СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ 8-(5-ГЕКСИЛТИОФАН-2-ИЛ) КАПРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ И 8-(5-ГЕКСИЛ-3,4-ДЕГИДРОТИОФАН-2-ИЛ) КАПРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ
METHOD OF COMBINED PRODUCTION OF 8-(5-HEXYLTHIOPHAN-2-YL) CAPRYLIC ACID AND 8-(5-HEXYL-3,4-DEHYDROTHIOPHAN-2-YL) CAPRYLIC ACID

Предлагаемое изобретение относится к органической химии, в частности к способу совместного получения 8-(5-гексилтиофан-2-ил) каприловой кислоты (1) и 8-(5-гексил-3,4-дегидротиофан-2-ил) каприловой кислоты(2) с выходами 56% и 39% соответственно
Соединения тиофан- и тиофенкарбоксильного ряда находят применение в качестве бактерицидных агентов, лекарственных препаратов, а также используются как присадки к маслам или гидравлическим жидкостям (Л.И.Беленький, Е.П.Захаров, М.А.Калик, В.П.Литвинов, Ф.М.Стоянович, С.З.Тайц, Б.П. Фабричный. Новые направления химии тиофена. М.: Наука, 1976, 24 с.)
Известен способ (А.Л.Мнджоян, А.Н.Оганесян. Синтезы гетероциклических соединений - выпуск 5, 1960, стр.47-49) получения тиофан-2,5-дикарбоновой кислоты взаимодействием при температуре 50°С эфира α,α'-дибромадипиновой кислоты с сернистым натрием в среде метилового спирта с последующим омылением соответствующего эфира по схеме 1
Схема 1
Известный способ не позволяет получать 8-(5-гексилтиофан-2-ил) каприловую и 8-(5-гексил-3,4-дегидротиофан-2-ил) каприловую кислоты.
2
3
Известен способ (L, Schotte, Arkiv Kenn, 9, 377 (1956) (С.А. 59 10076 с) получения тиофан-2,5-дикарбоновой кислоты взаимодействием дибромадипиновой кислоты с водным раствором сернистого натрия в присутствии бикарбоната натрия (NаСО) по схеме 2
Схема 2
Известный способ не позволяет получать 8-(5-гексилтиофан-2-ил) каприловую и 8-(5-гексил-3,4-дегидротиофан-2-ил) каприловую кислоты.
Известен способ (R.Tumen, A.Hill, J. Org. Chem.14, 476, 1949) получения тиофан-2,5-дикарбоновой кислоты взаимодействием этилового эфира дибромадипиновой кислоты с кристаллическим сернистым натрием в среде 95%-ного спирта в присутствии йодистого калия с последующим гидролизом соответствующего эфира по схеме 3
Схема 3
Известный способ не позволяет получать 8-(5-гексилтиофан-2-ил) каприловую и 8-(5-гексил-3,4-дегидротиофан-2-ил) каприловой кислоты.
Известен способ (F. Ernst, Ber, 19, 3275, 1886) получения тиофан-2,5-дикарбоновой кислоты восстановлением тиофен-2,5-дикарбоновой кислоты в щелочной среде 4%-ной амальгамой натрия по схеме
Известный способ не позволяет получать 8-(5-гексилтиофан-2-ил) каприловую и 8-(5-гексил-3,4-дегидротиофан-2-ил) каприловую кислоты.
Таким образом, в литературе отсутствуют сведения о получении 8-(5-гексилтиофан-2-ил) (1) и 8-(5-гексил-3,4-дегидротиофан-2-ил) каприловых кислот(2).
Предлагается новый способ совместного получения 8-(5-гексил-тиофан-2-ил) каприловой кислоты (1), 8-(5-гексил-3,4-дегидротиофан-2-ил) каприловой кислоты (2) с выходами 56% и 39% соответственно.
Это достигается взаимодействием 9,12-октадекадиеновой кислоты (линолевая кислота) с элементной серой в мольном соотношении 1:2 под воздействием ультразвуковой кавитации по схеме 4
При ультразвуковой кавитации происходят образование, рост, пульсация и другие типы движения пузырьков, а также их взаимодействие с жидкостью, между собой и с твердыми поверхностями при условиях, когда в жидкости создается пониженное, а затем повышенное давление. При схлопывании пузырьков образуются ударные волны, вызывающие очень высокие локальные температуры и давления, инициирующие микроперемешивание. В этих условиях происходит образование активных частиц (радикалов, ионов, атомов, электронно-возбужденных частиц), инициирующих различные реакции как в кавитационных полостях, так и в самой жидкости.
Существенные отличия предлагаемого способа:
В предлагаемом способе в качестве исходных соединений используются доступное сырье: 9,12-октадекадиеновая кислота (линолевая кислота) природного происхождения и техногенная элементная сера (отход в процессе гидроочистки нефтяных дистиллятов) в соотношении 1:2. Реакция протекает одну стадию с образованием ранее не описанных в литературе 8-(5-гексилтиофан-2-ил) каприловой (1) и 8-(5-гексил-3,4-дегидротиофан-2-ил) каприловой кислот (2).
Преимущества предлагаемого способа:
Способ позволяет получать с высокой региоселективностью 8-(5-гексилтиофан-2-ил) каприловую кислоту (1) и 8-(5-гексил-3,4-дегидротиофан-2-ил) каприловую кислоту (2), синтез которых в литературе не описан. Разработанный нами метод отличается простотой проведения эксперимента и не требует применения дорогостоящих реагентов.
Способ поясняется примером
3
2
f
f
ПРИМЕР. В стеклянный реактор с обратным холодильником на половину глубины жидкости погружен волновод УЗНД-2Т с рабочей частью диаметром 15 мм и помещена термопара для определения температуры, подсоединенная к вольтметру. При комнатной температуре в реактор помещают 1 моль 9,12-октадекадиеновой кислоты и 2 моля элементной серы. Под действием ультразвука (частотой 22 кГц, мощностью 3-5 Вт/см) в течение 10 мин происходит повышение температуры до 120°С. Дальнейшее повышение температуры имеет плавный характер: в течение часа температура в кавитационном поле поднимается до 135°С, в последующий час температура поддерживается в интервале 145-160°С. Затем реакционная масса разделена колоночной хроматографией на SiO смесью хлороформ-бутанол-1, (градиентное элюирование от 1/30 до 1/10). После упаривания растворителя получена 8-(5-гексилтиофан-2-ил) каприловая кислота (1) с выходом 56% (R=0.288) и 8-[5-гексил-дигидро]- тиофен-2-ил каприловая кислота (2) с выходом 39% (R=0.33).
1
13
3
6
Спектральные характеристики* (* Спектры ЯМР Н зарегистрированы на спектрометре "Bruker АМ-300" (300 МГц) и "Tesla BS-487" (100 МГц), ЯМР С на спектрометре "Jeol FX 90Q" (89.55 и 22.50 МГц), внутренний стандарт ТМС, растворитель СDСl и d-ДМСО. Хромато-масс-спектральный анализ соединений проводили на приборе Finigan 4021) 8-[5-гексил-тетрагидро]-тиофен-2-ил каприловой кислоты:
<img file="00000008.tif" he="43" wi="36" img-content="undefined" img-format="tif" />
Спектр ЯМР <sup>1</sup>Н (δ, м.д.); (CDCL<sub>3</sub>) 0.88 т (3Н, Н<sup>11*</sup><sup>3</sup>J 7 Гц), 1.26-1.29 уш.с (18 H, H<sup>3,4,5,6,7*,8*,9*,</sup><sup>10*</sup>), 1.6 уш.с (4H, H<sup>3*4*</sup>,), 2.34 т (2H,H<sup>2 3</sup>J 7.6 Гц), 2.74 т (2H, H<sup>2*5*</sup><sup>3</sup>J 7 Гц), 9.98 c (1H, OH).
Спектр ЯМР <sup>13</sup>С (σ, м.д.): 48,53 (д. С(2*)), 123.41 (д. С(3*,4*)), 52.23 (д. С(5*)), 31.68 (т. С(8)), 31.11 (т. С(7)),
27.64 (т.С (6)), 28.26 (т.С (5)), 27.12 (т.
С(4)), 24.64 (т.С (3), 35.81 (т.С(2)),
180.35 (с.С(1)), 29.69 (т.С(6*)), 29.1 (т.
С(7*)), 30.11 (т.С(8*)), 24.64 (т.С(9*)),
22.56 (т.С(10*)), 14.3(к.С(11*)).
Масс-спектр, m/z (Iотн, %): 314 (12) [M]<sup>+</sup>,
271 (2) [М-СН<sub>2</sub>СН<sub>2</sub>СН<sub>3</sub>]<sup>+</sup>, 229 (11) [М-
(СН<sub>2</sub>)<sub>5</sub>СН<sub>3</sub>]<sup>+</sup>, 199 (8) [М-(СН<sub>2</sub>)<sub>5</sub>СООН]<sup>+</sup>,
171 (37) [M-(СH<sub>2</sub>)<sub>7</sub>СООН]<sup>+</sup>, 157 (49) [М-
CH<sub>2</sub>(CH<sub>2</sub>)<sub>7</sub>COOH]<sup>+</sup>, 157 (49) [М-
СНСНSСН(СН<sub>2</sub>)<sub>5</sub>СН<sub>3</sub>]<sup>+</sup>, 115 (17) [M- CH<sub>2</sub>
CH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>CHSCH<sub>2</sub>CH(CH<sub>2</sub>)<sub>5</sub>CH<sub>3</sub>]<sup>+</sup>, 87 (100)
[CH<sub>3</sub>CHSCHCH<sub>2</sub>]<sup>+</sup>.
Спектральные характеристики 8-[5-гексил-дигидро]- тиофен-2-ил каприловой кислоты:
<img file="00000009.tif" he="43" wi="36" img-content="undefined" img-format="tif" />
Спектр ЯМР 'Н (δ, м.д.); (CDCL<sub>3</sub>) 0.88 т
(3Н, Н<sup>11*</sup><sup>3</sup>j 7 Гц), 1.26-1.29 уш.с (18Н,
Н<sup>3,4,5,6,7,7*8*,9*,10*</sup>), 5.4 уш.с (2Н, Н<sup>3*4*</sup>,), 2.34
т(2Н, Н<sup>2</sup><sup>3</sup>J 7.6 Гц), 3.37-3.55 уш.с (2Н,
Н<sup>2*5*</sup>), 9.98 с (1Н, ОН).
Спектр ЯМР <sup>13</sup>С (δ, м.д.): 55.86 (д. С(2*)),
133.05 (д. С(3*,4*)), 52.22 (д. С(5*)),
31.68 (т.С(8)), 31.11 (т.С(7), 27.64 (т.С
(6)), 28.26 (т.С (5)), 27.12 (т.С(4)), 24.64 (т.
С (3)), 35.81 (т.С(2)), 180.35 (с.С(1)), 29.69
(т.С(6*)), 29.1 (т.С(7*)), 30.11 (т.С(8*)),
24.64 (т.С(9*)), 22.56 (т.С(10*)), 14.3 (к.
С(11*)).
Масс-спектр, m/z (Iотн, %): 312 (13) [М]<sup>+</sup>
269 (4) [М-СН<sub>2</sub>СН<sub>2</sub>СН<sub>3</sub>]<sup>+</sup>, 256 (4) [М-
(СН<sub>2</sub>)<sub>3</sub>СН<sub>3</sub>]<sup>+</sup>, 225 (4) [М-(СН<sub>2</sub>)<sub>3</sub> СООН]<sup>+</sup>,
183 (9) [М-(СН<sub>2</sub>)<sub>6</sub>СООН]<sup>+</sup>, 169 (15) [М-
(CH<sub>2</sub>)<sub>7</sub>COOH]<sup>+</sup>, 155 (13) [M-CH<sub>2</sub>CHSCH
(СН<sub>2</sub>)<sub>5</sub>СН<sub>3</sub>]<sup>+</sup>, 143 (5) [M-CHCHSCHCH
(CH<sub>2</sub>)<sub>5</sub>CH<sub>3</sub>]<sup>+</sup>, 128 (15) [М-СН<sub>3</sub>СНСНSСН
CH(CH<sub>2</sub>)<sub>5</sub>CH<sub>3</sub>]<sup>+</sup>, 111 (25) [СНСН(СН<sub>2</sub>)<sub>5</sub>
СН<sub>3</sub>]<sup>+</sup>, 97 (57) [C(CH<sub>2</sub>)<sub>5</sub>CH<sub>3</sub>]<sup>+</sup> 85(37)
[CHCHSCHCH<sub>2</sub>]<sup>+</sup>.