Способ получения 2-метилоксазолидинов

СОЮЗ СОВЕТСКИХиииииииииииииииРЕСПУБЛИК09 111) Збр С 07 0 26 ЕТЕЛЬСТ У АВТО г а- ниение о я-в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ(71) Иркутский институт органическо химии СО АН СССР(56) 1. Шостаковский М,ф., Чекул ева И,А. Синтез и превращения ви ловых эфиров этаноламинов, Сообщ 6. Виниловый эфир Я -(фенил-амино)- этаноламинаИзв. АН СССР, ОХН, 1955, Мф 1, с,143-153.2, Патент США В 2752357, кл.кл. 260-307, опублик 1956 (прототи (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-МЕТИЛОКСАЗОЛИДИНОВ формулы де Н"- атом водорода, низший алкил, . фенил, бензил, винил-окси (низший )алкил, циан (низший) алкил; .В - атом водорода низший алкил,низший алкоксиалкил;В- атом водорода, низший алкил, на основе винилового эфира при нагревании в присутствии соли ртути в качестве катализатора, о т л и ч ею щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода целевых продуктов, уде. шевления процесса и расширения ассортимента целевых продуктов, виниловый эфир аминоспирта формулыСН-ОСВСВ 31 Н 11, И где В",К и В имеют укаэанные значения, подвергают циклизации в присутствии ацетата или хлорида ртути(11)в ка-. честве катализатора, взятого в количестве 0,23-0,503 от массы винилового эфира аминоспирта укаэанной формулы, и нагревание ведут до 40- 70 С в среде инертного растворителя.Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 2- метилоксазолидинов формулы10где В 1 - атом водорода, низший алкил,фенил, бензил, винилоксиниэший) алкил, циан (низший) алкил;В - атом водорода, низший ал 2кил, низший алкоксиалкил;В - атом водорода, низший алкил,которые могут быть использованыкак ингибиторы коррозии металлов иликак полупродукты в синтезе биологически активных соединений.Известен способ получения 2-метил-З-фенилоксазолидина, которыйзаключается в том, что виниловыйэфир К-фенилэтаноламина подвергают циклизации в присутствии следовконцентрированной соляной кислотыв среде бутанола или фенилэтаноламина, или в отсутствии растворителя при температуре 12-230 С .13.Недостатком этого метода является низкий выход целевого продукта,(6-13 Ц кроме того, этим методомполучают только один представитель2-метилоксазолидинов формулы 1. 2-метил-фенилоксазолидин. Провестицнклизацию других виниловых эфироваминоспиртов в присутствии солянойкислоты не удалось.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является способполучения 2-метилоксазолидинов формулы 1, который заключается в том,что простой виниловый эфир формулыВ-ОСН-СНгде Во - алкил, алкенил, циклоалкил,аралкил, оксиалкил, феноксиалкил,подвергают взаимодействию е аминоспиртом0 НСН СН нНВ,где К имеет указанные значения,в присутствии соли серебра, растворимой в воде, или солей ртути, 55карбоновых кислот, имеющих рК в воде 3,5 - 7, в качестве катализатора при температуре 50-50 ОС 1.2 3. Недостатком известного способаявляется относительно невысокий выход целевых продуктов 155-72 Х). Кроме того, для синтеза исходного винилового эфира, .используемого в данном способе, требуется применениеспирта ВОН, который играет рольпереносчика ацетилена. Введение этого дополнительного соединения удорожает процесс, так как спирт в ходепроцесса полностью не регенерируется, а используются в известном способе дорогиеи редкие спирты, таккак температура процесса 50-150 Стребует применения высококипящих виниловых эфиров,Цель изобретения - повышение выхода целевых продуктов, удешевлениепроцесса, а также расширение ассортимента целевых продуктов,Цель достигается способом получения 2-метилоксазолидинов формулы ,который заключается в том, что виниловый эфир аминоспнрта формулыСН =СН-ОСВСВ НВ Ягде В, К 2 и В имеют вышеуказанные значения,подвергают циклизации в присутствииацетата или хлорида ртути ( и в качестве катализатора, взятого в количестве 0,23-0,503 от массы винилового эфира аминоспирта указанной формулы, и нагревание ведут до 40-70 С.в среде инертного растворителя.Циклизацию винилового эфира аминоспирта целесообразно проводить всреде инертного растворителя (на-пример, гексана, эфира, бензола 1,так как в отсутствии растворителянз-за сильной экзотермичности процесса трудно поддерживать оптималь"ную температуру, которая составляет40-70 оС.Понижение температуры приводитк резкому возрастанию времени реакции, а повышение ее, - к снижениювыхода из-за осмоления продукта ре- .акции. Контроль за ходом реакции методом ПКХ показывает, что при 4070 С циклизация полностью заканчивается за 2-7 ч.2-Метнлоксаэолидины образуютсяс выходом 76-1003, их выделяют изреакционной смеси известнымн способами.Строение синтезированных соединений формулы Т подтверждено данными элементного анализа, соответствием их физико-химических констант литературным данным, идентичностью их по ГЖХ и ИК-спектрам сизвестными оксазолидинами, полученными иэ ацетальдегида и аминоспиртов. Чистота синтезированных 2-метилоксаэолидинов по ГЖХ 98,5 "99,6 Х,Таким образом, разработан простойи технологичный способ получения2-метилоксазолидинов иэ товарных продуктов - виниловых эфиров аминоспиртов - с выходом до 100 Х.П р и м е р,1. 2-Метил-винилоксиэтилоксазолидин.Нагревают при перемешивании до50 С в течение 2 ч 15,7 г 0,1 г -моль) дивинилового эфира диэтаноламина, 0,078 г (0,5% от массы Эфира )ацетата ртути 1 и. 50 мл бензола.Перегонкой в вакууме выделяют)5,32 г 197,6%) 2-метил-винилокситилоксазолидина с т.кип, 78- 80 С11 мм рт,ст,), д 0,9855,ь 1,4590,р 43,61 (вычислено 43,82).Найдено,Х: С 61,01, 61,07, Н 9,65,9,71, й 8,95, 8,82.Сен 15 02Вычислено,7: С 61,12, Н 9,62, й 8,91.П р и м е р 2. 2-Метил-фенилоксазолидин.а ) При перемешивании нагревают до кипения 140 С)в течение 3 ч 16,32 г (0,1 г - моль 1 винилового эфира фенилэтаноламина,0,08 г 0,5 Х .от массы эфира) ацетата ртути й, 20 мл диэтилового эфира. После отгонки эфира (при атмосферном давлении ) реакционная масса закристаллизовывается. Получают 16,40 г 2-метило 3-фенилоксазолидина с Т.пл. 55-57 С. Выход (с учетом наличия в нем катализатора) 100 Х, После перекристаллизации из эфира 15,5 г (95 Х) Т.пл.58,5-59 С.Найдено,Х: С 74,05; 74,08; Н 8,25, 8,41, К 8,29, 8,06.С, Н,)чОВычислена,Х: С 73,59, Н 8,03,8,58.Щб) Нагревают до 50 С в течение 4 ч )6,32 г 0,1 моль) винилового эфира фенилэтаноламина и 0,0375 г 0,23 Х от массы эфира )хлорида ртути й и 30.мл бенэола, После испарения бензола под вакуумом получа 18640 4ют 16,36 г (100 Х с учетом веса катализатора ) 2-метил-фенилоксазолидина с Т;пл. 55,5-57 С. После перекристаллиэации из эфира получают15,8 г 96,8 Х) оксаэолидина с Т.пл,58,5-59 С.П ри м е р 3. 2-Метил"3-цианотилоксазолидин.а ) Нагревают в течение 3 ч до1 р 70 С 35 мл бенэола, 14,02 г0,1 моль) винилового эфира М -цианэтилэтаноламина и 0,07 г 10,5 Х отмассы эфира ) ацетата ртути 1), Получают 12,67 г 190,37 Х) 2-метилцианэтилоксазолидина с Т;кип. 9193 С 2,5 мм рт,ст.), ао 1,0215,и 1) 1,4620, МВр 37,93 (,вычислено37,48),.Найдено,Х: С 59,81; 60,11, Н 8,59,8,89, М 19,84, 19,90.С,Н 1 М ОВычислено,Х: С 59,98 Н 8,63М 19,98.б ) 14,02 г винилового эфирацианэтилэтаноламина, 0,07 г .0,5 Хот массы ) хлорида ртути В в 35 млбензола нагревают 3 ч до 70 С, Получают 10,81 г 77,1%) 2-.метил-циан"этилоксаэолидина,П р и м е р 4. 2,3-Диметил метилоксиметилоксазолидин.а ) При перемещивании нагреваютФдо 60 С в течение 7 ч 14,52 г0,1 г - моль ) 3-метиламинометокси-винилоксипропана, 0,05 г0,35 Х от массы винилового эфира ) аце"тата ртути Я) и 40 мл бензола. Получают 11,76 г 181,0 Х) 2,3-диметилметоксиметил-оксазолидина с Т.кип.60-63 С .(15 мм рт.ст.) д 0,9609,л 1) 1;4332, ИВ 1) 39,29 вычислено39,42) .Найдено,Х: С 57,51; 57,60, Н 10,43;10,58, й 9,73, 9,80.СН.1 м 02Вычислено, : С 57,90, Н 10,41М 9,65.,б) Из 14,52 г (0,1 моль) 3-метиламино-метокси-винилоксипропана,0,051 (0,35% от массы винилового эфи 5 О ра) хлорида ртути),Й)при,нагреваниидо 60 С в 40 мл бензола в течение 7 чполучают 11,37 78,3 Х 2,3-диметил 5-метоксиметилоксазолидина.П р и м е р 5. 2,3,4,5-ТетрамеИ тилоксаэолидин.а ) Нагревают до 40-42 С в тече"ние 7 ч 12,92 г 10,1 г - моль) винилового эфира З-метиламинобутанола,(77,6%) 2-метилоксазолидина с Т,кип.53-56 С ( 60 мм рт. ст. ), дО, 9668,и р 1 у 4345 у ИВр 23 р 48 ( вычислено. 23,60 ).Найдено, : С 55,01; 55,24,Н 10,52,10,60, М 15,87,.16,03.С,111 з М 0Вычислено,Е: С 55,14, Н 10,41;Й 16,08,П р и м е р 7. 3-Бенэил-метилоксазолидин.Нагревают до 60 С в течение.5,5 ч17,6 г (0,1 моль) винилового эфираЙ -бензилэтаноламина, 0,04 г (0,237от массы винилового эфира ) ацетатартути и 30 мл .гексана. Получают17,2 г 97,77.) З-бензил-.2-метилоксаэолидина с Т.кип. 06-108 С(4 мм рт,ст.), 3 1,0217,1,5203, ИНр 52,77 (вычислено52,73 ).Найдено, .: С 74,38,Н 8,52,8,60,7,80, 7,87.Вычислейо, ; С 74,54; Н 8,53,М 7,90.Нижней границей температурногоинтервала в предлагаемом способеоследует считать 40 С, так как при более низкой температуре реакция сильно замедляется) в связи с этим необходимо значительно увеличивать еепродолжительность, что способствуетболее глубокому протеканию побочныхпроцессов и, как следствие, снижениювыхода целевого продукта. Если продолжительность процесса оставить безизменения, то циклизуется не весь виниловый эфир, а поскольку отделениеего от оксаэолидина затруднительно(из-за очень близких температур кипения), то это приводит к сильномузагрязнению продукта (см,пример 5 б).Таким же образом, как и снижение 5. температуры, действует уменьшениеконцентрации катализатора, поэтомунижняя оптимальная граница его составляет 0,23-0,25% см. примеры. 5 в и г).1 О Увеличение количества катализатора свыше 0,5% от массы виниловогоэфира аминоспирта не приводит к дальнейшему увеличению выхода оксазолидинов, а даже несколько снижает его, 5 вероятно, из-за протекания вторичныхпроцессов, кроме того, снижаетсячистота продукта (примерно на 1,527 по ГЖХ ), о чем свидетельствуетпонижение температуры плавления и 20 данные ГИХ ( см.примеры 2 в, 4 в ).Повышение температуры реакцииболее 70 С приводит к значительномуоосмолению реакционной смеси и, какследствие этого, снижению выхода н 25 чистоты полученного продукта (см.примеры 2 г, 4 в ), В связи с этимграничными для оптимального интервала следует считать концентрацию катализатора 0,5 от массы виниловогоэфира аминоспирта и температуру70 ОС.П р и м е р 2, в Нагревают до40 С в течение 3 .ч 16,32 г (0,1 моль)винилового эфира фенилэтаноламинаи 0,098 г (О,бот массы эфира ) ацетата ртути 3 и 30 мл бензола, Пос"пе испарения бензола под вакуумомреакционная масса закристаллизовы- .вается. Получают 16,42 г 2-метило 40енилоксазолидина с Т.пл. 55-56 С.Выход (с учетом наличия катализатора) 1007. Перекристаллиэацией изэфира выделяют 15,2 г 93,17 оксазолидина с Т.пл. 58,5 ОС.г) Аналогично нагревают до 75 ОСв течение 3 ч 16,32 г (О, моль) винилового эфира фенилэтаноламина и0,08 г (0,5 Ж бт веса эфира ацетатартути Й и 30 мл бензола. После испарения бензола под вакуумом получают16,4 г кристаллической массы с Т.пл.43-47 ОС, по данным ГЖХ, содержащей97-987 2-метил-З-фенилоксазолидина.Перекристаллизацйей из эфира выделя-ют 14,7 г (90,17 )оксазолидина с Т, 55пл. 58,5-59 С.П р и м е р 4. в ) Аналогичноиз 14,52 г 0,1 моль 3-метиламино 1-метокси-винилоксипропана, 0,085 г18640 Составитель Н,КапитановаТехред О.Неце Корректор С Черни Редактор Н.Киштулинец Тираж 409 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 7366/17 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7 11 (0,593 от массы эфира) ацетата ртути. Э при нагревании до 75 С в 40 мл бензола в течение 7 ч получают 10,9 г (75;13)2,3-диметил"5-метоксиметилоксазолидина.П р и м е р 5б) Аналогично нагревают до 35 С в течение 7 ч 12,92 г (0,1 моль винилового эфира . З-метиламинобутанола, 0,052 г 0,4 Х от массы винилового эфира хлорида ртути,и 40 мл диэтнлового эфира. По истечении этого времени анализ смеси методом ГЖХ показывает, что остается непрореагировавшим около 22-25 исходного винилового эфира.По данным ГЖХ реакция заканчивается полностью через 1,5 ч.После этого смесь разгоняют и получают 7,8 г (60,43) 2,3,4,5-тетраметилоксазолидина.в) Аналогично нагревают до 40- 42 С 12,92 г (О, моль)винилового эфира З-метиаминобутанона, 0,0258 г (0,23 от массы винилового эФира 1 хлорида ртути и и 40 мл диэтилового эфира. По данным ГЖХ через 7 ч остается непрореагировавшим 16-203 винилового эфира. Через 12 часов ( когда по данным ГЖХ реакция завершена) разгонкой выделяют 8,53 г (66 Ж) 2,3,4,5- 5 тетраметилоксазолидина.г) Аналогично нагревают до 4042 С в течение 12 ч 12,92 г (0,1 моль) винйлового эфира 2-метиламинобутанона, 0,0258 г (0,2 Ж от массы винилового эфира) ацетата ртути Й и 40 мл диэтилового эфира, Получают 8,04 г (62,2 Х) 2,3,4,5-тетраметилоксазолидина. 15 Преимуществом предлагаемого способа является то, что он позволяет ;повысить выход целевых продуктов с 55"72 до 76-1003, а также удешевить процесс в результате использования 20 в качестве исходного продукта винилового эфира аминоспирта, для получения которого не требуются дорогостоящие спирты РОН, необходимые в известном способе. Кроме того,.спо соб позволяет расширить ассортиментцелевых продуктов.