Способ получения оксазолов

О П И СА-й - И - В ИЗОБЕЕТ ЕНИЯ п 11 428605 Союз Советских Социалистицеских Республик(33) ФранцияОпубликовано 15,05.74, Бюллетень18 Гааударствеииыи камитетСаввта Мииистрав СССРпа делам изааретеиийв аткрытий(088.8) Дата опубликования описания 12.12.74(72) Авторы изобретения Иностранцы Бернар Трамье и Альбер Бонсом(Франция) Иностранная фирма Сосьете Насьональ де Петроль ДАкитен22 О В 1 й,сн,10 где Кь Кь Кз 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 окси группой, циклоалкил, содержащий до семиатомов углерода, азотсодержащий гетеро- цикл.Способ заключается в том, что амид формулы К,СОКНгде К, имеет указанные вы ше значения, или соль аммония соответствующей карбоновой кислоты подвергают взаимодействию с ацетиленовым производным, содержащим электроотрицательную группу в а-положении к тройной связи, общей фор мулы К 3 С =С - СНКЗООСК) где К 2, Кз имеют вышеуказанные значения,30 К - низший алкил. 1Изобретение 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-ол, с амидом карбоновой кислоты в присутствии соли ртути при температуре около 110 С 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 также не очень удобно при промышленном использовании,С целью увеличения выхода моно- или дизамещенных оксазолов и упрощения процесса 2описывают способ получения оксазолов общей формулы3Процесс 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. /ю, предпочтительно 30 - 60 вес. /,.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 70 ю/ю, ди- или монозамещенных оксазолов составляет примерно 50/юП р и,мер 1. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой и вертикальным холодильником, вводят 108 г ацетата бутин- ола(0,955 моль), 60 г ацетамида (1,015 моль), 5 г трихлоруксусной кислоты - ингибитора полимеризации (0,03 моль), 200 г полифосфорной кислоты с 115/ю НзРО 4. 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 г триметил, 4, 5-оксазола (0,698 моль), кипящего при 133 - 134 С. Выход в расчете на использованный ацетат бутинила 73 вес. ю/юП р и м е р 2. Операции примера 1 повторяют с 10 г %С 1 в качестве катализатора (вместо сульфата ртути), Получают триметилоксазол с выходом 45 вес. ю/ю.П р и м е р 3. Сульфат ртути в примере 1 заменяют 15 г безводного сульфата кадмия, выход 55 вес, ю/ю,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4П р и м е р 4, Вместо соли ртути в качестве катализатора по примеру 1 используют 11 г ХпС 1. Выход триметилоксазола 39 вес. /ю.В следующих примерах условия реакции те же, что в примере 1, но с другими ацетиленовыми сложными эфирами и амидами, указанными в каждом случае,Прим ер 5. Используя ацетат пентин- оли ацетамид, получают этил-диметил,4 - оксазол с выходом в 78 вес. ю/ю на ацетате.П р и м е р 6. Реакцию проводят между ацетатом пропаргила и ацетамидом. Получают диметил,4-оксазол с выходом в 57 вес. ю/ю в пересчете на ацетат; температура кипения продукта 104 - 105 С при 760 мм рт, ст. Его пикрат имеет т. пл. 109 - 110 С,П р и м е р 7. Синтез диметил,5-оксазола проводят, исходя из формиата бутин-олаи формамида. Выход 60 вес. ю/ю в расчете на формиат,П р и м е р 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. /ю - новый продукт, кипящий при 150 С и 760 мм рт, ст,Найдено, ю/ю: С 69,14; И 10,08; Н 9,03.Вычислено, ю/ю. С 69,02; И 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 Л=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 - СНз в положении 4,7,25 ч. на 1 млн. - квардуплет для - СН в положении 5.П р и м е р 9, Исходя из ацетата пропаргила и пропионамида получают с выходом 42 вес. ю/ю этил-метил-оксазол, новый продукт с т. кип. 127 С при 760 мм рт. ст.Найдено, /ю; С 64,35; И 12,66; Н 8,15.Вычислено, /ю, С 64,26; К 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 Лмакс 216 ммк ЯМР:1,22 ч, на 1 млн. - триплет для Ме - С,Нз в положении 2,2,07 ч. на 1 млн. - дуплет для Ме - СН, в положении 4,2,66 ч. на 1 млн, - квардуплет для МеСН от СзНз в положении 2,7,22 ч. на 1 млн. - квардуплет для МеН в положении 5.П р и м е р 10, Пропил-метил-оксазол, новое химическое соединение получают, исходя из ацетата пропаргила и н-бутирамида с выходом 34 ю/ю и т. кип. при 149 С и 760 мм рт. ст.Найдено, ю/ю. С 67,13; К 11,56; Н 8,50.Вычислено, /ю; С 67,17; И 11,20; Н 8,85,Выход, % Полученный оксазол Пропионамид Вутирамид Изобутирамид 48 Этил-диметил,5Пропил-диметил,5 Изопропил-диметил,5 4 б 50 55 Исходное Полученное соединение Выход, % вещество формиат пропар- гила Метил-оксазол 10 60 Метил-втил-оксазол 24 формиат пентин 1-илформиат гексин 1-илМетил-пропил-окса- зол 17 5Инфракрасный спектр, мк: главные полосы 3,40, 6,38, 9,10, 9,20, 10,22, 10,60, 13,55,В ультрафиолетовой области спектра Амана 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.)П р и м е р 11. Исходя из ацетата пропаргила и изобутирамида (метил-пропионамида), синтезируют новый продукт - изопропил-метил-оксазол, кипящий при 140 С и 760 мм рт. ст. с выходом в 37 вес. %.Найдено, %: С 67,40; И 11,18; Н 8,98, Вычислено, %: С 67,17; И 11,20; Н 8,85.Инфракрасный спектр, мк: 3,34, 6,36, 7,72, 9,14, 10,56.В ультрафиолетовом спектре Хманс 216 ммк ЯМР:1,32 ч. на 1 млн. - дуплет, СН, - от изопропила,2,08 ч. на 1 млн. - дуплет, СН, - в положении 4,2,98 ч. на 1 млн. - мультиплет, - СН изопропила,7,20 ч. на 1 млн. - квардуплет, Н в положении 5.П р и м е р 12. Используя ацетат пропаргила и бензамид, получают фенил-метил-окса зол.П р и м е р 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,4, 5-оксазола, что приводит к общему выходу приблизительно до 60 - 78 вес. % в расчете на исходный ацетат.Пример 16. В примере 1 ацетамид замещают 1 моль безводного ацетата аммония (77 г), Получают триметил,4,5-оксазола с выходом 50 вес. %.П р и м е р ы 17 - 21. Реакция та же, что в примере 1, т. е. каждый раз проводят реакцию 0,955 моль бутин-ил-ацетата (108 г) с 1,015 моль ацетамида (60 г) с добавкой 5 г трихлоруксусной кислоты в качестве ингиби 6тора полимеризации, в среде 200 г полифосфорной кислоты с 115% НзРО 4, 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,4,5-оксазола, высчитывают выход этого соединения по отношению к израсходованному бутинацетату.Ниже указана зависимость выхода триметил,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.П р и м е р 22. При условиях указанных выше, в примерах 17 - 21, с сульфатом ртути в качестве катализатора проводят реакцию 1 моль ацетата пропаргила с 1 моль валера- мида, Получают н-бутил-метил-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-метил- оксазол, 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-ил-ацетата с 1 моль бензамида, Получается фенил-диметил, 5-оксазол с выходом 48 вес, %.П р и м е р ы 25 - 27, Реакцию проводят, как в примере 1, применяя в качестве исходного вещества формамид и алкин-илформиата. Получают следующие результаты:428605 Используемый амид Полученное соединение Выхад ВалерамидИзовалерамидПиваламидСалнциламид н-Бутил-диметил,5-оксазолИзобутил-диметил,5-оксазолтрет-Бутил-диметил,5-оксазолГидроксифенил-диметил,5-оксазол 54 51 33 22 КзС= - С - СНК,ООСК,Предмет изобретения Составитель С. Полякова Техред Л, Богданова Корректор Е. 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, Раушская наб д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 7П р и м е р ы 28 - 31. В условиях предыдущих примеров проводят реакцию бутин-илП р и м е р 32. Взаимодействием гексин- илацетата с ацетамидом, в условиях предыдущих примеров, получают диметил,4-пропил-оксазол с выходом 56 вес, .П р и м е р 33. Проводя реакцию, как описано в предыдущих примерах фенилэтилметанол ацетата с ацетамидом, получают диметил,4 - фенил - 5 - оксазол с выходом21 вес.%.П р и м е р 34. Циклизация п-толуолсульфоната бутин-илс ацетамидом вызывает бурную реакцию и получают триметилоксазолон с выходом 18 вес. о 4 по отношению к использованному а-толуолсульфонатбутинилу. 1. Способ получения оксазолов общей фор- мулы где Кь Кь Кз 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 моно 83-ацетата с различными амидами, что приводит к следующим результатам: или дизамещенных оксазолов, амид формулы К 1 СОИНз, где К имеет указанные выше зна чения, или соль аммония соответствующейкарбоновой кислоты подвергают взаимодействию с ацетиленовым производным, содержащим электроотрицательную группу в а-положении по отношению к тройной связи, общей 20 формулы где Кь К имеют указанные выше значения, К - низший алкил, с последующим выделени ем продуктов известным способом.2. Способ по п, 1, о тл и ч а ю щи й с я тем,что процесс ведут в среде безводного растворителя, например полифосфорной кислоты.3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я 30 тем, что процесс ведут в присутствии катализатора - соли металла, например сульфата ртути.4. Способ по пп. 1 - 3, отличающийсятем, что, с целью предотвращения полимери зации ацетиленового производного, процессведут в присутствии слабого ингибитора полимеризации, например трихлоруксусной кислоты.5. Способ по пп, 1 - 4, отличающийся 40 тем, что концентрация реагентов в реакционной массе составляет 10 - 70 вес. о/о.6. Способ по пп. 1 - 5, о тл и ч а ю щ и й с ятем, что процесс ведут при 50 в 2 С.7, Способ по п. 1, отличающийся тем, 45 что в качестве катализатора иопользуют солисвинца или хрома.Приоритет по пунктам:28.03.68 по пп. 1 - 6; 22.11.68 по п, 7,