Способ получения 1-оксаспиро(2, @ )алканов

 

Изобретение касается эпоксидов, , в частности получения 1-оксаспиро(2,п)- алканов - полупродуктов для синтеза актив).ых веществ, болеутоляютего и антиконвульсивного действия. Цель - обеспечение универсальности способа и повышение выхода целевого продукта. Процесс ведут эпоксидированием метиленциклоалкана с помощью 35-50%-ного раствора надуксуснои кислоты в присутствии безводного карбоната натрия при их молярном соотношении 1:(1,1-1,5): :(1,25-1,7э) и 20-50°С в среде дихлорэтана . Целевой продукт выделяют с выходом до 97% против 62% в известном случае. Способ обеспечивает получение t эпоксидов, которые не могут быть получены известным путем. 1 табл.

СО03 С08ЕТСННХ

РЕСПУБЛИК аа е

P1)5 С 07 D 301/14, 303/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОММ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (57) Изобретение касается эпоксидов,,,в частности получения 1-оксаспиро(2,n)алканов — полупродуктов для синтеза активных веществ, болеутоляюпего и антиконвульсивного действия. Цель— обеспечение универсальности способа и повышение выхода целевого продукта.

Процесс ведут элоксидированием метиленциклоалкана с помощью 35-50Х-ного раствора надуксусной кислоты в присутствии безводного карбоната натрия при их молярном соотношении 1:(1, 1-1,5):

:(1,25- 1,75) и 20-50ОС в среде дихлор-этана. Целевой продукт выделяют с выходом до 97Х против 62Х в известном случае. Способ обеспечивает получение эпоксидов, которые не могут быть получены известным путем. 1 табл.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 07НРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4434883/04 (22) 31.05.88 (46) 23.04. 91. Ьюл. К 15 (71) Днепропетровский государственный университет им. 300-летия Воссоединения Украины с Россией (72) Л.И. Касьян, А,Е. Ьатог, М.Ф. Сеферова, Н.В. Томалак, Т.А. Батрак, Г.Б. Левашова и В.Г. Дрюк (53) 547.707,07(088,8) (56) Endo А., Saito М,, Wada J., Fushisaki J. Peracid Oxidations of Alycyclic Unsaturated Hydrocarbons. II

Oxidation of Methylenecyclopentane

and Methylenecyclohexane by organic

Peracids — Nippon Kagaku Zasshi, 1964, v. 85, К 11, р, 797-801. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1-0КСАСПИРО. t 2,nJAJIKAHOB

Изобретение относится к области эпоксидных соединении, в частности к усовершенствованному способу получения 1-оксаспиро12,п )алканов, которые широко используют в качестве полупродуктов в синтезах физиологически активных соединений, проявляющих болеутоляющее и антиконвульсивное деиствие.

Цепь изобретения — увеличение выхода целевого продукта, повышение универсальности способа.

Пример 1 (таблица, опыт 1).

В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, термометром и капельной воронкой, загружают 1,00 r

Ь (0,0147 моль) метиленциклобутана в (15 мл хлористого метилена и 2,75 r измельченного безводного карбоната ( натрия. К охлащтенной до 15 С реакционной смеси добавляют по каплям, 3,34 г (0,0220 моль) 50Х-ной водной надуксусной кислоты, температуру поддерживают в интервале 19-20 С (охлаждение ледяной водой) при перемешивании до завершения реакции (по данным ГЖХ). а

Твердую фазу отфильтровывают, промыва- ° ют хлористым метиленом, для нейтрализации остатков надкислоты фильтрат обрабатывают насыщенным раствором кар- боната натрия, водный слой высушивают прокаленным сульфатом магния, эпоксид

1643540 перегоняют после удаления растворителя, Выход 0,57 г (45Х). Т.кип, 1-оксаспиро P ь 31гексана (I) 92 С; n > . = — l,ì2I О.

ИК-спектр, см : 3033, 3000, 893, .

813, Пример 2, (опыт 4).

К 2,00 r (0,0244 моль) метиленциклопентана в 30 мл хлористого метилена 10 добавляют 3,23 г (0,0268 моль) 507-ного водного раствора надуксусной кислоты при перемешивании и 20 С. По данв ным ГНХ,реакция заканчивается в течение 1 ч. После обработки получают 15

1,46 г (617) 1-оксаспиро12ь41гептана (II). Т.кип. 116-118 С; n> = 1,4315.

ИК-спектр, см : 3015, 885, 835, Пример 3, (опыт 6).

К О, 70 г (0,0085 моль) метиленцик- 20 лопентана в 10 мп хлористого метилена и 0 16 г (0,0020 моль) измельченного ацетата натрия прикалывают 1,57 г (Оь0094 моль) 45Х-ного водного раствора надуксусной кислоты.при переме- 25 ижвании и 18-20вС. Реакцию продолжают в течение 1 ч. Реакционную смесь обрабатывают насыщенным раствором карбоната натрия, водный слой высушивают прокаленным сульфатом магния, 30 растворитель удаляют, Выделенный оксидат (выход Оь49 г, 587) не содержит целевой продукт и является смесью продуктов деструкции и перегруппировки эпоксиметиленциклопентана, 35

П р .и м е р 4 {опыт 7).

К 0,72 г (0,0087 моль) метиленциклопентана в 10 мл хлористого метилена и 4,35 r (Оь01э2 моль) измельченного кристаллогидрата карбоната натрия добавляют 2ь19 г (Оь0130 моль) 45Х-ной водной надуксусной кислоты при перемешивании, поддерживают температуру

i8-20ОС. Реакцию заканчивают через

1 ч. Остатки кислоты в реакционной смеси нейтрализуют насыщенным раствором карбоната натрия, водный слой промывают неоднократно хлористым метиленом. После высушивания органического слоя прокаленным сульфатом магния и удаления растворителя выход продукта окисления составляет 0,52 г (62Х).

Оксидат содержит 8Х целевого продукта (эпоксида) и 92Х продуктов его перегруппировки и раскрытия (данные ГНс ) °

Практический выход эпоксида 57..

1INP-спектр (м.д.) оксидата; 7,49, 5р24 5ь52ь 4ь04ь Зь42ь Зь14ь 1„38

2,22.

Пример 5 (о и ы т 8), Метиленциклогексан (3,00 г, дь0313 моль) в 30 мл хлористого мети., лена ив присутствии 5,35 г (0,0505 моль) безводного карбопата натрия окисляют

7, 93 г (О, 0469 ноль) 45Х-ной водной надуксусной кислотой, температуру реакционной смеси поддерживают 25-27вС до окончания эпоксидирования (7,5 ч), Выход 1-оксаспиро 2,5)октана (III) ,после обычной обработки 2,56 г (737), т.кип. 54,5-56ь0 С (29 мм рт.ст.); и = 1,4472.

ИК-спектр, см : 3013, 866, 820.

II р и м е р 6 (опыт 10).

Эпоксидирование метиленциклогептана проведено по приведенной методике с использованием 4,00 г (0,0360 моль) алкена в 40 мл хлористого метилена, 4,77 г (0,0450 моль) безводного карбоната натрия и 5,84 r (0,0396 моль)

50Х-ного водного раствора надуксусной кислоты при 25 С в течение 16 ч. Выход l-оксаспиро „2,7 íîíàíà {IV)

4,40 г (97Х), т.кип. 78-80 С (38 мм рт.ст.); n = 1,4601, ИК-спектр, см : 3050, 3000, 866, 832.

Пример 7 (опыт 18).

Эпоксидирование метиленциклододекана проводят по приведенной методике, исходя из 3,60 г (0,0200 моль) алкена в 36 мл хлористого метилена, 3,71 r (0350 моль) безводного карбоната натрия и 9,12 r (0,0300 моль)

25Х-ной водной надуксусной кислоты при 25 С. Через -13 сут.выделенный ок. -в сидат содержит 12Х исходного олефина (данные ГЖХ) ь эпоксид очищен хроматографированием на колонке с силикагелем 100/160 (элюент — эфир-гексан, 1:15). Выход эпоксида метиленциклододекана (V) после перегонки 2,54 г (60Х), т, кип. 13о С (15 мм рт. ст.); п = 1,4833.

ИК-спектр;. см : 3030, 890, 840.

Прим ер 8 (опыт 17).

Эпоксидирование 10,00 r (О, 0556 моль), метиленциклододекана проводят по приведенной методике из 12,68 r (0,0834 моль) 50Х-ной водной надуксусной кислоты в присутствии 10,31 г (0,0972 моль) безводного карбоната натрия в течение 10 сут. После обработки, очистки и перегонки выделяют

8,17 г (75X) эпоксида и 0,87 r (87) ,исходного олефина. Очищенный 1-окса5 f64 спиро 2,11)тетрадекан (V) имеет т,кип, 169-1704С (39 мм рт.ст,), 11редлагаемыи способ позволяет повысить выход целевого продукта в случае метиленциклогексана с 62 до 97Х.

Эпоксид метиленциклогептана получают после обработки и перегонки с почти количественным выходом (97,98Х) (таблица, опыты 10 и 12), тогда как по известной методике он вообще не выделен, т,е. выход OX. Эпоксид метиленциклододекана (опыт 17) по данным

ГЖХ-анализа имеет выход 92Х, после очистки — 75Х. Зпоксид метиленциклобутана по известному методу не образуется вообще. В условиях предлагаемого способа его выход достигает 100Х (данные Г)!(Х), однако в связи с высокой летучестью эпоксида при обработке практический выход снижается до 45% (опыт 1). Выход эпоксиметиленциклопентана по известной методике снижается за счет образования продуктов перегруппировки. В условиях предлагаемого способа выход эпоксида близок к количественному — 93-100Х (данные

3540 6

ГЖХ), но при обработке в связи с высокой летучестью эпоксида снижается до 61% (опыты 3 — 5).

Кроме того, предлагаемый способ

5 является универсальным, т.е. позволяет получить целый ряд эпоксидов, которые не могут быть получены известным способом.

Формула и s о б р е т е ни я

Способ получения 1-оксаспиро 2,п) алканов эпоксидированием соответствующего метиленциклоалкана надуксусной кислотой в органическом растворителе с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, повышения универсаль20 ности способа, метиленциклоалканы эпоксидируют 35-50Х-ным раствором водной надуксусной кислоты в присутствии безводного карбоната натрия при молярном соотношении олефина, надук25 сусной кислоты и карбоната натрия

1:(1,1-1,5):(1,25-1,75) при 20-50 С в среде дихлорметана, l

О

Опыт Эпоксид Концент- Т, С Продолрация хительНУК, 2 ность, ч

Практический

Содервание

Растворитель

Соотношение олефин:НУК выход зпокси да, 2 исходного опефина, Й (ГЖХанализ) Дихлорметан

II

ll

ll и

1I

Il

lI

Il и

II

II

Этилацетат

It

tl и

Дихлорметан

Этилацетат

Этилацетат

П р и м е ч а н и е. В качестве основной добавки используют ацетат натрия (опыт 6), кристаллогидрат карбоната натрия (опыт 7),, безводный карбонат натрия (остальные опыты). В опытах 11,13-16 и 19-22 выделение зпоксидированного продукта не проводят, 1

3

5

7

9

11

12

13

14

16

17

18

19

21 ,22

I

II

II

II

II

II

III.

III

IV

IV

IV

IV

IV

IV

IV ч

Ч

V

1:1,5

1:1,5

1:1,1

1:1,1

1:1,5

1!1>1

1:1,5

1: 1,5

1:1,5

1:1,1

l:1,!

1:1,5

1:l

1:1

1!!

1:1

1:I 5

l: 1,5

1:1

1:1

1:1

1:1

5

5

5

4,0

4,0

0,5

1,0

1,0

1,0

1,0

7,5

7,5

16,0

3,0

5 0

2,0

2,0

2,0

2,0

10 сут

13 сут

2,0

2,0

2,0

2,0

0 45

0 30

7 60

2 61

0 59

0 0

0 5

2 73

3 80

0 97

0 98

39

32

29

23

8 75

12 60

56

36