SU1643540A1 - Method of producing 1-oxaspiro(2n)alkanes - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  эпоксидов, , в частности получени  1-оксаспиро(2,п)- алканов - полупродуктов дл  синтеза актив).ых веществ, болеутол ютего и антиконвульсивного действи . Цель - обеспечение универсальности способа и повышение выхода целевого продукта. Процесс ведут эпоксидированием мети- ленциклоалкана с помощью 35-50%-ного раствора надуксуснои кислоты в присутствии безводного карбоната натри  при их мол рном соотношении 1:(1,1-1,5): :(1,25-1,7э) и 20-50°С в среде дихлорэтана . Целевой продукт выдел ют с выходом до 97% против 62% в известном случае. Способ обеспечивает получение t эпоксидов, которые не могут быть получены известным путем. 1 табл.The invention relates to epoxides, in particular the preparation of 1-oxaspiro (2, p) - alkanes - intermediates for the synthesis of active substances, pain relief and anticonvulsant action. The goal is to ensure the universality of the method and increase the yield of the target product. The process is carried out by epoxidation of methylenecycloalkane using a 35-50% aqueous solution of peracetic acid in the presence of anhydrous sodium carbonate at a molar ratio of 1: (1.1-1.5):: (1.25-1.7 e) and 20-50 ° C in dichloroethane. The desired product is isolated in up to 97% versus 62% in the known case. The method provides for obtaining t epoxides that cannot be obtained in a known manner. 1 tab.

Description

Изобретение относитс  к области эпоксидных соединении, в частности к усовершенствованному способу получени  1-оксаспиро 2,п алканов, которые широко используют в качестве полупродуктов в синтезах физиологически активных соединений, про вл ющих болеутол ющее и антиконвульсивное действие .The invention relates to the field of epoxy compounds, in particular, to an improved method for the preparation of 1-oxaspiro 2, p alkanes, which are widely used as intermediates in the synthesis of physiologically active compounds exhibiting an analgesic and anticonvulsant effect.

Цепь изобретени  - увеличение выхода целевого продукта, повышение универсальности способа.The circuit of the invention is an increase in the yield of the target product, increasing the versatility of the method.

Пример 1 (таблица, опыт 1).Example 1 (table, experiment 1).

В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, термометром и капельной воронкой, загружают 1,00 гIn a three-necked flask equipped with a mechanical stirrer, a thermometer and an addition funnel, load 1.00 g

(0,0147 моль) метиленциклобутана в 15 мл хлористого метилена и 2,75 г измельченного безводного карбоната натри . К охлажденной до 15°С реакционной смеси добавл ют по капл м 3,34 г (0,0220 моль) 50%-ной водной надуксуснои кислоты, температуру поддерживают в интервале 19-20°С (охлаждение лед ной водой) при перемешивании до завершени  реакции (по данным ГЖХ). Твердую фазу отфильтровывают, промывают хлористым метиленом, дл  нейтрализации остатков надкислоты фильтрат обрабатывают насыщенным раствором карбоната натри , водный слой высушивают прокаленным сульфатом магни , эпоксид(0.0147 mol) of methylene cyclobutane in 15 ml of methylene chloride and 2.75 g of powdered anhydrous sodium carbonate. To the reaction mixture cooled to 15 ° C, 3.34 g (0.0220 mol) of 50% aqueous peracetic acid is added dropwise, the temperature is kept in the range of 19-20 ° C (cooling with ice water) with stirring until completion. reaction (according to GLC). The solid phase is filtered off, washed with methylene chloride, the filtrate is treated with a saturated solution of sodium carbonate to neutralize the peracid residues, the aqueous layer is dried with calcined magnesium sulfate, epoxide

перегон ют после удалени  растворител . Выход 0,57 г (45%). Т.кип. 1-ок- саспиро 2,33гексана (l) 92°C; I„4210. .distilled after removal of the solvent. Yield 0.57 g (45%). Bp 1-oxaspiro 2.33 hexane (l) 92 ° C; I 4210. .

ИК- пектр,, 30339 3000, 893, 813, П р и м е р 2, (опыт 4). К 2,00 г (0,0244 моль) метиленцик- лопентана в 30 мл хлористого метилена добавл ют 3,23 г (0,0268 моль) 50%-но- го водного раствора надуксусной кислоты при перемешивании и 206С. По данным ПКХ,реакци  заканчиваетс  в течение 1 ч. После обработки получают 1,46 г (61%) 1-оксаспиро Ј2,4jгептана (II). Т.кип. 116-118°С; п$ 1,4315. ЮС-спектр, см 1: 3015, 885, 835, ПримерЗ, (опыт 6). К 0,70 г (0,0085 моль) метиленцик- лопентана в 10 мл хлористого метилена и 0, 16 г (0,0020 моль) измельченного ацетата натри  прикапывают 1,57 г (0,0094 моль) 45%-ного водного раствора надуксусной кислоты при переме- шивании и 18-208С. Реакцию продолжают в течение 1 ч. Реакционную смесь обрабатывают насыщенным раствором карбоната натри , водный слой высушивают прокаленным сульфатом магни , растворитель удал ют. Выделенный окси дат (выход 0,49 г, 58%) не содержит целевой продукт и  вл етс  смесью продуктов деструкции и перегруппировки эпоксиметиленциклопентана. П р и м е р 4 (опыт 7). К 0S72 г (0,0087 моль) метиленцик- лопентана в 10 мл хлористого метилена и 4,35 г (0,0152 моль) измельченного кристаллогидрата карбоната натри  добавл ют 2,19 г (О, моль) 45%-но водной надуксусной кислоты при перемешивании , поддерживают температуру , Реакцию заканчивают через 1 ч. Остатки кислоты в реакционной смеси нейтрализуют насыщенным раствором карбоната натри , водный слой промывают неоднократно хлористым метиленом После высушивани  органического сло  прокаленным сульфатом магни  и удалени  растворител  выход продукта окислени  составл ет 0,52 г (62%). Оксидат содержит 8% целевого продукта (эпоксида) и 92% продуктов его перегруппировки и раскрыти  (данные ГЖХ). Практический выход эпоксида 5%. IR spectrum, 30339 3000, 893, 813, Example 2, (experiment 4). To 2.00 g (0.0244 mol) of methylenecyclopentane in 30 ml of methylene chloride, 3.23 g (0.0268 mol) of a 50% aqueous solution of peracetic acid are added with stirring and 206 ° C. According to PCH, the reaction is completed within 1 hour. After treatment, 1.46 g (61%) of 1-oxaspiro Ј 2.4 jheptane (II) is obtained. Bp 116-118 ° C; p $ 1.4315. JUS spectrum, cm 1: 3015, 885, 835, Example3, (experiment 6). To 0.70 g (0.0085 mol) of methylenecyclo pentane in 10 ml of methylene chloride and 0.116 g (0.0020 mol) of crushed sodium acetate, 1.57 g (0.0094 mol) of a 45% aqueous solution are added dropwise. peracetic acid with stirring and 18-20 8С. The reaction is continued for 1 hour. The reaction mixture is treated with a saturated solution of sodium carbonate, the aqueous layer is dried with calcined magnesium sulfate, and the solvent is removed. The isolated hydroxy date (yield, 0.49 g, 58%) does not contain the desired product and is a mixture of the products of destruction and rearrangement of epoxymethylenecyclopentane. PRI me R 4 (experiment 7). To 0S72 g (0.0087 mol) of methylenecyclo pentane in 10 ml of methylene chloride and 4.35 g (0.0152 mol) of crushed sodium carbonate hydrate were added 2.19 g (O, mol) of 45% aqueous peracetic acid with stirring, the temperature is maintained, the reaction is completed after 1 hour. The acid residue in the reaction mixture is neutralized with a saturated solution of sodium carbonate, the aqueous layer is washed repeatedly with methylene chloride. After drying the organic layer with calcined magnesium sulfate and removing the solvent, the oxidation product has a yield of 0.52. (62%). The oxidate contains 8% of the target product (epoxide) and 92% of the products of its rearrangement and opening (GLC data). Practical yield of epoxide 5%.

ПМР-спектр (м.д.) оксидата: 7,49. 5,24-5,52, 4,04, 3,42, 3J4, 1,38-, 2,22.PMR spectrum (ppm) of the oxidate: 7.49. 5.24-5.52, 4.04, 3.42, 3J4, 1.38-, 2.22.

П р и м е р 5 (о п ы т 8),PRI me R 5 (o p s t 8),

Метиленциклогексан (3,00 г, 0„0313 моль) в 30 мл хлористого метилена ив присутствии 5,35 г (0,0505 моль безводного карбоната натри  окисл ют 7,93 г (0,04b9 моль) 45%-ной водной надуксусной кислотой, температуру реакционной смеси поддерживают 25-27 С до окончани  эпоксидировани  (7,5 ч). Выход 1-оксаспироЈ2,5 |октана (III) после обычной обработки 2,56 г (73%), т.кип. 54,5-56,ОвС (29 мм рт.ст.); nj 1,4472.Methylenecyclohexane (3.00 g, 0'0313 mol) in 30 ml of methylene chloride and in the presence of 5.35 g (0.0505 mol of anhydrous sodium carbonate, 7.93 g (0.04b9 mol) of 45% aqueous peracetic acid are oxidized , the temperature of the reaction mixture is maintained at 25-27 ° C until the end of epoxidation (7.5 hours). The yield of 1-oxaspiroЈ2.5 | octane (III) after the usual treatment is 2.56 g (73%), bp 54.5 56, OVS (29 mm Hg); nj 1,4472.

ИК-спектр, 3013, 866, 820.IR spectrum, 3013, 866, 820.

П р и м е р 6 (опыт 10) оPRI me R 6 (experiment 10) about

Эпоксидирование метиленциклогепта- на проведено по приведенной методике с использованием 4,00 г(0,0360 моль) алкена в 40 мл хлористого метилена, 4,77 г (0,0450 моль) безводного карбоната натри  и 5,84 г (0,0396 моль) 50%-ного водного раствора надуксусной кислоты при 25йС в течение 16 ч. Выход 1-оксаспиро| 2,7 нонана (IV) 4,40 г (97%), т.кип. 78-80°С (38 мм рт.ст,); 1,4601.Epoxidation of methylenecycloheptane was carried out according to the above procedure using 4.00 g (0.0360 mol) of alkene in 40 ml of methylene chloride, 4.77 g (0.0450 mol) of anhydrous sodium carbonate and 5.84 g (0.0396 mol ) 50% aqueous solution of peracetic acid at 25 ° C for 16 hours. Output 1-oxaspiro | 2.7 nonane (IV) 4.40 g (97%), bp. 78-80 ° C (38 mm Hg); 1.4601.

ИК-спектр, 3050, 3000, 866, 832.IR spectrum, 3050, 3000, 866, 832.

Пример (опыт 18).An example (experiment 18).

Эпоксидирование метиленциклододе- кана провод т по приведенной методике , исход  из 3,60 г (0,0200 моль) алкена в 36 мл хлористого метилена, 3,71 г (0350 моль) безводного карбоната натри  и 9,12 г (0,0300 моль) 25%-ной водной надуксусной кислоты при 25°С. .Через -13 сут. выделенный ок- сидат содержит 12% исходного олефина (данные ГЖХ), эпоксид очищен хромато- графированием на колонке с силикаге- лем 100/160 (элюент - эфир-гексан, ; 1:15), Выход эпоксида метиленциклодо- декана (V) после перегонки 2,54 г (60%), т.кип. 136°С (15 мм рт.ст,); 1,4833. ,Epoxidation of methylene-cyclo-dodecane is carried out according to the above procedure, starting from 3.60 g (0.0200 mol) of alkene in 36 ml of methylene chloride, 3.71 g (0350 mol) of anhydrous sodium carbonate and 9.12 g (0.0300 mol ) 25% aqueous peracetic acid at 25 ° C. . After -13 days. the isolated oxide contains 12% of the initial olefin (GLC data), the epoxide is purified by chromatography on a 100/160 silica gel column (eluent is ether – hexane,; 1:15), the yield of methylene cyclodecane epoxide (V) after distillation of 2.54 g (60%), BP. 136 ° C (15 mm Hg); 1.4833. ,

ИК-спектр;- см ; 3030, 890, 840.IR spectrum; - cm; 3030, 890, 840.

И р и м е р 8 (опыт 17).And p and mep 8 (experiment 17).

Эпокеидирование 10,00 г (0,0556 моль метиленциклододекана провод т по при веденной методике из 12,68 г (0,0834 моль) водной надуксусной кислоты в присутствии 10,31 г (0,0972 моль) безводного карбоната натри  в течение 10 сут„ После обработки , очистки и перегонки выдел ют 8,17 г (75%) эпоксида и 0,87 г (8%) исходного олефина. Очищенный 1-оксаспирор , 1 1 тетрадекан (V) имеет т,кип. 1б9-170°С (39 мм рт.ст.).Epoking of 10.00 g (0.0556 mol of methylene cyclododecane is carried out according to the procedure from 12.68 g (0.0834 mol) of aqueous peracetic acid in the presence of 10.31 g (0.0972 mol) of anhydrous sodium carbonate for 10 days After treatment, purification and distillation, 8.17 g (75%) of epoxide and 0.87 g (8%) of the starting olefin were separated. Purified 1-oxaspirore, 1 1 tetradecane (V) has m, bp 1-1-170 ° C (39 mm Hg).

Предлагаемый способ позвол ет повысить выход целевого продукта в случае метиленциклогексана с 62 до 97%. Эпоксид метиленциклогептана получают после обработки и перегонки с почти количественным выходом (97,98%) (таблица , опыты 10 и 12), тогда как по известной методике он вообще не выделен , т.е. выход 0%. Эпоксид мети- ленциклододекана (опыт 17) по данным ГЖХ-анализа имеет выход 92%, после очистки - 75%. Эпоксид метиленцикло- бутана по известному методу не образуетс  вообще. В услови х предлагаемого способа его выход достигает 100% (данные Г) К) , однако в св зи с высокой летучестью эпоксида при обработке практический выход снижаетс  до 45% (опыт 1). Выход эпоксиметиленцикло- пентана по известной методике снижаетс  за счет образовани  продуктов перегруппировки. В услови х предлагаемого способа выход эпоксида близок к количественному - 93-100% (данныеThe proposed method allows to increase the yield of the target product in the case of methylcyclohexane from 62 to 97%. Methylcycloheptane epoxide is obtained after processing and distillation with an almost quantitative yield (97.98%) (table, experiments 10 and 12), whereas by the known method it is not isolated at all, i.e. yield 0%. Methylene cyclododecane epoxide (experiment 17), according to GLC analysis, has a yield of 92%, after purification, 75%. According to a known method, methylenecyclobutane epoxide is not formed at all. Under the conditions of the proposed method, its yield reaches 100% (data D) K), however, due to the high volatility of epoxide, the practical yield during processing is reduced to 45% (experiment 1). The yield of epoxymethylenecyclopentane is reduced by the known method due to the formation of rearrangement products. Under the conditions of the proposed method, the yield of epoxide is close to quantitative - 93-100% (data

00

5five

5five

ГЖХ), но при обработке в св зи с высокой летучестью эпоксида снижаетс  до 61% (опыты 3-5).-GLC), but when processed due to the high volatility of the epoxide, it decreases to 61% (experiments 3-5).

Кроме того, предлагаемый способ  вл етс  универсальным, т.е. позвол ет получить целый р д эпоксидов, которые не могут быть получены известным способом.In addition, the proposed method is universal, i.e. allows to obtain a number of epoxides, which cannot be obtained in a known manner.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ получени  1-оксаспироЈ2, алканов эпоксидированием соотве/гству- кмцего метиленциклоалкана надуксусной кислотой в органическом растворителе с последующим выделением целевого продукта , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  выхода целевого продукта, повышени  универсаль- . ности способа, метиленциклоалканы эпоксидируют 35-50%-ным раствором водной надуксусной кислоты в присутствии безводного карбоната натри  при мол рном соотношении олефина, надуксусной кислоты и карбоната натри  1:(1,1-1,5):(1,25-1,75) при 20-50°С в среде дихлорметана.The method of obtaining 1-oxaspiro-2, alkanes by epoxidizing the corresponding methylene cycloalkane with peracetic acid in an organic solvent followed by isolation of the target product, characterized in that, in order to increase the yield of the target product, increase the universal-. In this way, methylenecycloalkanes are epoxidized with a 35-50% aqueous peracetic acid solution in the presence of anhydrous sodium carbonate at a molar ratio of olefin, peracetic acid and sodium carbonate 1: (1.1-1.5) :( 1.25-1, 75) at 20-50 ° C in dichloromethane.