Способ получения производных 3-тиоалкан-1,4-дионов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К Патввтф (61)дополнительный к патенту (i)) 873876

Союз Советских

Социапистнчеснмх

Республик ( (51) М. Кл. (22) Заявлено 060874 (21) 2052752/23-04 (23) Приоритет (32) 07. 08. 73

386454> (31) 386455 (33т США .

386452

Опубликовано 15.1081. Бтоллетень №38

С 07 g 149/14/!

А 23 д 3/00

Гссударстваккнй кватвт

СССР

IIo делам кэабрвтвнкк и вткрыткк (53) УДК/547. .07{088.8) Дата опубликования оннсания 81031 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Вильям Джон Иверс, Бернард Джозеф 1)плейерс, Говард Герберт Хейнсон-младший и Кристофер Джачино (США)

Иностранная фирма

"Интернэшнл Флейворз энд Фрейгрансйз Инк". (СНА (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОИЗВОДНЫХ 3-ТИОАЛКАН-1,4-ДИОНОВ

Ц

"3

6 2

Изобретение относится к способу получения новых соединений, обладаю. щих ценными свойствами, которые.могут найти применение в пищевой про мышленности.

Цель изобретения — получение но- вых полезных соединений.

Цель достигается путем синтеза указанных соединений, основанного на известной реакции присоединения соединений серы по кратным С-С-связям $1).

Согласно способу получения производных З-тиоалкан-!,4-дионов общей формулы где В.1, R2, R и R6 одинаковые или различные, представляют или водород, или низший алкил (термин "низший алкил" означает алкил, содержащий от

1 до 4 атомов углерода), Rg — является остатком низшей алифатической кислоты, бензил-, фенил-, бензоил-, метилбензоил-, С 9 -алкил-, . толилрадикалом, соединение получают взаимодействием соединения общей формулы

16 где В,, R2 R, R и КЬ имеют указанные значенйя, подвергают взаимодействию с соединением КфН; где Ryимеет указанные значения, при 0-60 С. о

Целевые продукты выделяют извест20 ными приемами.

Предшественник 2-эн-1,4-кавбонильного соединения получают путем реакций 2,5-диалкокси-2,5-диалкил-2,5-дигидрофурана со слабокислым гидро.25 лизивующим агентом, например 1Х-ной

8738

Название соединения

Метил

Водород

Метил

Метил

Этил

Этил

Этил

Метил

Этил

Пропил

Метил

Метил

Этил

Пропил

Метил

Пропил.

Этил

Метил

Пропил

Метил, Пропил

Бутил

»rt»

Этил

Метил

Пропил

Бутил

Водород

Бутил

Метил

Метил

Этил

Этил водной уксусной кислотой при кипячении с обратным холодильником. Например, цис-3-гексан-2,5-дион получают .из 2,5-метокси-2,5-дигидро фурана.

2-эн-1,4-дикарбонильное соединение подвергают взаимодействию или с тиолом или с тиокислотой формулы

R SH.. Примерами таких тиолов и тиокислот являются: тиоуксусная кислота, тиопропионовая кислота, тиомасляная кислота, тиоизомасляная кислота, тио-н-пентековая кислота, метилмеркаптан, этилмеркаптан, н-пропилмеркаптан, изопропилмеркаптан, н-бутилмеркаптан, изобутилмеркаптан, н-гексилмеркаптан, н-октилмеркаптан, н-проЗ-Гексан-2,5-дион

3-Метил"З-гексен-2,5-диок

З-Метил.-З-гептен-2,5-дион

З-Этил-3-гептен-2,5-дион

4-Этил-4-октен-3,6-дион

З-Пропил-3-гептен-2,5-дион

4-Метил-3-гептен-2,5-дион

4-Метил-4-октен-3,6-дион

4-Метил-4-нонен-3,6-дион

4-Пропил-3-гептен-3,6-дион

5-Метил-5-децен-4,7-дион

5-Метил-4-нонен-3,6-дион

4-Метил-3-нонен-2,5-дион

4-Этил-3-нонен-2,5-дион

3-Метил-3-нонен-2,5-дион

З-Пропил-3-нонен-2,5-дион

З-Бутил-3-гексен-2,5-дион

4-0ктен-3,6-дион

В случае, когда реакция 2-эн-1,4-дикарбонильного соединения с тиолом . или тиокислотой проводится в присутствии органического основания, ro R, 4 пилмеркаптан, бензилмеркаптан, тиофенол, ll-òoëèëìåðêàïòàí, метатолилмеркаптан, орто-толилмеркаптан, тиокоричная кислота, тиобензойная кислота, 2-метил-тиобензойная кислота, 3-метил-тиобензойная кислота, 4-метилтиобензойная кислота, 2,4-диметилтиобензойная кислота, 3,5-диметилтиобензойная кислота.

Применяется или не применяется органическое основание в реакции 2-эн-1,4-дикарбонильного соединения с тиолом или тиокислотой формулы R>SH подходящими 2-эн-1,4-дикарбонильными соединениями являются:

R g могут быть водородами. Поэтому в

50 допОлнение к предыдущим соединениям для реакции с R>SH могут быть использованы следующие соединения:

873876

Наименование соединений

2-Бутен-1,5-.диаль

2-Метил-2-бутен-1,4-диаль

Водород

Водород Водород

1,4-Диаль

2-Пентеналь-4-он

Метил

Этил

2-Гексеналь-4-он

3-Метил-2-гексеналь-4-он

2-Метил-2-пентеналь-4-он

Метил

Водород

Метил

Водород Метил

2-Метил-2-гептеналь-4-он

Пропил

Бутил

2-Метил-2-октеналь-4-он

Примерами полезных органических оснований являются:пиперидин. пири дин, хинолин, триэтиламин, и альфапиколин. Вместо таких органических оснований могут применяться инициаторы радикалов, например перекись бензола или изобисизобутилонитрил. Реакция может проводиться в растворителе, например в диэтиловом эфире, или воде или в углеводороде, например бензоле, гексане или циклогексане. Реакция также может проводиться

ASH

Продукт реакции

3-Гексен-2,5-дион

Тиоуксусная кислота Ç-Тиоацетил-2,5-дион

Тнопропионовая кислота

3-Метил-3-гексен-2,5-дион

Тиобензойная кислота

3-Метил-3-гептен-2,5-дион

Бензилмеркаптан

4-Тиобензоил-5-этил-гептан-3,6-дион

3-Этил-3 -гептен-2,5-дион

4-Тиоацетил-5-этил-октан-3,6-дион.4-Этил-4-октен-3 6-дион

Тиоуксусная кислота

3-Пропил-3-гептен-2,5-дион

4-Тиобутирил-5пропилгептан-3,6-дион

Тиомасляная кислота о-Толилмеркаптан

3-(о-Тиотолуил)-4-метилгептан-2 54-МетилтЗ-гептен-2,5-дион дион

2-Тиоацетил-бутан-1,4-диаль

Тиоуксусная кислота

2-Бутен-1, 4-диаль

Тиомасляная кислота

2-Метил-2-бутен-

-1,4-диаль

2-Пентеналь-4-он

4-Метил-тио-бензойная кислота

2-Эн-1,4-дикарбонильное соединение без применения растворителя.

Когда реакция проводится с сильнолетучими реагентами, например метилмеркаптаном, предпочтительнее использовать давление выше атмосферного, например три атмосферы. Примерами продуктов реакции 3-тио-замещенных-2,4- дикарбонильных соединений, которые получают при реакции 2-эн-1,4-дикарбонильного соединения с тиокисло!ой или тиолом формулы R SH, являются следующие:

3-Тиопропионил-4-метил-гексан-2,5-дион

4-Тиобензоил-2-метил-гептен-3,6-дион

2-Тиобутирил-3-метил-бутан-1,4-диаль

2-Тиобензоил-пентеналь— 4-он

873876.

Все части, пропорции, отношения . и проценты в примерах считаются по весу, если не указано иначе. Пример 1. Получение цис-3-гексен-2,5-диона. В 1000 мл круглодонную колбу, снабженную холодильником и магнитной мешалкой, загружают

200 г 2,5-.диметокси-2,5-дигидрофурана и 200 мл 1Х-ного водного раствора уксусной кислоты. Полученный раствор нагревают до кипения, кипятят 2 мин с обратным холодильником, охлаждают в ледяной бане до 25 С и добавляют

625 мл 2%-ного раствора бикарбоната натрия. Раствор насьпцают добавлением .23 r хлористого натрия и экстрагируют хлористым метиленом (1Х200 мл и 3 100 мл). После сушки над сульфа,— том натрия и удаления хлористого метилена в вакууме получают 142 r цис-З-гексен-2,5-диона.

Пример 2. Получение 3-тиоацетил-2,5-гександиона. В 1000 мл круглодонную колбу, снабженную магнитной мешалкой, термометром, воронкой и обратным холодильником загружают 142 r неочищенного цис-3-гексен-2,5-диона (из примера 1), 380 мл эфира и 5 капель пиперидина. Затем.

1 ч добавляют 96,6 г тиоуксусной кислоты. Когда добавлено 1/8 тиоуксусной кислоты, раствор начинают кипятить с обратным холодильником и с продолжают кипятить в ечение остального добавления. По окончании добав35 ления смесь, оставляют стоять 85 мин.

Затем эфир удаляют в вакууме и получают 235 г неочищенного продукта, содержащего около 91% 3-тиоацетил-2,5-гександиона. Перегонка 134 г этого продукта дает 84,5 r 3-тиоацетил-2,5-гександиона, кипящего от 86 до 87 С при 0 5 мм рт.ст.

Пример 3. Получение 3-пропилтио-2,5-гександиона. В 500 мл кол45 бу, снабженную .термометром, воронкой, обратным холодильником и магнитной мешалкой, загружают цис-З-гексен-2,5- дион, 95 мл эфира и добавляют одну каплю пиперидина. Затем добавляют и-пропантиол и -по мере добавления прибавляют по каплям пиперидин (всего

33 капли). После стояния в течение

18 ч раствор промывают последовательно 10%-иой соляной кислотой(2Х7,5 мл), насыщенным раствором хлористого натрия (10 мл), 5%-ным раствором бикарбоната натрия и насьпценным раствором хлористого натрия (2к10 мл) .

Эфирный раствор сушат над сульфатом натрия и получают 51,4 г темно-желтого масла. Анализ ГЖК показал, что материал в основном состоит из чистого З-тиолропил-2,5-гександиона.

Масс-спектральный анализ показал молекулярный ион 188 и в нисходящем порядке пики 43, 103, 41, 145, 71, 114 и 61

Пример 5. Получение 2-тио- ацетил-l,4-бутан-диаля.

А). Получение 2-бутен-1,4-диаля.

Смесь 2,5-диметокси-2,5-дигидрофурана (20 г) воды. (80 мл) и уксусной кислоты (3 капли) перемешивают

105 мин при комнатной температуре, 22 мин при 40 С и 90 мин при 60-75 С.

Анализ газо-жидкостной хроматографии (ГЖК) показал присутствие 15,7% исходного материала и 83,5% 2-бутен-1,4-диаля. Смесь охлаждают до 25ОС и добавляют 0,3 r бикарбоната натрия.

В). Получение З-тиоацетил-1,4-бутандиаля. К водному раствору, полученному на стадии А) добавляют 10 г тиоуксусной кислоты 14 мин. Во время добавления температуру поддерживают вью ше 30 С„ периодически применяя охлажденную ванну. Через 110 мин реакционную смесь экстрагйруют хлористым ме—

I тиленом (Зх35 мл), объединенные экстракты высушивают, концентрируют в вакууме и получают 17,8 г желтого масла, содержащего около 80Х 2-тиоаце:— тил-1, 4-бутандиаля. С помощью ЯМР, ЛФ и масс-спектрального анализа соединение было идентифицировано..

Масс-спектральный анализ: молекулярного иона нет, остальные пики в, нисходящем порядке 43, 29, 27, 45, 55, 60, 84, 100 и 142 m/å ЯМР (СДС >)

2,38 (S, 3) 3,02 (мультиплет 21 = — 10 н 2) 446 (t I .1 = 1 ОН), 9,40 (S, 1) и 9 68 (S, 1).

МФ (тонк.пленк.) 2850, 2750, 1720, 1700 (уступ), 1383, .1352,. 1132 и

958 см

Пример 7. Получение 3-тиоацетил-4-оксо-пентаналя.

А). 4-оксо-2-пентаналь. В 5-литровую трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, термометром и патрубком для вакуума, загружают

600 г 2-метил-.2,5-диметокси-2,5-дигид-, рофурана и 2400 мл деионизированной воды. После 20 мин перемешивания при комнатной температуре смесь гомогенна и имеет бледный желто-зеленый цвет. Анализ образца реакционной сме9

8738 формула изобретения

1. Способ получения производных

3-тиоалкан-1,4-дионов общей форму1 я

4 S-Qy 6 Х

R1 Яд

Составитель Г. Коннова

Редактор М. Недолуженко Техред С.Мигунова Корректор С, Шекмар

Тираж 446 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

:Заказ 9090/88 филиал ППП "Патент", r.. Ужгород, ул. Проектная, 4 си через 3 ч с помощью ГЖХ показал

22Х метанола и 67Х 4-оксо-2- пентаналя и 9Х исходного материала. Затем реакционную смесь прн поддержании ее температуры от 2 до 30 С подвергают вакуумированию (26 мм рт.ст. через

3,25 ч анализ ГЖК показал 13Х метанола, 82% 4-оксо-2-пентанола и 3,2Х исходного материала). Вакуумирование прекращают и смесь .оставляют стоять ночь при комнатной температуре. После этого анализ ГЖК показывает 12,0Х метанола, 85Х 4-оксо-2-пентаналя и

2,1% исходного материала.

Получение З-тиоацетил-4-.оксо.пен"таналя. В 5-.литровую трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, термометром и воронкой, загру-, жают 2325 мл раствора, полученного,. на стадии А) и 2 мл пиридина, растворенного в 5 мл воды. К этому раствору 20 мин добавляют. смесь тиоуксусной кислоты (292,3 г) и пиперидина (13 мл). После стояния в течение ..10 мин добавляют 20 мл концентрированной соляной кислоты и получившуюся смесь выливают в делительную .воронку и масляный слой удаляют. Водный слой экстрагируют бензолом (500 мл).

Бензольный экстракт объединяют с мас,вО ляным слоем и сушат над сульфатом натрия. После удаления растворителя под вакуумом (40-45 С при 15 мм рт.ст.) получают 414,5 r неочищенного масла из бензольного экстракта и 172,5 г:„ иэ экстракта в хлористом метилене.

Неочищенное масло перегоняют под saкуумом и получают смесь 3-тиоацетил76 10

-4-оксопентаналя и 2-тиоацетил-4-пентаналя и 2-тиоацетил-4-Ьксопентаналя, кипящую при 94-98 С при 0,30 55 мм рт ст где каждый из R <, R<, R .и R род или низший алкил

Rg — остаток низшей алифатической кислоты, бензоил-, метилбензоил-, С,1 †.алкил-,.толил-, бензил- или фенилрадикалом, о .т л и ч а ю шийся тем, что, соединение общей формулы

11

% Q/ а где R, Rg, Р и В,имеют. приведенные значения подвергают взаимодействйю с

) соединением формулы НфН, где К имеет указанные значения, при 0-60ОС.

Источники информации, принятые во. внимание при экспертизе

1. Вейганд-Хильгетаг Методы эксперимента в органической химии. М., 1968, с. 551.