Способ получения этиленненасыщенных гидроксиацеталей - SU1011047A3

Описание

iii

Изобретение относится к способу получения новых этиленнена.сыщенных гидроксиацеталей общей формулы

СН10В)2

где R - линейный алкил, содержащий 1-4 атома углерода.

Известен способ получения веществ, относящихся к семейству каротиноидов общей формулы

Оно

(II)

где п - целое число,- равное 1, 2

или 3,

путем взаимодейстаия алкилформиата общей формулы H-CpOR, в которой R алкил , содержащий 1- атома углерода ,и метилкетона формулы

О

(111)

где п имеет вышеуказанные значения, с получением 1)-кетоацеталя формулы

ствии водного раствора соляной кислоты .

Согласно этому способу необходимо для получения альдегида витамина А (ретиналя) иметь в качестве исходного соединения продукт общей формулы (III), в которой . Соединение общей формулы (ill) получают согласно известному способу 2 из общей формулы (Ш), в которой пв1.

11едостатком известного способа получения ретиналя является многостадийность процесса: используя в качестве исходного продукта/ -ионон, требуется осуществить шестистадийный синтез для получения %-гидроксиацеталя (соединение общей формулы V).

Цель изобретения - получение новых соединений, являющихся промежутоными для прлучения. ретиналя, использование которого упрощает способ получения конечного продукта.

Поставленная цель достигается согласно способу получения этиленненасыщенных гидроксиацеталей общей формулы

(iHlOR), Конденсацию осуществляют в прису ствии агента анионизации. Агент ионизации представляет- собой основной агент, обладающий акти ностью, достаточной для анионизации fj-ионЬна. В каче.стве агейта аниониз ции используют гидриды, амидсодержащие соединения, алкоголяты или гидроокиси щелочного металла, в основном натрия. Предпочтительно использоват-ь метилат натрия. Целесооб разно применять 0,05-1,5 моль агент анионизации на моль использованного ft-ионона. Процесс обычно ведут в ср де растворителя. Природа растворителя не влияет н условия процесса, однако выбранный растворитель должен быть инертным по отношению к используемым реагентам , предпочтителен менее полярный растворитель. Особенный интерес представляют алифатические жидкие растворители, такие как гексан; циклоалифатически такие как циклогексан ароматичес .кие, такие как бензол; галогенсодержащие производные, такие как 1,2 -дихлорэтан-; простые эфиры, такие как диэтиловый, тетрагидрофуран и диоксан,спирты, такие как метанолу нитрилы, такие как ацетонитрил, ами ды , такие как диметилформамид или М-метилпирролидон„ В том случае, когда используют гидроокись щелочно го металла, можно процесс вести вводе предпочтительно в смеси вода-органи ческий растворитель, или в присутствии гидроокиси четвертичного аммония (гидробкиси тетрабутилаМмония В любом случае необходимо энергично перемешивать реакционную смесь. Обычно используют объемов раст ворителя по отношению кР -ионону. При выбранном растворителе агент ионизации выбирают таким стразом, чтобы в присутствии fi-ионона реакционная смесь приобрела окраску от коричнево-красной до темно-коричневой . Исходный ацетальальдегйд используют в количестве 1-1,7 моль на мол использованного ft-ионона. Значение температуры реакции не является критическим, поэтому возможно осуществлять процесс от -50®С до температуры кипения реакционной смеси, предпочтительно от -30 до . /4 Продолжительность реакции может изменяться в достаточно широких пределах и в основном зависит от использованных реагентов. Обычно продолжительность процесса составляет 0,25k ц, что достаточно для достижения хорошего выхода этиленненасыщенного кетона. Полученный этиленненасыщекный кетон может быть выделен известными методами , В основном, реакционную смесь, если это необходимо после охлаждения, выливают в воду, содержащую кислоту, такую как уксусная кислота, целевой продукт экстрагируют с помощью органического растворителя, например гексана . Полученный загрязненный продукт может быть очищен физическими методами , например молекулярной дистилляцией . Исходный ацетальальдегйд получают при взаимодействии в присутствии кислоты Льюиса алкил орто-формиата общей формулы Н-С(ОН)-, в которой R имеет значение, аналогичное указанному выше, с 1,3 диеноксисиланом общей формулы -$iiBi) . -f где RI - углеводород или линейный или-разветвленный алкил, содержащий 1- атома углерода, циклоалкил, например циклопентил или циклогексил, фенил или аралкил, например тензол или jb-фенилэтил, а п целое число, равное 1, 2 или 3. Конденсацию алкил орто-формиата с диеноксисиланом осуществляют либо в среде органического растворителя, инертного по отношению к использованным реагентам, либо при отсутствии растворителя. В первом случае используют алифатические углеводороды (гексан , гептан), циклоалифатические (циклогексан ), ароматические (бензол), , простые эфиры диэтиловый эфир, тетрагидрофуран , галогенсодержащие про- изводные (метиленхлорид, хлороформ), нитрилы (ацетонитрил, пропионитрил), карбоксамиды (диметилформамид, диметилацетамид ), N-метилпирролидон. Температура,.при которой осуществляют реакцию, может изменяться в широких пределах в зависимости от используемых реагентоа, природы и количества катализатора и состав5 лять от -«о до -flSO C, предпочтитель но 0-100 С. Оптимальная температура +10-«70 0 . Однако можно вести процесс и при температуре, значение которой выходит из указанного предела. Давление может быть равно, выше или ниже атмосферного давленияГ. В качестве кислоты Льюиса как катализатора используют галогениды бора и их комплексы с простыми эфирами и галогениды переходных металлов (металлы групп 1в-7в и 8 группы пери одической системы элементов). Наиболее подходящими соединениями являются галогениды цинка и олова, которые в основном и используются. Кроме того , используются также хлорид и бромид цинка, хлориды и бромиды двухвалентного и четырехвалентного олова. Количество катализатора, выраженное в числе молей кислоты Льюиса на дие,ноксигруппу, содержащейся в диеноксисилане , может изменяться в широких пределах. В основном достаточно 1-10 0,5 моль кислоты Льюиса, в частности галогенида цинка или олова, на диенокси группу. Целесообразно, чтобьс это количество составляло -0,2 моль на диенокси группу. Время реакции зависит от вьвбранных условий и природы реагентов и может колебаться от нескольких минут до нескольких часов. Используемые 1,3-диеноксисиланы в основном известны и могут быть лег ко получены взаимодействием моно-, ди- или тригалогеносилана общей формулы (R)-Si (Х)4-п, в которой R и п имеют значения, аналогичные ука- . занным выше, а X - галоген (хлор или бром), с альдегидом или со способным к енолизации oL , ft -илир , -этиленненасыщенным кетоном в присутствии хлорида и акцептора водородной кислоты , согласно известному способу З Переход этиленненасыщенного гидроксиацеталя общей формулы (l) в ретиналь , включающий дегидратацию третичного спирта и гидролиз ацеталя с получением в качестве промежуточного продукта ретроацеталя, можно осуществлять в-один или несколько этапов . Известно осуществление дегидратации третичного спирта с помощью минеральной кислоты. Гидролиз ацеталя можно осуществлят с помощью водного раствора галогенво0 7« дородной кислоты в среде органического растворителя, смешивающегося с водой , в котором обрабатываемое соединение и кислота растворимы (например в ацетоне). Переход гидроксиацеталя общей формулы (Т) в ретинал.ь осуществляют . предпочтительно в ацетоне с помощью водного раствора соляной или бромводородной кислоты. Пример 1. К раствору, содержащему 5.88 г очищенного 89%-ного ,6 ,6-триметил-1-циклогексенил/-1 ,1-диэтокси-З-метил-З,5,8-нонатриен-т7-она (или диэтилового ацеталя )в 20 мл безводного диэтилового эфира, приливают при в течение ЦО мин раствор метилхлоридмагния (полученный из 1,3 г магния) в 17 мл безводного простого эфира. Смесь оставляют реагировать в течение еще 15 мин затем реакционную смесь выливают в раствор, содержащий 0,59 г ацетата натрия и 3,5/ г уксусной кислоту в 47,2 мл воды. После декантирования и сепарации водную фазу экстрагируют 60 мл этилового эфира. Собранные органические фазы промывают в 15 мл воды, а затем двухкратно 15 мл водного 3 -ного раствора бикарбоната натрия. Таким образом выделяют 5,81 г (выход 8U) 9-/2,б ,6 -триметил 1 )-циклогексенил/-1,1-диэтокси-3 ,7-Диметил-3,5 8-нонатриен-7-ола или диэтилового гидроксиацеталя С, имеющего следующие характеристики: УФ-спектр:Хд, нм, Е (изопропанол). Диэтиловый ацеталь С , используемый в качестве исходного продукта, получают следующим образом. В суспензию, охлажденную до О С, содержащую 2,10 г (38,9 моль) метилата натрия в 150 мл безводного гексана , вводят смесь 30 г (1б1ммоль) 1,1-диэтокси-З-метил-З-пентен-5-аля и 28,1 г (147 ммоль) р -ионона. Через 30 мин перемешивания при температуре , близкой к , реакционную смесь приливают в 300 мл воды,, содержащей 2% уксусной кислоты. Водную фазу с рН 4-5 экстрагируют в 300 мл гексана. Органический слой промывают в 150 мл водного раствора бикарбоната натрия, а затем в воде до нейтральной реакции. Органическую фазу собирают , высушивают на безводном сульфате натрия, после чего концентрируют насухо при пониженном давлении 710 ( 12 мм рт.ст.) до достижения постоямнего веса. Таким образом получают SJ.I г масла оранжевого цвета, которое содержит по результатам количественного анализа, осуществленного путем жидкостной хроматографии при высоком давлении с использованием инерт ного этанола, 63,3% диэтилового ацеталя и 8%р -ионона. Степень превращения В , выход по отношению к использованному | -ионону 80,5. После очистки, осуществленной жидкостной хроматографией при высоком давлении, получают диэтиловый ацеталь , имеющий следующие характеристики: . УФ-спектр:Х,.„.,330 нм; ну 683 { (ИО -С- т изопропанол)|. Количество этоксигрупп (), определенное методом Зейзеля, %: Расчетное 25. Найденное 23,37. 1,1-Диэтокси-3 метил-3 пентен-5 -аль получают следующим образом. В трехгорлую колбу емкостью 250 мл снабженную мешалкой, холодильником и выводящей трубкой, вводят в атмосфере аргона 22,2 г этилортоформиата (1,510 моль), 0,37 г расплавленного хлорида цинка (2,76-Ю моль) и 50 мл безводного ацетонитрила. Смесь перемешивают, затем добавляют в течение 5 мин раствор 23, г 1-триметил силилокси-З-метил-1,3 бутадиена (1,5-10 моль) в 15 мл бе;зводного ацетонитрила. Смесь нагревают. Кипение устанавливается при 7бС. Через kS мин нагревания смесь охлаждают до 50 С и осуществляют дистилляцию, улав ливaя при давлении 20 мм рт.ст. лёгкие продукты и растворитель. Количественно определяют и идентифицируют путем хроматографии паровой фазы 10,9 г триметилсилилоксиэтан в дистил ляте и уловленных соединениях. Остаток растворяют в 50 мл ди,этило вого эфира и нейтрализуют прибавление к нему 25 мл водного насыщенного раст вора бикарбоната натрия. Органическую фазу декантируют,промывают в 25 мл дистиллированной воды и высушивают на карбонате калия. После фильтрации и концентрирования насухо ведут количественный анализ и идентифицируют путем инфракрасной спектрографии, хро матографии паровой фазы и магнитноядерного резонанса 19 г 1,1-диэтокси 78 -З-метил-З-пентен-5-аля во фракции дистиллята между 75-80 С при давлении 0,3 мм рт.стg После ректификации 1,1-диэтокси-3 метил-3 пентен-5-аль предсталяет собой светло-желтую жидкость , кипящую при 73С и давлении 0,2 мм рт.ст . и имеющую показатель преломления ,. П р и м ё р 2. К раствору; содержащему 17 г 9-/2,6,б-триметил-1 )-циклр-гексенил /-, 1-диэтокси-З-метил-3 ,5,8-нонатриен-7-она (или диэтилового ацеталя С , очищенного путем молекулярной дистилляции, и содержащего 8U указанного соединения в 55 мл безводного диэтилового эфира , приливают при -25с в течение 1 ч раствор, содержащий магнийметилхлорид (полученный из 2,58 г магния) в 33 мл безводного диэтилового эфира. Смесь оставляют реагировать еще в течение 15 мин, а затем выливают в течение 10 мин реакционную смесь в раствор, образованный 83 мл воды., 8,43 мл концентрированной соляной кислоты (,19) и 10 мл диэтилового эфира, поддерживая температуру реакции равную 0-50°С. После декантирования и сепарации органическую фазу промывают в 30 мл воды, двукратно в 30 мл воды, содержащей 0,85 г бикарбоната натрия, затем в 30 мл воды, содержащей 0,12 г бикарбоната натрия, Эфирсодержащий раствор сушат над сульфатом натрия. После фильтрации и концентрирования насухо при пониженном давлении и температуре равной 35 0°С получают 17,72 г (выход 882;) 9-/2,6,6-триметил-1-циклогексанил/-1 ,1-диэтoкcи-3,7-ДИмeтил 3 ,5 8-нонатриен-7-аль) или диэтиловый гидроксиацеталь С , имеющий следующие характериг.тики: .„, УФ-спектр:Л,у,2М нм, Е / 530. ПримерЗ, Раствор, содержащий 2,0 г диэтилового гидроксиацеталя смеси 48,0 мл ацетона с 25 воДы и 0,68 мл воды, содержащей 0,020 г ионола, нагревают до кипения в атмосфере азота. Затем быстро вводят 0,6мл раствора бромводородной кислоты (полученной из 1 мл водной 8 :ной бромводородной кислоты и 47 мл ацетона ) , После охлаждения реакционную смесь выливают в 150 мл воды. После двукратной экстракции 50 мл гексана органическую фазу собирают и промывают в 50 мл водного 5 -ного рлство9101104710

pa бикарбоната натрия, а затем ЙЬ тем 1 мм рт.ст) получают 1,69 г (вынейтральной реакции в 25 мл воды, ход 87%) ретиналя, имеющего dлeдyющиe после мего сушат над сульфатом натрия, характеристики:.

После фильтрации и концентрирования . УФ-спектр:Х..380 нм, Е 853 при пониженном давлении (12, а за- 5 (изопропанол).It

Реферат

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛЕННЕНАСЫЩЕННЫХ ГИДРОКСИАЦЕТАЛЕЙ общей формулы .-,,,. ои где R - линейный алкил , отличающийся тем, что этиленненасыщенный кетон общей формулы О Сн1ов)г i где R имеет указанные значения, подвергают взаимодействию.с метилмаг (Л нийхлоридом в среде безводного этилового эфира при (-25)-(-30)С с последующим гидролизом полученного магнийорганического комплекса в кислой среде. ,