способ получения первичных алкилдиацетиленовых спиртов

Формула изобретения

Способ получения первичных алкилдиацетиленовых спиртов конденсацией соответствующего алкилдиацетилена с параформальдегидом в присутствии анионита АВ-17 в OH-форме в среде низшего алифатического спирта при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода и расширения ассортимента конечного продукта, в качестве растворителя используют пропиловый спирт и процесс ведут при мольном соотношении алкилдиацетилен параформальдегид, равном 1,0 0,8 1,3, на анионите с количеством активных групп на 1 моль диацетилена, равном 280 700 мг-экв, при 45 60^oС.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к непредельным спиртам, в частности, к способу получения первичных алкилдиацетиленовых спиртов общей формулы

R-CC-CC-CH₂OH

где R метил, этил, н-пропил и изо-пропил, которые могут найти применение в тонком органическом синтезе, в частности при получении природных соединений: половых феромонов, простагландинов и т.п.

Известен способ получения 2,4-гексадиин-1-ола или 2,4- октадиин-1-ола взаимодействием соответствующего бромалкилацетилена с пропаргиловым спиртом в присутствии хлористой меди и хлоргидрата гидроксиламина в водном растворе при 40-45^oС с выходом 89% и 81% соответственно [1]

Недостатком этого способа является малая доступность 1-бромпропина и 1-бромпентина, которые получаются на основе взрывоопасного метилацетилена и пропилацетилена.

Известен также способ получения 2,4-гесадиин-1-ола взаимодействием метилацетиленида меди с 3-бромпропин-2-олом-1 в пиридине при температуре 35-40^oС. После обработки реакционной смеси четырехкратным количеством 4 N раствора соляной кислоты и эфиром, диацетиленовый спирт получают с выходом 59% [2]

Недостатками способа являются: малая доступность исходных продуктов, использование нежелательного в процессе пиридина в качестве растворителя, сложность обработки реакционной смеси.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения 2,4-гептадиин-1-ола конденсацией эквимольных количество этилдиацетилена с параформом в этиловом спирте в присутствии анионита АВ-17 в ОН-форме при 50^oС в течение 15 ч. Целевой продукт получают с выходом 52% в смеси с изомером 2,5-гептадиин-1-олом в соотношении 1:1 [3]

Недостатком способа является низкий выход сопряженного диацетиленового спирта, который получают в смеси с изомером 2,5-гептадиин-1-олом.

Целью изобретения является повышение выхода целевых продуктов и расширение ассортимента конечного продукта.

Это достигается тем, что в известном способе получения диацетиленовых спиртов конденсацией алкилдиацетилена с параформом в присутствии анионита АВ-17 в ОН-форме, в качестве растворителя используют пропиловый спирт.

Сущность способа заключается в том, что алкилдиацетилен конденсируют с параформом в пропиловом спирте, взятом в 5-7- кратном мольном количестве к алкилдиацетиленам в присутствии анионита АВ-17 в ОН-форме в количестве 280-700 мг-экв на 1 моль диацетилена и при мольном соотношении алкилдиацетилен, параформ равном 1,0:0,8-1,2, а процесс ведут при 45-60^oС в течение 3 ч.

Изобретение отличается от прототипа тем, что в качестве растворителя используют пропиловый спирт вместо этилового и процесс ведут в присутствии анионита АВ-17 с количеством активных групп 280-700 мг-экв на 1 моль ацетилена при мольном соотношении алкилдиацетилен:параформальдегид, равном 1,0:0,8- 1,3 при 45-60^oС.

Замена растворителя на пропиловый спирт приводит к получению целевых продуктов с высокими выходами и обеспечивает получение нового неописанного в литературе соединения 6-метил-24-гептадиин-1-ол.

Анионит АВ-17 представляет собой полимер стирол-дивинильной макропористой структуры с активной группой и используется в процессе в активированном обезвоженном виде.

Основные показатели смолы АВ-17 в ОН-форме: насыпной вес 0,65-0,8 т/м³; размер зерен 0,35-1,2 мм; удельный объем 2,5-3,0 мл/г; полная обменная емкость (ПОЕ) 1,8 мг-экв на 1 г воздушно-сухой смолы по 0,1 н НСl.

Обезвоженный анионит хранят в абсолютном пропиловом спирте. В таком виде в 1 г смолы содержится 0,53 г пропилового спирта.

Пример 1. Получение 2,4-гептадиин-1-ола. (Мольное соотношение реагентов и активных групп смолы 1:0,8:280 мг-экв).

В колбу, снабженную термометром, мешалкой, обратным холодильником и трубкой для ввода инертного газа, помещают 1 г (0,0128 моль) этилдиацетилена, 0,3 г (0,0102 моль) параформальдегида и 2 г смолы (3,6 мг-экв) в ОН-форме АВ-17 в 3 мл абсолютного пропилового спирта. Смесь перемешивают при 60^oС в течение 3 ч в токе инертного газа, затем охлаждают отфильтровывают смолу, промывают ее 1-2 мл пропилового спирта. На роторном испарителе удаляют растворитель. Остаток пропускают через колонку (l 40 см, d 2 см), наполненную силикагелем (40-100), промывая смесью растворителей гексан:эфир (9:1). Получают 0,64 г (47%) 2,4-гептадиин-1-ола с т.кип. 89^oС при 4 мм рт.ст. n²_D⁰ 1,5248 (лит.данные, Ткип. 63 С^o/1 мм, n²_D⁰ 1,5262, авт.свид. СССР N 1262896, С 07 С 69/145, 1984).

ГЖК (на хромотографе ЛХМ-80, модель 3, колонка l 2 мм, d 3 мм, наполненная chromaton N Super 0,16-0,2 с 5% Reoplex 400, Ткол. 180^oС, Тисп. 220^oС, V_N2 24 мл/мин), _уд. 12,6 мин.

ЯМР спектр, : 1,13 т (3Н, j 7,6 Гц, СН₃); 2,26 к (2Н, j 6,7 Гц, СН₂); 4,29 с (3Н, СН₂ОН).

ИК спектр, n_max, см^-1: 3335 сильн. и 1025 (ОН), 2250 сил. 2160 сл. (CC-CC)..

УФ спектр, _max, нм. 230 и 242.

Пример 2. Получение 2,4-гептадиин-1-ола (мольное соотношение реагентов и активных групп смолы 1:1:420 мг-экв).

Аналогично примеру 1 с той разницей, что берут 1 г (0,0128 моль) этилдиацетилена, 0,4 г (0,0133 моль) параформа и 3 г смолы (5,4 мг-экв) при 50^oС, получают 0,84 г (61%) 2,4- гептадиинола-1 с т.кип. 89^oС/4 мм рт.ст.

Пример 3. Получение 2,4-гептадиин-1-ола (мольное соотношение реагентов и активных групп смолы 1:1,2:700 мг-экв).

Аналогично примеру 1, с той разницей, что берут 1 г (0,0128 моль) этилдиацетилена, 0,46 г (0,015 моль) параформа и 5 г смолы (9 мг-экв) при 45^oС получают 0,6 г (44%) 2,4-гептадиин-1-ола с т.кип. 89^oС/4мм рт.ст.

Пример 4. Получение 2,4-гексадиин-1-ола (мольное соотношение реагентов и активных групп смолы 1:1:420 мг-экв).

Аналогично примеру 1, с той разницей, что берут 0,82 г (0,0128 моль) метилдиацетилена, 0,4 г (0,0133 моль) параформа и 3 г смолы (5,4 мг-экв активных групп) при температуре 50^oС получают 0,87 г (73%) 2,4-гексадиин-1-ола с т.кип. 95-96^oC/ 10 мм рт.ст. [1]

ГЖХ, _уд. 11 мин.

ЯМР спектр, : 1,95 с (3Н, СН₃); 4,25 шир. (3Н, СН₂ОН).

ИК спектр, n_max см^-1 2200-2270 сил (CC), 3200-3400 сил (ОН).

Пример 5. Получение 2,4-октадиин-1-ола (мольное соотношение реагентов и активных групп смолы 1:1:420 мг-экв).

Аналогично примеру 1, с той разницей, что берут 1,18 г (0,0128 моль) изопропилдиацетилена, 0,4 г (0,0133 моль) параформа и 3 г смолы (5,4 мг-экв активных групп) при 50^oС получают 1,35 г (87%) 2,4-октадиин-1-ола с Ткип. 100^oС/6 мм рт.ст. n²_D⁰ 1,5136 (Ткип. 118-120^oС/15 мм) [2]

ГЖХ, _уд. 17,1 мин.

ЯМР спектр, м.д. 1,01 т (3Н, СН₃, j 6,0 Гц); 1,53 (2Н, СН₂СН ); 2,28 т (2Н, (CH₂-C, j 6,3 Гц); 4,30 уш. (3Н, СН₂ОН).

ИК спектр, _max, см^-1 2200-2270 сил (CC), 3200-3400 сил. (ОН).

Пример 6. Получение 6-метил-2,4-гептадиин-1-ола (мольное соотношение реагентов и активных групп смолы 1:1:420 мг-экв).

Аналогично примеру 1, с той разницей, что берут 1,18 г (0,0128 моль) изопропилдиацетилена, 0,4 г (0,0133 моль) параформа и 3 г смолы (5,4 мг-экв активных групп) при температуре 50^oС получают 1 г (64%) 6-метил-2,4-гептадиин-1-ола с т.кип. 106^oС при 9 мм рт.ст. n²_D⁰ 1,5050.

ГЖХ, _уд. 12,1 мин.

ЯМР спектр, 1,16 д (6Н, СН₃, j 6,7 Гц); 2,63 м (1Н, СН), 3,95 ш (1Н, ОН), 4,27 с (2Н, СН₂ОН).

ИК спектр, см^-1 2250 сил. (CC), 3300-3400 сил (ОН).

Для сравнения приведен пример проведения предложенного способа в тех же загрузках для этилового спирта.

Пример 7. Получение 2,4-гептадиин-1-ола (мольное соотношение реагентов и активных групп смолы 1:1:420 мг-экв).

Аналогично примеру 2, из 1 г (0,0128 моль) этилдиацетилена, 0,4 г (0,0133 моль) параформа и 3 г (5,4 мг-экв) смолы, с той разницей, что процесс ведут в среде 3 мл этилового спирта, получают 0,48 г 2,4-гептадиин-1-ола и 0,28 г (16%) диоксолана продукта присоединения формальдегида к гептадиинолу.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ позволяет получать целевые продукты в индивидуальном виде с выходом 44-61%

В таблице приведены контрольные примеры, подтверждающие заявленные пределы соотношения реагентов и температуры процесса.

Как видно из данных таблицы, как уменьшение количества параформальдегида ниже нижнего предела (пример 10), так и увеличение выше верхнего предела (пример 11) не влияет на входы целевых продуктов.

Увеличение и уменьшение количества активных групп смолы на моль диацетилена (примеры 12,13) приводит к резкому снижению выходов.

Оптимальным является мольное соотношение алкилдиацетилен, параформальдегид равное 1:1 и количество активных групп в анионите АВ-17 в ОН-форме 420 мг-экв.

Использование в качестве растворителя пропилового спирта приводит к получению целевых продуктов в индивидуальном виде (вместо смеси изомеров) с повышенными выходами (44-61% вместо 26%), при использовании анионита вдвое меньших количествах.