Способ получения оксазолов

 

О П И r:-А-:- и — И-3 (ii) 428605

НЗОЬЕЕт ЕНИЯ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Зависимый от патента (51) М. Кл. С 076 85/44 (22) Заявлено 27.03.69 (21) 1319401/23-4 (32) Приоритет 28.03.68; 22.11.68 (31) 145789; 174830 (33) Франция

Опубликовано 15.05.74. Бюллетень № 18

Гвеударственныи камитет

Совета Министрав СССР

IIo делам изоеретений н аткрытий (53) УДК 547.787.1.07 (088.8) Дата опубликования описания 12.12.74 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Бернар Трамье и Альбер Бонсом (Франция) Иностранная фирма

«Сосьете Насьональ де Петроль Д Акитен» (Франция) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

ОКСАЗОЛОВ

22 О R1

В СН2

RgC =С CHRgOOCR) 1

Изобретение относится к новому способу получения оксазолов, которые являются промежуточными продуктами в приготовлении лекарств, красителей, пластмасс, в частности сополимеров винилимидазолов.

В литературе известен способ получения производных оксазола путем взаимодействия ацетиленовых соединений, содержащих оксигруппу в а-положении, например, бутин-1-ол3, с амидом карбоновой кислоты в присутствии соли ртути при температуре около 110 C в среде карбоновой кислоты или ксилола.

Продукты выделяют известным способом.

Однако этот способ позволяет получать преимущественно тризамещенные оксазолы и с:небольшим выходом дизамещенные. Практически совсем нельзя получить монозамещенные оксазолы в пересчете на исходный ацетиленовый спирт. Степень превращения используемого амида также невелика, что требует его регенерации для повторного использования, Выделяющаяся .в процессе реакции вода способствует гидролизу образующегося оксазола, что снижает выход продуктов. Все это усложняет процесс. Кроме того, этот процесс.длителен, что TBK?Kp. не очень удобно при промышленном использовании.

С целью увеличения выхода моно- или дизамещенных оксазолов и упрощения процесса

2 описывают способ получения оксазолов общей формулы

10 где Ri, К, R3 имеют одинаковые или различные значения — водород, алкил или алкенил, содержащие до 18 атомов углерода, арил, содержащий б — 8 атомов углерода, который может быть замещен галоидом, нитро- или окси1> группой, циклоалкил, содержащий до семи атомов углерода, азотсодержащий гетероцикл.

Способ заключается в том, что амид формулы RiCONHg, где Ri имеет указанные вы20 ше значения, или соль аммония соответствующей карбоновой кислоты подвергают взаимодействию с ацетиленовым производным, содержащим электроотрицательную группу в а-положении к тройной связи, общей фор25 мулы где R2, Ке имеют вышеуказанные значения, 30 R — низший алкил.

428605

Процесс желательно проводить в растворителе, предпочтительно в среде безводной полифосфорной кислоты, которая способствует удалению влаги в реакционной среде. Обычно концентрация реагентов в растворе составляет 10 — 70 вес. /о, предпочтительно 30—

60 вес. о/о.

Желательно использование катализатора— соли металла неорганической или органической кислоты. Это соли никеля, цинка, кадмия, свинца, хрома, ртути. Лнион у этой соли может быть моно- или поливалентный — хлорид, сульфат, ацетат, фосфат, тартратион и т. д. Но наиболее предпочтительным катализатором является сульфат ртути.

С целью предотвращения полимеризации используемого ацетиленового соединения желательно использовать ингибитор полимеризации, например трихлоруксусную кислоту.

В зависимости от природы исходных соединений температура реакции может быть 50—

200 С, преимущественно 100 — 150 С.

Катализатор вводят в реакционную массу маленькими порциями во время нагревания.

Количество катализатора — от 1 до 20, предпочтительно 3 10, атомов металла на

100 .моль ацетиленового эфира.

Продукты выделяют известным способом.

Выход тризамещенных оксазолов превышает

70о/о, ди- или монозамещенных оксазолов составляет примерно 50 .

П р и,м е р 1. B трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой и вертикальным холодильником, вводят 108 r ацетата бутин-1ола-3 (0,955 моль), 60 г ацетамида (1,015 моль), 5 г трихлоруксусной кислоты— ингибитора полимеризации (0,03 моль), 200 г полифосфорной кислоты с 115 /о НзРО4. Смесь нагревают при температуре кипения ацетата бутинила с обратным холодильником, то есть при 125 — 140 С.

Малыми порциями добавляют сульфат ртути, общее количество которого 20 г. Реакционная смесь принимает черную окраску.

Нагревание с обратным холодильником продолжают в течение 5 час. Затем производят выделение полученного продукта. Для этого содержимое колбы, еще горячее, выливают в водный концентрированный раствор едкого калия при 0 С, и все вместе оставляют в состоянии покоя в течение 12 час, затем отгоняют с водяным паром. Отгоняемый триметилоксазол отстаивают в приемнике. После выделения и сушки продукт перегоняют; получают 77,5 r триметил-2, 4, 5-оксазола (0,698 моль), кипящего при 133 — 134 С. Выход в расчете на использованный ацетат бутинила 73 вес. O .

Пример 2. Операции примера 1 повторяют с 10 г NiClq в качестве катализатора (вместо сульфата ртути). Получают триметилоксазол с выходом 45 вес. о/о.

Пример 3. Сульфат ртути в примере 1 заменяют 15 г безводного сульфата кадмия, выход 55 вес. о/о.

4

Пример 4. Вместо соли ртути в качестве катализатора по примеру 1 используют 11 г

ZnC1 . Выход триметилоксазола 39 вес. /о.

В следующих примерах условия реакции те же, что в примере 1, но с другими ацетиленовыми сложными эфирами и амидами, указанными в каждом случае.

П р и м ер 5. Используя ацетат пентин-1ол-3 и ацетамид, получают этил-5-диметил2,4 - оксазол с выходом в 78 вес. на ацетате.

Пример 6. Реакцию проводят между ацетатом пропаргила и ацетамидом. Получают диметил-2,4-оксазол с выходом в 57 вес. /о в пересчете на ацетат; температура кипения продукта 104 †1 С при 760 мм рт. ст. Его пикрат имеет т. пл. 109 — 110 С.

Пример 7. Синтез диметил-4, 5-оксазола проводят, исходя из формиата бутин-1-ола-3 и формамида. Выход 60 вес. /о в расчете на формиат.

Пример 8. Исходные реагенты — ацетат пропаргила и пивалиновый амид, то есть амид триметилуксусной кислоты.,Получают трет-тиобутил - 2 - метил - 4 - оксазол с выходом в 49 вес. /о — новый продукт, кипящий при 150 С и 760 мм рт. ст.

Найдено, /о. С 69,14; N 10,08; Н 9,03.

Вычислено, . .С 69,02; N 10,06; Н 9,41.

Характерные полосы этого соединения, в инфракрасном спектре, мк: 3,34, 3,40, 6,35, 7,51, 7,82, 8,72, 9,09, 10,57, 13,52.

В ультрафиолетовой области спектра

1=216 ммк ЯМР:

1,37 ч. на 1 млн.— синглет для — С(СНз)з в положении 2, 2,12 ч. на 1 млн.— дублет для — СНо в положении 4, 7,25 ч. на 1 млн.— квардуплет для — СН в положении 5.

Пример 9, Исходя из ацетата пропаргила и пропионамида получают с выходом

42 вес. /о этил-2-метил-4-оксазол, новый продукт с т. кип. 127 С при 760 мм рт. ст.

Найдено, /о, С 64,35; N 12,66; Н 8,15.

Вычислено, /о. С 64,26; N 12,49; Н 8,09.

Главные полосы в инфракрасном спектре, мк: 3,40, 6,20, 6,35, 6,90, 9,10, 9,30, 10,69, 13,60.

В ультрафиолетовом спектре Хм, 216 ммк

ЯМР:

1,22 ч. на 1 млн.— триплет для Ме — С Но в положении 2, 2,07 ч. на 1 млн.— дуплет для Ме — СНо в положении 4, 2,66 ч. на 1 млн,— квардуплет для МеСН от С Но в положении 2, 7,22 ч. на 1 млн.— ква рдуплет для МеН в положении 5.

Пример 10. Пропил-2-метил-4-оксазол, новое химическое соединение получают, исходя из ацетата пропаргила и н-бутирамида с выходом 34о/о и т. кип. при 149 С и 760 мм рт. ст.

Найдено, о/о. С 67,13; N 11,56; Н 8,50.

Вычислено, /о. С 67,17; N 11,20; Н 8,85.

428605

15

Выход

Катализатор

52

52

57

58

HgC4

Нд3О, РЬ(СНзСОО)4

CrSO4

Без катализатора

25

,Использованный амид

Выход, %

Полученный оксазол

Пропионамид

Вутирамид

Изобутирамид

Этил-2-диметил-4,5

Пропил-2-диметил-4,5

Изопропил-2-диметил-4,5

4б

55

Исходное

Полученное соединение

Выход, % вещество

Метил-4-оксазол

Формиат пропаргила

Метил-4-втил-5-оксазол

Формиат пентин1-ил-3

Формиат гексин1-HJI-3

Метил-4-пропил-5-оксазол

5

Инфракрасный спектр, мк: главные полосы

3,40, 6,38, 9,10, 9,20, 10,22, 10,60, 13,55.

В ультрафиолетовой области спектра Х ис

216 ммк ЯМР:

0,97 ч. на 1 млн.— триплет, СНз пропила в положении 2, 1,80 ч. на 1 млн.— мультиплет, СН медиан в положении 2, 2,08 ч. на 1 млн.— дуплет, СНз в положении 4, 2,62 ч. на 1 млн.— триплет, СН на С в положении 2, 7,18 ч. на 1 млн.— квардуплет, Н в положении 5.

)Пример 11. Исходя из ацетата пропаргила и изобутирамида (метил-2-пропионамида), синтезируют новый продукт — изопропил-2-метил-4-оксазол, кипящий при 140 С и

760 мм рт. ст. с выходом в 37 вес. %.

Найдено, %: С 67,40; N 11,18; Н 8,98.

Вычислено, %: С 67,17; N 11,20; Н 8,85.

Инфракрасный спектр, мк: 3,34, 6,36, 7,72, 9,14, 10,56.

В ультрафиолетовом спектре лмакс 216

ЯМР:

1,32 ч. на 1 млн.— дуплет, СНз — от изопропила, 2,08 ч. на 1 млн. — дуплет, СНз — в положении 4, 2,98 ч. на 1 млн.— мультиплет, — СН изопропила, 7,20 ч. на 1 млн. — квардуплет, Н в положении 5.

Пример 12. Используя ацетат пропаргила и бензамид, получают фенил-2-метил-4-окса зол.

Пример ы 13 — 15. Используя ацетат бутин - 1 - ила - 3-, изменяют природу амида, взятого в стехиометрической пропорции. Таким образом, получают следующие результаты:

Одновременно с каждым из этих оксазолов образуется некоторое количество триметил-2,4, 5-оксазола, что приводит к общему выходу приблизительно до 60 — 78 вес. в расчете на исходный ацетат.

Пр имер 16. В примере 1 ацетамид замещают 1 моль безводного ацетата аммония (77 r) Получают триметил-2,4,5-оксазола с выходом 50 вес. %.

Пример ы 17 — 21. Реакция та же, что в примере 1, т. е. каждый раз проводят реакцию 0,955 моль бутин-1-ил-3-ацетата (108 г) с

1,015 моль ацетамида (60 r) с добавкой 5 г трихлоруксусной кислоты в качестве ингиби6 тора полимеризации, в среде 200 r полифосфорной кислоты с 115% НзР04, Смесь доводят до кипения при обратной возгонке ацетата бутинила, добавляют в нее,малыми порциями катализатор, общее количество которого 0,0675 моль.

После извлечения, выделения, сушки и взвешивания полученного триметил-2,4,5-оксазола, высчитывают выход этого соединения по отношению к израсходованному бутинацетату.

Ниже указана зависимость выхода триметил-2, 4, 5-оксазола от выбранного катализатора.

Из этих примеров видно, что соединения четырехвалентного свинца и двухвалентного хрома могут катализировать реакцию также хорошо, как и ртуть.

Пример 22. При условиях указанных выше, в примерах 17 — 21, с сульфатом ртути в качестве катализатора проводят реакцию

1 моль ацетата пропаргила с 1 моль валерамида. Получают н-бутил-2-метил-4-оксазол с выходом 51 вес. % в расчете на использованный ацетат пропаргила. Этот оксазол кипиг при 178 С и 760 мм рт. ст.

Пример 23. Операции примера 22 повторяют с изовалерамидом вместо валерамида.

Полученный продукт — изобутил-2-метил-4оксазол, кипящий при 164 С и 760 мм рт. ст.; выход этого соединения 38 вес. % по отношению к израсходованному ацетату пропаргила.

Пример 24. Ту же реакцию, что и в предыдущих примерах, используют при реакции

1 моль бутин-1-ил-3-ацетата с 1 моль бензамида. Получается фенил-2-диметил-4, 5-оксазол с выходом 48 вес, %.

Пример ы 25 — 27. Реакцию проводят, как в примере 1, применяя в качестве исходного вещества формамид и алкин-1-ил-3 формиата. Получают следующие результаты:

428605

Используемый амид

Полученное соединение

Выхад

Валерамид

Изовалерамид

Пиваламид

Салнциламид н-Бутил-2-диметил-4,5-оксазол

Изобутил-2-диметил-4,5-оксазол трет-Бутил-2-диметил-4,5-оксазол

Гидроксифенил-2-диметил-4,5-оксазол

54

51

33

КзС = — С вЂ” СНК ООСК, Предмет изобретения

Составитель С. Полякова

Техред Л, Богданова

Корректор E. Кашина

Редактор Л. Новожилова

Заказ 3168!3 Изд. М 1878 Тираж 506 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Пример ы 28 — 31. В условиях предыдущих примеров проводят реакцию бутин-1-илПример 32. Взаимодействием гексин-1ил-3 ацетата с ацетамидом, в условиях предыдущих примеров, получают диметил-2,4-пропил-5-оксазол с выходом 56 вес. /о.

Пример 33. Проводя реакцию, как описано в предыдущих примерах фенилэтилметанол ацетата с ацетамидом, получают диметил-2, 4 - фенил - 5 — оксазол с выходом

21 вес,о/о

Пример 34. Циклизация и-толуолсульфоната бутин-1-ил-3 с ацетамидом вызывает бурную реакцию и получают триметилоксазолон с выходом 18 вес. /о по отношению к использованному п-толуолсульфонатбутинилу.

1. Способ получения оксазолов общей формулы где Кь R, R3 имеют одинаковые или различные значения — водород, алкил или алкенил., содержащие до 18 атомов углерода, арил, содержащий 6 — 8 атомов углерода, который может быть замешен галоидом, нитро- или оксигруппой, циклоалкил, содержащий до 7 атомов углерода, азотсодержащий гетероцикл, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения выхода моно8

3-ацетата с различными амидами, что приводит к следующим результатам: или дизамещенных оксазолов, амид формулы

К1СОИНз, где Rt имеет указанные выше зна15 чения, или соль аммония соответствующей карбоновой кислоты подвергают взаимодействию с ацетиленовым производным, содержащим электроотрицательную группу в а-положении по отношению к тройной связи, общей

20 фо рмулы где R>, К имеют указанные выше значения, R — низший алкил, с последующим выделени25 ем продуктов известным способом.

2. Способ по п. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что процесс ведут в среде безводного растворителя, например полифосфорной кислоты.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся

30 тем, что процесс ведут в присутствии катализатора — соли металла, например сульфата ртути.

4. Способ по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что, с целью предотвращения полимери35 зации ацетиленового производного, процесс ведут в присутствии слабого ингибитора полимеризации, например трихлоруксусной кислоты.

5. Способ по пп. 1 — 4, о тл и ч а ю шийся

40 тем, что концентрация реагентов в реакционной массе составляет 10 — 70 вес. .

6. Способ по пп. 1 — 5, о тл и ч а ю шийся тем, что процесс ведут при 50 — 200 С.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, 45 что в качестве катализатора и опользуют соли свинца или хрома.

Приоритет по пунктам:

28.03.68 по пп. 1 — 6; 22.11.68 по п. 7.