PL66013B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 10.X.1972 66013 KI. 12o,25 MKP C07c 49/27 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Hans Schick, Gerhard Lehmann, Gunter Hilgetag Wlasciciel patentu: Deutsche Akademie der Wissenschaften zu Berlin, Berlin (Niemiecka Republika Demokratyczna) Sposób wytwarzania cykloalkanodionów-1,3 Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania •cykloalkanodionów-1,3, zwlaszcza cyklopentandio- nów-1,3 lub cykloheksandionów-1,3, podstawionych w pozycji 2.Poczatkowy czlon szeregu 2-alkilocyklopentano- dionowego-1,3, jakim jest 2-metylocyklopentandion- -1,3 M. Orchin i L. W. Butz otrzymali *ia drodze kondensacji szczawianu etylu z ketonem metyloety- lowym, w wyniku której uzyskano zwiazek posred¬ ni 2-metylocyklopentantrion-l,3,4, który nastepnie poddano katalitycznemu uwodornieniu.Lepszym sposobem wytwarzania 2-metylocyklo- pentanodionu-1,3 z 2-metylocyklopentanotrionu-l,3,4 jest metoda oparta na redukcji semikarbazonu wy¬ mienionego trionu, wedlug Wolff-Kischnera, odkry¬ ta przez Ch. Sannie'go i J. J. Panouse'a. Redukcja tego trionu wedlug Clemmensen'a prowadzi równiez do otrzymania 2-metylocyklopentanodionu-l,3.H. Smith zasadniczo na tej samej drodze otrzymal 2-alkilocyklopentanodiony-l,3 poprzez redukcje se- mikarbazonów 2-alkilocyklopentanotrionów-l,3,4 we¬ dlug Wolffa-Kischnera. Natomiast R. Bucourt, A. Pierdet i G. Costerousse opracowali inny sposób wytwarzania 2-metylocyklopentanodionu-l,3 a mia¬ nowicie na drodze kondensacji propionyloburszty- nianu etylu z trzeciorzedowym butylanem sodowym -albo potasowym, z równoczesna cyklizacja.Jako inny sposób wytwarzania 2-alkilocyklopen- tano i 2-alkilocykloheksanodionu-l,3 zaproponowa¬ lo 20 2 no metode oparta na dwuacylowaniu enolowych grup octanowych ketonów albo aldehydów aktywny¬ mi pochodnymi kwasu bursztynowego lub glutaro- wego w warunkach reakcji Friedel Craftsa. Ogólnie biorac, sposób wytwarzania 2-alkilocykloheksano- dionów-1,3 opiera sie na C-alkilacji cykloheksano- dionu-1,3.Podane powyzej sposoby postepowania sa obar¬ czone nastepujacymi wadami: Synteza 2-metylo- cyklopentanodionu-1,3 wedlug metody Ch. Sannie'- go i J. J. Panousse'a jest procesem wielostopnio¬ wym. Kondensacja szczawianu etylu z ketonem metyloetylowym w celu otrzymania estru etylowe¬ go kwasu 4-metylo-2,3,5-trójketocyklopentyloglioksy- lowego wymaga stosowania alkoholanu sodowego ja¬ ko srodka kondensujacego. Redukcja 3-metylocyklo- pentanotrionu-1,2,4 otrzymanego wedlug Wolffa¬ -Kischnera, z estru kwasu glioksalowego przez zmydlanie kwasem solnym, wymaga stosowania semikarbazydu albo hydrazyny. Calkowita wydaj¬ nosc 2-metylocyklopentanodionu-l,3 w odniesieniu do szczawianu etylu wynosi tylko okolo 35%.Sposób podany przez H. Smitha, oparty na. syn¬ tezie 2-alkilocyklopentanodionu-l,3 umozliwia wprawdzie ominiecie wyodrebniania produktów przejsciowych, jednak wymaga równiez stosowa¬ nia alkoholanu sodowego jako srodka kondensuja- cego i semikarbazydu przy redukcji Wolffa-Kisch¬ nera. Wydajnosc procesów wynosi 30—40%. 66 0133 66 013 Sposób oparty na cyklizacji propionylobursztynia- nu etylowego do 2-metylocyklopentanodionu-l,3 we¬ dlug R. Bucourfa, A. Pierdefa i G. Costerousse'a daje wprawdzie wydajnosc okolo 70%, jednak ujemna cecha tego sposobu sa trudnosci, zwiazane 5 z otrzymaniem propionylobursztynianu etylu, beda¬ cego zwiazkiem wyjsciowym. Synteza 2-alkilocyklo- pentanodionów-1,3, w której jako substancje wyj¬ sciowe stosuje sie ketony albo aldehydy, jest zwia¬ zana z obecnoscia lancucha w czasteczce. l0 Celem wynalazku jest opracowanie sposobu syn¬ tezy zwiazków cykloalkanodionowych-1,3, zwlaszcza cyklopentandionów-1,3 lub cykloheksandionów-1,3 podstawionych w pozycji 2, stosowanych do wyrobu srodków leczniczych. Zwiazki te wytwarza sie zgod- 15 nie z wynalazkiem na drodze reakcji kwasów karbo¬ ksylowych z aktywnymi pochodnymi kwasów dwu- karboksylowych, na przyklad z dwuhalogenkami kwasów dwukarboksylowych, lub przez reakcje czyn¬ nych pochodnych kwasów karboksylowych, na przy- 20 klad halogenków kwasów karboksylowych, z kwa¬ sami dwukarboksylowymi w obecnosci katalizato¬ rów typu Friedel-Craftsa, np. chlorku glinowego i ewentualnie w rozpuszczalniku organicznym.Zwiazki te mozna równiez otrzymywac przez re- 25 akcje czynnych pochodnych kwasów karboksylo¬ wych, na przyklad chlorków kwasów karboksylo¬ wych, albo bezwodników kwasów karboksylowych, z czynnymi pochodnymi kwasów dwukarboksylo¬ wych, na -przyklad z halogenkami kwasów dwukar- 30 boksylowych, albo z bezwodnikami kwasów dwu¬ karboksylowych i w obecnosci katalizatorów typu Friedela-Craftsa, np. chlorku glinowego i ewentu¬ alnie w rozpuszczalniku organicznym.Cykloalkanodiony-1,3 zwlaszcza cyklopentandio- 35 ny-1,3 lub cykloheksandiony-1,3 podstawione w po¬ zycji 2-, zgodnie z wynalazkiem mozna równiez otrzymac, jezeli mieszanine kwasu karboksylowego i kwasu dwukarboksylowego, uprzednio wstepnie potraktowana chlorkiem tionylu albo bromkiem tio- 40 nylu, poddaje sie reakcji w obecnosci katalizatorów Friedel-Craftsa, np. chlorku glinowego i ewentu¬ alnie w rozpuszczalniku organicznym. Stosowanie wlasciwego rozpuszczalnika, takiego jak nitrometan, nitrobenzen albo 1,2-dwuchloroetan, wplywa ko- 45 rzystnie na wydajnosc procesu. Reakcje mozna jed¬ nak równiez przeprowadzic bez zastosowania roz¬ puszczalnika.Poniewaz w sposobie wedlug wynalazku stosuje sie kwasy karboksylowe i dwukarboksylowe lub ich 50 latwo dostepne pochodne, przeto wynalazek stanowi prosty i tani sposób prowadzenia syntezy cyklohek- sanodionów-1,3, szczególnie podstawionych w po¬ zycji 2.Ponizej podane przyklady stanowia objasnienie 55 wynalazku, nie ograniczajac jego zakresu.Przyklad I. 2-metylocyklopentanodion-l ,3. Do roztworu 32,0 g (0,24 mola) sublimowanego chlorku glinowego i 30 ml bezwodnego nitrometanu dodaje . sie w czasie jednej minuty w atmosferze azotu 14,8 g 60 (0,2 mola) kwasu propionowego i 15,5 g (0,1 mola) dwuchlorku kwasu bursztynowego'. Mieszanine re¬ akcyjna ogrzewa sie w temperaturze 80°C w ciagu 3 godzin, nastepnie chlodzi do temperatury okolo 10°C i wlewa na 60 g lodu, zachowujac zewnetrzne 65 chlodzenie. Wytracony 2-metylocyklopentandion-l,3 o barwie brunatnej odsacza sie, nastepnie przemy¬ wa 10 ml zimnej wody i przekrystalizowuje z wo¬ dy z dodatkiem wegla aktywowanego.Przesacz uzyskany po odsaczeniu surowego pro¬ duktu, po oddestylowaniu nitrometanu, ogrzewa sie do wrzenia wraz z weglem aktywnym, odsacza i poddaje ekstrakcji ciaglej eterem. Po odparowa¬ niu eteru do objetosci 100 ml krystalizuje 2-mety- locyklopentandion-1,3. Otrzymuje sie 4,25 g produk¬ tu, co stanowi 38% wydajnosci teoretycznej. Tempe¬ ratura topnienia produktu wynosi 214—216°C. Sto¬ sujac zamiast nitrometanu bezwodny 1,2-dwuchlo¬ roetan uzyskuje sie 3,85 g produktu (34% wydajnosci teoretycznej).Przyklad II. 2-metyloeyklopentanodioii-l,3. Do 32,0 g (0,24 mola) sublimowanego chlorku glinowego wkrapla sie w atmosferze azotu w czasie 15 minut 14,8 g (0,2 mola) kwasu propionowego i bezposred¬ nio potem ogrzewa mieszanine reakcyjna w tempe¬ raturze 50°C w ciagu 15 minut. Nastepnie w ciagu 40 minut dodaje sie 31 g (0,2 mola) dwuchlorku kwasu bursztynowego i ogrzewa mieszanine re¬ akcyjna w temperaturze 100°C w czasie 20 minut.Po ochlodzeniu skrzepnieta mase rozpuszcza sie w 60 ml wody i wytracony ciemnobi*unatny osad 2-metylocyklopentandionu-l,3 odsacza sie, przemywa woda i przekrystalizowuje z wody z dodatkiem wegla aktywowanego. Otrzymuje sie 0,45 g produk¬ tu, co stanowi 2% wydajnosci teoretycznej. Tempe¬ ratura topnienia produktu wynosi 214^216°C.Przyklad III. 2-etylocyklopentandion-l,3. Do roztworu 32,0 g (0,24 mola) sublimowanego chlorku glinowego w 30 ml bezwodnego nitrometanu dodaje sie w atmosferze azotu 17,6 g (0,2 mola) kwasu maslowego i 15,5 g (0,1 mola) chlorku kwasu bur¬ sztynowego. Mieszanine reakcyjna ogrzewa sie w temperaturze 80°C w czasie 3,5 godzin, po czym chlodzi do temperatury 10°C i wlewa na 60 g lodu.Wytracony osad 2-etylocyklopentanodionu-l,3 o bar¬ wie brunatnej przekrystalizowuje sie z wody z do¬ datkiem wegla aktywowanego. Otrzymuje sie 3,64 g produktu, co stanowi 29% wydajnosci teoretycznej.Temperatura topnienia produktu wynosi 176—177°C.Przyklad IV. 2-metylocykloheksanodion-l,3.Do roztworu 32,0 g (0,24 mola) sublimowanego chlor¬ ku * glinowego w 30 ml bezwodnego nitrometanu wkrapla sie w czasie 1 minuty, w atmosferze azotu, 14,8 g (0,2 mola) kwasu propionowego i 16,9 g (0,1 mola) dwuchlorku kwasu glutarowego. Bezposred¬ nio po zakonczeniu wkraplania mieszanine ogrze¬ wa sie w temperaturze 80°C w czasie 3 godzin, po czym chlodzi do temperatury okolo 10°C i zacho¬ wujac zewnetrzne chlodzenie wlewa na 60 g lodu.Wytracony osad 2-metylocykloheksandionu-l,3 odsa¬ cza sie i przekrystalizowuje z wody z dodatkiem wegla aktywnego. Otrzymuje sie 5,0 g produktu, co stanowi 40% wydajnosci teoretycznej. Tempe¬ ratura topnienia produktu wynosi 204—206°C.Przyklad V. 2-metylocyklopentandion-l,3. Do ochlodzonej zawiesiny 11,8- g (0,1 mola) kwasu bur¬ sztynowego w 18,5 g (0,2 mola) chlorku propionylo- wego w 30 ml bezwodnego nitrometanu dodaje sie mieszajac w atmosferze azotu 32,0 g (0,24 mola) sublimowanego chlorku glinowego. Po zakonczeniu5 66 013 6 pierwszej, gwaltownej reakcji ogrzewa sie miesza¬ nine reakcyjna w temperaturze 80°C w czasie 3 go¬ dzin, po czym chlodzi do temperatury 10°C i za¬ chowujac zewnetrzne chlodzenie wlewa na 60 g lodu. Postepujac dalej w sposób opisany w przy¬ kladzie I, otrzymuje sie 5,1 g produktu, co stanowi 45% wydajnosci teoretycznej. Temperatura topnie¬ nia produktu wynosi 214—216°C. Jezeli zamiast ni- trometanu stosuje sie 1,2-dwuchloroetan, wówczas otrzymuje sie 3,6 g 2-metylocyklopentandionu-l,3, co stanowi 32% wydajnosci teoretycznej.Przyklad VI. 2-metylocyklopentandion-l,3. Do roztworu 32,0 g (0,24 mola) sublimowanego chlorku glinowego w 30 ml bezwodnego nitrometanu do¬ daje sie w ciagu 1 minuty, w atmosferze azotu, 18,5 g (0V2 mola) chlorku propionylowego i 15,5 g (0,1 mola) dwuchlorku kwasu bursztynowego. Mie¬ szanine reakcyjna ogrzewa sie w temperaturze 80°C w czasie 3 godzin, po czym chlodzi do temperatury okolo 10°C i wlewa na 60 g lodu. Dalsza przeróbka przebiega wedlug sposobu podanego w przykladzie I.Otrzymuje sie 1,25 g 2-metylocyklopentandioriu-l,3, co stanowi 11% wydajnosci teoretycznej. Tempera¬ tura topnienia produktu wynosi 214—216°C.Przyklad VII. 2-metylocyklopentanodion-l,3.Do roztworu 10,0 g (0,1 mola) bezwodnika kwasu bursztynowego i 18,5 g (0,2 mola) chlorku propio- nylu w 30 ml nitrometanu dodaje sie w atmosferze azotu, 32,0 g (0,24 mola) sublimowanego chlorku glinowego. Mieszanine reakcyjna ogrzewa sie w tem¬ peraturze 80°C w czasie 3 godzin, po czym chlodzi do temperatury okolo 10°C i nastepnie wlewa na 60 g lodu. Dalsza obróbke prowadzi sie wedlug spo¬ sobu, podanego w przykladzie I. Otrzymuje sie 0,83 g 2-metylocyklopentandionu-l,3, co stanowi 7% wy¬ dajnosci teoretycznej. Temperatura topnienia pro¬ duktu wynosi 214—216°C.Przyklad VIII. 2-metylocyklopentandion-l,3.Mieszanine 11,8 g (0,1 mola) kwasu bursztynowego, 14,8 g (0,2 mola) kwasu propionowego, 23,8 g (0,2 mola) chlorku tionylu i 30 ml nitrometanu utrzy¬ muje sie w stanie wrzenia pod chlodnica zwrotna w czasie 3 godzin, po czym chlodzi do temperatury okolo 20°C i po dodaniu 32,0 g (0,24 mola) subli¬ mowanego chlorku glinowego ogrzewa w tempe¬ raturze 80°C w czasie 3 godzin. Po ponownym ochlo¬ dzeniu wlewa sie mieszanine na 60 g lodu, zacho¬ wujac chlodzenie. Postepujac dalej w sposób opi¬ sany w przykladzie I, otrzymuje sie 3,1 g 2-metylo- cyklopentandionu-1,3, co stanowi 28% wydajnosci teoretycznej. Temperatura topnienia produktu wy¬ nosi 214—216°C. 5 Przyklad IX. 2-metylO'cyklopentanodion-l,3.Do zawiesiny 320 g (2,4 mola) sublimowanego chlor¬ ku glinowego w 300 ml bezwodnego nitrobenzenu dodaje sie 231 g (2,5 mola) chlorku propionylu i 118 g (1 mol) kwasu bursztynowego, zabezpieczajac przed io dostepem wilgoci i chlodzac. Mieszanine reakcyjna ogrzewa sie w temperaturze 80°C w czasie 3 godzin, po czym chlodzi do temperatury 10°C i wlewa na 600 g lodu. Po ochlodzeniu do temperatury okolo 0°C odsacza sie pod zmniejszonym cisnieniem su- 15 rowy 2-metylocyklopentanodion-l,3, przemywa go mala iloscia zimnej wody i przekrystalizowuje z do¬ datkiem wegla aktywnego. Przesacz po oddzieleniu produktu surowego rozdziela sie na faze wodna i na faze organiczna. Wodna faze ogrzewa sie do wrze- 20 nia z weglem aktywnym, saczy i poddaje ciaglej ekstrakcji eterem. Po zageszczeniu ekstraktu ete¬ rowego krystalizuje druga frakcja produktu 2-me- tylocyklopentanodionu-1,3. Otrzymuje sie 62 g pro¬ duktu pierwszego rzutu i 5 g drugiego rzutu, co sta- 25 nowi 55 wzglednie 60% wydajnosci teoretycznej.Temperatura topnienia produktu wynosi 214 do 216°C. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 30 1. Sposób wytwarzania cykloalkanodionów-1,3, zwlaszcza cyklopentandionów-1,3 lub cykloheksan- dionów-1,3 podstawionych w pozycji 2, znamienny tym, ze reakcji poddaje sie kwasy karboksylowe 35 i czynne pochodne kwasów dwukarboksylowych, albo czynne pochodne kwasów karboksylowych i kwasy dwukarboksylowe, lub czynne pochodne kwasów karboksylowych i czynne pochodne kwa¬ sów dwukarboksylowych, lub tez mieszanine kwa- 40 su karboksylowego z kwasem dwukarboksylowym poddana uprzednio wstepnej obróbce chlorkiem tio¬ nylu, albo bromkiem tionylu, prowadzac te reakcje w obecnosci katalizatorów typu Friedel-Craftsa i ewentualnie w srodowisku organicznego rozpusz- 45 czalnika.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako czynne pochodne kwasów dwukarboksylowych i jako czynne pochodne kwasów karboksylowych stosuje sie zwlaszcza ich halogenki lub bezwodniki. PL PL