Способ получения насыщенных алифатических карбоновых кислот и способы получения их производных (варианты)

Изобретение относится к способу получения насыщенных алифатических карбоновых кислот со стабильными изотопами углерода (1-13С) реакцией гидрокарбоксилирования α-олефинов с монооксидом углерода 13СО и водой при температуре 100-170°С и давлении, не превышающем 5 МПа, в присутствии растворителя и каталитической системы, содержащей соединение палладия в виде комплекса PdCl2(PPh3)2 и трифенилфосфина PPh3, взятых в соотношении из диапазона от 1:2 до 1:100, соответственно. Полученные карбоновые кислоты могут быть использованы в качестве диагностических тест-препаратов в медицинской практике, а также в криминалистике, научных исследованиях и других областях. Изобретение позволяет получить энантовую и каприловую кислоты со стабильным изотопом углерода 13С в положении 1 в одну стадию, повысить выход кислот в расчете на изотопное сырье, уменьшить себестоимость кислот, а также получить производные каприловой кислоты (1-13C) - каприлат натрия (1-13C) и триоктаноин (карбокси-13С). 3 н. и 6 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к органической химии, в частности к способам получения насыщенных алифатических карбоновых кислот, содержащих стабильные изотопы углерода 13С, и способам получения их производных, в частности сложных эфиров глицерина и солей металлов. Данные соединения активно используются в качестве диагностических тест-препаратов в медицинской практике, а также в криминалистике, научных исследованиях и других областях.

Анализ научно-технической литературы показывает, что известен способ получения энантовой кислоты, содержащей радиоактивный изотоп углерода 14С в положении 1 молекулы кислоты (карбонильный атом углерода) (см., например, А.М.Мэррей, Д.Л.Уильямс "Синтезы органических соединений с изотопами углерода". - М.: 1961 г., с.39). Известный способ представляет собой многостадийный процесс взаимодействия йодистого метила-14С с дигидрорезорцинолятом калия с образованием 2-метил-14C-дигидрорезорцина и последующего восстановления его раствором, содержащим едкий натр, диэтиленгликоль и 85%-ный гидразингидрат с образованием энантовой кислоты-(1-14С) с выходом 39,6% в расчете на йодистый метил-14С. Указанный источник информации раскрывает также способы получения производных карбоновых кислот, в частности сложных эфиров глицерины и солей металлов. Известные способы основаны на взаимодействии глицерина и хлорангидрида карбоновой кислоты, а получение солей основано на взаимодействии карбоновой кислоты со щелочью.

К сожалению, известный способ получения карбоновых кислот осложнен тем, что состоит из нескольких стадий, с использованием в качестве реагентов дорогостоящих соединений и, кроме того, - соединений с радиоактивным изотопом углерода 14С. Другим недостатком известного способа является невысокий выход целевого продукта по изотопному сырью.

В рамках данного изобретения решается задача разработки одностадийного способа получения насыщенных алифатических карбоновых кислот со стабильными изотопами углерода 13C, в частности, энантовой и каприловой кислот со стабильным изотопом углерода 13C в положении 1 молекулы кислоты (карбонильный атом углерода). Имеется также потребность в повышении выхода кислот в расчете на изотопное сырье, уменьшении себестоимости кислот. Кроме того, данным изобретением решается задача получения безопасных тест-препаратов - карбоновых кислот и их производных, содержащих в качестве изотопной метки стабильный изотоп углерода 13С.

Поставленная задача решается тем, что насыщенные алифатические карбоновые кислоты со стабильными изотопами углерода 13C получают реакцией гидрокарбоксилирования α-олефинов - их взаимодействием с монооксидом углерода 13СО и водой при температуре 100-170°C и давлении, не превышающим 5 МПа, в присутствии растворителя и каталитической системы, содержащей соединение палладия в виде комплекса PdCl2(PPh3)2 и трифенилфосфин PPh3, взятых в соотношении из диапазона от 1:2 до 1:100 соответственно.

Целесообразно в качестве α-олефина использовать олефин со структурной формулой R-СН=СН2, где R-СnН2n+1, а n=1, 2, 3, ..., 13.

Так, для получения каприловой кислоты (1-13C) в качестве α-олефина используют 1-гептен, а для получения энантовой кислоты (1-13C) в качестве α-олефина используют 1-гексен.

Предпочтительно в качестве растворителя использовать смесь пропионовой кислоты и о-ксилола.

Процесс получения насыщенных алифатических карбоновых кислот со стабильными изотопами углерода 13С следует проводить в режиме перемешивания.

Предпочтительно использовать давления 13СО от 0,2 до 0,5 МПа.

Предпочтительно использовать температуры от 140 до 160°С.

Поставленная задача достигается также тем, что каприлат натрия (1-13C) получают с использованием в качестве насыщенных алифатических карбоновых кислот каприловой кислоты со стабильным изотопом углерода 13С в положении 1 путем ее взаимодействия с гидроксидом натрия в спирте, отфильтровывания продукта их взаимодействия и последующей сушки продукта при пониженном давлении.

Предпочтительно каприловую кислоту и гидроксид натрия брать в весовом соотношении 1:0,7-1,2.

Целесообразно в качестве растворителя использовать метиловый спирт, этиловый спирт, пропиловый спирт и изопропиловый спирт со структурной формулой R-OH, где R-СН3-, С2Н5-, С3Н7-, изо-С3Н7-.

Поставленная цель достигается также тем, что триоктаноин (карбокси-13С) получают с использованием в качестве насыщенных алифатических карбоновых кислот со стабильными изотопами углерода 13С каприловой кислоты со стабильным изотопом углерода 13С в положении 1 путем ее взаимодействия с хлористым тионилом с получением хлорангидрида каприловой кислоты (1-13C), раствор которого в сухом хлороформе смешивают с глицерином и безводным пиридином с получением триоктаноина (карбокси-13С).

Предпочтительно каприловую кислоту (1-13C), хлористый тионил и глицерин брать в объемном соотношении 1:1,5-2,5:0,1-0,3 соответственно.

Сущность изобретения поясняется неограниченными примерами его реализации.

Пример 1. Получение 1-13C-энантовой кислоты.

В автоклав из нержавеющей стали объемом 200 мл, размещенный на столике магнитной мешали, помещают 0,07 г PdCl2(PPh3)2, 2,62 г PPh3, 5 мл 1-гексена, 0,36 мл Н2О. В качестве растворителя используют смесь, состоящую из 9,8 мл пропионовой кислоты и 5 мл о-ксилола. Автоклав герметизируют, вакуумируют, заполняют монооксидом углерода 13СО и нагревают до температуры 150°С. Затем доводят давление до рабочего (0,3 МПа) и поддерживают постоянным в течение всего опыта. Через 2 часа выключают перемешивание и обогрев, охлаждают автоклав до комнатной температуры и сбрасывают давление. Автоклав разгружают и анализируют реакционную смесь методом ГЖХ.

Хроматографический анализ продуктов синтеза проводят на газовом хроматографе с пламенно-ионизационным детектором; используют металлическую колонку размером 3 м ×3 мм, заполненную Chromaton N-AW-DMCS (0,16-0,20 мм) с 3% Н3PO4, пропитанным 10% полиэтиленгликольадипината. В качестве внутреннего стандарта используют гексадекан.

Выход 1-13С-энантовой кислоты в расчете на 13СО составляет 100%. Селективность по 1-13С-энантовой кислоте составляет 98%. В ходе реакции катализатор стабилен и не разрушается с выделением металлического палладия.

Пример 2. Получение 1-13С-каприловой кислоты.

Реакцию проводят так же, как в примере 1. В автоклав загружают 0,07 г PdCl2(PPh3)2, 2,62 г PPh3, 5,7 мл 1-гептена, 0,36 мл Н2O. В качестве растворителя используют смесь, состоящую из 9,6 мл пропионовой кислоты и 4,7 мл о-ксилола, и проводят реакцию при температуре 150°C и давлении монооксида углерода, равном 0,5 МПа. Выход 1-13С-каприловой кислоты в расчете на 13CO составляет 100%. Селективность по 1-13C-каприловой кислоте составляет 98%.

Пример 3. Получение триоктаноина (карбокси-13С).

Смесь 5,1 мл каприловой кислоты (1-13C) и 10 мл очищенного хлористого тионила нагревают с обратным холодильником в течение 2 часов, после чего удаляют избыток хлористого тионила при пониженном давлении. Остаток обрабатывают 25 мл безводного бензола и испаряют при пониженном давлении (три раза) для удаления последних следов реагента.

Раствор полученного хлорангидрида каприловой кислоты (1-13C) в 25 мл сухого хлороформа медленно прибавляют при перемешивании к охлажденной смеси 0,77 мл свежеприготовленного глицерина и 8 мл безводного пиридина в 25 мл хлороформа. Раствор выдерживают при комнатной температуре в течение 72 часов, после чего нагревают с обратным холодильником в течение 2 часов. Растворитель испаряют, и остаток обрабатывают 100 мл 0,5 Н серной кислоты. Сироп экстрагируют 500 мл эфира, промывают раствор 100 мл 0,5 Н серной кислоты и затем 200 мл 5%-ного раствора карбоната натрия, после чего сушат над сульфатом магния. Триоктаноин (карбокси-13С) выделяют дистилляцией с выходом 90% в расчете на каприловую кислоту (1-13C).

Пример 4. Получение тригептаноина (карбокси-13С).

Синтез проводят по примеру 3, однако вместо каприловой кислоты (1-13C) используют энантовую кислоту (1-13C), и раствор хлорангидрида энантовой кислоты (1-13C) в хлороформе, добавленный к смеси глицерина и пиридина в хлороформе, выдерживают при комнатной температуре в течение 48 часов, после чего синтез продолжают по примеру 3. Выход тригептаноина (карбокси-13С) 75% в расчете на энантовую кислоту (1-13C). В качестве побочного продукта получен 1,3-дигептаноин глицерина (карбокси-13С) с выходом 18%.

Пример 5. Получение каприлата натрия (1-13C).

К смеси 5,1 мл каприловой кислоты (1-13C) и 5 мл этилового спирта прибавляют при перемешивании раствор 1,81 г гидроксида натрия в этиловом спирте. Полученный каприлат натрия (1-13C) отфильтровывают на установке вакуумного фильтрования, промывают 20 мл эфира и сушат. Выход каприлата натрия (1-13C) в расчете на каприловую кислоту составил 87%.

Пример 6. Получение энантоноата натрия (1-13C).

Синтез проводят по примеру 5, однако вместо каприловой кислоты (1-13C) используют энантовую кислоту (1-13C), и после смешения спиртовых растворов энантовой кислоты (1-13C) и гидроксида натрия смесь выдерживают при перемешивании в течение 1 часа. Выход энантоноата натрия (1-13C) в расчете на энантовую кислоту составил 97%.

Коммерческое преимущество данного способа состоит в том, что он позволяет получать карбоновые кислоты (1-13C) в одну стадию, в относительно мягких условиях (0,2-0,5 МПа), повысить выход кислот в расчете на изотопное сырье до 100%, уменьшить себестоимость получаемых кислот, а также производных, получаемых на базе этих кислот за счет использования относительно недорогих исходных реагентов. Кроме того, способ позволяет получать диагностические изотопные препараты, не содержащие опасных радиоактивных изотопов.

1. Способ получения насыщенных алифатических карбоновых кислот со стабильными изотопами углерода (1-13C) реакцией гидрокарбоксилирования α-олефинов с монооксидом углерода 13СО и водой при температуре 100-170°С и давлении, не превышающем 5 МПа, в присутствии растворителя и каталитической системы, содержащей соединение палладия в виде комплекса PdCl2(PPh3)2 и трифенилфосфина PPh3, взятых в соотношении из диапазона от 1:2 до 1:100, соответственно.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве α-олефинов используют олефин со структурной формулой R-CH=CH2, где R-CnH2n+1, a n=1, 2, 3,...13.

3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве растворителя используют смесь пропионовой кислоты и о-ксилола.

4. Способ по п.1, характеризующийся тем, что для получения каприловой кислоты (1-13C) в качестве α-олефина используют 1-гептен.

5. Способ по п.1, характеризующийся тем, что для получения энантовой кислоты (1-13C) в качестве α-олефина используют 1-гексен.

6. Способ по п.1, характеризующийся тем, что процесс синтеза ведут в режиме перемешивания.

7. Способ получения каприлата натрия (1-13C) с использованием насыщенных алифатических карбоновых кислот (1-13C) путем взаимодействия каприловой кислоты (1-13C), полученной способом по п.1, и гидроксида натрия, взятых в весовом соотношении 1:0,7-1,2, при перемешивании в спирте, отфильтровывания продукта взаимодействия и последующей сушки его при пониженном давлении.

8. Способ по п.7, характеризующийся тем, что в качестве растворителя используют метиловый спирт, этиловый спирт, пропиловый спирт и изопропиловый спирт со структурной формулой R-OH, где R-СН3-, С2Н5-, С3Н7-, изо-С3Н7-.

9. Способ получения триоктаноина (карбокси-13С) с использованием насыщенных карбоновых кислот (1-13C) путем взаимодействия в процессе перемешивания при повышенной температуре каприловой кислоты (1-13C), полученной способом по п.1, и хлористого тионила с получением хлорангидрида каприловой кислоты (1-13C), раствор которого в сухом хлороформе смешивают с глицерином и безводным пиридином с получением триоктаноина, а реагенты каприловую кислоту (1-13C), хлористый тионил и глицерин берут в объемном соотношении 1:1,5-2,5:0,1-0,3 соответственно.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения сложных эфиров карбоновых кислот, которые находят применение в лаковых смолах, в качестве составляющих лакокрасочных материалов, и особенно в качестве пластификаторов для пластмасс.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения диметил-1,5-нафталиндикарбоксилата, который используется для получения полимеров на его основе и изделий из этих полимеров.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения пластификатора, который используется для получения пластикатов, на основе отходов производства спиртов и фталевого ангидрида в присутствии металлоорганического или кислотного катализатора, который включает следующие стадии: a) кубовый остаток производства бутиловых спиртов и кубовый продукт дистилляции фталевого ангидрида нагревают, отгоняя при этом легкую фракцию спиртов; б) этерификацию проводят при температуре 100-200°С в присутствии катализатора, взятого в количестве 0,1-3,0 % от веса реакционной массы; в) осуществляют отгонку легколетучих компонентов.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения бутилацетата этерификацией уксусной кислоты н-бутиловым спиртом в присутствии кислого гетерогенного катализатора с отделением образующейся в результате реакции воды в виде азеотропа с азеотропобразующим агентом и выделению целевого продукта, причем уксусную кислоту и н-бутиловый спирт подают на этерификацию в молярном соотношении 1,00: 1,05, а процесс ведут в двух последовательно работающих реакторах, первый из которых является реактором колонного типа, заполненным кислым гетерогенным катализатором, а второй является реакционно-ректификационным реактором, верхняя и нижняя часть которого заполнена насадкой, а средняя часть заполнена формованным катионитом, причем в верхнюю ректификационную часть второго реактора подают бензол в качестве азеотропобразующего агента.

Изобретение относится к лекарственным средствам, в частности к смеси изомеров (9)-тетрадеценилацетата. .

Изобретение относится к получению алкилацетатов высокой чистоты на основе уксусного ангидрида. .

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения сложных эфиров карбоновых кислот общей формулы (I) этерификацией соответствующих кислот или ангидридов спиртами при мольном соотношении кислота:спирт=1: 0,35-2,2 в присутствии углеводородов в качестве растворителя и ароматической сульфокислоты или кислого сульфата в качестве катализатора при температуре кипения реакционной смеси с отгонкой образующейся воды, последующей промывкой реакционной смеси и нейтрализацией ее щелочным раствором, взятым с 5-20 мас.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения ди-(2-этилгексил)-себацината, применяемого для пластификации виниловых смол и других полимеров, используемых в производстве кабельных пластикатов, искусственных кож, пленочных и листовых материалов, прокладок, резино-технических и других изделий, а также в качестве составной части термостабильных к окислению смазочных масел и гидравлических жидкостей.

Изобретение относится к новому металлоорганическому катализатору для получения сложного эфира, включающему продукт реакции, предусматривающей взаимодействие а) сложного ортоэфира или конденсированного сложного ортоэфира титана, циркония или алюминия; б) спирта, содержащего, по меньшей мере, две гидроксильные группы; в) фосфорорганического соединения, содержащего, по меньшей мере, одну группу Р-ОН, и г) основания путем смешения вышеуказанных компонентов; дополнительно металлоорганический катализатор включает продукт реакции с 2-оксикарбоновой кислотой.

Изобретение относится к способу получения сложного эфира, который включает проведение реакции этерификации в присутствии катализатора, который представляет собой продукт реакции ортоэфира или конденсированного ортоэфира титана или циркония и спирта, содержащего, по меньшей мере, две гидроксильные группы 2-оксикарбоновой кислоты и основания.

Изобретение относится к непрерывному способу карбонилирования алифатических углеводородов с длинной цепью для получения спиртов, кислот или других кислородсодержащих продуктов, таких как сложные эфиры.

Изобретение относится к способу получения стеарата кальция, используемого для стабилизации пластических масс, в производстве лакокрасочных материалов, для производства витаминных и лекарственных препаратов.

Изобретение относится к химической технологии, в частности к усовершенствованному способу получения монокарбоновых насыщенных кислот С4-С8 путем окисления соответствующих альдегидов кислородом воздуха, при этом в альдегиды дополнительно вводят изопропанол при объемном соотношении изопропанола к альдегиду, равном 0,0007-0,0038, и реакцию проводят при температуре 50-70 0С.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения маслорастворимых солей каталитически активных металлов в виде пастообразной массы, которые используются в качестве катализаторов в оксосинтезе, конденсации альдегидов, окислении углеводородов, ускорителей отверждения полиэфирных смол, сиккативов и др.

Изобретение относится к смеси разветвленных первичных спиртов от С11 до С36, а также к смеси их сульфатов, алкоксилатов, алкоксисульфатов и карбоксилатов, которые обладают высокой моющей способностью в холодной воде и хорошей биологической разлагаемостью.

Изобретение относится к области синтеза адгезионных материалов, в частности технологии производства кобальтовых солей многоатомных карбоновых кислот, находящих широкое применение в шинной, резинотехнической, лакокрасочной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к процессу карбонилирования с получением карбоновой кислоты. .

Изобретение относится к нефтехимическому синтезу, а именно к способу получения металлсодержащего стабилизатора поливинилхлорида, и может быть использовано в производстве ПВХ-пленок, искусственных кож, кабельного пластиката и т.п.

Изобретение относится к способу получения стеарата кальция, где процесс проводят путем взаимодействия стеариновой кислоты и гидроксида кальция в присутствии растворителя, ацетона или водно-ацетоновой смеси (с содержанием ацетона не менее 25 мас.

Изобретение относится к технологии получения комплексов железа и салициловой кислоты, которые применяются в различных областях техники и медицине. .

Изобретение относится к способу получения насыщенных алифатических карбоновых кислот со стабильными изотопами углерода реакцией гидрокарбоксилирования -олефинов с монооксидом углерода 13 СО и водой при температуре 100-170°С и давлении, не превышающем 5 МПа, в присутствии растворителя и каталитической системы, содержащей соединение палладия в виде комплекса PdCl2 2 и трифенилфосфина PPh3, взятых в соотношении из диапазона от 1:2 до 1:100, соответственно

Наверх