способ получения дибензо-21-краун-7

Формула изобретения

Способ получения дибензо-21-краун-7 взаимодействием моногидрата 1,5-бис-(2-гидроксифенокси)-3-оксапентана с 1,8-дихлор-3,6-диоксаоктаном в присутствии щелочи при повышенной температуре в среде низшего алифатического спирта, отличающийся тем, что в качестве щелочи используют гидроокись калия, а в качестве растворителя - абсолютный изопропиловый спирт, и процесс проводят при интенсивном перемешивании со скоростью 900-1500 об/мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения макроциклических полиэфиров, в частности, дибензо-21-краун-7, который находит применение в качестве селективного экстрагента ионов цезия.

В литературе наиболее широко описаны способы получения другого дибензокраунэфира со сходной структурой, а именно, дибензо-18-краун-6, например в описании к известному патенту /ЕПВ, патент 41748, С 07 Д 323/00, 1984/. Что же касается дибензо-21-краун-7, то короткое описание способа получения данного соединения приводится в статье Педерсена "Циклические полиэфиры и их комплексы с металлическими солями" /J. Am. Chem. Soc. , 1967, 89, 7017/, выбранного в качестве прототипа новому способу.

Из цитируемой статьи известно, что дибензо-21-краун-7 получают взаимодействием 1,5-бис-/2-гидроксифенокси/-3-оксапентана с 1,8-дихлор-3,6-диоксаоктаном в среде 1-бутанола при повышенной температуре в присутствии гидроокиси натрия и с выходом, равным 36%. В статье особо оговорено, что синтез данного соединения проводится в присутствии именно гидроокиси натрия и не протекает в присутствии гидроокиси калия. Основными недостатками известного способа является низкий выход целевого продукта, а также достаточно сложная технология его осуществления.

Новый способ получения дибензо-21-краун-7 заключается во взаимодействии 1,5-бис/2-гидроксифенокси/-3-оксапентана с 1,8-дихлор-3,6-диоксапентаном при повышенной температуре и интенсивном перемешивании со скоростью 900-1500 об/мин в среде абсолютного изопропилового спирта и в присутствии гидроокиси калия. Основное отличие данного способа от известного состоит в использовании в качестве растворителя абсолютного изопропилового спирта, а не 1-бутанола и в качестве щелочного агента - гидроокиси калия, а не гидроокиси натрия, что обеспечивает, в комплексе с другими признаками способа значительное повышение выхода целевого продукта до 81-83%, по сравнению с 36% в способе-прототипе. Использование в качестве подщелачивающего агента гидроокиси калия и значительное при этом повышение выхода целевого продукта опровергает высказанное в способе-прототипе утверждение о невозможности использования гидроокиси калия в данном процессе и необходимости использования только гидроокиси натрия. Необходимым условием осуществления синтеза с высоким выходом является интенсивное перемешивание реагентов с определенной скоростью в интервале 900-1500 об/мин. Процесс протекает при использовании стехиометрических количеств реагентов и при повышенной температуре как в прототипе, в том числе и при температуре кипения реакционной смеси. Выделение целевого продукта осуществляется общеизвестными способами, а именно фильтрацией и кристаллизацией. Преимущество нового способа в том, что он достаточно экономичен и технологичен, поскольку протекает с высоким выходом /81-83%/ при значительно сокращенном реакционном времени, составляющем, в среднем, 15-16 часов. В способе-прототипе реакционное время более 40 часов.

Новый способ иллюстрируется следующим примером.

Пример 1. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником, помещают 166,5 г /0,54 моля/ 1,5-бис/2-гидроксифенокси/-3-оксапентана моногидрата, 200 мл абсолютного изопропилового спирта, 7,5 г /1,34 моля/ гидроокиси калия. Реакционную массу нагревают при постоянном (V-скорость перемешивания) перемешивании с V= 900 об/мин до кипения и выдерживают при этой температуре 1,0-1,5 часа. Затем прибавляют по каплям 130,95 г /0,7 моля/ 1,8-дихлор-3,6-диоксаоктана в течение 45-60 минут. Реакционную массу выдерживают при кипении 10 часов, охлаждают до 50-55^oС и отфильтровывают осадок неорганических солей. Маточный раствор охлаждают до комнатной температуры, затем прибавляют при перемешивании 25 мл 30%-ного раствора серной кислоты /до кислой реакции по универсальному индикатору/. Раствор охлаждают до 0^oС, выпавший осадок отфильтровывают, промывают /3 по 100 мл/ холодной водой и перекристаллизовывают из абсолютного изопропилового спирта. Получают 177 г /81%/ дибензо-21-краун-7 в виде белых кристаллов с т. пл. 105,5-106^oС. Проба смешения с заведомо известным образцом температурной депрессии не дает.

Пример 2. Пример осуществляют аналогично примеру 1, но только при скорости перемешивания реактантов 1500 об/мин. Выход 83%, т. пл. 100,5-106^oС. Проба смешения с заведомо известным образцом температурной депрессии не дает.