188043. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ciklopentenolon-származékok előállítására
1 188 043 2 A találmány tárgya új eljárás ciklopentenolonszármazékok előállítására. A találmány értelmében az (I) általános képletű 2-Ri-3-R2-4-hidroxi-2 ciklopentenon-s2ármazékokat állítjuk elő - ahol a képletben Rj legföljebb 6 szénatomos alkil-csoportot, legföljebb 6 szénatomos alkenil-csoportot, legföljebb 6 szénatomos alkinil-csoportot vagy egy (III) általános képletű csoportot jelent, és az utóbbi képletben R3 hidrogénatomot, halogénatomot vagy metil-csoportot képvisel, és % jelentése hidrogénatom vagy metil-csoport, azzal a feltétellel, hogy ha R2 hidrogénatomot jelent, R, csak a-metil-allil- és a-metil-propargilcsoporttól eltérő lehet. A leírásban és az igénypontsorozatban az „alkil”, „alkenil” és „alkinil” megjelölésen egyenes vagy elágazó láncú vagy gyűrűs szénhidrogéncsoportokat értünk, amelyek közül példaként a metil-, etil-, n-propil-, izopropil-, n-butil-, izobutil-, szek-butil-, n-pentíl-, n-hexil-, allíl-, a-metil-allil-, a-etil-allil-, 4-pentenil-, propargil-, a-metil-propargil-, ciklopentil-, ciklohexil-, 2-ciklopentenil- és 2- ciklohexenil-csoportot említjük meg. A halogénatom például klór-, bróm- vas; fluoratom lehet. Az (I) általános képletű 2-RÍ~3-R2-4-hidroxi-2- ciklopentenonokat mezőgazdasági vegyszerek, például alletrinek előállításában alkohol-komponensként használják fel. Az (I) általános képletű vegyületek előállítására számos módszert dolgoztak ki, amelyek közül egyeseket nagyüzemi méretekben is alkalmaznak. Az ismert eljárások azonban nem felelnek meg minden szempontból a követelményeknek, így az eljárások viszonylag bonyolultak, a kivánt terméket nem szolgáltatják megfelelő hozammal, környezetszennyezéshez vezethetnek stb. Az ismert eljárások közül kettőben az (I) általános képletű vegyületeket a megfelelő (II) általános képletű 4-hidroxi-4-R2-5-R1-2-ciklopentenonokból kiindulva állítják elő - ahol Rt és R2 jelentése a fenti. Az egyik eljárásmód szerint a (II) általános képletű vegyületeket benzol és éter elegyében bázikus alumínium-oxiddal kezelik [G. Piancatelli és munkatársai: Tetrahedron 34, 2115 (1978)], míg a másik módszer értelmében a (II) általános képletű vegyületeket 5%-os nátrium-hidrogénkarbonáttal kezelik (21 146/78 sz. közzétett japán szabadalmi bejelentés). Az első eljárásmód gazdaságossági szempontokból kedvezőtlen, mert nagy mennyiségű költséges alumínium-oxidot igényel. A második eljárásmód hátránya az, hogy a (II) általános képletű vegyületet csak nagy energiaráfordítást igénylő, erélyes keveréssel lehet egyenletesen eloszlatni a nátrium-hidrogénkarbonát oldatában, és az (I) általános képletű termék csak kis hozammal állítható elő. Ismert, hogy ha a (IV) képletű prosztaglandinintermediert víz és dioxán elegyében 1 n kénsavoldattal kezelik, a vegyület (V) képletű prosztaglandin-származékká alakul [M. B. Floyd: J. Org. Chem. 43,1641 (1978). Abban az esetben azonban, ha ezzel a módszerrel alakítják át a (II) általános képletű 4-hidroxi-4-R2 -5-R, -2-ciklopentenonokat (I) általános képletű 2-R!-3-R2-4-hidroxi-2-ciklopentenonokká, számos nemkívánt melléktermék képződik, és a végtermék hozama igen nagy mértékben csökken. Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy ha a (II) általános képletű 4-hidroxi-4-R2-5-Ri-2-ciklopentenonokat vizes közeggel kezeljük, a vegyületek egyszerűen és igen jó hozammal alakulnak át a kívánt (I) általános képletű 2-R1-3-R2-4-hidroxí c ciklopentenonokká. A találmány tárgya tehát javított eljárás az (lj általános képletű 2-F., -3-R 2-4-1iidroxi-2-ciklopentenonok előállítására, a megfelelő (II) általános képletű 4-hidroxi-4R2-5-R1-2-ciklopentenonokból. A találmány értelmében a (II) általános képletű vegyületeket vizes közeggel kezeljük. Ezzel a módszerrel az (I) általános képletű vegyületeket rövid reakcióidő alatt, jó hozammal kapjuk. Vizes közegként kizárólag vizet is felhasználd tunk, azonban a vízhez adott esetben csekély menynyiségű vízzel elegyedő vagy vízzel nem elegyedő szerves oldószert, például acetont, tetrahidrofuránt, dioxánt, toluolt, xilolt, diizopropil-étert vagy benzolt is adhatunk. 1 súlyrész (II) általános képletű kiindulási anyagra vonatkoztatva rendszerint 0,5-100 súlyrész, előnyösen 5-40 súlyrész vizet használunk fel. A kezelést rendszerint körülbelül 20-200 “C-on végezzük. A reakció sebességének növelése céljából előnyösen úgy járunk el, hogy a vizes közeghez fémsót is adunk, vagy a kezelést megnövelt hőmérsékleten (körülbelül 120-200 °C-on) végezzük. Ennek megfelelően a reakciót rövid idő alatt hajthatjuk végre akkor, ha az elegyhez fémsót adunk és a kezelést viszonylag alacsony (például 20 °C és 120 °C közötti) hőmérsékleten végezzük, a reakció azonban fémsók távollétében is rövid idő alatt zajlik le akkor, ha a kezelést 120-200 °C-on hajtjuk végre. Általában előnyösnek bizonyult az, ha a vizes közeg pH-ját a semleges körüli értéken tartjuk. Abban az esetben, lia a vizes közeghez adagolt fémsó a közeg pH-ját a savas tartományba tolja el, a vizes közeg pH-ját e lőnyösen 7 körüli értékre állítjuk vissza megfelelő bázisok beadagolásával. Fémsóként például m agnézium-kloridot, magnézium-bromidot, magnézium-nitrátot, magnéziumszulfátot, mangán-kloridot, cink-kloridot, rézkloridot, réz-szulfátot, kobalt-acetátot, kobaltkloridot és más hasonló fémsókat használhatunk fel. 1 mól (II) általános képletű 4-hidroxi-4-R2-5- Ri-2-ciklopentenonra vonatkoztatva rendszerint 0,001-10 mól, előnyösen 0,01-1 mól fémsót adhatunk a reakcióelegyhez. A vizes kezelés során lezajló reakció mechanizmusát nem ismerjük pontosan, feltehető azonban, hogy ez megegyezik a (IV) képletű prosztaglandinintermedier savas közegben lezajló, (V) képletű prosztaglandin-származék képződéséhez vezető reakciójának mechanizmusával. Komoly eltérést jelent azonban az, hogy - a savas közegben végzett reakcióval ellentétben - a jelen esetben a képződött (I) általános képletű 2-R,-3-R2-4-hidroxí-2-ciklopentenon aldol-kondenzációjának tulajdonítható melléktermék-képződés igen nagy mértékben viszszaszorul. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5C 55 60 65 2
