способ совместного получения 8-(5-гексилтиофан-2-ил) каприловой кислоты и 8-(5-гексил-3,4-дегидротиофан-2-ил) каприловой кислоты

Формула изобретения

Способ совместного получения 8-(5-гексилтиофан-2-ил) каприловой кислоты (1) и 8-(5-гексил-3,4-дегидротиофан-2-ил) каприловой кислоты (2)

,

отличающийся тем, что 9,12-октадекадиеновая кислота (линолевая кислота) взаимодействует с элементной серой в мольном соотношении 1:2 при воздействии ультразвука частотой 22кГц, мощностью 3-5 Вт/см³ в течение двух часов.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к органической химии, в частности к способу совместного получения 8-(5-гексилтиофан-2-ил) каприловой кислоты (1) и 8-(5-гексил-3,4-дегидротиофан-2-ил) каприловой кислоты(2) с выходами 56% и 39% соответственно

Соединения тиофан- и тиофенкарбоксильного ряда находят применение в качестве бактерицидных агентов, лекарственных препаратов, а также используются как присадки к маслам или гидравлическим жидкостям (Л.И.Беленький, Е.П.Захаров, М.А.Калик, В.П.Литвинов, Ф.М.Стоянович, С.З.Тайц, Б.П. Фабричный. Новые направления химии тиофена. М.: Наука, 1976, 24 с.)

Известен способ (А.Л.Мнджоян, А.Н.Оганесян. Синтезы гетероциклических соединений - выпуск 5, 1960, стр.47-49) получения тиофан-2,5-дикарбоновой кислоты взаимодействием при температуре 50°С эфира , '-дибромадипиновой кислоты с сернистым натрием в среде метилового спирта с последующим омылением соответствующего эфира по схеме 1

Схема 1

Известный способ не позволяет получать 8-(5-гексилтиофан-2-ил) каприловую и 8-(5-гексил-3,4-дегидротиофан-2-ил) каприловую кислоты.

Известен способ (L, Schotte, Arkiv Kenn, 9, 377 (1956) (С.А. 59 10076 с) получения тиофан-2,5-дикарбоновой кислоты взаимодействием дибромадипиновой кислоты с водным раствором сернистого натрия в присутствии бикарбоната натрия (Nа₂ СО₃) по схеме 2

Схема 2

Известный способ не позволяет получать 8-(5-гексилтиофан-2-ил) каприловую и 8-(5-гексил-3,4-дегидротиофан-2-ил) каприловую кислоты.

Известен способ (R.Tumen, A.Hill, J. Org. Chem.14, 476, 1949) получения тиофан-2,5-дикарбоновой кислоты взаимодействием этилового эфира дибромадипиновой кислоты с кристаллическим сернистым натрием в среде 95%-ного спирта в присутствии йодистого калия с последующим гидролизом соответствующего эфира по схеме 3

Схема 3

Известный способ не позволяет получать 8-(5-гексилтиофан-2-ил) каприловую и 8-(5-гексил-3,4-дегидротиофан-2-ил) каприловой кислоты.

Известен способ (F. Ernst, Ber, 19, 3275, 1886) получения тиофан-2,5-дикарбоновой кислоты восстановлением тиофен-2,5-дикарбоновой кислоты в щелочной среде 4%-ной амальгамой натрия по схеме

Известный способ не позволяет получать 8-(5-гексилтиофан-2-ил) каприловую и 8-(5-гексил-3,4-дегидротиофан-2-ил) каприловую кислоты.

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения о получении 8-(5-гексилтиофан-2-ил) (1) и 8-(5-гексил-3,4-дегидротиофан-2-ил) каприловых кислот(2).

Предлагается новый способ совместного получения 8-(5-гексил-тиофан-2-ил) каприловой кислоты (1), 8-(5-гексил-3,4-дегидротиофан-2-ил) каприловой кислоты (2) с выходами 56% и 39% соответственно.

Это достигается взаимодействием 9,12-октадекадиеновой кислоты (линолевая кислота) с элементной серой в мольном соотношении 1:2 под воздействием ультразвуковой кавитации по схеме 4

При ультразвуковой кавитации происходят образование, рост, пульсация и другие типы движения пузырьков, а также их взаимодействие с жидкостью, между собой и с твердыми поверхностями при условиях, когда в жидкости создается пониженное, а затем повышенное давление. При схлопывании пузырьков образуются ударные волны, вызывающие очень высокие локальные температуры и давления, инициирующие микроперемешивание. В этих условиях происходит образование активных частиц (радикалов, ионов, атомов, электронно-возбужденных частиц), инициирующих различные реакции как в кавитационных полостях, так и в самой жидкости.

Существенные отличия предлагаемого способа:

В предлагаемом способе в качестве исходных соединений используются доступное сырье: 9,12-октадекадиеновая кислота (линолевая кислота) природного происхождения и техногенная элементная сера (отход в процессе гидроочистки нефтяных дистиллятов) в соотношении 1:2. Реакция протекает одну стадию с образованием ранее не описанных в литературе 8-(5-гексилтиофан-2-ил) каприловой (1) и 8-(5-гексил-3,4-дегидротиофан-2-ил) каприловой кислот (2).

Преимущества предлагаемого способа:

Способ позволяет получать с высокой региоселективностью 8-(5-гексилтиофан-2-ил) каприловую кислоту (1) и 8-(5-гексил-3,4-дегидротиофан-2-ил) каприловую кислоту (2), синтез которых в литературе не описан. Разработанный нами метод отличается простотой проведения эксперимента и не требует применения дорогостоящих реагентов.

Способ поясняется примером

ПРИМЕР. В стеклянный реактор с обратным холодильником на половину глубины жидкости погружен волновод УЗНД-2Т с рабочей частью диаметром 15 мм и помещена термопара для определения температуры, подсоединенная к вольтметру. При комнатной температуре в реактор помещают 1 моль 9,12-октадекадиеновой кислоты и 2 моля элементной серы. Под действием ультразвука (частотой 22 кГц, мощностью 3-5 Вт/см ³) в течение 10 мин происходит повышение температуры до 120°С. Дальнейшее повышение температуры имеет плавный характер: в течение часа температура в кавитационном поле поднимается до 135°С, в последующий час температура поддерживается в интервале 145-160°С. Затем реакционная масса разделена колоночной хроматографией на SiO₂ смесью хлороформ-бутанол-1, (градиентное элюирование от 1/30 до 1/10). После упаривания растворителя получена 8-(5-гексилтиофан-2-ил) каприловая кислота (1) с выходом 56% (R_f=0.288) и 8-[5-гексил-дигидро]- тиофен-2-ил каприловая кислота (2) с выходом 39% (R_f=0.33).

Спектральные характеристики* (* Спектры ЯМР ¹Н зарегистрированы на спектрометре "Bruker АМ-300" (300 МГц) и "Tesla BS-487" (100 МГц), ЯМР ¹³ С на спектрометре "Jeol FX 90Q" (89.55 и 22.50 МГц), внутренний стандарт ТМС, растворитель СDСl₃ и d ₆-ДМСО. Хромато-масс-спектральный анализ соединений проводили на приборе Finigan 4021) 8-[5-гексил-тетрагидро]-тиофен-2-ил каприловой кислоты:

	Спектр ЯМР 1Н ( , м.д.); (CDCL3) 0.88 т (3Н, Н11* 3J 7 Гц), 1.26-1.29 уш.с (18 H, H3,4,5,6,7*,8*,9*, 10*), 1.6 уш.с (4H, H3*4*,), 2.34 т (2H,H 2 3J 7.6 Гц), 2.74 т (2H, H2*5*3J 7 Гц), 9.98 c (1H, OH).
	Спектр ЯМР 13С ( , м.д.): 48,53 (д. С(2*)), 123.41 (д. С(3*,4*)), 52.23 (д. С(5*)), 31.68 (т. С(8)), 31.11 (т. С(7)),
	27.64 (т.С (6)), 28.26 (т.С (5)), 27.12 (т.
	С(4)), 24.64 (т.С (3), 35.81 (т.С(2)),
	180.35 (с.С(1)), 29.69 (т.С(6*)), 29.1 (т.
	С(7*)), 30.11 (т.С(8*)), 24.64 (т.С(9*)),
	22.56 (т.С(10*)), 14.3(к.С(11*)).
	Масс-спектр, m/z (Iотн, %): 314 (12) [M]+,
	271 (2) [М-СН2СН2СН3]+ , 229 (11) [М-
	(СН2)5СН3]+, 199 (8) [М-(СН2)5СООН]+,
	171 (37) [M-(СH2)7СООН]+, 157 (49) [М-
	CH2(CH2)7COOH]+, 157 (49) [М-
	СНСНSСН(СН2)5СН3]+ , 115 (17) [M- CH2
	CH2CH2CHSCH2CH(CH2 )5CH3]+, 87 (100)
	[CH3CHSCHCH2]+.

Спектральные характеристики 8-[5-гексил-дигидро]- тиофен-2-ил каприловой кислоты:

	Спектр ЯМР 'Н ( , м.д.); (CDCL3) 0.88 т
(3Н, Н11*3j 7 Гц), 1.26-1.29 уш.с (18Н,
Н3,4,5,6,7,7*8*,9*,10* ), 5.4 уш.с (2Н, Н3*4*,), 2.34
т(2Н, Н23J 7.6 Гц), 3.37-3.55 уш.с (2Н,
Н2*5* ), 9.98 с (1Н, ОН).
Спектр ЯМР 13С ( , м.д.): 55.86 (д. С(2*)),
133.05 (д. С(3*,4*)), 52.22 (д. С(5*)),
31.68 (т.С(8)), 31.11 (т.С(7), 27.64 (т.С
(6)), 28.26 (т.С (5)), 27.12 (т.С(4)), 24.64 (т.
С (3)), 35.81 (т.С(2)), 180.35 (с.С(1)), 29.69
(т.С(6*)), 29.1 (т.С(7*)), 30.11 (т.С(8*)),
24.64 (т.С(9*)), 22.56 (т.С(10*)), 14.3 (к.
С(11*)).
	Масс-спектр, m/z (Iотн, %): 312 (13) [М]+
	269 (4) [М-СН2СН2СН3]+, 256 (4) [М-
	(СН 2)3СН3]+, 225 (4) [М-(СН 2)3 СООН]+,
	183 (9) [М-(СН2)6СООН]+, 169 (15) [М-
	(CH 2)7COOH]+, 155 (13) [M-CH2 CHSCH
	(СН 2)5СН3]+, 143 (5) [M-CHCHSCHCH
	(CH 2)5CH3]+, 128 (15) [М-СН 3СНСНSСН
	CH(CH 2)5CH3]+, 111 (25) [СНСН(СН 2)5
	СН3 ]+, 97 (57) [C(CH2)5CH3 ]+ 85(37)
	[CHCHSCHCH 2]+.