Способ получения 11-алкиновых спиртов

 

Использование: полупродукты в синтезе феромонов. Сущность изобретения: получение 11-алкиновых спиртов общей формулы RC=C(CH₂)₁₀OH, где R - низший спирт алкил. Реагент 1 - соответствующий алкин. Реагент 2: бутиллитий в виде гексанового раствора. Условия реакции: реагент 1 подвергают взаимодействию с реагентом 2 при пониженной температуре в тетрагидрофуране, полученный продукт обрабатывают 10-бромдеканолом.

Изобретение относится к получению ацетиленовых спиртов, являющихся полупродуктами в синтезе феромонов, в частности к способу получения 11-алкиновых спиртов. 11-алкиновые спирты служат для синтеза 11-алкенилацетатов, соответствующих спиртов и альдегидов, являющихся компонентами феромонов многих листоверток, совок и других вредителей сельского хозяйства. Так, цис- и транс-11-тетра- и гексадеценилацетаты и соответствующие спирты встречаются в составе феромонов более 50 вредных видов. Известен способ получения алкинового спирта, в частности 9-гексадецинола-1, заключающийся в металлировании 1-октина амидом лития в гексаметилфосфотриамиде (гексаметаполе) при комнатной температуре с последующей обработкой реакционной массы 8-бромоктанолом-1. Процесс проводят при температуре 10^оС, выдерживают реакционную массу 1 ч при той же температуре, 1,5 ч при 20^оС и 10 ч при 55^оС при интенсивном перемешивании. Затем известными приемами выделяют 9-гексадецинол-1 с выходом - 92%. Изомерная чистота продукта не указана. Однако данный способ не воспроизводится (согласно литературным данным и экспериментальной проверке авторов) при получении 11-алкиновых спиртов. Известен способ получения 11-гексадецинола-1 алкилированием 1-гексина 10-хлордеканолом в гексаметаполе (прототип). Отмечено, что при соотношении реагентов галогенгидрин:алкин:амид лития 1: 2: 6 ацетиленовая связь мигрирует и кроме цис-11-изомера при дальнейшем синтезе цис-11-гексадеценилацетата образуются цис-9, цис-7 и другие изомеры, сильно влияющие на биологическую активность феромонов. Из литературы известно, что феромонами являются олефиновые соединения со строго определенным положением двойной связи, примеси же изомерных (по положению двойной связи) олефинов резко снижают или даже подавляют биологическую активность феромонов. Также отмечается, что миграция ацетиленовой связи исключается при соотношении реагентов 1:2:2, но в этих условиях остается 27-30% исходного галогенгидрина, т.е. значительно снижается выход ацетиленового спирта. Миграцию ацетиленовой связи можно также исключить, если алкилирование проводить в жидком аммиаке с заменой галогенгидрина соответствующим ацеталем, т. е. проведением дополнительных стадий защит гидроксильной группы и снятия защиты, что также приводит к усложнению процесса. Кроме того, при постановке защитной группы гидроксила используют дорогостоящие труднодоступные вещества. Например, производство дигидропирана, наиболее часто применяющегося для защиты гидроксильной группы, в СССР вообще отсутствует. В прототипе не указаны выход целевого продукта и его чистота, в частности количество изомеров положения и их соотношение. Поэтому авторами проведены сравнительные опыты (см. примеры 1, 2) в основном для выяснения количественных характеристик. Определение изомеров положения алкиновых спиртов методом ГЖХ затруднено из-за отсутствия подходящего адсорбента. О наличии изомеров положения и чистоте указанных продуктов можно судить по результатам анализа методом ГЖХ цис-алкеновых спиртов, полученных на следующей стадии в результате гидрирования алкиновых спиртов. Как следует из сравнительного примера 1а, при получении 11-гексадецинола-1 при соотношении реагентов галогенгидрин:алкин:амид лития 1:2:6 продукт получен с входом 70,6%. Гидрирование продукта реакции на катализаторе Р-2Ni (пример 1б) приводит к цис-алкенолам следующего состава (ГЖХ): цис-11-гексадеценол-1 71,6% цис-13-гексадеценол-1 11,4% цис-9-гексадеценол-1 12,3% цис-7-гексадеценол-1 5,7% При соотношении реагентов галогенгидрин:алкин:амид лития 1:2:2 (пример 2а) осталось 32% непрореагировавшего 10-бромдеканола-1 и получено 53% продукта, гидрирование которого на катализаторе Р-2Ni приводит к продукту следующего состава (пример 2б): 10-бромдеканол-1 0,2% цис-11-гексадеценол-1 97,8% цис-13-гексадеценол-1 1,2% цис-9-гексадеценол-1 0,8% Эти результаты согласуются с данными, приведенными в прототипе. Следует отметить, что препаративное разделение смеси геометрических изомеров чрезвычайно затруднено, поэтому необходима разработка высокостереоспецифических способов получения каждого из изомеров в отдельности. Целью изобретения является увеличение выхода и улучшение качества целевого продукта. Поставленная цель достигается способом получения 11-алкиновых спиртов, который заключается во взаимодействии 1-алкинов общей формулы RC≡CH(R=C₂H₅, C₄H₉, C₅H₁₁) в растворе тетрагидрофурана (ТГФ) с гексановым раствором н-бутиллития обычно при температуре от -5 до 5^оС. К полученной реакционной массе добавляют раствор 10-бромдеканола-1 в гексаметаполе и выдерживают при перемешивании 8 ч при комнатной температуре. Полученные 11-алкиновые спирты выделяют известными приемами. Выход 78-83%, химическая чистота 98%, изомеры положения тройной связи отсутствуют, что подтверждается результатами анализа (ГЖХ) цис-алкеновых спиртов, полученных гидрированием соответствующих алкиновых спиртов. П р и м е р 1 (сравнительный). Получение цис-11-гексадеценола-1. а). 11-Гексадецинол-1. К сухому амиду лития, приготовленному из 6,21 г (0,75 г-ат) лития в жидком аммиаке, прибавляют 80 мл гексаметапола и 20,5 г (0,25 моль) 1-гексина при температуре 0-5^оС и при этой же температуре перемешивают 2 ч. При указанной температуре к реакционной массе прибавляют 27,7 г (0,125 моль) 10-бромдеканола-1 в 30 мл ГМФА, перемешивают 8 ч при 18-20^оС и оставляют на ночь. Реакционную массу разбавляют 2-кратным объемом воды, подкисляют соляной кислотой до pH 2-3 и экстрагируют эфиром. Экстракт высушивают прокаленным сульфатом магния, растворитель удаляют под уменьшенным давлением, остаток перегоняют. Получают 21,04 г (70,6%) продукта, т. кип. 136-140^оС/ 0,4 мм рт.ст. Содержание n-гексадецинолов- 1 98% (ГЖХ 3мх3 мм, стекло, 10% SE-30 на хроматоне AW-DMCS 0,16-0,2 мм, т.кол. 190^оС, т. исп.300^оС). б). Цис-11-гексадеценол-1. К суспензии никель-боргидридного катализатора Р-2Ni, приготовленного из 2,2 г ацетата никеля и 0,47 г боргидрида натрия в 100 мл этанола прибавляют 1,8 мл этилендиамина и раствор 11-гексадецинола-1 из примера 1а в 200 мл гексана. Реакционный сосуд продувают водородом и затем при перемешивании при 18-20^оС гидрируют в замкнутой системе до прекращения поглощения водорода (поглощение водорода количественное). Катализатор отфильтровывают, фильтрат упаривают практически нацело, остаток растворяют в воде и экстрагируют низкокипящим петролейным эфиром. Экстракт высушивают, растворитель удаляют под уменьшенным давлением, остаток перегоняют в вакууме. Получают 20,1 г (95% от теор.) продукта (т.кип. 120-125^оС/0,2 мм рт.ст.) следующего состава (ГЖХ, кварц, 30 мх0,25 мм, SP-2330 или SE-30, т. кол. 115^о-2^о/мин - 240^о, т.исп.-т.дет.=230^оС; V_He=1 мл/мин, V_сб= 2,6 мл/мин): цис-11-гексадеценол-1 71,6% цис-13-гексадеценол-1- 11,4% цис-9-гексадеценол-1 12,3% цис-7-гексадеценол-1 5,7% П р и м е р 2 (сравнительный). Получение цис-11-гексадеценола-1. а). 11-Гексадеценол-1. В соответствии с примером 1а из 27,7 г (0,125 моль) 10-бромдеканола-1, 20,5 г (0,25 моль) 1-гексина и амида лития, приготовленного из 1,74 г (0,25 г-ат) лития, получают (после перегонки) 8,86 г (32 %) непрореагировавшего 10-бромдеканола-1 и 15,8 г (53 %) продукта, содержание n-гексадецинолов-1 98,8% (ГЖХ, условия примера 1а). б). При гидрировании продукта из примера 2а водородом в присутствии катализатора Р-2Ni в соответствии с примером 1б получают 15,1 г (95%) продукта (т.кип. 120-125^о/0,2 мм рт.ст.) следующего состава (ГЖХ, условия примера 1б): 10-бромдеканол-1 0,2% цис-11-гексадеценол-1 97,8% цис-13-гексадеценол-1 1,2% цис-9-гексадеценол-1 0,8% П р и м е р 3. Получение 11-тетрадецинола-1. В сухой, продутый азотом реакционный сосуд помещают 46 г 20%-ного раствора 1-бутила в октане (9,2 г 1-бутина, 0,17 моль) и 70 мл сухого тетрагидрофурана (ТГФ), захолаживают до 0-5^оС и при этой температуре прибавляют раствор 8,22 г (0,128 моль) н-бутиллития в 120 мл гексана и перемешивают при этой температуре еще 2 ч. При 0-5^оС к реакционной массе прибавляют раствор 11,1 г (0,05 моль) 10-бромдеканола-1 в 45 мл сухого гексаметапола. Реакционную массу в течение 1 ч нагревают до комнатной температуры и перемешивают еще 8 ч. Затем реакционную массу разбавляют двойным объемом воды, подкисляют соляной кислотой до pH 2-3 и экстрагируют низкокипящим петролейным эфиром. Экстракт промывают насыщенным раствором хлористого натрия до pH 7, высушивают прокаленным сульфатом магния, растворитель удаляют под уменьшенным давлением, остаток перегоняют в вакууме. Получают 8,5 г (81 %) 11-тетрадецинола-1, т.кип. 127-130^оС/0,4 мм рт.ст., хим. чистота 98,8 % (ГЖХ, условия примера 1а). П р и м е р 4. Получение 11-гексадецинола-1. В соответствии с примером 3 из 16,4 г (0,2 моль) 1-гексина, 9,6 г (0,15 моль) н-бутиллития и 13 г (0,059 моль) 10-бромдеканола-1 получают 11,7 г (83% ) 11-гексадецинола-1, т.кип. 136-140^оС/0,4 мм рт.ст., хим. чистота 99% (ГЖХ, условия примера 1а). П р и м е р 5. Получение 11-гептадецинола-1. В соответствии с примером 3 из 19,2 г (0,2 моль) 1-гептина, 9,6 г (0,15 моль) н-бутиллития и 13 г (0,059 моль) 10-бромдеканола-1 получают 11,6 г (78% ) 11-гептадецинола-1, т. кип. 140-143^оС/0,4 мм рт.ст., хим. чистота 97,8% (ГЖХ, условия примера 1а). П р и м е р 6. Получение цис-11-тетрадецинола-1. К суспензии никель-боргидридного катализатора Р-2Ni, приготовленного из 1 г ацетата никеля и 0,214 г боргидрида натрия в 50 мл этанола прибавляют 0,8 г этилендиамина и раствор 11-тетрадецинола-1 из примера 3 в 100 мл гексана. Реакционный сосуд продувают водородом и затем при интенсивном перемешивании при 18-20^оС гидрируют в замкнутой системе до прекращения поглощения водорода (поглощение водорода количественное). Катализатор отфильтровывают, фильтрат упаривают практически нацело, остаток растворяют в воде и экстрагируют низкокипящим петролейным эфиром. Экстракт высушивают, растворитель удаляют под уменьшенным давлением, остаток перегоняют. Получают 8,1 г (95%) цис-11-тетрадеценола-1, т.кип. 116-119^оС/0,2 мм рт.ст., химическая чистота 98,7% (ГЖХ, 3мх3 мм, стекло, 10% SE-30 на хроматоне AW-DMCS, 0,16-0,2 мм, т. кол. =190^оС, т.исп. 300^оС), изомерная чистота 99,1% цис-изомера, изомеры положения двойной связи отсутствуют (ГЖХ, условия примера 1б). П р и м е р 7. Получение цис-11-гексадеценола-1. При гидрировании в соответствии с примером 6 11-гексадецинола-1 из примера 4 получают 11,23 г (95,7%) цис-11-гексадеценола-1, т.кип. 120-125^оС/0,2 мм рт. ст. , химическая чистота 99,0% (ГЖХ, условия примера 6), изомерная чистота 99,0% цис-изомера, изомеры положения двойной связи отсутствуют (ГЖХ, условия примера 1б). П р и м е р 8. Получение цис-11-гептадеценола-1. При гидрировании в соответствии с примером 6 11-гептаденоцинола-1 из примера 5 получают 10,95 г (94,6%) цис-11-гептадецинола-1, т.кип. 128-130^оС/0,2 мм рт. ст. , химическая чистота 97,5% (ГЖХ, условия примера 6), изомерная чистота 98,8% цис-изомера, изомеры положения двойной связи отсутствуют (ГЖХ, условия примера 1б). Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить 11-алкиновые спирты с выходом 78-83% , с химической чистотой 98-99%, изомеры положения тройной связи отсутствуют.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 11-АЛКИНОВЫХ СПИРТОВ общей формулы RC ≡ C(CH₂)₁₀OH , где R - низший алкил, взаимодействием соответствующего алкина с литийсодержащим соединением при пониженной температуре в органическом растворителе, с последующей обработкой полученного продукта 10-галоиддеканом-1 в гексаметаполе при комнатной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода и качества целевого продукта, в качестве литийсодержащего соединения используют бутиллитий в виде гексанового раствора и взаимодействие с алкином ведут в тетрагидрофуране, в качестве 10-галоиддеканола используют 10-бромдеканол.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 10-2002

Извещение опубликовано: 10.04.2002        

---