы быстро подняли до 13р-135 с. После приблизительно одного часа реакционную смесь охладили, вылив на 400 г толченого льда, и подщелочили 40%-ным раствором NaOH, причем темпера1туру поддерживали ниже комнатной. Органический продукт экстрагировали тремя порциями по 70 мл толуола, органические экстракты рбъединили и концентрировали, удаляя около 100 мл растворителя в вакууме. Остаток охлаждали (0-5°С) и указанный продукт выделяли в виде кристаллического твердого вещества. Этим способом получили 90 г указанного продукта, что соответствует молярному выходу около 61% в ра счете на исходное вещество. Концентрация может изменяться от 75 до 85%. Выход может варьироваться от 50 до 75%. Формула изобретения 1.Способ получения 2,2,4,5,5-пентаметил-3-формил-З-пйрролина, отличающийся тем, что ди трет-проп 1ргиламин подвергают нагреванию с водой при 100-135°С в присутствии серной кислоты, взятой в концентрации 45«-65% от всего раствора. 2.Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я ,тем, что его осуществляют в присутствии окиси ртути. 3.Способ по п.2, о т л и ч а -. ю щ и и с я TeM,jj4To, реакцию проводят при 100-115 С, при концентрации серной кислоты 45-50% от всего раствора и содержании окиси ртути 0,3-0,6% от всего раствора. 4.Способ по П.1, о т л и ч а ющ и.й с я тем, что реакцию проводят при 120-135 С при концентрации серной кислоты 60-65% по отношению ко всему раствору. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бюлер К.и Пирсон Д. Органические синтезы; М., Мир, 1973, ч.2, с.66,142.