162161. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 2,2-diszubsztituált cikloalkán-1,3-dionok előállítására

3 162161 4 általános képletű csoportot tartalmaznak, amelyben m valamely egész szám 0 és 2 között, R3 pedig hidrogénatom, szabad vagy észterezett karboxilcsoport, szabad', éterezett vagy észterezett a-hidroxialkil-csoport, amely 2—4 'szénatomot tartalmazhat, 2—5 szénatomos halogénalkil-csoport, 2—4 szénatomos ketálozott oxoalkil-csoport, vagy pedig egy adott esetben halogénnel, alkil-, amino-, alkilamino-, acilamino-, hidroxil-, alkoxi- vagy aciloxi-csoportokkal helyettesített fenilcsoport lehet. A vinilketonoknak a 2-alkil-cikloalkán-l,3-dionokra történő addicionáltatása bázisos katali„ zátorok jelenlétében, amely az (I) általános képletnek megfelelő 2,2-diszubsztituált cikloalkán-l,3-dionok képződését eredményezi, önmagában már ismeretes ;[vö. C. B. C. Boyce és J. S. Whitehurst: J. Chem. Soc. 1959, 2022; J. N. Gardner, B. A. Anderson és E. P. Oliveto: J. Org. Chem. 34, 107 (1969); S. Ramachandran és M. S. Newmann: Org. Synth. 41, 38 (1961)]. Az ismert eljiárás hátránya azonban, hogy a reakció nem áll meg a 2,2-diszubsztituált cikloalkán-l,3-dion képződésénél, hanem a képződött dión a csatolt rajz szerinti (A) reakcióképlet szerinti módon tovább halad a bázisos katalizátor hatására, és így a (IV), (V) és (VI) általános képleteknek megfelelő további termékek is keletkeznek. így pl. azok a vegyületek, amelyeket a fent idézett szerzők közül Boyce és Withhurst metilvinilketonnak káliumhidroxid jelenlétében 2-metilciklopentán-l,3-dionra vagy 2-metilciklohexán-l,3-dionra való addicionáltatása útján előállítottak, nem a szerző feltételezésének megfelelő (I) képletű 2,2-diszubsztituált cikloalkán-l,3-dionok, hanem a (VI) általános képletnek megfelelő szerkezeti kondenzációs termékek voltak, amint ez a kapott termékek magmágneses rezonancia-spektroszkópiai vizsgálata útján egyértelműen kimutatható. A vinilketonoknak a oikloalkán-l,3-dionokkal bázisos katalizátor jelenlétében lefolytatott reakciója tehát az említett további reakció fellépése következtében kevéssé alkalmas az (I) általános képletű 2,2-diszubsztituált cikloalkán-1,3-dionok ipari méretekben történő előállítására. Meglepő módon azt találtuk, hogy a 2,2-diszubsztituált cikloalkán-1,3-dionok a fent említett mellékreakciok kiküszöbölésével, csaknem mennyiségi hozammal állíthatók elő, ha a (III) általános képletű vinilketonokat katalizátor hozzáadása nélkül, valamely oldószer vagy oldószerelegy jelenlétében reagáltatjuk a (II) általános képletű 2-alkil-cikloalkán-l,3-dionokkal. Oldószerként e reakcióhoz különösen alkalmas a víz. Ugyanilyen simán, de valamivel kisebb reakciósebességgel megy végbe ez a reakció szerves oldószerekben, pl. rövidszénláncú alkoholokban, mint metanolban vagy etanolban, gyűrűs éterekben, mint tetrahidrofuránban vagy dioxánban, vagy aromás szénhidrogénekben, mint benzolban vagy toluolban. Természetesen alkalmazhatók reakcióközegként a szerves oldószerek elegyei vagy víz és valamely szerves oldószer elegyei is. Nem szükséges, hogy a reakoióelegy homogén oldat le-5 gyen; a reakció ugyanolyan jól végbemegy, ha a reagáló anyagok valamely oldószerben szuszpendált vagy emuigeált alakban kerülnek felhasználásra. A reakciót előnyösen 20 °C és 80 C

C közötti 1° hőmérsékleten folytatjuk le; a reakcióidő a reakcióhőmérséklettől és az alkalmazott oldószertől függően 1 és 30 óra között lehet. A reakcióelegy feldolgozása önmagában ismert módon történik, pl. úgy, hogy a vizes 15 reakcióelegyet adott esetben valamely szerves oldószerrel, mint metilénkloriddal, kloroformmal, éterrel, benzollal vagy metilizobutilketonnal extraháljuk, a szerves oldószeres oldatból az oldószert vákuumban elpárologtatjuk és a 20 desztillációs maradékot frakcionált desztillálás vagy átkristályosítás útján tisztítjuk. A találmány szerinti eljárás különösen meglepő előnye a reakció sima lefolyása. A szakember tudja ugyanis, hogy vinilketonoknak az 25 1,3-diketonokra való addiciója olymódon megy végbe, hogy az 1,3-diketon metiléncsoportja bázis jelenlétében karbaniont képez; erre a karbanionra helyeződik azután rá a vinilketon pozitívan polarizált terminális metiléncsoportja. 30 Nem volt azonban várható, hogy az alkilvinilketonok bázisos katalizátor távollétében addicionálódnak a 2-alkil-cikloalkán-l,3-dionokra. A találmány szerinti eljárással előállítható 35 2.2-diszubsztituált oiklaalkán-il,i3-dionok értékes kiindulóainyagok farimakológiailag hatásos vegyületek előállítására. Különösen alkalmasak ezek a vegyületek az androsztán- és pregnánsorbeli szteroid-hormonok, valamint a 19-nor-40 -szteroidok totálszintézisében kiindulóanyágként való felhasználásra {vö. L. Velluz, J. Valis és G. Nomine: Angew. Chem., 77, 185 (1965)]. A találmány szerinti eljárás gyakorlati kivi-45 teli módjait közelebbről az alábbi példák szemléltetik : 1. példa: 50 30 g 2-metil-ciklopentán-l,3-dionra 300 ml vizet öntünk, majd 25 ml metílvinilketont adunk hozzá és az elegyet keverés közben 2—3 óra hosszat 50 °C hőmérsékleten tartjuk. Ezután lehűlni hagyjuk a reakcióelegyet, nátrium-55 kloriddal telítjük és kloroformmal többször extraháljuk. A kloroformos fázisokat egyesítjük, vízmentes nátriumszulfáttál szárítjuk és frakcionáltan desztilláljuk. Ilymódon 45,2 g 2-metil-2-(3'-oxobutil)-ciklopentán-l,3-diont kapunk, 60 világossárga olajszerű termék alakjában, amely 0,1 mm Hg-oszlop nyomáson 90—93 °C-on forr. A termék infravörös színképe: karbonil-sávok 5,75 mikronnál (gyűrűbeli keton-csoport) 65 és 5,83 mikronnál (oldalláncbeli keton-csoport). 2