Способ получения 2-метилоксазолидинов

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-МЕТИЛОКСАЗОЛИДИНОВ формулы Rl R СНз ... - /где R- атом водорода, низший алкил, фенил, бензил, винил-окси (низшийУалкил, циан (низший) алкил; z н атом водорода,, низший алкил, низший алкоксиалкил; атом водорода, низший алкил, на основе винилового эфира при нагревании в присутствии соли ртути в качестве катализатора, отличающийся тем, что, с целью повы-; шения выхода целевьпс продуктов, удешевления процесса и расширения ассортимента целевых продуктов, виниловый зфир аниноспирта формулы CH CH-OCR CB MHR где R ,Я и R имеют указанные зна (Л чения, подвергают циклизации в присутствии ацетата или хлорида ртути

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

О В

РЕСПУБЛИК

ucl (11) зсЮ С 07 D 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ;, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛА14 ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3522562/23-04 (221 25.10.82 (461 15.10.84. Бюл. Нг 38 (72) Б.Ф.Кухарев, В.К.Станкевич, Г.P.Клименко,и В.А.Кухарева (71) Иркутский институт органической химии СО АН СССР (53) 547.787.1.07(088.8) (56) 1. Шостаковский М.Ф., Чекулаева И.А. Синтез и превращения виниловых эфиров этаноламинов. Сообщение

6. Виниловый эфир,(3 -(фенил-амино)этаноламина.„Изв. АН СССР, ОХН, 1955, М - 1, с.143-153.

2, Патент США В 2752357, кл. кл. 260-307, опублик..1956 (прототип), (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-ИЕТИЛОКСАЗОЛИДИНОВ формулы вг аз г снз где В"- атом водорода, низший алкил, . фенил, бензил, винил-окси (низший1алкил, циан (низший) алкил; . — атом водорода,, низший алкил, низший алкоксиалкил;

В - атом водорода, низший алкил, на основе винилового эфира при нагревании в присутствии соли ртути в качестве катализатора, о т л и ч ею шийся тем, что, с целью повышения выхода целевых продуктов, уде-, шевления процесса и расширения ассортимента целевых продуктов, виниловый эфир амнноспирта формулы

СН.г-СН-ОСВ СВ 11НВ", И где R",R и R имеют укаэанные значения, подвергают циклизации в присутствии ацетата или хлорида ртути(1г)в ка-. честве катализатора, взятого в количестве 0,23-0,50Х от массы винилового эфира аминоспирта укаэанной формулы, и нагревание ведут до 4070 С в среде инертного растворителя.

a (1118640

О М-R

4

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 2метилоксазолидинов формулы где R - атом водорода, низший алкил, фенил, бензил, винилокси(ниэший) а лкKи л, циан (низ,ший) алкил; ц — атом водорода, низший ал2 кил, низший алкоксиалкил;

R — атом водорода, низший алкил, которые могут быть использованы как ингибиторы коррозии металлов или как полупродукты в синтезе биологи 1 чески активных соединений.

Известен способ получения 2-метил-3-фенилоксазолидина, который заключается в том, что виниловый эфир К-фенилэтаноламина подвергают циклизации в присутствии следов концентрированной соляной кислоты в среде бутанола или фенилэтаноламина, или в отсутствии растворителя при температуре 12-230 С 1.13.

Недостатком этого метода является низкий выход целевого продукта. (6-1ЗЦ кроме того, этим методом получают только один представитель

2-метилоксазолидинов формулы 12-метил-3-фенилоксазолидин. Провести цнклизацию других виниловых эфиров аминоспиртов в присутствии соляной кислоты не удалось.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения 2-метилоксазолидинов формулы 1, который заключается в том, что простой виниловый эфир формулы 4

R -ОСН СН2 / где R - алкил, алкенил, циклоалкил, аралкил, оксиалкил, феноксиалкил, подвергают взаимодействию е амино- ®0 спиртом

ОНСН СН мНВ где R имеет указанные значения, в присутствии соли серебра, растворимой в воде, или солей ртути, 55 ° карбоновых кислот, имеющих рК в воде 3,5 — 7, в качестве катализатора при температуре 50-150 С (.2 3.

Недостатком известного способа является относительно невысокий выход целевых продуктов (55-72X). Кроме того, для синтеза исходного винилового эфира, .используемого в данном способе, требуется применение спирта R0H который играет роль переносчика ацетилена. Введение этого дополнительного соединения удоро жает процесс, так как спирт в ходе процесса полностью не регенерируется, а используются в известном способе дорогие и редкие спирты, так как температура процесса 50-150 С требует применения высококипящих виниловых эфиров.

Цель изобретения — повышение выхода целевых продуктов, удешевление процесса, а также расширение ассортимента целевых продуктов.

Цель достигается способом получения 2-метилоксазолидинов формулы который заключается в том, что виниловый эфир аминоспнрта формулы

СН2=СН-OCR2СВ 3 HR Я) где R R2 и В» имеют вышеуказанные значения, подвергают циклизации в присутствии ацетата или хлорида ртути (п1 в качестве катализатора, взятого в количестве 0,23-0 50Х от массы винилового эфира аминоспирта указанной формулы, и нагревание ведут до 40-70 С. в среде инертного растворителя.

Циклизацию винилового эфира аминоспирта целесообразно проводить в среде инертного растворителя (на- пример, гексана, эфира, бензола1, так как в отсутствии растворителя нз-за сильной экзотермичности процесса трудно поддерживать оптимальную температуру, которая составляет

40-70 С.

Понижение температуры приводит

ic резкому возрастанию времени реакции, а повышение ее, — к снижению выхода из-за осмоления продукта ре- . акции. Контроль sa ходом реакции методом 3llK показывает, что при 4070 С циклизация полностью заканчивается за 2-7 ч.

2-Метнлоксаэолидины образуются с выходом 76-100Х, их выделяют из реакционной смеси известнымн способами.

Строение синтезированных соединений формулы Т подтверждено данными элементного анализа, соответствием их физико-химических констант литературным данным, идентичностью их по ПКХ и ИК-спектрам с известными оксазолидинами, полученными иэ ацетальдегида и аминоспиртов. Чистота синтезированных 2-метилоксаэолидинов по ГЖХ 98,5 "

99,6Х, Таким образом, разработан простой и технологичный способ получения

2-метилоксазолидинов иэ товарных продуктов — виниловых эфиров аминоспиртов — с выходом до 100Х.

Пример.l. 2-Метил-3-винилоксиэтилоксазолидин.

Нагревают при перемешивании до

50 С в течение 2 ч 15,7 г (0,1 r— моль) дивинилового эфира диэтаноламина, 0,078 r (0,5Х от массы зефира ) ацетата ртути li и 50 мл бензола.

Перегонкой в вакууме выделяют

)5,32 г (97,6X) . 2-.метил-3-винилоксиутилоксазолидина с т.кип. 78- 80 С

° °

11 мм рт.ст,), (d < 0,9855,h 1,4590, 3 43,61 (вычислено 43,82).

Найдено,X: С 61,01, 61,07, Н 9,65, 9,71, N 8,95, 8,82.

С8н 13 02.

Вычислено,X: С 61,12, Н 9,62, и 8,91.

Пример 2. 2-Метил-3-фенилоксазолидин. а ) При перемешивании нагревают до кипения.(40 С)в течение 3 ч

16,32 r (0,1 r — моль ) винилового эфира фенилэтаноламина,0,08 г 0,5X от массы эфира) ацетата ртути й, 20 мл диэтилового эфира. После отгонки эфира (при атмосферном давлении f реакционная масса закристаллизовывается. Получают 16,40 г 2-метило

3-фенилоксазолидина с Т.пл. 55-57 С.

Выход (с учетом наличия в нем катализатора) 100Х. После перекристаллизации из эфира 15,5 r (95X) Т.пл.

58,5-59 С.

Найдено,X: С 74,05; 74,08;

Н 8,25, 8,41, 11 8,29, 8,06.

С„, Н„, МО

Вычислено.,Х: С 73,59, Н 8,03, 8,58.

Щ б) Нагревают до 50 С в течение

4 ч 16,32 г (0,1 моль) винилового эфира фенилэтаноламина и 0,0375 r (0,23Х от массы эфира )хлорида ртути и и 30 мл бенэола. После испарения бензола под вакуумом получа18640 4 ют 16,36 г (100X с учетом веса катализатора ) 2-MBTHJI 3-фенилоксазолидина с Т;пл. 55,5-57 С. После перекристаллиэации Hs эфира получают

15,8 r (96,8 ) оксаэолидина с Т.пл.

58,5-59 С.

Пример 3. 2-Метил-3-цианотилоксазолидин. а ) Нагревают в течение 3 ч до

1п 70 С 35 мл бенэола, 14,02 г (0,1 моль) винилового эфира N -цианэтилэтаноламина и 0,07 r (0,5Х от массы эфира ) ацетата ртути Il . Получают 12,67 г (90,37X) 2-метил-3цианэтилоксазолидина с Т;кип. 9193 С (2,5 мм рт,ст.), о 1,0215, и р 1,4620, МВр 37,Q3 (вычислено

37,48)..

Найдено,Х: С 59,81; 60,11, Н 8,59, 8,89, М 19,84, 19,90.

С:,Н ) Ng0

Вычислено,X: С 59,98; Н 8,63;

М 19,98. б ) 14,02 г винилового эфира цианэтилэтаноламина, 0,07 r ..(0,5Х от массы ) хлорида ртути Il в 35 мл бензола нагревают 3 ч до 70 С. Получают 10,81 г (77,1X) 2-.метил-2-цианэтилоксаэолидина.

Пример 4. 2,3-Диметил-530 метилоксиметилоксазолидин. а ) При перемешивании нагревают и до 60 С в течение 7 ч 14,52 г (0,1 г — моль ) 3-метиламино-1метокси-2-винилоксипропана, 0,051 г (0,35 . от массы винилового эфира J ацетата ртути(Й) и 40 мл бензола. Получают 11,76 г (81,0 ) 2,3-диметил-5метоксиметил-оксазолидина с Т.кип.

60-63 С (15 мм рт.ст.) д 0,9609, л р 1;4332, YR11 39,29 (вычислено

39,42) .

Найдено,X: С 57,51; 57,60, Н 10,43;

10,58, и 9,73, 9,80.

С Н. м 02

Вычислено, : С 57,90, Н 10,41

М 9,65.. б1 Из 14,52 г (0,1 моль) 3-метиламино-1-метокси-2-винилоксипропана, 0,051 (0,35 от массы винилового эфира) хлорида ртути(Й)при.нагревании до 60 С в 40 мл бензола в течение 7 ч получают 11,37 78,3Х 2,3-диметил5-метоксиметилоксазолидина.

Пример 5. 2,3,4,5-ТетрамеИ тилоксазолидин. а } Нагревают до 40-42 С в тече" ние 7 ч 12,92 г (0,1 r - моль) вини лового эфира З-метиламинобутанола-2, 1118640

0,052 ) (0,4Х от массы винилового эфира):и хлорида ртути ()I1j)и 40 мл диэтилового эфира. Получают 9,83 г (76,1X ) 2,3,4,5-тетраметилоксазолидина с Т.кип. 50-52 С (60 мм рт.ст.), 0,8862 1 4247, Mg 37 (вычислено 37,63).

Найдено,X С 64,91, 65,12;Н 11,52; ll,69; ! 10,93, 10,98.

С„Н и 0

Вычислено,X: С 65,07;Н 11,70, N 10,84.

Пример 6. 2-Метилоксазолидин.

Нагревают до 50 С в течение 3 ч

8,71 r (0,1 r " моль ) вйнилового эфира монозтаноламина, 0,043 r (0,5Х от массы эфира) ацетата ртути(11}и

25 мл бензола. Получают 6,76 г (77,6Х) 2-метилоксазолидина с Т.кип.

53-56 С (60 мм рт. ст. ), д О, 9668, и р 1 у 4345 у MBð 23 р 48 (вычислено. 23,60 ).

Найдено, : С 55,01; 55,24,Н 10,52, 10,60, N 15,87, .16,03.

С,111з М 0

Вычислено,X: С 55,14, Н 10,41, N 16,08, Пример 7. 3-Бенэил-2-метилоксазолидин.

Нагревают до 60 С в течение.5,5 ч

17,6 r (0,1 моль) винилового эфира

N -бензилэтаноламина, 0,04 г (0,23Х от массы винилового эфира ) ацетата ртути и 30 мл .гексана. Получают

1 17, 2 r (97, 7 . ) 3-бензил-2-метилоксаэолидина с Т.кип. 106-108 С (4 мм рт.ст.), d < 1,0217, 1, 5 203, ИН 1 5 2, 77 (вычислено

52,73 ).

Найдено,X: С 74,38,Н 8,52,8,60, 7,80, 7,87.

Вычислейо, ; С 74,54, H 8,53, N 7,90.

Нижней границей температурного интервала в предлагаемом способе о следует считать 40 С, так как при более низкой температуре реакция сильно замедляется, в связи с этим необходимо значительно увеличивать ее продолжительность, что способствует более глубокому протеканию побочных процессов и, как следствие, снижению выхода целевого продукта. Если продолжительность процесса оставить без изменения, то циклизуется не весь виниловый эфир, а поскольку отделение его от оксаэолидина затруднительно (из-за очень близких температур кипения), то это приводит к сильному загрязнению продукта (см,пример 5 б).

Таким же образом, как и снижение

5. температуры, действует уменьшение концентрации катализатора, поэтому нижняя оптимальная граница его составляет 0,23-0,25X (cM. примеры

5 в и r).

Увеличение количества катализатора свыше 0,5 от массы винилового эфира аминоспирта не приводит к дальнейшему увеличению выхода оксазолидинов, а даже несколько снижает его, 15 вероятно, из-за протекания вторичных процессов, кроме того, снижается чистота продукта (примерно на 1,52 . по ГЖХ ), о чем свидетельствует понижение температуры плавления и

20 данные ГИХ (см.примеры 2 в, 4 в ).

Повышение температуры реакции более 70 С приводит к значительному о осмолению реакционной смеси и, как следствие этого, снижению выхода н

2S чистоты полученного продукта (см. примеры 2 r, 4 в ). В связи с этим граничными для оптимального интервала следует считать концентрацию катализатора О,5 от массы винилового эфира аминоспирта и температуру

700С.

Пример 2, в Нагревают до

40 С в течение 3 .ч 16,32 г (0,1 моль) винилового эфира фенилэтаноламина и 0,098 г (0,6 от массы эфира ) ацетата ртути и 30 мл бензола. Пос" пе испарения бензола под вакуумом реакционная масса закристаллизовы- . вается. Получают 16,42 r 2-метил-3о

40 фенилоксазолидина с T.пл. 55-56 С.

Выход (с учетом наличия катализатора) 100Х. Перекристаллиэацией из эфира выделяют 15,2 r 93,1 оксазолиднна с Т.пп. 58,5 С. г) Аналогично нагревают до 75 С в течение 3 ч 16,32 г (0,! моль) винилового эфира фенилэтаноламина и

0,08 г {0,5Х бт веса эфира) ацетата ртути Й и 30 мл бензола. После испарения бензола под вакуумом получают

16,4 r кристаллической массы с T.ïë.

43-47 С, по данным ГЖХ, содержащей

97-98Х 2-метил-3-фенилоксазолидина.

Перекристаллизацйей из эфира выделяют 14,7 r (90,1 )оксазолидина с Т.

> ° пл. 58,5-59 С.

Пример 4. в ) Аналогично из 14, 52 r О, 1 мол ь 3-ме тиламиноl-метокси-2-винилоксипропана, 0,085 r

1864О

Составитель Н.Капитанова

Техред О.Неце

Корректор С. Черни

Редактор Н. Киштулинец

Тираж 409

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 7366/17

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 ll (0,59Х от массы эфира) ацетата ртути. Э при нагревании до 75 С в 40 мл бензола в течение 7 ч получают

10,9 r (75;IX)2,3-диметил"5-метоксиметилоксазолидина.

Пример S ° б) Аналогично нагревают до 35 С в течение 7 ч

12,92 r (0,1 моль) винилового эфира

З-метиламинобутанола-2, 0,052 r

0 4Х от массы винилового эфира хлорида ртути l1 1и 40 мл диэтнлового эфира. По истечении этого времени анализ смеси методом ГЖХ показывает, что остается непрореагировавшим около 22-25Х исходного винилового эфира.По данным ГЖХ реакция заканчивается полностью через !1,5 ч.

После этого смесь разгоняют и получают 7,8 г (60,4Х) 2,3,4,5-тетраметилоксазолидина. в) Аналогично нагревают до 4042 С 12,92 г (0,1 моль)винилового эфира З»метиаминобутанона-2, 0,0258 r (0,27. от массы винилового эфира ) хлорида ртути II и 40 мл диэтилового эфира. По данным ГЖХ через 7 ч остается непрореагировавшим 16-20Х винилового эфира. Через 12 часов (когда по данным ГЖХ реакция завершена) разгонкой выделяют 8,53 r (66X) 2,3,4,55 тетраметилоксазолидина.

r) Аналогично нагревают до 4042 С в течение 12 ч 12,92 г (0,1 моль) винилового эфира 2-метиламинобутанона-2, 0,0258 г (0,2Х от массы винилового эфира) ацетата ртути и и

40 мл диэтилового эфира. Получают

8,04 r (62,2X) 2,3,4,5-тетраметнложсазолидина.

15 Преимуществом предлагаемого способа является то, что он позволяет

:повысить выход целевых продуктов с

55"72 до 76-100Х, а также удешевить процесс в результате использования

20 в качестве исходного продукта винилового эфира аминоспирта, для получения которого не требуются дорогостоящие спирты РОН, необходимые в известном способе. Кроме того,.спо25 соб позволяет расширить ассортимент целевых продуктов.