Способ совместного получения 2,3-диалкил-2-циклогептен-1-онов и 2,3-диалкил-2-циклогептен-1,4-дионов

Авторы патента:

Тюмкина Татьяна Викторовна (RU)

Шайбакова Мария Геннадьевна (RU)

Чобанов Нури Мамедеевич (RU)

Джемилев Усеин Меметович (RU)

Хафизова Лейла Османовна (RU)

C07C49/607 - кольцо, содержащее от семи до двенадцати членов

C07C45/00 - Получение соединений, содержащих >C=O группы, связанные только с атомами углерода или водорода; получение хелатов подобных соединений

Владельцы патента RU 2624904:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ НЕФТЕХИМИИ И КАТАЛИЗА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (RU)

Изобретение относится способу совместного получения 2,3-диалкил-2-циклогептен-1-онов (1) и 2,3-диалкил-2-циклогептен-1,4-дионов (2) общей формулы (1) и (2):

представляющих интерес в качестве исходных синтонов для создания биологически активных соединений медицинского назначения, проявляющих противовирусные, противогрибковые, противоопухолевые свойства. Способ заключается в том, что диалкилацетилены общей формулы R-C≡C-R, где R = С₃Н₇, С₄Н₉, подвергают взаимодействию с метиловым эфиром глутаровой кислоты в присутствии магния (Mg, порошок) и катализатора Cp₂TiCl₂, при мольном соотношении RC≡CR : CH₃CO₂(СН₂)₃CO₂CH₃ : EtAlCl₂ : Mg : Cp₂TiCl₂ = 10:20:(40-60):(40-60):(1.8-2.2), реакцию проводят в тетрагидрофуране в атмосфере аргона при 60°C и атмосферном давлении в течение 4-8 ч. Способ позволяет получить целевые продукты с выходом 60-82%. 1 табл., 10 пр.

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, в частности к новому способу получения циклических моно- и дикетонов формулы (1) и (2):

Предлагаемые соединения представляют интерес в качестве исходных синтонов для создания биологически активных соединений медицинского назначения, проявляющих противовирусные, противогрибковые, противоопухолевые свойства ([1] S.F. Brady, М.P. Singh, J.Е. Janso, J. Clardy. Guanacastepene, a fungal-derived diterpene antibiotic with a new carbon skeleton. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 2116-2117; [2] K.R. Gustafson, J.H. Cardellina, J.B. McMahon, R.J. Gulakowski, J. Ishitoya, Z. Szallasi, N.E. Lewin, P.M. Blumberg, O.S. Weislow, J.A. Beutler, R.W. Buckheit, G.M. Cragg, P.A. Cox, J.P. Bader, M.R. Boyd. A nonpromoting phorbol from the samoan medicinal plant homalanthus nutans inhibits cell killing by HIV-1. J. Med. Chem. 1992, 35, 1978-1986. [3] R. Wada, Y. Suto, M. Kanai, M. Shibasaki. Dramatic switching of protein kinase с agonist/antagonist activity by modifying the 12-ester side chain of phorbol esters. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 10658-10659).

Известен способ ([4] Т. Hashimoto, Y. Naganawa, K. Maruoka. Stereoselective construction of seven-membered rings with an all-carbon quaternary center by direct Tiffeneau-Demjanov-type ring expansion. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6614-6617) получения циклических кетонов (3) путем взаимодействия циклогексанонов с α-замещенными диазоацетатами в присутствии эфирата трехфтористого бора в хлористом метилене в течение 30 минут при температуре -78°C с выходом 68-80%.

Известным способом не могут быть получены 2,3-диалкил-2-циклогептен-1-оны (1) и 2,3-диалкил-2-циклогептен-1,4-дионы формулы (2).

Известен способ ([5] Y. Takada, K. Nomura, and S. Matsubara. Preparation of a cycloheptane ring from a 1,2-diketone with high stereoselectivity. Org. Let. 2010, 12, 22, 5204-5205) получения циклических дикетонов (4) реакцией 1,6-диалкилгекса-1,5-диен-3,4-дионов с бис(йодцинк)метаном в тетрагидрофуране в течение 3 часов при температуре -78°C с выходом 41-99%.

Известным способом не могут быть получены 2,3-диалкил-2-циклогептен-1-оны и 2,3-диалкил-2-циклогептен-1,4-дионы формулы (1) и (2).

Известен способ ([6] Y. Kuninobu, A. Kawata, K. Takai. Efficient catalytic insertion of acetylenes into a carbon-carbon single bond of nonstrained cyclic compounds under mild conditions. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 11368-11369) получения циклических кетонов (5) реакцией этил-2-оксоциклогексанкарбоксилата с терминальными ацетиленами в присутствии бензилизоцианида, катализируемой комплексом [ReBr(CO)₃(THF)]₂, в течение 24 ч при температуре 40°C с выходом 86-99%.

Предлагается новый способ совместного получения 2,3-диалкил-2-циклогептен-1-онов (1), где алкил = C₃H₇, C₄H₉, и 2,3-диалкил-2-циклогептен-1,4-дионов, где алкил = C₃H₇, C₄H₉ (2). Сущность способа заключается во взаимодействии дизамещенного ацетилена RC≡CR, где R=C₃H₇, C₄H₉, с двойным избытком метилового эфира глутаровой кислоты и EtAlCl₂ в присутствии магния (Mg, порошок) и катализатора Cp₂TiCl₂, взятых в мольном соотношении ацетилен : CH₃CO₂(CH₂)₃CO₂CH₃ : EtAlCl₂ : Mg : Cp₂TiCl₂=10:20:(40-60):(40-60):(1.8-2.2), предпочтительно 10:20:50:50:2 ммоль. Реакцию проводят в тетрагидрофуране, в атмосфере аргона при температуре 60°C и атмосферном давлении. Время реакции 4-8 ч. Целевые продукты образуются в виде смеси цис- и транс-2,3-диалкил-2-циклогептен-1-онов (1) в соотношении 1:1 и 2,3-диалкил-2-циклогептен-1,4-дионов (2) с общим выходом 60-82%. Реакция протекает по схеме:

Целевые продукты (1) и (2) образуются только лишь с участием дизамещенных ацетиленов RC≡CR, этилалюминийдихлорида (EtAlCl₂), метилового эфира глутаровой кислоты CH₃CO₂(CH₂)₃CO₂CH₃ и магния (акцептор ионов хлора). В присутствии других соединений алюминия (например, Et₂AlCl, Et₃Al, Buⁱ₃Al, i-Bu₂AlH), других эфиров (например, простые эфиры, эфиры монокарбоновых кислот), других непредельных соединений (например, терминальные ацетилены, дизамещенные олефины) или других металлов (например, Al, Cu, Fe) целевые продукты (1) и (2) не образуются.

Изменение соотношения исходных реагентов в сторону увеличения их содержания по отношению к диалкилзамещенному ацетилену не приводит к существенному повышению выхода целевых продуктов (1) и (2). Снижение количества EtAlCl₂, CH₃CO₂(CH₂)₃CO₂CH₃ или Mg по отношению к диалкилзамещенному ацетилену уменьшает выход 2,3-диалкил-2-циклогептен-1-онов (1) и 2,3-диалкил-2-циклогептен-1,4-дионов (2).

Проведение указанной реакции в присутствии катализатора Cp₂TiCl₂ больше 2.2 ммолей приводит к образованию побочных продуктов (гексазамещенных бензолов) и существенному уменьшению выхода целевых продуктов (1) и (2). Использование катализатора Cp₂TiCl₂ менее 1.8 ммолей снижает выход 2,3-диалкил-2-циклогептен-1-онов (1) и 2,3-диалкил-2-циклогептен-1,4-дионов (2), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. Реакции проводили при температуре 60°C. При более высокой температуре (например, 80°C) увеличиваются энергозатраты на проведение процесса, а при меньшей температуре (например, 40°C) снижается скорость реакции.

Существенные отличия предлагаемого способа:

В известном способе в качестве исходных реагентов используются терминальные ацетилены, этил-2-оксоциклогексанкарбоксилат и [ReBr(CO)₃(THF)]₂ в качестве катализатора. Предлагаемый способ базируется на использовании в качестве исходных реагентов диалкилацетиленов (RC≡CR), метилового эфира глутаровой кислоты CH₃CO₂(CH₂)₃CO₂CH₃ этилалюминийдихлорида, магния (Mg порошок) и катализатора Cp₂TiCl₂, взятых в мольном соотношении 10:20:(40-60):(40-60):(1.8-2.2) ммоль.

Способ поясняется следующими примерами:

ПРИМЕР 1. В стеклянный реактор, установленный на магнитной мешалке, при охлаждении до 0°C, в атмосфере аргона помещают 20 мл тетрагидрофурана, 7.1 мл (50 ммолей) EtAlCl₂, 1.23 г (50 ммоль) магния, 0.5 г (2 ммоль) катализатора Cp₂TiCl₂. Перемешивают при 0°C в течение 1 ч, после чего добавляют 1.1 г (10 ммоль) окт-4-ина и 4.04 г (20 ммоль) диметилового эфира глутаровой кислоты CH₃CO₂(CH₂)₃CO₂CH₃. Реакционную массу нагревают с обратным холодильником до 60°C в течение 6 часов. Получают цис/транс-2,3-дипропил-2-циклогептен-1-он (1) и 2,3-дипропил-2-циклогептен-1,4-дион (2) в соотношении 4:1 с общим выходом 80%.

Спектральные характеристики 2,3-дипропил-2-циклогептен-1-онов (1а).

ИК-спектр, ν, см^-1: 1741, 1671, 2950, 2929, 2871, 1460.

Спектр ЯМР ¹H, CDCl₃, δ, м.д.: 0.81-1.01 м (12H, 4CH₃), 1,32-1.54 м (8H, 4CH₂,) 1.87 пентет (4H, 2CH₂, J=8.6 Гц), 2.10-2.21 м (4H, 2CH₂), 2.32 т (4H, 2CH₂, J=7.6 Гц), 2.59-2.70 м (12H, 4CH₂). Спектр ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 13.96, 14.39, 19.63, 20.66, 22.11, 23.07, 29.16, 29.23, 29.49, 31.01, 31.13, 33.34, 35.91, 38.17, 40.65, 130.67, 156.13, 205.57. Масс-спектр: m/z 194 [М]⁺. Найдено, (%): C 80.35; H 11.41, C₁₃H₂₂O. Вычислено, (%): C 79.80; H 11.03.

Спектральные характеристики 2,3-дипропил-2-циклогептен-1,4-диона (2а).

ИК-спектр, ν, см^-1: 1738, 1676, 2959, 2932, 2872, 1456.

Спектр ЯМР ¹H, CDCl₃, δ, м.д.: 0.96 т (6H, 2CH₃, J=7.2 Гц), 1.42 секстет (4H, 2CH₂, J=8 Гц) 1.93-1.98 м (2H, CH₂), 2.44 т (4H, 2CH₂, J=7.6 Гц), 2.63 т (4H, 2CH₂ J=6.4 Гц). Спектр ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 14.20, 16.51, 22.12, 32.00, 42.78, 146.65, 205.12. Масс-спектр: m/z 208 [М]⁺. Найдено, (%): C 74.96; H 9.68, C₁₃H₂₀O₂. Вычислено, (%): C 74.56; H 10.03.

Спектральные характеристики 2,3-дибутил-2-циклогептен-1-онов (1б).

ИК-спектр, ν, см^-1: 1760, 1677, 2947, 2930, 2874, 1465.

Спектр ЯМР ¹H, CDCl₃, δ, м.д.: 0.90-0.96 м (12H, 4CH₃), 1,30-1.50 м (16H, 8CH₂), 1.87 т (4H, 2CH₂ J=7.6 Гц), 2.09-2.12 м (4H, 2CH₂), 2.32 т (4H, 2CH₂ J=8 Гц), 2.65-2.70 м (8H, 4CH₂). Спектр ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 13.98, 14.04 19.61, 22.11, 22.56, 23.07, 27.00, 28.51, 29.16, 29.17, 29.50, 31.00, 31.16, 31.38, 32.13, 32.18, 40.65, 130.67, 156.13, 205.57. Масс-спектр: m/z 222 [М]⁺. Найдено, (%): C 81.30; H 11.80, C₁₅H₂₆O. Вычислено, (%): C 81.80; H 11.30.

Спектральные характеристики 2,3-дибутил-2-циклогептен-1,4-диона (2б).

ИК-спектр, ν, см^-1: 1744, 1675, 2960, 2934, 2878, 1450.

Спектр ЯМР ¹H, CDCl₃, δ, м.д.: 0.94 т (6H, 2CH₃, J=7.2 Гц), 1.33-1.39 м (8H, 4CH₂) 1.95 пентет (4H, 2CH₂ J=8.6 Гц), 2.46 т (4H, 2CH₂, J=7.6 Гц), 2.63 т (4H, 2CH₂ J=6.4 Гц). Спектр ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 13.85, 16.51, 22.95, 29.01, 31.81, 42.82, 145.56, 205.09. Масс-спектр: m/z 236 [М]⁺. Найдено, (%): C 76.23; H 10.24, C₁₅H₂₄O₂. Вычислено, (%): C 76.36; H 10.23.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл. 1.

Реакции проводили при температуре 60°C в тетрагидрофуране.

Способ совместного получения 2,3-диалкил-2-циклогептен-1-онов (1) и 2,3-диалкил-2-циклогептен-1,4-дионов (2) общей формулы (1) и (2):

отличающийся тем, что диалкилацетилены общей формулы R-C≡C-R, где R = С₃Н₇, С₄Н₉, подвергают взаимодействию с метиловым эфиром глутаровой кислоты в присутствии магния (Mg, порошок) и катализатора Cp₂TiCl₂, при мольном соотношении RC≡CR : CH₃CO₂(СН₂)₃CO₂CH₃ : EtAlCl₂ : Mg : Cp₂TiCl₂ = 10:20:(40-60):(40-60):(1.8-2.2), реакцию проводят в тетрагидрофуране в атмосфере аргона при 60°C и атмосферном давлении в течение 4-8 ч.

Похожие патенты:

Способ получения бензила // 2624673

Изобретение относится к способу получения бензила (1,2-дифенил-1,2-этандиона) (1) , который может найти применение в качестве прекурсора для синтеза противоэпилептического препарата «Фенитоин» из группы производных гидантоина, который оказывает противосудорожное действие без выраженного снотворного эффекта, а также используется в качестве антиаритмического средства.

Способ повышения стабильности кислородсодержащих компонентов моторного топлива и регулирования содержания в них кислорода // 2607902

Изобретение описывает способ регулирования содержания кислорода в высокооктановом компоненте моторного топлива на основе карбонильных соединений общей формулы, где R1 - Н, либо алкоксид -O-CnH2n+1, либо углеводородный радикал общей формулы -CnH2n+1; R2 - углеводородный радикал общей формулы -CnH2n+1; n - число от 1 до 5 или их смеси, и регулирования химической стабильности этого компонента топлива, заключающийся в том, что карбонильные соединения указанной выше общей формулы или их смесь в газовой фазе в избытке водорода пропускают над слоем композита, состоящего из механической смеси катализатора гидрирования и катализатора дегидратации, при температуре 100-400°С и давлении 1-100 атм.

Катализатор для дегидрирования циклогексанола в циклогексанон и способ его получения // 2593206

Изобретение относится к области каталитического процесса дегидрирования циклогексанола в технологии получения ε-капролактама. Заявленный катализатор дегидрирования циклогексанола в циклогексанон включает карбонат кальция, оксид цинка, дополнительно содержит смесь терморасширенного графита и шунгита в их соотношении 1,0-1,2:0,1-0,12 при следующем содержании компонентов, мас.%: карбонат кальция - 16,0-38,0; оксид цинка - 61,5-2,5; смесь терморасширенного графита и шунгита - 0,5-1,5.

Способ получения 2,3-диалкил-1,4-дициклопропил-1,4-бутандионов // 2565789

Предлагаемое изобретение относится к способу получения 2,3-диалкил-1,4-дициклопропил-1,4-бутандионов общей формулы (1): где, R=C2H5, C3H7, C4H9, которые могут быть использованы в качестве исходных синтонов синтеза фуранов и пиролов с целью создания на их основе биологически активных соединений медицинского и сельскохозяйственного назначения.

Способ получения арил(c60-ih)[5,6]фуллерен-(9h)-ил кетонов // 2540082

Предлагаемое изобретение относится к способу получения арил(C60-Ih)[5,6]фуллерен-1(9H)-ил кетонов общей формулы (1): ; ; . Функционально замещенные фуллерены могут найти применение в качестве комплексообразователей, сорбентов, биологически активных соединений, а также при создании новых материалов с заданными электронными, магнитными и оптическими свойствами.

Способ селективного гидрирования фенола до циклогексанона // 2528980

Изобретение относится к способу гидрирования фенола на палладиевом катализаторе (0,5% мас. Pd на сверхсшитом полистироле (СПС)) в избытке водорода при соотношении водород:фенол=4-5:1 (мольное) при атмосферном давлении.

Способ дегидрирования циклогексанола в циклогексанон // 2525551

Изобретение относится к способу дегидрирования циклогексанола в циклогексанон. Предложенный способ дегидрирования циклогексанола в циклогексанон осуществляют в газовой фазе при повышенной температуре в присутствии катализатора, содержащего активные компоненты, на 56÷88 мас.% состоящие из оксида цинка и на 8,0÷39,0 мас.% из карбоната кальция.

Способ получения перфторэтилизопропилкетона // 2494086

Настоящее изобретение относится к способу получения перфторэтилизопропилкетона - вещества, пришедшего на смену хладонам и призванного снизить риски, связанные с безопасностью людей, эффективностью тушения и загрязнением окружающей среды.

Способ получения перфторэтилизопропилкетона в реакторе идеального вытеснения // 2460717

Способ получения, по меньшей мере, одного целевого продукта путем частичного окисления и/или окисления в аммиачной среде пропилена // 2448946

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения, по меньшей мере, одного из продуктов акролеина и акриловой кислоты путем частичного окисления пропилена, при котором а) предварительно очищенный пропан превращают на первой стадии реакции в присутствии и/или при исключении молекулярного кислорода, по меньшей мере, одного дегидрирования из группы, включающей гомогенное дегидрирование, гетерогенное каталитическое дегидрирование, гомогенное оксидегидрирование и гетерогенное каталитическое оксидегидрирование, причем получают газовую смесь 1, содержащую не превращенный пропан и образованный пропилен, и b) при необходимости, из общего количества или из частичного количества газовой смеси 1 отделяют частичное количество содержащихся в ней отличных от пропана и пропилена составляющих, например, таких как водород, моноокись углерода, водяной, пар, и/или, при необходимости, превращают его в другие соединения, например, такие как вода и двуокись углерода, и причем получают газовую смесь 1', содержащую пропан и пропилен, и на, по меньшей мере, одной следующей стадии реакции, с) газовую смесь 1, или газовую смесь 1', или смесь из образованной газовой смеси 1' и оставшейся газовой смеси 1 в качестве составляющей газовой смеси 2 подвергают гетерогенному каталитическому газофазному частичному окислению пропилена, содержащегося в газовой смеси 1 и/или газовой смеси 1', причем получают газовую смесь 3, содержащую, по меньшей мере, один продукт, d) на, по меньшей мере, одной стадии отделения из газовой смеси 3 отделяют продукт и от при этом оставшегося остаточного газа, по меньшей мере, пропан возвращают на первую стадию реакции, где предварительно очищенный пропан из сырого пропана, который содержит 90% масс.

Способ получения терефталевого альдегида // 2633365

Изобретение относится к способу получения терефталевого альдегида и может быть использовано для производства флуоресцентных отбеливателей, красителей, фармацевтической продукции, полимеров специального назначения, материалов для электронных приборов. Способ заключается во взаимодействии α,α,α',α'-тетрабром-п-ксилола с бис(диметиловым)ацеталем терефталевого альдегида в присутствии каталитического количества хлористого цинка при температуре 80°C с последующим выделением целевого продукта экстрагированием из реакционной массы горячим изооктаном. Предлагаемый способ позволяет получить целевой продукт с выходом до 98,9%. 2 пр.

Способ получения терефталевого альдегида // 2633366

Изобретение относится к способу получения терефталевого альдегида и может быть использовано для производства флуоресцентных отбеливателей, красителей, фармацевтической продукции, полимеров специального назначения, материалов для электронных приборов. Способ заключается во взаимодействии α,α,α',α'-тетрабром-п-ксилола с диметиловым ацеталем бензальдегида в присутствии каталитического количества хлористого цинка при температуре 50°C, с последующим выделением целевого продукта экстрагированием из реакционной массы горячим изооктаном. Предлагаемый способ позволяет получить целевой продукт с выходом до 98,2%. 3 пр.

Способ отделения акролеина от технологического газа, образующегося при гетерогенно-катализируемом окислении пропена // 2647593

Настоящее изобретение относится к способу непрерывного получения акролеина. Способ включает следующие стадии: A) пропен подвергают в ступени реакции газофазному окислению с использованием воздуха на гетерогенном катализаторе в присутствии разбавляющего газа; B) акролеинсодержащий газовый поток со стадии А) направляют в ступень резкого охлаждения, состоящую из нижней, средней и верхней частей, для отделения побочных продуктов в присутствии воды и органической фазы, содержащей практически не растворимый в воде органический растворитель; C) акролеинсодержащий газовый поток направляют из ступени резкого охлаждения на стадии В) в состоящую из нижней, средней и верхней частей ступень абсорбции в присутствии воды и органической фазы, содержащей практически не растворимый в воде органический растворитель, для получения содержащего органическую фазу водного раствора акролеина и неконденсирующегося газового потока; С1) неконденсирующийся газовый поток со стадии С) по меньшей мере частично возвращают в качестве разбавляющего газа в ступень реакции на стадии А); D) акролеин путем перегонки в ступени дистилляции отделяют от его содержащего органическую фазу водного раствора со стадии С). При этом из ступени дистилляции на стадии D) отбирают оставшийся содержащий органическую фазу водный раствор, от которого отделен акролеин, с образованием в результате органической фазы II, которую отделяют от соответствующей водной фазы II (разделение фаз II) и которую подают в нижнюю часть ступени резкого охлаждения на стадии В), где органическую фазу II совместно с водной фазой отделяют путем перегонки и/или десорбционной обработки газом и отбирают их через верхнюю часть с образованием в результате органической фазы I, которую отделяют от соответствующей водной фазы I (разделение фаз I) и подают в нижнюю часть ступени абсорбции на стадии С). Предлагаемый способ позволяет повысить производительность процесса. 22 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл., 4 пр.