Способ получения галоидангидридов ы-замещенной ацилкарбаминовой кислоты

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ 307566 Сова Советских Социалистичесиих Республинависимый от патента Уе Заявлено 27,Ч 111,1969 (Л 1358108/23-4 МПК С 07 с 125/00 Комитет по делам аобретеиий и открытийв Р 1793287.5, ФБюллетень,ХЬ 20 Приоритет 27 Х 111.1968, Опубликовано 21.Ч 1.197 ДК 547.495.1.07(0 при Совете Министр СССРата опубликованпя описания 20.1 Х.1971 Авторизобретения Иностранец Ханс Дизельнкеттер(Федеративная Республика Германии) Иностранная фирма Фарбенфабрикен Байер АГ3 аявител АЛОИДАНГИДРИДОВБАМИНОВОЙ КИСЛОТЪ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ-ЗАМЕЩЕННОЙ АЦИЛК 2К,СОНа 1, где К, и На 1 имеют вышеуказанные значения, подвергают взаимодействию с изоциаyатом общей формулы КаХСО, где К пме.ет вышеуказанное значение, в присутствии в качестве катализатора галогенида одного из следующих металлов Сп, Хп, Нд, Т 1, 5 п, Ь 5 или веществ, которые в процессе реакции мо.гут быть переведены в указанные галогениды.Процесс ведут в среде растворителя при тем пературе от - 100 до +150 С.Процесс согласно изобретению проходит последующему уравнению:К 1 СОНа 1+ К - Х = С = О + К 1 - СО - Х - СОНа 1,5 Изобретение относится к новому способуолучения галоидангидридов Х-замещеннойцилкарбаминовой кислоты общей формулыК 1 СО - М - СОН а 1,Кх кил, аралкил, алкеили арил,нил, который может е заместителя гало- и карбоксигруппу,которые могут найти применение в качестве промежуточных соединений в синтезе физиологически активных веществ и искусственных материалов.Известен способ получения хлорангидрида И-о-хлоралкил-М-ацетилкарбаминовой кислоты, путем взаимодействия 2-метил-Л 2-оксазолина или -дигидрооксазолина с фосгеном в среде органического растворителя. Существенным недостатком такого способа является необходимость использования сильнотоксичного фосгена.Предложенный способ получения галоидангидридов Х-замещенной ацилкарбаминовой кислоты заключается в том, что галоидангидрид карбоновой кислоты общей формулы где К 1, К чения.20 да К 1 является атомов углерода К 1 представляон может иметь л, метоксп илп случае, ко жит до 18 1 - 6. Когда пли арил, ителя мет Причем,алкилом, о преимущес ет собой а в качесгве нитрогруппв томсодервенноралкилза мест Ка преимущественно представляет собой алки.или алкилен с 1 - 16 атомами углерода,На 1 преимущественно обозначает хлор. где К, - замещенный ал нил, циклоалкил К - алкил или алк иметь в качест ид, алкокси- ил На 1 - галоид, 1 а имеют вышеприведенные зп 30751)1)40 45 50 55 60 В качестве катализаторов, используемых согласно данному способу, могут быть названы такие, например, как СпС 1, НдС 1;, ЬпС 12, ЬпС, ЯЬС 1 11 С, ХпС 1, СпВг, ХпВг 2, Однако кроме названных, в качестве катализатора могут служить также и другие неорганические соединения этих элементов или органичесСг 11;кие соли, например (п=-С 4 Н, - СН - СОО).5 пже металлические порошки, например цинковый, которые в реакционной смеси, по крайней мере частично, могут переводиться в галогениды. 1(атализаторы применяются в количествах, составляющих приблизительно 0,01 - 10 вес. % от количества реакционнои смеси, предпочтительно 0,5 - 3 вес. % .В качестве кислотных галогенидов карбоновых кислот, пригодными для проведения реакции, являются галогениды, в частности хлорангидриды и бромангидриды замегцеппых алифатических, циклоалифатических либо аралифатических, а также ароматических и 1 етероциклических карбоновых кислот.Особенно предпочтительными являются гало ениды алканкарбоновой и алкенкарбоновой кислот. В качестве примеров таких кислотных галогенидов могут быть названы следующие: хлор истый ацетил, бр омистый ацетил, хлорангидриды пропионовой, масляной, изовалериановой, акриловой, метакриловой, фенилуксусной, 4-толилуксусной, гексагидрооензойной, 4-толуиловои, 3-нитро-толуиловой и 3-нитро-метоксибензойнои кислот.Могут также применяться дигалогениды дикарооновой кислоты, например хлористый сукцинил, дихлорангидрид фталевой кислоты и дихлорангидрид терефталевой кислоты. При использовании перечисленных хлорангидридов кислоты реагируют оба атома галогена.В качестве изоцианатов, пригодных для проведения реакции согласно изобретению, могут применяться алифатические, при необходимости замещенные изоцианаты, например метил-, этил-, пропил-, аллил-, 2-хлорэтил-, метоксиметил- и гексадецилизоцпанат, которые являются известными соединениями.В качестве растворителей могут использо ваться такие растворители, которые не вступают в реакцшо ни с применяющимся хлор- ангидридом кислоты, нп с изоцианатом, например замещенные галоидгруппой либо нитрогруппой углеводороды, простые эфиры, сложные эфиры, нитрилы, сульфоны, эфиры сульфоновой кислоты или жидкая двуокись серы.В простейшем случае способ может проводиться без давления и при комнатной температуре или чуть выше нее путем перемешивания реакционных компонентов и катализатора без применения растворителя с отводом тепла, выделяющегося в процессе реакции, Однако при работе с более низкими температурами или с использованием давления мо 5 10 15 2 о 25 30 35 жет возникнуть необходимость в применении летучего при комнатноц температуре растворителя, например двуокиси серы. Как правило, работают в температурных границах примерно от в 1 до 1-150"С, предпочтительно от - 50 до +80 С.Г 1 ри проведении способа хлораш идриды кислоты и изоцианаты применяются предпочтительно в эквимолярных количествах, Прп этом возможно избыточное количество хлор- ангидрида кислоты, примерно до десятикратного молярного количества. Последовательность проведения добавок обоих компонентов реакции не является сама по себе решающей, Однако при использовании легко тримеризирующего изоцианата целесообразнее его вводить по каплям в приготовленный заранее раствор или суспензию катализатора в хлор- ангидриде кислоты, причем хлорангидрид может применяться в избыточном количестве.11 ри определенных условиях является также целесообразным раствор катализатора (в случае необходимости одновременно вместе с изоцианатом) вводить по каплям в хлорангидрнд кислоты.До начала разделения смеси может оказаться целесообразным удалить или же дезактивировать применяемый катализатор, Это может быть достигнуто, например, путем введения добавок безводного карбоната натрия или ацетата натрия и, в случае необходимости, путем отсасывания. Разделение, соответственно очистка продуктов реакции осуществляется обычным способом, например путем дестилляции или кристаллизации и отсасызания.Способ можст проводиться также непрерывно. П р и м е р 1. В раствор, приготовленный из 2,3 г тетрахлорида олова и 250 г хлористого ацетила, при охлаждении при температуре 20 С в течение 15 лшн из двух капельных воронок одновременно добавляют по каплям 171,2 г метилизоцианата и затем еще 7 г тетрахлорида олова. Затем после пятнадцатиминутного перемешиванпя при температуре 20"С добавляют 15 г безводного карбоната натрия, при давлении 12 лы рт, ст. производят отгонку всех (при температуре ванны 30"С) летучих веществ, удаляют путем отсасывания имеющиеся соли и фпльтрат разделяют на фракполученном с помощью масляного насоса.В результате получено 357 г (88% выход) хлорангидрида Х-ацетил-Ы-метилкарбаминовой кислоты формулыСНЗСНСО - Х - СОС 1 с т. кип. 27 С (0,4 лм рт. ст.), соответственно 56"С (12 хи рт, ст,); и" 1,4670.В инфракрасном спектре вегцества не обнарухкено никаких полос изоцианата, но имелись307566 Таблица 1 Продолжительность реакции,час КоличеВыход,(атализатор ство, г 15 Г р и м еч а ни с. " Твердые ката шзаторы примени.лись в порошкообразном вилс в качестве одноразовойдоб:вки; нпС может быль замененСН - СОО Бп;л-С 4 Н,-120цинковый порошок также отличается хорошей эффек.тшгность.о. Для улучшения растворимости СцС в реак.иионной смеси ггришлось использовать добавку 100 млСна С. Таблица 2 Точка плавления,ЯСТочкакипения,С (лси рт. спг.) Выход, % 59 51 1,4938 75 (0,2) орсн-,. 84 СН=Сг 1- 1 г 784 132 П р и м е ч а и и с. " В этом опыте в качестве раствор, геля добавляли приблизительно 80 зг.г бензола накаждый моль хлорангидрида иитрокоричной кислоты. через 15 час застывший продукт реакции раст 25 воряют сначала со смесью бепзола и циклогексана, а затем с холодным ацетонитрилом и снова отсасывают. В результате получено 625 г (63 огго от теории) лорангидрида сукцинил-бис-Х-метилкарбаминовой кислоты фор мулы две полосы карбонила: при 125 слг - 1 и 1765 сги в , спектр ядерного резонанса состоит из двух полос метила; при 2,45 и 3,37 ррт.В результате обработки аммиаком получают г-ацетилмочевину с т. пл. 219 С. П р и м е р 2, В результате серии опытов из 83 г хлористого ацетила и 57 г метилизоцианата, аналогично тому, как это описано в примере 1, с применением различных катализаторов получен хлорангидрид М-ацетил-М-ыетилкарбаминовой кислоты.Результаты опытов приводяпгся в табл, 1. П ри мер 3. Аналогично описанному в примере 1 проводят реакцик 1 между метилизоцианатом и рядом лорангидридов кислоты в присутствии тетрахлорида олова,В табл. 2 показаны полученные хлорангидриды И-ацетил-гг 1-згетилкарбаминовой кислоты 1( - СО - Х - СОС 1.СН,л-СгН - ,(СНг) гсн - СН, -и-С 1 гнг;, -С 1 СН Сн, -С 1 СНг - СНг - СНг -С 1,С - СНг - СНг -Снг=СН -СН 3 СН = СН -СНг=С(СН,) -П ример 4. В раствор, приготозленный из 6,7 г ЬпС 14 и 575 г хлористого сукцинила, при температуре 25 - 30 С при охлаждении по каплям добавляют одновременно из двух капельных воронок 425 г метилизоцианата и 6,7 г БпС 4. Затем в течение следующих 4 час добавляют еще 13,5 г 5 пС 4. Приблизительно нпС 1, .5 пСгВЬС 1;, .ТгС 147 пСН пС 1 гСцС 70 (10) 80 (10) 84 (11) 70 (0,3) 82 (0,2) 40 (0,2) 43 (0,6) 77 (11) 3,5 3 7 5 5 10 1,4679 1,4650 1,4620 1,4960 1,4950 1,4938 1,4975 1,4798 1 15 15 1 0,5 15 60 63 61 28 53 61 73 56 34 76 22 83 81 11 47 86 36 8307566 СН,СНв - СО - М - СОС 1СН 2 - СО - Ы - СОС 1 10ЯПример 6. 26 г бромистого ацетила нагревают с 0,2 г цинкового порошка в течение 15 10 мин до температуры 30 С, затем при температуре 30 - 35 С в течение 15 мин по каплям добавляют 11,4 г метилизоцианата. Еще приблизительно через 30 мин производят отгонку в вакууме при добавке О,1 г ХавСОз. В 20 результате при температуре 28 С и давлении0,4 мм рт, ст. получено 10,6 г (29% от теорич) бромида М-ацетил-К-метилкарбаминовой кислоты с и" 1,5030. 25 Пример . Ланалогичпо тому, как это описано в примере 1, согласно уравнению СНзСОС 1+ КХСО-+СНзСО - Х - СОС 1имеет т. пл. 108 С,Показательпреломленияи,Точка кипения,С (мм. рт. ст.) Выход,Катализатор 30 (0,2) 31 (0,1) 143 (0,6) 41 (0,2) 1,4580 1,4590 1,4601,4761 56 53 73 73 8 пС 1,ЯпСЦинковый порошокВпССН;, -л-СаН 7 -л-С 12 Н 2; -СНз - СН - СН, -Примечание,Твердые катализаторы добавлялись в реакционную смесь отдельными порциями. П ример 8, В смесь, состоящую из 203 г хлористого терефталила и 143 г метилизоци аната, в течение 6 час отдельными порциями при перемешивании добавляют 16 г ЬпС 11. Путем охлаждения температуру реакции поддерживают постоянно максимально 30 С. После выпадения кристаллов продукта реакции 40 добавляют 400 мл бензола с тем, чтобы смесь можно было перемешивать. Через 7 час реакционный продукт отсасывают, промывают холодным бензолом и высушивают в вакуум. Выход хлорангидрида терефталилбис-(Х-ме тилкарбаминовой кислоты) составляет 288 г (91 5 от теории) с т. пл. 157 в 1 С (из бензола) и - СгвНзз - 1 - СО - С 1 ГН, - СО Температура плавления полученного вещества 100 - 103 С (с разложением), причем она не повышалась при перекристаллизации из ацетонитрила с добавками трехкратного количества эфира,П р и м е р 5. В смесь, состоящую из 215,6 г З-нитро-метоксибензоилхлорида, 60 г метилизоцианата и 200 л 1 л жидкой двуокиси серы, в течение 48 час при температуре - 20 С по каплям добавляют 18 г тетрахлорида олова. После выпаривания двуокиси серы продукт реакции растворяют в 1,5 л бензола, отфильтровывают и снова выпаривают. Остаток (220 г, 78% от теории) перекристаллизовывают из бензола при добавках петролейного эфира, Полученный хлорангидрид Ы- (3-нитро-метокси-бензоил) -1 М-метилкарбаминовой кислоты формулы Лналогичным образом получены следующиесоединения с т. пл. 69 и 76 С соответственно: осуществляют реакцию между некоторыми изоцианатами и хлористым ацетилом. Результаты указанных реакций приводятся в табл.3.Таблица 3 П р и м е р 9. В раствор, приготовленный из 53,5 г гексадецилизоцианата и 110 г хлористого ацетила, в течение 15 л ин по каплям добавляют 12 г ЯпС 14, прп этом температура реакции постепенно повышается с 20 до 27 С, а затем снова падает. Спустя 2 час производят отсасывание и фильтрат выпаривают при температуре 30 С и давлении 10 мм рт, ст. Остаток растворяют в 150 мл петролейного эфира и из раствора путем охлаждения до температуры - 40 С осаждают продукт реакции. В результате получают хлорангидрид Х- ацетил-К-и-гексадецилкарбаминовой кислоты формулы307566 10 СН,СНз СН 2 СО М СО 1 Предмет изобретения СНз - СН= СН - СН=СНСНв= СН - СН. - Х - СОСОС 1 Составитель Л. федоткина Редактор Л. Г. Герасимова Тскред 3. Н, ТараненкоЗаказ 2330/4 Изд.882 Тираж 473 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений н открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр, Сапунова, 2 Выход продукта составляет 20 г (29% от теории); т. пл. 40 С. П р и м е р 10. В смесь, состоящую из 181 г хлорангидрида сорбиновой кислоты и 115 з аллилизоцианата, в течение 2 нас при небольшом охлаждении по каплям добавляют б мл ЬпС 1 Затем перемешивают в течение 1 час и смесь разбавляют 1 л эфира, фильтруют и концентрируют в вакууме, В результате отгонки остатка, производимой с помощью пленочного выпарного аппарата, получают 134 г (45% от теории) хлорангидрида Х-сорбил-Х- аллилкарбаминовой кислоты формулы т. кип. 90 С (0,1 им рт. ст,); по 1,5555. П р и м е р 11. В смесь, состоящую из 15,2 г фтористого пропионила и 14 г метилизоцианата, в течение 1 час при температуре 35 - 40 С по каплям добавляют 1 нл ЬпС 14. После окончания экзотермической реакции полученную смесь сливают в 200 лл эфира и раствор после фильтрации подвергают отгонке по фракциям. В результате получают 17,2 г (65% от теории) фторангидрида М-пропионил-Х-метилкарбаминовой кислоты формулы 5 т. кип. 47 С (11 лд 1 рт, ст,); п 1,4183. Способ получения галоидангидридов Х-за 10 мещенной ацилкарбаминовой кислоты общей формулы К 1 - СО - М - СОНа 1,115где К 1 - замещенный алкил. аралкил, алкенил, циклоалкил или арил,Кг - алкил илп алкенпл, который можетбыть замещен галопдом, алкокси 20 или карбоксигруппой,На 1 - галоид,отличающийся тем, чго галоидангидрид карбоновой кислоты К,СОНа 1, где К, и На 1 име ют вышеуказанные значения, подвергают взаимодействию с изоцианатом общей формулы КЮСО, где Кз имеет вышеуказанное значение, в среде растворителя при температуре от в 1 до + 150 С в присутствии в качестве 30 катализатора галогенида одного из следующих металлов Сп, Уп, Нд, Т 1, Ьп, 5 Ь или веществ, которые в процессе реакции могут быть переведены в указанные галогениды.