PL88415B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób utleniania alifatycznych i aromatyczno-alifatycznych alkoholi pierwszo- i drugorzedowych do odpowiednich po¬ laczen karbonylowych tj. aldehydów, kwasów i ke¬ tonów. W literaturze chemicznej opisano znaczna ilosc metod dokonywania tej przemiany, jednakze tylko nieliczne znane odczynniki utleniaja w sto¬ sunkowo lagodnych warunkach i wykazuja selek¬ tywne dzialanie w stosunku do róznych chemicznie grup hydroksylowych. Wspólczesny okres chemii organicznej charakteryzuje sie intensywnymi po¬ szukiwaniami lagodnie i selektywnie dzialajacych odczynników, miedzy innymi do utleniania alko¬ holi do zwiazków karbonylowych.Nowsze metody utleniania obejmuja zarówno ulepszenie zastosowania do utleniania zwiazków 6-cio wartosciowego chromu i manganu oraz in¬ nych soli nieorganicznych jak i znalezienie nowych odczynników, glównie odpowiednich polaczen or¬ ganicznych. Z pierwszej grupy nowszych odczyn¬ ników najczesciej stosowanymi sa roztwór kwasu chromowego w acetonie zawierajacym katalityczne ilosci kwasu siarkowego (odczynnik Jones'a), (A.Bowers, T. G. Halsall, E. R. H. Jones, A: S. Lemin,- J. Chem. Soc. 1953, 2555), roztwór kompleksu trój¬ tlenku chromu i pirydyny w chlorku metylenu : (od¬ czynnik Collinsa), (J. C. Collins, W. W. Hess and F. J. Frank, Tetrahedron Letters, 1968, 3363) bufo-* rowany nadmanganian potasowy (J. W: Cornfofth, Órg. Syrithesis, Coli. Vól., 4-467- (1963J) oraz dwu- 2 tlenek manganu w chloroformie, który stanowi od¬ czynnik specyficzny dla alkoholi allilowych (J.Attenburrow et al. J. Chem. Soc, 1952, 1094).Zaletami wymienionych metod utleniania opar- tych na nieorganicznych solach chromu, manganu i innych metali na wyzszym stopniu utlenienia sa stosunkowo niska cena tych odczynników i pros¬ tota operacji. Ich niedogodnoscia jest na ogól niska selektywnosc i trudnosc w oddzieleniu czesto to- io ksycznych soli nieorganicznych, na przyklad soli chromu. Druga grupa nowszych metod przemiany alkoholi pierwszo- i drugorzedowych w odpowied¬ nie aldehydy badz kwas i ketony oparta jest na zastosowaniu utleniajacych zwiazków organicznych.Szczególnie szeroko do utleniania alkoholi stosuje sie dwumetylosulfotlenek (DMSO) w polaczeniu z dwucykloheksylokarbodwuimidem (reakcja Mo- ffatfa) K. E. Pfitzner, J. S. Moffatt, J. Am. Chem.Soc, 88, 1762 (1966) lub w innych kombinacjach (W. W. Epstein, F. W. Sweat, Chem. Rev., 67, 247 (1967)).Zastosowanie DMSO pozwala prowadzic utlenia¬ nie w stosunkowo lagodnych, obojetnych warun¬ kach, jednakze wydajnosci sa raczej niskie rzedu 40—80% a odczynnik nie wykazuje selektywnosci w dzialaniu. Ostatnio zastosowano dó utleniania alkoholi odczynniki i reakcje, których ogólna cecha jest przejsciowe tworzenie zlozonych kompleksów amoniowych (J. Carnduff, Quart. Rev., 20, 171, ara (1966) lub sulfoniowych (D., H. R. Barton, B. JV 88 41588 415 Garner, R. H. Wightman, J. Chem. Soc, 1964, 1855).W tych kompleksach jednym z ligandów jest rod¬ nik utlenionego alkoholu (—OR) a utlenianie od¬ bywa sie przez rozklad kompleksu pod wplywem akceptora protonów.Mankamentem tych sposobów jest koniecznosc wstepnego przygotowania kompleksów oniowych, co zazwyczaj wymaga, dodatkowych reakcji. Bar¬ dzo obiecujace metody, nie wymagajace oddzielne¬ go wstepnego przygotowania kompleksów, opubli¬ kowali ostatnio Corey i Kim (E. J. Corey, C. U.Kim, J. Am. Chem. Soc, 94, 7586 (1972), J. Org.Chem., 38, 1233 (1973), Tetrahedron Letters, 1973, 919)). W reakcjach tych na roztwór alkoholu w chkrku metylenu dziala sie kompleksem siarczku dwumetylu lub Hwuchlorpsulfotlenku z chlorem lub imidem N-chlorobursztynowym w obecnosci trze¬ ciorzedowej *aminy. 1 W rezultacie "szybkiej, przebiegajacej w niskiej temperaturze reakcji, otrzymuje sie aldehyd lub keton. Metoda Corey'a i Kim'a cechuje sie niska cena odczynnika, wysoka wydajnoscia przemiany oraz latwoscia usuniecia ubocznych produktów re¬ akcji i prawdopodobnie znajdzie szerokie zastoso¬ wanie. Jej praktycznym niedostatkiem jest koniecz¬ nosc stosowania niskich temperatur (—40°), a co za tym idzie, rozcienczonych roztworów.Sposób utleniania wedlug wynalazku polega na zastosowaniu do utleniania olkoholi pierwszo- i dru- gorzedowych dwuchlorków organicznych zwiazków jodu o ogólnym wzorze R-JCI2, gdzie R oznacza rodnik arylowy jak pochodne benzenu, toluenu itp. lub podstawiony rodnik alifatyczny jak na przyklad CH8S02-CH2- w obecnosci zasady np. pi¬ rydyny. Sposób wedlug wynalazku jest nieoczeki¬ wany w swietle danych literaturowych, stwierdza¬ jacych nieprzydatnosc dwuchlorku jodobenzenu do utleniania dwualkoholi (R. Criegee, H. Bencker Ann., 54 218 (1939).Utlenianie przebiega wedlug schematu 1 przed¬ stawionego na rysunku, gdzie R1 i R2 oznaczaja rodniki alkilowe, arylowe lub wodór, R oznacza aryl lub podstawiona grupe alkilowa (np. CHa-S02- -CH2-) a B oznacza zasade. Rodniki weglowodoro¬ we moga zawierac rózne grupy funkcyjne jak grupy estrowe, eterowe czy karbonylowe. Utlenianie moze przebiegac w rozmaitych rozpuszczalnikach odpor¬ nych na dzialanie czynników utleniajacych jak chlorek metylenu, chloroform, czterochlorek wegla, benzen, toluen i podobne.Czynnik utleniajacy korzystnie jak przygotowac in situ np. przez dzialanie na jodek organiczny chlorem lub na organiczny zwiazek jodozoniowy chlorkiem kwasowym. Powyzsza reakcja przebiega wedlug schematu 2, w którym symbol R ma wyzej podane znaczenie, a R* oznacza grupe alkilowa lub arylowa ewentualnie podstawiona* Jako chlorki kwasowe szczególnie uzyteczne sa fozgen i chlorek olwalilu djgac gazowe produkty uboczne.Temperatura reakcji winna byc w zasadzie utrzy- mana w grenleaeh MH-fS9. Ftzy utyciu Q#-8 ino* lowego Mdmiaru^csynnika utleniajacego w stosun¬ ku do stechiometryeznej ilosci alkoholu utlenianie w wyzej podanej temperaturze pr»#Waga w zasa* dzie w czasie 15 minut — 3 godziny. Najlepsze wy¬ niki uzyskano stosujac w charakterze zasady slabe zasady organiczne jak pirydyna i jej pochodne.Przy utlenianiu alkoholi nienasyconych nastepuje jednoczesne przylaczenie chloru do wiazania ety¬ lenowego z utworzeniem winiejalnych dwuchlor¬ ków.Metoda wedlug wynalazku jest szczególnie przy¬ datna do utleniania drugorzedowych alkoholi natu- ralnych o wysokim ciezarze czasteczkowym.Sposób wedlug wynalazku ilustruja nastepujace przyklady.Przyklad I. Utlenianie cykloheksanolu. Do ochlodzonego w lazni lód-woda i mieszanego roz- tworu cykloheksanolu (123 mg, 1,25 mmola) w chlo¬ roformie (2 ml) dodano w jednej porcji dwuchlo- rek jodobenzenu (500 mg, 1,82 mmola) i pirydyne (0,5 ml), po czym laznie oziebiajaca usunieto i mie¬ szanine reakcyjna pozostawiono w temperaturze pokojowej. Po 20 minutach do klarowanego, lek¬ ko zótlego roztworu dodano 3 ml 10% wodnego roz¬ tworu tiosiarczanu sodowego. Po odbarwieniu do mieszaniny dodano 10 ml chloroformu, warstwe chloroformowa oddzielono, przemyto kolejno woda, as rozcienczonym kwasem solnym i znowu woda i wysuszono.Chromatografia gazowa uzyskanego roztworu wy¬ kazala calkowity zanik cykloheksanolu. Chloroform usunieto pod zmniejszonym cisnieniem, pozostalosc rozcienczono etanolem i keton stracono przez doda¬ nie zakwaszonego roztworu 2,4-dwunitpfenylohy- drazyny. Otrzymano 2,4-dwunitrofenylohydrazon cykloheksanonu (286 mg, 82%) o temperaturze top¬ nienia 160° (z alkoholu) identyczny z oddzielnie przygotowanym wzorcem.Przyklad II. Utlenienie 4-t-butylocykloheksa- nolu. W analogicznych warunkach utleniania z na¬ stepnym wydzieleniem produktu w postaci semi- karbazonu przez dzialanie na surowy keton octanem 40 semikarbazydu z 4-t-butylocykloheksanolu (miesza¬ nina cis, trans, 187 mg, 1,20 mola) w chlo¬ roformie (2ml) zawierajacym pirydyne (0,5 ml) i dwuchlorek jodobenzenu (500 mg, 1,82 mmola) otrzymano semikarbazon 4-t-butylocykloheksanonu 45 217,6 mg, 86%) temperatura topnienia 210—215°.Przyklad III. Utlenianie benzhydrolu. W analogicznych warunkach utlenienia z nastepnym wydzieleniem produktu w postaci 2,4-dwunitrofe- nylohydrozonu z benzhydrolu (460 mg, 2,5 mmola) w chloroformie (5 ml) zawierajacym pirydyne (lml) i dwuchlorek jodobenzenu (lg, 3,6 mmola) otrzy¬ mano 2,4-dwunitrofenylohydrazon benzofenonu, temperatura topnienia 238° rozklad (473 mg, 50%) * w Przyklad IV. Utlenianie 5 . Do ochlodzonego w laini woda-lód i mieszanego roztworu 5a — cholestanolu -~ 30 (300 mg, 1,0 mmol) w chloroformie (3 ml) dodano dwuchlorek jonoben- zenu (413 mg, 1,5 mmol*) i pirydyne 0,5 ml, po M czym laznie chlodzaca usunieto i mieszanine reak¬ cyjna pozo»tawiono w temperaturze pokojowej na minut Do lekko zóltego klarownego roztworu dodano nastepnie propanol-2 (0,3 ml) i po odbar¬ wieniu (okolo 5 minut) rozpuszczalnik oddestylo- H wano pod zmniejszonym cisnieniem na wyparc*5 obrotowej. Jodobenzen usunieto przez kilkakrotne dodanie do pozostalosci wody (ca 5 ml) i odparo¬ wano na wyparce obrotowej. Pozostalosc po osta¬ tnim usunieciu wody i wysuszeniu wykazuje przy analizie na plytkach cienkowarstwowych calkowity 5 zanik cholesterolu i obecnosc pojedynczej substan¬ cji o wartosci Rf cholestanolu. Krystalizacja z ace- tanu dala 5a — cholestanon — 3(3 o temperaturze topnienia 128—130°. [a]JJ = +40°(c = 1, CHC18) 016 mg (81%) identyczny ze wzorcem. 10 Przyklad V. Do mieszanej zawiesiny jodozo- benzenu (330 mg, 1,5 mmola) w chloroformie (3 ml) dodano chlorek oksalilu (190 mg, 1,5 mola) i po¬ zostawiono do zakonczenia wydzielania gazu. Na- stepnie mieszanine ochlodzono w lazni lód-woda, i5 wprowadzono 5a — cholestanol — 3(3 (390 mg, 1,0 mmol) w chloroformie (3 ml) dodano pirydyne (0,5 ml) i mieszanine pozostawiono w temperaturze* pokojowej na 30 minut. Po dalszym przerobieniu i wydzieleniu jak w przykladzie IV otrzymano 20 5a — cholestanon — 3(3 (310 mg, 78%).Przyklad VI. Utlenianie mentolu. Roztwór mentolu (156 mg, 1 mmol) w chloroformie (5 ml) dodano w jednej porcji do zawiesiny dwuchlorku 3-jodopirydyny (288 mg, 1,1 mmol) w 5 ml chlo- 25 roformu i 0,2 ml pirydyny. Po mieszaniu w ciagu minut w temperaturze 20° przemyto klarowny roztwór rozcienczonym kwasem solnym i usunieto chloroform pod zmniejszonym cisnieniem. Do po¬ zostalosci dodano goracy roztwór 2,4-dwunitrofe- 30 nylohydrazyny w metanolu zakwaszonym kwasem solnym. Uzyskano 2,4-dwunitrofenylohydrazon dl, mentonu (221 mg, 66,1 %), który po krystalizacji z etanolu mial temperature topnienia 142—146° i byl identyczny zewzorcem. 35 Przyklad VII. 343 mg (1,31 mmola) dwuchlor¬ ku 3-jodopirydyny dodano. do roztworu alkoholu heksylowego (119 mg, 1,17 mmola) w 10 ml chlo- 6 roformu i 0,3 ml pirydyny. Zawiesine mieszano w temperaturze pokojowej przez 1 godzine. Uzyskany zóltawy roztwór przemyto kolejno roztworem tio¬ siarczanu sodowego, rozcienczonym kwasem solnym i woda oraz wysuszono bezwodnym siarczanem sodowym. Analiza roztworu metoda chromatografii gazowej (kolumna XE-60, temperatura 90°) wyka¬ zala, ze zawiera on aldehyd kapronowy i alkohol heksylowy w stosunku 88 :12.Przyklad VIII. 332 mg (1,27 mmola) dwu¬ chlorku 3-jodopirydyny dodano w dwóch porcjach w odstepie 10 minut do roztworu alkoholu benzy¬ lowego (132 mg, 1,22 mmola) w 5 ml chloroformu i 0,3 ml pirydyny. Zawiesine mieszano przez 15 minut, nastepnie powstaly roztwór przemyto ko¬ lejno roztworem tiosiarczanu sodowego, rozcienczo¬ nym kwasem solnym i woda oraz wysuszono bez¬ wodnym siarczanem sodowym. Analiza roztworu metoda chromatografii gazowej (kolumna SE-30) wykazala, ze zawiera on aldehyd benzoesowy i al¬ kohol benzylowy w stosunku 95 : 5. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób utleniania alkoholi pierwszo- i drugo- rzedowych, znamienny tym, ze na alkohol dziala sie dwuchlorkiem organicznego zwiazku jodu o wzorze R-JC12, gdzie R oznacza grupe arylowa lub podsta¬ wiona grupe alkilowa np. CHsS02—CH2— w obec¬ nosci zasady, korzystnie pirydyny lub jej pochod¬ nych.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie dwuchlorek organicznego zwiazku jodu o wzorze R—JC12, gdzie R ma wyzej podane zna¬ czenie, przygotowany in situ przez dzialanie chlo¬ rem na wolny jodek organiczny lub przez dzialanie chlorkiem kwasowym na zwiazek jodozoniowy. /88 415 Rr-CH-R2+ RJCI2+ 2B — R'- C - R2+ RJ JzHCI B 1 OH O L J Schemat 1 R-JO + 2 R3C0CI — R-JCl2 + (r3Co]20 Schemat 2 ERRATA W lamie 3, wierszu 52 jest: Czynnik utleniajacy korzystnie jak przygotowac Powinno byc: Czynnik utleniajacy korzystnie jest przygotowac WDL, zam. 3359 110. Cena 10 zl PL