способ получения 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилатов

Классы МПК:C07C69/757 содержащие в кислотном остатке любую из групп: OH , металл-кислородную, -CHO , кето-, простую эфирную, ацилокси-, группы , или
C07C67/00 Получение эфиров карбоновых кислот
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):ИНСТИТУТ НЕФТЕХИМИИ И КАТАЛИЗА РАН (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2007-09-11
публикация патента:

Настоящее изобретение относится к органической химии, а именно, к способу получения 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-

алкилкарбоксилатов (1),

способ получения 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилатов, патент № 2355677

R=CH2H5, н-C 4H9,

в котором метиленциклобутан подвергают взаимодействию с триэтилалюминием (AlEt3 ) в присутствии катализатора цирконацендихлорида Cp2 ZrCl2 при мольном соотношении метиленциклобутан: AlEt 3:Ср2ZrC12=10:(12-16):(0,5-0,9), в атмосфере аргона при комнатной температуре и атмосферном давлении в гексане в течение 4 часов, с последующим добавлением к реакционной массе при температуре -15°С катализатора бромида меди (CuBr) в количестве 10-14 мол.% по отношению к метиленциклобутану и диалкилового эфира щавелевой кислоты, взятого в трехкратном избытке по отношению к AlEt3, после чего реакционную массу перемешивают при комнатной температуре с последующим кислотным гидролизом реакционной массы. 6-Гидроксиспиро[3,4]октан-6-

алкилкарбоксилаты могут найти применение в тонком органическом синтезе, производстве лакокрасочных материалов, биологически активных веществ. Общий выход конечного продукта после гидролиза реакционной массы составляет 76-95%., 1 табл.

Формула изобретения

Способ получения 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилатов (1)

способ получения 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилатов, патент № 2355677

R=CH2H5, н-C4 H9,

отличающийся тем, что метиленциклобутан подвергают взаимодействию с триэтилалюминием (AlEt3 ) в присутствии катализатора цирконацендихлорида Cp2 ZrCl2 при мольном соотношении метиленциклобутан: AlEt 3:Ср2ZrCl2=10:(12-16):(0,5-0,9), в атмосфере аргона при комнатной температуре и атмосферном давлении в гексане в течение 4 ч, с последующим добавлением к реакционной массе при температуре -15°С катализатора бромида меди (CuBr) в количестве 10-14 мол.% по отношению к метиленциклобутану и диалкилового эфира щавелевой кислоты, взятого в трехкратном избытке по отношению к AlEt3, после чего реакционную массу перемешивают при комнатной температуре с последующим кислотным гидролизом реакционной массы.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к органической химии, в частности, к способу получения 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилатов общей формулы (1):

способ получения 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилатов, патент № 2355677

R=CH2H5, н-C4 H9,

Циклоалканолы со сложноэфирными заместителями могут найти применение в тонком органическом синтезе, в частности при получении спиро[3.4]окта-5,7-диена ([1] I.Erden, E.M.Sorenson, A convenient synthesis of spiro[3.4]oct-5,7-diene, Tet.Lett., v.27, 1983, 2731-2732) и диспиро[2.1.3.2.]декана ([2] J.E.Baldwin and R.Shukla, Two synthesis of dispiro[2.1.3.2.]decane, Org.Lett, 1999, v.1, № 7), в производстве лакокрасочных материалов, биологически активных веществ ([3] Pradhan R. Et al. "A synthon approach to spiro compounds". Tetrahedron 62 (2006) 779-828, [4] Rice L.M., Grogan C.H. "Spiranes. II. Spiro[3.3]heptane derivatives).

Известен способ ([5], Джемилев У.М., Ибрагимов А.Г., Вострикова О.С., Васильева Е.В., Толстиков Г.А. Катализируемое комплексами циркония региоселективное гидроалюминирование непредельных углеводородов алкилаланами Изв. АН СССР. Сер. хим., 1987, с.1089) получения (1,3-диметилциклопентил)метилацетата взаимодействием 2,5-диметил-1,5-гексадиена с ди(изобутил)алюминийхлоридом (i-Bu2AlCl) в присутствии катализатора Cp2 ZrCl2 с последующим окислением реакционной массы с помощью кислорода, затем гидролизом и обработкой после выделения образующегося диметилциклопентилметилового спирта с помощью уксусного ангидрида по схеме:

способ получения 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилатов, патент № 2355677

Известным способом не могут быть получены 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилаты общей формулы (1).

Известен способ ([6], Джемилев У.М., Ибрагимов А.Г., Вострикова О.С., Васильева Е.В., Толстиков Г.А. Катализируемое комплексами циркония региоселективное гидроалюминирование непредельных углеводородов алкилаланами Изв. АН СССР. Сер. хим., 1987, с.1089) получения (циклопентил)метилацетата взаимодействием 1,5-гексадиена с ди(изобутил)алюминийхлоридом в присутствии катализатора Cp 2ZrCl2 с последующим окислением реакционной массы с помощью кислорода, затем гидролизом и обработкой образующегося циклопентилметилового спирта с помощью уксусного ангидрида по схеме:

способ получения 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилатов, патент № 2355677

Известный способ не позволяет получать 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилаты общей формулы (1).

Предлагается новый способ получения 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилатов общей формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии метиленциклобутана с триэтилалюминием (AlEts) в присутствии катализатора цирконацендихлорида (Cp2 ZrCl2), взятыми в мольном соотношении метиленциклобутан:AlEt 3:Ср2ZrCl2=10:(12-16):(0.5-0.9), предпочтительно 10:14:0.7, в атмосфере аргона при комнатной температуре (20-21°С) и атмосферном давлении в алифатическом растворителе (гексан) в течение 4 часов, с последующим добавлением к реащионной массе при температуре -15°С катализатора бромида меди (CuBr) в количестве 10-14 мол.% по отношению к метиленциклобутану, предпочтительно 12 мол.%, и диалкилового эфира щавелевой кислоты (ROCOCOOR, где R=С2Н5, н-С4Н9), взятого в трехкратном избытке по отношению к AlEt3 , с последующим перемешиванием реакционной массы при комнатной температуре (20-21°С) в течение 8-10 часов, предпочтительно 9 часов. Общий выход 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилатов (1) составляет после кислотного гидролиза реакционной массы 76-95%. Реакция протекает по схеме:

способ получения 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилатов, патент № 2355677

6-Гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилаты (1) образуются только лишь с участием AlEt3, метиленциклобутана, диалкилоксалатов и катализаторов Cp2ZrCl2 и CuBr. В присутствии других соединений алюминия (например, Bu2способ получения 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилатов, патент № 2355677 iAlCl, Bu3способ получения 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилатов, патент № 2355677 iAl, Bu2способ получения 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилатов, патент № 2355677 iAlH, EtAlCl2, Et2AlCl), других непредельных соединений (способ получения 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилатов, патент № 2355677 -олефины, диены, ацетилены), других эфиров дикарбоновых кислот или других катализаторов (например, Zr(acac)4 , ZrCl4, Cp2TiCl2, Pd(acac) 2, Ni(acac)2, NiCl2, Fe(acac) 2) целевые продукты (1) не образуются.

Проведение указанной реакции в присутствии катализатора Cp2ZrCl 2 больше 9 мол.% или CuBr больше 14 мол.% по отношению к метиленциклобутану не приводит к существенному увеличению выхода целевых продуктов (1). Использование катализатора Cp2 ZrCl2 менее 5 мол.% и CuBr менее 10 мол.% по отношению к метиленциклобутану снижает выход 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилатов (1), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. Реакции проводили при комнатной температуре (20-21°С). При более высокой температуре (например, 50°С) не наблюдается существенного увеличения выхода целевых продуктов, а при меньшей температуре (например, 0°С) снижается скорость реакции.

Изменение соотношения исходных реагентов в сторону увеличения их содержания по отношению к исходному метиленциклобутану не приводит к существенному повышению выхода целевых продуктов (1).

Реакции проводили с использованием алифатических растворителей (гексан). В других растворителях (например, эфирных) реакция не идет.

Существенные отличия предлагаемого способа.

В предлагаемом способе используются в качестве исходных реагентов метиленциклобутан, триэтилалюминий, диалкилоксалаты и катализатор CuBr. В известном способе в качестве исходных реагентов используются 1,5-гексадиен, диизобутилалюминийхлорид, уксусный ангидрид, а в качестве окислителя применяется газообразный кислород.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами.

Способ позволяет получать с высокой селективностью и выходами 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилаты (1), которые не могут быть синтезированы с помощью известных методов.

Способ поясняется следующими примерами.

ПРИМЕР 1. В стеклянный реактор объемом 50 мл, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 2 мл гексана, 10 ммолей метиленциклобутана, 0.7 ммолей катализатора Cp 2ZrCl2, при температуре ~0°С 14 ммолей AlEt3, перемешивают 4 часа при комнатной температуре (20-21°С), затем при температуре -15°С добавляют 1.2 ммоль катализатора CuBr и 42 ммолей диэтилового эфира щавелевой кислоты, перемешивают 9 часов при температуре 20-21°С, реакционную массу гидролизуют водным раствором (8-10%) HCl. Из органического слоя выделяют 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-этилкарбоксилат с выходом 84%.

Спектральные характеристики 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-этилкарбоксилата (1):

способ получения 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилатов, патент № 2355677

Спектр ЯМР 13С (способ получения 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилатов, патент № 2355677 , м.д.) 13.42, 16.4, 34.50, 34.84, 37.63, 45.54, 49.32, 60.94, 80.31, 176.41

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл.1.

способ получения 6-гидроксиспиро[3,4]октан-6-алкилкарбоксилатов, патент № 2355677

Опыты проводили в гексане при комнатной (20-21°С) температуре.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2355677

patent-2355677.pdf

Класс C07C69/757 содержащие в кислотном остатке любую из групп: OH , металл-кислородную, -CHO , кето-, простую эфирную, ацилокси-, группы , или

четырехзамещенные бензолы -  патент 2527177 (27.08.2014)
производные бензотрополона, обладающие анти-вич активностью, фармацевтическая композиция, способ ингибирования вич-1 интегразы -  патент 2359954 (27.06.2009)
способ получения 3-н-алкил-1-гидроксициклопентан-н-алкилкарбоксилатов -  патент 2307825 (10.10.2007)
способ получения этилового эфира 1-гидрокси-2,3-[60]-фуллероциклопентанкарбоновой кислоты -  патент 2283830 (20.09.2006)
способ получения 5-[(4-хлорфенил)метил]-2,2-диметилциклопентанона -  патент 2258060 (10.08.2005)
способ получения ацилированных 1,3-дикарбонильных соединений -  патент 2248347 (20.03.2005)
способ получения сложных эфиров 2,2-диметил 3-[(z)-1- пропенил]циклопропанкарбоновой кислоты и промежуточные соединения -  патент 2128161 (27.03.1999)
способ получения (s)-энантиомеров -  патент 2114103 (27.06.1998)
производные азола и промежуточные соединения для их получения -  патент 2047605 (10.11.1995)

Класс C07C67/00 Получение эфиров карбоновых кислот

Наверх