Способ получения тетрагидрофуранов Советский патент 1983 года по МПК C07D307/06 C07D307/92 

, .Изобретение относится к способу :получения тетрагидрофуранов обгцей формулы лгде R , атом водорода или :низший алкил; R атом водорода или И Rg вместе с ;атомами углерода, с .которыми они связаны образуют транс-декалиновую систему, зам .щенную в положении 5 и 9 метилом, которые могут быть использованы для получения душистых соединений. Известен способ получения 1,4-ди лов, например 2,2,5,5-тетраметилтет рагидрофурана дегидратацией 2,5-дим ;тилгексан-2,5-диола в присутствии в ;качестве дегидратирующего агента ди .метилсульфоксида (ДМСО), взятых в мольном соотношении 1:12 соответственно, при 150-180 С. Выход целевог продукта 39,2% 1. Недостатками данного способа являются низкий выход целевого продукта, а также проведение процесса при достаточно высокой температуре и использование большого избытка ДМСО. Цель изобретения - упрощение процесса, повышение выхода и хуасширение ассортимента целевых продуктов. Эта цель достигается тем, что согласно способу получения тетрагидрофуранов в качестве 1,4-диола используют 1 4-диол.формулы Ч 5 e-CH-cH -c-i s (Ц - тон где R ,R2. 34 имеют указанные значения в качестве дегидратирующего агента используют продукт взаимодействия диметилсульфоксида с триметилзшороиланом или бромом, взятых в экви молярных количествах, и процесс-. проводят в среде ароматического углеводорода при 20-110с в случае, в качестве дегидратирующего агента используют продукт взаимодействия диметилсульфоксида с триметилхлорсипаном, и в среде четыреххлористого углерода при температуре окружающей среды в случае, когда в качестве мэгидратирующего агента используют про дукт взаимодействия диметилсульфокси да с бромом. В качестве ароматического углеводорода используют бензол и толуол. .Процесс протекает в мягких условиях, в том числе и при комнатной температуре, в случае .диметилсульфок сида и триметилхлорсилана в среде ароматических углеводородов, предпоч тительно бензола или толуола, а в случае ДМСО и брома - в среде четыре хлористого углерода. Нагревание до 40-60 ускоряет процесс. Повышение температуры до110 С позволяет заКончить реакцию за 12 мин, но при. этом несколько падает выход окиси за счет увеличения выхода побочных продуктов. Дегидратация быстрее протекает в среде бензола, но из-за его токсичности в промыишенных условиях предпочтение следует отдавать толуол Выделение целевых продуктов осуществляют известными способами, в частностихроматографией. В случае амброксида (пример 1) нет необходимости в хроматографическом разделении продукта реакции в npoivcauneHности, так как он может быть использован для практических целей в виде смеси, учитывая что бициклогомофарнезолы (II) не влияют на его запа Выход окисей при дегидратации дио лов, в которых хотя бы одна из гидроксильных групп является вторичной или третичной, составляет 75-90%. ЦипервиЧные 1,4-диолы с указанньоми реагентами не вступают в реакцию. : Пример 1. Получение (3ciR,9a ЭЪК)-Зс«, 6, 6, 9о1-тетраметил-транс пергидронафто-С2 ,1-1э1-фурана (амбро сида) (I) , К раствору 78 мг (1 ммоль) абсолю ного ДМСО в 1 мл сухого толуола (или бензола) добавляют 108 мг (1 ммоль) триметилхлорсилана. При этом выпадает белый осадок. К полученному реагенту приливают раствор 254 мг (1 ммоль) (IS, 2R, 8о|5)-2,5,8 я-тетра метил-2-окси-1-(2-оксиэтил)-транс-пергидронафталина в 2,5 гдл сухого толуола (или- бензола) . Колбу с реакционной смесью погружают в водяную баню, нагревают до 40-41 С и содержимое перемешивают до растворения осадка (5 мин). Реакционную смесь выдерживают нужное время при заданной температуре разбавляют толуолом (бензолом) или эфиром (5 мл) и промы вают водой, насыщенным раствором би карбоната натрия, снова водой, сушат безводным сульфатом натрия, отфильт ровывают и растворитель отгоняют в вакууме, кристаллический остаток на носят на колонку с 4 г окиси алюминия, 3,5 степени активности, вещест ва элюируют под небольшим давлением смесью 5% этилацетата в гексане. Результаты приведены в таблице. Лмброксид (I ) , вымь1вающийся с колонки первым, перекристаллизовывают из этанола или метанола (т.пл. .7273 0) и идентифицируют сравнением с заведомым его образцом. Кроме амброк-, сида (I), образуется небольшое количество смеси ненасыщенных изомерных спиртов бициклогог-юфарнезолов (II), которую также идентифицируют сравнением с ее заведонФлм образцом. Дегидратация (IS, 2R, 8aS)-2,5,5, Ва тетраметил-2-окси-1-(2-оксиэтил)-транс-пергидронафталина (I). Пример 2 . Получение (3oiR, 9aS, 3bR)-3oi, 6, 6, 9о1-тетраметилi-транс-пергидронафто-(2,1-b)-фурана (амброксида) (1). К раствору 31,2 мг (0,4 ммоль) абсолютного ДМСО в 0,2 мл сухого четыреххлористого углерода добавляют 32 мг (0,2 ммоль) брома и 0,03 мл четыреххлористого углерода. К полученному раствору добавляют 50,8 мг (0,2 ммоль) (IS, 2R, 8aS)-2,5,5,8a-тетраметил-2-окси-1-(2-оксиэтил)-транс-пергидронафталина в 0,03 мл четыреххлористого углерода и смесь оставляют стоять при комн&тной температуре в течение 28 ч. к реакционной смеси добавляют 10 Мл воды, эк.страгируют диэтиловым эфиром,промывают экстракт водой и сушат безводным сульфатом натрия, отфильтровывают и растворитель отгоняют. Остаток (48,1 мг) хроматографируют на |колонке с 1,3 г силикагеля. Получа1ют 38,8 мг (80,6%) амброксида (() и |3,9 мг--(8,3%) смеси бициклогомофар|незолов (II). Идентификацию соединений (I)и (II) проводят сравнением ;с их заведомыми образцами. j Пример 3. Получение (3oi,R, pdS , 9bS )-За,,6 ,6 ,9о|-тетраметил-транс -пергидронафто- (2 ,1- Ь) -фурана (ill). К реагенту, полученному из 39 мг ДМСО и 54 мг триметилхлорсилана в 0,5 мл абсолютного бензола, добавляют раствор 127 мл (1R, 2R, 8aR)-2,5, 5 ,8с|-тетраметил-1- (2-оксиэтил) -2-окси-транС7пергидронафталина в 1,25 мл бензола и реакцию проводят, как описано, при . Через 3 ч она завершается. После обычной обработки и хроматографии выделяют 105,8 мг .(89,7%) окиси (III) и 8,4 мг (7,1%-) смеси изомерных бициклогомофарнезалей (IV), которые идентифицируют сравнением с их заведомыми образцами. Пример 4. Получение смеси (3aS, 3bR, 9bS)- и (3aR, 3bR, 9aS, 9bS ) -6 ,6 ,9о1-триметилпергидронафто-(2,1-Ь)-фуранов (V) и (VI). К дегидратирующему реагенту, полученному из 39 мг ДМСО и 54 мг триметилхлорсилана в О,5 мл бензола,

добавляют раствор 112 мг (15,. 2S,8aR-5,5,8в-триметил-1-(2-окс Иэтил)-2-окси-транс-пергидронафталйна в 2,2 МП бензола иреакцию проводят пр в течение 8 ч. Продукт (103 мг) хроматографйруют на колонке с б г силикагеля. Колонку промывают гексаном, 3% этилацетата в гексане и диэтиловым эфиром. Получают 9 мг углеводородов, KOTojttse не исследуют, 69,6 мг смеси окисей, которые идентифицируют сравнением с их заведомыми образцам1, 11,4 мг смеси спиртов и 12 мг исходного дщола. По данным ГЖХ содержание; окисей (V) и (VI) составляет соответственно 65,6 и 34,4% а общий выход окисной акции с учетом непрореагировавшего диола 75,2%.

Пример 5. Получение смеси (3aR, 9aS, 9bR)-2,2,3a,6,6,9а-гексаметил-транс-перридронафто-(2,1-Ь)-фуранов (VII).

К дегидратирующему реагенту, полученному из 156 мг ДМСО и 216 мг триметилхлорсилана в 2 мл абсолютного бензола, добавляют раствор 276 мг (IS, 2R, 8aS)-2,5,5,8а-тетраметил-1-(2-метил-2-оксипропил)-2-окси-транс-пергидронафталина в 2 мп бензола и реакционную смесь выдерживают при до завершения реакции (3 ч). Продукт реакции (251 мг) перекристаллизовывают из ацетонитрила и получают 170мг окиси (VII), т.пл. 68|69°C, -23,4° (с 3,61} )Найдено, %: С 81,68, Н 12,18.

С ;1о Н у о .

Вычислено, %: С 81,75; Н 12,20.

ИК-спектр (CCf);978 см (окисное кольцо).

ЯМР-спектр (COCEj, внутренний стандарт ТМС, .д.): синглеты при 0,82 (6Н), 0,83 (ЗН) (Сб и Сдад метильные группы); 1,13 (ЗН), 1,16 (ЗН) и 1,32 (ЗН) метильные группы).

Маточники от кристаллизации (ttUMl / хроматографйруют на колонке с 5 г силикагеля. Колонку npoiubmaior 5% ятияацетата в петролейном эфире. Получают 40 мг окиси (VII) и 38 мг (16,5%)

внутримолярного формацеталя исходного гликоля. Суммарный выход окиси (VII) 74,5%.

Пример 6. Получение 2,2,5,5тетраметилтетрагидрофурш а (ViII).

к реагенту, полученному из 39 мг ДМСО (0,5 ммоль) и 54 мг триметияхлорсилана (0,5 ммоль) в 0,5 мл сухого бензола, добавляют растБСф 73 мг (0,5 ммоль) 2,5-диметилгексан-2,5тда1ола (I) (т.пл. 89-90 С) в 1,25 кп сухого бензола и смесь выдерживают при комнатной температуре () до эавершения реакции по данным ТСХ (75 ч). К сълеся добавляют 1,1 мл воды и экст

рагаруют 4 раза по 5 мл легкого петролейного эфира (фракция с температурой кипения до 45°С). Экстракт сушат безводнш4 сульфатом Натрия отфильтротлваю-г и растворитель отгоняют из

колбы с ёлочным дефлегматором высотой 15 см. Остаток (70 мг), состоящий по данньо тех на силикагеле (растворитель 30% ацетона в петролейном эфире) из двух пятен, хрсматогравируют на колонке с 1,5 г силикагеля (40/lOOyu). Петролейным эфиром №олывают 48 мг (75%) 2,2,5,5-тетраметилтетрагидрофурана (VI И) в виде бесцветной летучей жидкости, ,3995

(литературные данные hjj 1,4014. Смесью 5% диэтилового эфира в петролейном эфире вымывают 13,4 мг (21%) 2,5диметилгексен-2-ола-5 (fX) .

Преимущество этого способа перед

известным состоит в том, что он позволяет повысить выход целевых продуктов до 75-90%, упростить процесс за счет щюведения процесса при более низкой температуре и, кроме .того, данный способ позволяет получить новое соединение (VIM).

1:2:2

Толуол

84,03

15,Ь8

24

Формула изобретения

fCnocdb получения тетрагидрофуранов общей формулы

i

inic

(П

гДё К.Rj.R И Rg - атом водорода или низший алкил,

.

R --атом водорода или R, и ft, образуют транс-декалиновую систему, замещенную в положении 5 .и 9 метилом,: .

дегидратацией.1,4-диола с использованием в качестве дегидратирующей агента диметилсульфоксида, о т л и а ю щ и и с я тем, что, с целью

рощения.процесса, повышения выхода и расширения ассортимента целевых про дуктов, в качестве 1,4-диола исполъзуют 1,4-даол формулы II:

N

с-сн-ац-с- 5

С

I АН ОН он

где R.Rg.R и R имеют вышеуказанные значения,

а в качестве дегидратирующего агента используют продукт взаимодействия диметилсульфОксида с триметилхлорсиланом или бромом, взятых в эквимолярном количестве, и процесс проводят в среде ароматического углеводорода при 20-110 С, в случае, когда в качестве дегидратирующего агента используют продукт взаимодействия диметилсульфоксида с триметилхлорсиланом, и в среде четыреххлористого углерода при температуре окруясаквдей среды,.в случае, когда в качестве дегидратирующего агента испрльзуют продукт взаимодействия диметилсульфоксида с бромом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Gjijes В,Т. и Beck Р.Е. Formation ofTetrahydrofuran derivatives from 1,1-dio Tn Dimethyl SyEfoxide,- J. Org. Chem 1963, 28, c.l388 (прототип).