способ рацемизации нерацемической 3-оксоциклопентан-или- гексанкарбоновой кислоты или ее сложного эфира с низшим алифатическим спиртом

Формула изобретения

1. СПОСОБ РАЦЕМИЗАЦИИ НЕРАЦЕМИЧЕСКОЙ 3-ОКСОЦИКЛОПЕНТАН-ИЛИ-ГЕКСАНКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ИЛИ ЕЕ СЛОЖНОГО ЭФИРА С НИЗШИМ АЛИФАТИЧЕСКИМ СПИРТОМ, отличающийся тем, что исходное сырье подвергают катализации сложным низшим алкиловым эфиром ортомуравьиной кислоты в среде низшего алифатического спирта в присутствии каталитического количества сильной кислоты после предварительной этерификации в указанных условиях в случае использования исходного сырья в виде кислоты, получаемый продукт подвергают рацемизации путем воздействия алкоголята щелочного металла с последующим гидролизом разбавленной кислотой до рацемической кислоты при кипячении или рацемического сложного эфира при комнатной температуре или же при небольшом охлаждении и выделением рацемического целевого продукта известными приемами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве алкоголята щелочного металла используют алкоголят натрия или калия.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве низшего алифатического спирта используют метанол или этанол, причем сложный ортоэфир и алкоголят производят от того же спирта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области рацемизации нерацемических карбоновых кислот или их сложных эфиров со спиртами, более конкретно к способу рацемизации нерацемической 3-оксоциклопентан- или -гексанкарбоновой кислоты или ее сложного эфира с низшим алифатическим спиртом.

Широко известна рацемизация нерацемических соединений, в том числе и карбоновых кислот и их сложных эфиров со спиртами, путем обработки исходного сырья основанием или кислотой при комнатной температуре. Если использовать известный способ для рацемизации нерацемической 3-оксоциклоалканкарбоновой кислоты или ее сложного эфира со спиртом, то, кроме целевого рацемата, образуются еще продукты конденсации в большом количестве.

Задачей изобретения является создание способа, который обеспечивает перевод в соответствующий рацемат энантиомеров или нерацемических смесей энантиомеров 3-оксоциклопентан- или 3-оксоциклогексанкарбоновой кислоты или ее сложных эфиров с низшими алифатическими спиртами с высоким выходом.

Данная задача решается предлагаемым способом рацемизации нерацемической 3-оксоциклопентан- или -гексанкарбоновой кислоты или ее сложного эфира с низшим алифатическим спиртом, за счет того, что исходное сырье подвергают этерификации сложным низшим алкиловым эфиром ортомуравьиной кислоты в среде низшего алифатического спирта в присутствии каталитического количества сильной кислоты, если оно не имеется уже в виде сложного эфира, с последующей кетализацией, получаемый продукт подвергают рацемизации путем воздействия алкоголята щелочного металла с последующим гидролизом разбавленной кислоты до рацемической кислоты при кипячении или рацемического сложного эфира при комнатной температуре, или же при небольшом охлаждении и выделением рацемического целевого продукта известными приемами. Стадии предлагаемого способа целесообразно проводить без выделения соответствующего промежуточного продукта.

В качестве низшего алифатического спирта, предпочтительно, применяют метанол или этанол. Целесообразно применять сложный эфир ортомуравьиной кислоты и алкоголят щелочного металла, предпочтительно алкоголят натрия или калия, которые производятся от того же спирта, который служит в качестве реакционной среды. В качестве сильной кислоты предпочтительно применяют сильные минеральные кислоты, такие как серная кислота, соляная кислота, а также толуолсульфокислоту и метансульфокислоту. Получение кеталя предпочтительно осуществляется при температуре кипения реакционной смеси.

П р и м е р 1. Рацемический сложный метиловый эфир 3-оксоциклопентанкарбоновой кислоты. К раствору 128,2 г (1 моль) нерацемической 3-оксоциклопентанкарбоновой кислоты и 11,4 г (0,06 моль) гидрата n-толуолсульфокислоты в 380 мл метанола при перемешивании добавляют 318,36 г (3 моль) триметилортоформиата в течение 5-10 мин. Затем нагревают и за 25 мин отгоняют смесь сложного метилового эфира муравьиной кислоты и метанола (примерно 185 г дистиллята), после чего добавляют 29 г (0,16 моль) 30%-ного раствора метилата натрия, реакционную смесь нагревают до кипячения в течение 2 ч, метанол отгоняют, остаток охлаждают до 10^оС и снова переводят в раствор путем добавления 230 мл хлористого метилена и 200 мл воды. рН получаемой смеси доводят до 1,4 путем добавления 5%-ной серной кислоты, после чего перемешивают при температуре 10^оС в течение 30 мин. Фазу хлористого метилена отделяют и водную фазу экстрагируют 100 мл хлористого метилена. Объединенные органические фазы размешивают в 50 мл воды, отделяют и растворитель отгоняют в вакууме. В результате вакуумного фракционирования остатка получают 131,4 г (92% теории) главной фракции с т.к. 23 мбар:110^оС. В поляриметре проба показывает угол вращения 0^о.

П р и м е р 2. Рацемическая 3-оксоциклогексанкарбоновая кислота.

Повторяют пример 1 с той разницей, что 7,11 г (0,05 моль) нерацемической 3-оксоциклогексанкарбоновой кислоты подвергают рацемизации 18,9 г (0,178 моль) триметилортоформиата в присутствии 0,57 г (0,03 моль) 30%-ного раствора метилата натрия. Гидролиз до рацемической кетокислоты осуществляют после отгонки растворителя. К остатку добавляют 85 г 2 н. соляной кислоты и смесь нагревают с обратным холодильником в течение 6 ч. Затем осуществляют сгущение в вакууме с получением 21 г остатка, который после охлаждения подвергают двукратной экстракции хлороформом, который сначала берут в количестве 50 мл и затем 2 раза в количестве по 20 мл. Объединенные органические фазы подают на вакуумное удаление из них растворителя. В поляриметре проба остатка не показывает угла вращения. Выход: 6,7 г (94,2% теории).