Способ получения (е)-4-фенил-3-бутен-2-она

Изобретение относится к способу получения (Е)-4-фенил-3-бутен-2-она (бензальацетона) (I), который может быть использован в качестве вкусовой и ароматической добавки в пищевой промышленности и в парфюмерии. Способ заключатся во взаимодействии стирола и уксусного ангидрида в присутствии мезопористого алюмосиликата (мольное соотношение SiO2/Al2O3=80) при мольном соотношении стирол:уксусный ангидрид = 1:2÷4, температуре 120-130°С и массовом содержании катализатора 10-50% мас. (в расчете на смесь стирола с уксусным ангидридом, взятых в мольном отношении 1:1). Предлагаемое изобретение позволяет простым и малозатратным способом получить целевой продукт. 6 пр., 1 табл.

 

Изобретение относится к области органического синтеза, конкретно к синтезу (Е)-4-фенил-3-бутен-2-она (бензальацетона) (I).

Бензальацетон (I) имеет широкий спектр промышленного применения и используется в качестве вкусовых и ароматических добавок в пищевой промышленности и в парфюмерии [J-M Sauer et al. Drug Metabolism and disposition, vol.25, №.10, p.1184-1190, 1997]; применяется в качестве промежуточного продукта для получения коричной кислоты и бензилацетона (ценный парфюмерный продукт с запахом земляники и жасмина) [Заявка US 2002/0055656 A1, 2002]. Замещенные (Е)-4-фенил-3-бутен-2-оны проявляют противовоспалительную, противовирусную и антиоксидантную активность и применяются в фармацевтической промышленности [G.Elias and M.N.A.Rao. European Journal of Medicinal Chemistry, vol.23 (4), p.379-380, 1988; P.C.Kuo et al. Arch. Pharm. Res, vol.28, №5, p.518-528, 2005; M.L.Edwards et al. J. Med. Chem., vol. 26, №3, 1983].

Известен способ получения бензальацетона ферментативным восстановлением 4-фенил-3-бутин-2-она, при помощи редуктазы OYE в присутствии никотинамидадениндинуклеотидфосфата (NADPH), этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) в изопропаноле при рН 6,8, 30°C в течение 1 ч при перемешивании. Реакционную смесь экстрагировали хлороформом. Выход продукта не указан [Заявка US 2010/0009421 А1, 2010].

Известен ряд работ, относящихся к способу получения производного бензальацетона 4-(4-гидроксифенил)-бутен-2-она (II), в литературе называемого также «бензальацетон» [H. Morita et al. PNAS, vol. 107, №2, p.669-673, 2010; Y. Shimokawa et al., Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, Vol.20, (17), p.5099-5103, 2010; Патент GB 2416770, 2006; D. Zheng, G. Hrazdina. Archives of Biochemistry and Biophysics, 470, p.139-145, 2008.]. Синтез 4-(4-гидроксифенил)-бутен-2-она (II) осуществляют ферментативными методами, а именно конденсацией ферментов 4-кумарил-КоА и молонил-КоА, где 4-кумарил-КоА - остаток кумаровой кислоты + кофермент А, состоящей из остатка адениловой кислоты (1), которая связана пирофосфатной группой (2) с остатком пантотеновой кислоты с молонил-КоА(malonyl-CoA); молонил-КоА - остаток малоновой кислоты + Кофермент А. Образовавшийся в ходе конденсации дикетид (III) далее декарбоксилируют и получают 4-(4-гидроксифенил)-бутен-2-он (II).

Ферментативные методы синтеза могут быть альтернативой химическим методам, но в настоящее время эти методы недостаточно разработаны.

Известен способ получения бензальацетона по реакции Кляйзена-Шмидта - конденсацией бензальдегида с ацетоном в присутствии сильных оснований.

Согласно методике, приведенной в [A.Sethi. Systematic Lab Experiments in organic Chemistry, p.699, 2003; S.Gokksu et al. Turk J. Chem., vol.27, p.31-34, 2003; M.L.Edwards et al. J. Med. Chem., vol.26, №3, 1983] синтез бензальацетона (I) осуществляют следующим образом: в колбу емкостью 100 мл, снабженную мешалкой и термометром, приливают 10 мл свежеперегнанного бензальдегида и 20 мл ацетона (значительный избыток ацетона приливают для уменьшения образования дибензальацетона). Колбу с реакционной массой держат в холодной водяной бане, затем по каплям при перемешивании добавляют 2,5 мл 10%-ного раствора гидроксида натрия, так чтобы температура реакционной смеси не поднималась выше 30°C. Потом смесь перемешивают в течение 2 ч при комнатной температуре. После окончания реакции реакционную массу нейтрализуют и разделяют перегонкой в вакууме. Выход целевого продукта составляет 10 г (68,4%).

К недостаткам данного способа можно отнести использование растворов едкого натра и соляной кислоты, необходимость стадии нейтрализации, отмывки реакционной смеси, утилизацию больших объемов сточных вод, коррозию оборудования и тд.

В работе [S.Handayani, I.S.Arty. Journal of Physical Science, vol.19, p.61-68, 2008] бензальацетон (I) получают также конденсацией Кляйзена-Шмидта, но по другой методике, которая заключается в том, что в предварительно подготовленный спиртовый раствор (этанол:вода = 1:1) гидроксида натрия, содержащего 0,05 моль NaOH, добавляют бензальдегид (0,02 моль) и перемешивают 10 мин, после этого в смесь приливают по каплям ацетон (0,02 моль) и перемешивают в течение 30 мин. Затем к реакционной массе приливают воду и фильтруют. Дальше продукт очищают перекристаллизацией в этаноле и высушивают. Выход продукта (I) составляет 82%.

Недостатки этого метода: использование большого количества щелочи, что приводит к появлению стадии нейтрализации и отмывки продукта реакции, а также применение большого количества растворителя (этанола) и необходимость его регенерации.

Задачей настоящего изобретения является упрощение способа получения бензальацетона (I).

Решение этой задачи достигается тем, что способ получения бензальацетона (I) осуществляют взаимодействием стирола и уксусного ангидрида в присутствии мезопористого алюмосиликатного катализатора. Реакцию проводят при 120-130°C, количестве катализатора 10-50% мас. (в расчете на смесь стирола с уксусным ангидридом, взятых в мольном отношении 1:1) и мольном соотношении стирол:уксусный ангидрид, равном 1:2÷4. Конверсия стирола составляет 86,2-99%. Селективность образования целевого продукта 56,5-100%. Реакция проходит по схеме:

Катализатор представляет собой мезопористый алюмосиликат с мольным соотношением SiO2/Al2O3=80.

Элементосиликаты известны как активные катализаторы разнообразных реакций: изомеризации парафинов и нафтенов, алкилирования ароматических соединений, гидрокрекинга и др.

Титаносиликатный катализатор, известный как TS-1, используется в промышленном процессе окисления фенола пероксидом водорода.

Использование элементосиликатов для получения бензальацетона не известно.

Преимущества предлагаемого способа:

1. Малостадийность.

2. Отсутствие гидроксида натрия.

3. Отсутствие кислых и щелочных стоков.

4. Отсутствие растворителей.

5. Алюмосиликатный катализатор легко отделяется от реакционной массы и регенерируется, может использоваться многократно.

6. Снижение себестоимости и упрощение технологии за счет уменьшения энерго- и трудозатрат.

Предлагаемый способ получения бензальацетона (I) осуществляют следующим образом.

Используют мезопористый алюмосиликатный катализатор, синтезированный по методике, описанной в патенте [пат. РФ 2422361, 2011].

Для получения катализатора смешивают раствор нитрата алюминия в этаноле со спиртовым раствором этилсиликата-40; упаривают раствор с образованием суспензии; обрабатывают полученный продукт аммиачной водой; образовавшуюся пасту сушат вначале на воздухе при 100-150°C, а затем при 500-650°C. Получают мезопористый алюмосиликатный катализатор, характеристики которого приведены в таблице.

Атомное соотношение элементов Si:Al=100:2,5
Насыпная плотность, г/см3 0,26
Удельная поверхность, м2 397,0
Объем пор по парам бензола, см3 0,71
Объем пор по парам гептана, см3 0,98
Объем пор по парам воды, см3 0,06
Распределение пор по радиусу 4 нм

Синтез бензальацетона проводят в периодическом термостатированном реакторе. В реактор помещают стирол, уксусный ангидрид и катализатор, после чего нагревают до заданной температуры при непрерывном перемешивании реакционной массы. После окончания реакции реакционную массу отделяют от катализатора фильтрованием и перегоняют под вакуумом.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Синтез проводят в трехгорлой колбе, снабженной термометром, мешалкой, холодильником. В колбу помещают 1,2 мл (0,01 моль) стирола, 3,8 мл (0,04 моль) уксусного ангидрида, 0,41 г катализатора и нагревают до 120°C. Реакционную массу непрерывно перемешивают в течение 10 ч. После окончания реакции реакционную массу отделяют от катализатора фильтрованием и перегоняют под вакуумом. Целевой продукт - бензальацетон выделяют при 90°C/5 мм рт.ст. Конверсия стирола составляет 95,6%, селективность образования бензальацетона 86,7%.

Примеры 2-6 аналогично примеру 1. Условия и результаты примеров представлены в таблице.

Таблица
Получение бензальацетона
№ п/п Условия реакции Конверсия стирола, мас.% Селективность, %
Количество катализатора, мас.% Т, °C τ, ч стирол:уксусный ангидрид, моль
1 20 120 10 1:4 95,6 86,7
2 20 130 7 1:4 92,0 100
3 20 130 10 1:4 97,5 88,9
4 50 130 7 1:4 99,0 95,1
5 20 130 7 1:2 87,2 56,5
6 10 130 10 1:4 86,2 63,4

Способ получения (Е)-4-фенил-3-бутен-2-она, характеризующийся тем, что взаимодействие стирола и уксусного ангидрида проводят в присутствии мезопористого алюмосиликата (мольное соотношение SiO2/Al2O3=80) при мольном соотношении стирол:уксусный ангидрид = 1:2-4, температуре 120-130°С, массовом содержании катализатора 10-50% (в расчете на смесь стирола с уксусным ангидридом, взятых в мольном отношении 1:1).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения (Е)-4-фенил-3-бутен-2-она (бензальацетона) (I), который может быть использован в качестве вкусовой и ароматической добавки в пищевой промышленности и в парфюмерии.

Изобретение относится к химии производных халкона, используемых в синтезе биологически активных веществ, а именно к способу получения халконов на основе м-феноксибензальдегида общей формулы: где R=H, Br, Cl, NO2.

Изобретение относится к новым производным бутадиена формулы (1-а), где кольцо А представляет пиридиновое, пиримидиновое или бензольное кольцо, которое может быть необязательно замещено; кольцо В представляет пиридиновое, оксозамещенное пиридиновое, пиримидиновое, бензольное или C1-4-алкилендиоксизамещенное бензольное кольцо; R1 представляет C1-6-алкил; R2 представляет водород; -COR32 представляет C2-7-алкоксикарбонил и т.д.; -COR42 представляет карбоксильную группу и т.д., или его фармацевтически приемлемые соли; производные амидобутадиена формулы (1-b), где значения А, В, R1, R2, -COR32 указаны выше, -COR43 представляет карбамоильную группу, которая может быть необязательно замещена и т.д., или его фармацевтически приемлемые соли; производное пирролидина формулы (2), где А, В, R1, R2 указаны выше, R5 представляет пиридилзамещенную C1-6-алкильную группу и т.д., или его фармацевтически приемлемая соль.

Изобретение относится к синтетической органической химии, а именно к способам получения , ненасыщенных карбонильных соединений ароматического и гетероциклического рядов, многие из которых биологически активны, а также широко применяются в качестве полуфабрикатов для синтеза разнообразных гетероциклических и иных труднодоступных соединений.

Изобретение относится к ненасыщенным кетонам, в частности к получению α-ацетиленовых кетонов ф-лы CH<SB POS="POST">3</SB>-C(O)-C=C-R, где R=PH, CH<SB POS="POST">2</SB>OH, которые используются в качестве полупродуктов в органическом синтезе.

Изобретение относится к способу получения (Е)-4-фенил-3-бутен-2-она (бензальацетона) (I), который может быть использован в качестве вкусовой и ароматической добавки в пищевой промышленности и в парфюмерии.

Изобретение относится к способу получения соединения формулы (I), включающему взаимодействие соединения формулы (II) с соединением формулы (III) в присутствии катализатора, выбранного из катионных комплексов двухвалентного рутения, и полярного органического растворителя.

Изобретение относится к способу получения (Е)-4-фенил-3-бутен-2-она (бензальацетона) (I), который может быть использован в качестве вкусовой и ароматической добавки в пищевой промышленности и в парфюмерии.

Изобретение относится к химии производных дифенилоксида, а именно к новым 3-феноксифенилсодержащим 1,3-дикетонам, промежуточным соединениям в синтезах широкого спектра веществ, обладающих биологической активностью, общей формулы например, в качестве исходных соединений для получения их хелатных комплексов с ионами меди (II) общей формулы которые представляют интерес в качестве экстрагентов, аналитических реагентов РЗЭ, важнейших полупродуктов в синтезе вероятных биологически активных веществ.

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

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 2,6-ди(3,3',5,5'-ди-трет-бутил-4,4'-оксибензил)-циклогексан-1-она, используемого в качестве стабилизатора полиолефинов и низконепредельных карбоцепных каучуков.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 5-[(4-хлорфенил)метил]-2,2-диметилциклопентанона и включает: взаимодействие метилового эфира 1-[(4-хлорфенил)метил]-3-метил-2-оксоциклопентанкарбоновой кислоты или этилового эфира 1-[(4-хлорфенил)метил]-3-метил-2-оксоциклопентанкарбоновой кислоты с гидридом натрия и метилгалогенидом, причем количество гидрида натрия составляет 1,0-1,3 моля на один моль соответствующего эфира, а количество используемого метилгалогенида составляет 1,0-1,3 моля на один моль исходного эфира, гидролиз полученного метилового эфира 1-[(4-хлорфенил)метил]-3,3-диметил-2-оксоциклопентанкарбоновой кислоты или этилового эфира 1-[(4-хлорфенил)метил]-3,3-диметил-2-оксоциклопентанкарбоновой кислоты.

Изобретение относится к способу получения -4-фенил-3-бутен-2-она, который может быть использован в качестве вкусовой и ароматической добавки в пищевой промышленности и в парфюмерии

Наверх