RU2193550C1 - Method of synthesis of 2,5,8-trihydroxy-6,7-dichloro-3-ethyl-1,4-naphthoquinone - Google Patents

Abstract

FIELD: organic chemistry, chemical technology. SUBSTANCE: invention relates to the improved method of synthesis of 2,5,8-trihydroxy-6,7-dichloro-1,4-naphthoquinone by cycloacylation of 1,2,4-trimethoxy-3,5-diethyl- -benzene with dichloromaleic anhydride in the presence of aluminum chloride and sodium chloride. 1,2,4-Trimethoxy-3,5-diethylbenzene is synthesized by reduction of 3,5-diacetyl-1,2,4-trihydroxybenzene to 1,2,4-trihydroxy-3,5- diethylbenzene and its the following exhaustive methylation. Method provides preparing the end substance with yield 59% and excludes the use of fire hazard reagents used in synthesis of the parent compound. EFFECT: improved method of synthesis. 5 sch

Description

Изобретение относится к способу получения 2,5,8-тригидрокси-6,7-дихлор-3-этил-1,4-нафтохинона (1) - полупродукта в синтезе 2,3,5,6,8-пентагидрокси-7-этил-1,4-нафтохинона (эхинохрома А), являющегося действующим началом кардиопротекторного и офтальмологического препаратов гистохром [1, 2]. The invention relates to a method for producing 2,5,8-trihydroxy-6,7-dichloro-3-ethyl-1,4-naphthoquinone (1), an intermediate in the synthesis of 2,3,5,6,8-pentahydroxy-7-ethyl -1,4-naphthoquinone (echinochrome A), which is the active principle of the cardioprotective and ophthalmic preparations of histochrome [1, 2].

Известен способ получения целевого продукта 1, заключающийся в окислении 5,8-дигидрокси-2,3-дихлор-1,4-нафтохинона (2) диоксидом марганца (MnO₂) в конц. H₂SO₄ и последующем свободнорадикальном С-этилировании полученного 2-гидрокси-6,7-дихлорнафтазарина (3) пропионилпероксидом (ЕtСОО)₂ в кипящем трет-бутаноле (см. схему 1 в конце описания) [3].A known method of obtaining the target product 1, which consists in the oxidation of 5,8-dihydroxy-2,3-dichloro-1,4-naphthoquinone (2) with manganese dioxide (MnO ₂ ) in conc. H ₂ SO ₄ and the subsequent free radical C-ethylation of the obtained 2-hydroxy-6,7-dichloronaphthazarin (3) with propionyl peroxide (EtCOO) ₂ in boiling tert-butanol (see Scheme 1 at the end of the description) [3].

Недостатком этого способа является использование пропионилпероксида, технологически неприемлемого из-за своей взрывоопасности. The disadvantage of this method is the use of propionyl peroxide, technologically unacceptable due to its explosiveness.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения 2,5,8-тригидрокси-6,7-дихлор-3-этил-1,4-нафтохинона циклоацилированием 1,2,4-триметокси-3-этилбензола (4) дихлормалеиновым ангидридом (ДХМА, 5) в присутствии хлористого алюминия и хлорида натрия (см. схему 2 в конце описания) [3]. Closest to the proposed method is a method for producing 2,5,8-trihydroxy-6,7-dichloro-3-ethyl-1,4-naphthoquinone by cycloacylation of 1,2,4-trimethoxy-3-ethylbenzene (4) with dichlorormaleic anhydride (DCMA) , 5) in the presence of aluminum chloride and sodium chloride (see Scheme 2 at the end of the description) [3].

Недостатком этого способа является использование исходного субстрата 4, получаемого способом, в котором применяются пожароопасные реагенты. Последний заключается в литиировании 1,2,4-триметоксибензола (5) действием бутиллития (BuLi) в абс. тетрагидрофуране (ТГФ) и последующем этилировании полученного литиевого производного 6 этилбромидом в абс. гексане (см. схему 3 в конце описания) [4]. Растворы алкиллития в абсолютных органических растворителях являются пожароопасными реагентами и их приготовление сопряжено с известными трудностями [5]. The disadvantage of this method is the use of the original substrate 4, obtained by a method in which fire hazardous reagents are used. The latter consists in the lithiation of 1,2,4-trimethoxybenzene (5) by the action of butyllithium (BuLi) in abs. tetrahydrofuran (THF) and subsequent ethylation of the obtained lithium derivative 6 with ethyl bromide in abs. hexane (see scheme 3 at the end of the description) [4]. Alkyl lithium solutions in absolute organic solvents are fire hazardous reagents and their preparation is fraught with known difficulties [5].

Задача изобретения - разработка способа получения 2,5,8-тригидрокси-6,7-дихлор-3-этил-1,4-нафтохинона (1), в котором используют исходное вещество, получаемое способом, не требующим применения пожароопасных реагентов. The objective of the invention is the development of a method for producing 2,5,8-trihydroxy-6,7-dichloro-3-ethyl-1,4-naphthoquinone (1), which uses the starting material obtained by a method that does not require the use of fire hazardous reagents.

Задача решена тем, что в способе получения 2,5,8-тригидрокси-6,7-дихлор-3-этил-1,4-нафтохинона циклоацилированием производного гидрохинона дихлормалеиновым ангидридом в присутствии хлористого алюминия и хлорида натрия в качестве производного гидрохинона используют 1,2,4-триметокси-3,5-диэтилбензол (7), получаемый путем восстановления 3,5-диацетил-1,2,4-тригидроксибензола (8) до 1,2,4-тригидрокси-3,5-диэтилбензола (9) с последующим его исчерпывающим метилированием. The problem is solved in that in the method for producing 2,5,8-trihydroxy-6,7-dichloro-3-ethyl-1,4-naphthoquinone by cycloacylation of a hydroquinone derivative with dichloromaleic anhydride in the presence of aluminum chloride and sodium chloride, 1 is used as a hydroquinone derivative, 2,4-trimethoxy-3,5-diethylbenzene (7), obtained by reducing 3,5-diacetyl-1,2,4-trihydroxybenzene (8) to 1,2,4-trihydroxy-3,5-diethylbenzene (9 ) followed by exhaustive methylation.

Предлагаемый способ получения целевого продукта 1 представлен на схеме 4, приведенной в конце описания. The proposed method for obtaining the target product 1 is presented in scheme 4, given at the end of the description.

В качестве исходного субстрата авторы используют соединение 7, а именно 1,2,4-триметокси-3,5-диэтилбензол, которое впервые получено путем восстановления 3,5-диацетил-1,2,4-тригидроксибензола (8) до 1,2,4-тригидрокси-3,5-диэтилбензола (9) с последующим его исчерпывающим метилированием (см. схему 5 в конце описания). As the initial substrate, the authors use compound 7, namely, 1,2,4-trimethoxy-3,5-diethylbenzene, which was first obtained by reducing 3,5-diacetyl-1,2,4-trihydroxybenzene (8) to 1.2 , 4-trihydroxy-3,5-diethylbenzene (9) followed by exhaustive methylation (see Scheme 5 at the end of the description).

Конверсию 8-->9 осуществляют каким-либо восстанавливающим агентом, например, действием амальгамы цинка в водной кислоте, а конверсию 9-->7 - метилирующим агентом, например, действием диметилсульфата в водной щелочи. Соединение 7, используемое в предлагаемом способе в качестве исходного, получено способом, не требующим использования пожароопасных реагентов и абсолютных растворителей в отличие от его эквивалента - соединения 4, используемого в качестве исходного субстрата в способе-прототипе. Conversion 8 -> 9 is carried out by any reducing agent, for example, by the action of zinc amalgam in aqueous acid, and conversion 9 -> 7 by a methylating agent, for example, by the action of dimethyl sulfate in aqueous alkali. Compound 7, used in the proposed method as a starting material, was obtained by a method that does not require the use of fire hazardous reagents and absolute solvents, in contrast to its equivalent, compound 4, used as a starting substrate in the prototype method.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Information confirming the possibility of carrying out the invention.

1,2,4-Тригидрокси-3,5-диэтилбензол (9). В трехлитровую колбу, снабженную механической мешалкой, не доходящей до дна, и обратным холодильником, помещают 600 г твердой амальгамы цинка [6], 31,5 г (0,15 моль) 3,5-диацетил-1,2,4-тригидроксибензола (8) [7] и 375 мл конц. HCl. Энергично перемешивая, реакционную смесь нагревают до кипения и спустя 30 мин порциями добавляют еще 31,5 г (0,15 моль) субстрата 8 и 375 мл конц. HCl. Смесь кипятят при перемешивании 3 ч, горячий раствор декантируют и оставляют на ночь. Образовавшийся на поверхности раствора при охлаждении верхний твердый слой и выпавший белый осадок отделяют фильтрованием и промывают небольшим (30 мл) количеством ледяной воды. Получают 58 г сырого продукта, который согласно данным ЯМР ¹H спектроскопии содержит 80% (46,4 г) 1,2,4-тригидрокси-3,5-диэтилбензола (9). Спектр ЯМР ¹H (СDСl₃, δ, м.д.): 1,18 т (3Н, J 7,8, Me), 1,20 т (3Н, J 7,8, Me), 2,52 к (2Н, J 7,8, СН₂), 2,68 к (2Н, J 7,8, CH₂), 4,35 уш. с (1Н, ОН), 4,54 уш. с (1Н, ОН), 5,15 уш. с (1Н, ОН), 6,56 с (1Н, Н_аром.). Полученный сырой продукт 9 используют для получения 1,2,4-триметокси-3,5-диэтилбензола (7) без очистки.1,2,4-Trihydroxy-3,5-diethylbenzene (9). 600 g of solid zinc amalgam [6], 31.5 g (0.15 mol) of 3,5-diacetyl-1,2,4-trihydroxybenzene are placed in a three-liter flask equipped with a mechanical stirrer not reaching the bottom and a reflux condenser. (8) [7] and 375 ml conc. HCl. Vigorously stirring, the reaction mixture is heated to boiling and after 30 minutes, an additional 31.5 g (0.15 mol) of substrate 8 and 375 ml of conc. HCl. The mixture is boiled with stirring for 3 hours, the hot solution is decanted and left overnight. The upper solid layer formed on the surface of the solution upon cooling and a white precipitate formed were filtered off and washed with a small amount (30 ml) of ice water. 58 g of crude product are obtained, which, according to ¹ H NMR spectroscopy, contains 80% (46.4 g) of 1,2,4-trihydroxy-3,5-diethylbenzene (9). ¹ H NMR spectrum (CDCl ₃ , δ, ppm): 1.18 t (3H, J 7.8, Me), 1.20 t (3H, J 7.8, Me), 2.52 k (2H, J 7.8, CH ₂ ), 2.68 q (2H, J 7.8, CH ₂ ), 4.35 br. s (1H, OH), 4.54 br. s (1H, OH), 5.15 br. s (1H, OH); 6.56 s (1H, H _arom. ). The obtained crude product 9 is used to obtain 1,2,4-trimethoxy-3,5-diethylbenzene (7) without purification.

1,2,4-Триметокси-3,5-диэтилбензол (7). Прибор состоит из четырехгорлой колбы, снабженной механической мешалкой, обратным холодильником, капельной воронкой и термометром. Сырой продукт (56,9 г), содержащий 45,5 г (0,25 моль) 1,2,4-тригидрокси-3,5-диэтилбензола (9) быстро в атмосфере азота обрабатывают щелочью, добавляя при энергичном перемешивании 400 г (360,7 мл) 10%-ного раствора едкого натра. Затем из капельной воронки добавляют 94,5 г (70,95 мл, 0,75 моль) диметилсульфата; реакционную смесь при этом хорошо перемешивают. Необходимо следить, чтобы температура не поднималась выше 40^oС (охлаждение водой). После прибавления диметилсульфата реакционную смесь нагревают на кипящей водяной бане в течение 30 мин. После охлаждения реакционной смеси органический слой отделяют, а водный слой экстрагируют бензолом. Объединенные органические слои промывают разбавленным раствором едкого натра, а затем водой, сушат хлористым кальцием и растворитель удаляют в вакууме водоструйного насоса (20-30 мм рт. ст.). Остаток фракционируют в вакууме. Фракция с Т_кип 133-139^oС (7 мм рт. ст.) представляет собой 1,2,4-триметокси-3,5-диэтилбензол (7), выход 45,9 г (82%). Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃, δ, м.д.): 1,19 т (3Н, J 7,8, Me), 1,24 т (3Н, J 7,8, Me), 2,64 к (2Н, J 7,8, СН₂), 2,66 к (2Н, J 7,8, CH₂), 3,71 с (3Н, ОМе), 3,82 с (3Н, ОМе), 3,83 с (3Н, ОМе), 6,60 с (1Н, Н_аром.).1,2,4-Trimethoxy-3,5-diethylbenzene (7). The device consists of a four-necked flask equipped with a mechanical stirrer, a reflux condenser, a dropping funnel and a thermometer. The crude product (56.9 g) containing 45.5 g (0.25 mol) of 1,2,4-trihydroxy-3,5-diethylbenzene (9) is rapidly treated with alkali in a nitrogen atmosphere by adding 400 g of vigorously ( 360.7 ml) 10% sodium hydroxide solution. Then, 94.5 g (70.95 ml, 0.75 mol) of dimethyl sulfate are added from a dropping funnel; the reaction mixture is well mixed. It is necessary to ensure that the temperature does not rise above 40 ^o C (water cooling). After dimethyl sulfate was added, the reaction mixture was heated in a boiling water bath for 30 minutes. After cooling the reaction mixture, the organic layer was separated, and the aqueous layer was extracted with benzene. The combined organic layers are washed with a dilute sodium hydroxide solution and then with water, dried with calcium chloride and the solvent is removed in a vacuum of a water-jet pump (20-30 mm Hg). The residue was fractionated in vacuo. The fraction with T _{bales of} 133-139 ^° C (7 mmHg) was 1,2,4-trimethoxy-3,5-diethylbenzene (7), yield 45.9 g (82%). ¹ H NMR spectrum (CDCl ₃ , δ, ppm): 1.19 t (3H, J 7.8, Me), 1.24 t (3H, J 7.8, Me), 2.64 k (2H, J 7.8, CH ₂ ), 2.66 s (2H, J 7.8, CH ₂ ), 3.71 s (3H, OMe), 3.82 s (3H, OMe), 3, 83 s (3H, OMe); 6.60 s (1H, H _arom. ).

2,5,8-Тригидрокси-6,7-дихлор-3-этил-1,4-нафтохинон (1). В расплав 410 г (3,07 моль) безв. АlСl₃ и 80,8 г (1,38 моль) NaCl при 140^oС при интенсивном перемешивании вносят смесь 44,8 г (0,2 моль) 1,2,4-триметокси-3,5-диэтилбензола (7) и 76,8 г (0,46 моль) дихлормалеинового ангидрида. Температуру смеси повышают до 195^oС и расплав перемешивают 5 мин. Реакционную смесь охлаждают и гидролизуют раствором 300 мл конц. HCl в 4,0 л Н₂О. Выделившийся за 12 ч осадок отделяют, промывают 2,0 л горячей Н₂О и сушат. Горячей экстракцией хлороформом извлекают сырой продукт 1, который кристаллизуют из системы EtOH-H₂O. Получают 2,5,8-тригидрокси-6,7-дихлор-3-этил-1,4-нафтохинон (1), 36,0 г (59%), Т_пл 156-158^oС. Спектр ЯМР¹Н (СDСl₃, δ, м.д.): 1.18 т (3H, J 7,7, Me), 2,66 к (2Н, J 7,7, CH₂), 7,42 (шир. сигн., 1 Н, β-ОН), 12,07 (уш. с, 1Н, α-ОН), 13,60 (с, 1Н, α-ОН). Масс-спектр [m/z (I_отн., %)]: 302/304/306 (М⁺, 100).2,5,8-trihydroxy-6,7-dichloro-3-ethyl-1,4-naphthoquinone (1). In the melt, 410 g (3.07 mol) anhydrous. AlCl ₃ and 80.8 g (1.38 mol) of NaCl at 140 ^{° C.} with vigorous stirring, add a mixture of 44.8 g (0.2 mol) of 1,2,4-trimethoxy-3,5-diethylbenzene (7) and 76.8 g (0.46 mol) of dichlorormaleic anhydride. The temperature of the mixture was raised to 195 ^{° C.} and the melt was stirred for 5 minutes. The reaction mixture is cooled and hydrolyzed with a solution of 300 ml conc. HCl in 4.0 L of H ₂ O. The precipitate formed after 12 hours is separated off, washed with 2.0 L of hot H ₂ O and dried. The crude product 1 is recovered by hot extraction with chloroform, which is crystallized from the EtOH-H ₂ O system. 2,5,8-trihydroxy-6,7-dichloro-3-ethyl-1,4-naphthoquinone (1), 36.0 g are obtained (59%), _mp 156-158 ^° C. ¹ H NMR spectrum (CDCl ₃ , δ, ppm): 1.18 t (3H, J 7.7, Me), 2.66 q (2H, J 7.7, CH ₂ ), 7.42 (broad sig., 1 H, β-OH), 12.07 (br s, 1H, α-OH), 13.60 (s, 1H, α- HE). Mass spectrum [m / z (I _rel. ,%)]: 302/304/306 (M ⁺ , 100).

ЛИТЕРАТУРА
1. Патент РФ 2137472 // БИ 26, 1999.LITERATURE
1. RF patent 2137472 // BI 26, 1999.

2. Патент РФ 2134107 // БИ 22, 1999. 2. RF patent 2134107 // BI 22, 1999.

3. Anufriev V.Ph., Novikov V.L., Maximov О.В., Elyakov G.В., Levitsky D. О. , Lebedev A.V., Sadretdinov S.M., Shvilkin A.V., Afonskaya N.I., Ruda M. Ya, Cherpachenko N.M. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 1998. Vol. 8, 6. P. 587-592. 3. Anufriev V.Ph., Novikov V.L., Maximov O.V., Elyakov G.V., Levitsky D. O., Lebedev A.V., Sadretdinov S.M., Shvilkin A.V., Afonskaya N.I., Ruda M. Ya, Cherpachenko N.M. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 1998. Vol. 8, 6. P. 587-592.

4. Чижова А.Я., Кочергина Т.Ю., Ануфриев В.Ф., Денисенко В.А., Глазунов В.П. //Изв. АН, Сер. хим. 1999. 5. С. 947-952. 4. Chizhova A.Ya., Kochergina T.Yu., Anufriev V.F., Denisenko V.A., Glazunov V.P. // Izv. AN, Ser. Chem. 1999. 5. S. 947-952.

5. Уэйкфилд Б. Методы синтеза с использованием литийорганических соединений. M.: Мир. 1991. 183 с. 5. Wakefield B. Synthesis methods using organolithium compounds. M .: World. 1991.189 s.

6. Карякин Ю. В. , Ангелов И.И. Чистые химические вещества. M.: Химия. 1974. С. 398. 6. Karjakin Yu. V., Angelov I.I. Pure chemicals. M .: Chemistry. 1974.P. 398.

7. Desai R.D., Mavani С.К. //J. Sci. Ind. Res. (India). 1953. Vol. 12 В. Р. 236-239.2 7. Desai R. D., Mavani S. K. // J. Sci. Ind. Res. (India). 1953. Vol. 12 V.R. 236-239.2

Claims (1)

Способ получения 2,5,8-тригидрокси-6,7-дихлор-3-этил-1,4-нафтохинона циклоацилированием производного гидрохинона дихлормалеиновым ангидридом в присутствии хлористого алюминия и хлорида натрия, отличающийся тем, что в качестве производного гидрохинона используют 1,2,4-триметокси-3,5-диэтилбензол, получаемый путем восстановления 3,5-диацетил-1,2,4-тригидроксибензола до 1,2,4-тригидрокси-3,5-диэтилбензола, с последующим его исчерпывающим метилированием. The method of obtaining 2,5,8-trihydroxy-6,7-dichloro-3-ethyl-1,4-naphthoquinone by cycloacylation of a hydroquinone derivative with dichloromealeic anhydride in the presence of aluminum chloride and sodium chloride, characterized in that 1.2 is used as a hydroquinone derivative , 4-trimethoxy-3,5-diethylbenzene, obtained by reducing 3,5-diacetyl-1,2,4-trihydroxybenzene to 1,2,4-trihydroxy-3,5-diethylbenzene, followed by exhaustive methylation.

Images