Способ получения октагидро-1,2,4-метенопента- ленил-

 

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №

МПК С 07с 119/04

Заявлено 19.Ч1.1969 (№ 1338893/23-4) Приоритет 20.Ч1.1968, № 9213/68, Швейцария.

Комитет по делам изобретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 547.239.1.07(088.8) Опубликовано 12.1!.1971. Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 12.IV.1971

Авторы изобретения

Иностранцы

Клаус Дитер Вейс (Федеративная Республика Германии) и Ален Клод Роша (Швейцария) Иностранная фирма

«И. Р. Гейги А Г» (Швейцария) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКТА ГИДРО-1,2,4-МЕТЕНОПЕНТАЛ Е Н ИЛ-(5)-ЭКЗОИЗОЦИА НАТА

Изобретение относится к способу получения не известного ранее октагидро-1,2,4 - метенопенталенил-(5)-экзоизоцианата, который может найти применение в качестве исходного соединения для синтеза физиологически активных соединений.

Известные способы получения циклоалифатических изоцианатов не могут быть использованы для получения октагидро-1,2,4 - метенопенталенил- (5) -экзоизоцианата, так как при этом получается трудно разделимая смесь экзоэндоизомеров, из которой экзоизомер может быть выделен только с незначительным выходом.

Предложенный способ позволяет получать экзоизомер октагидро-1,2,4 - метенопенталенил-(5) - изоцианата с выходом 70 †80% .

Способ сосотоит в том, что состоящую в основном из экзоизомеров смесь экзоэндоизомеров сложного низшего алкоксиалкилового эфира октагидро-1,2,4 - метенопенталенил-5карбоновой кислоты подвергают взаимодействию с гидразином, получая соответствующий гидразид карбоновой кислоты, его освобождают от доли эндоизомеров перекристаллизацией из низких галоидалканов, очищенный таким образом гидразид кислоты переводят в азид кислоты посредством азотистой кислоты и его термически разлагают.

В качестве исходных веществ применяют следующие сложные низшие алкоксиалкиловые эфиры октагидро-1,2,4-метенопенталенил5-карбоновой кислоты: р-метоксиэтиловый, 5 Р-этоксиэтиловый, Р-н-пропоксиэтиловый, изопропоксиэтиловый, Р-н-бутоксиэтиловый, у-метоксипропиловый, у-этоксипропиловый, у-н-пропоксипропиловый, у-изопропоксипропиловый и у-и-бутоксипропиловый эфиры. При10 мечательно, что употребляют в качестве исходных веществ только сложные эфиры, содержащие значительную долю экзоизомеров.

Такие сложные эфиры получают по непрерывному методу путем взаимодействия 2,5-норбор15 надиена с соответствующими сложными низшими алкоксиалкиловыми эфирами акриловой кислоты в присутствии катализаторов никеля — О при 150 до 200 С. Из вышеприведенных самым пригодным является р-этоксиэтиловый эфир. Он реакционноспособен и его можно легко подвергать реакции обмена, получая желаемый гидразид. Известные сложные метиловый и известный этиловый эфиры также легко можно подвергать реакции об25 мена с гидразином, получаются хорошие выходы, но оба эфира имеют проникающий собственный запах, который делает почти невозможной работу с этими соединениями. Даже следы эфиров вызывают при последующих

296320 реакциях обмена значительные раздражения запахом. Сама октагидро-1,2,4 - метенопенталенил-5-карбоновая кислота, имеет очень сильный собственный запах. Употребляемые для этого способа сложные алкоксиалкиловые эфиры практически не имеют собственного запаха и мало чувствительны к гидролизу, так что не образуется карбоновая кислота, которую даже в следах можно было бы заметить из-за крайне неприятного запаха.

Целесообразно употреолять вместо гидразина гидразингидрат, которым можно пользоваться легче. Реакция обмена сложного эфира карбоновой кислоты с гидразином или гидразингидратом происходит в присутствии инертных относительно участников реакции органических растворителей, предпочтительно в соответствующем сложному алкоксиалкиловому эфиру алкоксиалканоле.

После этой ступени получают гидразид как смесь изомеров с очень высокой долей экзоизомеров. Перекристаллизацией из низших галоидалканов удаляют порцию эндоизомеров. Экзогидразид — кристаллический в то время как эндоизомер получается в виде масла. Смесь растворяют в кипящем галоидалкане и после этого резко охлаждают льдом. Рекомендуется оставлять раствор только несколько минут в ледяной ванне. При более продолжительном охлаждении выкристаллизовывается наибольшая часть эндоизомера с экзоизомером, и перекристаллизацию следует неоднократно повторять. Чистоту экзогидразида определяют путем спектров ядерномагнитного резонанса. Б качестве галоидалканов применяют в особенности хлорированные этаны. Используя 1,2-дихлорэтан получают после одно- или двукратной перекристаллизации полностью чистый от изомеров экзогидразид.

Экзогидразид после этого переводят в азид азотистой кислотой. Азотистую кислоту получают предпочтительно из водного раствора нитрита щелочного металла и хлористого водорода. Чтобы избегать нежелательных побочных реакций, лучше всего работать в смеси органического растворителя с водой, предпочтительна двухфазная система, в водной фазе которой происходит реакция и из которой образующийся азид непрерывно экстрагируется органической фазой. В качестве органических растворителей применяют такие, в которых хорошо растворяется .как азид, так и изоцианат. Можно применять алифатические и ароматические углеводороды, высоко кипящие простые эфиры и т. д.; предпочтительно пр именение,высоко кипящих алкано в и циклоалканов, в особенности циклогексана. Для избежания других побочных реакций кислотность реакционной смеси должна быть высока, а концентрация гидразида-гидрохлорида низкой. Поэтому в реакционный сосуд подают предпочтительно сначала смесь растворителей и соляной кислоты, а после этого прибавляют одновременно раствор гидрохлорида и раст5

65 вор нитрита в стехиометрических соотношениях. Подачу обоих растворов надо регулировать так, чтобы температура реакционной смеси не превышала 10 С. После окончания реакции выделяют и сушат органическую фазу, в которой растворен азид. Для разложения азида медленно и осторожно нагревают этот раствор до температуры кипения употребленного растворителя, а именно до тех пор, пока происходит выделение азота. Потом удаляют растворитель и остаток фракционируют в вакууме. Октагидро-1,2,4-метенопенталенил- (5) -экзоизоцианат получают с выходом 70 — 80%, считая на экзогидразид.

Этот изоцианат можно подвергать взаимодействию с различными аминами и амидами, получая производные мочевины, некоторые из которых имеют отличные фармакологические свойства, а другие представляют собой гербицидные и пестицидные препараты. Так, например, из указанного экзоизоцианата и арилсульфонамидов получают соответствующие 1-арилсульфонил-3-1октагидро-1,2,4 - метенопенталенил- (5) )-мочевины, например 1- (итолуолсульфонил) - 3-(октагидро-1,2,4 - метенопенталенил- (5) )-мочевину, из экзоизоцианата и первичных или вторичных алифатических аминов или ариламинов получают важные гербициды, из экзоизоцианата и оксимов получают важные, пестициды. Реакцией обмена с алканолами получают сложные эфиры карбаминовой кислоты и реакцией обмена с уксусной кислотой и ангидридом уксусной кислоты получают ацетиламин. Сложные эфиры карбаминовой кислоты и ацетиламин можно легко гидролизовать, получая октагидро-1,2,4метенопенталенил-(5) -экзоамин (т. кип. 75—

77 С/11 мм, показатель преломления и"и

1,5186) .

Пр имер.

А. Нагревают 1000 г гидразингидрата и 90 г

2-этоксиэтанола до 115 С и прибавляют по каплям в течение 5 час при сильном перемешивании 2360 г сложного Р-этоксиэтилового эфира октагидро1,2,4 - .метенопенталенил - 5— карбоновой,кислоты (смесь изомеров эндо— экзо 1: 9). Реакционную смесь после этого нагревают в течение 10 час при перемешивании с обратным холодильником, после этого отгоняют большую часть непрореагировавшего гидразингидрата, воды и растворителя (при нормальном давлении) и остаток вливают на смесь лед — вода (1: 2). После двухчасового перемешивания отфильтровывают осадок, промывают ледяной водой и сушат,, в течение

24 час в вакууме. Сырой гидразид имеет точку плавления 74 — 96 С и представляет собой состоящую в основном из экоизомера смесь изомеров. Выход сырого экзогидразида составляет 87% теоретического.

Б. 178 г полученного по пункту А гидразида растворяют в 1780 мл кипящего 1,2-дихлорэтана. После этого охлаждают до 0 С и держат в течение нескольких минут при этой температуре. Полученный осадок отделяют. Гид296320

Предмет изобретения

Составитель Л. Федоткина

Редактор Л. Г. Герасимова Техред Н. И. Наумова Корректор Т, А. Абрамова

Заказ 789, 18 Изд. № 366 Тира>к 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений п открытий при Совете Министров СССР

Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2 разид октагидро-1,2,4 - мете нопенталенил - 5экзокарбоновой кислоты имеет точку плавления 126 С и не имеет по спектру ядерно-магнитного резонанса никакого загрязнения эндоизомером. Выход составляет 98 г (60% ) .

В. Из 178 г гидразида октагидро-1,2,4-метенопенталенил-5-экзокарбоновой кислоты, 130 мл воды и 140 г концентрированной соляной кислоты получают раствор соответствующего гидразидгидрохлорида. Раствор прибавляют одновременно с раствором, изготовленным из 170 лл воды и 85 г нитрита натрия, при сильном перемешивании при 0 до 5 С в смесь из 600 мл воды, 160 г концентрированной соляной кислоты и 625 г циклогексана.

Приток обоих растворов регулируют так, что

2 оо. ч. раствора гидразидгидрохлорида соответствуют одной объемной части раствора нитрита и температура реакционной смеси не превосходит 10 С. Смесь перемешивают после завершения прибавления в течение 30 чин при 0 С, и после этого оставляют стоять. Образуются два слоя, из которых отделяют слой циклогексана и сушат сульфатом натрия, а водный слой отбрасывают. После фильтрации нагревают слой циклогексана медленно и осторожно в течение 2 час до 80 С. Выделение азота начинается при 30 С и оканчивается при 70 С. Циклогексан после этого отгоняют и остаток фракционируют. Октагидро-1,2,4метенопенталенил - (5) - экзоизоцианат имеет т. кип. 45 — 50 С/0,3 мл. Выход составляет

121 г (75% от теоретического); и" 1,5056.

Употребленный в предыдущем примере как исходное вещество сложный Р-этоксиэтиловый эфир октагидро-1,2,4 - метенопенталенил - 5карбоновой кислоты изготовляют следующим образом.

3312 г р-этоксиэтилового эфира акриловой кислоты, стабилизированного 0,2% простого мономегилового эфира гидрохинона, и 1852 г

2,5-норборнадиена прибавляют к 148 г трикарбонилтрифенилфосфина никеля. 500 л л этой смеси нагревают в колбе, снабженной выпускным патрубком, до 170 С до начала сильно экзотермической реакции. Непосредственно после затухания реакции (понижение внутренней температуры от 180 до 170 С) прибавляют смесь катализаторов эфира-диена

10 таким образом, что внутренняя температура составляет 170 — 180 С. Одновременно выпускают продукт реакции, а именно сложный

Р-этоксиэтиловый эфир октагидро-1,2,4 - метенопенталенил-5-кар боновой кислоты, через

15 выпускной патрубок. Приток и сток регулируют так, что в реакционном сосуде всегда находятся 1500 мл реакционной смеси. После

2,5 — 3 час реакция окончена. Для очистки фракционируют сложный эфир в вакууме, 20 его т. кип. 115 С/0,5 лм (без корректуры), или 100 C/0,005 л м; n ð 1,4838.

Способ получения октагидро-1,2,4 - метенопенталенил-(5) - экзоизоцианата, отличаюи1ийся тем, что смесь экзоэндоизомеров низ30 ших алкоксиалкиловых эфиров октагидро1,2,4 - метенопенталенил-(5)-карбоновой кислоты, состоящую в основном из экзоизомера, подвергают взаимодействию с гидразином, получающийся при этом гидразид перекри35 сталлизовывают из галоидалканов, отделяя примесь эндоизомера, и очищенный таким образом гидразид обрабатывают азотистой кислотой с последующим термическим разложением получающегося при этом азида и выде40 лением целевого продукта известными приемами.