Способ получения 5-замещенного-2, 4-оксазолидиндиона

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Со 1 ое Советокик Социалистических Республик,ЧПК С 07 дУДК 547,787,иорит Комитет по деламаобретеиий и открыт Опубликовано 02.Х 1.1967, БюллетеньДата опубликования описания 23.1.1968,07(088.8 ветв Министров СССР Автор1 зобретения ИностраГерман Лоренс (Соединенные ШтаИпостра 1 шая Дженерал Электр (Соединенные Шта нецФинкбейиерты Америки)фиох 1 аик Компаниты Америки) Заявител СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 5-ЗАМЕ 1 ЦЕН НО ГО,4-ОКСАЗОЛ ИДИ НДИОНАс присоединением заявки Ъе Изобретение относится к области получения соединений, которые могут найти применение в качестве промежуточных соединений в синтезе биологически активных веществ и обладают полезными фармакологическими и гербицидными свойствами.Предлагаемый способ получения 5-замешенного,4-оксазолидиндиона заключается в том, что на 5-незамещенный,4-оксазолидипдион действуют магнийалкилкарбонатамп и 1 затем полученный магниевый комплекс 5-карбокси,4-оксазолидиндиона обрабатыва 1 от алкилирующим агентом, или минеральной кислотой, или анГидридоз 1 кислОты, или спиртом в присутствии минеральной кислоты, 1 ли 1 диалкилпирокарбонатом.Предлагаемые соединения могут быть Гидролизованы в соответствующие а-оксикарбоновые кислоты,Пример 1. Приготовление м а г ний а лкил ка р 6 он атов. Магнийметилкарбонат легко получают следующим способом: 8 л безводного метанола помешают в 12-литровую колбу., снабженную обратным холодильником, мешалкой и вводом для газа. 2 Сначала вводят несколько граммов магния, а с началом реакции при вращающейся мешалке добавляют с постоянной скоростью, контролируемой по обратному току метанола, остальное количество магния (всего 480 г) . После 3 ТОГО как маГН 1 ии пОлнОстью прореагирует, избыток метанола отгоняют в вакууме водоструйного насоса. Для нагревания смеси используют водяную баню при 50 С и удаляют метанол до тех пор, пока это возможно, Для облегчения повторного растворения метилата магния желательно оставить некоторое количество метанола в полученной твердой массе. Поэтому, когда давление в системе не может быть больше понижено (приблизительно 20 ип 1), в колбу добавляют достаточнос количество диметилформамида до получения общего объема 10 л. Двуокись углерода вводят в перемешиваемую смесь со скоростью, способствующей аосорбции, Для поддержания положительного давления углекислого газа на выходе системы используют измеритель скорости барботирования.После растворения всего твердого метилата магния вместо обратного холодильника ус. танавлива 1 ОТ корот:.ИЙ ба рбОтажныЙчок фракционной колонки, и температуру по. степенно повышают для отгонки оставшегося метанола. Реакционную смесь перемешивают и перегоняют слабым током углекислого газа во время дистилляции, перегонку останавливают, когда температура наверху колонки достигнет приблизительно 150 С. Смесь охлаждают до комнатной температуры в атмосфере двуокиси углерода для обеспечения насыще5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Продукт, выдсленньш при испарении эфирных экстрактов, растворяют в ацетоне и к полученному раствору добавляют четырсххлорцстый углерод до точки помутнения. Прц охлаждении раствора в холодильнике кристаллизуется З-фенил-кар бокси,4-0 ксазолидиндион. Продукт плавился с разложением при 146 - 149 С. Он имеет нейтралцзаццонный коэф рициент, равный 221 (теоретческий 222) .Найдено, %: С 54,2; Н 3.4; 6,3.Вь.числено о; С 54,30; 11 3,19 Х 6,33.3 ямсщее 1 ие В зквивалеч 11 НО.1 коли 1 сстВе нят- рисвоЙ соли ,4-0,с азолидиндиона (т. е, кислый водород при азоте в 3-положении нейтрализовс 1 н гидроокись 10 нЯтрия) Вместо 3-фенил,4-оксазолидцндиона в указанной выше ния, Раствор магнийметилкарбоната, приго-.товленный таким образом, стабилен, его эффекгцвность не изменяется спустя 7 месяцев.Аол 5 рность раствора цо отношению к магнию составляет около 2 М. 1 очную концентрацию определяют добавлением извсстцого ооъсма к избытку титрованного раствора серпой кислоты с последующим нагреванием для удаления углекислого газа и обратным титрованием стандартным раствором гидроокиси натрия.Пример 2. Введение карбоксильной группы в 5-положение 24-окса 0 л и д и н д и 0 ц а. Магниевый комплекс 3- фенил,4-оксазолидиндиона приготовляют добавлением б г З-фенил.4-оксазолидиндиона к 50 1 гл 2 1 Ч раствора магнийметилкарбоната, нагретого до 80 С, 1-1 ад поверхностью перемешиваемой реакционной смеси пропускают слабь:й ток азота. По истечении 30 1 ин реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры и вливают в шламм 30 лл соляной кислоты и 130 г льда. Выделяют твердое вещество, которое удаляют фильтрованием и промывают эфиром. Фильтрат зкстрагируюг 5 раз эфиром порциями по 75 лл, Эфирные экстракты объединяют, сушат над безводным сульфатом магния и эфир выпаривают в Вакууь е при комнатной температуре.1 вердос вещество, выделенное из реакционНОЙ съСси вливанием В шл 1 Мм сОлянОЙ кислО- ты и льда, идентифицируют как 3-фенил- фсцилкарбамин,4-оксазолцдиндион.Элементарный анализ показал, что вещество содержит;Найдено, %: С 64,; Н 4,2; М 9,8.Вычислено, %: С 64,86; 1-1 4,08; Х 9,45. Молекулярный вес найденный 296, вычисленный 298.Образование соединения можст быть объ 5 снецо тсм, что мстоксильныЙ цоп, присутствующий в магниймстцлкарбонатс, вызывает обратну:о реакцию, вследствие чего некоторое колгчсство 3-фенилА-оксазолидНдиона превращается В гликолевую кислоту ц фенилизоцианат.Фенцлизоцианат реагирует с магниевымкомплексом З-фенцл,4-оксазолидиндиона. реакции приводит к образованио 5-карбокси,4-оксазолидиндиона.Пример 3. Замещение амидной группой 5 положения 24-оксазоли д ц н д и о н а. Раствор 5,2 г 3-фенЛ,4-оксазол 1 д 5 ндионя и 50 1 л 2 М раствора мягнийэтилкярбоната нагревают в слабом токе азота при 85 С в течение 1 час. К этому раствору добавляют 3,5 г фенлизоцианата, в 1,зываОщего спонтаннос повышсшс темературы до 104 С. Спуся 1,5 чггс рсакционпую смесь ВлцВ 1 ют В шлмм льда и соя 110 ц кислоты. После плавления льда продукт отфильтровывают и псрекристяллизовывают из водно-ацетоновой смеси с Выходом 5,4 г. Продукт 3-фен:л- фецилкярбамцн,4-оксазолидиндцоц идентичен продукту, полученному в примере 2, который осаждался из смеси льда и соляной кислоты.При повторении реакццц с заменой фенилизоцианата на эквивалентное количество О-толилизоцианата получают 4,4 г 3-фенил-н-толцлкароамин,4-оксазолидиндиона. Соединение имеет т, пл, 207 в 2"С ц мол, вес 313 1 теорети сский 310).Найдено, %: С 65,6; Н 4,5; . 9,0.Вычислено, /: С 65,80; Н 4 55; Х 9,03.Аналогично замена фснилизоцияцата ня эквивалентное количество 0-ццтрофенилцзоццяцята приводпт к ооразованию 3-фснцл-0- нцтрофснилкарбамин -2,4- оксазолидцндиоца; на г-бромфенцлизоцианат - к обрязованшо 3-фенил -5- бромфенилкарбамин -2,4- оксазолидиндцона; на этилизоцианат - к осразованию З-фенил-этилкарбамин,4-оксазолцдцндиона; ундецилизоцианат дает 3-фенил-ундсцилкарба мин,4-оксазолидицдион. Подобным образом З-фенил,4-оксазолцдцндион может быть заменен пя эквивалентное количество любого другого желаемого З-замещсцного,4- оксазолцдиндиоця, например З-этил,4-оксазолцдцндион, 3- 11-нитрофенил,4-оксазолидиндион, З-няфти.1-2,4-0 ссазолидиДион, 3-гг-бромфснил,4-оксазолидиндион и т, д.Пример 4, Замещение аралкильной группой 5 положения 24-оксаз о л и д и н д и о н а, Раствор 5 г З-фепил,4- оксазолидцндиоца и 50 лл 2 М раствора магниймстилкярбоната нагревают прц 85 С в слабом токе азота в течение 30 яггн. К этому раствору добавляют 4 г бензилхлорида, после чего температура самопроизвольно годнимается до 93 С, Спустя 3 час реакционнуо смесь при энергичном персмешивании вливают в шламм, состоящий из 150 г льда и 30 1 л соляной кислоты. После плавления льда раствор фильтруют, Получают 7 г 3-фенил-бензил,4-оксазолидиндиона. После перекристаллизяццп из спирта т. пл. 150 - 153 "С.1-яйдсно, %. С 71,5; Н 4,9; л 5,3.Вычислено. %: С 71,90; 11 4,90; . 5,24.Прц повторении приведенной выше реакции с применением зквивя;ситного соличества ибутилбромида Вдето бснзилхлорида конеч ным продуктом является 3-фенил-и-бутил 2064362,4-оксазолидиндион, имеющий т. пл. 63 - 66 С; мол. Вес 225 (теоретический 233).Найдено, %. С 66,5; Н 6,2; М 6,1.Вычислено, и,: С 66,94; Н 6,48; Х 6,00.То По так 5 кс, используя эквивалентное ко личо,: Во грам 1 Н 111 вместо бенз 1 лхгОрцда, в вышеприведенной реакции, получают 3-фенил-скатил,4-оксазолидиндион.Пример 5. 3 ам ещени е слокноэф и р- НОЙ Групп Ой 5-полйжения 24-Окса з о л и д и н д и о н а. Раствор 4 г З-фенил,4- оксазолидиндиона в 50 лл 2 М раствора магнийметилкарбоната нагревают при 80 С в течение 1 час. После охлаждения до 50 С добавляют 4 г мстцлпирокарбоната и реакцион ную смесь выдерживают при 50 С дополнительно в течение 3 час. Реакционную смесь гидролизуют вливанием в смесь 150 г льда и 30 лл концентрированной соляной кислоты, После плавления льда твердое вещество уда ляют фильтрованием и фильтрат экстрагирукгг тремя порциями эфира по 75 лл каждая. Г 10 слс супки над Осзводным сульфатом магпця, эфир удяля 10 т В вакууме при комнатн 011 температуре и остаток смешивают с осадком 25 ц перскристаллизовывают из метанола. Получают З-фенил-мстоксикарбонил,4-оксазолидиндион с выходом 2,8 г. Найден мол. вес 228 (теоретическое значение 235).Найдено, 15 о: С 55,6; 1-1 3,8; М 59. 30 Вычислено, %: С 56,17; Н 3,86; И 5,95.З-Фенил-бензопил,4-оксазолидиндион также получают приведенной выше реакцией прц использовании эквивалентного количества бснзоилхлор 11 да Вместо бс;1 зойного ангидрида. 35Пример 6. Замещение ацпльной г р у и и о й 5-и о л о ж е н и я 2,4-о к с а з о ли д и н д и о н а, Раствор 4 г З-фенил,4-оксазолидиндиона в 50 Гил 2 М раствора магнийметилкарбоната нагревают при 80"С в тече пис 1 час. Г 1 осле охлаждения до 50 С добавляОт 6,75 а Оснзой 110 ГО апГидрида и реакционную смесь выдерживают при 50 С дополнительно в течение 3 час. Затем вь;ливгпот на шламм, состоящий цз 150 г льда и 30 лл кон цснтрцрованной соляной кислоты. ПолученН 1 эп продукт От 1 и.ьтрОВыВаОт От реакционной смеси послс таяния льда, Фцльтрат экстрагиру 1 от тремя порц: ями эфира по 75 .Пл каждая. После сушки и испарения эфира, ос Т 1 ток с.с 1 пе 1 па 10 т с Осадком ц псрскппсталлцзопывают пз чстырсххлористого глспода. 11 олучают З-фсш 1 л-бепзоил,4-оксазолцд:ндцоп с выходом 2,7 г, т. пл. 111 - 114 С, мол. вес 284 (Теорети сскцй 281). 5511 айдспо, %: С 6,7; Н 3,8; Х 5,2.Вычислено, 5/О: С 68,32; Н 3,94; Х 4,98.З-Фенил-бензоил,4-оксазолидпндион получают аналогично, но с применением экви алсптпОГО колич сствь Оснзо лхлор 15 да Вместо 60 бснзОЙИОГО анГидриДа.П р и м е р 7. Г и д р о л и з 2,4-о к с а з о лцдиндцона в соответствующую ао к с и к и с л о т у. Гидролиз проводят в две стадии первоначальным гидролизом 2.4-окса золидиндцона в фенил-уретан а-оксикислоты и затем гцдролцзом этого промежуточного сосдинснця В с-Оксикислоту. Такой Гидролиз получают при применении только стехиометрического ко;шчссгва щелочи в первой стадии, за которой следует гцдролиз с избытком щелочи на второй стадии.Это сделано для того, чтобы проследить гцдролиз и цзу 11 цть механизм, по которому он протекает. На практике, если а-оксикцслотажелаемым продутом, то збо щелочи можно добавить в начале реакции, чтобы завершить п 1 дролпз в одну стадию.Шламм 2,4 г З-фснил-й-бензцл,4-оксазолидиндиона и 0,8 г гидрата окиси калия в 50 11 л воды нагревают с обратным холодильником в течение 1,5 час, после чего реакционная смесь превращается в гомогенный раствор. Горячий раствор подкцсляют соляной кислотой и охлаждают до комнатной температуры, затем Осаждают полученну 10 а-фенилкарбамцнгид. рокоричную кислоту. Продукт отфильтровывают от раствора и псрекристаллизовывают из водноэтанольной смесц; т. пл. 151 - 153 С.Найдено, д/: С 67,7; Н 5,3; 1 4,8,Вычислено, %: С 67,36; Н 5,3; Х 4,8.Продукт, представляющий собой фснцлуретан гцдрокорц 1 ной 1 ислоты, Г 11 дролиз 10 т в а-оксигцдрокорцчную кислоту нагреванием с обратным холодцльнцком вышеуказанного продукта с избытком 1 н. раствора гидрата окиси натрия в течение 1,5 час. Реакционную смесь подкцсляют соляной кислотой, выпаривают до сухого состояния ц полученный твердый остаток экстрагцруют эфиром, После сушки эфирного экстракт над бсзводным сульфатом .;агния эфир удаляют прн пониженном давлении ц прп комнатной теПсратуре, а полученный ироду т, представляющиц собой а-оксигцдрокорц Ну 0 кислоту, псрекрцсталлцзовывают цз бснзолгексацовой смеси; т. пл, 94 - 96 С (литературное значение 96 - 97 С).Злементарнь анализ показал, что полученный продукт содержит, %: С 64,4; Н 6,0.Теоретическое значение, 1: С 65,05; Н 6,07, Г 1 родукты, полученные в друп 1 х примерах, аналогично мож 1 го гцдролцзовать В соответст- В, Ощце цх а-оксцкцслоты.2,4-01 Сазолцдцндцопь 1, приготовленные предложенным способ 051, цмс 10 т тО же самОС присение, что ц цзвсстнь 1 С 2,4-оказолидцндцоны.и-оксцкцслоты являются цснць 1 хц химическими СОедцнс 1 П 51,1 ц моГут Оыть использОВаны для той жс само 1 цели,:то ц известные а-Оксцкцсчогы. 1.1 ап 1)п:5 Ср, Онц могут быть дегцдратцровацы в ссответствующие а,р-этцлен подобные нен;1 сыщснныс кислоты цли могут 0 :. т ь и р ц ., ш 1 сиДл я с1 и те.: а д р у Г и х ц 3 В ест П 1 л.51111 ЧССПХ СоД 11 гцц 1 Предмет изобретенияСггосоо получсшгя 5-замещспного,4-оксаз,лидин;1 цопа. Ог.п:чпОи 1 ш:сл тем, что на 5-не206436 Составитель И, К, БочароваРедактор Л. Г, Герасимова Текред Л, Я. Бриккео Корректоры: М. П. Ромашоваи Л. В. Раделяева Заказ 4585/15 Тираж 535 ПодписноеЦНИИГ 1 И Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Центр, пр. Серова, д 4 Типография, пр. Сапу ова, 2 замен.енный 2,4-оксазолидиндион действуют магнийалкилкарбонатами с последующей обработкой полученного при этом магниевого комплекса 5-карбокси,4-оксазолидиндиона алкилирующим агентом, или минеральной кислотой, или ангидридом кислоты, или спиртом в присутствии минеральной кислоты, или диалкилпирокарбонатом.