Способ получения тетроновой кислоты

 

О П И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик >792876 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.11.72 (21) 1852724 23-04 (51) М.Кл з С 07 D 3107/32 с присоединением заявок № 1852725/23-04 и 1877089/23-04 (23) Приоритет—

Яосударстеенный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 547.29.07 (088.8) (43) Опубликовано 30.01.82. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.82 (72) Авторы изобретения

Ф. К, Мутулис, Л. Э. Нейланд и О. Я. Нейланд (71) Заявитель

Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕТРОНОВОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к способу получения тетроновой кислоты. Тетроновая кислота перспективна как исходное вещество для многочисленных синтезов, в том числе гетероциклических лактонов — веществ с потенциальным биологическим действием и исходных для органических полупроводников.

Известны следующие способы получения тетроновой кислоты: 10 а) восстановлением а-бромтетроновой кислоты амальгамой натрия (1). б) омылением а-карбметокси- или а-карбэтокситетроновой кислоты гидроокисью натрия или бария и обработкой продукта 15 реакции разбавленной кислотой (2). в) циклизацией у-бромацетоуксусного эфира в щелочном растворе с последующим подкислением (3).

Во всех упомянутых способах образо- 20 вавшаяся тетроновая кислота либо используется в растворе, либо выделяется многократным (20 — 25 раз) экстрагированием эфиром. Выход кристаллического вещества не превышает 50%.

Наиболее близким техническим решением данной задачи является способ получения тетроновой кислоты путем ацилирования этоксимагниймалонового эфира хлорацетилхлоридом, полученный хлорацетилмалоновый эфир циклизуют под действием триэтиламина в бензоле. Образующийся при этом этиловый эфир а-карбэтокситетроновой кислоты выдерживают в растворе гидроокиси бария в течение 5 суток, образующуюся бариевую соль а-карбокситетроновой кислоты обрабатывают эквимолярным количеством разбавленной серной кислоты, полученную тетроновую кислоту выделяют выпариванием ее водного раствора (4).

Недостатками данного способа является большая продолжительность процесса.

Целью изобретения является ускорение процесса и повышение степени чистоты целевого продукта.

Поставленная цель достигается способом получения тетроновой кислоты, основанном на;использовании ацилирования производного малоновой кислоты хлорацетилхлоридом. Отличительной особенностью данного способа является использование в качестве производного малоновой кислоты натриймалонового эфира, проведение ацилирования натриймалонового эфира хлорацетилхлоридом в присутствии твердой углекислоты, обработка полученной а-карбэтокситетро новой кислоты гидроокисью натрия в среде этилового спирта, декарбоксилирование образующейся при этом ди792876

65 натриевой соли а-карбокситетроновой кислоты при нагревании в присутствии эквимолярного количества минеральной кислоты, выделения натриевой соли тетроновой кислоты путем добавления и реакционной массе диметилформамида с последующей фракционной разгонкой раствора, которую затем в смеси безводного метанола и диэтилового эфира обрабатывают раствором сухого хлористого водорода в диэтиловом эфире при температуре минус 40 — минус

50 С с последующим выделением полученной при этом тетроновой кислоты.

В данном способе необходимо строго соблюдать указанные молярные соотношения динатриевой соли и кислоты. Наличие даже небольшого избытка неорганической кислоты ведет к загрязнению целевого продукта солью ангидротетроновой кислоты.

При необходимости получения тетроповая кислота может быть очищена перекристаллизацией из диоксана.

Выход неочищенной и перекристаллизованной тетроновой кислоты составляет соответственно 90 и 72О/о.

Пример 1. а-Карбэтокситетроновая кислота. К взвеси натриймалонового эфира, полученного из 51,8 г (2,25 г-ат) натрия и 460 мл (2,85 моль) малонового эфира, в

1,5 л сухого диэтилового эфира при перемешивании прибавляют твердую углекислоту, пока образуется однородная смесь. Введением твердой углекислоты поддерживают температуру смеси в пределах от — 30 до — 40 С и при перемешивании добавляют охлажденный до — 40 С раствор 85,3 мл (1,125 моль) хлорацетилхлорнда в 85 мл сухого диэтилового эфира. Затем, исключая доступ влаги, перемешивают 4 ч, позволяя содержимому колбы нагреться до комнатной температуры, и оставляют на ночь. Фильтруют, осадок, не высушивая, растворяют в 800 мл 3 н соляной кислоте и раствор немедленно встряхивают с тремя

100 мл порциями диэтилового. эфира. Из водного раствора при стоянии в холодильн ике выделяются .кристаллы ака рбэтокситетроновой кислоты, которые отфильтровывают и на фильтре промывают холодной водой. Выход 100 г (52 /о). Т. пл. 125—

127 С (лит. 124 — 125 С).

Найдено, /о.. С 49,05; Н 4,68 С7Н80 .

Вычислено, /р.. С 48,04; Н 4,68.

Динатриевая соль а-карбоиситет рэновой кислоты. 138 г (0,8 моля) а-ка рбэтокситетроновой кислоты при нагревании растворяют в 500 мл этилового спирта. Отдельно растворяют 80 г (2,0 моля) гидроокиси натрия в 500 мл воды. Растворы сливают вместе и 2 ч кипятят на водяной бане. Охлаждают, фильтруют, кристаллы на .фильтре промывают этиловым спиртом и сушат при 80 С. Выход 148 г (98О/о).

Зо

Для получения аналитического образца кристаллизуют из смеси вода — спирт (1: 1), Найдено, /о. С 31,42; Н 1,09. С Н ОзХа,.

Вычислено, /о. С 31,94; Н 1,07.

Натриевая соль тетроновой кислоты.

132 г (0,7 моля) динатриевой соли а-карбокситетроновой кислоты растворяют при нагревании в 500 мл воды и охлаждают до

10 С. К раствору при перемешиванин приливают смесь конц. соляной кислоты (содержащей 0,7 моля НС1) и 100 r льда. Затем эту смесь осторожно выливают в колбу, нагреваемую на кипящей водяной бане, и перемешивают 10 мин. Полученный раствор упаривают в вакууме водоструйного насоса (20 мм Нд) на кипящей водяной бане до объема 250 мл, затем добавляют

400 мл диметилформамида и через дефлегматор упаривают в тех же условиях до объема 300 мл. Осадок отфильтровывают и

IIIpoMbIBBIoT на фильтре 100 мл диметилформамида. Объединенный фильтрат упаривают в вакууме досуха. Полученный продукт сушат при 100 С. Получается бесцветная или слегка желтоватая натриевая соль тетроновой кислоты. Выход 79 г (94 /о).

Для получения аналитического образца перекристаллизовывают из смеси этанола и диэтилового эфира (1: 1). Выделяется химически чистая натриевая соль тетроно вой кислоты. Выход 5,1 г (70 /о).

Найдено, /о. С 39,50; Н 2,39. С4Н,О Ха, Вычислено, /о. С 39,36; Н 2,47.

Тетроновая кислота. К 36,6 r (0,3 моля) тщательно измельченной в ступке натриевой соли тетроновой кислоты добавляют охлажденную до — 50 С смесь из 90 мл метанола и 60 мл насыщенного эфирного раствора сухого хлористого водорода. Смесь энергично перемешивают 1,5 ч, исключая доступ влаги и охлаждая баней из ацетона и твердой углекислоты, температуру которой поддерживают в пределах от — 40 до — 50 С. Затем приливают 150 мл сухого эфира. Быстро, погружая в теплую воду, нагревают содержимое колбы до +20 С и перемешивают 5 мин. Фильтруют, осадок на фильтре промывают смесью 10 мл метанола и 10 мл сухого эфира. Фильтрат выпаривают в вакууме водоструйного насоса досуха и остаток сушат в вакуумном эксикаторе над КОН.

Выход тетроновой кислоты 27 г (90% ) .

Аналити чвсеий образец получают двукратной перекристаллизацией из диоксана, т. ал. 140 С разл. (лет. 141 С с разл.).

Найдено, o/o С 47,94; Н 4,15.

С4Н403.

Вычислено, o : С 47,94; Н 4,03.

Формула изобретения

Способ получения тетроновой кислоты с использованием ацилирования производно792876

Составитель Н. Токарева

Техред Л. Куклина

Редактор Н. Аристова

Корректор С. Файн

Заказ 24/39 Изд. Мо 102 Тираж 447 Подписное

HI10 «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тнн. Харьк. фил. пред. «Патент» го малоновой кислоты хлорацетилхлоридом, о т л .и ч а ю шийся тем, что, с целью ускорения процесса, в иаиестве производного малоновой кислоты используют натриймалоновый эфир и ацилирование натриймалонового эфира хлорацетилхлоридом ведут в присутствии твердой углекислоты, полученную а-карбэтокситетроновую кислоту обрабатывают гидроокисью натрия в среде этилового спирта, образующуюся при этом динатриевую соль а-кар бокситетрон оной кислоты подвергают декарбоксилированию при нагревании в присутствии эквимолярного количества минеральной кислоты, полученную натриевую соль тетроновой кислоты выделяют путем добавления к реакционной массе диметилформамида с последующей фракционной разгонкой раствора, выделенную натриевую соль тетроновой кислоты в смеси безводного метанола и диэтилового эфира обрабатывают раствором сухого хлористого водорода в диэтило5 вом эфире при температуре минус 40 — минус 50 С с последующим жыделеноем полученной при этом тетроновой кислоты.

Источники информации, принятые во

10 внимание при экспертизе:

1. L. Wolf, Lieb. Ann., 1896, 291, с. 231.

2. Е. Benary «Ber» 1907, 40, с. 1080.

3. Авторское свидетельство СССР

15 М 104298, С 07 D 307 32.

4. Т.P.Ñ. Mullholland, R. Foster, D. В.

Haydock 3.Chem. Soc. (Perkin Trans I), 1972 с. 1225 (прототип).