СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗИЛА
METHOD FOR PRODUCING BENZYL

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, в частности к новому способу получения бензила (1,2-дифенил-1,2-этандион) формулы (1)
Бензил может найти применение в качестве прекурсора для синтеза противоэпилептического препарата «Фенитоин» из группы производных гидантоина, который оказывает противосудорожное действие без выраженного снотворного эффекта, а также используется в качестве антиаритмического средства ([1] М.А. Rogawski and W. Löscher. The neurobiology of antiepileptic drugs. Reviews, 2004, 5, 553-564, [2] Д.В. Крыльский, А.И. Сливкин. Гетероциклические лекарственные вещества. Учебное пособие по фармацевтической химии, 2007, с. 93).
2
2
8
Известен способ ([3] N. Xu, D.W. Gu, Y.S. Dong, F.P. Yi, L. Cai, X.Y. Wu, X.X. Guo. Copper-catalyzed synthesis of 1,2-diketones via oxidation of alkynes. Tetrahedron Letters, 2015, 56, 1517-1519) получения бензила формулы (1) путем окисления дифенилацетилена с помощью NaSO в присутствии катализатора CuI в ДМСО в течение 24 ч при температуре 140°C с выходом 82% по схеме:
Недостаток известного метода заключается в том, что реакцию необходимо проводить при высокой температуре 140°С в течение 24 ч. Кроме того, в качестве исходного соединения используется достаточно дорогой толан.
2
Известен способ ([4] A. Gao, F. Yang, J.Y. Wu. Pd/Cu-catalyzed oxidation of alkynes into 1,2-diketones using DMSO as the oxidant. Tetrahedron, 2012, 68, 4950-4954) получения бензила (1) путем нагревания дифенилацетилена в ДМСО в течение 20 ч при температуре 120°С в присутствии 10 мол.% катализатора [Pd(OAc)/CuBr] с выходом 99% по схеме.
Недостатками известного метода является необходимость проведения процесса при достаточно высокой температуре в течение длительного времени, а также использование дорогостоящего палладиевого катализатора.
Известен способ ([5] С. Joo, S. Kang, S.М. Kim, Н. Han, J.W. Yang. Oxidation of benzoins to benzils using sodium hydride. Tetrahedron Letters, 2010, 51, 6006-6007) получения бензила (1) реакцией бензальдегида с цианидом натрия и этанолом с образованием бензоила (2) и последующим взаимодействием с 2-кратным избытком гидрида натрия по схеме:
Основным недостатком этого метода является двухстадийность процесса, а также необходимость применения токсичного цианида натрия на первой стадии реакции.
2
2
2
2
2
2
Предлагается новый метод получения бензила (1). Сущность способа заключается во взаимодействии метилового эфира бензойной кислоты (МЭБК) с EtAlCl в присутствии Mg и катализатора CpTiCl, взятых в мольном соотношении МЭБК:EtAlCl:Mg:CpTiCl = 10:20-40:20:0.8-1.2), предпочтительно 10:30:20:1. Реакцию проводят в тетрагидрофуране в атмосфере аргона при температуре 60°С и атмосферном давлении. Время реакции 4-8, предпочтительно 6 ч. Выход целевого продукта 64-90%. Реакция протекает по схеме:
2
3
2
3
Целевой продукт (1) образуется только лишь с участием метилового эфира бензойной кислоты, EtAlCl и магния (акцептор ионов хлора). В присутствии других соединений алюминия (например, EtAl, EtAlCl, i-BuAl) и других сложных эфиров (например, сложные эфиры алифатических кислот) или других металлов (например, Al, Cu, Fe) целевой продукт (1) не образуется.
2
Изменение соотношения исходных реагентов в сторону увеличения их содержания по отношению к метиловому эфиру бензойной кислоты не приводит к существенному повышению выхода целевого продукта (1). Снижение количества EtAlCl или Mg по отношению к метиловому эфиру бензойной кислоты уменьшает выход бензила (1).
2
2
2
2
Проведение указанной реакции в присутствии катализатора CpTiClбольше 1.2 ммолей не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование катализатора CpTiCl менее 0.8 ммолей снижает выход бензила (1), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. Реакции проводили при температуре 60°С. При более высокой температуре (например, 80°С) увеличиваются энергозатраты на проведение процесса, а при меньшей температуре (например, 40°С) снижается скорость реакции.
Существенные отличия предлагаемого способа.
2
2
2
В известных способах [3, 4] в качестве исходных реагентов используется дифенилацетилен и катализаторы на основе меди и палладия. Реакции проводятся при высокой температуре 120 и 140°С в течение длительного времени 20 и 24 ч. Другой известный способ [5] основывается на использовании бензальдегида, цианида натрия, этанола и гидрида натрия. Этот метод является некаталитическим и двухстадийным. Предлагаемый способ базируется на использовании в качестве исходных реагентов доступного метилового эфира бензойной кислоты, EtAlCl, порошка магния и катализатора CpTiCl.
Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами.
В отличие от известного способа предлагаемый способ опирается на использование дешевого, безопасного метилового эфира бензойной кислоты и позволяет получать с высокими выходами бензил формулы (1).
Способ поясняется следующими примерами.
2
2
2
2
4
4
ПРИМЕР 1. В стеклянный реактор, установленный на магнитной мешалке, при охлаждении до 0°С, в атмосфере аргона помещают 20 мл тетрагидрофурана, 0,28 г (1 ммоль) катализатора CpTiCl, 0,48 г (20 ммоль) магния, (30 ммоль) EtAlCl. Перемешивают при 0°С в течение 1 ч, после чего добавляют 1,36 г (10 ммоль) МЭБК. Реакционную массу перемешивают в течение 6 ч, при температуре 60°С. По окончании реакции в реакционную массу добавляют 15 мл диэтилового эфира обрабатывают 5М раствором HSO. Продукты реакции экстрагируют диэтиловым эфиром, сушат над прокаленным MgSO и упаривают растворитель. Целевой продукт выделяют колоночной хроматографией с использованием силикагеля, элюент гексан:этилацетат 100:3 с выходом 85%.
1,2-дифенилэтан-1,2-дион (1).
1
3
Спектр ЯМР Н, CDCl, δ, м.д.: 7.99 (д, J=7.41 Гц, 4Н), 7.60 (т, J=7.40 Гц, 2Н), 7.41 (т, J=7.7 Гц, 4Н).
13
3,5,13,15
2,6,12,16
4,14
1,11
7,9
3
14
10
2
Спектр ЯМР С, CDCl, δ, м.д.: 129.12 (С), 129.98 (С), 133.08 (С), 134.99 (С), 194.68 (С). Найдено, (%): С 79.98; Н 4.79; О 15.22. CHO. Вычислено, (%): С 80.0; Н 4.76; О 15.24.
Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл. 1.
Реакции проводили при температуре 60°С в тетрагидрофуране.