Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania trans-1-alkilo-4-/4-acetylofenylo/- cykloheksanu, który stanowi cenny surowiec do syntezy kwasów, nitryli, estrów, Jak tez innych pochodnych z grupy fenylocykloheksanów o wlasciwosciach zwiazków cieklokrystalicznych.Trans-1-alkilo-4-/4'-acetylofenylo/-cykloheksany o wzorze przedstawionym na rysunku, w którym. R oznacza rodnik alkilowy zawierajacy 2-12. atomów wegla, sa zwiazkami znanymi.Mozna je. otrzymac na drodze wieloetapowej syntezy metoda BidensChinek'a /patrz R.Eidenschin|dcf D.Erdmann, J.Krause, L.Pohl, Angew. Chemie, 89, 103 /1977/. W metodzie tej jako substrat wyjsciowy stosuje sie 4-alk11ocykloheksanem, który poddaje sie reakcji z bromkiem fenylo- magnezowym. Jako produkty reakcji otrzymuje sie izomery cis- i trans-fenylocykloheksanolu, które rozdziela sie metoda chromotograficzna, po czym kazdy z izomerów oddzielnie poddaje sie wodorolizie w celu usuniecia grupy wodorotlenowej. Izomer cis-fenylocykloheksanolu wodoruje sie na katalizatorze palladowym, zas izomer trans na katalizatorze niklowym. Obydv ie reakcje wodorowania prowadza do otrzymania tylko jednego izomeru, to jest trans-1-alkiio-4- fenylocykloheksanu. Weglowodór ten acetyluje sie nastepnie chlorkiem acetylu wobec bezwodnego A1C1- do trans-1-alkilo-4-/4'<-acetylofenyio/-cyklohekeanu. Zgodnie z metoda Eidenschinck'a zwiazek ten poddaje sie jeszcze dalszym przemianom znanymi metodami majacymi na celu wpro¬ wadzenie grupy karboksylowej, a nastepnie cyjanowej w polozenie para pierscienia benzenowego.Metoda Eidenschinck'a wykazuje szereg niedogodnosci, gdyz opiera sie na procesie wieloetapowym, a poza tym wymaga trudnodostepnego substratu jakim jest 4-alkilocykloheksanon.Substrat ten otrzymuje sie równiez w kilkuetapowej syntezie, np. z anizolu przez acylowanie, redukcje pochodnej acylowej hydrazyna, rozklad uzyskanego eteru i nastepna katalityczna cisnieniowa redukcje alkilofenolu do alkilocykloheksanolu; z którego przez utlenianie dwuchromianem otrzymuje sie 4-alkilocykloheksanon.Stwierdzono, ze proces syntezy trans-1-alkilo-4-/4'-acetylofenylo/-cyklohekeanu o wzorze przedstawionymi na rysunku, w którym R ma wyzej podane znaczenie mozna uproscie, stosujac jako substrat wyjsciowy latwiej dostepny cykloheksen.2 128 609 Sposobem wedlug wyna±&£ku cykloheksen acyluje sie metoda Friedel-Craftsa chlorkiem kwasowym o wzorze R'-C0C1, w, którym R' oznacza grupe alkilowa zawierajaca 1-11 atomów wegla, po czym otrzymane produkty acylowania poddaje sie reakcji Friedel-Craftsa z benzenem* W wyniku tej reakcji nastepuje alkilowanie benzenu do mieszaniny produktów zawierajacych w przewadze trans-1-acylo-4-fenylocykloheksan. Mieszanine te w nastepnym etapie redukuje sie /bez wydzielania z niej trans-1-acylo-4-fenylocykloheksanu/ hydrazyna. Produkty reakcji wyodrebnia sie z mieszaniny poreakcyjnej przez ekstrakcje rozpuszczalnikiem organicznym i dodatkowo oczyszcza na drodze destylacji pod zmniejszonym cisnieniem, W wyniku destylacji uzyskuje sie wzbogacona frakcje weglowodorowa, zawierajaca 55-85 % trans-1-alkilo-4-fenylo- cykloheksanu, co ilustruje ponizsza tablica.•Tablica Destylat w postaci frakcji weglowodorowej z 1-alkilo-4-fenylocykloheksanem alkil [ °3H7 [ C4H9 C5H11 I C6H13 I C7H15 C8H17 I C9H19 I S(P21 temperatura wrzenia /°C/pa/ 75 - 80/6,666 85 - 90/6f666 120- 125/6,666 122- 130/6,666 133- 138/6,666 140-155/13,332 138- 156/6,666 ' 155-165/13,332 zawartosc w destylacie trans-1-alkilo-4-fenylo- cykloheksanu /% wagowe/ 85 80 70 80 70 80 75 55 Frakcje te poddaje sie reakcji Friedel-Craftsa z chlorkiem acetylu. Z uzyskanej po acetylowaniu mieszaniny zwiazków izoluje sie trans--alkilo-4-/4'-acetylofenylQ/cykloheksan na drodze krystalizacji z rozpuszczalnika organicznego, zwlaszcza z nizszego alkanolu, Acylowanie cykloheksenu chlorkiem kwasowym prowadzi sie wobec bezwodnego A1C1, w srodowisku chlorowanych alkanów, jak np. CHC1,, CH2C12, CCI., CHgCl-CHgCl lub dwusiarczku wegla.Jezeli w procesie acylowania jako rozpuszczalnik stosuje Bie chlorowane alkany, wówczas mieszanine poreakcyjna wylewa sie na lód w celu rozlozenia kompleksu A1C1, z produk¬ tami reakcji, rozdziela fazy i faze organiczna, po przemyciu i wysuszeniu, zateza przez odparowanie rozpuszczalnika^ Uzyskany olej, stanowiacy mieszanine produktów acylowania /takich jak acylowane cyklohekseny, acylowane chlorocykloheksany, i. i./ stosuje sie w nastepnym etapie do alkilowania benzenu.Jezeli proces acylowania cykloheksenu prowadzi sie w srodowisku CSp# wówczas nie za¬ chodzi potrzeba rozkladania kompleksu A1C1* z produktami acylowania i mieszanine poreakcyjna poddaje sie bezposrednio reakcji z benzenem wobec nieznacznym dodatkowych ilosci AlCl^i Mieszanine poreakcyjna otrzymana w wyniku alkilowania benzenu analogicznie jak juz wyzej opisano wylewa sie na. lód, rozdziela fazy i faze organiczna po przemyciu i wysuszeniu zateza przez odparowanie benzenu.128 609 3 Zatezony ekstrakt zawierajacy trans-1-acylo-4-fenjaocykloheksan redukuje sie hydrazyna /metoda Ruang Miniona/ w srodowisku glikolu etylenowego lub dwu- albo trójetylenowego lub ich mieszaniny wobec wodorotlenku metalu alkalicznego, stosujac mieszanie i ogrzewanie do temperatury 195 - 230°C.Otrzymany produkt redukcji w postaci trans-1-alkilo-4-fenylocykloheksanu wyodrebnia sie przez rozcienczenie mieszaniny poreakcyjnej woda, nastepna ekstrakcje weglowodorem alifatycznym lub aromatycznym /takim jak np. eter naftowy, heksan, benzen/, zatezenie ekstraktu przez odparowanie rozpuszczalnika i nastepna destylacje pod zmniejszonym cisnieniem; Frakcje zawierajaca trans-1-alkilo-4-fenylocykloheksart poddaje sie acetylowa- niu wobec bezwodnego A1C1-, po czym mieszanine poreakcyjna, tak jak w poprzednich reak¬ cjach acylowania i alkilowania wylewa sie na lód i po rozdzieleniu faz, faze organiczna przemywa sie, suszy, oddestyllwuje z niej rozpuszczalnik, a pozostalosc stanowiaca trans-1-alkilo-4-/4'-acetylofenylo/-cykloheksan przekrystalizowuje sie z rozpuszczalnika organicznego.W sposobie wedlug wynalazku obydwie reakcje acylowania /zapoczatkowujace jak tez konczace cykl syntezy trans-1-alkilo-4-/4'acetylofenylo/-cykloheksanu/ nalezy prowadzic w obnizonej temperaturze, korzystnie w zakresie -15 do 0°C. Reakcje alkilowania benzenu prowadzi sie w temperaturze nieznacznie podwyzszonej, korzystnie w zakresie 45 - 50 C.Trans-1-alkilo-4-/4'-acetylofenylo/-cykloheksan otrzymany sposobem wedlug wynalazku wykazuje wysoki stopien czystosci 97 - 98 96 mimo, .ze w kilku etapach procesu stosuje sie nieoczyszczone produkty wyjsciowe, srednia wydajnosc procesu wynosi 25 - 35 %• Jak juz zaznaczono na wstepie opisu, trans-1-alkilo-4-/4'-acetylofenylo/-cykloheksan stanowi substrat do wytwarzania innych zwiazków chemicznych. Tak np. poddany znanej reakcji haloformowej, przeksztalca sie on w odpowiedni kwas, który ogólnie znanymi metodami mozna przeprowadzic np. w nitryl, wykazujacy wlasciwosci cieklokrystaliczne i nadajacy sie np. do zastosowania we wskaznikach cieklokrystalicznych.Sposób wedlug wynalazku w porównaniu z metoda Eidenschinck'a jest znacznie prostszy i tanszy. W sposobie tym stosuje sie latwo dostepny substrat, jakim jest cykloheksen- a metody oczyszczania produktów posrednich, jak tez produktu koncowego sa nieskomplikowane i tanie. W przeciwienstwie do metody EidensChinek'a, w której acylowaniu poddaje sie uprzednio wyizolowane /na drodze chromatograficznej/ produkty posrednie w postaci izomerów cis- i trans-fenylocykloheksanolu, a nastepnie dopiero wodorowane wobec dwóch róznych katalizatorów, w sposobie wedlug wynalazku odpada koniecznosc rozdzialu produktów posred¬ nich w postaci izomerów cis- i trans-1-acylo-4-fenylocykloheksanu i dalszej obróbce poddaje sie mieszanine weglowodorów zawierajaca miedzy innymi izomer trans* Rozpatrujac bardziej szczególowo te róznice, zaznacza sie, ze w sposobie wedlug wynalazku, przed koncowym acylowaniem, mieszanine weglowodorów, zawierajaca w przewadze trans-1-acylo-4-fenylocykloheksan, po redukcji hydrazyna i ekstrakcji rozpuszczalnikiem organicznym, poddaje sie destylacji, a destylat zlozony w wiekszosci z czystego izomeru trans, ale zawierajacy równiez izomer cis, jak tez jeszcze inne zwiazki powstajace ubocznie w reakcjach z poprzednich etapów, acetyluje sie i z uzyskanej mieszaniny zwiazków izoluje sie na drodze krystalizacji, czysty produkt koncowy w postaci trans-1-alkilo- -4-^'-acetylofenylo/-cykloheksanu. Wydzielanie czystego izomeru trans jest mozliwe dzieki wykorzystaniu jego malej rozpuszczalnosci w rozpuszczalnikach organicznych, zwlaszcza w alkanolach, a przede wszystkim w metanolu.Dokladne oddzielenie izomeru cis jest bardzo wazne, poniewaz produkt zanieezyezczony izomerem cis nie nadaje sie do syntezy cieklych krysztalów. Mozliwosci wydzielenia czystego trans-1-alkilo-4-/4'-acetylofenylo/cyklohekBanu sprzyja równiez fakt, ze Jest on glównym skladnikiem w mieszaninie otrzymywanych zwiazków* Ma to miejsce z tego powodu, ze proces alkilowania benzenu produktami przylaczenia chlorku acylowego do cykloheksenu jest selektywny i zapewnia lokowanie pierscienia benzenowego glównie w polozenie trans w Btosunku do znajdujacego sie w pierscieniu cykloheksanowym podstawnika acylowego*4 128 609 Nizej przytoczone przyklady objasniaja blizej istote wynalazku.Przyklad I. W dwulitrowej kolbie umieszcza sie 1000- cnr chlorku metylenu i 1,40 mola bezwodnego A1C1,.Calosc miesza sie i schladza do okolo 5°C. Z wkraplacza dodaje sie 1,20 mola chlorku propionylu. Po wkropleniu calej ilosci chlorku kwasowegof mieszanine schladza sie do tempe¬ ratury -10 do -15°^ wkrapla 1,20 mola cykloheksenu z taka szybkoscia, aby temperatura utrzymywala sie na poziomie -10 C. Caly czas utrzymuje sie energiczne mieszanie* Po dodaniu cykloheksenu usuwa sie mieszanine chlodzaca i pozwala mieszaninie ogrzac sie do temperatury 10 - 15°C •z Nastepnie calosc wylewa sie na lód, rozdziela fazy, faze wodna ekstrahuje sie 300 cnr chlorku metylenu. Polaczone fazy organiczne przemywa sie woda i suszy bezwodnym MgSO-. Po odfiltrowaniu srodka suszacego, ekstrakt zateza sie pod zmniejszonym cisnieniem. Uzyskany surowy produkt acylowania cykloheksenu w postaci ciemnego oleju wkrapla sie do mieszaniny 1f40 mola A1C1, i 1000 cnr benzenu, utrzymujac energiczne mieszanie, a nastepnie ogrzewa sie w temperaturze 45 - 50°C w czasie oko2to 5 godzin .Po tym czaBie wydzielanie sie chlorowodoru praktycznie ustaje* Mieszanine poreakcyjna wylewa sie na lód i rozdziela fazy* Faze wodna ekstrahuje sie 250 era benzenu, polaczone fazy organiczne przemywa 5 % HC1, woda, i suszy bezwodnym MgSO.* Po oddestylowaniu benzenu uzyskuje sie ciemny olej zawierajacy 104 g trans-1-propionylo-4-fenylocykloheksanu.Surowy produkt alkilowania benzenu /1, 2 mola/ umieszcza sie w kolbie trójszyjnej wraz z 1100 cnr glikolu dwuetylenowego, 5 molami 80 % wodzianu hydrazyny NHp-NHp • HgO i 5 molami KOH. Mieszanine ogrzewa sie przez 1 godzine pod chlodnica zwrotna, a nastepnie oddestylowuje skladniki lotne az do uzyskania w kolbie temperatury 220 - 230°C. W tej temperaturze miesza sie przez 1 godzine, a po schlodzeniu do okolo 80°C wylewa sie calosc do 3 3 3 dm wody z lodem i ekstrahuje sie 1 dm heksanu. Ekstrahuje.sie równiez destylat.Polaczone ekstrakty przemyv.a sie woda, 5 % HC1, 70% HoSO., kilkakrotnie woda do odczynu obojetnego i suszy sie bezwodnym MgSO.* Po odsaczeniu srodka suszacego, oddestylowuje sie rozpuszczalnik, a pozostalosc destyluje sie pod zmniejszonym cisnieniem /pompa olejowa/ uzywajac 40 cm deflegmatora Vigreux* Zbiera sie 102 g frakcji 60 - 85°, 4 Pa o zawartosci 86 % trans-1-propylo-4-fenylocykloheksanu.W kolbie trójszyjnej na 750 car umieszcza sie 0,6 mola bezwodnego A1C1-. 200 cnr CSp i schladza do okolo + 5°C, z wkraplacza dozuje sie 0,55 mola CH,C0C1, caly czas energicznie mieszajac. Po utworzeniu kompleksu chlorku glinu z chlorkiem acetylu obniza sie temperature do - 5°C i wkrapla uzyskana frakcje weglowodoru, zawierajaca 0,43 mola trans-1-propylo-4- -fenylocykloheksanu. Wcraplacz splukuje sie 50 cm5 CS2.Temperature mieszaniny utrzymuje sie na poziomie - 5°C w czasie 3 godzin, a nastepnie pozwala sie ogrzac do okolo 10°C# Po tym czasie wydzielanie HC1 praktycznie ustaje* Po skonczonej reakcji calosc wylewa sie na lód i dodaje 200 cm CHCl*Jo rozdzieleniu fez, 3 faze wodna ekstrahuje sie za pomoca 100 cm CHC1,, ekstrakty przemywa 5 % HC1, woda i suszy bezwodnym MgSO,* Po oddestylowaniu rozpuszczalnika pozostalosc przekrystalizowuje sie z alkoholu metylowego* Uzyskuje sie 86 g trans-1-propylo-4-/4'-acetylofenylo/-cykloheksanu.Temperatura topnienia 49.5 - 50°C, czystosc 97 %• Przyklad II. W trójszyjnej kolbie o pojemnosci 2 denr umieszcza sie 350 cnr CSp* 1,15 mola bezwodnego AlCl*, miesza sie i wkrapla 1 mol chlorku walerylu w temperaturze okolo 5°C. Nastepnie mieszanine schladza sie do temperatury -15°C i wkrapla 1 mol cykloheksenu utrzymujac temperature -10°C. Po wkropleniu cykloheksenu usuwa sie laznie chlodzaca i miesza jeszcze 1 godzine* pozwalajac mieszaninie reakcyjnej ogrzac sie. Po tym czasie dodaje sie jednorazowo 1200 cnr benzenu i 0,1 mola bezwodnego AlCl, i ogrzewa , energicznie mieszajac przez 5 godzin w temperaturze 45 - 50°C. Po zakonczeniu wydzielania sie chlorowodoru, mie¬ szanine reakcyjna wylewa sie na lód i rozdziela fazy* Eaze organiczna przemywa Bie 5 # HC1, woda i nastepnie suszy sie bezwodnym KgSO-* srodek suszacy odfiltrowuje sie, a filtrat zateza128 609 5 pod zmniejszonym cisnieniem /pompka wodnaA Uzyskana pozostalosc stanowi ciemny, cuchnacy olej, o masie 250 g. Pozostalosc te wprowadza sie do kolby trójszyjnej o pojemnosci 2 dcm' wraz z 1000 cnr glikolu dwuetylenowego, 3 molami 80 % wódziami hydrazyny i 4 molami KOH.Mieszanine ogrzewa sie pod chlodnica zwrotna przez 1 godzine, a nastepnie oddestylowuje skladniki letne do osiagniecia w kolbie temperatury 220 - 230°Cf i w tej temperaturze miesza sie przez 1 godzine; Po ostygnieciu mieszanine poreakcyjna wylewa sie do wody i ekstrahuje n-heksanem.Destylat równiez ekstrahuje sie heksanem i ekstrakty laczy sie. Po przemyciu fazy organicznej woda, 5 % HC1, 70 % H2S0. i znowu woda, suszy sie bezwodnym HgSO,.Po odfiltrowaniu srodka suszacego oddestylowuje sie heksan pod zmniejszonym cis¬ nieniem /pompka wodna/. Pozostalosc stanowi ciemny olej o masie 220 g. Surowa mieszanine weglowodorów, zawierajaca trans-1-pentylo-4-fenylocykloheksan destyluje sie uzywajac 40 cm kolumny Vigreux jako deflegraatora, zbierajac frakcje wrzaca w temperaturze 92-108°C, 2,67 Pa. Otrzymuje sie 136 g produktu zawierajacego 111 g /O,48 mola/ trans-1-pentylo-4- fenylócykloheksanu. Uzyskany weglowodór acetyluje sie analogicznie jak w przykladzie I.Po krystalizacji z metanolu uzyskuje sie 96 g trans-1-pentylo-4-/4'-acetylofenylo/-cyklohekBa' Temperatura topnienia 6.4 - 65°C; Zastrzezenia patentowe 1. Sposób otrzymywania trans-1-alkilo-4-/4'-acetylofenylo/cykloheksanu o wzorze przedstawionym na rysunku, w którym R oznacza grupe alkilowa zawierajaca 2-12 atomów wegla, znamienny tym ,ze cyklohekeen acyluje sie metoda Eriedela-Craftsa chlorkiem kwasowym o wzorze R'-C0C1, w którym R' oznacza grupe alkilowa zawierajaca 1-11 atomów wegla, po czym otrzymany produkt acylowania poddaje sie kolejnej reakcji Iriedela-Craftsa z benzenem^ otrzymana przy tym mieszanine zawierajaca trans- 1-acylo-4- -fenylocykloheksan redukuje sie hydrazyna do mieszaniny weglowodorów zawierajacej trans-1-alkilo-4-fenylocykloheksan, które wyodrebnia sie z mieszaniny poreakcyjnej przez ekstrakcje rozpuszczalnikiem organicznym 1 dodatkowo oczyszcza na drodze destylacji pod zmniejszonym cisnieniem, przy czym uzyskany destylat, wzbogacony w trane-izomer poddaje sie reakcji Priedela-Craftsa z chlorkiem acetylu i utworzony trans-1-alkilo-4-/4'-acetylo- fenylo/-cykloheksan, wydziela na drodze krystalizacji z rozpuszczalnika organicznego, zwlaszcza nizszego alkanolu. 2» Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze acylowanie cykloheksenu chlorkiem kwasowym prowadzi sie wobec bezwodnego A1C1- w srodowisku chlorowanych alkanów, takich jak CHC1,, Cfi^Clg, CCI,, CH^Cl-CR^Cl lub dwusiarczku wegla; 3* Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze produkt acylowania cykloheksenu uzyskany w srodowisku chlorowanych alkanów, wylewa sie na lód, rozdziela fazy i faze organiczna, po przemyciu,wysuszeniu, zateza przez odparowanie rozpuszczalnika, po czym dopiero poddaje nastepnej przemianie z benzenem, 4. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze produkt acylowania cykloheksenu uzyskany w srodowisku CS2 poddaje sie bezposrednio reakcji z benzenem metoda Friedela-Graftsa; 5» Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze trans- 1-acylo-4-fenylo- cykloheksan redukuje sie hydrazyna w srodowisku glikolu etylenowego lub dwu- albo trój- etylenowego lub ich mieszaniny wobec wodorotlenku metalu alkalicznego.128 609 CH$C0 H Wzór Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 100 zl PL