Способ получения алкил-производных 2-метил-2- цианометилтетрагидропирана и /или 2-метил-2 цианометилтетрагидрофурана

Способ получения алкил-производных 2-метил-2- цианометилтетрагидропирана и /или 2-метил-2 цианометилтетрагидрофурана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

эоесоюзн

Натентно-техн.,Щ(умотека

Сеюэ Сонатева

Соцмалмстнчесиик

Ресник бее

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (11) 591144 (5Ц М Клн

С 07 > 307/04

С 07 9 309/04 (22) Заявлеио26.03.76 (21)2338611/23 04. 27.03.75 (23)приоритет - (32) 27 1175

2 17 24А/7 5 (®) 29726A/75 (33) Италия

Гееудеретенннмй кемнтет

Сенате Мнннстрее ССР ке делам нзебретеннй н еткрмтнй (43) Опубликовано30. 01.78.ÁIDëëåòåíü 36 4 (53) УДК547. 81. .07 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 26 01.78

Иностранцы

Альдо Преведелло, Мауриэио Брунелли и Эдоардо Платоне (Италия) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

«А C A« (Италия) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛПРОИЗВОДНЫХ

2-МЕТИЛ-2-ЦИАНОМЕТИЛТЕТРАГИДРОПИ РАНА И/ИЛИ

2-МЕТИЛ-2-ЦИАНОМЕТИЛТЕТРАГИДРОФ УРАНА

Изобретение относится к способу получения новых производных. тетрагидрофурана или тетрагидропирана, а именно 2,6,6-триметил-2-цианометнлтетрагидропирана и

2-метил-2-цианометил-5-изопропилтетрагид- б рофурана.

Известен способ получения 2,2-диметил-5»(1-метилпропенил)-тетрагидрофурана или 2,6,6-триметилвинилтетрагидропирана путем циклизации мирцинола или оцнменола 10 или их смеси в присутствии кислотного катализатора — хлористого водорода в газо образном или жидком состоянии в количестве от 0,01 до 5 вес.%, по отношению к исходному спирту в инертном растворителе 15 о при нагревании,до 65-11.0 С (11.

Однако неизвестен, способ. получения

2,6,6-триметил 2-цианометилтетрагидропирана и .2-.метил--2-цианометил-5-изопропилтетрагидрофурана. 20

Цель предлагаемого способа - расширение ассортимента новых биологически актив ных соединений.

Описывается способ получения 2,6,6-трнметил-2-цианометилтетрагидропирана и 25

2-метил-2-цнанометил-5-изопропилтетрагндрофурана, заключаюши йс я B Toff %To проводят .циклизацию 3,7-диметял-3 окси-й-октеннитрила в присутствии ионообменной смолы катионного типа (амберлит 15 Н) в среде такого инертного органического растворителя как толуол, тетрагидрофуран, диоксан или тетрагидронафталин при 80-180 С. о

При проведении процесса при 80-120 С в присутствии почти каталитическнх количеств ионообменнойсмолы получают преимущественно 2,6,6-триметил-2-цианометнлтетрагидропиран. о

А при проведении процесса при 80»180 С и/или в присутствии количества ионообменной смолы, которое может меняться от почти каталитического до достижения весового отношения смолы к исходному спирту, рав» ного 1 или более; получают преимушест» венно 2-метил-2-цианометил-5-изопропилгетрагидрофуран.

В случае,.когда процесс проводят при о

150-180 С и в присутствии каталитичеоких количеств ионообменной смолы, в качестве целевого продукта получают также

591144

2 метил-2-цианометил-5-изопропилтетрагид рофуран. Полученные целевые соединения выделяют и очишают известными методами, Пример 1. 40 r 3,7-дяметилЗокси-6 октеннитрила загружают в колбу емкостью 1000 мл, снабженную механичес кой мешалкой и шариковым холодильником, добавляют 400 мл толуола и 8 r амберли та 15(Н) (катионная смола с грубой ре шеткой), смола состоит из сополимера

: стироландиенилбенэола, содержашего 4, 6мл/экв. сульфогрупп на 1 r смолы. Смесь кипятят ° при перемешивании в течение 3 час. После охлаждения смолу отделяют фильтрованием, промывают толуолом и выпаривают раство- . 15 ритель.

На сыром продукте реакции определяют степень конверсии, выход и избирательность,%: конверсия 98; избирательность 92; выход

90. 20

Методами газовой хроматографии и масс-спектрометрии установлено, что полу. чен 2,6,6-триметил-2 цианометилтетрагидроп иран.

Пример 2. 10 г 3,7«диметил-З 25 окси-6-октеннитрила загружают в колбу емкостью 500 мл, снабженную механической мешалкой и шариковым холодильником, затем добавляют 100 мл тетрагидрофурана и 2 г амберлита 15 (Н). Кипячение.и энергичное перемешивание продолжают в тече» ние 25 час. После охлаждении смолу вйде ляют фильтрованием, промывают тетрагидро фураном и выпаривают растворитель. На сы

poM продукте определяют степень конверсии,,выход и избирательность в отношении

2,6,6»триметил 2-цианометилтетрагидропи рана,%: конверсия 88; избирательность 83; выход 73.

Пример 3.,10 r 3,7-диметил-.З-окси-6 октеннитрила разбавляют примерно .100 мл диоксана (т.кип. 100 102 С), помешают в колбу, снабженную механической мешалкОй и шариковым холОдильникОм ° затем 4 добавляют 2 г амберлита 15(Н). Смесь доводят до кипения и кипятят при энергич ном перемешивании 3 час. После охлаждения смеси смолу собирают из фильтра, про мывают диоксаком и растворитель отгоня» ют,%; конверсия 91; избирательность 87; выход 79.j

Пример 4. 70 r 33,7-диметил-З

-окси 6-октеннитрила (98%-ный) загружают в колбу емкостью 2 л, снабженную механи» ческой мешалкой, шариковым холодильником, термометром и пробкой с винтовой нарезкой и силиконовой диафрагмой для отбора проб, затем добавляют 700 мл толуола и 70 г амберлита 15 (Н) -катионная смола с гру» бой. решеткой, состояшая из сополимера.

4 стирола и дивинилбенэола, содержашего римерно 4,6 мл/экв. сульфогрупп на 1 г

:.:молы.

Смесь нагревают с обратным холодиль иком при перемешивании в течение 14 час, После охлаждения смеси смолу отфильтровывают, промывают толуолом и выпаривают растворитель.

Получают 75 г сырого продукта (содержашего толуол), на котором определяют кон. версию, выход ц избирательность методом газовой хроматографии в присутствии внут реннего этанола,%: конверсия 99; избира тельность и выход 78.

По завершении реакции за непродолжительный период получают смеси разных соа тавов пуоизводных тетрагидрофурана и тет рагидропирана.

Пробу 2 метил-2 цианметил-5-изопропил, тетрагидрофурана очишают фракционированной перегонкой .и анализируют методами

ИК, ЯМР- и массспектрометрии íà капил лярной колонке. Получают следуюшие резулЬ таты.

Газовая хроматография на капиллярной колонке. Этот анализ производят на капил лярной колонке Карбованс с размерами

45 7 и 0 50 мм при постоянной температуо ре 150 С. Основные пики обнаружены при

54 мин 45 сек и 56 мин 10 сек. Пики имеют примерно одинаковые плошади (пер вый пик составляет около 46;9о суммы двух пиков).

1асс-спектрометрия. Масс-с:пектр нокаэы вает. молекулярный ион слабой интенсивноо ти, -g+(1%) при 167 мл/экв., Наблюдаются значительные фрагменты, Ъ соответствуюшие потере нескольких замес тителей у атомов углерода в ф. -положении относительно кислорода с образованием ста= бильных ионов: м /экв, /о (N -Н) + . 166 1,5 (М «СН ) 152 1,5 М . СНуСМ 127 2 . (М - С Н ) 124 100

ЯМР. Для Н спектр ясно показывает присутствие цис и транс-иэомеров 2 метил-2-цианометил- 5 изопропилтетрагидрофурана почти в эквимолекулярных количествах.

" Ниже приведены значения химических сдвигов без указания их распределения по индивидуальным изомерам

CKg — Щ к

С

" 3-СЕ а;а

0 щ . СМ вЂ” СН .

К I

С eKZ-СЙ

f З-GK

0 3

«>91 144

22(С СНВ

{растворительСЬ"СР )

3,70

2.52

2,50

2,18-1,50

2, 18»1,50

2,18 1,50

1,33

1,32

0,94

:(g7 гп}

0,86 (Q7 гп) Химические сдвиги

С

О

-CH,-Ñ И

r j

4-3:4 -3 (СН 1

7 8,7

LH3

6-6

ИК- спектр см

2960 с.

1470 с.

1320 ед.

1180 с. сл.

1010 с. сл.

830 с. сл.

2250 ср.

1420 сл.

1260 с. сл.

1080 с. сл.

920 сл.

705 с. сл.

2940 с.

1460 ср.

2980 с.

1365 ср.

1380 с.

1230 сл.

1045 с.

850 ср, 650 сл.

1280 сл.

1115 с.

975 сл.

770 сл.

Пример 5. 30 r 3,7 диметил 3- . 2$ окси-6-октениитрила загружают в колбу емхостью 900 сл, снабженную механической мешалкой и шариковым холодильником.

В колбу добавляют 300 мл ксилола и

40 г амберлита 15(Н) (смола с грубой ре- ЗО

1леткой, состоящая из! сополимера стирола и дивинилбензола, содержащего примерно

4,6 мл/экв. сульфогрупп на 1 r смолы).

Смесь хипятят (136 138 С) при пере» мешивании в течение 3 час,,охлаждают, отфйльтровывают и промывают ксилолом.

Затем ее экстрагируют ксилолом, Экстраь ты объединяют и на них определяют конверсию, избирательность и выход 2-метил 2-пианометил-5-иэопропилтетрагидрофурана 4О методом газовой хроматографии в присут ствии внутреннего этанола,%; конверсия 99; выход 68; избирательность 69.

Пример 6. 20 r 2,6,6-,триметил

-2-цианометилтетрагидропирана (95, 5%-ны й), содержащего 3,3% 2-метил-2-пианметил»

-5-изопропилтетвагидрофурана, выливают в колбу емкостью 1000 мл, снабженную механической мешалкой и шариковым холодиль ником.

Затем добавляют 300 мл ксидола и 40.г амберлита 15(H) (смола с грубой решеткой, состоящая из сополимера стирола и дивинил бензола, содержащего иримерно 4,6 мл/экв, сульфогрупп на 1 r Смолы).

Смесь нагревают с обратным холодиль о ником при перемешивании (136 138 С) в теюэние 2 час. После охлаждения реакцион ную смесь отфильтровывают и,смолу промы щ вают ксилолом.

Затем смолу эхстрагируют ксилолом, Два раствора объединяют и на них определяют выход, конверсию и избирательность в отношении производного тетрагидрофурана методом хроматографии в присутствии внутрен него атанола,%: конверсия 91,4; избирательность 77,4; выход 70,9.

Пример 7. 20 г 3,7-диметил-3-ок си-6октеннитрила (98%-ный) загружают в колбу емкостью 500 мл, снабженную механической мешалкой и шариковым холодильником.

Затем добавляют 200 мл ксилола и 4 г амберлита 15(Н), состоящего иэ сополимера стирола и дивинилбензола, содержащего примерно 4,6 мл/экв. сульфогруппы на 1 г смолы, Смесь доводят до кипения, кипятят (136о

138 С) при перемешивании 14 час и после охлаждения отфильтровывают и промывают ксилолом.

Методом газовой хроматографии в при» сутствии внутреннего этанола определяют выходы производных тетрагидрофурана и тетрагидропирана,%: конверсия 99; выход производного тетрагидропнрана 34; выход йроизводного тетрагидрофурана 42.

П р и и е р 8. 30 r3,,7-диметил-3

»охси-6 октеннитрила (98%) загружают в колбу емкостью 500 мл, снабженную ме-ханической мешалкой и шариковым холодильником. Затем добавляют 4 г амберлита

15(Н) состоящего иэ сополимера стирола, и дивинилбензола, содержащего примерно

4,6 миллиэквивалента сульфогрупп на 1 г смолы, и 4 200 мл тетрагидронафталина.

59 1.144 (а}л в1 @

Ia О ЖаN где R - водород или метил;

1 - метил или иэопропил;

И =0 иля 1, при условии, когда

Составитель И. федосеева

Техред А. Яогдан Корректор H. Яцемирская

Редактор Л. Герасимова

Заказ 254/2 1 "Раж 559 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Колбу помешают в термостат и содеркя:мое жщерасивают при температуре 180 С и перемешивании.

Хроматографический анализ, проведенный в разное время, показывает постепенное увеличеняе отношения площади проиэводнога тетрагидрофурана и сумме площадей произ водных тетрагидрофурана и тетрагядропирана.

Через 9,5 час реакционную смесь охлаж дают, отфильтровывают и смолу промывают.

На сыром продукте реакпии определяют степень конверсии и выходы производных тетра гяпрофурана и тетрагидропирана методом газовой хроматографии в присутствии вну1 реннего втанола,%1 конверсия 99; выход производного тетрагидрофурана 34; выход производного тетрагидропирана 9.

1 формула изобретения

1. Способ получения алкилпроизводнь1х

2 - метил-2 цианометилтетрагидропирана и/или ! 2 метил-2-цианометилтетрагидрофурана об щей формулы

П=:О,К водород, а К-- яэопропил, и когда

1" R» "Г " отличающийся тем, что 3,7-димдг ил-3оксибоктеннитрйл циклизуют на яонообменной смоле катионного типа в инер1 ном органическом растворителе яри темперьо туре от 80 до 190 С, с последующим выде лением целевого продукта.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и

10 с я тем, что в случае получения 2,6,6 три метил-2«пяанометилтетрагидропирана циклизапию 3,7 диметил-Зокси-6- октеннитрила осуществляйт при температуре от 80 до

120 С.

3. Способ по и. 1, î r л и ч а ю щ и и р я тем, что в случае получения 2-метил -2-цнанометил-5-изопропилтетрагидрофурана циклизацию 3,7-диметил-3-окси-боктенни рила осуществляют при температуре от 150

20 о до 180 С.

4. Способ по, п. 3, о т л и ч а ю ш и йс s тем, что, 3,7-диметил-5-окси-б«октенI нятрил циклиэуют в присутствии ионообменной смолы катионного типа, взяТой в количестве больше, чем каталитическое, до достижения весового отношения смолы к спирту, равного 1 или более.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Патент Великобритании % 1046170, кл. C 07 8, 15/04> 19.10.68.

Приоритет по признакам:

27. 03.75 где и = 1, R «R =метил. .27.03.75 где -=0 R = водород, R -язопропил.