Способ получения метилзамещенных бензальдегидов

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТИЛЗАМЕЩЕННЫХ БЕНЗАЛЬДЕГИДОВ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт биоорганической химии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Рубинов Дмитрий Брониславович Желдакова Татьяна Анатольевна Рубинова Ирина Леоновна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт биоорганической химии Национальной академии наук Беларуси(56). ,,., 1967. . 47. - . 1-3.2000264856 , 2000.1151534 , 1989.11279104 , 1999.458975, 1975.11932381, 2002.232229, 1968. Синтезы органических препаратов.М. Издательство иностранной литературы Сб. 2, 1949. - С. 464-467.(57) Способ получения метилзамещенных бензальдегидов формулы,гдеравно 1, 2 или 3,заключающийся в том, что метилзамещенный бензол подвергают взаимодействию с формилирующим агентом в присутствии 20 -ного избытка катализатора 4, при этом в качестве формилирующего агента используется реагент, полученный при взаимодействии метилформиата и пятихлористого фосфора в растворе хлористого метилена. Изобретение относится к усовершенствованному способу получения метилзамещенных ароматических альдегидов формулы -с с помощью дихлорметилметилового эфира. 9847 1 2007.10.30 Ароматические альдегиды, и в частности метилзамещенные, например, 2,4,6-триметилбензальдегид (мезитальдегид) 1 а, являются ценными полупродуктами в синтезе противозлаковых гербицидов и их аналогов 1. Известно несколько эффективных способов синтеза метилзамещенных бензальдегидов 1 из метилзамещенных бензолов 2 с использованием различных формилирующих реагентов. Так, например, формилирующим реагентом может выступать цианистый водород(либо цианид цинка) в присутствии хлористого водорода и хлорида алюминия 2. Этот способ дает выходы альдегидов 1 примерно 75-80 . Существенный недостаток способа необходимость применения токсичных (тетрахлорэтан) и высокотоксичных (синильная кислота или цианиды) веществ. Известно также использование в качестве формилирующего реагента смеси газообразных окиси углерода и хлористого водорода при комнатной температуре в присутствии хлоридов алюминия или меди по методике 3. Основными недостатками этого способа формилирования являются медленное протекание реакции - 7-10 часов и образование побочных продуктов, что снижает выход целевого продукта - до 65 . Более высокие выходы альдегидов наблюдаются только при использовании высоких давлений порядка 50-200 атм. Наиболее простой и эффективный способ формилирования замещенных бензолов 2 основан на их взаимодействии с дихлорметилметиловым эфиром 3 в присутствии четыреххлористого титана (прототип) 4. По способу-прототипу в качестве реагента для формилирования мезитилена 4 применяется дихлорметилметиловый эфир 3, который получают в чистом виде на отдельной стадии из метилового эфира муравьиной кислоты (метилформиата) 5, обрабатывая его пятихлористым фосфором 6 в растворе хлорокиси фосфора 7 5. Полученный в результате этого взаимодействия дихлорметилметиловый эфир 3 отгоняют из реакционной смеси и дополнительно фракционируют для очистки от хлорокиси фосфора 7. Очищенный дихлорметилметиловый эфир 3 (1 экв) далее используется для формилирования путем смешивания мезитилена 4 (1,2 экв) с четыреххлористым титаном (2 экв) в растворе хлористого метилена при выдерживании необходимого температурного режима. Выход мезитальдегида 1 а по этому способу составляет около 70(в методике указан выход 81-89 , рассчитанный по дихлорметилметиловому эфиру 4, который берется в недостатке, что в пересчете на мезитилен 4 составляет 68-74 ). Основными недостатками данного способа является необходимость проведения отгонки и фракционирования дихлорметилметилового эфира 3, что ведет к неоправданно высо 2 9847 1 2007.10.30 ким энерго- и трудозатратам и снижает выход при получении формилирующего агента. Недостатками также являются нерациональное использование двукратного избытка катализатора формилирования четыреххлористого титана по отношению к дихлорметилметиловому эфиру 3 и низкий выход мезитальдегида. Задача изобретения - разработка эффективного способа синтеза метилзамещенных ароматических альдегидов с использованием нового формилирующего реагента на основе дихлорметилметилового эфира 3, исключающего потери реагента при очистке, обеспечивающего увеличение выхода ароматического альдегида и позволяющего уменьшить используемый избыток четыреххлористого титана. Поставленная задача достигается заявляемым способом получения метилзамещенных ароматических альдегидов с использованием формулирующего реагента на основе дихлорметилметилового эфира 3. Заявляемый способ отличается от прототипа тем, что в реакции формилирования используется не чистый дихлорметилметиловый эфир 3, а реагент,полученный при взаимодействии метилформиата 5 и пятихлористого фосфора 6 в растворе хлористого метилена. При этом в заявляемом способе в отличие от прототипа, использующего 100 -ный избыток четыреххлористого титана, этот катализатор используется с избытком 20 , что повышает общую эффективность процесса. Выходы альдегидов по заявляемому способу составляют 90-95 . Таким образом, процедура получения метилзамещенных альдегидов 1 по заявляемому способу существенно упрощается по сравнению с прототипом за счет сокращения числа операций для получения формилирующего агента. При этом повышается эффективность способа, так как повышается выход целевого продукта, исключаются материальные потери, неизбежные при перегонке реагентов, и уменьшается необходимое количество катализатора. Ниже приводятся примеры, иллюстрирующие данный способ, однако не ограничивающие его объем. Пример 1. Получение мезитальдегида 1 а. В двухлитровую трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой с герметичным стеклянным или тефлоновым затвором, обратным холодильником, и переходником с термометром и капельной воронкой с отводом (выход холодильника защищен от влаги хлоркальциевой трубкой) помещали 240 г (2 мол) мезитилена (3), 400 мл хлористого метилена и 263 мл (2,4 мол) четыреххлористого титана. Колбу охлаждали до температуры 05 С, добавляли раствор 2,4 экв формилирующего реагента так, чтобы температура реакционной смеси не превышала 5-7 С. По окончании прибавления реагента реакционную смесь перемешивали при 5-7 С еще в течение получаса, затем температуре позволяли подняться до комнатной, и в течение 15 мин нагревали до 30 С (при этом наблюдалось интенсивное выделение газов). Реакционную смесь охлаждали до 10-15 С и выливали в пятилитровую плоскодонную колбу, содержащую 1 кг измельченного льда и 50 мл концентрированной соляной кислоты, периодически взбалтывая. После растворения всего льда содержимое колбы делили на 2 порции, каждую переносили в делительную воронку,отделяли органический слой, а водный экстрагировали 350 мл хлористого метилена. Объединенные органические вытяжки помещали в двухлитровую круглодонную колбу,снабженную обратным холодильником, добавляли 200 мл воды и перемешивали в течение 1 часа при комнатной температуре. Органический слой тщательно промывали 100 мл воды и 100 мл 5 -ного раствора 2 СО 3, сушили безводным сульфатом натрия, хлористый метилен удаляли на роторном испарителе, остаток перегоняли в вакууме, т.кип. 62-63 С/0.1 мм (лит. т.кип. 118-12 ГС/16 мм 2). Выход мезитальдегида (1 а) составил 281 г (95 ). Спектр ЯМР 1 Н, , м.д. 2,32 с (ЗН, СН 3), 2,58 с (6 Н, СН 3), 6,90 с (2 Н), 10,57 с(1 Н, СНО). По данным спектра ЯМР 1 Н полученный таким способом образец мезитальдегида 1 не содержит примесей в виде продуктов миграции метильных групп или двойного формилирования. 3(1 Н, СНО), т.кип. 38-40 С/0,05 мм (общий выход 80 ). Формилирующий реагент получают по следующей методике. Пример 4. Получение формилирующего реагента. В литровую трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой с герметичным стеклянным или тефлоновым затвором, обратным холодильником, и переходником с термометром и капельной воронкой с отводом (выход холодильника защищен от влаги хлоркальциевой трубкой) помещали 458 г (2,2 мол) измельченного пентахлорида фосфора 6 и 300 мл хлористого метилена. К смеси при перемешивании добавляли 144 г (149 мл, 2,4 мол) метил-формиата 5, поддерживая температуру реакционной смеси 10-15 С. После прибавления всего метилформиата температуру смеси поднимали до 25-30 С и выдерживали до полного растворения пентахлорида фосфора. Полученный формилирующий реагент устойчив в течение трех суток, при хранении в холодильнике - до 5 суток. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4