Способ получения фторсодержащих тетракетонов



Способ получения фторсодержащих тетракетонов
Способ получения фторсодержащих тетракетонов
Способ получения фторсодержащих тетракетонов

 


Владельцы патента RU 2421442:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) (RU)

Настоящее изобретение относится к способу получения фторсодержащих тетракетонов общей формулы:

где I) R1=СНСН(СН3)2; R2=СН3;

II) R1=CH2; R2=Ph

III) R1=CHCH2CH3; R2=Ph,

которые могут использоваться в качестве синтонов для получения их фторсодержащих аза- и тио-аналогов, β-гидроксикетонов, пиразолов, изоксазалов, а также как биологически активные вещества. Способ заключается во взаимодействии сложного диэфира перфтордикарбоновой кислоты с алкилкетоном в присутствии гидрида натрия, в среде органического растворителя. При этом в качестве сложного диэфира перфтордикарбоновой кислоты используют диметиловый эфир перфтордодекандикарбоновой кислоты, в качестве алкилкетона используют ацетофенон, метилизобутилкетон или пропилфенилкетон и процесс осуществляют в присутствии катализатора эфира дибензо-24-краун-8, при мольном соотношении реагентов сложный диэфир перфтордикарбоновой кислоты: алкилкетон: гидрид натрия: катализатор, равном 1:(2-3,5):1:(0,00025-0,0005). Способ позволяет получить целевые продукты с высоким выходом в одну стадию. 1 табл.

 

Изобретение относится к способу получения фторсодержащих тетракетонов общей формулы , где

I) R1=CHCH(СН3)2; R2=CH3;

II) R1=CH2; R2=Ph;

III) R1=CHCH2CH3; R2=Ph.

которые могут использоваться в качестве синтонов для получения их фторсодержащих аза- и тио-аналогов, β-гидроксикетонов, пиразолов, изоксазалов, а также как биологически активные вещества [Пашкевич К.И., Салоутин В.И., Постовский И.Я. - Успехи химии, 1981, т.50, с. 325-354. Пашкевич К.И., Филякова В.И., Райтер В.Г., Хомутов О.Г. - ЖорХ, 1994, т.30, N12, с.1833-37].

Известен способ получения фторсодержащих β-дикетонов [A.Henne, M.Newman, L.L.Quill, R.A.Staniforth J.Amer. Chem. Soc, 1947, 69, N7, p.1819-20], где в качестве конденсирующего агента используется алкоголят натрия. Данный способ является многостадийным. На первой стадии получают алкоголят натрия взаимодействием абсолютного спирта и мелкодисперсного натрия. Далее к полученному алкоголяту натрия добавляют растворитель абсолютный диэтиловый эфир и смесь эфира трифторуксусной кислоты и метилкетона. Реакционную массу нагревают с обратным холодильником 15 ч (в зависимости от реагентов время нагревания может быть увеличено). Далее реакционную массу последнего обрабатывают концентрированным раствором гидросульфата натрия, взятого в небольшом избытке, и ацетатом меди, перемешивают до образования медного хелата. Хелат экстрагируют из водного раствора диэтиловым эфиром, эфир отгоняют, остаток кристаллизуют из подходящего растворителя. Очищенный медный хелат суспензируют в сухом эфире и разлагают сероводородом. После удаления сульфида меди дикетон перегоняют или кристаллизуют из подходящего растворителя. Выход 40-80%.

Основными недостатками данного метода является сложность и многостадийность синтеза, а также большие затраты времени.

Известен способ получения фторсодержащих β-дикетонов [J.C.Reid, M.Cal. J.Amer. Chem. Soc. 1950, 72 N 7, p.2948-2952], где качестве конденсирующего агента используют алкоголяты натрия, в котором аналогично описанному выше способу этиловый эфир трифторуксусной кислоты конденсируют с ацетатом. Реакционную массу упаривают досуха, нагревая на масляной бане до 90°C в течение 12 часов при пониженном давлении. Полученную натриевую соль обрабатывают 10%-ной серной кислотой до получения β-дикетона, промывают водой и экстрагируют диэтиловым эфиром. Для очистки β-дикетон переводят в медный хелат, обрабатывая ацетатом меди, медный хелат очищают, разлагают сероводородом или 10%-ной серной кислотой. β-Дикетон перегоняют с паром. Выходы 4-80%.

Недостатками данного способа являются значительные затраты времени, многостадийность, необходимость длительного выдерживания реакционной массы при температуре 90°С, что недопустимо при получении тетракетонов, так как приводит к осмолению продуктов.

Известен способ получения фторсодержащих β-дикетонов [К.С.Joshi, V.N.Pathak. Indian Journal of Chemistry, 10, N 5, p.930-935], где в качестве конденсирующего агента используют амид натрия, а в качестве растворителя - диэтиловый эфир. Реакцию проводят аналогично вышеописанным способом. К суспензии амида натрия в абсолютном диэтиловом эфире при перемешивании добавляют раствор фторированного кетона в абсолютном диэтиловом эфире. Через 10 мин добавляют расчетное количество сложного эфира фтор-карбоновой кислоты в 50 мл абсолютного диэтилового эфира. Реакционную массу перемешивают при нагревании в течение 2 часов, диэтиловый эфир отгоняют. Остаток представляет собой натриевую соль фторсодержащего β-дикетона. К нему добавляют воду, обрабатывают ацетатом меди, переводя β-дикетон в медный хелат. Свободный β-дикетон выделяют, обрабатывая медный хелат 10%-ным раствором серной кислоты и экстрагируя диэтиловым эфиром. Полученный β-дикетон перегоняют при пониженном давлении или кристаллизуют из подходящего растворителя. Выход 10-85%.

Недостатками этого способа являются также многостадийность синтеза, использование пожароопасного диэтилового эфира в качестве растворителя, кроме того, по данному способу получить тетракетоны не удалось.

Наиболее близким является способ получения фторсодержащих тетракетонов [К.И.Пашкевич, В.И. Салоутин, академик И.Я. Постовский. Полифторированные тетракетоны. Доклады АН СССР 1977, т.234. №3], полученных конденсацией диэфиров перфторадипиновой и перфторянтарной кислот с ацетоном и ацетофеноном. Авторы указывают на использование для получения тетракетонов методики [A.Henne, M.Newman, L.L.Quill, R.A. Staniforth J. Amer. Chem. Soc, 1947, 69, N 5, p.1819-20].

Однако получить заявляемые тетракетоны по данному способу не удалось.

Техническим результатом предлагаемого способа является расширение арсенала фторсодержащих тетракетонов, полученных с высоким выходом в одну стадию.

Технический результат достигается способом получения фторсодержащих тетракетонов общей формулы

где I) R1=CHCH(СН3)2; R2=СН3;

II) R1=CH2; R2=Ph;

III) R1=СНСН2СН3; R2=Ph

взаимодействием сложного диэфира перфтордикарбоновой кислоты с алкил-кетоном в присутствии гидрида натрия, в среде органического растворителя, отличающимся тем, что в качестве сложного диэфира перфтордикарбоновой кислоты используют диметиловый эфир перфтордодекандикарбоновой кислоты, в качестве алкилкетона используют ацетофенон, метилизобутилкетон или пропилфенилкетон, при этом процесс осуществляют в присутствии катализатора эфира дибензо-24-краун-8, при мольном соотношении реагентов сложный диэфир перфтордикарбоновой кислоты: алкилкетон: гидрид натрия: катализатор, равном 1: (2-3,5): 1: (0,00025-0,0005).

где I) R1=CHCH(CH3)2; R2=CH3;

II) R1=CH2; R2=Ph;

III) R1=CHCH2CH3; R2=Ph.

Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом способе получения фторсодержащих тетракетонов взаимодействие диметилового эфира перфтордодекандикарбоновой кислоты с соответствующим алкилкетоном проводят в присутствии гидрида натрия и эфира дибензо-24-краун-8 при мольном соотношении реагентов 1:(2-3,5):1:(0,00025-0,0005).

В качестве растворителя используют тетрагидрофуран, в котором растворимы исходные вещества, он инертен и малотоксичен. Предложенный способ позволяет получить фторсодержащие тетракетоны в одну стадию с высоким выходом.

Технология способа заключается в следующем: в раствор гидрида натрия в тетрагидрофуране (ТГФ) в среде инертного газа при постоянном перемешивании при температуре 10°С дозируют диметиловый эфир перфтордодекандикарбоновой кислоты. Перемешивание ведут 0,5 ч. Затем при перемешивании прибавляют смесь алкилкетона и эфира дибензо-24-краун-8 в ТГФ при мольном соотношении реагентов 1:(2-3,5):1:(0,00025-0,0005). Реакционную смесь оставляют на ночь при комнатной температуре. Затем нагревают (на водяной бане t=60-70°C) и выдерживают в течение 2-3 ч. Охлаждают и прибавляют 10% раствор серной кислоты. Органический слой отделяют и сушат безводным сульфатом натрия. Растворитель отгоняют в вакууме, а продукт кристаллизуют из подходящего растворителя. Контроль за ходом реакции с помощью ТСХ на пластинках Silufol UV-254. Состав и структуру полученных продуктов устанавливали с помощью данных элементного анализа, ИК и ПМР-спектроскопии, масс-спектрометрии.

Пример 1.

К раствору 1,2 г (0,05 молей) гидрида натрия в ТГФ при температуре 10°С в среде инертного газа (азот) при постоянном перемешивании прибавляют 30,9 г (0,05 молей) диметилового эфира перфтордодекандикарбоновой кислоты. Перемешивание ведут 0,5 ч. Затем при перемешивании прибавляют 6 г (0,10 молей) ацетофенона и 0,15 г (0.33×10-3 моль)эфира дибензо-24-краун-8. Реагенты смешивают в мольном соотношении: сложный диэфир перфтордикарбоновой кислоты : алкилкетон : гидрид натрия : катализатор, равном 1:2:1:0,00033. Реакционную смесь оставляют на ночь. Затем нагревают (на водяной бане t=60-70°C) в течение 2-3 ч. Охлаждают, прибавляют раствор 2,5 мл серной кислоты в 20 мл воды. Органический слой отделяют, нейтрализуют и сушат безводным сульфатом натрия. Растворитель отгоняют в вакууме. Осадок кристаллизуют из пентана. Выход 1,16-дифенил-3-(декапер-фторметилен)гексадекан-1,3,11,1 6-тетрона(II) 25,0 г (63%). ИК-спектр (ν, см-1): 1804 (RFC=O), 1730 (RC=O), 1636 (С=O…Н), 3424 (ОН), 1030-1342 (CF). Спектр ЯМР 1Н (d-ДМСО, м.д., δ): 7,40 (с, 1H, СН), 7,23-7,89 (м, 5Н, С6Н5), 15,1 (с, 1Н, ОН).

Пример 2.

Аналогично из 1,2 г (0,050 молей) гидрида натрия, 30,9 г (0,05 молей) диметилового эфира перфтордодекандикарбоновой кислоты, 5 г (0.10 молей) метилизобутилкетона и 0,15 г эфира дибензо-24-краун-8. Реагенты смешивали в мольном соотношении: сложный диэфир перфтордикарбоновой кислоты: алкилкетон : гидрид натрия : катализатор, равном 1:2:1:0,00033. Выход 3,16-диизопропил-4-(декаперфторметилен)октадекан-2,4,15,17-тетрона(1) 25,2 г (67%). ИК-спектр (ν, см-1): 1805 (RFC=O), 1732 (RC=O), 1640 (С=O…Н), 3424 (ОН), 1060-1300 (CF). Спектр ЯМР 1Н (d-ДМСО, м.д., δ): 1,19 (м, 6Н, 2СН3), 2,14 (с, 3Н, СН3), 13,1 (с, 1H, ОН).

Пример 3.

Аналогично из 1,2 г (0,05 молей) гидрида натрия, 30,9 г (0,05 молей) диметилового эфира перфтордодекандикарбоновой кислоты, 7,4 г (0.10 молей) фенилпропилкетона и 0,15 г эфира дибензо-24-краун-8. Реагенты смешивали в мольном соотношении: сложный диэфир перфтордикарбоновой кислоты : алкилкетон : гидрид натрия : катализатор, равном 1:2:1:0,00033.

Выход 2,15-диэтил-1,16-дифенил-3-(декаперфторметилен)октадекан-2,4,15,17-тетрона(1H) 29,3 г (69%).

ИК-спектр (ν, см-1): 1804 (RFC=O), 1726 (R С=О), 1634 (С=О…Н), 3568 (ОН), 1084-1360 (CF). Спектр ЯМР 1Н (d-ДМСО, м.д., δ): 1,20 (т, 3Н, СН3), 2,04 (м, 2Н, СН2), 6,84-6,94 (м, 5Н, С6Н5), 14,8 (с, 1Н, ОН).

Для определения оптимальных условий проведения реакции были проведены опыты по примеру 1, результаты опытов приведены в таблице.

Исходные вещества Выход, %
№ опыта Диметиловый эфир перфтордодекандикарбоновой кислоты, молей Алкилкетон, молей Краун-эфир (катализатор), молей* 10-3 Гидрид натрия, молей
1 0.05 (II) 0,100 0,335 0,05 63
2 0,05 (I) 0,100 0,335 0,05 67
3 0,05 (III) 0,100 0,335 0,05 69
4 0,05 (II) 0,175 0,335 0,05 71
5 0,05(II) 0,125 0,670 0,05 69
6 0,05 (II) 0,125 0,250 0,05 65
7 0,05 (I) 0,100 0,500 0,05 70
8 0,05 (II) 0,150 0,500 0,05 73
9 0,05 (III) 0,050 - 0,05 Тетракетон выделить не удалось

Из таблицы видно, что без применения краун-эфира получить тетракетон не удается. Увеличение количества катализатора - краун-эфира до 0,30 г (0,00067 молей) (опыт 5) не приводит к увеличению выхода поликетона, поэтому нецелесообразно. Таким образом, оптимальным является мольное соотношение реагентов сложный диэфир перфтордикарбоновой кислоты : алкилкетон : гидрид натрия : катализатор, равное 1:(2-3,5):1:(0,00025-0,0005).

Способ получения фторсодержащих тетракетонов общей формулы:

где I) R1=СНСН(СН3)2; R2=СН3;
II) R1=CH2; R2=Ph
III) R1=CHCH2CH3; R2=Ph
взаимодействием сложного диэфира перфтордикарбоновой кислоты с алкилкетоном в присутствии гидрида натрия, в среде органического растворителя, отличающийся тем, что в качестве сложного диэфира перфтордикарбоновой кислоты используют диметиловый эфир перфтордодекандикарбоновой кислоты, в качестве алкилкетона используют: ацетофенон, метилизобутилкетон или пропилфенилкетон, при этом процесс осуществляют в присутствии катализатора эфира дибензо-24-краун-8, при мольном соотношении реагентов сложный диэфир перфтордикарбоновой кислоты: алкилкетон: гидрид натрия: катализатор, равном 1:(2-3,5):1:(0,00025-0,0005).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения м-хлорбензофенона, который используется в качестве промежуточного продукта в синтезе оригинального антиконвульсанта «галодиф» (м-хлорбензгидрилмочевина).

Изобретение относится к способу получения 1-(4-хлорфенил)-2-циклопропилпропан-1-она (I), который является промежуточным продуктом для получения биологически активных веществ, а также к способу получения 1-(4-хлорфенил)-2-метил-3-бутен-1-она (II) - промежуточного продукта для получения 1-(4-хлорфенил)-2-циклопропилпропан-1-она.

Изобретение относится к новым фотоинициаторам, способам их получения, а также композициям, отверждаемым излучением, и применению этих композиций при изготовлении покрытий.

Изобретение относится к твердым формованным катализаторам, легко отделяемым от реагентов и повторно используемым в реакциях алкилирования, этерификации и изомеризации.

Изобретение относится к 1,3-циклогександионам, а также к средству защиты растений, конкретно к гербицидной композиции и способу борьбы с нежелательной растительностью.

Изобретение относится к способу получения дигидрата 1,1,1,5,5,5-гексафторацетилацетона, который является исходным соединением для получения низкокипящих хелатов металлов, используемых для разделения изотопов, производства электрических плат, полифторированных гетероциклических соединений: пиразолов, изоксазолов, пиримидинов и т.п.

Изобретение относится к способу получения фторированного кетона нижеследующей формулы (5), который включает реакцию соединения нижеследующей формулы (3), имеющего содержание фтора по крайней мере 30 вес.%, с фтором в жидкой фазе, содержащей растворитель, выбранный из группы, состоящей из перфторалкана, перфторированного сложного эфира, перфторированного простого полиэфира, хлорфторуглеводорода, простого хлорфторполиэфира, перфторалкиламина, инертной жидкости, соединения нижеследующей формулы (2), соединения нижеследующей формулы (4), соединения нижеследующей формулы (5) и соединения нижеследующей формулы (6), с получением соединения нижеследующей формулы (4), а затем подвергание сложноэфирной связи в соединении формулы (4) реакции диссоциации в присутствии KF, NaF или активированного угля и при отсутствии растворителя: где группа RA представляет собой алкильную группу, частично галогенированную алкильную группу, содержащую образующий простой эфир кислородный атом алкильную группу или частично галогенированную содержащую образующий простой эфир кислородный атом алкильную группу, где каждая из указанных групп содержит от 1 до 10 атомов углерода;группа R AF, содержащая от 1 до 10 атомов углерода, является группой RA, которая была перфторирована;группа R B представляет собой алкильную группу, частично галогенированную алкильную группу, содержащую образующий простой эфир кислородный атом алкильную группу или частично галогенированную содержащую образующий простой эфир кислородный атом алкильную группу, где каждая из указанных групп содержит от 1 до 10 атомов углерода; группа RBF, содержащая от 1 до 10 атомов углерода, является группой RB, которая была перфторирована; группы RC и RCF являются одинаковыми, и каждая из групп RC и RCF содержит от 2 до 10 атомов углерода и представляет собой алкильную группу, частично галогенированную алкильную группу, содержащую образующий простой эфир кислородный атом алкильную группу или частично галогенированную содержащую образующий простой эфир кислородный атом алкильную группу, каждая из которых была перфторирована;или где группы RA и RB связаны друг с другом с образованием алкиленовой группы, частично галогенированной алкиленовой группы, содержащей образующий простой эфир кислородный атом алкиленовой группы или частично галогенированной содержащей образующий простой эфир кислородный атом алкиленовой группы, где каждая из указанных групп содержит от 3 до 6 атомов углерода; каждая из групп R AF и RBF является перфторированной группой, образованной RA и RB, и каждая из них содержит от 3 до 6 атомов углерода; и группы RC и RCF являются одинаковыми, и каждая из групп RC и R CF содержит от 2 до 10 атомов углерода ипредставляет собой алкильную группу, частично галогенированную алкильную группу, содержащую образующий простой эфир кислородный атом алкильную группу или частично галогенированную содержащую образующий простой эфир кислородный атом алкильную группу, каждая из которых была перфторирована.

Изобретение относится к способу получения гексафторацетона, применяемого для модификации этилен-тетрафторэтиленового сополимера, при получении смазочных материалов, гидравлических жидкостей и ряда других ценных фторорганических продуктов.

Изобретение относится к способу получения гексафторацетона, применяемого для получения ряда ценных фторорганических продуктов. .
Изобретение относится к органической химии, а именно к получению гексафторацетона, используемого в производстве фторорганических мономеров, сополимеров, лекарственных средств.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения полифторалкилметилкетонов, являющихся промежуточными органическими соединениями, используемыми в химической и фармацевтической промышленности.

Изобретение относится к органической химии, а именно к усовершенствованному способу получения фторсодержащих -дикетонов общей формулы I где Rf CF3.C8F17; HCF2, H(CF2)2. .

Изобретение относится к области органической химии, а именно к усовершенствованному способу получения фторалкилсодержащих --гидроксикетонов общей формулы 1 где Rf= CF3(a), C4F9(б), Н(CF2)4(в), C6F13(r), которые являются ценными интермедиатами для синтеза фторсодержащих ,-енонов, a, -эпоксикетонов, a-бром-b--гидроксикетонов, --меркаптокетонов, -- аминокетонов, ,-азиридинкетонов, a,-дибромкетонов, a-бром, a,-eнонов.

Изобретение относится к химии фторорганических соединений, в частности к химии перфторкетонов, а именно к получению тригидрата гексафторацетона (ГФА), имеющего формулу CF3 CO-CF33H2O.
Наверх