Способ получения цис-вербенола

Изобретение относится к улучшенному способу получения цис-вербенола, включающему восстановление вербенона восстановителем в органической среде и выделение целевого продукта. При этом в качестве восстановителя используют диизобутилалюминийгидрид (ДИБАГ), взятый в мольном соотношении вербенон:ДИБАГ, равном 1:1,8-2,2, а в качестве органического растворителя - дихлорметан, процесс ведут при температурах минус 78°С - минус 65°С в течение 90-120 мин, а выделение целевого продукта проводят путем обработки реакционной смеси водой, взятой в количестве 300-400% от стехиометрически необходимого на разложение избытка ДИБАГ, отделения осадка и его промывки дихлорметаном, удаления остатков воды из фильтрата над сульфатом натрия и упариванием органического растворителя при пониженном давлении. Способ позволяет повысить стереоселективность реакции и увеличить выход целевого продукта. 1 табл.

 

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения цис-вербенола - основного компонента агрегационного феромона короедов Ips и лубоедов Dendroctonus.

Описан способ получения цис-вербенола [патент US №2972632, кл. С11В 9/00; С07С 45/51; С07С 45/85; опубл. 21.02.1961], включающий восстановление вербенона изопропилатом алюминия до смеси, содержащей примерно 13% непревращенного исходного вербенона, вербенил-изопропиловый эфир и транс-вербенол. На основании данных, приведенных в патенте, нельзя сделать достоверный вывод о выходе цис-вербенола. Для получения чистого образца цис-вербенола необходимо осуществить фракционную перегонку, кристаллизацию, центрифугирование и повторную перекристаллизацию продуктов восстановления, что и является его главными недостатками.

Известен способ получения цис-вербенола [С.А. Reece, J.O. Rodin, K.G. Brownlee, W.G. Duncan, R.M. Silverstein, Tetrahedron, V.24, 1968, p.4249-4256], включающий восстановление вербенона борогидридом натрия в изопропиловом спирте при температуре 25°С и последующую перегонку продуктов реакции. Выход цис-вербенола составил 47%. Чистый образец спирта, полученный препаративной газожидкостной хроматографией (ГЖХ) имеет температуру плавления (tпл) 69°С, угол оптического вращения при температуре 21°С при 2,5% концентрации в ацетоне [ α ] D 21 = + 7,6 ± 1,3 (с 2,5, (СН3)2СО). Недостатками указанного способа являются использование неселективного восстановителя, невысокий выход целевого спирта и применение препаративной ГЖХ для выделения конечного продукта в чистом виде.

Описан способ получения цис-вербенола [патент CSSR, №239411, кл. С07С 35/28; опубл. 13.06.1985], включающий восстановление вербенона бис(2-метоксиэтокси)алюмогидридом натрия в среде безводного гептана при температуре 35°С в течение 3,5 ч с выходом 53,5%. Из полученной массы методом перекристаллизации выделен цис-вербенол с tпл 70-71°С, (с 1,0, СН3ОН). Авторы не указывают на соотношение образующихся изомерных спиртов, но известно, что восстановительные свойства бис(2-метоксиэтокси)алюмогидрида натрия подобны свойствам литийалюминийгидрида и при восстановлении им вербенона образуется до 18% транс-вербенола [A.F. Regan. The preparation and stereochemistry of the verbanols and verbanones, Tetrahedron, V.25, 1969, p.3801-3805]. Недостатками данного способа являются использование неселективного восстановителя и, как следствие, образование смеси насыщенных изомерных спиртов - цис- и транс-вербанолов, низкий выход целевого спирта и применение метода перекристаллизации для выделения конечного продукта в чистом виде.

Известен способ получения цис-вербенола [патент CSSR №215485, кл. С07С 13/42; опубл. 30.10.1981], включающий восстановление вербенона литийалюминийгидридом в среде диэтилового эфира при температуре кипения последнего, кристаллизацию целевого продукта из петролейного эфира при минус 25°С и последующее вымораживание при минус 80°С. Выход спирта составил 59% в расчете на исходный кетон, причем идет образование изомерного транс-вербенола. Полученные кристаллы имеют tпл 69-71°С, [ α ] D 24 + 8,3 (с 1,0, СН3ОН), [ α ] D 24 = 13,1 (с 0,5, CHCl3). Недостатками данного способа являются низкий выход целевого спирта и применение перекристаллизации и вымораживания для выделения конечного продукта в чистом виде.

Описан способ получения цис-вербенола [М.А. Cooper, J.R. Salmon, D. Whittaker, U. Scheiclegger, Stereochemistry of the verbenols, J. Chem. Soc (B), 1967, 1259-1261], включающий восстановление вербенона литийалюминийгидридом при 0°С до смеси, содержащей 86% цис- и 14% транс-вербенолов, перекристаллизацию из пентана и последующую возгонку. Полученные кристаллы содержат по ГЖХ 98,7% цис-вербенола, имеют tпл 68-70°С, [ α ] D 22 = 16,0 . Недостатком известного способа является низкий выход целевого продукта.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения цис-вербенола [патент РФ, №2189967, кл. С07С 29/143, С07С 35/28, опубл. 27.09.2002], включающий восстановление вербенона восстановителем в среде органического растворителя и выделение целевого продукта, при этом в качестве восстановителя используют натрийборогидрид, модифицированный солями церия (III), а в качестве органического растворителя используют 40%-ный водный раствор этанола или изопропанола, или 96%-ный этанол и процесс ведут при температуре ниже 0°С. В результате образуется кристаллическая масса, содержащая 89,4% цис-вербенола, 3,9% транс-вербенола, 4,8% вербанола, 0,2% вербенона. При перекристаллизации из гексана получен цис-вербенол 97,5%-ной чистоты по ГЖХ, tпл 62-63°С, [ α ] D 29 = 12,9 (с 0,92, CH3CH2OH), [ α ] D 29 = + 10,1 (с 0,98, CHCl3). Недостатками указанного способа являются использование неселективного восстановителя и необходимость его дополнительной модификации, низкая стереоселективность реакции, сложность технологического процесса, включающего стадии перекристаллизации продуктов восстановления.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения цис-вербенола, позволяющего повысить стереоселективность реакции восстановления вербенона и увеличить выход цис-вербенола.

Поставленная задача достигается в предлагаемом способе получения цис-вербенола, включающем восстановление вербенона восстановителем в органической среде, при этом в качестве восстановителя используют диизобутилалюминийгидрид (ДИБАГ), в качестве органического растворителя - дихлорметан, и процесс ведут при температурах минус 78°С-минус 65°С. Выделение целевого продукта проводят путем обработки реакционной смеси водой, взятой в количестве 300-400% от стехиометрически необходимого на разложение избытка ДИБАГ, отделения осадка и его промывки дихлорметаном, удаления остатков воды из фильтрата над сульфатом натрия и упариванием органического растворителя под пониженным давлением.

Осуществление способа поясняется следующей схемой.

Применение в качестве восстановителя ДИБАГ, имеющего объемные заместители, и проведение процесса восстановления при низких температурах обеспечивает стереоселективность процесса.

Пример 1. В трехгорлой колбе объемом 50 мл, снабженной термометром, капельной воронкой и механической мешалкой, в инертной атмосфере аргона растворяют 0,40 г (2,63 ммоль) вербенона [99,0% чистоты по данным ГЖХ] в 12 мл дихлорметана и добавляют 1,03 г 73%-ного раствора (0,75 г, 5,29 ммоль) ДИБАГ в толуоле при температуре минус 70°С. Мольное соотношение реагирующих веществ вербенон:ДИБАГ=1:2,0. Реакционную смесь перемешивают 120 мин при данной температуре. Для восстановления вербенона расходуется 0,40 г (2,82 ммоль) ДИБАГ. Далее к реакционной смеси приливают 0,5 г дистиллированной воды для разложения избытка ДИБАГ (0,35 г, 2,47 моль) с образованием гидроксида алюминия. Количество воды взято из расчета 380% от стехиометрически необходимого количества на разложение избытка ДИБАГ. Выделившийся осадок гидроксида алюминия отфильтровывают, осадок промывают дихлорметаном. Из фильтрата остатки воды удаляют с использованием сульфата натрия в качестве осушителя, далее органический растворитель упаривают под пониженном давлением (20 мм рт.ст.). Получают 0,36 г целевого продукта в виде кристаллической массы. Продукт по данным ГЖХ содержит 99,4% цис-вербенола (tпл 66-67°C, [ α ] D 25 = + 2,3 (с 1,204, CH3CH2OH), [ α ] D 25 = 7,70 (с 0,697, CH2Cl2). Выход продукта составил 90% от стехиометрического количества.

Оптимальными условиями процесса восстановления вербенона ДИБАГ являются мольное соотношение вербенон:ДИБАГ=1:1,8-2,2, температура процесса восстановления минус 78°С-минус 65°С, продолжительность процесса - 90-120 мин. Целесообразность выбранных пределов показателей технологического процесса восстановления представлена в таблице 1.

Таблица 1
№ опыта Мольное соотношение вербенон:ДИБАГ Температура процесса, °С Продолжительность процесса, мин Выход цис-вербенола, % Стереоселективность процесса, %
1 1:1,7 -70 100 85 100
2 1:1,8 -70 100 90 100
3 1:2,2 -70 100 91 100
4 1:2,3 -70 100 90 100
5 1:2 -62 100 90 95
6 1:2 -65 100 91 100
7 1:2 -78 100 91 100
8 1:2 -80 100 90 100
9 1:2 -70 80 83 100
10 1:2 -70 140 90 100

При расходе ДИБАГ, взятого меньше, чем мольное соотношение вербенон:ДИБАГ=1:1,8 (опыт 1, таблица 1), снижается выход целевого продукта из-за недостатка восстановителя. При увеличении расхода ДИБАГ выше мольного соотношения вербенон:ДИБАГ=1:2,2 (опыт 4) выход целевого продукта не изменяется, при этом имеет место повышенный расход восстановителя. При повышении температуры выше минус 65°С (опыт 5) снижается стереоселективность процесса восстановления. Понижение температуры ниже минус 75°С (опыт 8) не приводит к улучшению показателей процесса, но требует повышения затрат на поддержание низкой температуры процесса. При увеличении времени проведения процесса до 140 мин (опыт 10) при аналогичных условиях стереоселективность процесса и выход целевого продукта остаются без изменений.

Снижение продолжительности процесса менее 90 мин (опыт 9) приводит к снижению выхода целевого продукта.

Добавление избытка дистиллированной воды в количестве 300-400% от стехиометрически необходимого обеспечивает полное разложение восстановителя. Применение пониженного давления необходимо для полного и быстрого удаления дихлорметана из реакционной массы.

Предлагаемое изобретение позволяет с высокими выходом (90%) и стереоселективностью (99,4%) получать целевой цис-вербенол с характеристиками tпл 66-67°С, [ α ] D 25 = + 2,3 (с 1,204, CH3CH2OH), [ α ] D 25 = 7,70 (с 0,697, CH2Cl2), не прибегая к дальнейшей перекристаллизации.

Способ получения цис-вербенола, включающий восстановление вербенона восстановителем в органической среде и выделение целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве восстановителя используют диизобутилалюминийгидрид (ДИБАГ), взятый в мольном соотношении вербенон:ДИБАГ, равном 1:1,8-2,2, а в качестве органического растворителя - дихлорметан, а процесс ведут при температурах минус 78°С - минус 65°С в течение 90-120 мин, а выделение целевого продукта проводят путем обработки реакционной смеси водой, взятой в количестве 300-400% от стехиометрически необходимого на разложение избытка ДИБАГ, отделения осадка и его промывки дихлорметаном, удаления остатков воды из фильтрата над сульфатом натрия и упариванием органического растворителя под пониженным давлением.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения цис-вербенола, используемого для борьбы с вредными насекомыми, а также являющегося полупродуктом для синтеза ценных душистых и лекарственных веществ, таких как цитраль, ментол и другие.

Изобретение относится к способу получения гексафторизопропанола, который широко применяют в электронике вследствие его способности растворять полимерные материалы, а также в качестве исходного сырья для получения фармацевтических препаратов, в частности севофлурана - анестетика нового поколения.

Изобретение относится к смесям душистых соединений, выбранных из смеси соединений (5a-d), (6a-d), (6a'-6d'), (7a-d) и (7a'-7d'), к способу получения данных смесей, к душистой, парфюмерной и косметической композициям, а также продукту бытовой химии на их основе и к применению данных смесей или душистой композиции на их основе в качестве душистого агента, агента, маскирующего или нейтрализующего запах.

Изобретение относится к способу получения гексафторизопропанола, который используют в качестве растворителя ряда полимерных материалов, как ценный эмульгатор и в качестве исходного сырья для получения севофлурана - анестетика нового поколения.

Изобретение относится к способу получения насыщенных кетонов из соответствующих ненасыщенных соединений (енонов) с использованием в качестве восстановителя дитионита натрия в водно-органической среде на основе поверхностно-активных веществ.

Изобретение относится к способу получения цис-вербенола, используемого для борьбы с вредными насекомыми, а также являющегося полупродуктом для синтеза ценных душистых и лекарственных веществ, таких как цитраль, ментол и другие.

Изобретение относится к способам получения пропанола-2, который широко используется в качестве растворителя при производстве поверхностно-активных веществ, пластификаторов, присадок к маслам, медицинских препаратов.
Изобретение относится к получению меченых изотопных препаратов с высокой химической и изотопной чистотой, а именно к получению изопропилового-D8 спирта. .
Изобретение относится к способу получения гексафторизопропанола, который широко используется в электронике, а также является исходным сырьем для получения севуфлорана - анестетика нового поколения. Способ заключается в восстановлении гексафторацетона производными муравьиной кислоты. При этом гексафторацетон используют в виде его сесквигидрата и восстановление осуществляют взаимодействием указанного сесквигидрата с солями муравьиной кислоты при кипячении и следующем соотношении реагентов (CF3COCF3·1,6H2O):M(HCOO) 1:1,5-4, где M=NH4, Na, K. Способ позволяет получить гексафторизопропанол с высоким выходом. 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к улучшенному способу получения цис-вербенола, включающему восстановление вербенона восстановителем в органической среде и выделение целевого продукта. При этом в качестве восстановителя используют диизобутилалюминийгидрид, взятый в мольном соотношении вербенон:ДИБАГ, равном 1:1,8-2,2, а в качестве органического растворителя - дихлорметан, процесс ведут при температурах минус 78°С - минус 65°С в течение 90-120 мин, а выделение целевого продукта проводят путем обработки реакционной смеси водой, взятой в количестве 300-400 от стехиометрически необходимого на разложение избытка ДИБАГ, отделения осадка и его промывки дихлорметаном, удаления остатков воды из фильтрата над сульфатом натрия и упариванием органического растворителя при пониженном давлении. Способ позволяет повысить стереоселективность реакции и увеличить выход целевого продукта. 1 табл.

Наверх