Способ получения -формилированных соединений

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

Н ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 12.07.74 (21) 2047089/23-04 (23) Приоритет — (32) 14.07.73 (31) P 2335990.2 (33) ФРГ (43) Опубликовано 30.07.79. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 12.11.79

<11> 677657

Союз Советских

Социалистических

Республик (51) М.Кл. С 07 0 239/10

С 07 D 233/20

С 07 Р 239/74

С 07 D 211/32

Государственный комитет иа делам изобретений и открытий (53) УДК 547.789.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Пауль Шерберих и Вольф-Дитер Пфайфер (ФРГ) Иностранная фирма ссДегусса» (ФРГ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

N-ФОРМИЛИРОВАННЫХ СОЕДИНЕНИЙ

R, О

И вЂ” С

R, Н

Изобретение относится к способу получения N-формилированных соединений общей формулы где R> и Rg — одинаковые, кроме R =R2— водород, или разные и означают водород, неразветвленный или разветвленный ал!сил, незамещенный или замещенный галоидом, окси-, меркапто-, алкокси-, алкилтио-, карбокси- или алкоксикарбоксильной группой, где алкил или алкенил содержит

1 — 6 атомов углерода, арилом, арилалкилом, алкиларилом, гетероарильной группой, мли R> и R> вместе с азотом образуют цикл из 3 — 18 атомов углерода или тиазолидиновый цикл, незамещенный или замещенный алкилом или алкенилом, где цепь содержит 1 — 6 атомов углерода, карбоксильной, циклоалкильной или циклоалкенильной группой с 5 — 12 атомами углерода, алкиларилом, где алкил содержит 1 — 3 атома углерода, или спиросоединенный с алкилили алкенилгруппами с 5 — 12 атомами углерода, которые могут найти применение в органическом синтезе и синтезе лекарственных веществ.

Известен способ формилирования аминов муравьиной кислотой, взятой в избытке, в присутствии уксусного ангидрида 11).

Известен способ получения N-формилированных соединений, согласно которому на примере производных тиазолидина хлоргидрат аминотиазолидина обрабатывают смесью формиата натрия или аммония и избытка муравьиной кислоты с последующим добавлением в реакционную смесь уксусного ангидрида. Процесс проводят при температуре ниже 20 С (2).

Недостатком известного способа является необходимость с!спользования избытка формилирующего реагента — муравьиной кислоты.

Цель изобретения — упрощение технологии процесса.

Поставленная цель достигается описы20 ваемым способом получения N-формилированных соединений общей формулы 1, заключающимся в том, что соль соответствующего азотсодержащего основания подвергают взаимодействию с формиатом ще25 лочного металла,или аммония в присутствии уксусного ангидрида и органического растворителя, ограниченно смешивающегося с водой.

Отличие предлагаемого способа состоит в том, что реакцию проводят с использо677657 ванием формиата щелочного металла или аммония в среде органического растворителя, ограниченно смешивающегося с водой.

Органические соединения азота, обладающие основными свойствами, используют в виде солей, преимущественно в виде солей с минеральными кислотами Органические соединения азота, обладающие основными свойствам и, можно использовать, например, в виде солей серной кислоты, фосфорной кислоты и, предпочтительно, галогенводородных кислот, в особенности с хлористов одородной кислотой.

Тиазолидин-4-карбоновые кислоты применяют, главным образом, в виде солей хлористоводородной кислоты.

По предлагаемому способу в качестве формилирующего средства используют муравьиновокислый аммоний или муравьиновокислые соли щелочных металлов, пре имущественным образом мур авьиновокислый натрий или муравьиновокислый калий. В большинстве случаев особенно благоприятно использовать муравьиновокислую соль и соединение азота в эквивалентных количествах по отношению друг к другу. Это соотношение предпочтительно для формилирования тиазолидин-4-карбоновых кислот.

Возможен выбор и других количественных соотношений, в частности, применение муравыиновокислой соли в избыточном количестве, однако в большинстве случаев целесообразно, чтобы избыток муравьиновокислой соли составлял не более 100%, в особенности не более 20%.

Взаимодействие проводят в присутствии ангидрида уксусной кислоты. На эквивалент соединения азота в большинстве случаев используют примерно от 1 до 4 моль, предпочтительно — от 1,5 до 2,5 моль, в особенности 2,0 моль, ангидрида уксусной кислоты. Возможно применять и более

4 мдль ангидрида уксусной кислоты.

При осуществлении предлагаемого способа формилирование проводят в среде органического растворителя, который является инертным к компонентам реакции и способен ограниченно смешиваться с водой. Например, могут быть использованы такие алифатические углеводороды, как петролейный эфир, такие галогенированные алифатпческие углеводороды, как хлористый метилен, хлороформ, четыреххлористый углерод, такие ароматические углеводороды, как бензол, толуол, ксилол, или такие простые эф иры, как диэтиловый эфир, диоксан, тетрагидрофуран. Также могут быть применены смеси указанных растворителя в каждом отдельном случае растворителей. Вопрос об использовании решается с учетом свойств веществ, подвергаемых взаимодействию. В большинстве случаев, главным образом в случае формилирования тиазолидин-4-карбоновых кис5

l0

65 лот, наиболее предпочтительно использовать ароматические углеводороды. От свойств вводимых во взаимодействие веществ в некоторых случаях также зависит количество используемого растворителя. Главным образом на 1 моль амина используют от 1 до 3 л растворителя.

В большинстве случаев взаимодействие осуществляют при температуре 0 — 100 С, в особенности при температуре 20 — 60 С, а в случае формирования тиазолидин-4карбоновых кислот температура составляет 20 — 50 С.

Пример 1. В смесь, состоящую из 13 г (0,1 моль) солянокислого анилина, 7,5 г (0,11 моль) безводного муравьиновокислого натрия и 150 мл петролейного эфира, прибавляют по каплям 22,5 г (0,22 моль) ангидрида уксусной кислоты. При этом температура реакционной смеси повышается до 20 — 40 С. Затем реакционную смесь перемешивают в течение 2 ч при 40 С, после чего смесь охлаждают до 20 С. Сразу же реакционную смесь два раза промывают водой, используя для каждой промывки по 30 мл воды. Затем производят отгонку петролейного эфира и полученный после отгонки остаток перекристаллизовывают из петролейного эфира.

В результате получают 10,5 г (87%) с т. пл. 46 — 47 С.

Пример 2. Способ осуществляют по аналогии с описанным в примере 1, однако используют 12 г (0,1 моль) солянокислого пиперидина, а в качестве растворителя применяют 100 мл бензола.

Выход N-формилпиперидина составляет

7,9 г (70%); т. иип, 100 — 104 С/16 бар.

Пример 3. Используют 16 г (0,10 моль) солянокислого п иперазина в 150 мл толуола, 15 г (0,22 моль) муравьиновокислого натрия и 45 г (0,44 моль) ангидрида уксусной кислоты Реакционную смесь выдерживают в течение 4 ч при 40 — 45 С, после чего реакционную смесь охлаждают до 20 С и два раза промывают водой, используя для каждой промывки до 50 мл воды.

В результате получают 12 г, 1,4-диформилпипер азина (85% ), т. пл. 125 — 127 С.

Пример 4. Смесь, состоящую из 22,5 г (0,10 моль) солянокислой 2,2,5,5-тетраметилтиазолидин-4-карбоновой кислоты, 7,5 г (0,11 моль) муравьиновокислого натрия, 22,5 г (0,22 моль) ангидрида уксусной кислоты и 150 мл толуола, выдерживают в течение 5 ч при 40 С.

В результате реакции получают 18,5 г (85% ) З-формил-2,2,5,5-тетраметилтиазолидин-4-карбоновой кислоты; т. пл. 139—

141 С.

Пример 5. 27,5 г (0,2 моль) солянокислого 2-аминотиазола и 13,6 г (0,2моль) муравьиновокислого натрия суспендируют в 100 мл бензола. При температуре 40—

677657

55

45 С к приготовленной суспензии прибавляют по каплям 41 г (0,4 моль) ангидрида уксусной кислоты. Реакционную смесь выдерживают в течение 2 ч при 40 — 45 С, затем охлаждают до 20 С. Непосредственно после этого реакционную смесь два раза промывают водой, используя для каждой промывки по 50 мл воды, после чего упаривают в вакууме досуха.

В результате получают 21 г (82%)

2-формиламинотиазола; т. пл. 142 — 143 С.

Пример 6. К суспензии, пр иготовленной из 81,5 г (0,1 моль) солянокислого диметиламина, 68 г (0,1 моль) муравьиновокислого натрия и 500 мл бензола, прибавляют по каплям 204 г (2 моль) ангидрида уксусной кислоты. При этом температура повышается до 20 — 40 С. Непосредственно после этого реакционную смесь подвергают обработке по примеру 1.

В результате последующей фракционной перегонки при атмосферном давлении получают 62 г (85% ) диметилформамида; т. кип. 154 — 155 С.

Пример 7. К суспензии, приготовленной из 24 г (0,1 моль) солянокислой соли

2-изопропил-5,5-диметилтиазолидин-4 - карбоновой кислоты, 6,8 г (0,1 моль) безводного натрия и 100 мл бензола, прибавляют по каплям 20 г (0,2 моль) ангидрида уксусной кислоты. При этом происходит повышение температуры реакционной смеси до 20 — 40 С. Непосредственно после этого реакционную смесь выдерживают в течение 2 ч при температуре 40 С. Затем реак ционную смесь промывают два раза водой, используя для каждой промывки по 50 мл воды, после чего упаривают в вакууме досуха. Полученный остаток растворяют в этилацетате, раствор фильтруют и смешивают с петролейным эфиром (температура кипения от 60 до 80 C) до появления мути.

В осадок выпадает 17 г (73%) 3-формил2-изопропил-5,5-диметилтиазолидин - 4-карбоновой кислоты; т. пл. 106 — 108 С, Пример 8. По примеру 7, используя

25,2 г (0,2 люль) сульфата 2-изопропил-5,5диметилтиазол идин-4-карбоновой кислоты и 8,5 г (0,1 моль) муравьиновокислого калия, получают 16,5 г (71%) 3-формил-2изопропил - 5,5-диметилтиазолидин-4-карбоновой кислоты; т. пл. 106 †1 С.

Пример 9. По примеру 7, используя

31 г (0,1 моль) солянокислой соли 2- (хлорфенил) -5,5-диметилпиазолидин - 4-карбоновой кислоты, 8,5 г (0,1 моль) муравьиновокислого калия и 100 мл толуола, получают

18,5 г (62% ) 3-формил-3- (4-хлорфенил)5-5-диметилтиазолидин - 4 - карбоновой кислоты; т. пл. 167 — 168 С.

Пример 10. По примеру 7, применяя

32,5 г (0,1 моль) дигидрофосфата 2,2-пентамемилен-5,5-диметилтиазолидин - 4-карбоновой кислоты, 20 г (0,3 моль) муравьиновокислого натрия и 150 мл хлороформа, 5

t0

45 перекристаллизацией остатка после упаривания из толуола получают 22 г (85%)

3 - формил-2,2-пентаметилентиазолидин 4карбоновой кислоты; т. пл. 166 †1 С.

П р и м ер 11. Смесь, состоящую из

29,6 г (0,1 моль) гидробромида 2,2-тетраметилен-5,5-диметилтиазолидин - 4 - карбоновой кислоты, 6,8 г (0,1 моль) муравьиновокислого натрия, 20 г (0,2 люль) ангидрида уксусной кислоты и 100 мл хлористого метилена, кипятят с обратным холодильником в течение 3 ч и затем упаривают досуха.

Полученный остаток перекристаллизовывают из воды, получают 20 г (82%)

З-формил-2,2-тетраметилен - 5,5-дяметилтиазолидин =4-карбоновой кислоты; т. пл.

156 — 157 С.

П р им е р 12. По примеру 7, используя

28 г (0,1 люль) солянокислой соли 2,2-дин-пропил-5,5-диметилтиазолидин - 4 - карбоновой кислоты, перекристаллизацией из толуола получают 19 г (70%) 3-формил2,2-ди-н-пропил-5,5 - бисметилтиазолидин4-карбоновой кислоты; т. пл 161 †1 С.

Пример 13. Смесь 20 г (0,1 моль) солянокислой соли 2,2-диметилтиазолидин-4карбоновой иислоты и 6,8 г (0,1 моль) муравьиновокислого натрия в 150 мл толуола смешивают при 45 С с 20 г (0,2 моль) ангидрида уксусной кислоты. Реакционную смесь выдерживают в течение 4 ч при температуре 45 С. Выделившийся осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из воды, В результате получают 15 г (79%) 3формил-2,2-диметилтиазолидин — 4-карбоновой кислоты; т пл. 216 — 217 С.

Пример 14. По примеру 7, используя

26,5 г (0,1 моль) солянокислой соли 2,2диметил-5,5-пентаметилентиазолидин-4-карбоновой кислоты, перекристаллизацией продукта реакции из воды получают 21 г (82% ) З-формил-2,2-диметил-5,5-пентаметилентиазолидин-4-карбоновой кислоты; т. пл. 201 — 202 С.

Формула изобретения

Способ получения N-формилированных соединений общей формулы где Ri и R — одинаковые, кроме RI=R— водород, или разные и означают водород, неразветвленный или разветвленный алкил, незамещенный или замещенный галоидом, окси-, меркапто-, алкокси-, алкилтио-, карбокси- IHJIH алкоксикарбоксильной группой, где алкил или алкенил содержит

1 — 6 атомов углерода, арилом, арилалки677657

Составитель А. Орлов

Редактор Т. Никольская Техрсд А. Камышникова Корректор И. Симкина

Заказ 853/1116 Изд. № 547 Тираж 521 Подписное

1-1ПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, 71(-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» лом, алкиларилом, гетероарильной группой, или R, и R> вместе с азотом составляют цикл из 3 — 18 атомов углерода или тиазолидиновый цикл, незамещенный или замещенный алкилом или алкенилом, где цепь содержит 1 — б атомов углерода, карбоксильной, циклоалкенильной или циклоалкильной группой с 5 — 12 атомами углерода, алкиларилом, где алкил содержит

1 — 3 атома углерода, или спиросоед иненный с алкил- или алкенилгруппами с 5 — 12 атомами углерода, взаимодействием соли азотсодержащего соединения с формиатом щелочного металла или аммония в присутствии уксусного ангидрида, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, последний проводят в среде органического растворителя, ограниченно смешивающегося с водой.

2. Способ по п. 1, отличающийся

5 тем, что процесс проводят при температуре

20 — бО С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Houben-Weyl «Methoden der Organischen Chemic» Stutgart, 1958, band 11/2, 27.

2. Гринштейн Дж., Виниц М. Химия

15 аминокислот и пептидов. М., «Мир», 19б5, с. 569 — прототип.