Способ получения тетрагидрофуранов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 18.12.80 (21) 3219270/23-04 (31) М, КП.

С 07 0 307/Об

С 07 О 307/92 с присоединением заявки ¹Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет(33) УДК 547.722.07 {088. 8) Опубликовано 15,01.83,. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 15.0183 1 1 ф А (72) Авторы изобретения Я,у l

It.Ô. Âëàä и Н. Д. Унгур

Ордена Трудового Красного Знамени институт

АН Молдавской ССР (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕТРАГИДРОФУРАНОВ 3

„, — к, R< 0 Р5 э

Изобретение относится к способу ,:получения тетрагидрофуранов общей формулы где R<,R,R4,R — атом водорода или низший алкил; и — атом водорода или

М и Рз вместе с

,атомамй углерода, с ,которыми они связаны, образуют транс-декалиновую систему, заме,щенную в положении

5 и 9 метилом, которые могут быть использованы для получения душистых соединений.

Известен способ получения 1,4-диолов, например 2,2,5,.5-тетраметилтетрагидрофурана дегидратацией 2,5-диме;тилгексан-2,5-диола в присутствии в качестве дегидратирующего агента диметилсульфоксида {ДМСО), взятых в мольном соотношении 1:12 соответст- . венно, при 150-180 С. Выход целевого продукта 39,2% (1 ).

Недостатками данного способа являются низкий выход целевого продукта, а также проведение процесса при достаточно высокой температуре и использование большого избытка ДМСО.

Цель изобретения — упрощение процесса, повышение выхода и расширение ассортимента целевых продуктов.

Эта цель достигается тем, что согласно способу получения тетрагидрофуранов в качестве 1,4-диола используют 1,4-диол формулы

@ 9,, Rtt, I г (2 к5 (1Ф

" » ок где й,,R>,RÇ,R4 и Rtt имеют указанные значейия в качестве дегидратирующего агента используют продукт взаимодействия диметилсульфоксида. с триметилхлорсиланом или бромом, взятых в зкви молярйых количествах, и процесс-. проводят в среде ароматического углеводорода при 20-110 С в случае, когда в качестве дегидратирующего агента используют продукт взаимодействия диметилсульфоксида с триметилхлорсиланом, и в среде четыреххлористого углерода при температуре окружающей

3 988817 4

Ф среды в случае, когда в качестве егидратнрующего агента используют продукт взаимодействия диметилсульфоксида с бромом.

В качестве ароматического углеводорода используют бензол и толуол.

Процесс протекает в мягких условиях, в том числе и при комнатной температуре, в случае диметилсульфок сида и триметилхлорсилана в среде ароматических углеводородов, предпоч- 0 тительно бензола или толуола, а в случае ДМСО и брома - в среде четыреххлористого углерода. Нагревание до

40-60 ускоряет процесс. Повышение температуры до 110 C позволяет закончить реакцию за 12 мин, но при. этом несколько падает выход окиси за счет увеличения выхода побочных продуктов, Дегидратация быстрее протекает в среде бензола, но из-за его токсичности в промышленных условиях предпочтение следует отдавать толуолу, Выделение целевых продуктов осуществляют известными способами, в частности хроматографией. В случае амброксида (пример 1) нет необходи- 25 мости в хроматографическом разделении продукта реакции в промышленности, так как он может быть использован для практических целей в виде смеси, учитывая что бициклогомо- 30 фарнезолы (11) не влияют на его запах..

Выход окисей при дегидратации диолов, в которых хотя бы одна из гидроксильных групп является вторичной или третичной, составляет 75-90%. 3$

Ципервичные 1,4-диолы с указанными реагентами не вступают в реакцию.

Пример 1. Получение (3aR,9аЬ, 9ЪВ)-Зс, 6, 6, 9с»-тетраметил-транс-пергидронафто-(2,1-Ъ|-фурана (амброкЩ сида) (I).

К раствору 78 мг (1 ммоль) абсолютного ДМСО в 1 мл сухого толуола (или бензола) добавляют 108 мг (1 ммоль) 4 триметилхлорсилана. При этом выпадает белый осадок. К полученному реагенту приливают раствор 254 мг (1 ммоль) (15, 2R, 8аб)-2,5,8а- òåòðàметил-2-окси-1-(2-оксиэтил)-транс-пергидронафталина в 2,5 мп сухого толуола (или- бензола). Колбу с реакционной смесью погружают в водяную баню, нагревают до 40-4I5OC и содержимое перемешивают до растворения осадка (5 мин). Реакционную смесь выдерживают нужное время при заданной температуре, разбавляют толуолом (бензолом) или эфиром (5 мл) и промывают водой, насыщенным раствором бикарбоната натрия, снова водой, сушат 60 безводным сульфатом натрия, отфильтровывают и растворитель отгоняют в вакууме. Кристаллический остаток на . носят на колонку с 4 г окиси алюминия, 3,5 степени активности, вещест- 65 ва элюируют под небольшим давлением смесью 5% этилацетата в гексане.

Результаты приведены в таблице.

Лмброксид (1), вымывающийся с колонки первым, перекристаллизовывают из этанола или метанола (т.пл..7273 С) и идентифицируют сравнением с заведомым его образцом. Кроме амброк-, сида (! ), образуется небольшое количество смеси ненасыщенных изомерных спиртов бициклогомофарнезолов (11), которую также идентифицируют сравнением с ее заведомым образцом.

Дегидратация (15, 28, SaS)-2,5,5, 8а.-тетраметил-2-окси-1-(2-оксиэтил)—

-транс-пергидронафталина (I).

П g и м е р 2. Получение (3 R, 9 S, 3Ы)-Зс», 6, 6, 9с1-тетраметил1-транс-пергидронафто-(2,1-b)-фурана (амброксида) (I).

K раствору 31,2 мг (0,4 ммоль) абсолютного ДМСО в 0,2 мл сухого четыреххлористого углерода добавляют

32 мг (0,2 ммоль) брома и 0,03 мл четыреххлористого углерода. К полученному раствору добавляют 50,8 мг (0,2 ммоль) (1S, 2R, 8aS)-2,5,5,8а-тетраметил-2-окси-1-(2-оксиэтил)-транс-пергидронафталина в 0,03 мл четыреххлористого углерода и смесь оставляют стоять III комнатной температуре в течение 28 ч. К реакционной смеси добавляют 10 мл воды, экстрагируют диэтиловым эфиром,промывают экстракт водой и сушат безводным сульфатом натрия, отфильтровывают и растворитель отгоняют. Остаток (48,1 мг) хроматографируют на

1колонке с 1,3 г силикагеля. Получа ют 38 8 мг (80,6%) амброксида (1) и, 3,9 мг. (8,3%) смеси бициклогомофар-! незолов (II). Идентификацию соединений (Ц и (II) проводят сравнением

;с их заведомыми образцами.

Пример 3. Получение (3mR, 9а S, 9 Ь5 ) -За,» 6, 6, 9а.— тетраметил-транс;пергидронафто- (2, 1-b)-фурана (I I I ) .

К реагенту, полученному из 39 мг

ДМСО и 54 мг триметилхлорсилана в

0,5 мл абсолютного бензола, добавляют раствор 127 мл (1 R 2 R Sa R) -2,5, 5, 8а-тетраметил-1- (2-окси этил ) -2-окси-транс-пергидронафталина в 1,25 мп бензола и реакцию проводят, как описано, при 60 С. Через 3 ч она завершается. После обычной обработки и хроматографии выделяют 105,8 мг .(89»7%:) окиси (I I I ) и 8,4 мг (7,1%.) сме си и з омер ных бицикло гомо фар не з алей (I V), которые идентифицируют сравнением с их заведомыми образцами.

Пример 4. Получение смеси (3aS» 3bR» 9bS)- H (3aR, 3bR, 9aS, 9bS)-6,6,9al-триметилпергидронафто-(2,1-b)-фуранов (Н) и (Ч1) .

К дегидратирующему реагенту, полученному из 39 мг ДМСО и 54 мг триметилхлорсилана в 0,5 мл бензола, 988817

Соотношение гликольгДМСОг

:триметилхлорсилан (моль) Tlpoдолжительность ч

Выход, В

Раство- Темпераритель тура реСмеси бициклогомофнезолов (II) Аброксида, (!) « teeter.þì апцн ка у град е

85,25 14,28

83,39 16,48

80,42 19,07

79,11 18,85

17

24

12

22

22

40-44

58-62

1:1:1

1: 1 .1

1:1:1

Гензол

Толуол

Толуол

Толуол

1:1:1

78-82

96-100

Толуол

Толуол

Толуол

О, 75 80,20

0,25 77 12

0,2 78,70

18,72

20,64

19,20

100

24 84,03

1:2:2

15,58

Толуол добавляют раствор 112 мг (IS,. 2S,8ай)-5,5,8а-триметил-1-(2-оксиэтил)-2-окси-транс-пергидронафталина в

2,2 мл бензола и реакцию проводят при ,60 С в течение 8 ч. Продукт (103 мг) хроматографйруюют на колонке с 6 г силикагеля. Колонку промюают гекса,ном, ЗЪ этилацетата в гексане и диэтиловым эфиром. Получают 9 мг углеводородов, которые не исследуют, 69,6 мг смеси окисей, которые идентифицируют сравнением с их заведомыми образцам!!, 11,4 мг смеси спиртов и 12 мг исходного диола. По данным

ГЖХ содержание окисей (Ч) и (Vl) составляет соответственно 65,6 и 35

34,4%, а общий выход окисной фракции с учетом непрореагировавшего диола

75, 2%.

Пример 5. Получение смеси (3aR, 9aS, 9bR)-2,2,3а,6,6,9а-гекса- 20 метил-транс-пергидронафто-(2,1-Ь)-фуранов (Vll).

К дегидратирувщему реагенту, полученному из 156 мг ДМСО и 216 мг триметилхлорсилана в 2 мп абсолютного бензола, добавляют раствор .276 мг (IS, 2R, 8aS)-2,5,5,8а-тетраметил-1

-(2-метил-2-оксипропил)-2-окси-транс-пергидронафталина в 2 мп бензола и реакционную смесь выдерживают при -ЗО

60 С до завершения реакции (3 ч).

Продукт реакции (251 мг) перекристаллизовывают из ацетонитрила и получают 170 мг окиси (Ч!!), т.пп. 68-. !

69 С,(а(3 -23,4 (с 3,61> СИСМЗ).

Найдено, %! С 81,68, Н 12,18.

С.ц, Н О.

Иючяслено, Ъ С 81,75; Н 12,20.

ИК-спектр (ССУДА}!978 см-" (окисное кольцо).

ЯИР-спектр (C0Ct>, внутренний стандарт.TNC, сРм.д.): синглеты при

0,82 (6Н), 0,83 (ЗН) (Сб и Су метильные группы); 1,13 (ЗН), 1,16 (ЗН) и 1,32 (ЗН) (С и С, — метильные группы) . заточники от кристаллизации (!!Ума хроматографируют на колонке с 5 г силикагеля. Колонку промывают 5% этилацетата в петролейном эфире. Получают 40 мг окиси (Ч!!) и 38 мг {16,5%) внутримолярного формацеталя исходного гликоля. Суммарный выход окиси (Ч!!)

74,5Ъ.

Пример 6. Получение 2,2„5,5 тетраметилтетрагидрофураиа (Vtll).

К реагенту, полученному из 39 мг

ДМСО (0,5 ммоль) и 54 мг триметилхлорсилана (0,5 ммоль) в 0,5 мп сухо . го бензола, добавляют раствор 73 мг (0,5 ммоль) 2,5-диметилгексаи-2,5- диола {I) {т.пл. 89-90 ) в 1,25 мя сухого бензола и смесь выдерживают при комнатной температуре (20ОС) до завершения реакции по данныи ТСХ (75 ч).

К смеси добавляют 1,1 мл водЫ и экстрагируют 4 раза по 5 мп легкого петролейного эфира (фракция с температу рой кипения до 45ОC) Экстракт сушат безводным сульфатом натрия, -отфильтровывают и растворитель отгоняют из колбы с блочным дефлегматором высотой 15 см. Остаток (70 мг), состоящий по данным TCX íà силикагеле (растворитель 303 ацетона в .петролейном эфире) из двух пятен, хроматографируют на колонке с 1,5 г силикагеля (40/100ф), Петролейным эфиром вымывают 48 мг (75%) 2,2,5,5-тетраметилтетрагидрофурана (VI!I) в виде бесцветной летучей жидкости, п .1,3995 (литературные данные A%9 1,4014). Смесью 5% диэтилового эфира в петролейном эфире вьвывают 13,4 мг (21%) 2,5- . диметилгексеи-2-ола-5 (!Х).

Преимущество этого способа перед известным состоит в том, что ои позволяет повысить выход целевых продуктов до 75-90%, упростить процесс за счет проведения процесса при более низкой температуре и, кроме «того, данный способ позволяет получить новое соединение (Н! II).

988817

Формула изобретения где к„,в,в, H Rg — атом водорода 10 илн низший алкил, Составитель Й.Дьяченко

Редактор И.Митровка Техред Е.Харитончик Корректор С.Некмар

Заказ 10983/31 Тираж 416 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, N-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

f. Способ получения тетрагидрофуранов общей формулы

P †атом водорода или 1 1

Й образуют транс-дека-;

Ъ линовую систему, заме- 15 щенную в положении 5 и 9 метилом, дегидратацией. 1,4-диола с использованием в качестве дегидратирующей агента диметилсульфоксида, о т л н .а ю шийся тем, что, с целью рощения,процесса, повышения выхода . расширения ассортимента целевых про" дуктов, в качестве 1,4-диола используют 1,4-диол формулы 1i

К - Ry

l i

6-cK- My 03

Qg ОЕ где R<,R<,R и В, имеют вышеуказанные значения, а в качестве дегидратирующего агента используют продукт взаимодействия диметилсульфоксида с триметилхлорсиланом или броьюм, взятых в эквимолярном количестве, и процесс проводят в среде ароматического углеводорода при

20-110ОС, в случае, когда в качестве дегидратирующего агента используют продукт взаимодействия диметилсульфоксида с триметилхлорсиланом, и в среде четыреххлористого углерода при температуре окружающей среды,.в случае, когда в качестве дегидратирующего агента используют продукт взаимодействия диметилсульфоксида с бромом.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве арома-; тического углеводорода используют бензол или толуол.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Gi ties B.Т. и Beck Р.Е. Forma 1оп of Tetrahydrofuran derivat1 чеь

from 1,4-di ok 1п .01тейЬу В S y Efox iЬе,- J. Org. Chem„1963, 28, с.1388 (прототип).