Патент на изобретение №2254328
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 4-ЗАМЕЩЕННЫХ АЛКИЛ 3-ОКСОБУТАНОАТОВ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области синтеза 1,3-дикарбонильных соединений, к новому способу получения 4-замещенных алкил 3-оксобутаноатов: где R=С6H5СН2, 2-F-6-ClC6Н3СН2, 2,6-Cl2С6Н3СН2, 1-C10H7CH2, Ph2СН; Alk=Me;R=1-AdCH2, Alk=i-Pr, которые находят применение в качестве предшественников противовирусных средств пиримидинового ряда. Способ заключается в ацилировании в дихлорметане 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона ацилхлоридами в присутствии триэтиламина с последующим алкоголизом 5-(1-гидроксиэтилиден)-2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона, причем ацилирование осуществляется ацилхлоридами в присутствии триметилсилилхлорида, при мольном соотношении 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-дион:ацилхлорид:триметилсилилхлорид:триэтиламин, равном 1-2:1:1,1:3,5, с образованием промежуточного продукта 5-[1-(триметилсилилокси)этилиден]-2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона, который подвергается гидролизу с образованием 5-(1-гидроксиэтилиден)-2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона, с его последующим алкоголизом и образованием целевого продукта. Техническим результатом является повышение выхода и чистоты заявляемых соединений. 1 з.п. ф-лы.
(56) (продолжение): CLASS=”b560m”Синтез, противовирусная и цитотоксическая активность 2-(алкилтио)-6-бензгидрил-4(3Н)-пиримидинонов. Химико-фармацевтический журнал, № 9, с. 22-24, 2003.
Предлагаемое изобретение относится к области синтеза 1,3-дикарбонильных соединений, конкретно к способу получения 4-замещенных алкил 3-оксобутаноатов формулы: где R=С6Н5СН2, 2-F-6-СlС6Н3СН2, 2,6-Сl2С6Н3СН2, 1-С10Н7СН2, Ph2CH; Alk=Me. R=1-AdCH2, Alk=i-Pr, которые находят применение как предшественники противовирусных средств пиримидинового ряда. Известны способы получения 4-замещенных алкил 3-оксобутаноатов путем ацилирования 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона в виде натриевой соли, в абсолютном ДМФА, ангидридами карбоновых кислот с последующим алкоголизом продукта ацилирования [Houghton R.P., Lapham D.J. /A modified preparation of Недостатком этого метода является необходимость предварительного получения натриевой соли 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона, использование дорогостоящего растворителя (без регенерации) и дорогостоящих ацилирующих агентов. Кроме этого, выход целевых продуктов в этом случае составляет 25-83%. Недостатком этих способов является использование дорогостоящих ацилирующих агентов, наряду с дорогостоящим основанием (4-(диметиламино)пиридином). Выход целевых продуктов не превышает 12% (при использовании пиридина) и 60-72% (при использовании 4-(диметиламино)пиридина). Известен способ получения 4-замещенных алкил 3-оксобутаноатов, заключающийся в ацилировании 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона ацилхлоридами в присутствии безводного пиридина в абсолютном дихлорметане с последующим расщеплением продуктов ацилирования алкоголизом [Oikawa Y., Sugano К., Yonemitsu О. /Meldrum’s acid in organic synthesis. 2. A general and versatile synthesis of Несмотря на то, что в случае простых алифатических алкил 3-оксобутаноатов этот метод позволяет получить целевые продукты с выходом до 92% [Oikawa Y., Sugano К., Yonemitsu О. /Meldrum’s acid in organic synthesis. 2. A general and versatile synthesis of Недостатком данного метода является также относительно низкая степень чистоты целевых продуктов. Недостатком данного метода является использование дорогостоящего основания, в то время как выход целевого продукта не превышает 85%. Недостатком этого способа является то, что выход 4-арилзамещенных алкил 3-оксобутаноатов не превышает 78-87%, а выход 4-(1-адамантил)-3-оксобутаноатов – 62%. Задачей предлагаемого технического решения является разработка нового технологичного способа получения 4-замещенных алкил 3-оксобутаноатов, позволяющего проводить синтез в мягких условиях, с использованием дешевых основания и растворителя и получением целевых продуктов с высокими выходом и степенью чистоты. Техническим результатом является повышение выхода и чистоты заявляемых соединений. Предлагаемый технический результат достигается в способе получения 4-замещенных алкил 3-оксобутаноатов общей формулы: где R=С6Н5СН2, 2-F-6-СlС6Н3СН2, 2,6-Сl2С6Н3СН2, 1-C10H7CH2, Рh2СН; Аlk=Me; R=1-AdCH2, Alk=i-Pr, заключающемся в ацилировании в дихлорметане 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона ацилхлоридами в присутствии триэтиламина с последующим алкоголизом 5-(1-гидроксиэтилиден)-2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона, причем ацилирование осуществляется ацилхлоридами в присутствии триметилсилилхлорида, при мольном соотношении 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-дион: ацилхлорид: триметилсилилхлорид: триэтиламин, равном 1-2:1:1,1:3,5, с образованием промежуточного продукта 5-[1-(триметилсилилокси)этилиден]-2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона, который подвергается гидролизу с образованием 5-(1-гидроксиэтилиден)-2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона, с его последующим алкоголизом и образованием целевого продукта. В качестве ацилхлоридов используются 2-фенилацетилхлорид, 2-(2-фтор-6-хлорфенил)ацетилхлорид, 2-(2,6-дихлорфенил)ацетилхлорид, 2-(1-нафтил)ацетилхлорид, 2,2-дифенилацетилхлорид или 2-(1-адамантил)ацетилхлорид. Сущностью предлагаемого способа является ацилирование 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона с сопутствующим силилированием образующегося 5-(1-гидроксиэтилиден)-2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона, гидролизом продукта силилирования и алкоголизом гидролизата: где R=С6Н5СН2, 2-F-6-СlС6Н3СН2, 2,6-Сl2С6Н3СН2, 1-С10Н7СН2, Рh2СН; Alk=Me. R=1-AdCH2, Alk=i-Pr Применение триметилсилилхлорида при проведении ацилирования 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона не является традиционным. Эта модификация процесса ацилирования направлена на превращение образующегося 2,2-диметил-5-(2-гидроксиэтилиден)-2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона в его триметилсилиловый эфир. Это позволяет полностью предотвратить протекание процесса O-ацилирования 2,2-диметил-5-(2-гидроксиэтилиден)-2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона, что существенно повышает выход целевого 4-замещенного 3-оксобутаноата и практически исключает образование побочных продуктов (соответствующей исходному ацилхлориду кислоты и ее алкилового эфира), образующихся по следующим схемам. Схема образования примеси алкилового эфира кислоты, соответствующей исходному ацилхлориду: Схема образования кислоты, соответствующей исходному ацилхлориду: Необходимость применения избытка триметилсилилхлорида обусловлена гидролитической нестабильностью реагента и его частичным гидролизом при проведении манипуляций. В связи с этим применение стехиометрического количества триметилсилилхлорида приводит к снижению выхода целевого 4-замещенного алкил 3-оксобутаноата. Применение избытка триметилсилилхлорида свыше 1,1 не приводит к повышению выхода целевого продукта. Триэтиламин берется в избытке в связи с тем, что 2 эквивалента основания расходуются для связывания двух эквивалентов хлористого водорода, отщепляющегося при ацилировании и силилировании, а еще 1,5 эквивалента служат для эффективного депротонирования 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона. 2,2-Диметил-1,3-диоксан-4,6-дион также берется в избытке по отношению к ацилхлориду для обеспечения полной конверсии последнего в целевой продукт. При применении стехиометрического количества 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона приводит к снижению выхода 4-замещенных алкил-3-оксобутаноатов. Применение избытка 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона свыше 1,03 также приводит к снижению выхода целевых продуктов за счет осложнения процедуры его очистки. Преимуществом данного способа является возможность получения практически любых 4-замещенных алкил 3-оксобутаноатов с выходом, близким количественному, и высокой степенью чистоты. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Получение 4-замещенных 3-оксобутаноатов. В трехгорлый реактор с магнитной мешалкой, снабженный внутренним термометром, капельной воронкой с компенсатором давления и влагозащитной трубкой, помещается безводный дихлорметан и переосажденный 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-дион. Полученная смесь перемешивается при охлаждении льдом. Когда температура смеси достигает 0°С, к реакционной массе по каплям, в течение 30 минут прибавляется безводный триэтиламин. После прибавления примерно половины триэтиламина температура реакционной массы достигает 10-15°С, а к концу прибавления триэтиламина вновь опускается до 0°С. Затем к реакционной массе при перемешивании по каплям прибавляется триметилсилилхлорид. При этом также происходит незначительное повышение температуры реакционной массы и последующее ее понижение до 0°С. При этой температуре к реакционной смеси по каплям при интенсивном перемешивании прибавляется раствор ацилхлорида в безводном дихлорметане. Скорость прибавления раствора ацилхлорида регулируется таким образом, чтобы внутренняя температура не превышала 2°С. После прибавления всего раствора ацилхлорида реакционная масса перемешивается еще 1 час при 0°С. Затем ледяная баня убирается, и реакционная масса перемешивается до тех пор, пока ее температура не достигнет 22°С. При этой температуре реакционная масса перемешивается еще 1-24 часа. Затем реакционная смесь выливается в смесь 2N серной кислоты и льда. Полученная двухфазная система интенсивно встряхивается в делительной воронке. Органический слой отделяется, а водный извлекается дихлорметаном. Объединенные органические вытяжки промываются 2N водным раствором холодной серной кислоты, водой и сушатся безводным сульфатом натрия. После фильтрования от осушителя растворитель удаляется в вакууме водоструйного насоса при температуре бани не выше 40°С. К остатку прибавляется абсолютный алканол, и реакционная смесь кипятится с обратным холодильником и защитой от влаги в течение 3-х часов. После удаления растворителя в вакууме водоструйного насоса остаток очищается вакуумной перегонкой. Изобретение иллюстрируется следующими примерами: Пример 1. Метил 3-оксо-4-фенилбутаноат. В трехгорлый реактор на 100 мл с магнитной мешалкой, снабженный внутренним термометром, капельной воронкой с компенсатором давления и влагозащитной трубкой, помещается безводный дихлорметан (20 мл) и переосажденный 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-дион (7,06 грамма, 49,0 ммоль). Полученная смесь перемешивается при охлаждении льдом. Когда температура смеси достигает 0°С, к реакционной массе по каплям, в течение 30 минут прибавляется безводный триэтиламин (16,82 г, 166,3 ммоль). После прибавления примерно половины триэтиламина температура реакционной массы достигает 10-15°С, а к концу прибавления триэтиламина вновь опускается до 0°С. Затем к реакционной массе при перемешивании по каплям прибавляется триметилсилилхлорид (5,68 г, 52,3 ммоль). При этом также происходит незначительное повышение температуры реакционной массы и последующее ее понижение до 0°С. При этой температуре к реакционной массе по каплям при интенсивном перемешивании прибавляется раствор свежеперегнанного 2-фенилацетилхлорида (7,35 г, 47,5 ммоль) в безводном дихлорметане (15 мл). Скорость прибавления раствора хлорангидрида регулируется таким образом, чтобы внутренняя температура не превышала 2°С (на это требуется около 2,5 часов). После прибавления всего раствора хлорангидрида реакционная масса перемешивается еще 1 час при 0°С. Затем ледяная баня убирается, и реакционная масса перемешивается до тех пор, пока ее температура не достигнет 22°С. При этой температуре реакционная масса перемешивается еще 1 час. Затем реакционная смесь выливается в смесь 2N серной кислоты (65 мл) и 100 г льда. Полученная двухфазная система интенсивно встряхивается в делительной воронке. Органический слой отделяется, а водный -извлекается дихлорметаном (3·15 мл). Объединенные органические вытяжки промываются 2N водным раствором холодной серной кислоты (50 мл), водой (50 мл) и сушатся безводным сульфатом натрия. После фильтрования от осушителя растворитель удаляется в вакууме водоструйного насоса при температуре бани не выше 40°С. К остатку прибавляется абсолютный метанол (75 мл), и реакционная смесь кипятится с обратным холодильником и защитой от влаги в течение 3-х часов. После удаления растворителя в вакууме водоструйного насоса остаток очищается вакуумной перегонкой. Выход метил 3-оксо-4-фенилбутаноата – 9,04 г (99%). Т. кип.111-112°С/3 мм рт. ст. Соотношения исходных реагентов: 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-дион:ацилхлорид:триметилсилилхлорид:триэтиламин составляют 1,03:1:1,1:3,5. Пример 2. Метил 3-оксо-4-фенилбутаноат. Выполняется аналогично примеру 1, за исключением соотношения исходных реагентов: 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-дион:ацилхлорид:триметилсилилхлорид:триэтиламин составляют 1:1:1,1:3,5. Выход метил 3-оксо-4-фенилбутаноата – 93%. Пример 3. Метил 3-оксо-4-фенилбутаноат. Выполняется аналогично примеру 1, за исключением соотношения исходных реагентов: 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-дион:ацилхлорид:триметилсилилхлорид:триэтиламин составляют 2:1:1,1:3,5. Выход метил 3-оксо-4-фенилбутаноата – 96%. Пример 4. Метил 4-(2-фтор-6-хлорфенил)-3-оксобутаноат. Выполняется аналогично примеру 1, за исключением использования 2-(2-фтор-6-хлорфенил)ацетилхлорида в качестве ацилхлорида. Соотношения исходных реагентов: 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-дион:ацилхлорид:триметилсилилхлорид:триэтиламин составляют 1,03:1:1,1:3,5. Выход метил 3-оксо-4-(2-фтор-6-хлорфенил)бутаноата -94%. Т. кип.131-132°С/3 мм рт. ст. Т. пл. 51.5-53°С (из петр. эфира 40-70). Масс-спектр, m/z (Iотн, %): 244 (11.1%) [M+], 213 (1.6%), 185 (2.4%), 171 (9.5%), 143 (91.3%), 115 (19.8%), 101 (81.7%), 59 (100%) Пример 5. Метил 4-(2,6-дихлорфенил)-3-оксобутаноат. Выполняется аналогично примеру 1, за исключением использования 2-(2,6-дихлорфенил)ацетилхлорида в качестве ацилхлорида. Соотношения исходных реагентов: 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-дион:ацилхлорид:триметилсилилхлорид:триэтиламин составляют 1,03:1:1,1:3,5. Выход метил 3-оксо-4-(2,6-дихлорфенил)бутаноата – 94%. Т. кип.145-146°С/1-2 мм рт. ст. Т. пл. 82,5-84°С (из петр. эфира 40-70). Масс-спектр, m/z (Iотн, %): 260 (8.9%) [М+], 229 (1.4%), 201 (5.5%), 159 (40.4%), 123 (21.2%), 101 (100%), 73 (13.0%), 59 (76.7%) Пример 6. Метил 4-(1-нафтил)-3-оксобутаноат. Выполняется аналогично примеру 1, за исключением использования 2-(1-нафтил)ацетилхлорида в качестве ацилхлорида. Соотношения исходных реагентов: 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-дион:ацилхлорид:триметилсилилхлорид:триэтиламин составляют 1,03:1:1,1:3,5. Выход метил 3-оксо-4-(1-нафтил)бутаноата – 97%. Т. кип.183-184°С/2 мм рт. ст. n24 D=1,588 Масс-спектр, m/z (Iотн, %): 242 (11.5%) [M+], 211 (2.7%), 183 (1.8%), 169 (22.1%), 141 (100%), 115 (33.6%), 101 (22.1%), 59 (23.9%) Пример 7. Метил 4,4-дифенил-3-оксобутаноат. Выполняется аналогично примеру 1, за исключением использования 2,2-дифенилацетилхлорида в качестве ацилхлорида. Соотношения исходных реагентов: 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-дион:ацилхлорид:триметилсилилхлорид:триэтиламин составляют 1,03:1:1,1:3,5. Выход метил 3-оксо-4,4-дифенилбутаноата – 98%. Т. кип.172-174°С/1-2 мм рт. ст. n28.5 D=1,562 Масс-спектр, m/z (Iотн, %): 268 (5.4%) [M+], 195 (2.3%), 167 (100%), 101 (31.5%), 91 (4.6%), 77 (10%), 73 (17.7%), 59 (15.4%) Пример 8. Изопропил 4-(1-адамантил)-3-оксобутаноат. Выполняется аналогично примеру 1, за исключением использования 2-(1-адамантил)ацетилхлорида в качестве ацилхлорида, времени перемешивания реакционной массы – 24 часа и применения изопропанола, вместо метанола при алкоголизе. Соотношения исходных реагентов: 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-дион:ацилхлорид:триметилсилилхлорид:триэтиламин составляют 1,03:1:1,1:3,5. Выход изопропил 4-(1-адамантил)-3-оксобутаноата -90%. Т. кип.163-165°С/1-2 мм рт. ст. Масс-спектр, m/z (Iотн, %): 278 (1.4%) [M+], 235 (1.5%), 219 (1.5%), 191 (1.3%), 177 (5.7%), 149 (3.6%), 135 (100%), 107 (7.1%) Как следует из представленных примеров, предложенный нами способ получения 4-замещенных алкил 3-оксобутаноатов является технологичным, позволяет получать широкий спектр указанных соединений с высоким выходом и высокой чистотой.
Формула изобретения
1. Способ получения 4-замещенных алкил 3-оксобутаноатов общей формулы где R=С6H5СН2, 2-F-6-ClC6Н3СН2, 2,6-Cl2С6Н3СН2, 1-C10H7CH2, Ph2СН; Alk=Me; R=1-AdCH2, Alk=i-Pr заключающийся в ацилировании в дихлорметане 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона ацилхлоридами в присутствии триэтиламина с последующим алкоголизом 5-(1-гидроксиэтилиден)-2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона, отличающийся тем, что ацилирование осуществляется ацилхлоридами в присутствии триметилсилилхлорида, при мольном соотношении 2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-дион:ацилхлорид:триметилсилилхлорид:триэтиламин, равном 1-2:1:1,1:3,5, с образованием промежуточного продукта 5-[1-(триметилсилилокси)этилиден]-2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона, который подвергается гидролизу с образованием 5-(1-гидроксиэтилиден)-2,2-диметил-1,3-диоксан-4,6-диона, с его последующим алкоголизом и образованием целевого продукта. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве ацилхлоридов используются 2-фенилацетилхлорид, 2-(2-фтор-6-хлорфенил)ацетилхлорид, 2-(2,6-дихлорфенил)ацетилхлорид, 2-(1-нафтил)ацетилхлорид, 2,2-дифенилацетилхлорид или 2-(1-адамантил)ацетилхлорид.
|
||||||||||||||||||||||||||