RU2458902C1 - Method of producing mirtanol - Google Patents
Method of producing mirtanol Download PDFInfo
- Publication number
- RU2458902C1 RU2458902C1 RU2011128413/04A RU2011128413A RU2458902C1 RU 2458902 C1 RU2458902 C1 RU 2458902C1 RU 2011128413/04 A RU2011128413/04 A RU 2011128413/04A RU 2011128413 A RU2011128413 A RU 2011128413A RU 2458902 C1 RU2458902 C1 RU 2458902C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mirtanol
- pinene
- epoxide
- reaction
- producing
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области синтеза органических соединений, а именно к способам их получения в новых реакционных средах-растворителях с участием гетерогенных катализаторов, выбору условий проведения реакций, в частности превращений терпеновых соединений и их кислородсодержащих производных.The invention relates to the field of synthesis of organic compounds, and in particular to methods for their preparation in new solvent reaction media with the participation of heterogeneous catalysts, the choice of reaction conditions, in particular the conversion of terpene compounds and their oxygen-containing derivatives.
Миртанол формулы 1 [6,6-диметилбицикло[3.1.1]гептан-2-ил)метанол] (схема 1) используется в синтезе металлорганических соединений и биологически активных веществ (G.Giacomelli, L.Lardicci, F.Palla, J.Org. Chem., 1984, 49, 310; J.Beckmann, A.Duthie, M.Grassmann, J.Organometal. Chem., 2009, 694, 161; Заявка US 2009104126, A61K 31/225, C07C 307/02, 23.04.2009).Mirtanol of formula 1 [6,6-dimethylbicyclo [3.1.1] heptan-2-yl) methanol] (Scheme 1) is used in the synthesis of organometallic compounds and biologically active substances (G. Giacomelli, L. Lardicci, F. Palla, J. Org. Chem., 1984, 49, 310; J. Beckmann, A. Duthie, M. Grassmann, J. Organometal. Chem., 2009, 694, 161; Application US 2009104126, A61K 31/225, C07C 307/02, 04/23/2009).
Соединение 1 может быть синтезировано восстановлением миртеналя 2 или миртенола 3 (схема 1) (V.N.Ipatieff, G.J.Czajkowski, Н.Pines, J.Am.Chem. Soc., 1951, 73, 4098; G.W.Eigenmann, R.T.Arnold, J.Am.Chem. Soc., 1959, 81, 3440), однако практическое использование этого пути сдерживается малой доступностью соединений 2, 3.Compound 1 can be synthesized by reduction of myrtenal 2 or myrtenol 3 (Scheme 1) (VNIpatieff, GJ Czajkowski, H. Pines, J. Am. Chem. Soc., 1951, 73, 4098; GWEigenmann, RTArnold, J. Am .Chem. Soc., 1959, 81, 3440), however, the practical use of this pathway is constrained by the low availability of compounds 2, 3.
Схема 1Scheme 1
Как правило, миртанол 1 получают из β-пинена 4 (схема 1). Наиболее распространенный способ включает в себя гидроборирование терпена 4 и дальнейшее взаимодействие с H2O2, ведущее к соединению 1 (WO 011472, 2004; заявка US 2005/131004, 16.06.2005). Недостатком этого способа является необходимость применения высокотоксичных гидридов бора, а также необходимость использования абсолютных растворителей и инертных газов.Typically, myrtanol 1 is obtained from β-pinene 4 (Scheme 1). The most common method involves the hydroboration of terpen 4 and further interaction with H 2 O 2 leading to compound 1 (WO 011472, 2004; application US 2005/131004, 06.16.2005). The disadvantage of this method is the need to use highly toxic boron hydrides, as well as the need to use absolute solvents and inert gases.
По другому пути синтез миртанола 1 из β-пинена 4 может быть осуществлен через промежуточное получение эпоксида β-пинена 5 (схема 1) с последующим раскрытием эпоксидной группы в присутствии диэтиламида лития (R.K.Hill, J.W.Morgan, R.V.Shetty, М.Е.Synerholm, J.Am.Chem. Soc., 1974, 96, 4201). Серьезным недостатком этого пути получения миртанола 1 является необходимость использования абсолютных взрывоопасных растворителей, проведения реакции в инертной атмосфере.In another way, the synthesis of mirtanol 1 from β-pinene 4 can be carried out through the intermediate preparation of β-pinene 5 epoxide (Scheme 1), followed by the opening of the epoxy group in the presence of lithium diethylamide (RKHill, JWMorgan, RVShetty, M.E. Synerholm , J. Am. Chem. Soc., 1974, 96, 4201). A serious drawback of this route to the preparation of myrtanol 1 is the need to use absolute explosive solvents and conduct the reaction in an inert atmosphere.
Известен метод превращений эпоксида β-пинена 5, ведущий к образованию миртанола 1, принятый нами за прототип (V.S.Joshi, Sukh Dev, Tetrahedron, 1977, 33, 2955), в котором превращения эпоксида β-пинена 5 в миртанол 1 проводят в присутствии активированного гетерогенного Al2O3 в гексане в одну препаративную стадию (схема 2). В качестве катализатора использовали Al2O3 (100-250 меш), активированный NaOH в течение 48 ч, высушенный в течение 16 ч при 120°C и затем прокаленный в течение 1 ч при 450°C в атмосфере азота, соотношение катализатор/субстрат (25:1). Реакцию проводили в гексане при комнатной температуре в течение 24 ч при перемешивании в атмосфере азота. Продукты смывали с катализатора смесью метанол/диэтиловый эфир (800 мл на 1 г эпоксида), содержание миртанола 1 составило 48%. Индивидуальные продукты выделяли с помощью препаративной ГЖХ.A known method of transforming β-pinene 5 epoxide, leading to the formation of myrtanol 1, which we adopted as a prototype (VSJoshi, Sukh Dev, Tetrahedron, 1977, 33, 2955), in which the conversion of β-pinene 5 epoxide to myrtanol 1 is carried out in the presence of activated heterogeneous Al 2 O 3 in hexane in one preparative step (Scheme 2). Al 2 O 3 (100-250 mesh), activated with NaOH for 48 h, dried for 16 h at 120 ° C and then calcined for 1 h at 450 ° C in nitrogen atmosphere, the ratio of catalyst / substrate was used as a catalyst (25: 1). The reaction was carried out in hexane at room temperature for 24 hours with stirring in a nitrogen atmosphere. The products were washed off the catalyst with a mixture of methanol / diethyl ether (800 ml per 1 g of epoxide), the content of myrtanol 1 was 48%. Individual products were isolated using preparative GLC.
Соединение 1, по крайней мере частично, является продуктом диспропорционирования в присутствии Al2O3 промежуточно образующегося альдегида 6 на спирт 1 и соответствующую кислоту 7 (реакция Канниццаро).Compound 1, at least in part, is a disproportionation product in the presence of Al 2 O 3 of the intermediate formed aldehyde 6 to alcohol 1 and the corresponding acid 7 (Cannizzaro reaction).
СхемаScheme
К существенным недостаткам известного способа получения миртанола 1, при осуществлении химических превращений эпоксида β-пинена 5, можно отнести следующие: умеренный выход спирта 1, что связано с тем, что часть промежуточно образующегося альдегида 6 расходуется на образование кислоты 7; большое соотношение катализатор/субстрат; длительное время реакции.Significant disadvantages of the known method for producing myrtanol 1, when carrying out chemical transformations of β-pinene 5 epoxide, include the following: moderate yield of alcohol 1, due to the fact that part of the intermediate formed aldehyde 6 is spent on the formation of acid 7; high ratio of catalyst / substrate; long reaction time.
Изобретение решает задачу эффективного синтеза миртанола 1 из эпоксида β-пинена 5 с высокой производительностью в непрерывном режиме за время контакта в несколько минут в одну препаративную стадию.The invention solves the problem of efficient synthesis of mirtanol 1 from β-pinene 5 epoxide with high productivity in a continuous mode during a contact time of several minutes in one preparative stage.
Задача решается способом получения миртанола в реакциях превращения эпоксида β-пинена в растворителе на гетерогенном катализаторе Al2O3, который осуществляют в сверхкритическом двухкомпонентном растворителе, включающий в себя CO2 и изопропиловый спирт при температуре 170-190°C и давлении 180-190 атм.The problem is solved by the method of producing mirtanol in the reactions of conversion of β-pinene epoxide in a solvent on a heterogeneous catalyst Al 2 O 3 , which is carried out in a supercritical two-component solvent, including CO 2 and isopropyl alcohol at a temperature of 170-190 ° C and a pressure of 180-190 atm .
Т.е. для решения задачи используют:Those. To solve the problem use:
1) сверхкритический двухкомпонентный растворитель, включающий в себя CO2 и изопропиловый спирт;1) a supercritical two-component solvent comprising CO 2 and isopropyl alcohol;
2) гранулированный Al2O3 в качестве катализатора, обеспечивающий и изомеризацию эпоксида β-пинена 5 в миртаналь 6, и проведение восстановления альдегида 6 в миртанол 1;2) granular Al 2 O 3 as a catalyst, providing both isomerization of β-pinene 5 epoxide to myrtanal 6 and reduction of aldehyde 6 to myrtanol 1;
3) трубчатый реактор проточного типа, что позволяет проводить превращения за короткое время контакта.3) a flow-type tubular reactor, which allows conversion in a short contact time.
Способ получения миртанола 1 из эпоксида β-пинена 5 осуществляют в сверхкритическом растворителе с применением экспериментальной установки на основе трубчатого реактора проточного типа, содержащего гранулированный гетерогенный катализатор Al2O3. Исходную смесь подают в реактор двумя потоками. Первый поток - сверхкритический CO2 (расход 5.0 мл/мин) - при помощи шприцевого насоса подают в смеситель, расположенный на входе в реактор, через теплообменник, где нагревают до температуры реакции. Второй поток (расход 2.0 мл/мин) - раствор эпоксида β-пинена 5 в изопропиловом спирте подают в тот же смеситель при помощи поршневого насоса. Применение сверхкритического CO2 в качестве компонента комплексного растворителя позволяет значительно снизить критическую температуру, избежав, таким образом, нежелательных вторичных превращений образующихся в процессе реакции продуктов.The method of producing mirtanol 1 from β-pinene epoxide 5 is carried out in a supercritical solvent using an experimental setup based on a flow-type tube reactor containing a granular heterogeneous catalyst Al 2 O 3 . The initial mixture is fed into the reactor in two streams. The first stream - supercritical CO 2 (flow rate 5.0 ml / min) - is fed through a syringe pump to the mixer located at the inlet of the reactor through a heat exchanger, where it is heated to the reaction temperature. The second stream (flow rate 2.0 ml / min) - a solution of β-pinene 5 epoxide in isopropyl alcohol is fed into the same mixer using a piston pump. The use of supercritical CO 2 as a component of a complex solvent can significantly reduce the critical temperature, thereby avoiding undesirable secondary transformations of products formed during the reaction.
Реакцию проводят в интервале температур Т=170-190°C и давления P=180-190 атм. Время контакта составляет ~4 мин. Реакционную смесь на выходе реактора охлаждают и собирают. Получают реакционную смесь, содержащую миртанол 1 (63%), цис-миртанол 1а (9%), миртенол 3 (9%) и периллиловый спирт 8 (6%) (схема 3). Соединение 3 может быть в дальнейшем также превращено в миртанол 1 по известной методике (G.W.Eigenmann, R.T.Arnold, J.Am.Chem. Soc., 1959, 81, 3440).The reaction is carried out in the temperature range T = 170-190 ° C and pressure P = 180-190 atm. Contact time is ~ 4 min. The reaction mixture at the outlet of the reactor is cooled and collected. Get the reaction mixture containing mirtanol 1 (63%), cis-mirtanol 1a (9%), myrtenol 3 (9%) and perilyl alcohol 8 (6%) (scheme 3). Compound 3 can also be subsequently converted to myrtanol 1 by a known method (G.W. Eigenmann, R.T. Arnold, J. Am. Chem. Soc., 1959, 81, 3440).
Схема 3Scheme 3
Очевидно, реакция начинается с изомеризации эпоксида 5 в продукты 3, 6 и 8. Использование выбранного гетерогенного катализатора позволяет проводить изомеризацию соединения 5 со 100%-ной конверсией за время контакта менее 4 мин.Obviously, the reaction begins with the isomerization of epoxide 5 into products 3, 6, and 8. The use of the chosen heterogeneous catalyst allows isomerization of compound 5 with 100% conversion over a contact time of less than 4 minutes.
Дальнейшие превращения альдегида 6 связаны с его восстановлением в миртанол 1 (схема 4), очевидно по реакции Меервейна-Пондорфа-Верлея, в качестве восстановителя выступает изопропиловый спирт, который превращается в ацетон. Отметим, что в литературе нами не найдено примеров использования реакции Меервейна-Пондорфа-Верлея для получения соединения 1.Further transformations of aldehyde 6 are associated with its reduction to myrtanol 1 (Scheme 4), apparently according to the Meerwein-Pondorf-Verley reaction, isopropyl alcohol, which turns into acetone, acts as a reducing agent. Note that in the literature we have not found examples of the use of the Meerwein-Pondorf-Verley reaction to obtain compound 1.
СхемаScheme
Таким образом, предложенный метод позволяет получать миртанол 1 из эпоксида β-пинена 5 с приемлемым выходом в одну препаративную стадию за время контакта менее 4 мин без использования дорогостоящих реагентов и взрывоопасных растворителей.Thus, the proposed method allows to obtain myrtanol 1 from β-pinene 5 epoxide with an acceptable yield in one preparative stage within a contact time of less than 4 minutes without the use of expensive reagents and explosive solvents.
Сущность изобретения иллюстрируется следующим примером.The invention is illustrated by the following example.
Пример 1. Синтез миртанола 1Example 1. Synthesis of mirtanol 1
Превращение эпоксида β-пинена 5 в миртанол 1 осуществляют с применением экспериментальной установки с использованием трубчатого реактора длиной 3 м с внутренним диаметром 1.75 мм, в который помещают 22.1 см3 (20.6 г) гранулированного гетерогенного катализатора Al2O3. В реактор загружают Al2O3 (Macherey-Nagel, рН 7±0.5, свободная поверхность по BET ~130 м2/г) с размером зерна 50-200 мкм.The conversion of β-pinene 5 epoxide to myrtanol 1 is carried out using an experimental setup using a 3 m long tubular reactor with an inner diameter of 1.75 mm, into which 22.1 cm 3 (20.6 g) of a granular heterogeneous catalyst Al 2 O 3 is placed. Al 2 O 3 (Macherey-Nagel, pH 7 ± 0.5, BET free surface ~ 130 m 2 / g) with a grain size of 50-200 μm was charged into the reactor.
Исходную смесь подают в реактор двумя потоками. Первый поток - сверхкритический CO2 (расход 5.0 мл/мин) - при помощи шприцевого насоса подают в смеситель, расположенный на входе в реактор, через теплообменник, где нагревают до температуры реакции. Второй поток (расход 2.0 мл/мин) - 1%-ный раствор эпоксида β-пинена 5 в изопропиловом спирте подают в тот же смеситель при помощи поршневого насоса.The initial mixture is fed into the reactor in two streams. The first stream - supercritical CO 2 (flow rate 5.0 ml / min) - is fed through a syringe pump to the mixer located at the inlet of the reactor through a heat exchanger, where it is heated to the reaction temperature. The second stream (flow rate 2.0 ml / min) - a 1% solution of β-pinene 5 epoxide in isopropyl alcohol is fed into the same mixer using a piston pump.
Реакцию проводят в интервале температур T=170-190°C и давления P=180-190 атм. Время контакта составляет ~4 мин. Реакционную смесь на выходе реактора охлаждают и собирают. Получают реакционную смесь, содержащую миртанол 1 (63%), цис-миртанол 1а (9%), миртенол 3 (9%) и периллиловый спирт 8 (6%) (схема 3).The reaction is carried out in the temperature range T = 170-190 ° C and pressure P = 180-190 atm. Contact time is ~ 4 min. The reaction mixture at the outlet of the reactor is cooled and collected. Get the reaction mixture containing mirtanol 1 (63%), cis-mirtanol 1a (9%), myrtenol 3 (9%) and perilyl alcohol 8 (6%) (scheme 3).
Как видно из описания, изобретение решает задачу контролируемого одностадийного получения миртанола 1 в реакциях превращения эпоксида β-пинена 5 в выбранном сверхкритическом растворителе на гетерогенном катализаторе Al2O3 и направлено на получение ценного соединения для парфюмерно-косметического и фармацевтического применения.As can be seen from the description, the invention solves the problem of the controlled one-step production of myrtanol 1 in the reactions of β-pinene 5 epoxide conversion in the selected supercritical solvent on a heterogeneous Al 2 O 3 catalyst and is aimed at obtaining a valuable compound for perfumery-cosmetic and pharmaceutical applications.
Осуществление химических превращений в сверхкритических флюидах-растворителях может быть положено в основу современных технологий получения широкого класса промышленно важных органических соединений, лекарственных и душистых веществ.The implementation of chemical transformations in supercritical fluid-solvents can be the basis of modern technologies for the production of a wide class of industrially important organic compounds, medicinal and aromatic substances.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011128413/04A RU2458902C1 (en) | 2011-07-08 | 2011-07-08 | Method of producing mirtanol |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011128413/04A RU2458902C1 (en) | 2011-07-08 | 2011-07-08 | Method of producing mirtanol |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2458902C1 true RU2458902C1 (en) | 2012-08-20 |
Family
ID=46936635
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011128413/04A RU2458902C1 (en) | 2011-07-08 | 2011-07-08 | Method of producing mirtanol |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2458902C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7241770B2 (en) * | 2003-12-12 | 2007-07-10 | Solvay Pharmaceuticals Gmbh | Hydronopol derivatives as agonists on human ORL1 receptors |
RU2365575C2 (en) * | 2007-08-29 | 2009-08-27 | Институт нефтехимии и катализа РАН | Method of obtaining [(2s)-trans]-1s,5s-6,6-dimethylbicyclo[3,1,1]heptan-2-yl-methanol |
EP1404635B1 (en) * | 2001-07-05 | 2010-05-05 | Millennium Specialty Chemicals | Catalyst system and process for rearrangement of epoxides to allylic alcohols |
-
2011
- 2011-07-08 RU RU2011128413/04A patent/RU2458902C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1404635B1 (en) * | 2001-07-05 | 2010-05-05 | Millennium Specialty Chemicals | Catalyst system and process for rearrangement of epoxides to allylic alcohols |
US7241770B2 (en) * | 2003-12-12 | 2007-07-10 | Solvay Pharmaceuticals Gmbh | Hydronopol derivatives as agonists on human ORL1 receptors |
RU2365575C2 (en) * | 2007-08-29 | 2009-08-27 | Институт нефтехимии и катализа РАН | Method of obtaining [(2s)-trans]-1s,5s-6,6-dimethylbicyclo[3,1,1]heptan-2-yl-methanol |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Anikeev, V.I, et al "Reactivity of α-pinene epoxide in supercritical solvents". Journal of Supercritical Fluids, 2010, 52(1), 71-75. * |
V.S.Joshi et al "Organic reactions in a solid matrix - IV. Oxirane rearrangement on modified-alumina". Tetrahedron, 1977, 33, 2955-2957. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chen et al. | Cyclobutenones and benzocyclobutenones: versatile synthons in organic synthesis | |
CN1240703C (en) | Organometallic building material and method for producing the same | |
Pirrung | Total synthesis of (.+-.)-isocomene | |
JP6383975B2 (en) | Method for producing cyclopropane derivative | |
Kumar | Brief review on cyclopropane analogs: synthesis and their pharmacological applications | |
Liu et al. | Divergent enantioselective synthesis of hapalindole-type alkaloids using catalytic asymmetric hydrogenation of a ketone to construct the chiral core structure | |
Sennari et al. | Unified total syntheses of benzenoid cephalotane-type norditerpenoids: cephanolides and ceforalides | |
WO2021046640A1 (en) | Cannabinoid derivatives and precursors, and asymmetric synthesis for same | |
Hilf et al. | An SN1-type reaction to form the 1, 2-dioxepane ring: synthesis of 10, 12-peroxycalamenene | |
RU2458902C1 (en) | Method of producing mirtanol | |
US11780803B2 (en) | Process for the preparation of cyclopropane compounds using diazo-compounds | |
Schuda et al. | Use of the ketel claisen rearrangement for the synthesis of cyclic sesquiterpenes containing quaternary centers. A formal synthesis of cuparene | |
Tan et al. | Diastereo-and enantioselective rhodium (iii)-catalyzed reductive cyclization of cyclohexadienone-containing 1, 6-dienes | |
EP0319407B1 (en) | Process for the preparation of vitamin a | |
Lou et al. | Fe-catalyzed ring-opening reactions of siloxy cyclopropanes with alkenes and TBHP: Synthesis of 4-ester peroxides | |
CN104387235A (en) | Method for synthesizing prenol employing selective hydrogenation of 3-methylcrotonaldehyde | |
CN108129425B (en) | Method for synthesizing 2, 5-dimethylamino furan by catalytic hydrogenation of 2, 5-diformyloxime furan | |
Sanjeeva Reddy et al. | An Efficient One‐pot Synthesis of β‐Amino/β‐Acetamido Carbonyl Compounds via ZrCl4‐catalyzed Mannich‐type Reactio | |
RU2574736C1 (en) | Method for obtaining 3,4-benzocinnoline | |
RU2487860C1 (en) | Method of producing 1-phenylethanol and para-substituted 1-phenylethanol | |
Srikrishna et al. | Enantiospecific synthesis of pacifigorgianes | |
CN113717033B (en) | Benzyl ether compound and synthesis method thereof | |
CN108101737B (en) | Synthetic method of chiral compound of hydrogenated naphthalene structural unit | |
CN114085130A (en) | Method for synthesizing ((1R,8S,9S, Z) -bicyclo [6.1.0] non-4-en-9-yl) methanol | |
RU2522434C1 (en) | Method of producing 1,5,8-para-menthatriene |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160709 |