181053. lajstromszámú szabadalom • Új eljárás az 5-hidroxi-ciklopent -2-én-il-ecetsav laktonja és sói előállítására
J 181053 4 [Bull. Chem. Soc. Jap., 44, 828. (1971)] is. Reakciót még hosszú reakcióidő után is csak nyomokban tudtunk detektálni. Meglepő módon azt találtuk, hogy iparilag igen jól alkalmazható eljárást nyerünk az I képletű 5-hidroxi-ciklopent-2-én-il-ecetsav laktonjának és sóinak előállítására, ha a III általános képletű 7,7-dihalogén-bi ciklo[ 3,2,0]hept-2 -én-6-on-származékokat 1 :9 — 9 : 1 arányú vízzel elegyedő szerves oldószer-víz elegyben +3 - +5 oxidációs számú kénatomot tartalmazó kénvegyületekkel dehalogénezzük, majd a kapott II képletű biciklo[3,2,0]hept-2-én-6-on-t egy rövidszénláncú alkánsav-hidrogén-peroxid eleggyel oxidáljuk és a kapott IV általános képletű 5-hidroxi-ciklopent-2-én-il-ecetsav-laktont kívánt esetben önmagában ismert módon sóvá alakítjuk. A találmány szerinti eljárásban +3 — +5 oxidációs számú kénatomot tartalmazó kénvegyületekként az alkálifém- és az alkáliföldfém-szulfitok, -hidrogén-szulfitok, -ditionitok és -tioszulfátok említhetők meg, mint előnyös képviselők. Jól használhatók azonban az egyéb típusú ilyen kénatomot tartalmazó kénvegyületek is, mint amilyen például a rongalit néven ismert nátrium-formaldehid-szulfit/nátrium-formaldehid-szulfoxilát kettőssó. Vízzel elegyedő szerves oldószerként a dimetil-formamid, a rövidszénláncú alkanolok, mint a metanol, az etanol, a propánotok és a butarolok, az éter típusú oldószerek, mint a dietiléter, a dioxán, a tetrahidrofurán, az etilénglikol-éterek, mint a diglim és a dietilénglikol, a metilcelloszolv (etilénglikol-monometiléter) és a dimetilszulfoxid kerülhet elsősorban alkalmazásra. A találmány szerinti dehalogénezési lépést végezhetjük úgy, hogy mindkét halogénatomot eltávolítjuk a molekulából, de végezhetjük úgy is, hogy először csak az egyik halogénatom lépjen ki. Az első esetben viszonylag magasabb reakcióelegy hőmérsékleteket és hosszabb reakcióidőket, míg az utóbbi esetben alacsonyabb reakcióelegy hőmérsékleteket és rövidebb reakcióidőket választunk. A dehalogénezési reakció széles hőmérséklet tartományban hajtható végre. így dolgozhatunk 30 °C tói mintegy 180°C-ig. A mono-dehalogénezés végrehajtására az optimális hőmérséklet tartomány mintegy 40 °C-tól mintegy 100 °C-ig terjed, míg a mindkét, illetve a második halogénatom eltávolítását célszerűen 100—130 °C hőmérsékleten, előnyösen 105-110 °C-on végezzük. A dehalogénezésre alkalmazott kénvegyületeket, valamint a III általános képletű dihalogénvegyületeket tartalmazó, vízzel elegyedő szerves oldószer-víz eleggyel készített reakcióelegyek könnyen keverhető oldatot vagy szuszpenziót alkotnak, amelyekben a dehalogénezési reakció a reakcióelegy hőmérsékletének szabályozásával és a reakcióidő megfelelő értéken tartásával jól kézben tartható. Az eljárás külön előnye az, hogy nemcsak laboratóriumi méretekben, hanem ipari körülmények között, nagy méretekben is jól alkalmazható. Előnyös, ha a reakciót a reakcióelegy forráspontján, visszafolyatást alkalmazva hajtjuk végre. A IV képletű lakton előállítására a dehalogénezési lépésben kapott II képletű bicikloheptén-ont oxidáljuk. Az oxidációt előnyösén persavakkal vagy rövidszénláncú alkánsavak és hidrogénperoxid elegyével hajtjuk végre. Bár az oxidációt végre lehet hajtani a tiszta II képletű bicikloheptén-on alkalmazásával is, előnyösen a nyers II képletű bicikloheptén-ont használjuk. Úgy járunk el, hogy a dehalogénezési reakció reakcióelegyét vízzel hígítjuk, majd meglúgosítjuk, a II képletű bicikloheptén-ont vízzel nem elegyedő szerves oldószerrel, előnyösen például egy klórozott szénhidrogénnel extraháljuk, és az oldószer lepárlásával nyert nyers II képletű bicikloheptén-ont visszük be az oxidációs lépésbe. Az oxidációt iriert szerves oldószeres közegben végezzük. Oldószerként minden olyan oldószer alkalmas, amely sem az oxidálószerrel, sem a biciklusos reakció komponensekkel nem lép kölcsönhatásba, viszont mindezeket lehetőleg cldani képes. Abban az esetben, ha az oxidációt rövidszénláncú alkánsavak és hidrogén-peroxid elegyével végezzük, akkor előnyösen magukat a rövidszénláncú alkánsavakat alkalmazzuk inert szerves oldószerekként. Az oxidációs lépés során kapott IV képletű laktont kívánt esetben önmagában ismert módon, például vizes, vagy vizes-rövidszénláncú alkanolos oldatban valamilyen bázissal reagáltatva alakíthatjuk át valamilyen 5-hidroxi-ciklopent-2-én-il-ecetsav-sóvá. A találmány további részleteit kiviteli példákkal szemléltetjük anélkül azonban, hogy azok a találmányt bármilyen szempontból is korlátoznák. 1. példa 1 -Oxabiciklo[3,3,0]okt-5-én-2-on 35,9 g (0,2028 mól) 7,7-diklór-biciklo[3,2,0]hept-2-én-6-ont, 150 ml dimetilformamidot, 150 ml vizet és 70,6 g (0,4056 mól) nátrium-ditionitot (Na2 S204) bemérünk egy visszafolyató hűtővel, keverővei és hőmérővel ellátott, mintavevő nyílással rendelkező négynyakú lombikba. A reakcióelegyet 3 érán át visszafolyatás mellett intenzíven keverjük 105—110 °C hőmérsékleten. A reakció lefutását vékonyrétegkromatográfiásan követjük („Art. No. 5719” jelű Merck gyártmányú szilikagél lapon benzollal futtatva. Előhívás 20%-os kénsav-oldattal). A reakció 2,5—3 óra alatt teljesen lezajlik. A reakcióelegyet szobahőmérsékletre lehűtjük, 500 ml vizet adunk hozzá, majd 50%-os nátrium-hidroxid-oldattal a pH-ját 10-re állítjuk be. Ezután az oldatot 4x100 ml diklórmetánnal extraháljuk, az egyesített diklórmetános fázisokat 2 x 100 ml vízzel mossuk, nátrium-szulfáton szárítjuk, szűrjük, majd a diklórmetánt légköri nyomáson ledesztilláljuk. 35,5 g nyers biciklo[3,2,0]hept-2-én-6-on-t kapunk. Cfázkromatográfiás analízis szerint a nyers termék 96,3%-os tisztaságú. A nyers terméket 200 ml ecetsavban oldjuk, hozzáadunk 20 ml vizet, és az oldatot 0—5 °C-ra hű tjük. Ezután keverés közben lassan, tartva az 5 °C hőmérsékletet 40 ml 30%-os hidrogén-peroxid-oldatot (0,356 mól) csepegtetünk hozzá. A beadagolás itán a keverést még 3 órán át folytatjuk. Ezt 1 övetően a reakcióelegyhez 500 ml vizet adunk, 3 x 200 ml diklórmetánnal kirázzuk, az egyesített 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 T
