Спосіб бромування феноксіоцтової кислоти

Спосіб бромування феноксіоцтової кислоти, який передбачає взаємодію вихідної речовини з бромом в м'яких умовах у органічному розчиннику і виділення продукту, який відрізняється тим, що бромування феноксіоцтової кислоти виконують при 40-50°С в крижаній оцтовій кислоті як розчиннику, а цільовий продукт виділяється в осад при охолодженні реакційної суміші. (19) (21) u200600738 (22) 27.01.2006 (24) 17.07.2006 (46) 17.07.2006, Бюл. № 7, 2006 р. (72) Ляшенко Євген Володимирович (73) ХЕРСОНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 3 15816 властивостей бромованих феноксіоцтових кислот і його неможливо було передбачити без виконання експерименту). Крім того використання у якості розчинника крижаної оцтової кислоти замість диоксану дозволяє проводити синтез у більш концентрованих розчинах (тому що в оцтовій кислоті вихідна речовина розчиняється значно легше) і, відповідно, знизити об'єм і вартість розчинника. Для оптимізації заявляемого способу проведена порівняльна характеристика різних режимів бромування феноксіоцтової кислоти. У режимах 1А...В показаний вплив концентрації розчинника на вихід і чистоту 4бромфеноксіоцтової кислоти, що утворюється. При співвідношенні феноксіоцтова кислота: розчинник 1:1 частина феноксіоцтової кислоти не розчиняється і знаходиться в кристалічному виді. Це перешкоджає нормальної реакції. У режимах 2А...В показаний вплив температури на вихід і чистоту цільового продукту. Підвищення температури прискорює реакцію, дозволяє закінчити її за більш короткий проміжок часу, але в нашому випадку вихідні речовини навіть при найнижчій температурі реагують швидко. 4 У режимі 3 (за прототипом) подані дані про умови і результати бромування феноксіоцтової кислоти диоксандибромідом у диоксані. Загальний способ бромування феноксіоцтової кислоти здійснюється так: 25г феноксіоцтової кислоти (0,164 моль) розчиняють у розрахованій кількості (відповідно до таблиці 1) крижаної оцтової кислоти при нагріванні в колбі з механічною мішалкою, краплинною лійкою і термометром. Колбу поміщають в охолоджуючу суміш і доливають 9мл брому (0,17 моль), підтримуючи необхідну температуру (таблиця 1). Реакція слабоекзотермічна. Незабаром починається виділення осаду цільового продукту, і суміш густіє. Після двогодинної витримки при кімнатній температурі осад відфильтровують, промивають оцтовою кислотою, потім водою. Т.пл. 156158,5°С. Максимальний вихід 31г (81%). Для додаткового очищення 4бромфеноксіоцтову кислоту без попередньої сушки можна перекристалізувати з 30-35 мл етилового спирту. Безбарвні голчасті кристали, вихід 24г (63%), т.пл. 157-159°С. Таблиця 1 Результати дослідження різних умов синтезу 4-бромфеноксіоцтової кислоти Режим 1А 1Б Температура 50°С 50°С Співвідношення 1:1 1:2 ФОК: розчинник Вихід*, % 72 80 Т.пл. ** 146-155 156-158,5 * некристалізованого продукту 1В 50°С 2А 40°С 2Б 50°С 2В 60°С 3 25°С 1:3 1:2 1:2 1:2 1:7 65 156-158 81 156-158,5 80 156-158,5 75 155-158 82 140-145 ** температура плавлення визначалась для зразка, що отриманий безпосередньо після фільтрування суміші без додаткового очищення кристалізацією. Тому що т.пл. корелює з чистотою речовини, то її відхилення від літературних даних дозволяє приблизно судити про кількість домішок у зразку. (Т.пл. літературна 156-158°С). Як свідчать дані таблиці 1, найбільш доцільно використовувати співвідношення ФОК:розчинник 1:2 і витримувати реакційну масу при 40-50°С (режими 2А, 2Б). В разі зменшення кількості доданого розчинника (оцтової кислоти) (режим 1А) вихідна феноксіоцтова кислота навіть при 50°С цілком не розчиняється в оцтовій; проведення реакції в таких умовах сприяє утворенню небажаних продуктів полібромування, крім того підвищення температури по теорії повинне збільшувати частку 2бромізомеру. На непридатність даного режиму вказує й істотне зниження температури плавлення продукту реакції. В разі збільшення кількості розчинника (режим 1В) суттєво знижується вихід цільового продукту за рахунок того, що він залишається у додатковому об'ємі розчинника. Тоді треба було б змінювати дуже простий і привабливий метод виділення. В режимах 2А, Б, В для бромування використовується розчин ФОК у оптимальній концентрації (1:2) при різних температурах. Проводити реакцію нижче 40°С неможливо, тому що вихідна речовина (ФОК) кристалізується. Режими 2А і 2Б практично однакові за результатами синтезу. У режимі 2В (60°С) по-перше, спостерігаються втрати брому з відкритого реактора (коричнева пара), і, по-друге, якість продукту погіршується (на це вказує зниження температури плавлення). У режимі 3 (за прототипом) одержан зразок продукту реакції з значно нижчою температурою плавлення ніж у будь-якому з вищеописаних режимів. Це свідчить про низьку чистоту цього зразку, який потребує значної додаткової очистки (більше того, звичайна перекристалізація не приводить до суттєвого підвищення чистоти). Тому автор вважає бромування феноксіоцтової кислоти диоксандибромідом у диоксані малопридатним. Порівнюючи результати синтезу по всіх режимах, слід зробити висновок, що оптимальними умовами бромування ФОК є синтез при 40-50°С у крижаній оцтовій кислоті при масовому співвідношенні ФОК:оцтова кислота 1:2. 5 15816 Збільшення концентрації ФОК у розчині (співвідношення ФОК:оцтова кислота 1:1) або зниження температури при бромуванні унеможливлюють утворення гомогенного розчину і перешкоджають процесу. Зменшення концентрації ФОК у розчині (1:3) знижує вихід цільової речовини. Підвищення температури в синтезі погіршує якість продукту. Порівняно з прототипом пропонуємий спосіб має наступні переваги: дуже простий метод виділення цільового продукту, без екстракції розчинниками, випарювання, перекристалізації і т.п.; дешеві і доступні реактиви; зниження витрат на реагенти і розчинники Економічний ефект від застосування пропонуємого способа полягає у наступному: На виготовлення 100г 4-бромфеноксіоцтової кислоти без додаткової очистки по новому способу витрачається реактивів в грошовому еквіваленті на 18,85грн проти 41,15грн. за прототипом. Безумовно, значну частину диоксану (друга таблиця) можна регенерувати і це знизить собівартість продукту за про тотипом, але він все одно буде дорожче за одержаний пропонуємим способом. Комп’ютерна верстка О. Чепелев 6 Пропонуємий способ Речовина феноксіоцтова к-та бром оцтова кислота 18,85 Маса, г 80,75 65,9 161,5 Вартість, грн 16,50* 1,3 1,05 За прототипом Речовина феноксіоцтова к-та бром диоксан 41,15 Маса, г 78 78 790 Вартість, грн 15,94* 1,51 23,7 Ціни за даними каталога "ООО Пионер. Химические реактивы", Херсон, 2003. * За даними каталога "Химические реактивы и высокочистые химические вещества", М.: Химия, 1983. Перерахунок у гривні виконай за коефіциентом 1 рубль СРСР=0,69$. Джерела інформації: 1. Органикум І (Практикум по органической химии). Перевод с немецкого В.М. Потапова и др. М.: Мир. - 1979. - С.413. 2. Вейганд-Хильгетаг. Методы эксперимента в органической химии. - М.: Химия, 1968. - С.158. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601