Способ получения арилметилмалоновых кислот

 

И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №

Заявлено 02.Х1.1967 (№ 1194355/23-4) Кл. 12о, 14

Приоритет 26,Х1.1966, № К60799 11 Б 12о. ФРГ

МПК, С 07с

УДК 547 316.8 26 07 (088.8) Комитет по делам изобретений и открыти1, при Совете Министров

СССР

Опубликовано 04,11.1970. Бюллетень ¹ 7

Дата опубликования описания 9Л 1.1970

Авторы изобретения

Иностранцы

Зигфрид Шелер и Фритц Эндерманн

1Федеративная Республика Германии) Иностранная фирма

«Калле А. Г.» (Федеративная Республика Германии) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРИЛМЕТИЛМАЛОНОВЫХ КИСЛОТ

Изобретение относится к способу получения малоновых кислот.

Используемый в настоящее время способ получения арилметилмалоновых кислот из диэтилового эфира натриймалоновой кислоты и бензилхлорида с последующим омылением полученного диэтилового эфира бензальмалоновой кислоты едким кали имеет ряд существенных недостатков. Для его осуществления требуется абсолютный спирт и металлический натрий. Поэтому необходимы меры предосторожности. Для выделения и очистки диэтилового эфира бензилмалоновой кислоты требуется перегонка в вакууме, которая также связана с затратами. Выход диэтилового эфира бензилмалоновой кислоты по этому способу неудовлетворительный — от 45 до 55% теоретического. Омыление эфира до бензилмалоновой кислоты следует проводить в тщательно соблюдаемых условиях, чтобы образование побочных продуктов было минимальным. Отделение неомыленного диэтилового эфира бензилмалоновой кислоты из подкисленной водной фазы трудоемко. Выход чистой бензилмалоновой кислоты на диэтиловый эфир по этому способу относительно низкий — 50 — 60% от теоретического, выход малоновой кислоты на диэтиловый эфир 25 — 30% от теоретического.

Для получения бензилмалоновой кислоты предлагалось омылять бензилциан или динитрил бензилмалоновой кислоты едким натром или восстанавливать диэтиловый эфир бензолмалоновой кислоты цинковой пылью в уксусной кислоте до диэтилового эфира бензилмалоновой кислоты и затем омылять последний едким кали. Этот способ также требует значительных технических затрат, выход бензилма1р лоновой кислоты неудовлетворительный.

Предложен способ получения арилметилмалоновых кислот, который состоит в том, что конденсируют малоновую кислоту с арилальдегидом, например бензальдегидом, в присут15 ствии хлорида кислоты, например ацетилхлорида, после чего полученный продукт гидрируют до арилметилмалоновой кислоты. Гидрирование целесообразнее проводить при температуре 20 — 40 С и начальном давлении водорода 60 атл каталитическнм путем.

Целесообразная форма осуществления способа заключается в том, что дищелочную соль арилметиленмалоновой кислоты гидрируют в водном растворе в присутствии никелевого катализатора до дищелочной соли соответствующей арилметилма IQHQBQH кислоты.

Конденсация бензальдегида с малоновой кислотой до бензальмалоновой кислоты известна. Реакция обратима, так как образую263494 щаяся при конденсации вода остается в равновесии. По способу получения бензальмалоновой кислоты из бензальдегида и малоновой кислоты, описанному в литературе, выход продукта 40 — 60% от теоретического.

Найдено, что конденсация ароматических альдегидов с малоновой кислотой обеспечивает значительное повышение выхода бензальмалоновой кислоты без увеличения количества побочных продуктов, если конденсацию проводить в низкокипящих хлоридах кислот, например в тионилхлориде или ацетилхлориде, которые связывают выделяющуюся при конденсации воду, ооразуя газообразный хлористый водород и соответствующую кислоту.

В качестве хлорида кислоты предпочтительнее применять ацетилхлорид. Выход, например, бензальмалоновой кислоты по этому способу составляет 70 — 75% от теоретического, Выход замещенных арилметилмалоновой кислоты несколько ниже.

Целесообразная форма проведения спосооа состоит в том, что 1 лоль малоновой кислоты и, по крайней мере, 1 лоль ацетилхлорида реагируют, по крайней мере, с 1 поль ароматического альдегида.

Гидрирование до арилметилмалоновой кислоты протекает гладко и без образования побочных продуктов каталитическим путем с обычно используемым в технике никелевым катализатором или катализатором из благородного металла. При применении катализатора на основе никеля в качестве растворителя используют спирт, эфир, кетоны или циклический простой эфир, при использовании катализатора из благородных металлов а основе палладия или платины — преимущественно уксусную кислоту. Гидрирование дает хорошие результаты как при нормальной температуре и нормальном давлении, так и при повышенном давлении, однако, исходя из экономии времени, целесообразнее использовать последний способ.

Найдено также, что гидрирование моноили дищелочной соли арилметиленмалоновой кислоты протекает в водном растворе с никелевым катализатором, например никелем

Ренея, без образования побочных продуктов и почти количественно, если процесс проводят при 20 — 40 С и при повышенном давлении водорода в автоклаве.

Для выделения свободной кислоты отделяют катализатор и прозрачный водный раствор размешивают в концентрированной соляной кислоте. Этот способ гидрирования, благодаря применению воды в качестве растворителя и простому выделению арилметилмалоновой кислоты, экономичный и непродолжительный.

Полученные по изобретению соединения являются важными промежуточными продуктами для получения термопроявляемых диазотипных материалов. Они могут быть использованы для синтеза ароматических аминокислот, а также в качестве гормонов для роста растений, 5

Пример. В трехгорлую колбу емкостью

4 л, снабженную мешалкой, обратным холодильником и капельной воронкой, загружают смесь 1000 ч. (9,61 моль) технической малоновой кислоты и 755 ч. (9,61 л оль) ацетилхлорида, после чего при 20 — 30 С и интенсивном размешивании прикапывают 1272 ч. (12 люль) бензальдегида. Через некоторое время реакция проходит со значительным выделением тепла и с интенсивным выделением хлористого водорода. Реакционное тепло сначала отводят при помощи наружного охлаждения, В процессе реакции подачу бензальдегида регулируют так, чтобы выделяющегося тепла было достаточно для слабого кипения ацетилхлорида. После внесения всего бензальдегида реакционную массу нагревают еще 20 — 30 яин на водяной бане, размешивая, с обратным холодильником. Получают прозрачный желто-коричневый раствор, из которого по прошествии некоторого времени выкристаллизовывается основное количество продукта. После охлаждения до комнатной температуры при размешивании прибавляют 650 ч. метиленхлорида; выпавший светло-желтый технический щодукт отфильтровывают и на фильтре промывают еще 650 ч. метиленхлорида до отсутствия альдегида.

После сушки полученный продукт размешивают 4 — 5 мин в 2 л воды при 20 — 30 С, затем очищенный продукт фильтруют на нутчфильтре и сушат на воздухе при 20 — 25 С.

Получают 1357 ч. технической бензальмалоновой кислоты, что соответствует выходу 71,5% от теоретического, Продукт плавится при

184 — 188 С, после однократной перекристаллизации из воды имеет т. пл. 194 — 196 С, соответствующую описанной в литературе.

Для каталитического гидрирования до бензилмалоновой кислоты 1344 ч. (7 моль) технической бензальмалоновой кислоты (т. пл.

184 — 188 С) вносят при охлаждении в раствор 560 ч. (14 моль) едкого натра и 4000 ч. воды. Полученный раствор гидрируют с 300 ч. никеля Ренея во вращающемся автоклаве при

25 — 30 С и начальном давлении водорода

60 атли Через 3 час гидрирование практически заканчивается. Для выделения бензилмалоновой кислоты массу отфильтровывают от катализатора, фильтрат размешивают в

570 ч. концентрированной соляной кислоты, и смесь нагревают на водяной бане до тех пор, пока начавшая выделяться бензилмалоновая кислота не растворится полностью. После охлаждения осадок отфильтровывают и сушат на воздухе при 20 — 25 С. Получают 1325 ч. чистой беíзилмалоHовой кислоты, что соответствует выходу 98% от теоретического на вошедшую в реакцию бензальмалоновую кислоту. Т. пл. продукта 116 — 118 С, что соответствует литературным данным.

Аналогично проводят реакцию с 4-метилбензальдегидом, 4-метоксибензальдегидом, 4-хлорбензальдегидом. Получают с хорошим выходом 4-метилбензальмалоновую кислоту

263494

Составитель В. Бурцева

Редактор Л. К. Ушакова Текред Л. В. Куклина Корректор Л. А. Березуева

Заказ 1313/11 Тираж 500 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, по. Сапунова, 2

5 (т. пл. 207 — 210 С), 4-метилбензилмалоновую кислоту (т. пл. 154 — 157 С), 4-метоксибензальмалоновую кислоту (т. пл. 185 — 188 С), 4-метоксибензилмалоновую кислоту (т, пл. 168—

172 С), 4-хлорбензальмалоновую кислоту (т. пл. 194 †1 С), 4-хлорбензилмалоновую кислоту (т. пл. 137 — 139 С).

Предмет изобретения

1. Способ получения арилметилмалоновых кислот, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, малоновую кислоту подвергают взаимодействию с арилальдегидом, например бензальдегидом, в присутствии хлорида кислоты, например

5 ацетилхлорида, при температуре кипения реакционной массы с последующим гидрированием бензальмалоновой кислоты известным способом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что

lo гидрирование проводят при температуре 20—

40 С и начальном давлении водорода 60 ат.н.