201723. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 5-bróm-1-pentanal vagy 1-5 szénatomos egy-vagy kétértékű alkoholokkal képzett acetálszármazékának előállítására
1 HU 201723 B 2 A találmány tárgya eljárás 5-bróm-l-pentanal vagy 1-5 szénatomos egy- vagy kétértékű alkoholokkal képzett acetálszármazékának előállítására. A találmány szerinti eljárással 5-bróm-l-pentanalt vagy fenti acetálszármazékát egy megfelelő 4-pentenalból vagy ennek fenti acetálszármazékából állítjuk elő anélkül, hogy a pentanal vegyületben a formilvagy a formil-acetál-csoport bomlana vagy módosulna. Az 5-bróm-l-pentanal vagy ennek fenti acetálszármazéka 5 szénatomos főláncból áll. A lánc egyik végén brómatom van, a lánc szemközti végén aldehidvagy acetálcsoport, így bifunkcionális vegyületről van szó. Ezáltal a találmány szerinti eljárással előállított vegyület nagyon hasznos, amikor fiziológiailag hatásos vegyületet szintetizálunk, így például indol-alkaloidot vagy triciklusos szeszkviterpént. Ismert, hogy a következő hagyományos módszerekkel 5-bróm-l-pentanal állítható elő: A: M. Akhtar és munkatársai, J. Am. Chem. Soc., 87, 1807 (1965) 5-bróm-l-pentanal előállítására olyan módszert közölt, amelyben egy ciklopentanol gyűrűjét felnyitják és brómozzák. B: J. F. Le Borgne, J. Organomet. Chem., 122, 123 (1976) 5-bróm-l-pentanal előállítására megadott módszer szerint egy megfelelő aldimint dibróm-alkánnak alkileznek. C: W. Oppolzer és munkatársai, Helv. Chem. Acta., 60, 1801 (1977) egy 2-szubsztituált-4-pentenal HBr-állásával állítják elő az 5-bróm-l-pentanalt. D: R. Dániel Little és munkatársai, J. Org. Chem., 47, 362 (1982) egy megfelelő 5-bróm-valeronitrilt parciálisán redukálnak, majd a parciálisán redukált vegyületet hidrolizálják és így előállítják az 5-bróml-pentanalt. E: M. E. Kuehne és munkatársai, J. Org. Chem., 43, 3705 (1978) olyan módszert közölnek, amelyben egy megfelelő 5,5-dimetoxi-valeriánsav-metilátot redukálnak, a redukált terméket mezitilszármazékká alakítják és ezt követően a mezitilszármazékot brómatommal szubsztituálják és így előállítják az 5-bróm-lpentanalt. Az A és B módszerek hátránya, hogy a kívánt vegyületet túlságosan alacsony kitermeléssel állíthatjuk elő, így ipari alkalmazásra nem megfelelőek. A C, D és E módszerek hátránya, hogy túlságosan drága vegyületet, azaz diboránt butil-alumínium-hidridet vagy lítium- bromidot kell alkalmazni, és ha ezeket a vegyületeket nagy mennyiségben alkalmazzák, akkor ezeknek a módszereknek a kivitelezése veszélyessé válik, így ipari célokra nem alkalmazhatók. Általánosan ismert, hogy a molekula egyik végén brómatomot tartalmazó alifás vegyületeket előállíthatjuk a megfelelő, a molekula egyik végén CH2-CH- kötést tartalmazó alifás vegyület anti-Markovnyikov-reakciójával. Bár a molekula egyik végén egy CH2-CH-kötést, a másik végén formil(CHO)csoportot tartalmazó alifás vegyület és a hidrogénbromid közötti anti-Markovnyikov-reakció találmányunk előtt még nem volt ismert. Ha az anti-Markovnyikov-reakciót egy, a molekula egyik végén CH2-CH- kötést, a másik szemközti végén forrni lcsoportot tartalmazó vegyü létre szokásos reakciókörülmények között alkalmazzák, akkor azt gondolták, hogy a formilcsoport magából protont ad le, és így könnyen karbonilcsoporttá alakul. A keletkező proton láncátvivő ágensként szolgál, és így nemkívánt egyéb mellékreakciókat is kiválthat, amely mellékreakciók a kívánt 5-bróm-l-pentanal vagy ennek acetálszármazékának előállításakor alacsony kitermelést eredményezhetnek. Az itt említett körülmények folytán szükség van olyan új módszerre, amellyel az 5-bróm-l-pentanalt vagy annak 1-5 szénatomos egy- vagy kétértékű alkoholokkal képzett acetilszármazékát nagy kitermeléssel és olcsón előállíthatjuk. A találmány célja, hogy egy megfelelő 4-pentenal vagy 1-5 szénatomos egy- vagy kétértékű alkoholokkal képzett acetálszármazékának kiindulási vegyületként történő alkalmazásával az 5-bróm-l-pentanalt vagy annak fenti acetálszármazékát nagy kitermeléssel állítsuk elő, valamint a kiindulási vegyületben lévő formilcsoport nem bomoljon és ne módosuljon. A találmány szerinti eljárással ezt a célt megvalósítottuk. Az eljárásban egy (I) általános képletű 5-bróm-l-pentanalt, a képletben R1 jelentése 1-7 szénatomos alkilcsoport R2 jelentése hidrogénatom vagy 1-5 szénatomos alkilcsoport vagy ennek az 5-bróm-1-pentanainak 1-5 szénatomos egy- vagy kétértékű alkoholokkal képzett acetálszármazékát úgy állítjuk elő, hogy hidrogénbromidot és egy (II) általános képletű 4-pentenal kiindulási vegyületet vagy ennek 1-5 szénatomos egy- vagy kétértékű alkoholokkal képzett acetálszármazékát - a (II) általános képletben R‘ és R2 jelentése a fenti - oldószerben 10-60 °C hőmérsékleten szabad gyök addíciós reakcióban reagáltatjuk, adott esetben az (I) általános képletű 5-bróm-l-pentanal fenti acetálszármazékát hidrolízálva (I) általános képletű 5-bróm-l-pentanallá vagy az (I) általános képletű 5-bróm-l-pentanalt 1-5 szénatomos egy- vagy kétértékű alkohollal acetálozó reakcióban reagáltatva a megfelelő acetállá alakítjuk, majd az oldószert és a hidrogén- bromid feleslegét eltávolítva a kapott reakcióterméket izoláljuk. A kiindulási vegyület és a hidrogén-bromid szabad gyök addíciós reakcióját legalább egy szabad gyök iniciálására alkalmas azovegyület, azaz szabad gyök iniciátor jelenlétében hozzuk létre. Alternatívaként megemlítjük, hogy a kiindulási vegyületet és a hidrogén-bromidot oldószerben tartalmazó reakcióelegyben a szabad gyök addíciós reakcióit úgy is előidézhetjük, hogy fotokémiai hatású sugárral kezeljük, így például ultraibolya sugarat alkalmazunk. A találmány szerinti eljárásban kiindulási vegyületként alkalmazhatjuk a (II) általános képletű 4-pentenal vegyületet - a képletben R1 és R2 jelentése a fenti - vagy ezeknek a 4-pentenal vegyületeknek 1-5 szénatomos egy vagy kétértékű alkoholokkal képzett ace tálszármazékait. A találmány szerinti eljárásban előnyösen a következő 4-pentenal vegyületeket alkalmazhatjuk: 4- pentenal, 2-etil-4-pentanal, 2,2- dimetil-4-pentenal, 2- butil-2-etil-4-pentanal, 2-butil-4-pentanal vagy ezeknek a vegyületeknek 1-5 szénatomos egy- vagy kétértékű alkoholokkal képzett acetálszármazékai. A találmány szerinti eljárásban alkalmazható fenti acetálszármazékok közül például a kis szénatomszámú 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
