Способ получения азиридинов

 

301922

СПИ СAНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ аюз Советских

Соаналнсткчес них

Республкк

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №

МПК С 07d 23/00

Заявлено 18.Ч! 1.1966 (№ 1091275/1181829/

23-4)

Приоритет: 31 VIII.1965, № 63415!65, Австралия

Камнтет по делам изобретений и открытий нрн Совете Миннстрае

СССР

УДК 547.71.07(088.8) Опубликовано 21ЛЧ.1971. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 16Х1.1971

Авторы изобретения

Иностранцы

Асбджорн Баклиен и Джан Колм (Англия) Иностранная фирма

«Империал Кемикал Индастриз оф Австралия энд Нью Зиленд

Лимитед» (Австралия) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗИРИДИНОВ где

Известен способ получения 1- (2 -окси-2 -фенилэтил) -азиридина взаимодействием этиленимина и окиси стирола

R — СН вЂ” CH, б

,О

Выход 48%.

Предлагают способ получения азпридинов формулы

CHR

RCHQHCHз — N

СНЫ.", R — фенил, галоидфенил, нитрофенил, трифторметилфенил, ал- 15 килфенил, нафтил, оксиметил, бензил, феноксиметил или фенилтиометил, 5- или б-членный гетероциклический радикал, содержащий один или два ге- 20 тероатома, каждый из которых азот, сера или кислород;

R и R" — водород или алкил, Способ заключается в том, что замещенный этиленимин общей формулы 25

СНК ны

CHR" подвергают взаимодействию с соединением

RCH — СН„ б

О где R, R, R имеют вышеуказанные значения.

Процесс ведут при температуре 50 — 150 С, преимущественно при 90 — 130 С, в среде полярного органического растворителя в присутствии катализатора, дающего в среде гидроксильные ионы, например гидроокись щелочного металла. Проведение, процесса при вышеуказанных условиях позволяет повысить выход целевого продукта и снизить образование нежелательных примесей и изомеров.

Пример 1. 1- (2 -окси-2 -фенилэтил) -азиридин или иначе 1-окси-1-фенил-2-этилениминоэтан.

Это соединение получено по описанию

А. Функа и Дж. Бено (Bullitin de la Societe

Chimique de Frand 1953, 1021), из этиленимина и окиси стирола.

Сырой продукт, полученный этим способом, представляет собой вязкое масло, которое не затвердевает при комнатной температуре при длительном охлаждении при 0 С. Подроб ное изучение спектра ядерно-магнитного резо301922

15 нанса (ЯМР) этого вещества показывает присутствие больших количеств постороннего вещества. Спектор ЯМР чистого соединения, полученного по примеру 8, показывает следующие свойства: протоны азиридина — две группы мультиплетов при 1,16 и 1,72 ч. на

1 млн.; протоны СН> группы СНОН вЂ” CH>— два комплекта квадруплетов при 2,16 и

2,65 ч/мин; протоны СН вЂ” квадруплет при

4,83 ч/мин; ароматические протоны — синглет при 7,31 ч/мин. Спектр ЯМР сырого продукта, полученного по вышеуказанному способу, показал дополнительные широкие полосы от 0,7 до 4,8 ч/мин. (Спектры ЯМР определялись на

Вариаче-60 с тетраметилсиланом в качестве внутреннего эталона). Для определения,пригодности веществ, полученных по Фупку, этот опыт проделывается пять раз идентичным способом. Ни в одном из опытов полученный сырой продукт не удается очистить перекристаллизацией из эфира, циклогексана, хлороформа или бензола. При перегонке продуктов получены масла с выходами от 45 до 52% от теоретического. Ни в одном из опытов продукт не затвердевает при стоянии в течение

48 час; анализ спектра ЯМР показывает, что перегонные вещества, хотя и чище сырых, но все же содержат примеси порядка 20%.

Пример 2. 1-(2 -окси-2 -фенилэтил)-азиридин, Этиленимин (43 г), окись стирола (120 г), этиловый спирт (400 мл) и порошкообразный едкий натрий (2 г) загружают в реактор, снабженный мешалкой. Реактор помещают в масляную баню при 110 С, смесь перемешивают при этой температуре в течение 2 час.

Затем смесь охлаждают и спирт отгоняют под вакуумом, Оставшееся вязкое масло перегоняют под вакуумом с получением 1-(2-окси2-фенилэтил) -азиридина в виде .бесцветного кристаллического вещества. Выход по этиленимину и окиси стирола составляет 75%, чистота более 80%. Кристаллизация небольшого количества из четыреххлористого углерода дает бесцветные кристаллы с т. пл. 77 С.

Пример 3. 1- (2 -окси-2 -фенилэтил) -азиридин, Этиленимин (86 г, 2 моль) нагревают в автоклаве до 100 С, при перемешивании добавляют в течение 20 мин 120 г окиси стирола, затем перемешивание продолжают при 100 С еще в течение 10 мин. Непрореагировавший этиленимин сначала выделяют сливанием реактора, а затем перегонкой при 60 — 70 С/

25 мм рт. ст. Выделено 41,2 г этиленимина (96%, 1 моль).

Сырой продукт (165 г) затвердевает при комнатной температуре. Анализ азиридина тиосульфонатным титрованием и ЯМР спектроскопией показывает содержание азиридина в 90 — 95%. Подробный анализ ЯМР спектра и хроматографии показывает, что не менее

75% вещества, представляет собой нужное соединение.

4

Пример ы 4 — 7, Способом, описанным в примере 3, получены следующие 1- (2 -окси2 -К-этил) -азиридины: К вЂ” м-хлорфенил; К-мбромфенил; К-и-фторфенил; К-4-тиазол.

Il р и м е р 8. 1-(2 -окси-2 -фенилэтил)-азиридин.

Этиленимин (107,5 г, 2,5 моль) нагревают с обратным холодильником, мешалкой, термометром и капельной воронкой. Ilo каплям добавляют окись стирола (120 г, 1 моль) в течение 3 час при температуре от 55 до 65 С.

По окончании добавления перемешивание продолжается еще 3 час при 60 — 65 С. Непрореагировавший этиленимин выделяют отгонкой при 60" С/10 мм рт. ст.

Сырой продукт реакции (168 г) затвердевает при охлаждении. Анализ ЯМР и хроматография показывает чистоту 83%.

Образец этого, продукта, перекристаллизованный из диэтилового эфира или циклогексана дает бесцветные кристаллы с т. пл. 78—

79" (;.

l I р и м е р ы 9 — 11. По способу, описанному в примере 8,,получены следующие 1-(2 -окси2 -К-этил) -азиридины: К вЂ” м-нитрофенил; К вЂ” 3пиридил; К вЂ” м-трифторметилфенил.

lI р и м е р 12. l- (2 -окси-2 -Фенилэтил) -2-метилазиридин.

Это соединение получено из окиси стирола и пропиленимина по способу из примера ?.

Il р и м е р 13. 1- (2 -окси-2 -фенилэтил) -2- (нгексил)-азиридин.

Это соединение получено из окиси стирола и 1,2-этиленимина по способу из примера 2.

Il р и м е р 14. 1-(2 -окси-2 - (тионил) -этил)— азиридин.

2-(Эпоксиэтил) -тиофен (25,2 г) по каплям добавляют в течение 1 час к этиленимину (25,8 г). Реакционную смесь перемешивают при 50" С во время реакции и в течение 30мин по окончании добавления, а затем еще 1,5 час при 65 С. Избыток этиленимина отгоняют при

60" С/10 мм рт. ст.

Пример ы 15 — 18. Способом по примеру 14 получены следующие 1- (2 -окси-2 -R-этил) азиридины: R-2-фурил; R-1-нафтил; R-бензил;

R- n- толил.

Пример 19. 1- (2 -окси-2 - (4"-пиридил)этил) -азиридин.

4-(Эпоксиэтил)-пиридин (21,2 г) по каплям добавляют при перемешивании в течение

30 мин к этиленимину (17,2 г) при температуре 55 — 65 С. После добавления перемешивание продолжают при 65 С еще 2 час. Непрореагировавший этиленимин отгоняют при

60 С/10 мм рт. ст. Остаточное масло перегоняют в высоком вакууме и получают нужный продукт с т. пл. 103 — 106 С/0,01 мм рт. ст.

П р имер ы 20 и 21. По примеру 19 получают следующие 1- (2 -окси-2 -R-этил) -азиридины: К вЂ” О-хлорфенил; R — 2-пиридил.

Пример 22. 1- (2 -окси-2 - (n-нитрофенил)этил) -азиридин.

20,8 г окиси п-нитростирола, растворенной в теплом диоксане, по каплям при перемешива301922

25 HR с соединением формулы

RCH — СН,, г

Составитель И. Бочарова

Редактор Л. М. Новожилова Техред Л. В. Куклина Корректоры: М. Коробова и Л. Корогод

Заказ 153!/18 Изд. № 660 Тираж 473 Подписное

Ц11ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 3(-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 нии добавляют в течение 30 мин к 17,2 г этиленимина при температуре от 55 до 65 С.

После добавления перемешивают еще 2 час при 65 С. Непрореагировавший этиленимин и диоксан отгоняют при 60 С/10 мм рт. ст. Остаточное масло перегоняют в высоком вакууме и получают нуукный продукт.

Пример ы 23 и 24. По способу примера 19 получены следующие 1- (2 -окси-2 -R-этил)азиридины: R-о-; R-2,3,4-трихлорфенил.

Пример 25. 1-(2 -окси-3 -фенилтиопропил) -азиридин.

Фенилглицидилсульфид (33,2 г) и этиленимин (17,2 г) нагревают 2 час в автоклаве при 50 — 60 С. Избыток этиленимина отгоняют при 55 С/12 мм рт. ст. Остаточное масло перегоняют в высоком вакууме и получают нужный |продукт в виде масла, т. кип, 140—

144 С/0,01 мм рт. ст., которое кристаллизуется в приемной колбе. Выход 26 г (62%).

Строение этого соединения подтверждается инфракрасной и ЯМР спектроскопией. Инфракрасные полосы (КВ) 1478, 1433, 1258, 1105, 1089, 993, 735 и 689 см

Пример 26. 1- (2 -окси-3 -феноксипропил)азиридин.

Это соединение получено по способу примера 25. Выход 69%, т. кип. 132 — 134 С/

0,005 мм рт. ст.

Пример 27. 1- (2 -окси-2 -фенилэтил) -2метилазиридин.

Это соединение получают по способу примера 3. Сырой продукт перекристаллизовывают из циклогексана и получают бесцветные кристаллы с т. пл. 106 — 108 С. Выход 63,5 /о.

Пример 28. 1-(2 -3 -диоксипропил) -азиридин.

Это соединение получают из этиленимина и

2,3-эпоксипропанола по способу примера 8, за исключением того, что во время добавления эпоксида держат температуру 20 С.

Предмет изобретения

1. Способ получения азиридинов формулы

CHR

КСНОНСН,!М и СНК" где R обозначает фенил, галоидфенил, нитрофенил, трифторметилфенил, алкилфенил, нафтил, оксиметил, бензил, феноксиметил, или фенилтиометиловый радикал или 5- или 6членный гетероциклическнй радикал, содер>кащий один или два гетероатома, каждый из которых азот, сера или кислород, а R и К", которые могут быть теми же самыми или различными, обозначают водород или алкильный радикал, взаимодействием замещенного этиленимнна общей формулы

HN

< снк

7 зо где R R и R" имеют вышеуказанные значения, отлича ощийся тем, что, с целью повышения выхода, процесс ведут при темперагуре

50 — 150 С, преимущественно 90 — 130 С, в сре35 де полярного органического растворителя.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс,ведут в присутствии катализатора, дающего в среде гидроксильные ионы, например гидроокись щелочного металла.