Способ получения (е)-4-фенил-3-бутен-2-она

Изобретение относится к способу получения (Е)-4-фенил-3-бутен-2-она (бензальацетона) (I), который может быть использован в качестве вкусовой и ароматической добавки в пищевой промышленности и в парфюмерии. Способ заключается во взаимодействии стирола и уксусного ангидрида в присутствии цеолита Beta в Н-форме при температуре 80-130°С, количестве катализатора 10-50% мас. (в расчете на смесь стирола с уксусным ангидридом, взятых в мольном отношение 1:1) и мольном соотношении стирол: уксусный ангидрид, равном 1:2÷8. Предлагаемое изобретение позволяет простым и малозатратным способам получить целевой продукт при использовании доступных реагентов. 7 пр., 1 табл.

 

Изобретение относится к области органического синтеза, конкретно к синтезу (Е)-4-фенил-3-бутен-2-она (бензальацетона) (I).

Бензальацетон (I) имеет широкий спектр промышленного применения и используется в качестве вкусовых и ароматических добавок в пищевой промышленности и в парфюмерии [J-M Sauer et al. Drug Metabolism and disposition, vol.25, №.10, p.1184-1190, 1997] применяется в качестве промежуточного продукта для получения коричной кислоты и бензилацетона (ценный парфюмерный продукт с запахом земляники и жасмина) [Заявка US 2002/0055656 A1, 2002]. Замещенные (Е)-4-фенил-3-бутен-2-оны проявляют противовоспалительную, противовирусную и антиоксидантную активность и применяются в фармацевтической промышленности [G.Elias and M.N.A.Rao. European Journal of Medicinal Chemistry, vol.23 (4), p.379-380, 1988; P.C.Kuo et al. Arch. Pharm. Res, vol.28, №5, p.518-528, 2005; M.L.Edwards et al. J. Med. Chem., vol. 26, №3, 1983].

Известен способ получения бензальацетона ферментативным восстановлением 4-фенил-3-бутин-2-она при помощи редуктазы OYE в присутствии никотинамидадениндинуклеотидфосфата (NADPH), этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) в изопропаноле при рН 6,8, 30°С в течение 1 ч при перемешивании. Реакционную смесь экстрагировали хлороформом. Выход продукта не указан [Заявка US 2010/0009421 A1, 2010].

Известен ряд работ, относящихся к способу получения производного бензальацетона 4-(4-гидроксифенил)-бутен-2-она (II), в литературе называемого также «бензальацетон» [Н.Morita et al. PNAS, vol.107, №2, p.669-673, 2010; Y.Shimokawa et al, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, Vol 20, (17), p.5099-5103, 2010; Патент GB 2416770, 2006; D.Zheng, G.Hrazdina. Archives of Biochemistry and Biophysics, 470, p.139-145, 2008]. Синтез 4-(4-гидроксифенил)-бутен-2-она (II) осуществляют ферментативными методами, а именно конденсацией ферментов 4-кумарил-КоА и молонил-КоА, где 4-кумарил-КоА - остаток кумаровой кислоты + кофермент А, состоящей из остатка адениловой кислоты (1), которая связана пирофосфатной группой (2) с остатком пантотеновой кислоты с молонил-KoA(malonyl-CoA); молонил-КоА - остаток малоновой кислоты + Кофермент А. Образовавшийся в ходе конденсации дикетид (III) далее декарбоксилируют и получают 4-(4-гидроксифенил)-бутен-2-он (II).

Ферментативные методы синтеза могут быть альтернативой химическим методам, но в настоящее время эти методы недостаточно разработаны.

Известен способ получения бензальацетона по реакции Кляйзена-Шмидта - конденсацией бензальдегида с ацетоном в присутствии сильных оснований.

Согласно методике, приведенной в [A.Sethi. Systematic Lab Experiments in organic Chemistry, p.699, 2003; S.Gokksu et al. Turk J. Chem., vol.27, p.31-34, 2003; M.L.Edwards et al. J. Med. Chem., vol.26, №3, 1983], синтез бензальацетона (I) осуществляют следующим образом: в колбу емкостью 100 мл, снабженную мешалкой и термометром, приливают 10 мл свежеперегнанного бензальдегида и 20 мл ацетона (значительный избыток ацетона приливают для уменьшения образования дибензальацетона). Колбу с реакционной массой держат в холодной водяной бане, затем по каплям при перемешивании добавляют 2,5 мл 10%-ного раствора гидроксида натрия, так, чтобы температура реакционной смеси не поднималась выше 30°С. Потом смесь перемешивают в течение 2 ч при комнатной температуре. После окончания реакции реакционную массу нейтрализуют и разделяют перегонкой в вакууме. Выход целевого продукта составляет 10 г (68,4%).

К недостаткам данного способа можно отнести использование растворов едкого натра и соляной кислоты, необходимость стадии нейтрализации, отмывки реакционной смеси, утилизация больших объемов сточных вод, коррозию оборудования и т.д.

В работе [S.Handayani, I.S.Arty. Journal of Physical Science, vol.19, p.61-68, 2008] бензальацетон (I) получают также конденсацией Кляйзена-Шмидта, но по другой методике, которая заключается в том, что в предварительно подготовленный спиртовый раствор (этанол: вода = 1:1) гидроксида натрия, содержащего 0,05 моль NaOH, добавляют бензальдегид (0,02 моль) и перемешивают 10 мин, после этого в смесь приливают по каплям ацетон (0,02 моль) и перемешивают в течение 30 мин. Затем к реакционной массе приливают воду и фильтруют. Дальше продукт очищают перекристаллизацией в этаноле и высушивают. Выход продукта (I) составляет 82%.

Недостатки этого метода: использование большого количества щелочи, что приводит к появлению стадии нейтрализации и отмывки продукта реакции, а также применение большого количества растворителя (этанола) и необходимость его регенерации.

Задачей настоящего изобретения является упрощение способа получения бензальацетона (I).

Решение этой задачи достигается тем, что способ получения бензальацетона (I) осуществляют взаимодействием стирола и уксусного ангидрида в присутствии цеолита Beta в Н-форме. Реакцию проводят при 80-130°С, количестве катализатора 10-50% мас. (в расчете на смесь стирола с уксусным ангидридом, взятых в мольном отношение 1:1) и мольном соотношении стирол: уксусный ангидрид, равном 1:2÷8. Конверсия стирола составляет 40-98,5%. Селективность образования целевого продукта 61,2-96%. Реакция проходит по схеме:

Цеолит типа Beta - это алюмосиликатный материал с типичной элементарной ячейкой, описанной формулой Na7[Al7Si57O128] и четкой кристаллической структурой. Относится к высококремнеземным цеолитам. Пористая структура цеолита Beta представляет собой 3-мерную систему соединенных между собой прямолинейных каналов двух видов, образованных 12-членными кольцами с диаметром входного окна 0,55 нм и 0,64-0,76 нм.

Преимущества предлагаемого способа:

1. Использование доступных, выпускаемых в промышленных масштабах реагентов.

2. Катализатор - цеолит Н-Beta легко отделяется от реакционной массы и регенерируется, может использоваться многократно.

3. Отсутствие стадии нейтрализации и отмывки кислотного или основного катализатора, которые приводят к образованию большого количества стоков.

4. Снижение себестоимости и упрощение технологии за счет уменьшения энерго- и трудозатрат.

Предлагаемый способ получения бензальацетона (I) осуществляют следующим образом.

Используют цеолит Beta в NH4-форме, синтезированный в ОАО "Ангарский завод катализаторов и органического синтеза".

Характеристики цеолита NH4-Beta: мольное соотношение SiO2/Al2O3=18; массовая доля оксида натрия в пересчете на прокаленное при 650°С вещество - не более 0,2%; массовая доля железа в пересчете на прокаленное при 650°С вещество - не более 0,12%; массовая доля оксида алюминия в пересчете на прокаленное при 650°С вещество - не менее 5,0%. В Н-форму цеолит Beta переводят термообработкой в атмосфере воздуха при 540°С в течение 4 ч.

Синтез бензальацетона проводят в периодическом термостатированном реакторе. В реактор помещают стирол, уксусный ангидрид и катализатор, после чего нагревают до заданной температуры при непрерывном перемешивании реакционной массы. После окончания реакции реакционную массу отделяют от катализатора фильтрованием и перегоняют под вакуумом.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1. Синтез проводят в трехгорлой колбе, снабженной термометром, мешалкой и холодильником. В колбу помещали 1,2 мл (0,01 моль) стирола, 3,8 мл (0,04 моль) уксусного ангидрида, 0,21 г цеолита H-Beta и нагревают до 100°С. Реакционную массу непрерывно перемешивали в течение 7 ч. После окончания реакции реакционную массу отделяют от катализатора фильтрованием и перегоняют под вакуумом. Целевой продукт выделяют при 90°С/5 мм рт.ст. Конверсия стирола составляет 61,5%, селективность образования бензальацетона 67,9%.

Примеры 2-7 аналогично примеру 1. Условия и результаты примеров представлены в таблице.

Таблица
Получение бензальацетона
№ п/п Условия реакции Конверсия стирола, мас.% Селективность, %
Количество катализатора, мас.% Т, °С τ, ч стирол: уксусный ангидрид, моль
1 10 100 7 1:4 61,5 67,9
2 10 130 7 1:4 82,2 79,8
3 20 80 10 1:4 40,0 96,0
4 20 130 5 1:2 76,1 61,2
5 20 130 7 1:4 83,5 80,8
6 20 130 7 1:8 89,4 82,3
7 50 130 7 1:4 98,5 95,4

Способ получения (Е)-4-фенил-3-бутен-2-она, характеризующийся тем, что взаимодействие стирола и уксусного ангидрида проводят в присутствии цеолита H-Beta при мольном соотношении стирол:уксусный ангидрид = 1:2÷8, температуре 80-130°С, массовом содержании катализатора 10-50% (в расчете на смесь стирола с уксусным ангидридом, взятых в мольном отношении 1:1).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения (Е)-4-фенил-3-бутен-2-она (бензальацетона) (I), который может быть использован в качестве вкусовой и ароматической добавки в пищевой промышленности и в парфюмерии.

Изобретение относится к способу получения (Е)-4-фенил-3-бутен-2-она (бензальацетона) (I), который может быть использован в качестве вкусовой и ароматической добавки в пищевой промышленности и в парфюмерии.

Изобретение относится к химии производных халкона, используемых в синтезе биологически активных веществ, а именно к способу получения халконов на основе м-феноксибензальдегида общей формулы: где R=H, Br, Cl, NO2.

Изобретение относится к новым производным бутадиена формулы (1-а), где кольцо А представляет пиридиновое, пиримидиновое или бензольное кольцо, которое может быть необязательно замещено; кольцо В представляет пиридиновое, оксозамещенное пиридиновое, пиримидиновое, бензольное или C1-4-алкилендиоксизамещенное бензольное кольцо; R1 представляет C1-6-алкил; R2 представляет водород; -COR32 представляет C2-7-алкоксикарбонил и т.д.; -COR42 представляет карбоксильную группу и т.д., или его фармацевтически приемлемые соли; производные амидобутадиена формулы (1-b), где значения А, В, R1, R2, -COR32 указаны выше, -COR43 представляет карбамоильную группу, которая может быть необязательно замещена и т.д., или его фармацевтически приемлемые соли; производное пирролидина формулы (2), где А, В, R1, R2 указаны выше, R5 представляет пиридилзамещенную C1-6-алкильную группу и т.д., или его фармацевтически приемлемая соль.

Изобретение относится к синтетической органической химии, а именно к способам получения , ненасыщенных карбонильных соединений ароматического и гетероциклического рядов, многие из которых биологически активны, а также широко применяются в качестве полуфабрикатов для синтеза разнообразных гетероциклических и иных труднодоступных соединений.

Изобретение относится к ненасыщенным кетонам, в частности к получению α-ацетиленовых кетонов ф-лы CH<SB POS="POST">3</SB>-C(O)-C=C-R, где R=PH, CH<SB POS="POST">2</SB>OH, которые используются в качестве полупродуктов в органическом синтезе.

Изобретение относится к способу получения (Е)-4-фенил-3-бутен-2-она (бензальацетона) (I), который может быть использован в качестве вкусовой и ароматической добавки в пищевой промышленности и в парфюмерии.

Изобретение относится к способу получения (Е)-4-фенил-3-бутен-2-она (бензальацетона) (I), который может быть использован в качестве вкусовой и ароматической добавки в пищевой промышленности и в парфюмерии.

Изобретение относится к способу получения соединения формулы (I), включающему взаимодействие соединения формулы (II) с соединением формулы (III) в присутствии катализатора, выбранного из катионных комплексов двухвалентного рутения, и полярного органического растворителя.

Изобретение относится к способу получения (Е)-4-фенил-3-бутен-2-она (бензальацетона) (I), который может быть использован в качестве вкусовой и ароматической добавки в пищевой промышленности и в парфюмерии.

Изобретение относится к способу получения (Е)-4-фенил-3-бутен-2-она (бензальацетона) (I), который может быть использован в качестве вкусовой и ароматической добавки в пищевой промышленности и в парфюмерии.

Изобретение относится к химии производных дифенилоксида, а именно к новым 3-феноксифенилсодержащим 1,3-дикетонам, промежуточным соединениям в синтезах широкого спектра веществ, обладающих биологической активностью, общей формулы например, в качестве исходных соединений для получения их хелатных комплексов с ионами меди (II) общей формулы которые представляют интерес в качестве экстрагентов, аналитических реагентов РЗЭ, важнейших полупродуктов в синтезе вероятных биологически активных веществ.

Изобретение относится к способу получения м-хлорбензофенона, который используется в качестве промежуточного продукта в синтезе оригинального антиконвульсанта «галодиф» (м-хлорбензгидрилмочевина).

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 2,6-ди(3,3',5,5'-ди-трет-бутил-4,4'-оксибензил)-циклогексан-1-она, используемого в качестве стабилизатора полиолефинов и низконепредельных карбоцепных каучуков.

Изобретение относится к способу получения -4-фенил-3-бутен-2-она, который может быть использован в качестве вкусовой и ароматической добавки в пищевой промышленности и в парфюмерии

Наверх