CZ461299A3 - Způsob přípravy 2,4-dimethyl-3,5- bisalkoxykarbonylpyrrolu - Google Patents

Abstract

Způsob přípravy 2,4-dimethyl-3,5-bisalkoxykarbonylpyrrolu, při kterém se alkylester kyseliny acetooctové nitrosuje za vzniku alkylesteru kyseliny 2-nitrosoacetooctové, tato nitrasosloučenina se redukuje za použití vodíku v přítomnosti vzácného kovujako katalyzátoru, čímž se získá amin a tato výsledná aminová sloučenina se kondenzuje bez oddělování v přítomnosti odpovídajícího alkylesteru kyseliny acetooctové a vzniká 2,4-dimethyl-3,5-bisalkoxykarbonylpyrrol. Tento postup umožňuje pracovat za podmínekmírnějších nežjsou dosud známé podmínky používané při postupu podle dosavadního stavu techniky a dále umožňuje se vyhnout tvorbě vedlejších produktů.

Description

Způsob přípravy 2,4-dimethyl-3,5-bisalkoxykarbonylpyrrolu.

• · · ·

o · · 9 • « « 9 ··· ··· • · A · 9 9

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu přípravy 2,4-dimethyl-3,5 bisalkoxykarbonylpyrrolu, při kterém se alkylester kyseliny acetooctové nitrosuje na poloze 2, redukuje za vzniku aminosloučeniny a potom kondenzuje, čímž se získá

2.4- dimethyl-3,5-bisalkoxykarbonylpyrrol.

Kromě dalších jiných nejrůznějších použití je uvedená sloučenina vhodná jako meziprodukt pro syntézu

2.4- dimethylpyrrolu, který se získá z esteru dikarboxylové kyseliny běžně známým způsobem hydrolýzou a dekarboxylací.

Dosavadní stav techniky

Postup syntézy 2,4-dimethyl-3,5-bisethoxykarbonylpyrrolu je popsán v publikaci Org. Syntheses, Coll. Vol II, 202-204 (1943). Použitým redukčním činidlem pro nitrososkupinu je elementární zinek. Výtěžek uvedené reakce je maximálně 64%. V další publikaci Treibs a kol., Chem.

Ber. 90, 79 (1957) se popisuje redukce nitrososloučeniny za použití dvoj síranu sodného (dithioničitanu sodného), přičemž výtěžek je 85%.

Obě výše uvedená redukční činidla maj i technologické nevýhody. Zinek, který je v pevné formě, může být použit v průmyslovém měřítku pouze jako relativně drahá surovina. Rovněž zneškodňování roztoků obsahujících soli zinku, které vznikají při jeho použití, způsobem vhodným pro životní prostředí, nebo zpracovávání těchto roztoků ještě dále « * · » • · φ · φ ΦΦΦ φ· ·

Φ 4

Φ · Φ «

- 2 značně zvyšuje výrobní náklady. Při použití dithioničitanu sodného rovněž dochází k produkování značného množství solí, které jsou nežádoucí z hlediska ochrany životního prostředí.

V evropském patentu EP-A 170 214 a 078 545 se popisuje hydrogenace nitrosovaných 1,3-diketonů a nitrosovaných β-ketokarboxylátových esterů vodíkem v přítomnosti paládia jako katalyzátoru, přičemž se získají odpovídající aminy. Isolování esteru kyseliny 2-nitrosoacetooctové kyseliny a potom jejich hydrogenování uvedeným způsobem vznikne, v podstatě kondenzací dvou molekul aminosloučeniny na šestičlenný kruh, 2,5-dimethyl-3,6-bisalkoxykarbonyldihydropyrazin nebo jeho hydrogenační produkty. Kondenzací této aminosloučeniny s nesubstituovaným esterem kyseliny acetooctové k vytvoření pyrrolového derivátu j iž tedy dále není možná.

Podstata vynálezu

Cílem předmětného vynálezu je vyvinout postup přípravy

2,4-dimethyl-3,5-bisalkoxykarbonylpyrrolu, při kterém by byl vyroben produkt ve vysokém výtěžku a při kterém by byly vedlejší produkty, vzniklé při této reakci, snadno a bez problémů zneškodnitelné.

Podle předmětného vynálezu byl zjištěn způsob dosažení tohoto cíle, přičemž byl vynalezen postup přípravy

2,4-dimethyl-3,5-bisalkoxykarbonylpyrrolu, při kterém se alkylester kyseliny acetooctové nitrosuje za vzniku alkylesteru kyseliny 2-nitrosoacetooctové, tato nitroso-sloučenina se redukuje za vzniku aminu a tento amin, společně s nenasyceným alkylesterem kyseliny oacetooctové, se kondenzuje při současném uzavření kruhu čímž se získá • · · · • · · · ···» • ·

požadovaný 2,4-dimethyl-3,5-bisalkoxykarbonylpyrrol.

Při provádění postupu podle předmětného vynálezu se provádí hydrogenace nitroso-sloučeniny vodíkem v přítomnosti vzácného kovu jako katalyzátoru, a dále se kondenzuje výsledná aminosloučenina bez oddělování v přítomnosti odpovídající ne-nitrosovaného alkylesteru kyseliny acetooctové, čímž se získá 2,4-dimethyl-3,5-bisalkoxykarbonylpyrrol .

Uvedený syntezní postup probíhá podle následujícího reakčního schématu:

O

-R

H₂ cat.

_ZCOOR ve kterém R znamená alkylovou skupinu obsahuj ící 1 až 4 atomy uhlíku a ve výhodném provedení podle vynálezu je to methylová skupina nebo ethylová skupina.

Uvedeným vzácným kovem, který se používá jako katalyzátor, může být kov ze skupiny platinových kovů, jako je například paládium nebo platina, na nosiči s velkou • φ φ · · · · · Φ 9 9 9 9 9 · B · Φ <

• Φ Φ ΦΦΦ ΦΦΦ

Φ Φ 9 9

9999999 ΦΦ ΦΦ povrchovou plochou, například aktivní uhlí.

Podle předmětného vynálezu bylo zcela neočekávatelně zjištěno, že požadovaný pyrrolový derivát je možno získat přímo bez oddělování nitroso-sloučeniny hydrogenací nitrosovaného surového roztoku v přítomnosti přebytku alkylesteru kyseliny acetooctové.

Pro uvedený syntetický postup je zásadní, aby byla nitrosace provedena beze ztrát, to znamená se stechiometrickým množstvím asi 10 až 50% dusitanu sodného, ve výhodném provedení 20 až 40%. Tato nitrosace provedená s dusitanem sodným a kyselinou octovou ve vodném roztoku se obvykle provádí za chlazení při teplotě pohybující se v rozmezí od 0 °C do teploty místnosti, ve výhodném provedení při teplotě pod 15 °C.

Výše uvedená katalytická hydrogenace se obvykle provádí při mírně zvýšené teplotě, například při teplotě v rozmezí od teploty nad teplotou místnosti do 60 °C, a při tlaku vodíku v rozmezí od 0,5 MPa do 2,0 MPa (5 až 20 barů). Výsledný 2,4-dimethyl-3,5-bisalkoxykarbonylpyrrol se vysráží z roztoku a může být tedy odfiltrován.

Příklady provedení

Postup podle předmětného vynálezu bude v dalším blíže popsán s pomocí konkrétních výhodných provedení, která jsou pouze ilustrativní a nijak neomezují rozsah předmětného vynálezu. Pokud nebude uvedeno jinak, všechny díly a procenta jsou míněny jako díly a jednotky hmotnostní.

• · ·'

Příklad

Podle tohoto příkladu byl použit roztok obsahující 70 gramů methylesteru kyseliny acetooctové (0,60 mmolů) ve 100 gramech kyseliny octové, který byl podroben nitrosováni při teplotě pohybujíc! se v rozmezí od 5 do 10 °C roztokem obsahujícím 50 gramů dusitanu sodného (0,72 molu) v 75 gramech vody. Přebytek kyseliny dusité byl rozložen za použití močoviny, přičemž dokončení reakce bylo sledováno za použití jodidu draselného a škrobového papírku. Získaný roztok byl extrahován etherem, extrakt byl promyt roztokem uhličitanu sodného a vodou a ether byl oddestilován za sníženého tlaku, přičemž tímto způsobem bylo získáno 30,8 gramu žlutého oleje.

Potom bylo 10 gramů takto získaného výsledného oleje hydrogenováno za použití 2 gramů Pd/aktivním uhlí (5% paládium) ve 100 mililitrech kyseliny octové při teplotě 50 °C a při tlaku vodíku 0,9 MPa (9 barů). Pevná látka, která se objevila jako sediment, byla odfiltrována a filtrát byl zahříván při teplotě varu společně s 20 gramy methylesteru kyseliny acetooctové. Získaný filtrát byl neutralizován roztokem uhličitanu sodného. Požadovaný

2,4-dimethyl-3,5-bismethoxykarbonylpyrrol se nevysrážel. Roztok byl extrahován etherem a analyzován metodou plynové chromatografie. Tímto způsobem byla zjištěna přítomnost pouze 2,5-dimethyl-3,6-bismethoxykarbonyldihydropyrazinu nebo jeho hydrogenačních produktů.

cooch₃

*· · « · · · · ·

Příklad

Podle tohoto příkladu bylo použito 375 gramů vodného roztoku dusitanu sodného o koncentraci 40% (2,17 molu) a při teplotě 5 až 10 °C byl přidán do směsí obsahující 281 gramů kyseliny octové a 984 gramů methylesteru kyseliny acetooctové (8,48 molu), přičemž tento přídavek byl proveden během intervalu 3 hodin a za míchání a chlazení. Tato reakční směs byla potom promíchávána po dobu dalších 5 hodin za chlazení, načež byla ponechána ohřát na teplotu místnosti, dále bylo k čirému roztoku přidáno 4,7 gramu paládia na aktivním uhlí (5% Pd) a tento roztok byl potom hydrogenován při teplotě 40 °C pod tlakem vodíku pohybujícím se v rozmezí od 0,9 MPa do 1,0 MPa (9 až 10 barů) dokud se další podíl vodíku již neabsorboval (po dobu asi 24 hodin).

K výsledné suspenzi bylo přidáno 300 gramů vody k dokončení procesu srážení, načež byla vzniklá suspenze zfiltrována a tímto způsobem bylo získáno 399 gramů zbytku na filtru obsahujícího katalyzátor (1,89 molu 2,4-dimethyl-3,5bismethoxykarbonylpyrrolu, výtěžek 87% vztaženo na dusitan sodný, 45% vztaženo na methylester kyseliny acetooctové).

Claims (5)

1. Způsob přípravy 2,4-dimethyl-3,5-bisalkoxykarbonylpyrrolu, při kterém se alkylester kyseliny oacetooctové nitrosuje za vzniku alkylesteru kyseliny

2-nitrosoacetooctové, tato nitroso-sloučenina se redukuje za vzniku aminu a tento amin, společně s nenasyceným alkylesterem kyseliny acetooctové, se kondenzuje za současného uzavření kruhu a za vzniku 2,4-dimethyl-3,5bisalkoxykarbonylpyrrolu, vyznačující se tím, že tento postup zahrnuje hydrogenování uvedené nitroso-sloučeniny vodíkem v přítomnosti vzácného kovu jako katalyzátoru a kondenzování výsledné aminosloučeniny bez oddělování v přítomnosti odpovídajícího alkylesteru ne-nitrosovaného alkylesteru kyseliny acetooctové, čímž vzniká

2,4-dimethyl-3,5-bisalkoxykarbonylpyrrol.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se alkylester kyseliny acetooctové nitrosuje 10% až 50% stechiometrickým množstvím kyseliny dusité a výsledná částečně nítrosovaná směs se podrobí přímé kondenzaci.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že alkylester kyseliny acetooctové obsahuje 1 až 4 atomy uhlíku v alkylové skupině.

4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vzácným kovem je kov ze skupiny platinových kovů.

5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se katalytická hydrogenace provádí při teplotě v rozmezí od teploty místnosti a 60 °C.

a · a a • a a a » · · · a·a a a a • · a a • ·

- 8 6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se katalytická hydrogenace provádí za tlaku v rozmezí od 0,5 MPa do 2,0 MPa (5 až 20 barů).