RU2250208C2 - Verbenone preparation method - Google Patents
Verbenone preparation method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2250208C2 RU2250208C2 RU2003121762/04A RU2003121762A RU2250208C2 RU 2250208 C2 RU2250208 C2 RU 2250208C2 RU 2003121762/04 A RU2003121762/04 A RU 2003121762/04A RU 2003121762 A RU2003121762 A RU 2003121762A RU 2250208 C2 RU2250208 C2 RU 2250208C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- verbenone
- pinene
- oxidation
- products
- catalyst
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области органической химии, а именно, к способу получения вербенона, являющегося важным полупродуктом для синтеза ментола, синтетических душистых веществ (цитраль, изоцитраль, псевдоцитраль, α - и β -тагетолы, соединения, родственные иононам и иронам, о-ментолы, о-ментоны и другие), оптически активных феромонов насекомых (цис-вербенол и ипсдиенол - агрегационно-половые феромоны жуков-короедов рода Ips, цис-вербенилацетат и цис-вербенилпропионат - аттрактанты для тараканов), лекарственных препаратов (таксол - противоопухолевый препарат).The invention relates to the field of organic chemistry, in particular, to a method for producing verbenone, which is an important intermediate for the synthesis of menthol, synthetic aromatic substances (citral, isocitral, pseudocitral, α and β tegetols, compounds related to ions and irons, o-menthol, o-mentons and others), optically active insect pheromones (cis-verbenol and ipsdienol - aggregation-sexual pheromones of the Ips bark beetles, cis-verbenyl acetate and cis-verbenyl propionate - attractants for cockroaches), drugs (taxol - anti-opu cholera drug).
Вербенон обладает противовоспалительной активностью и антисептическими свойствами, поэтому в сочетании с другими кислородсодержащими терпеновыми соединениями используется для лечения респираторных заболеваний ("Ozopulmin" в Италии, "Ozothine" во Франции, "Ozothin" в Германии). Кроме того, на основе этого кетона возможно получение оптически активных лигандов (диодов, аминов, иминов и других) для синтеза хиральных катализаторов и реагентов, используемых в органической и биоорганической химии.Verbenone has anti-inflammatory activity and antiseptic properties, therefore, in combination with other oxygen-containing terpene compounds it is used to treat respiratory diseases ("Ozopulmin" in Italy, "Ozothine" in France, "Ozothin" in Germany). In addition, on the basis of this ketone, it is possible to obtain optically active ligands (diodes, amines, imines, and others) for the synthesis of chiral catalysts and reagents used in organic and bioorganic chemistry.
Вербенон (2,6,6-триметилбицикло-[3,1,1]-гептен-2-он-4), бледно- желтая с характерным запахом жидкость, т.кип. 227-228° С (101,3 кПа), 
Вербенон является основным, но далеко не единственным продуктом аутоокисления α -пинена - основного компонента всех скипидаров. Процесс окисления включает в себя эпоксидирование по двойной связи α -пинена, аллильное окисление, а также побочные реакции, приводящие к образованию смолистых высококипящих веществ и соединений кислотного характера. Продукт окисления α -пинена (1), после разрушения образующихся в ходе реакции гидроперекисей, представляет собой многокомпонентную смесь, в которой главными являются: вербенон (2), транс-вербенол (3), миртенол (4), миртеналь (5), цис- и транс-пинен-3-олы-2 (6), окись α -пинена (7).Verbenone is the main, but far from the only product of autooxidation of α-pinene, the main component of all turpentines. The oxidation process includes the α-pinene double bond epoxidation, allylic oxidation, as well as side reactions leading to the formation of gummy high boiling substances and acidic compounds. The oxidation product of α-pinene (1), after the destruction of hydroperoxides formed during the reaction, is a multicomponent mixture in which the main ones are: verbenone (2), trans-verbenol (3), myrtenol (4), myrtenal (5), cis - and trans-pinen-3-oly-2 (6), α-pinene oxide (7).
Известно, что окисление α -пинена кислородом или воздухом без катализатора при температуре 50-100° С дает очень незначительный выход вербенона - 2-9% в расчете на исходный субстрат [J.P.Bain, A.B.Booth, E.A.Klein, Patent US 2863882, 1958; R.N.Moore, C.Golumbik, G.S.Fisher. J. Am. Chem. Soc, 1956, 78, p.1173-1176].It is known that the oxidation of α-pinene with oxygen or air without a catalyst at a temperature of 50-100 ° C gives a very insignificant yield of verbenone - 2-9% calculated on the initial substrate [J.P. Bain, A.B.Booth, E.A. Klein, Patent US 2863882, 1958; R.N. Moore, C. Golumbik, G.S. Fisher. J. Am. Chem. Soc, 1956, 78, p. 1173-1176].
Известен способ получения смеси вербенола и вербенона [С.С.Поддубная, В.Г.Черкаев, И.А.Дьяконова, А.С. СССР 194083, 1967] окислением α -пинена кислородом или воздухом в водной среде в присутствии щелочных добавок (например, соды - Nа2СО3) при температуре до 80° С в течение 20 час с последующим разложением гидроперекисей щелочью и разгонкой для выделения непревращенного α -пинена и продуктов окисления. При степени конверсии 36% выход вербенона составил 11.8% в расчете на окисленный α -пинен или 4.2% - на исходный.A known method of producing a mixture of verbenol and verbenone [S. S. Poddubnaya, V. G. Cherkaev, I. A. Dyakonova, A. S. USSR 194083, 1967] by oxidation of α-pinene with oxygen or air in an aqueous medium in the presence of alkaline additives (for example, soda - Na 2 CO 3 ) at a temperature of up to 80 ° C for 20 hours, followed by decomposition of hydroperoxides with alkali and distillation to isolate unconverted α -pinene and oxidation products. At a conversion rate of 36%, the yield of verbenone was 11.8%, calculated on the oxidized α-pinene or 4.2%, on the initial one.
При окислении α -пинена кислородом в присутствии бензальдегида, ацетата кобальта и углекислого натрия при температуре 30-40° С основным продуктом является окись α -пинена, выход вербенона составляет 7-11% в расчете на окисленный субстрат по данным ГЖХ анализа [А.М.Романихин, Н.И.Попова, Е.К.Прудниченко. Изв. ВУЗов, "Химия и хим. технология", №20, 177-179, 1977].When α-pinene is oxidized by oxygen in the presence of benzaldehyde, cobalt acetate and sodium carbonate at a temperature of 30–40 ° C, the main product is α-pinene oxide, the yield of verbenone is 7–11% based on the oxidized substrate according to GLC analysis [A.M .Romanikhin, N.I. Popova, E.K. Prudnichenko. Izv. Universities, "Chemistry and chemical technology.", No. 20, 177-179, 1977].
Авторы работы [Т.К.Попова, Н.И.Попова. Изв. ВУЗов, "Химия и хим. технология", т.20, №6, 821-883, 1977] в качестве катализаторов окисления α -пинена использовали полихелаты Со(II) и бис-o-аминофенолов, которые проявляют двойственную функцию: с одной стороны, инициируют процесс окисления, с другой - они являются активными катализаторами разложения гидроперекисей. Содержание вербенона в продуктах реакции составляет 20% по данным ГЖХ анализа.Authors of the work [T.K.Popova, N.I. Popova. Izv. Universities, "Chemistry and Chemical Technology, Vol. 20, No. 6, 821-883, 1977], Co (II) polychelates and bis-o-aminophenols that exhibit a dual function were used as catalysts for the oxidation of α-pinene: with one on the one hand, they initiate the oxidation process; on the other, they are active catalysts for the decomposition of hydroperoxides. The verbenone content in the reaction products is 20% according to GLC analysis.
Известен способ одновременного получения вербенона и вербенола [В.З.Ангелов, В.Г.Сиракова, Д.И.Димитров, П.М.Драгостинов, А.Ц.Бадев, А.с. BG 36695, 1985] жидкофазным окислением α -пинена в среде органических растворителей (ДМФА, ДМСО, ТГФ, бензол, хлорбензол) в присутствии водных растворов хлоридов Pd, Сu и Li при температуре 60-120° С, продолжительности процесса 4-8 часов и скорости подачи воздуха 65-330 л/кг-час. Полученный оксидат отделяли от водного раствора солей, сушили, упаривали растворитель и подвергали вакуумной дистилляции для выделения непревращенного α -пинена, продукты окисления анализировали методом ГЖХ. При степени конверсии 9-25% содержание суммы кетона и спирта составило 50-72%, но о препаративных выходах ничего не сообщается.A known method for the simultaneous production of verbenone and verbenol [V.Z.Angelov, V.G.Sirakova, D.I. Dimitrov, P.M. Dragostinov, A.Ts. Badev, A.S. BG 36695, 1985] by liquid-phase oxidation of α-pinene in organic solvents (DMF, DMSO, THF, benzene, chlorobenzene) in the presence of aqueous solutions of Pd, Cu and Li chlorides at a temperature of 60-120 ° C, the duration of the process is 4-8 hours and air supply speeds of 65-330 l / kg-hour. The obtained oxidate was separated from the aqueous salt solution, dried, the solvent was evaporated and subjected to vacuum distillation to isolate unconverted α-pinene, the oxidation products were analyzed by GLC. With a conversion of 9-25%, the content of the amount of ketone and alcohol was 50-72%, but nothing was reported about the preparative yields.
Известен способ получения вербенона и вербенола [Z.Cvengrosova, М.Нrоnес. А.с CS 270181, 1991] окислением α -пинена кислородом при температуре 60-120° С, давлении 0.01-0.5 МРа в присутствии Pd/C, промотированного Со, Mn, Bi, Cd и Zn. Методом ГЖХ-анализа определена степень конверсии α -пинена (22-48%) и селективность образования кетона (24-38%) и спирта (46-67%).A known method of producing verbenone and verbenol [Z. Cvengrosova, M. Hones. A. with CS 270181, 1991] by oxidation of α-pinene with oxygen at a temperature of 60-120 ° C, a pressure of 0.01-0.5 MPa in the presence of Pd / C, promoted by Co, Mn, Bi, Cd and Zn. By the method of GLC analysis, the degree of conversion of α-pinene (22-48%) and the selectivity of the formation of ketone (24-38%) and alcohol (46-67%) were determined.
Достаточно обширное исследование процесса окисления α -пинена проведено финскими учеными. Первая часть их работы [М.Lajunen, A.M.P.Koskinen. Tetrahedron Letters, 1994, Vol.35. №25, Р.4464-4464] непосредственно посвящена синтезу вербенона окислением α -пинена при температуре 72° С в присутствии 0.13 мол % Co(4-MeC5H4N)2Br2 в качестве катализатора, потоке кислорода 60 мл/мин в течение 7 дней. Выход сырого продукта составил 95% при полной конверсии, содержание вербенона по ГЖХ - 76%. Выделение кетона авторы осуществляли через бисульфитный аддукт, разрушение которого проводилось перегонкой с паром в нейтральных, кислых и основных условиях. Перегонка в нейтральных условиях (рН=7) дает чистый вербенон, но с низким выходом. При перегонке в присутствии НСl выход дистиллята увеличивается, но образуется смесь продуктов с содержанием 77% вербенона. Лучший результат был получен при разрушении бисульфитного аддукта перегонкой в присутствии 10%-го раствора Na2CO3, выход кетона составил 35% от теоретически возможного. Это, по всей вероятности, связано с тем, что продукт окисления содержал значительное количество смолистых и высококипящих соединений, которые не идентифицируются по ГЖХ и не реагируют с NaHSO3. Расчеты показали, что выход вербенона составил ~25% на исходный α -пинен.A fairly extensive study of the oxidation process of α-pinene was carried out by Finnish scientists. The first part of their work [M. Lajunen, AMPKoskinen. Tetrahedron Letters, 1994, Vol. 35. No. 25, P. 4464-4464] is directly devoted to the synthesis of verbenone by oxidation of α-pinene at a temperature of 72 ° C in the presence of 0.13 mol% Co (4-MeC 5 H 4 N) 2 Br 2 as a catalyst, an oxygen flow of 60 ml / min within 7 days. The yield of crude product was 95% at full conversion, the GLC content of verbenone was 76%. The authors isolated the ketone through a bisulfite adduct, the destruction of which was carried out by steam distillation under neutral, acidic and basic conditions. Distillation under neutral conditions (pH = 7) gives pure verbenone, but with a low yield. When distilled in the presence of HCl, the yield of distillate increases, but a mixture of products with a content of 77% verbenone is formed. The best result was obtained by breaking the bisulfite adduct by distillation in the presence of a 10% solution of Na 2 CO 3 , the ketone yield was 35% of the theoretically possible. This, most likely, is due to the fact that the oxidation product contained a significant amount of tarry and high-boiling compounds, which are not identified by GLC and do not react with NaHSO 3 . Calculations showed that the yield of verbenone was ~ 25% for the initial α-pinene.
Известен способ получения вербенона [Kizlink J., Hronec M. etc. A.c. CS, 271986, 1992], принятый нами за прототип, который включает следующие стадии: окисление α -пинена кислородом при нагревании в присутствии каталитически эффективного количества катализатора, отделение катализатора от оксидата, разложение образовавшихся гидроперекисей, разделение летучих соединений на непревращенный α -пинен и фракцию окисленных продуктов.A known method of producing verbenone [Kizlink J., Hronec M. etc. A.c. CS, 271986, 1992], which we adopted as a prototype, which includes the following stages: oxidation of α-pinene with oxygen when heated in the presence of a catalytically effective amount of catalyst, separation of the catalyst from oxidate, decomposition of the resulting hydroperoxides, separation of volatile compounds into unconverted α-pinene and fraction oxidized products.
При этом окисление α -пинена кислородом проводят при температуре 50-80° С в течение 4-12 часов в присутствии в качестве катализатора пиридинового комплекса переходного металла Cu(C5H5N)2Br2, при его расходе 0.4-8% от исходного α -пинена (0.005-0.1 моль на 1 кг исходного α -пинена) и в комбинации с примерно таким же расходом инициаторов радикальных реакций (азо-бис-изобутиронитрила или перекиси дибензоила) и сокатализаторов (фталоцианина меди или пальмитата хрома), стадию разложения гидроперекисей осуществляют нагреванием при перемешивании оксидата в присутствии борной кислоты при температуре 90° С в течение 30 мин; стадию разделения летучих соединений на непревращенный α -пинен и фракцию окисленных продуктов проводят фракционной разгонкой оксидата на две фракции - I фракция (до 70° С) содержит непревращенный α -пинен, II фракция (70-180° С) - окисленные продукты; осуществляют повторную ректификацию II фракции и определяют содержание вербенона методом ГЖХ.The oxidation of α-pinene with oxygen is carried out at a temperature of 50-80 ° C for 4-12 hours in the presence of a catalyst of the transition metal pyridine complex Cu (C 5 H 5 N) 2 Br 2 at a flow rate of 0.4-8% of initial α-pinene (0.005-0.1 mol per 1 kg of initial α-pinene) and in combination with approximately the same consumption of radical initiators (azo-bis-isobutyronitrile or dibenzoyl peroxide) and cocatalysts (copper phthalocyanine or chromium palmitate), the decomposition stage hydroperoxides carried out by heating with stirring of the oxidate in p isutstvii boric acid at a temperature of 90 ° C for 30 min; the stage of separation of volatile compounds into unconverted α-pinene and the fraction of oxidized products is carried out by fractional distillation of the oxidate into two fractions - I fraction (up to 70 ° C) contains unconverted α-pinene, II fraction (70-180 ° C) - oxidized products; re-rectification of the II fraction is carried out and the verbenone content is determined by GLC.
Авторы приводят не препаративный выход вербенона, а теоретически возможный, (рассчитан по количеству II фракции и содержанию кетона по ГЖХ), который составляет 6-8% на исходный α -пинен или 12-19% на окисленный.The authors cite not a preparative yield of verbenone, but theoretically possible (calculated by the amount of fraction II and the content of ketone by GLC), which is 6-8% for the initial α-pinene or 12-19% for oxidized.
Недостатками указанного способа являются: использование при окислении α -пинена только одного катализатора Cu(C5H5N)2Br2, кроме того в комбинации с инициаторами радикальных реакций и сокатализаторами, многократная ректификация продуктов II фракции, которая приводит к потерям целевого кетона, выход которого и так сравнительно невысок.The disadvantages of this method are: the use of α-pinene during the oxidation of only one catalyst Cu (C 5 H 5 N) 2 Br 2 , in addition in combination with initiators of radical reactions and cocatalysts, repeated rectification of the products of fraction II, which leads to the loss of the target ketone, whose yield is already relatively low.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа окисления α -пинена кислородом воздуха в присутствии катализаторов различной природы с введением дополнительных стадий, повышающих селективность образования вербенона, и подбор необходимых условий реакций.The present invention is to develop a method for the oxidation of α-pinene with oxygen in the presence of catalysts of various nature with the introduction of additional stages that increase the selectivity of the formation of verbenone, and the selection of the necessary reaction conditions.
Предлагаемое изобретение позволяет повысить содержание вербенона в продуктах окисления до 76% с последующим препаративным выходом кетона от 22 до 30% в расчете на окисленный α -пинен, с чистотой выделенного вербенона по ГЖХ 90-95%, в этом и заключается технический результат изобретения.The present invention allows to increase the content of verbenone in oxidation products up to 76%, followed by a preparative ketone yield from 22 to 30% per oxidized α-pinene, with a purity of the selected verbenone by GLC 90-95%, this is the technical result of the invention.
Существенные признаки: способ получения вербенона включает стадии: окисление α -пинена кислородом при нагревании в присутствии каталитически эффективного количества катализатора, отделение катализатора от оксидата, разложение образовавшихся гидроперекисей, разделение летучих соединений на непревращенный α -пинен и фракцию окисленных продуктов, по изобретению окисление проводят кислородом воздуха, в качестве катализатора применяют абиетинат металла, выбранного из группы, включающей двухвалентные Сu, Zn, Pb, Co, Mn и Ni, предпочтительно Со, Mn, Ni и трехвалентный Сг; или пиридиновый комплекс формулы M(C5H5N)2X2, где М означает двухвалентный переходный металл, выбранный из группы, включающей, в частности, Со, Ni и Mn, и Х представляет собой галоген, выбранный из Сl и Вr; или СrО3· (С5H5N)2, стадию разложения образовавшихся гидроперекисей совмещают со стадией разделения летучих соединений и осуществляют перегонкой оксидата с паром в щелочной среде, при этом отделение непревращенного α -пинена проводят до 97° С, а выделение фракции окисленных продуктов в интервале температур 97-100° С, фракцию окисленных продуктов подвергают доокислению хромовой смесью и выделяют вербенон из продуктов доокисления.Salient features: the method for producing verbenone includes the steps of: oxidation of α-pinene with oxygen when heated in the presence of a catalytically effective amount of catalyst, separation of the catalyst from oxidate, decomposition of the resulting hydroperoxides, separation of volatile compounds into unconverted α-pinene and a fraction of oxidized products, according to the invention, the oxidation is carried out with oxygen air, a catalyst is used abietinate of a metal selected from the group comprising divalent Cu, Zn, Pb, Co, Mn and Ni, preferably Co, M n, Ni and trivalent Cr; or a pyridine complex of the formula M (C 5 H 5 N) 2 X 2 , where M is a divalent transition metal selected from the group including, in particular, Co, Ni and Mn, and X is a halogen selected from Cl and Br; or CrO 3 · (C 5 H 5 N) 2 , the stage of decomposition of the resulting hydroperoxides is combined with the stage of separation of volatile compounds and is carried out by distillation of the oxidate with steam in an alkaline medium, while the separation of unconverted α-pinene is carried out to 97 ° C, and the fraction of oxidized products in the temperature range 97-100 ° C, the fraction of oxidized products is subjected to oxidation with a chromium mixture and verbenone is isolated from the products of oxidation.
Эффективное количество катализатора составляет 0.2-2.0% от субстрата. Перегонку оксидата с паром проводят при расходе щелочи предпочтительно 10-20% от веса оксидата.An effective amount of catalyst is 0.2-2.0% of the substrate. The distillation of the oxidate with steam is carried out at a flow rate of alkali, preferably 10-20% by weight of the oxidate.
В качестве хромовой смеси при доокислении применяют хромовую смесь Бекмана или реагент Джонса.As a chromium mixture, a Beckmann chromium mixture or Jones reagent is used for the oxidation.
Осуществляют очистку выделенного вербенона от примесей миртеналя восстановлением миртеналя в миртенол спиртовым или водно-спиртовым раствором борогидрида щелочного металла при мольном соотношении миртеналь : борогидрид 1: 0.5-1.0 и выделяют вербенон из продуктов восстановления.The separated verbenone is purified from myrtenal impurities by the reduction of myrtenal into myrthenol with an alcohol or aqueous-alcohol solution of an alkali metal borohydride with a molar ratio of myrtenal: borohydride 1: 0.5-1.0 and verbenone is isolated from the reduction products.
Способ осуществляют следующим образом: проводят жидкофазное окисление α -пинена кислородом воздуха при расходе воздуха 48-120 л/кг/ч и температуре 60-95° С в течение 6-14 часов в присутствии 0.2-2.0% катализатора от массы субстрата (α -пинена). В качестве катализатора применяют:The method is as follows: conduct liquid-phase oxidation of α-pinene with atmospheric oxygen at an air flow rate of 48-120 l / kg / h and a temperature of 60-95 ° C for 6-14 hours in the presence of 0.2-2.0% of the catalyst by weight of the substrate (α - pinene). As a catalyst used:
• пиридиновый комплекс формулы M(C5H5N)2X2, где М означает двухвалентный переходный металл, выбранный из группы, включающей, в частности. Со, Ni и Mn, и Х представляет собой галоген, выбранный из Сl и Вr;• a pyridine complex of the formula M (C 5 H 5 N) 2 X 2 , where M is a divalent transition metal selected from the group including, in particular. Co, Ni and Mn, and X is a halogen selected from Cl and Br;
• или хромовый ангидрид - пиридин: CrO3· (C5H5N)2;• or chromic anhydride - pyridine: CrO 3 · (C 5 H 5 N) 2 ;
• или абиетинат металла, выбранного из группы, включающей двухвалентные Сu, Zn, Pb, Со, Мn и Ni, предпочтительно Со, Mn, Ni и трехвалентный Сr.Or a metal abietinate selected from the group consisting of divalent Cu, Zn, Pb, Co, Mn and Ni, preferably Co, Mn, Ni and trivalent Cr.
Отделяют катализатор от оксидата, разложение гидроперекисей проводят перегонкой оксидата с паром при расходе щелочи, предпочтительно NaOH, 10-20% от веса оксидата с одновременным разделением летучих соединений на непревращенный α -пинен (I фракция до 97° С) и окисленные продукты (II фракция 97-100° С), в основном транс-вербенол и вербенон. Увеличение содержания вербенона во II фракции осуществляют доокислением этой фракции хромовой смесью в течение 3-4 ч в результате превращения при этом транс-вербенола и изомерных ему цис- и транс-пинен-3-олов-2 в дополнительное количество вербенона. Для реакции используют стехиометрическое количество с 20-50% избытком хромовой смеси Бекмана или реагента Джонса. Затем продукты доокисления перемешивают с насыщенным водным раствором Na2SO3 в течение 15-20 ч при комнатной температуре до исчезновения вербенона в продуктах доокисления и далее разлагают образовавшийся сульфитный аддукт щелочным раствором для регенерации целевого кетона.The catalyst is separated from the oxidate, the decomposition of hydroperoxides is carried out by steam distillation of the oxidate with an alkali, preferably NaOH, 10-20% by weight of the oxide, while volatiles are separated into unconverted α-pinene (I fraction up to 97 ° C) and oxidized products (II fraction 97-100 ° C), mainly trans verbenol and verbenone. An increase in the verbenone content in the II fraction is carried out by reoxidation of this fraction with a chromium mixture for 3-4 hours as a result of the conversion of trans-verbenol and cis- and trans-pinene-3-tin-2 isomeric to it into an additional amount of verbenone. For the reaction, a stoichiometric amount with a 20-50% excess of the Beckmann chromium mixture or Jones reagent is used. Then, the products of oxidation are mixed with a saturated aqueous solution of Na 2 SO 3 for 15-20 hours at room temperature until the verbenone disappears in the products of oxidation and then the resulting sulfite adduct is decomposed with an alkaline solution to regenerate the target ketone.
Также вербенон можно выделить вакуумной ректификацией продуктов доокисления или любым другим известным способом.Also, verbenone can be distinguished by vacuum distillation of products of oxidation or by any other known method.
Дополнительную очистку вербенона от примесей миртеналя осуществляют восстановлением миртеналя в миртенол борогидридом щелочного металла, предпочтительно борогидридом натрия, при мольном соотношении миртеналь : борогидрид - 1: 0.5-1.0, с применением в качестве растворителей этанола, изопропилового спирта или их водных растворов. Выделение вербенона из продуктов восстановления осуществляют обработкой сульфитом натрия или ректификацией.Additional purification of verbenone from impurities of myrtenal is carried out by reducing myrtenal to myrtenol with an alkali metal borohydride, preferably sodium borohydride, with a molar ratio of myrtenal: borohydride - 1: 0.5-1.0, using ethanol, isopropyl alcohol or their aqueous solutions as solvents. Isolation of verbenone from reduction products is carried out by treatment with sodium sulfite or rectification.
ГЖХ-анализ: прибор "Хром-5", набивная колонка (3 м× 0.4 мм), заполненная 10% Carbowax-20M или 10% FFAP на Chromaton N-AW DMCS (0.125-0.160 мм), газ-носитель Аr, ДИП, 70° С, скорость программирования - 3-6° С/мин, температура испарителя 220° С, температура детектора 250° С.GLC analysis: Chrom-5 instrument, packed column (3 m × 0.4 mm) filled with 10% Carbowax-20M or 10% FFAP on a Chromaton N-AW DMCS (0.125-0.160 mm), carrier gas Ar, DIP , 70 ° С, programming speed - 3-6 ° С / min, evaporator temperature 220 ° С, detector temperature 250 ° С.
Способ поясняется следующей схемой:The method is illustrated by the following scheme:
Исходный α -пинен: т.кип. 155-156° С (101,3 кПа), 
Хромовая смесь Бекмана состоит из 1 моль К2Сr2O7, 4 моль конц. H2SO4 и соответствующего количества воды, например, 60 г К2Сr2O7 + 80 мл H2SO4 + 270 мл воды. Для окисления 3 моль вторичного спирта требуется 1 моль К2Сr2O7. Реагент Джонса получают растворением 26,7 г СrО3 в 23 мл конц. H2SO4 и последующим разбавлением смеси водой до объема 100 мл. 1 мл этого реагента окисляет 4 ммоль моноатомного спирта.Beckman's chromium mixture consists of 1 mol K 2 Cr 2 O 7 , 4 mol conc. H 2 SO 4 and an appropriate amount of water, for example, 60 g of K 2 Cr 2 O 7 + 80 ml of H 2 SO 4 + 270 ml of water. For the oxidation of 3 mol of secondary alcohol, 1 mol of K 2 Cr 2 O 7 is required. The Jones reagent is prepared by dissolving 26.7 g of CrO 3 in 23 ml conc. H 2 SO 4 and subsequent dilution of the mixture with water to a volume of 100 ml. 1 ml of this reagent oxidizes 4 mmol of monohydric alcohol.
Пример 1. 150 г α -пинена в присутствии 0.75 г комплекса Со(C5Н5N)2Сl2 окисляли воздухом при его скорости подачи 200 мл/мин в течение 8 часов при температуре 70-73° С. Оксидат охлаждали, отфильтровывали от катализатора, добавляли 20 мл 10%-ного раствора NaOH и отгоняли летучие продукты с паром, отбирая сначала непревращенный α -пинен (фракцию I, до 97° С, выход 40 г), затем окисленные продукты (фракцию II, 97-100° С, выход 57 г), которые по данным ГЖХ-анализа содержали 26% вербенона и 25% транс-вербенола. Далее провели окисление транс-вербенола в вербенон хромовой смесью Бекмана. В трехгорлую колбу на 500 мл, снабженную обратным холодильником, термометром, капельной воронкой и магнитной мешалкой, поместили 57 г II фракции, 150 мл диэтилового эфира и при постоянном перемешивании в течение 1 часа ввели 62 мл хромовой смеси Бекмана (с 20% избытком), поддерживая температуру ~20° С (охлаждение льдом). После прибавления окислителя перемешивание продолжали еще 3 часа. Затем реакционную смесь перенесли в делительную воронку, отделили эфирный слой, а водный несколько раз экстрагировали эфиром (3-4 раза по 50 мл). Объединенные эфирные вытяжки промыли насыщенным раствором NaHCO3, затем водой и сушили над безводным MgSO4. После удаления растворителя получили 53 г продуктов доокисления (выход 93% от II фракции) с содержанием вербенона по ГЖХ 56%. Выделение кетона осуществляли следующим образом. К раствору 160 г Na2SO3 и 55 г NaHCO3 в 700 мл воды добавили 53 г продуктов доокисления и интенсивно перемешивали в течение 20 часов при комнатной температуре. Далее смесь перенесли в делительную воронку, отделили водный слой и несколько раз промыли его небольшими порциями эфира для удаления нереагирующих с Na2SO3 соединений. Затем к этому слою добавили 200 мл 10%-ного водного раствора NaOH и при небольшом нагревании перемешивали в течение 2 часов. Выделившийся вербенон экстрагировали диэтиловым эфиром (3× 100 мл), промывали насыщенным раствором NaCl, сушили над MgSO4. После удаления растворителя было получено 28.5 г кетона чистотой по ГЖХ 95% (минорная примесь - миртеналь). Таким образом, выход вербенона составил 19% на исходный α -пинен или 30% на окисленный при степени конверсии 63%.Example 1. 150 g of α-pinene in the presence of 0.75 g of the Co (C 5 H 5 N) 2 Cl 2 complex was oxidized with air at its feed rate of 200 ml / min for 8 hours at a temperature of 70-73 ° C. The oxidate was cooled, filtered from the catalyst, 20 ml of a 10% NaOH solution were added and the volatile products were distilled off with steam, first taking unconverted α-pinene (fraction I, up to 97 ° С, yield 40 g), then oxidized products (fraction II, 97-100 ° C, yield 57 g), which according to GLC analysis contained 26% verbenone and 25% trans-verbenol. Next, the trans-verbenol was oxidized to verbenone by a Beckman chromium mixture. In a 500-ml three-necked flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, a dropping funnel and a magnetic stirrer, 57 g of the II fraction, 150 ml of diethyl ether were placed and 62 ml of Beckmann chromium mixture (with a 20% excess) were added over 1 hour, maintaining a temperature of ~ 20 ° C (ice cooling). After the addition of the oxidizing agent, stirring was continued for another 3 hours. Then the reaction mixture was transferred to a separatory funnel, the ether layer was separated, and the aqueous was extracted several times with ether (3-4 times 50 ml). The combined ether extracts were washed with saturated NaHCO 3 solution, then with water and dried over anhydrous MgSO 4 . After removal of the solvent, 53 g of after-oxidation products were obtained (yield 93% of the II fraction) with a GVC content of 56%. Ketone was isolated as follows. To a solution of 160 g of Na 2 SO 3 and 55 g of NaHCO 3 in 700 ml of water was added 53 g of oxidation products and stirred vigorously for 20 hours at room temperature. Then the mixture was transferred to a separatory funnel, the aqueous layer was separated and washed several times with small portions of ether to remove compounds that did not react with Na 2 SO 3 . Then, 200 ml of a 10% aqueous NaOH solution was added to this layer, and was stirred for 2 hours with slight heating. The released verbenone was extracted with diethyl ether (3 × 100 ml), washed with saturated NaCl, dried over MgSO 4 . After removal of the solvent, 28.5 g of ketone was obtained with a GLC purity of 95% (minor impurity - myrtenal). Thus, the yield of verbenone was 19% for the initial α-pinene or 30% for oxidized with a conversion of 63%.
Очистку вербенона от примесей миртеналя проводили следующим образом: в трехгорлой колбе на 500 мл, снабженной термометром, холодильником, делительной воронкой и магнитной мешалкой, растворили 60 г смеси (от нескольких опытов), содержащей по ГЖХ ~10% миртеналя, в 200 мл 50%-ного водного раствора этилового спирта. При постоянном перемешивании к этой смеси добавляли по каплям раствор 0.61 г NaBH4 в 30 мл этанола, поддерживая температуру 20° С. Ход реакции контролировали методом ТСХ на пластинах "Silufol" (элюент - гексан: диэтиловый эфир 5: 2, проявитель - 3%-ный раствор ванилина в этаноле). После исчезновения пятна альдегида, реакционную смесь перенесли в делительную воронку, разбавили водой и тщательно экстрагировали эфиром. Объединенные эфирные вытяжки промывали насыщенным раствором NaCl, сушили над MgSO4. После удаления растворителя получили 57 г продуктов восстановления (выход 95%). Обработкой смеси сульфитом натрия, аналогично вышеуказанному, и последующей перегонкой было получено 45 г вербенона с содержанием основного компонента 98% по ГЖХ (прибор Hewlett Packard 4890A, капиллярная колонка 30 мх 0.3 мм, фаза RTX-1). Т.кип. 100-101° С (13 мм рт.ст.), 
Результаты проведенных экспериментов по каталитическому жидкофазному окислению α -пинена кислородом воздуха приведены в таблице.The results of experiments on the catalytic liquid-phase oxidation of α-pinene with atmospheric oxygen are shown in the table.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003121762/04A RU2250208C2 (en) | 2003-07-14 | 2003-07-14 | Verbenone preparation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003121762/04A RU2250208C2 (en) | 2003-07-14 | 2003-07-14 | Verbenone preparation method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003121762A RU2003121762A (en) | 2005-02-10 |
| RU2250208C2 true RU2250208C2 (en) | 2005-04-20 |
Family
ID=35208266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003121762/04A RU2250208C2 (en) | 2003-07-14 | 2003-07-14 | Verbenone preparation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2250208C2 (en) |
-
2003
- 2003-07-14 RU RU2003121762/04A patent/RU2250208C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ж. Химия растительного сырья, №1, 2003, с.53-59. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003121762A (en) | 2005-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Murphy et al. | Allylic oxofunctionalization of cyclic olefins with homogeneous and heterogeneous catalysts | |
| Kanemoto et al. | Cerium or ruthenium catalyzed oxidation of alcohols to carbonyl compounds by means of sodium bromate. | |
| US7718818B2 (en) | Hydroxylation of beta-dicarbonyls with zirconium catalysts | |
| JP2008545716A (en) | Conversion of amorpha-4,11-diene to artemisinin and artemisinin precursor | |
| Keresszegi et al. | Selective transfer dehydrogenation of aromatic alcohols on supported palladium | |
| Kopecky et al. | Preparation and base-catalyzed reactions of some β-halohydroperoxides | |
| US20130217898A1 (en) | Method for manufacturing ester | |
| EP1732910A1 (en) | An improved catalytic process for the preparation of epoxides from alkenes | |
| Lee et al. | Chiral bipyridine–copper (I) complex-catalyzed enantioselective allylic oxidation of cyclic alkenes | |
| Barton et al. | Functionalisation of saturated hydrocarbons. Part xvii. Reactivity of carbon-carbon double bonds | |
| RU2250208C2 (en) | Verbenone preparation method | |
| JP5251299B2 (en) | Process for producing and purifying asymmetric Diels-Alder reaction product, and asymmetric catalyst and asymmetric catalyst mixture | |
| Chenal et al. | Carbon monoxide as a building block in organic synthesis: Part II. One-step synthesis of esters by alkoxycarbonylation of naturally occurring allylbenzenes, propenylbenzenes and monoterpenes | |
| Shi et al. | Oxidation of alcohols with H2O2 catalyzed by bis-quaternary phosphonium peroxotungstates (or peroxomolybdates) under halide-and organic solvent-free condition | |
| US3230248A (en) | Preparation of methyl or ethyl methacrylate | |
| Baj et al. | The Baeyer–Villiger oxidation of ketones with bis (trimethylsilyl) peroxide in the presence of ionic liquids as the solvent and catalyst | |
| JP4793357B2 (en) | Process for producing β-hydroxyhydroperoxides and catalyst thereof | |
| AU2002305832A1 (en) | Hydroxylation of beta-dicaardonyls with zirconium catalysts | |
| Gomes et al. | Autoxidation of limonene, α-pinene and β-pinene by dioxygen catalyzed by Co (OAc) 2/bromide | |
| CN107848965A (en) | 4‑（Trifyl）The manufacture method of oxybenzene compound | |
| Lauterbach et al. | Studies on the Decomposition of Alkyl Hydroperoxides by different catalysts | |
| US4140690A (en) | Process for producing pyridine or a substituted pyridine by ammoxidation of terpenes | |
| CN109415331A (en) | The manufacturing method of propylene oxide | |
| JP5310886B2 (en) | Method for producing ketones and carboxylic acids | |
| JP2562150B2 (en) | Post-treatment method for reaction mixture containing cyclohexyl hydroperoxide |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060715 |