Способ получения с - с диалкиловых эфиров малоновой кислоты

Способ получения с - с диалкиловых эфиров малоновой кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) eL V Z — (Ь (51) М. Кл.

С 07 С 69/38

С 07 С 51/10 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено18.05.76 (21}2362698/22-04

02.06.75 (23) Приоритет - (32) 28.01.76 (З1) р 2524 389.4; (ЗЗ) .ФРГ

P 2603 026.2 (43) Опубликовано05,07.78,Бтоллетеиь Ж 25

Государстеенный комитет ломте Иннистроо СИР оо делам изобретений и отнрвтнй (53) УДК 547.461.3.

07(088.8) (45) Дата опубликования описания()ф @ Я

Иностранцы

Уве Пранге (ФРГ), Мустафа Эль Хахави (APE), Вильгельм Фогт и Германн Рихтценхайн (ФРГ) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма Динамит Нобель АГ (ФРГ) (71} Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ C - С -ДИАЛКИЛОВЫХ

ЗФИРОВ МАПОНОВОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к усовершенствован- . ному способу получения С,— С4-диалкиловых эфиров малоиовой кислоты, которые находят широкое применение в органическом синтезе, в частности для получения фармацевтических препаратов.

Известен способ получения диалкиловых эфиров малоновой кислоты путем взаимодействия соответствующего алкилового эфира хлоруксусной кислоты с окисью углерода в присутствии органического основания (дицик-. логексиламина) и стехиометрических количеств натрийтетракарбонила кобальта в качестве катализатора при температуре 50 С и давлении

1 — 3 атм в течение 3 ч. Выход целевых продуктов 10 — 80% 11).

Недостатком известного способа является относительно низкий выход целевых продуктов.

Способ также осложняется необходимостью использования специального катализатора натрийтетракарбонила кобальта, который получают восстановлением дикобальтоктакарбоннла Со,(СО) 8 с последующей нейтрализацией основанием образующего неустойчивого гидротетракарбонила.

Таким образом, для осуществления известногг способа требуется в конечном счете пе крайней мере 2 моль основного агента на моль исходного эфира хлоруксусной кислоты.

Наиболее близким к предложенному способу является известный способ получения С вЂ”

Се-диалкиловых эфиров малоновой кислоты взаимодействием соответствующего эфира хлор или бромуксусиой кислоты с окисью углерода в среде растворителя, например спирта, в присутствии в качестве катализатора дикобальтоктакарбонила Сое(СО) > при, мольном отно1и шенин катализатора к .исходному эфиру от

I:2 до !:500 и использовании по крайней мере ! моль одиоосновного или 0,5 моль двухосновного основания, в качестве которого могут быть взяты соли щелочных или щелочноземельных металлов, такие, как карбонаты, бикарбонаты, ацетаты, вторичные и третичные фос фаты, окиси щелочноземельных металлов, в частности окись магния, окись кальция, а также третичные амины, в частности триэтнламин, при температуре 50 — 150 С и давлении 0,8—

„ 130 атм.

Выход диалкнловых эфиров малоновой кис.лоты составляет 36 — 98% j2j, Однако при реакции образуется воля, которая мешает повторному использованию t;m p>> та в качестве растворителя.

614742

Кроме soro, необходимо применение больших количеств катализатора и высокого давления.

При использовании в качестве основного агента карбонатов или бнкарбоиатов щелочных металлов в зоне реакции образуется дву. окись углерода, которая снижает парциальное . давление используемой в процессе окиси углерода и которую вследствие этого необходимо удалять промывкой. . С целью упрощения процесса, а также по лучения С» — С -диалкнловых эфиров малоновой кислоты со стабильным выходом предлагается алкиловые эфиры галогенуксусной кислоты подвергать взаимодействию с окисью углерода в среде низшего алифатического спирта. в присутствии кобальтсодержащего катали затора, йредпочтительно при мольном отношении катализатора к исходному эфиру от 1:5 до 1:10, и алкоголята щелочного или щелочноземельного металла нлн раствора гидроокисн щелочного металла в спирте ирн рН 3 — 8,7, предпочтительно 5 — 8,7, температуре 50 — 150 C предпочтительно 20 — 80 С, и давлении 0,1—

30 атм, предпочтительно 0,8 — 8 ати.

Выход C» — С»-диалкиловых эфиров малоновой ки лоты 79 — 95%.:

Время реакции в зависимости от темпера. гуры, давления.и концентрации катализатора

2 — 10 ч. ..В качестве катализатора используют сое-. динения кобальта, такие, как Сои(СО)8, нли систему, состоящую нз солей кобальта, например галогенида, ацетилацетоната, ацетата, нит.рата, основнс»го карбоната или нафтената кобальта,. марганцевого. порошка н сульфата натри я.

Реакцию проводят таким образом, что спиртовый раствор катализатора вместе с алкиловым эфйром галогенуксусной кислоты, например, рн рН 8,7 нагревают до температуры реакции илн же быстро. добавляют алкиловый эфир.галогенуксусной кислоты после достижения температуры реакции. Затем при перемеживании порциями добавляют спиртовый раствор алкоголята щелочного или щелочноэемельиого металла до тех пор, пока рН не станет меньше или равно 8,7. Во время реакции под:держивают постоянное давление окиси углерода.

Количество вводимого алкоголята щелочного или щелочноэемельного металла зависит

oi степени конвепсин.алкилового эфнга галогенуксусной кислоты и для 100%-ной конверсии необходимо взять 1 моль алкогалята щелочного металла нли 0,5 моль алкоголята ще-. лочиоэемельного металла иа 1 моль алкилового эфира галогенуксусной кислоты. Пригодны для проведения реакции алкоголяты лития, калия и магния. Их используют в виде растворов в.:том же спирте, который использован для синтеза алкоголика.

Йэ тидроокисе m» rочных металлов прежде и@его используют г»»(уоокиси натрия, калия илн лития, причем целесообразно испольэовать нх концеитрироваиные растворы в соответствуюОтличие предложенного сп особа состоит в том, что реакцию проводят в присутствии алкоголята щелочного или ц»елочноземельного металла или раствора гидроокиси щелочного металла и спирте при рН 3 — 8,?.

Целевые Ci — С»-диалкиловые эфиры получают с высоким выходом (85 — 95%) при небольшом давлении (0,8 — 8 ати) окиси углерода.

Пример !. В автоклав емкостью 7,5 л, снабженный системой для измерения рН, подают 20 г Со2(С0) >, 10 г поваренной солн.в качестве добавки для увеличения электропроводности и 2,5 л денатурированного толуолом метанола. Аппаратуру трижды промывают окисью углерода и затем устанавливают давление окиси углерода 7,5 ати. Во время нагревания до 5Ь С as сборника дозирующим насосJM добавляют 20; 6%-ный раствор этилата натрия в этаноле до рН 7 — 8, причем с поЮ мощью цнркуляциоиного насоса жидкую и газовую фазы хорошо перемешивают. После достижения температуры реакции при постоянном давлении окиси углерода 8,0 ати в течение

15 мин порциями добавляют 490 r (4 моль) этилового эфира хлоруксусной кислоты и 20,6%® ный раствор этилата натрия для обеспечения постоянного значения рН 7,0. В,течение 6 ч порциями добавляют !,12 кг (3,4 моль) 20,6%ного раствора этнлата натрия. Затем охлаждают, дросселируют и промывают азотом. От реакционного раствора отсасывают поваренную соль, перегоняют н выделяют 517 г (95%) днэтилового эфира малоновой кислоты, 2,5 r (-1Я этилового эфира уксусной кислоты, 5 r высококипящего продукта и 73 г этилового эфира . хлоруксусной кислоты.

35 8 приме! ах 2 — 5 и 9 — ll проводят опыт, как.в примере l.

Пример 2. Используя.25 r Со (СО) 8, 2,5 л метанола, 868 г (8 моль) метилового эфира хлоруксусиой кислоты и 1,67 кг (5,5 моль)

l7,8%-ного раствора метилата в метаноле, в

4В течение 5,5 ч при давлении окиси углерода Ь,2 ати, температуре 60С и рН 8,0 получают 660 r (91%} днметилового эфира малоновой кислоты, 22 г (5,5%) метилового эфира уксусной кислоты,20 r.âb»ñoKoêèïÿùårî продукта и 271 г метилового эфиpa хлоруксусной кислоты.

Пример 3. Прн давлении окиси углерода

7,5 ати и рН 6,0 нз 490 г (4 моль) этиловогс эфира хлоруксусной кислоты в присутствии

l,38 r (3,2 моль) 158ОЯ-ного раствора этилата натрия в этаноле в течение 6 ч получают

490 r: (95%) диэтнлового эфира малоновой кислоты, 4,4 r (1,6%) этилового эфира уксусной кислоты, 5,9 r высококипящего продукта и 98 г этилового эфира хлоруксусной кислоты.

Пример 4. При давлении окиси углерода

7 5 ати и температуре 55 С в присутствии щ 160 r 8,85%-ного раствора Со (СО)»» и этано. ле в течение 5,25 ч иэ 490 r (4 моль) этилового эфира хлоруксусной кислоты получают

400 г (93%) днэтилового эфира малоновой кислоты, 3„5 r этилового эфира уксусной кислоты и 160 г этилового. эфира хлоруксусной а о!

614742

5 6

Пример 5. Используя автоклав емкостью уксусной кислоты. Г!ри температуре 55 С и

18 л, к 3,06 кг (25 моль) этилового эфира язбыточном давлении окиси углерода 4,95 ати, хлоруксусной кислоты, 1;. этанола и 125 г поддерживая рН 7,0, в течение 3 ч порциями

Со (СО) при давлении окиси углерода 5 ати добавляют 2,93 /о-ный раствор гидроокиси пан температуре 55 С в течение 5,5 ч порциямя трия в изопропаноле. При конверсии 82 /p посдобавляют 7,03 кг (22,6 моль) 21,9P/p-ното 5 ле обычной переработки получают 615 г (92 /p) раствора этилата натрия при рН 7,0. Получают днизопропилового эфира. малоновой кислоты

3,43 кг (95 /p) днзтилового эфира малоновай и. 98 г изопропилового эфира хлоруксусной кислоты и 290 г этилового эфира хлоруксус- кислоты. ной кислоты.

Пример 6. Проводят реакцию в стеклянной В аналогичных условиях . при нспользоваколбе емкостью 1 л, снабженной мешалкой, нии 2,5 л изобутаиола и 4 моль изобутилодвумя капельными воронками, обратным хо- ваго эфира хлоруксусной «ислоты конверсия лодильником, одностержневым стеклянным 83О/о. Выход диизобутилового эфира малояоэлектродом и стеклянной трубкой для введе- вой кислоты 94;5 /p. ния окиси углерода. Прн температуре 70 Ñ, Пример ll. 8 автоклав подают 2,5 л изо-, давленин окиси углерода 0,8 ати и р 85 нз прокапала, 10,7 г (0,031 моль) Со (СО)а и

108,5 (! моль) метилового эфира хлоруксуснай 458,6 r (3,3 моль) изопропилового эфира хлоркислоты в присутствии 10 r Со (СО) < и l молЬ уксусной кислоты, промывают аппаратуру оки-. метилата калия (28,75О/<-ный раствор.в мета- сью углерода, устанавливают давление окиси ноле} в течение 6,5 ч получают 119 r (90 /о} углерода 17,8 атн и нагревают до 100 C. После днметилавого эфира малоновой кислоты, не- того как рН реакционного раствора прн 60 C значительные количества метиловых эфиров ук- !. станет меньше 5; начинают дозировку натретвсусной и метоксиуксусной кислоты и 5г высока- га. до 80 С 12О/-aoro раствора нзапропилата кипящего продукта, кальция в изапрапанале, поддерживая рН 5,5—

Пример?. Как в примере 6, в присутствии . 6,5. Давление окиси углерода иа протяжении катализатора —. 8 г хлорида кобальта Сои!,Х реакции поддерживают постоянным (!7,8 ати).

X 6Н О, 5 г марганцевого порошка и l r сульфа- Через:1 ч дозираваиня прн 100 С реакцйю танатрияи l моль этилата натрия из 122,5 г +: заканчивают, смесь охлаждают и йосле абычэтнлового эфира хлоруксусной кислоты при иай переработки при конверсии 97,5p/p (в передавленни окиси углерода 0,5 атн, температу- c e Ha нзопропиловый эфир хлоруксусной ре 55 С и рН 7,0 в течение- 6 ч получактг . кислоты) получают 564 r (92 /о) днизапропило136 r (85О/p) диэтилавого эфира маленавой вага эфира малоновай кислоты и 4 г (1,2 / ) нзокислоты и 12 г высококипящего продукта. працилоаога эфира уксусной. кислоты.

При иснользоваини 12 /а-нога раствора нзонлата atareea s esooponasoze пааучают ииЯ вместо этилата натРиЯ полУчают.аналагич- 570 r: (93 / ) „и „.„и „а эфира на:Й кислоты ° 3 3 ° (1О/,» --р....о.-.

Пример 8. В автоклав емкостью 7,5 л но- фира уксуси,„й кисл ы дают 20 r Со (СО) s в 2,5 л этанола н 612,5 г !! (5 моль) этилового эфира хлоруксуснай кислоты под давлением азота. Затем аппаратуру фа, „ берег „ия трижды промывают окисью углерода и устанаваиают избыточное давление окиси углеро- 1 С„б „„„„C Сда 6,93 ати. После нагревания да 55 С при эфиров малоиовой кислоты взаимодействием

4© саатветствующего эфира галогенукс сной «исдозирующим насосом подают 11,8/д-ный зта лоти с окисью yr p a в среде алифати сН 7 0 Р и аство настоян- кого пиР а в пРисУтствии кабальтсадеРжащеживая рН 7„0. Реакционны раствор постоянно ЯеРемешив т циРкУЛЯциоиным и и. Че- 50 150 С и да„, ни отли аещиа .рез 5 ч конверсия 79,2 /О. От реакционного раствора отделяют поваренную соль, унарн-. вают в ротационном испарнтеле, перегоняют Выходом процесс ведут в присутствии алкогои получают 596 г (94О/p) диэтилового эфира выходом и малоновой кислоты, 20 г (5,7 /о} этилового р т . лита:щелочного нлн щелочноземельиого метал. эфира уксусной кислоты и 127 г этилового зфн- ла нлв раствора гидраакиси щелочного металла

4 s спирте при р ра хлоруксусной кислоты.

Пример 9. Используя 20 г Со,(ГО) ц в

2,5 л метанола, 5 моль метилового эфира хлор- пр дпочтнт л но прап с ведУ "Р" Р уксусной кислоты н 22,2О/О-ный метанольный рвс .3. СйасЖ по пн. н 2, отличшащийся тем, твор гидроокиси натрия, в течение .5 .ч .пря что процесс ведут при давления.0,1 — 30 ати, рН 7,0 получают 477 г (87 /p) диметиловага предпочтительно 0,8 — 8 ати. эфира малоновой кислоты, 32 г (!2 /в). ме- .> . /7риоригег. но признакам: тилового эфира уксусной кислоты и 15{) г . 02.06.75 — процесс ведут в присутствии алметилового эфира хлоруксуснай кислотвь Кой- коголята щелочного нли щелочноземельного версия 72О/О. . металла при рй 3 — 8,7.

Пример 10, В автоклав емкостью 18 л по- 28.01.76 — процесс веду а присутстнии: дают 20 г Со (СО» g в 2,5 л изоропамола и .: раствора гядраакисн щелочного металла в спир546 г (4 моль) изопропилового эфира хлор- 46 те.

614742

Составитель E. Щнпанова

Техред О. Луговая Корректор Е. Г!апп

Тираж 559 . Подписное

Редактор T. Шарганова

Заказ 3543/1.ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Мннис ров СССР по делам изобретен нй н откр ьпнй

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП аПятомтв г Ysr rnonde и а Пгн ас иоа 3

Источнйкн ннформацин, принятые во вннманне прн экспертнзе:

1. 3ACS, 85 № 17 l963, 2779 — 2782, 8

2. Заявка № 2078987/04, кл. С 07 С 69/38, 1974, по которой вынесено решение о выдаче патента.