Способ получения эфиров 5-амино-1,2,4-триазол-3-илкарбоновой кислоты или 5-амино-1,2,4-триазол-3-илуксусной кислоты
Владельцы патента RU 2269521:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ) (RU)
Изобретение относится к способу получения эфиров 5-амино-1,2,4-триазол-3-илкарбоновой кислоты или 5-амино-1,2,4-триазол-3-илуксусной кислоты и может быть использовано в производстве биологически активных соединений, красителей и фотоматериалов, имеющих разнообразное применение. Способ включает смешивание соответствующей кислоты с алифатическим спиртом, затем добавление к смеси тионилхлорида и кипячение реакционной смеси. Заявленный способ позволяет снизить расход спирта, обеспечить возможность его повторного использования без предварительной осушки, уменьшить продолжительность синтеза и предотвратить образование побочных продуктов.
Изобретение относится к области получения органических веществ и может быть использовано в производстве биологически активных соединений, красителей и фотоматериалов, имеющих разнообразное применение.
Известен способ получения этилового эфира 5-амино-1,2,4-триазол-3-илуксусной кислоты взаимодействием бикарбоната аминогуанидина с хлоргидратом карбэтоксиэтилацетимидата (Киселева В.В., Гах А.А., Файнзильберг А.А. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1990. №9. С.2075-2094). Недостатком этого способа является использование труднодоступного хлоргидрата карбэтоксиэтилацетимидата.
Известен способ получения сложных эфиров хлорзамещенных алкилкарбоновых кислот взаимодействием соответствующих лактонов с тионилхлоридом и спиртами (З.Е.Башарова, В.Ю.Ковтун, З.М.Кольцова, В.Г.Яшунский. Способ получения сложных эфиров ω-хлоралкилкарбоновых кислот. Авт.свид. СССР 425900. Заявл. 26.06.72. Опубл. 30.04.74). Недостатком данного способа является следующее:
в отличие от хлоралкилкарбоновых кислот, 5-амино-1,2,4-триазол-3-илкарбоновая кислота и 5-амино-1,2,4-триазол-3-илуксусная кислота имеют в своих молекулах дополнительные реакционные центры - аминогруппу и атомы азота триазольного цикла, по которым может протекать реакция с тионилхлоридом и промежуточными продуктами;
при получении эфиров 5-амино-1,2,4-триазол-3-илкарбоновой кислоты или 5-амино-1,2,4-триазол-3-илуксусной кислоты по описанной методике (Авт.свид. СССР 425900) в процессе смешения соответствующих кислот с тионилхлоридом протекает реакция образования хлорангидридов этих кислот и их самоацилирования с образованием полиамидов и других побочных продуктов, что приводит к снижению выхода эфиров соответствующих кислот.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения этилового эфира 5-амино-1,2,4-триазол-3-илуксусной кислоты взаимодействием 5-амино-1,2,4-триазол-3-илуксусной кислоты с этанолом и хлороводородом при кипячении (Кофман Т.П., Уварова Т.А., Карцева Г.Ю. // ЖОрХ 1995. Т.31. №2. С.270-275). Аналогично этому способу взаимодействием со спиртами в присутствии хлороводорода могут быть получены эфиры 5-амино-1,2,4-триазол-3-илкарбоновой кислоты. Недостатком данного способа является следующее:
поскольку реакция обратима, для смещения равновесия в сторону образования целевых продуктов требуется использовать большой избыток безводного спирта;
отработанный спирт содержит воду, которая выделяется в процессе этерификации и не может использоваться повторно без предварительной осушки;
синтез требует больших затрат времени (свыше 12 часов).
Задачей изобретения является разработка способа получения эфиров 5-амино-1,2,4-триазол-3-илкарбоновой кислоты или 5-амино-1,2,4-триазол-3-илуксусной кислоты из соответствующих кислот, позволяющего снизить расход спирта и обеспечить возможность его повторного использования без предварительной осушки, уменьшить продолжительность синтеза и предотвратить образование побочных продуктов.
Поставленная задача достигается за счет того, что в предлагаемом способе получения эфиров 5-амино-1,2,4-триазол-3-илкарбоновой кислоты или 5-амино-1,2,4-триазол-3-илуксусной кислоты, включающем кипячение реакционной смеси, смешивают соответствующую кислоту с алифатическим спиртом, затем к смеси добавляют тионилхлорид.
Применение тионилхлорида взамен хлороводорода делает реакцию образования эфиров 5-амино-1,2,4-триазол-3-илкарбоновой кислоты или 5-амино-1,2,4-триазол-3-илуксусной кислоты необратимой. В результате отпадает необходимость использовать большой избыток спирта для смещения равновесия, и, таким образом, снижается расход спирта.
Добавление тионилхлорида к предварительно приготовленной смеси соответствующей кислоты и алифатического спирта позволяет избежать образования побочных продуктов, поскольку образующийся хлорангидрид быстро реагирует с избытком спирта и дает целевой продукт. При изменении порядка добавления реагентов, т.е. при первоначальном смешивании соответствующей кислоты с тионилхлоридом, происходит снижение выхода за счет образования побочных продуктов.
Поскольку в реакции с тионилхлоридом не выделяется вода, избыточный спирт после отгонки может использоваться повторно для получения эфиров без предварительной осушки. Реакция образования целевых продуктов при взаимодействии соответствующих кислот со спиртами и тионилхлоридом является более быстрой, чем реакция этих кислот со спиртами и хлороводородом. В результате уменьшается продолжительность синтеза. Способ осуществляется следующим образом:
Смешивают 5-амино-1,2,4-триазол-3-илкарбоновую кислоту или 5-амино-1,2,4-триазол-3-илуксусную кислоту с алифатическим спиртом, затем прибавляют тионилхлорид, реакционную смесь нагревают до кипения и кипятят в течение часа, после чего к реакционной смеси добавляют дополнительное количество тионилхлорида и кипятят еще три часа. Затем алифатический спирт отгоняют и к остатку при охлаждении приливают насыщенный раствор ацетата натрия, доводя кислотность смеси до рН 5-6. Выпавший осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1
В круглодонной колбе объемом 50 мл, снабженной обратным холодильником, смешивают 6 г (0.047 моля) 5-амино-1,2,4-триазол-3-илкарбоновой кислоты и 12.8 г метанола (0.4 моля), затем по каплям приливают 5.59 г (0.047 моля) тионилхлорида. Реакционную смесь нагревают до кипения и кипятят 1 час, затем приливают 5.59 г (0.047 моля) тионилхлорида и кипятят еще 3 часа. Метанол отгоняют и к остатку при охлаждении приливают насыщенный раствор ацетата натрия до рН 5-6. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и кристаллизуют из воды. Получают метиловый эфир 5-амино-1,2,4-триазол-3-илкарбоновой кислоты. Выход 4.6 г (69%). Тпл 217-218°С.
Спектр ЯМР 1Н, δ, м.д. (ДМСО-d6): 4.0 с (3Н, СН3), 6.00 с (2Н, NH2), 12.35 c (1H, NH).
Найдено, %: С 33.75; Н 4.27; N 39.44.
C4H6N4O2.
Вычислено, %: С 33.81; Н 4.26; N 39.42.
Пример 2
В круглодонной колбе объемом 50 мл, снабженной обратным холодильником, смешивают 6 г (0.047 моля) 5-амино-1,2,4-триазол-3-илкарбоновой кислоты и 11.18 г (0.094 моля) тионилхлорида, затем приливают 12.8 г метанола (0.4 моля). Реакционную смесь нагревают до кипения и кипятят 4 часа. Метанол отгоняют и к остатку при охлаждении приливают насыщенный раствор ацетата натрия до рН 5-6. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и кристаллизуют из воды с углем для отделения побочных продуктов. Выход метилового эфира 5-амино-1,2,4-триазол-3-илкарбоновой кислоты составляет 1.4 г (21%). По свойствам продукт идентичен описанному в примере 1.
Пример 3
В круглодонной колбе объемом 50 мл, снабженной обратным холодильником, смешивают 6 г (0.047 моля) 5-амино-1,2,4-триазол-3-илкарбоновой кислоты и 5.59 г (0.047 моля) тионилхлорида, затем приливают 12.8 г метанола (0.4 моля). Реакционную смесь нагревают до кипения и кипятят 1 час, затем приливают 5.59 г (0.047 моля) тионилхлорида и кипятят еще 3 часа. Продукт выделяют и очищают аналогично примеру 2. Выход метилового эфира 5-амино-1,2,4-триазол-3-илкарбоновой кислоты составляет 1.9 г (28%).
По свойствам продукт идентичен описанному в примере 1.
Пример 4
В круглодонной колбе объемом 50 мл, снабженной обратным холодильником, смешивают 6 г (0.047 моля) 5-амино-1,2,4-триазол-3-илкарбоновой кислоты и 18.43 г этанола (0.4 моля), затем по каплям приливают 5.59 г (0.047 моля) тионилхлорида. Реакционную смесь нагревают до кипения и кипятят 1 час, затем приливают 5.59 г (0.047 моля) тионилхлорида и кипятят еще 3 часа. Этанол отгоняют и к остатку при охлаждении приливают насыщенный раствор ацетата натрия до рН 5-6. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и кристаллизуют из воды. Получают этиловый эфир 5-амино-1,2,4-триазол-3-илкарбоновой кислоты. Выход 7.6 г (70%). Тпл 239-240°С.
Спектр ЯМР 1Н, δ, м.д. (ДМСО-d6): 1.35 т (3Н, СН3), 4.23 к (2Н, CH2), 6.00 с (2Н, NH2), 12.38 с (1Н, NH).
Найдено, %: С 38.49; Н 5.18; N 36.00.
C5H8N4O2.
Вычислено, %: С 38.46; Н 5.16; N 35.88.
Пример 5
В круглодонной колбе объемом 50 мл, снабженной обратным холодильником, смешивают 6 г (0.047 моля) 5-амино-1,2,4-триазол-3-илкарбоновой кислоты и 11.18 г (0.094 моля) тионилхлорида, затем приливают 18.43 г этанола (0.4 моля). Реакционную смесь нагревают до кипения и кипятят 4 часа. Этанол отгоняют и к остатку при охлаждении приливают насыщенный раствор ацетата натрия до рН 5-6. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и кристаллизуют из воды с углем. Получают этиловый эфир 5-амино-1,2,4-триазол-3-илкарбоновой кислоты. Выход 2.5 г (23%). По свойствам продукт идентичен описанному в примере 4.
Пример 6
В круглодонной колбе объемом 50 мл, снабженной обратным холодильником, смешивают 7.34 г (0.047 моля) 5-амино-1,2,4-триазол-3-илуксусной кислоты и 12.8 г метанола (0.4 моля), затем по каплям приливают 5.59 г (0.047 моля) тионилхлорида. Реакционную смесь нагревают до кипения и кипятят 1 час, затем приливают 5.59 г (0.047 моля) тионилхлорида и кипятят еще 3 часа. Метанол отгоняют и к остатку при охлаждении приливают насыщенный раствор ацетата натрия до рН 5-6. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и кристаллизуют из воды. Получают метиловый эфир 5-амино-1,2,4-триазол-3-илуксусной кислоты. Выход 4.0 г (55%). Тпл 159-160°С.
Спектр ЯМР 1Н, δ, м.д. (ДМСО-d6): 3.40 с (2Н, СН2), 3.62 с (3Н, СН3), 5.65 c (2H, NH2), 11.58 c (1H, NH).
Найдено, %: С 38.25; Н 5.16; N 35.84.
C5H8N4O2.
Вычислено, %: С 38.46; Н 5.16; N 35.88.
Пример 7
В круглодонной колбе объемом 50 мл, снабженной обратным холодильником, смешивают 7.34 г (0.047 моля) 5-амино-1,2,4-триазол-3-илуксусной кислоты и 11.18 г (0.094 моля) тионилхлорида, затем приливают 12.8 г метанола (0.4 моля). Реакционную смесь нагревают до кипения и кипятят 4 часа. Метанол отгоняют и к остатку при охлаждении приливают насыщенный раствор ацетата натрия до рН 5-6. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и кристаллизуют из воды с углем для отделения побочных продуктов. Получают метиловый эфир 5-амино-1,2,4-триазол-3-илуксусной кислоты. Выход 1.3 г (18%). По свойствам продукт идентичен описанному в примере 6.
Пример 8
В круглодонной колбе объемом 50 мл, снабженной обратным холодильником, смешивают 7.34 г (0.047 моля) 5-амино-1,2,4-триазол-3-илуксусной кислоты и 18.43 г этанола (0.4 моля), затем по каплям приливают 5.59 г (0.047 моля) тионилхлорида. Реакционную смесь нагревают до кипения и кипятят 1 час, затем приливают 5.59 г (0.047 моля) тионилхлорида и кипятят еще 3 часа. Этанол отгоняют и к остатку при охлаждении приливают насыщенный раствор ацетата натрия до рН 5-6. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и кристаллизуют из воды. Получают этиловый эфир 5-амино-1,2,4-триазол-3-илуксусной кислоты. Выход 5.44 г (68%). Тпл 155-158°С.
Спектр ЯМР 1Н, δ, м.д. (ДМСО-d6): 1.25 т (3Н, СН3), 3.40 с (2Н, CH2), 4.20 к (2Н, СН2), 5.60 с (2Н, NH2), 11.56 с (1Н, NH).
Найдено, %: С 42.40; Н 5.90; N 39.94.
С6Н10N4O2.
Вычислено, %: С 42.35; Н 5.92; N 39.92.
Пример 9
В круглодонной колбе объемом 50 мл, снабженной обратным холодильником, смешивают 7.34 г (0.047 моля) 5-амино-1,2,4-триазол-3-илуксусной кислоты и 5.59 г (0.047 моля) тионилхлорида и затем приливают 18.43 г этанола (0.4 моля). Реакционную смесь нагревают до кипения и кипятят 1 час, затем приливают 5.59 г (0.047 моля) тионилхлорида и кипятят еще 3 часа. Этанол отгоняют и к остатку при охлаждении приливают насыщенный раствор ацетата натрия до рН 5-6. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и кристаллизуют из воды с углем для отделения побочных продуктов. Получают этиловый эфир 5-амино-1,2,4-триазол-3-илуксусной кислоты. Выход 2.56 г (32%). По свойствам продукт идентичен описанному в примере 8.
Способ получения эфиров 5-амино-1,2,4-триазол-3-илкарбоновой кислоты или 5-амино-1,2,4-триазол-3-илуксусной кислоты, включающий кипячение реакционной смеси, отличающийся тем, что смешивают соответствующую кислоту с алифатическим спиртом, а затем к смеси добавляют тионилхлорид.
