Abstraktní
Proces přípravy 3,4-dimethoxyphenylacetone je zveřejněna, která spočívá v elektrolyticky epoxidating isoeugenol-methyl ve směsi se skládá z vody a dipolární aprotickém rozpouštědle, v přítomnosti Br - ionty, a isomerizing tak získal epoxid, v inertním organickém rozpouštědle, v přítomnosti katalytických množství soli lithia, pomocí tepla při teplotách tvoří v rozmezí od 50 ° C až do teploty refluxu rozpouštědla.
Vynález se týká způsobu přípravy 3,4-dimethoxyphenylacetone pomocí epoxidace elektrochemické isoeugenol-methyl a následnou katalytickou izomerace tak získal epoxid.
3,4-dimethoxyphenyl aceton je užitečný meziprodukt při syntéze α-methyldopa, (α-methyl-(- (3,4-dihydroxyphenyl)-alaninu, důležitý antihypertenziv (
US Pat 2.868.818. ).
Stav dosavadního stavu techniky
Příprava 3,4-dimethoxyphenylacetone pomocí oxidace isoeugenol-methyl organickými peracids (performic kyselina nebo kyseliny peroctové), dát střední diol, který je následně přeměněn na keton kyselými hydrolýzy je znám ( cca 82, 72640 , 1975 a CA 69, 106243, 1968 ). Takové metody mají však nevýhodu vyžadovat použití nebo organické peracids, nebezpečnost, která je známá.
Kromě toho je příprava známý 3,4-dimethoxyphenylacetone od od veratraldehyde přes reakci Darzens ( CA 101, 152292, 1984 ), nebo od 3,4-dimethoxyphenylacetic kyseliny kondenzací s acetanhydridu a ketene ( CA 102, 24290, 1985 ). Takové metody však nemají vliv ekonomicky přijatelný, a jsou potíže proveditelný na průmyslovou základnu, hlavně kvůli vysokým nákladům a není snadné dostupnosti výchozích produktů.
Účelem tohoto vynálezu je příprava 3,4-dimethoxyphenylacetone pomocí jednoduché, levné, vysoce selektivní a vysoce úročených proces, který lze snadno dosáhnout v průmyslovém měřítku pomocí non-nebezpečné reaktantů a levné, snadno dostupné od produkty.
Bylo zjištěno, že se výše uvedený účel, a ještě jiné účely, je dosaženo prostřednictvím procesu, který zahrnuje epoxidace elektrochemické isoeugenol-methyl a následnou katalytickou izomerace získaných epoxidu na 3,4-dimethoxyphenylacetone.
Popis vynálezu
Proto je předmětem tohoto vynálezu je postup pro přípravu 3,4-dimethoxyphenylacetone, vyznačuje tím, že:
- Isoeugenol-methyl ( I ) je předložen elektrolýzy v ne-rozdělený elektrochemického článku, ve střední tvoří dipolární aprotickém rozpouštědla a vodného roztoku obsahujícího alkalické bromid nebo alkalických zemin, kovových bromid nebo kvartérní amoniové bromid, v takovou částku, aby se alespoň 0,6 mol Br -ionty na vodu litr, s grafitem nebo anody anody tvořené titanu potažené oxidy drahých kovů skupiny VIII nebo jeho směsných oxidů kovů s ventilem od vybraného Ti, Nb , Ta a Zr.
- Epoxidové ( II ), izolovaný z reakční směsi vzniklé ( ) krokem je předložen izomerizace, v inertním organickém rozpouštědle, a za přítomnosti katalyzátoru množství sůl lithia vybrané z lithium jodidu, bromidu a chloristan, tím, že zahřáté na teplotu tvoří v rozmezí od 50 ° C na teplotu refluxu rozpouštědlo, k výrobě methyl keton ( III ).
Elektrolýze reakce ( ), což vede ke vzniku epoxidu, může být provedena i dávky, moudrý a trvale, při teplotách které jsou zahrnuty do rozsahu od 0 ° C až 50 ° C, nejlépe od 10 ° C až 30 ° C, se současným intenzity vyšší než 100 A / m 2 se používá, a reakční směs míchá udržován tím, že míchání mechanického typu, nebo získat využitím turbulence, jak vytvořené plyny vznikající při elektrochemické reakce.
Vzhledem k tomu, dipolární aprotická rozpouštědla, např. acetonitril, dimethylformamid, dimethylsulfoxid, sulpholane, N-methylpyrrolidon a dimethylacetamidu, nejlépe acetonitrilu a dimethylformamidu, mohou být použity.
Obecně platí, že objemový poměr dipolární aprotickém rozpouštědla s vodou tvoří v rozmezí od 01:01 do 10:01 a koncentrace isoeugenol-methyl ( I ) ve směsi, kterou tvoří rozpouštědla a vody vyšší než 10 g / L je používán.
Aby bylo možné dosáhnout vysoké selektivitu a vysoké výnosy z epoxidové ( II ), bylo zjištěno, zejména to, že použití je nutné při elektrolýze reakce ( ), jak vysoká koncentrace Br - ionty, vyšší než 0,6 mol / l vody, až koncentrace odpovídající maximální rozpustnost v H 2 O použitých bromidu a anody tvořené grafitu nebo titanu potažené oxidy drahých kovů skupiny VIII periodické soustavy, například s oxidy nebo Ru Směsi oxidů kovů, stejně jako s ventilem kovy jako Ti, Zr, Nb a Ta. Ve skutečnosti je používání nízkých koncentrací Br -ionty a společnou anodou Pt vede ke vzniku značného množství vedlejších produktů, především tvoří dimerization produktů. Vysoká koncentrace bromidů v reakční směsi, kromě upřednostňuje výnos epoxid, poskytuje jednodušší konci oddělení epoxidu z organických reakcí fáze a navíc umožňuje vysokou proudovou účinnost má být dosaženo.
Reakce ( b ) o izomerace epoxidové ( II ) na keton ( III ), v přítomnosti katalytických množství soli lithia, se koná s vysokými výnosy a regioselektivní způsobem. Obecně platí, že množství soli lithia jsou zahrnuty do rozsahu 0,05 až 0,4 mol na mol epoxidové ( II ), a koncentrace epoxidového v organickém rozpouštědle tvoří v rozmezí od 5 do 50 g/100 ml rozpouštědla se používají.
Jako inertní organická rozpouštědla, např. acetonitrilu a (C 1 -C 4 )-alkyl acetáty, nejlépe ethylacetát, mohou být použity. Doba trvání izomerace reakce se může pohybovat od 2 do 10 hodin, v závislosti na přijaté experimentální parametry.
Podle praktických provozních způsobem, aby ne-rozdělené buňky elektrochemické vodného roztoku alkalických kovů bromid je zpoplatněn, a to Organický roztok olefinů ( I ), které zní, pak se teplota je udržována na hodnotě předem zahrnoval v rozmezí od 10 ° C až 30 ° C, aktuální výši jsou zahrnuty do rozsahu 2 až 2,6 Faradayovou na olefinů krtek je předán do výchozí olefinů zmizel.
Poté, co reakce byla dokončena, epoxidové ( II je) oddělen od vodné fáze obsahující alkalické kovy bromidy.Tak získal epoxidové se rozpustí v organickém rozpouštědle vybrané pro další izomerace krok, např. v alkyl-acetát, aby to katalytické množství lithia soli se přidá a reakce hmota se zahřívá při teplotě kondenzace na nezbytně nutnou dobu pro izomerace být dokončen.
Sůl lithia se pak oddělí od organické fáze pomocí vodní roztoky, nebo přidáním vhodného nesolventním a následné filtrace.
Keton ( III ) je konečně získané odpařením jeho organický roztok do sucha, a ukazuje na chromatografickou analýzou, čistota (90%. Potom, v případě potřeby jejich dalšího čištění může být prováděna pomocí běžné techniky, např. destilace, kapalinové chromatografie.
Nějaký non-omezující příklady jsou nyní dodávány účelem znázornění vynálezu.
Příklady
Příklad 1
6.27 g z nábř se rozpustí v 25 ml H 2 O a 125 ml CH 3 CN, je směs pak silně míchá pomocí magnetické míchání, a to o 3.76 g isoeugenol-methyl ( I ) se přidá. Získaná směs se pak electrolysed v 250-ml-není rozdělený elektrochemických buněk, s konstantním proudem 850 mA, dva grafitové anody s celkovou plochou cca 17 cm 2 , a centrální nerezové oceli katody mají povrch asi 25 cm 2 se používá, se vzdáleností mezi elektrodami asi 1 cm. 5200 Přívěsky jsou předány, se reakční směs je uchovávána při teplotě 20 ° C.
Z reakční směsi, propuštěn z cely elektrochemické, dvě fáze, tj. vodné fáze, obsahující Br - ionty, a organická fáze obsahující acetonitrilu a produkt reakce, jsou od sebe odděleny. Z organické fáze acetonitril se odpaří za sníženého tlaku, a výsledný produkt reakce 40 ml ethylacetátu se přidá.
GC analýza organické fáze ukazuje přítomnost epoxidové ( II ) s> 90% čistota.
Reakční směsi v ethylacetátu se pak převede do 100 ml reaktoru, očištěný v dusíkové atmosféře, je 340 mg LII dodal a celá hmota se poté zahřívá, mechanické míchání, v olejové lázni, až do ethylacetátu teplotě kondenzace. Vytápění je dále po dobu 5 hodin, až do zániku epoxidové ( II ), o čemž svědčí chromatografie na tenké vrstvě.
Reakční produkt se ochladí na teplotu místnosti se vymyje 10 ml H 2 O s účelem odstranění lithium jodidu a je pak na dehydratovaná Na 2 SO 4 .
3.57 g se získá z dimethoxy-phenylacetone ( III ), jak je stanoveno v plynové chromatografie s vnitřní analýzu úrovně 4,4-dimethoxybenzophenone. Výnos z keton ( III ), vzhledem k olefinů ( I ), používané jako výchozí materiál je 87,1%.
Příklad 2
Příklad 1 se opakuje stejným způsobem, s tou výjimkou, že v kroku izomerace 250 mg LiBr namísto 340 mg LII se používá, a že výsledky reakční čas na 10 hodin, místo 5 hodin. Tímto způsobem, výtěžek ketonu ( III ) o 86% ve srovnání s olefinů ( I se získá), používá jako výchozí materiál.
Příklad 3
Do 250-ml-není rozdělený elektrochemické buňky, 125 ml CH 3 CN, 25 ml H 2 O, 6.47 g z nábř a 2.78 g z isoeugenol-methyl ( I ) je přidán. Směs se electrolysed na konstantní proud 350 mA, s titanovým povlakem anodou se smíšeným Ru-Ti oxidů (50:50 hmotnosti), s celkovou plochou cca 7 cm 2 , a centrální nerezové oceli katody mají plocha cca 15 cm 2 se používá, se vzdáleností mezi elektrodami asi 1 cm. Přes buněčnou jsou 4.000 Přívěsky prošel, se reakční směsi je udržována na teplotě 20 ° C.
Reakční směs je pak zpracován v souladu s příslušnými postupy, jak je uvedeno v příkladu 1 , dokud se roztok reakčního produktu v ethylacetátu se získá, k takovému řešení, se přidá 337 mg LII. Směs se pak pod zpětným chladičem (v ethylacetátu refluxu teploty) po dobu 5 hodin, a tento proces bude pokračovat, jak je popsáno v příkladu 1 , do 2.795 g se získá z ketonu ( III ), s výnosem 92,2% ve srovnání s olefinů ( I ), používané jako výchozí materiál.
Příklad 4
Do 250-ml-není rozdělený elektrochemické buňky, 125 ml CH 3 CN, 25 ml H 2 O, 6.40 g nábř a 2.675 g o-methyl isoeugenol ( I ) je přidán. Směsi udržována na 20 ° C, je electrolysed, se stejným konstantním proudem a hustotou stejnou sadu elektrod z příkladu 1 se používá, přes buněčnou 3625 Přívěsky, rovnající se 2,5 Faradayovou / mol, že prošel. Reakční směs se pak převede do rotační odparce, CH 3 KN, které mají být odstraněny ve vakuu. Výsledný produkt reakce se pak extrahuje třikrát 30 ml ethylacetátu, a poté se suší Na 2 SO 4 . Organický extrakt, soustředěna do objemu 25 ml a 160 mg přidané LII, se zpětným chladičem (v ethylacetátu refluxu teploty) po dobu 6 hodin.
Tento proces pokračuje, jak je popsáno v příkladu 1 , a 2.54 g se získá z ketonu ( III ), s výnosem 86,5% ve srovnání s olefinů ( I ), používané jako výchozí materiál.
Příklad 5
Do 250-ml-není rozdělený elektrochemické buňky, 135 ml CH 3 CN, 15 ml H 2 O, 6.20 g nábř a 2.82 g z olefinů ( I ) je přidán. Směsi udržována na 20 ° C, je electrolysed pomocí stejné elektrody jako vpříkladu 1 , ale s konstantní proudové hustoty 1,7 se používá, až po buňky jsou coulombech 4000 bylo schváleno. Reakční směs je pak zpracován, jak je popsáno v příkladu 4 . 2.56 g se získá z ketonu ( III ), s výnosem 83,2%, vypočtené relativně k olefinů ( I ), používané jako výchozí materiál.
Příklady 6-9
Do 250-ml-není rozdělený elektrochemické buňky, 100 ml DMF, 50 ml H 2 O, 6.72 g na 4,25 g na nábř a isoeugenol-methyl ( I ) je nabitá. Směs se pak electrolysed za stejných podmínek a za použití stejné sady elektrod, použitý v příkladu 1 , s celkovým počtem 5.670 Přívěsky, že prošel. Na konci reakce se směs vybitá, k tomu se přidá 250 ml 20% vodného roztoku NaCl, a to je pak extrahuje čtyřikrát 50 ml ethylacetátu. Extrakt se promyje dvakrát 50 ml 20% vodného roztoku NaCl, a poté suší. Organický extrakt se koncentruje na objem 100 ml rozpouštědla se odpaří. Na tři poměrné části, 20 ml, řečené extrakt, jsou reakce isomerization provádí ethyl octan teplotě refluxu, pomocí stejného soli lithia a reakční doby, jak je uvedeno v tabulce 1 .
Tabulka 1
Ex. | Solventní | Salt - Částka | Čas | Conv | Výnos |
6 | Ethyl-acetát | LII | 180 mg | 6 h | 100% | 91,4% |
7 | Ethyl-acetát | LiBr | 140 mg | 10 h | 100% | 87,7% |
8 | Ethyl-acetát | LiClO 4 | 160 mg | 10 h | 60% | 45,8% |
9 | Acetonitril | LII | 185 mg | 6 h | 100% | 77,1% |
Od čtvrtého poměrné části 20 ml výše zmíněného extraktu ethylacetátu se odpaří a nahradit stejným množstvím acetonitrilu.Izomerace reakční produkt se pak provádí při teplotě refluxu acetonitril, s lithium solí a reakční dobu používán, jak je uvedeno vtabulce 1 .
V tabulce 1 také převody a výtěžky ketonu ( III ), vypočtené na relativně olefinů ( I ), používané jako výchozí materiál, jsou uvedeny pro každý příklad.
Reklamace
- Proces přípravy 3,4-dimethoxyphenylacetone, vyznačuje tím, že:
- Isoeugenol-methyl se předkládá elektrolýzy v ne-rozdělený elektrochemického článku, ve střední tvoří dipolární aprotickém rozpouštědla a vodného roztoku obsahujícího alkalické bromid nebo alkalických zemin, kovových bromid nebo kvartérní amoniové bromid, v takovém množství jak mít alespoň 0,6 mol Br - ionty na vodu litr, s grafitem nebo anody anody tvořené titanu potažené oxidy drahých kovů skupiny VIII nebo jeho směsných oxidů kovů s ventilem od vybraného Ti, Nb, Ta a Zr.
- Epoxidové izolovaný z reakční směsi vzniklé ( ) krokem je předložen izomerizace, v inertním organickém rozpouštědle, a za přítomnosti katalyzátoru množství lithium solí lithia vybrané z jodidu, bromidu a chloristan, tím, že se zahřívá na teploty tvoří v rozmezí od 50 ° C na teplotu refluxu rozpouštědla.
- Postupu podle nároku 1, vyznačující se tím, že elektrolýza probíhá při teplotách které jsou zahrnuty do rozsahu od 0 ° C až 50 ° C, s použitím proudová hustota vyšší než 100 A / m 2 .
- Způsob podle jednoho nebo obou nároků 1-2 , vyznačující se tím, že poměr objemu dipolární aprotickém rozpouštědla do vody je tvořena v rozmezí od 01:01 do 10:01, a že koncentrace isoeugenol-methyl v směs, kterou tvoří dipolární aprotickém rozpouštědla a vody je vyšší než 10
- Postupu podle nároku 3 , kde dipolární aprotickém rozpouštědlo je vybráno z acetonitrilu a dimethylformamid.
- Způsob podle jednoho nebo více z nároků 1-4 , v němž v roce ( b ) izomerace reakci množství lithia soli zahrnuty do té rozsahu 0,05 až 0,4 mol / mol epoxidové ( II ), a koncentrace v epoxidu inertní organické rozpouštědlo tvoří v rozmezí od 5 do 50 g/100 ml rozpouštědla se používá.
- Postupu podle nároku 5 , vyznačující se tím, že inertní organické rozpouštědlo je vybráno z acetonitrilu a ethylacetátu.