способ получения производных 1-циклогексен-1,2-дикарбоновых кислот

Формула изобретения

Способ получения производных 1-циклогексен-1,2-дикарбоновых кислот формулы I:



где R₁, R₂=H, CH₃ , С₆Н₅; Х=О, NH,

дегидрированием соответствующих производных циклогексан-1,2-дикарбоновых кислот действием брома в присутствии катализатора, отличающийся тем, что бром в количестве 1,04-1,10 моль на 1 моль исходного соединения прибавляют к нагретому до 100-120°С расплаву соответствующего производного циклогексан-1,2-дикарбоновых кислоты, содержащего катализатор, с последующей выдержкой реакционной массы при 145-200°С, а в качестве катализатора используют амид карбоновой кислоты - N,N-диметилформамид или N-метил-2-пирролидон - в количестве 0,045-0,051 моль на 1 моль исходного соединения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химии вицинальных дикарбоновых кислот циклоалифатического ряда, а именно к способу получения производных 1-циклогексен-1,2-дикарбоновых кислот общей формулы I:

где R₁, R₂=Н, СН ₂, С₆Н₅; Х=О, NH.

1-Циклогексен-1,2-дикарбоновые кислоты и их производные могут быть использованы в качестве синтонов, полупродуктов в синтезе биологически активных веществ, мономеров и др.

Известен способ получения диметилового эфира 1-циклогексен-1,2-дикарбоновой кислоты реакцией диметилового эфира циклогексан-1,2-дикарбоновой кислоты с циклогексилизопропиламидом лития в растворе тетрагидрофурана при -78°С, последующим добавлением йода в метаноле и выдержкой реакционной массы при кипении в течение ночи и обработкой соляной кислотой. (D.Wilkening, B.F.Mundy. Synthetic Communications, 1984, Vol.14, N 3, p.227-238).

Недостатками известного метода являются многостадийность, применение дорогостоящих и опасных реактивов, а также необходимость поддерживать на первой стадии низкую температуру.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения ангидрида 1-циклогексен-1,2-дикарбоновой кислоты дегидрированием ангидрида циклогексан-1,2-дикарбоновой кислоты в две стадии: 1) действием триметилсилилтрифлата формулы (CH₃) ₃SiOSO₂CF₃ в присутствии триэтиламина в абсолютном диэтиловом эфире и 2) обработкой реакционной массы бромом в дихлорметане в присутствии тетрабутиламмонийбромида (M.J.Kates, J.H.Schauble. Journal of Organic Chemistry, 1995, Vol.60, N 21, p.6676-6677). Выход продукта - 84%.

Недостатками известного метода являются многостадийность, применение абсолютированного растворителя и дорогостоящих реактивов.

Задачей настоящего изобретения является способ получения производных 1-циклогексен-1,2-дикарбоновых кислот, лишенный указанных недостатков.

Решение поставленной задачи достигается способом получения производных 1-циклогексен-1,2-дикарбоновых кислот формул I, заключающегося в дегидрировании соответствующих производных циклогексан-1,2-дикарбоновых кислот формулы II действием брома при повышенной температуре в присутствии катализатора (Кт).

В качестве катализатора используется амид карбоновой кислоты, выбранный из группы, содержащей N,N-диметилформамид (ДМФА) и N-метил-2-пирролидон (N-МП).

Синтез проводят в одну стадию, добавляя бром по каплям к расплаву исходного соединения II, содержащего катализатор и нагретому до 100-120°С, с последующей выдержкой реакционной массы при температуре 145-200°С в течение 3,5-5 ч. Выделение целевых продуктов проводят известными способами. Свободные 1-циклогексен-1,2-дикарбоновые кислоты легко получают гидролизом полученных соответствующих производных.

Рекомендуемое соотношение реагентов: II:Вr₂ :Кт=1,00:1,04-1,10:0,045-0,051, моль. Бром берется в небольшом (<10 мол.%) избытке по отношению к исходному соединению II. Количество катализатора - ДМФА или N-МП - не превышает 5,1 мол.%.

Настоящее изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. К расплаву 50 г (0,325 моль) ангидрида циклогексан-1,2-дикарбоновой кислоты (IIа), содержащему 1,6 г (0,0162 моль) N-MR, при перемешивании прибавляют по каплям 18 мл (0,341 моль) брома с такой скоростью, чтобы температура реакционной массы не превышала 145°С. Реакционной массу выдерживают при этой температуре 3,5 ч и перегоняют ангидрид 1-циклогексен-1,2-дикарбоновой кислоты (Iа) в вакууме водоструйного насоса в токе азота. Выход ангидрида (Iа) составляет 94%. Т.пл.=70-71°С. ИКС, см ^-1 1847, 1756 (С=O). ЯМР¹ (400 МГц, ДМСО), м.д.: 2.35 (4Н, d, J=2,2 Гц), 1.76 (4Н, d, J=2,2 Гц). Масс-спектр: m/z=152 [М].

Пример 2. Ангидрид 4-метил-1-циклогексен-1,2-дикарбоновой кислоты (Iб) из ангидрида 4-метилциклогексан-1,2-дикарбоновой кислоты (IIб) получают аналогично Примеру 1. Выход (Iб) в виде масла составляет 87%. ИКС, см^-1: 1846, 1773 (С=O), 1618 (С=С). Масс-спектр: m/z=166 [М].

Пример 3. К расплаву 10 г (0,0645 моль) имида циклогексан-1,2-дикарбоновой кислоты (IIв), содержащему 1,6 г (0,0162 моль) N-МП при перемешивании прибавляют по каплям 18 мл (0,0677 моль) брома, такой скоростью, чтобы температура реакционной массы не превышала 150°С. Реакционную массу выдерживают при этой температуре 5 ч. Затвердевший расплав кристаллизуют из уксусной кислоты и получают имид 1-циклогексен-1,2-дикарбоновой кислоты (Iв) с выходом 74%. Т.пл.=168-170°С. ИКС, см ^-1=3219 (N-H), 1765, 1708 (C=0), 1614 (С=С). Масс-спектр: m/z=151 [М].

Пример 4. К расплаву 5 г (0,0217 моль) ангидрида 4-фенилциклогексан-1,2-дикарбоновой кислоты (IIг) и 0,23 г (0,0011 моль) N-МП при перемешивании прибавляют по каплям 1,2 мл (0,024 моль) брома. Реакционную массу выдерживают при 200°С 3,5 ч. Затвердевший расплав кристаллизуют из смеси толуол-хлороформ (1:1, об.) и получают ангидрид 4-фенил-1-циклогексен-1,2-дикарбоновой кислоты (Iг). После кипячения с 10 мл воды получают 4-фенил-1-циклогексен-1,2-дикарбоновую кислоту с выходом 73%. Т.пл.=164-167°С. ИКС: 1699 (С=O). Масс-спектр: m/z=228 [М].

Пример 5. Ангидрид 4-метил-4-фенил-1-циклогексен-1,2-дикарбоновой кислоты (Iд) из ангидрида 4-метил-4-фенилциклогексан-1,2-дикарбоновой кислоты (IIд) проводят аналогично Примеру 4. Выход (Iд) составляет 72%. Т.пл.=120-121°С. ИКС, см^-1: 1846, 1772 (С=O), 1600 (С=С). Масс-спектр: m/z=242 [М].