Способ получения 5-ацетокси-3-бромпентанона-2
Изобретение относится к эфирам уксусной кислоты, в частности к получению 5-ацетокси-З-бромпентанона-2, используемого в синтезе тиазольного компонента при производстве витамина Вт, Цель - сокращение продолжительности бромирования, снижение температуры реакции и повышение выхода . Получение ведут бромированием 5-ацетоксипентанона-2 0,940-1,035 моль диоксандибромида в расчете на 1 моль 5- ацетоксипентанона-2 в присутствии карбоната натрия в органическом растворителе. В качестве последнего используют 1,4-диоксан при объемном соотношении 5-ацетоксипентанон-2 и 1,4-диоксан 1:2,5-3,6 и конечный продукт выделяют перегонкой в вакууме при остаточном давлении 0,5-2 мм рт.ст. Выход до 60,5%. Концентрация целевого продукта в продуктах реакции до 93,8%. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
С
О
<
Сл
1С » (21) 4696792/04 (22) 18.04.89 (46) 30.06.91. Бюл. N 24 (71) Белгородский филиал Всесоюзного научно-исследовательского витаминного института (72) M. M. Литвак (53) 547.292,213(088,8) (56) Слободин Я. М„Зигель М, С., Яншевская
М, В. — Ж, прикладной химии, 1943. ¹ 7 — 8, с. 280. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 5-АЦЕТОКСИ-3БРОМПЕНТАНОНА-2 (57) Изобретение относится к эфирам уксусной кислоты, в частности к получению 5-ацетокси-З-бромпентанона-2, используемого в синтезе тиазольного компонента при проИзобретение относится к органической химии, в частности к усовершенствованию способа получения 5-ацетокси-3-бромпентанона-2, используемого в синтезе тиазольного компонента при производстве витамина В).
Цсль изобретения — повышение выхода продукта при снижении температуры и сокращения продолжительности реакции бромирования.
Пример 1. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, капельной воронкой с обратной связью и термометром, загружают 10,6 г (0,10 моль) карбоната натрия, заливают 100 мл 1,4 — диоксана (перекиси отсутствуют). Количество
1,4 — диоксана составляет 357,14 об.% относительно 5-ацетоксипентанона-2. Поддерживая температуру от 5 до 10 С, при перемешивании в течение 20 — 30 мин из ка,пельной воронки прибавляют по каплям
10,0 мл (0,188 моль) брома. При этом обра. Ж 1659397 А1 (я >л С 07 С 69/12, 69/63, 39/00 изводстве витамина В1. Цель — сокращение продолжител ьности бромирования, снижение температуры реакции и повышение выхода. Получение ведут бромированием
5-ацетоксипентанона-2 0,940 — 1,035 моль диоксандибромида в расчете на 1 моль 5ацетоксипентанона-2 в присутствии карбоната натрия в органическом растворителе.
В качестве последнего испольЗуют 1,4-диоксан при объемном соотношении 5-ацетоксипентанон-2 и 1,4-диоксан 1:2,5 — 3,6 и конечный продукт выделяют перегонкой в вакууме при остаточном давлении 0,5 — 2 мм рт,ст. Выход до 60,5%, Концентрация целевого продукта в продуктах реакции до
93,8%. 1 табл. зуется суспензия диоксандибромида оранжевого цвета, которую перемешивают еще
30 мин при той же температуре. Затем в течение 1 мин прибавляют 28,0 мл (0,200 моль) охлажденного до 5 — 10 С 5-ацетоксипентанона-2. Спустя еще 1 — 2 мин, реакционная масса полностью обесцвечивается, а температура достигает максимального значения 23 — 25 С. Реакция бромирования завершена, Образующийся по реакции бромистый водород полностью растворяется в диоксане и в отсутствии воды очень медленно реагирует с карбонатом натрия, Далее в реакционную массу в течение
20 — 30 мин прибавляют по каплям 20 мл воды, не допуская сильного вспенивания массы за счет выделения СОр и повышения температуры более 25 С,- По прекращению выделения СО2 бесцветный нейтральный раствор переносят в делительную воронку и делят слои, Нижний слой (30 мл) представ1659397 ляет собой, главным образом, водный раствор бромистого натрия, верхний (120 — 125 мл) — раствор 5-ацетокси-3-бромпентанона-2 в диоксане.
Диоксан полностью отгоняют при 5 — 10 мм рт.ст., не допуская повышения температуры в массе выше 30 С. Получают 43,5 r продукта бромирования в виде прозрачной жидкости, которая при хранении темнеет, Содержание 5-а цетокси-3-бромпентанона2 (a ) 70,12 (ГЖХ). Состав продукта бромирования приведен в таблице.
Продукт бромирования перегоняют в вакууме на 3 фракции: ,1-я фракция: 5,1 r, т.кип. 100 — 102 С/1 — 2 мм рт.ст. 5-ацетоксипентанон-2, а;
2-я фракция (целевой продукт): 29,0 r т.кип, 103 — 108 С/1 — 2 мм рт.ст., по
1,4740. Состав (мэс.%): 5-ацетоксипентанон-2 4,2 /,, 5-ацетокси-3-бромпентанон-2 (a)
930 /, 5-ацетокси-1-бромпентанон-2 (а)
2,8 .- Выход 100 -ного целевого продукта (a ) 27,0 г или 60,5 на исходный 5-ацеток сипентанон-2;
3-я фракция: 7,0 г. т.кип. 109 — 120 С/3-3 мм рт,ст, (смесь изомеров а, а, ай ), Пример 2, Проводят аналогично примеру 1, используя 2,07 моль диоксандибромида, Содержание 5-ацетокси-3бромпентанона-2 68,82 /, Состав продукта бромирования приведен в таблице, После разгонки в вакууме получают 28,5 г целевого продукта, т.кип. 103 — 108ОC/1 — 2 мм рт,ст„пп 1,4739. Состав, мас, 5-ацео токсипентанон-2 3,7, 5-ацетокси-3бромпентанон -2 (a}, 93,8 /,5- ацето кс и-1-бром и е н тат н о-2 (а) 2,5
Выход 100%-ного изомера а 26,7 r или
59,8/, на исходный 5-ацетоксипентанон-2, Пример 3. Проводят аналогично примеру 1, используя 2,63 моль диоксандиромида. Содержание 5-ацетокси-3-бромпентанона-2 43,70 / . Состав продукта бромирования приведен в таблице.
Пример 4 (известный), Проводили по известной методике, Содержание 5-ацетокси-3-бромпентанона-2 54,50 . Состав продукта бромирования приведен в таблице.
Пример 5, Количество 1 4-диоксана составляет 250,00 об. относительна 5-ацетоксипентанона-2, Процесс проводят аналогично примеру 1, используя 70 мл
1,4-диоксана. Содержание 5-,ацетокси -3бромпентанона-2 69,70, изомера а 6,5 .
Пример 6. Количество 1,4-диоксана составляет 303,57 об. относительно 5-аце5
10 токсипентанона-2, Процесс проводят аналогично примеру 1, используя 85 мл 1,4-диоксана, Содержание 5-а цето кси-3-бромпентанона-2 70 10 /, a изомера
7,2 /.
Пример 7, Количество 1,4-диоксана составляет 360 об. относительно 5-ацетоксипентанона-2, Процесс проводят аналогично примеру 1, используя 100,8 мл
1,4-диоксана. Содержание 5-ацетокси-3бромпентанона-2 70,10, а изомера 9,1 .
Пример 8. Реакцию проводят аналогично примеру 1, однако продукт бромирования перегоняют в вакууме при 5 — 6 мм
15 рт.ст. Перегонка начинается при 125-127ОС, при этом наблюдается разложение продуктов бромирования.
Пример 9. Целевой продукт, полученный, как описано в примерах 1, 2, превра"0 щен в лабораторных условиях в 4-метил-5, P- оксиэтилтиаэол (" нормальный тиазол").Полученный продукт исследовали с помощью
ПМР и ВЭЖХ на наличие примеси 4- у-оксипропилтиазолэ ("изомерный тиаэол"), об25 разование которого возможно из монобромида а.
Спектр ПМР (б, м.д, СОС з): 1,86 (м, CH2CHzCH20H); 2,24 (с., СНз, н,т.); 2,80 (т., CHzCH2CH20H); 2,85 (т., СН2СН20Н); 3,54
30 („CHzCHzCH20H); 5,16(ушир„с., ОН); 6,86 (с.. S-CH=C); 8,36(c„S-CH=N); 8,87(ушир., с., 5-CH=N).
Массовая доля изомерного тиазола по отношению к смеси изомерного тиазола и
35 тиазола "нормального"строения составляет
2,5-2,7 .
Пример 10. Продукт бромирования, полученный по известной методике, превращают в лабораторных условиях в 4-ме40 тил-5-P-оксиэтилтиазол в условиях опыта 9.
Массовая доля изомерного тиаэола по отношению к смеси изомеров составляет
5,4, Использование диоксандибромидэ менее 0,940 или более 1,035 экв на 1 моль
5-ацетоксипентанона-2 снижает содержание целевого вещества (a ), так как в первом случае кон версия исходного соединения низка, а во-втором увеличивается доля продукта бромирования аа (пример 3). Диоксандибромид в количестве
0,940 экв, (пример 1) и 1,035 экв. (пример 2) дает практически одно и то же количество
55 изомера, что объясняется гораздо большей скоростью дополнительного бромирования из двух продуктов монобромирования а и а . Доля дибромида а а при этом
1659397
Пример
Состав продукта бромирования, 7
Количество бромирующего агента, экв/ 1 моль сырья
Бромирующий агент
Исходное соединение
Изомеры конечного соединения о o(сА сА ф
12,83 7, 27
8,20 19,38
1,94 51,06
9,78
3,60
3,30
О, 940
1, 035
1,315
70, 12
68,82
43, 70
1.
3
Диоксандибромид
Диоксандибромид
Диоксандибромид
Молекулярный бром
О, 940
3,43
3,12 23,05
54, 50
15, 90
5 — Ацетоксипентанон-2
Составитель Г.Степанова
Редактор М.Недолуженко Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова
Заказ 1816 Тираж 258 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Р возрастает главным образом за счет уменьшения доли изомера а.
Количество 1,4-диоксана для реакции должно обеспечивать условия получения хорошо перемешиваемой суспензии диоксандибро мида и растворимости образующегося бромистого водорода (нижний предел), а также разумной достаточности (верхний предел).
Использование 1,4-диоксана менее 250 об.% относительно 5-ацетоксипентанона-2 приводит к загустеванию суспензии диоксандибромида и возможен выброс бромистого водорода в результате быстрого завершения бромирования.
Таким образом, как следует иэ представленных примеров, получение 5-ацетокси-3-бромпентанона-2 по изобретению приводит к сокращению продолжительности реакции бромирования с 7 — 8 ч по известному способу до 2 — 3 мин при снижении температуры процесса от 50-60 С (по известному до 25 С. Более мягкие условия проведения реакции обуславливают понижение степени осмоления реагентов и конечных продуктов, В результате выход 5ацетокси-3-бромпентанона-2 растет от
54,5% (по известному) до 60,5% вследствие
5 увеличения его концентрации в продуктах реакции от 54,5% до 93,8%.
Формула изобретения
Способ получения 5-ацетокси-3-бром10 пентанона-2 бромированием 5-ацетоксипентанона-2 в органическом растворителе в присутствии карбоната натрия, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью сокращения продолжительности бромирования, сниже15 ния температуры реакции и повышения выхода, бромирование проводят 0,940-1,035 моль диоксандибромида в расчете на 1 моль
5-ацетоксипентанон-2, в качестве органического растворителя используют 1,4-диоксан
20 при объемном отношении 5-ацетоксипентанон-2 — 1,4-диоксан, равном 1:2,5 — 3,6 и конечный продукт выделяют перегонкой в вакууме при остаточном давлении 0 5-2 мм рт.ст.
Or.
