Способ получения 2е-додецен-1,12-дикарбоновой кислоты Советский патент 1982 года по МПК C07C57/13 

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 2Е-додецен-1,12-дикарбоновой кислоты (трауматовой кислоты), служащей синтоном для простагландинов и товеноидов.

Известны различные способы получения 2Е-додецен-1,12-дикарбоновой кислоты.

Так, известно получение трауматовоЯ кислоты по следующей схеме:

:сна-он(сн)бСоон °(

30°/° HgOg g. -, ccou

ацс55ЙЛч5рГ ь °° йосн

OMeiAeMwe . .

- ьи,елоцмоа HOCti,,Cti4CH V ooH

средеон

°Чносиа-сн-(сн),-сооси, ,

нее

он ыаэод

О --сн-(сн.)в- соосн окисление

пиридин о/лыление в

- ноос-сн сн-(снг) щелочной среде

омыление е щеломиод среде - а-соон.

Процесс ведут обработкой 10-ундёценовоП кислоты 30%-Hofi в среде

уксусной кислоты в присутствии концентрированной серной кислоты с последующим омылением полученного ацетата в щелочной среде, этерификацией метанолом в присутствии НС1, окислением эфира периодатом натрия, конденсацией с малоновойКИСЛОТОЙ в присутствии пиридина и щелочным омылением моноэфира до целевой кислоты fl}

10

,с

Однако низкий выход целевого продукта (20%) и многостсщийность процесса с использованием токсичных веществ ограничивают возможности

15 этого способа для практического применения .

Другой известный способ Тйкже основан на использовании 1о-ундеце20новой кислоты, которую кипятят в четыреххлористом углероде с перекисью бензрила около 5 ч, полученную при этом 1,12,12,12-тетрахлордодекановую кислЬту обрабатывают при 28 С

25 концентрированной азотной кислотой с последующим ее выдерживанием в течение 3 ч при 20с и нагревании при в течение 3 ч. Далее реакционную смесь выливают на лед, экст30оагиоуют бензолом 3-хлордодеКановую

кислоту и дегидрохлорируют обработкой раствором КОН при в течений 3 ч. После подкисления концент рированноП 11С.1 при выделяют трауматовую кислоту с 50%-ным выходом 2 .

Хотя в этом способе меньше стадий и лучше выход целевой кислоты, но использование перекиси бензоила и концентрированной азотной кислоты повьпиает взрывоопасность процесса.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ получения трауматовой кислоты путем этерификации 10-ундеценовой кислоты метанолом в присутствии кислоты с последующим озонированием в среде уксусной кислоты, разложением озонида с помощью цинковой пыли при в среде уксусной кислоты, конденсацией полученного эфира 10-оксодекановой кислоты с малоновой кислотой в сухом пиридине при температуре А100с в течение 4 ч и воднощелочным омылением при 40 С в течение 2 ч. Выход целевой кислоты около 30% Сз}.

Однако многостадийность способа и недостаточный выход целевой кислоты вызывают необходимость в поисках более эффективных и простых способов.

Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения 2Е-додецен-1,12-дикарбоновой кислоты путем озонолиза ненасыщенного соединения озоно-кислородной смесью в уксусной кислоте до насыщения раствора с последующим разложением образовавшегося озонида и конденсацией с малоновой кислотой в среде пиридина при 98-102 С в качестве ненасыщенного соединения озонированию подвергают циклодецен в растворе циклогексана, содержащего 2,5-3-х мольный избыток уксусной кислоты по отношению к циклодецену, при 5-30 С с последующим гидролитическим разложением озонида, растворением его в уксусном ангидриде, добавлением смеси ацетата натрия и уксусной кислоты разбавлением водой и кипячением до отсутствия перекисных соединений в атмосфере инертного газа.

Предлагаемый способ обеспечивает упрощение процесса за счет снижения его стадийности, а также обеспечивает повышение выхода целевой кислоты с 20-50 до 60-65%, считая на исходный циклрдецеи.

Кроме того, доступность последнего, который простым путем превращается в целевую кислоту, также сказывается на упрощении процесса, связанное с тем, что он легче получается.

чем. в известном способе 10-ундеценкарбоновая кислота.

В качестве исходного растворителя целесообразно использовать циклогексан.

Общеизвестные методы озонирования ненасыщенных соединений осуществляют, как правило, в растворе низших карбоновых кислот, в основном уксусной, а образовавшиеся перекисные продукты озонолиза подвергают окислительному или восстановительному разложению, что приводит к получению (, С4 -дикарбоновых кислот или c,(f-диальдегидов из циклических олефинов 4j.

Гидролитическое разложение od-ацилоксигидропероксидов, полученных при озонировании в уксусной кислоте, приводит к образованию соответствующих альдегидов и перекиси водорода 5.

Проведение в способе, согласно изобретению, озонирования в смеси циклогексана и уксусной кислоте и последующее двухстадийное гидролитическое расщепление под действием смеси уксусной кислоты, ацетата натрия и уксусного ангидрида, а затем воды при нагревании приводит к получению с высоким выходом 10-оксодекан-1-карбоновой кислоты без примеси дикарбоновой кислоты или соответствующего диальдегида.

Количество, используемой кислоты ,2,5-3 моль на 1 моль олефина обеспечивает связывание цви.ттер-иона, образующегося в ходе озонирования циклодецена. Увеличение концентрации влечет к увеличению образования дикарбоновой кислоты за счет изомеризации с -ацилоксигидропероксидов. При меньшем количестве уксусной кислоты происходит образование озонидов, трудно подвергающихся гидролитическому расщеплению.

Температура процесса озонирования обусловлена с одной стороны вымораживанием циклогексана, а с другой при температуре,выше приводит к к термическому разложению пероксидов и нежелательному- увеличению количества дикарбоновых кислот.

Приме,р 1.В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником термометром и трубкой для ввода газа, загружают 13,8.г (0,1 г-моль) циклодецена, 15,5 мл (0,27 г-моль) ледяной уксусной кислоты и 150 мл циклогексана и при через раствор пропускают озоно-кислородную смесь (5,5 вес.% озона) со скоростью 30 л/ч до появления голубого окрашивания в растворе или обнаружении озона в отходящем газе (по выделению иода из раствора К). Затем циклогексан декантируют, к остатку добавляют 23,3 г уксусного ангидрида, дают нагреться до 15°С и при

перемешивании при 25-30 С добавляют , смесь 8,6 г (0,105 г-моль) ацетата натрия и 20,9 г (0,35 г-моль) ледяной уксусной кислоты, через 1 ч добавляют 46,5 мл воды и кипятят 30 мин в атмосфере аргона до исчезновения парекисных соединений (проба на иодкрахмальную бумажку). Затем раствор охлаждают до , упаривают при пониженном давлении, экстрагирую серным эфиром, экстракт сушат сернокислым магнием и упаривают. Остаток перекристаллизовывают из воды. Получают 16,7 г (90%) 1Ь-оксодекан-1-карбоновой кислоты с т.пл. ТЗ-ТБ С. ИК-спектр метилового эфира 10,10-диметоксидекан-2-карбоновой кислоты соответствует структуре этого соединения , ПМР-спектр - частотам по функциональным группам.

Полученную 10-оксодекан-1-карбоновую кислоту 46,7 г или 0,09 г-моль) и 10,4 г 0,099 г-моль малоновой кислоты растворяют в 36 мл сухого пиридина и перемешивают 40 ч при , затем смесь нагревают 5 ч при 100°С. Далее смесь выливают на смесь льда и 10%-ной НС1 и экстрагируют серным эфиром. Из экстракта сГ помощью 5%-ного раствора гидрокарбоната натрия извлекают продукт реакции, водный слой промывают серным эфиром, подкисляют концентрированной НС1 и снова экстрагируют серным эфиром. Эфирный экстракт сушат сернокислым магнием и упаривают при пониженном давлении. Остаток перекристаллизовывают из этанола и получают 14,4 г (70 или 63%, считая на циклодецен) трауматовой кислоты с т.пл. 165166 С. ИКС и ПМР-спектр отражают структуру полученного целевого продукта.

Пример 2. Процесс ведут аналогично примеру 1 за исключением того, что озонирование ведут при 30 С

Выход трауматовой кислоты 67%, т.пл. 165-166 0, причем проба, смешанная с продуктом примера 1, депрессии температуры плавления не дает.

Формула изобретения

Способ получения 2Е-додецен-1,12-дикарбоновой кислоты путем озонолиза ненасыщенного соединения озонокислородной смесью в уксусной кислоте до насыщения раствора с последующим разложением образовавшегося озонида и конденсацией с малоновой кислотой в среде пиридина при 98-102 С,

отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения выхода целевого продукта, в качестве ненасыщенного соединения озонированию подвергают циклодецен в растворе

циклогексана, содержащего 2,5-3-х мольный избыток уксусной кислоты по отношению к циклодецену, при 5-3Cf С с последуюцим гидролитическим разложение1 1.озонида, растворениемего

в уксуслом ангидриде, добавлением смеси ацетата натрия и уксусной кислоты, разбавлением водой и кипячением до отсутствия перекисных соединений в атмосфере инертного гаГ

Источники информации, хпринятые во внимание при экспертизе

1. Thakur S.V., Jadhav K.S., Bhattacharyya S.C. A simple synthesis of 2-(u;-carboxyhexyl)cyclopentenone, a prostaglandin synthon. Indian J. Chem, 2, 1974, 8, 893894.

2.Prakasa RaO A.S.C., Nayak U.R., Aconvenient preparation of trans-2-dodecendioic acid (traumatic acid). Synthesis, 1975, 9, 608-609.

3.James English Jr., James Bonner and A.J. Haugen-Smit, The Wound Hormones of Plants. IV Structure and synthesis of a Traumatin. JACS, 61, 1939, 12, 3434-3436 (прототип).

4.P.S. Bailey, The Reactions of Ozone With Organic Compound,

Chem. Rev., v. 58, 1958, p. 989-990.

5.P.S. Bailey, Ozonation in Organic ChemeStry M.y, v. 1, 1978, P. 138.