Способ получения двухъядерных гетероциклических спиртов

Овв ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ 453838 Союз Советских Соцкалистнцеских Республик(51) М.Кг. С 07 д 49/32осударственньй намитетСовета Министров СССРоо делам изобретенийи атнротий(33) ШвейцарияОпубликовано 15.12.74, Бюллетень Ъе 46 Дата опубликования описания 30.05.75 Ицостраиць Юрген Хабермейер(1) Заявитель Иностранная фирма Циба-Гейги АГ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВУХЪЯДЕРНЫХ ГЕТЕРОЦИКЛИЧ ЕСКИХ СПИРТОВжащая 1 - 4 атома углерода, заключается втом, что соединение формулы 11/тНЯ ХНСЯ 1подвергают взаимодействию с 1,3-дихлорпроиан-одам имеющим в положении 2 группуК, где К - водород или алкильная группа, содержащая 1 - 4 атома углерода, или с эпига 15 логенп)дрином с выделением целевого продукта известными приемами.Способ может быть осущестьлен следующими приемами.1 моль циклоуреида формулы 11 подверга 2 О ют взаимодействию с 1 зопь эиигалогенгидрина в присутствии щелочи с получением соответствующего моноглицидила. Полученноесоединение подвергают еще раз взаимодействию с 1 моль циклоуреида формулы 11.2 моль циклоуреида формулы 11 конденсируют с 1 моль 1,3-дихлорпропан-ола который имеет в положении 2 группу К,1 моль циклоуреида формулы 11 и 1 мольэиигалогенгидрина переводят в соответствую 30 щее соединение моногалогенп)дрина и это в ,. х,(ОН1 0Х СН М Нщ/и0 Изобретение относится к способу получения новых гетероциклических спиртов, которые могут найти применение для получения гетероциклических триглицидиновых соедицетиШ, используемых при производстве смол.Известен способ получения ацалопчных спиртов, например формулы СНз СНзО= С - -(."Н-, Н-,.-С - .=01Н Щ Н к 1 Ч 1.1 11 Дт Н (Н Н1//ОН ,; т., ОнО0 которые применяют для получения диглицидиловых эфиров.Предлагаемый способ получения двухъядериых гстероииклических спиртов формулы 1 где Х - двухвалентная алкилецовая группа; К - водород или алкильная группа, содер(53) УДК 547.783 (088,8)соединение конденсируется еще смоль соединения формулы 11,9 моль ццклоуреидя формулы 11 коцдецсцрпот с 1 моль эцигялогецпдрцна с отщепленцем гялогецводорола.П р ц м с р . (,3-Ьцс, 5-диметцлгцдантоцццл-цроцан-ол.В стеклянную аппаратуру объемом 4 л смешалкой, термометром и интенсивным холод;льццком подают црц комнатной температуре смесь 520 г 95%-юго по газовой хроматографии глццсрццдцхлорпдрцна (1,3-дихлорцропяц-ол) (3,83 моль), 98 г 99,5%-ного5.5-дцметцлгцдяитопна (7,66 моль), 582 г мелкоцорошкового безводного карбонята калия(4,2 моль) и 960 мл технического диметилформамида. Прц медле;пом перемешиванццнагревают кашеобразную смесь до 120 С,причем смесь становится жцдкотекучей. Затем немедленно начинается экзотермическаяреакция прн сильном выделении СО. Нагревательную баню улаляют и сгущающуюсяопять кашу интенсивно перемешивают. Послеудаления нагревательной банц температураповышается до24 - 126 С. Приблизительнопосле 25 - 30 мцн экзотермцческая реакцияпрекращается ц температура реакционнойсмеси понижается до 116 С. Для лучшего течения реакции церемеццвают еще 5 ч прц126 С ц затем горячую реакционную -месьфильтруют на фарфоровом путче, цтобы отделцть хлорцл калия. 5 1 О 15 20 25 ЗО 35 -0 4) 50 55 Смесь концентрируют досуха в ротационном выпарцом аппарате прц 70 - 80 в вакууме, получаемом с помощью водоструйного насоса. Пролукт образуется в виде прозрачного слабо-желтого расплава, который самопроизвольно выкристаллизовывается. Для удаления летучих веществ его высушивают еще прц 90 С и 0,2 торр до постоянного веса.Получают 1212,6 г бесцветного цлц бледно- желтого сырого крцстяллизата (вычисленное 1196,5 г), который плавится црц 142 С (Ме 11- 1 ег РР 51). Этот продукт-сырец содержит еше небольшое количество хлорида калия и непрореагировавшие,исходные продукты.Найдено, %: С 46,8; Н 6,5; Х 16,1; зола 5,8.Вычислено, %С 50,0; Н 6,4, М 17,9.Таким образом сОдержание желаемого бцсгидантоина в продукте-сырце составляет приблизительно 86%.Для очистки продукт-сырец можно церекрцсталлизовывать из 550 г воды. Получают 76,3 г очиценного продукта (это соответствует 60,6% от вычисленного выхода в пересчете на примененный диметилгидантоцн).Очищенный таким образом 1,3-бцс- (5, 5- дцметцлгидацтоинил) -пропан-ол 13,3-фоксипропилен) -5, 5-диметцлгидаг тонн) плавитсяя при 178 в 1 С.Найдено, %: С 49,5; Н 6,4; К 17,6; зола 1,1.Вычислено, %: С 50,0; Н 6,4; К 17,9; зола О.П р и м е р 2. 1,3-Бис-(5, 5-диметилгидацтоинцл) -пропан-ол. Раствор 1 моль (185 г) З-глццидцл, 5-дцметцлгидантоцна (содержанце эпоксцда 5 А эпоксидного эквивалента на 1 кг) в 128 мл лиметилформамида перемешивают при 100 С.В течение 30 мин прибавляют малыми порццямц 128 г диметилгпдантоцна, Реакция экзотермцческая, поэтому удаляют нагревательную баню. Температура повышается затем до 130 С. После прекращения экзотермцческой реакции перемешивают еще 5 ч прц 130 С. Затем прозрачную светло-желтую реакционную смесь концентрируют досуха прц 70 С в вакууме, получаемом с помощью водоструйного насоса, и перекристаллцзовывают из 150 мл воды. После высушивания прц 100 С в вакууме получают 152,8 г мелкого бесцветного крцсталлизата (49% от вычисленного), который плавится прц 185,6 С (МеШег ГР 51).Элементарный анализ показывает, что продукт представляет сооой 1,3-бис-(5 5-диме.тилгидантоинил)-пропан-ол.Найдено, %: С 49,9; Н 6,6; Х 17,8.Вычислено, %: С 50,0; Н 6,5; К 17,9.П р ц м е р 3. 1,3-Бис-(55-диметилгидантоцнил) -цропан-ол.Раствор 640,5 г 5,5-диметцлгидантоцна (5,0 моль) и 3,0 г хлорида калия в 600 мл воды перемешивают при 95 С. К этому прозрачному бесцветному раствору прибавляют по каплям в течение 30 мин 647,5 г эпихлорпд.рина (7,0 моль), перемешивают еще 240 мцн цри 97. Затем горячую реакционную смесь отфильтровывают и прозрачный светло-желтый раствор полностью концентрируют в ротационном выпарцом аппарате при 70 С в вакууме, получаемом с помощью водоструйного насоса. Затем массу высушивают при 65 С и 0,15 торр до постоянного веса. Получают 1103 г прозрачной слабо-желтой высоковязкой жидкости (100% от вычисленного), которая постепенно перекрцсталлизовывается в бе. лую кристаллическую массу. Чистота продхкта составляет на основании анализа на хлор 90,2% (найдено: 14,5% С 1, вычислено: 16,07% С 1). Остаток состоит из исходных веществ. Кроме того имеется небольшое количество З-глцццдцл,5-дцметилгидантоина, что обнаружилось тцтрованием эпоксида (найдено: 0,2 эпоксидного эквивалента на 1 кг). Спектр протонного магшггцого резонанса (60 Мс Н-ЯМР, обнаруженный в дейтерохлороформе СРС 1, цри 35 С по отношению к тетраметилсцлану ТМ 5) доказывает благодаря присутствию следующих сигналов правильность структуры полученного продукта:б= 1,42:6 протонов (синглет):608=1,33 - 1,42:12 прогонов (дублет) б= - 2,90 - 3,10:1 протон (мультицлет) 8=3,63:4 протона (мультцплет) б= - 5,1 - 5,7;2 протопи (мультццлст) П р и м е р 5. 1,3-Бис-(5,5-дцмстцлгпдацтоинил) -пропац-ол.В четырехгорлой колбе обьемом 6 л с мешалкой, термометром, обратным холодильником ц капельной воронкой перемешивают црп 110 С 1793 г 5,5-дпметилгидантоина (14,0 моль), 1015 г мелкопорошкового безводного карбоната калия (7,35 моль), 10 г хлорпда калия и 1750 мл димегилформамида. Кэтой массеприбавляют по каплям в ечецие 90 миц црц сильном перемешивации 712 г эпцхлоргпдрцна (7,7 моль). реакция становится экзотермической, Начинается сильное выделение СО. Нагревательную баню удаляют, Температура повышается до 135 С. После приоавлецнн цо каплям экзотермическая реакция быстро прекращается. Затем перемешивают еще 5 ч цри 125 С. Реакционную смесь разбавляют 300 мл диметилформамида, отфильтровывают еще в горячем состоянии от хлорида калия ц затем концентрируют досуха в ротационном выпарном аппарате при 120 С в вакууме, получаемом с помощью водоструйцого насос. 3- тем смесь высушивают при 120 С и 0,2 тор р до постоянного веса. Получают 2307 г продукта-сырца, который перекристаллцзовывается из 1200 мл воды, Получают 1351 г (62 О/о от вычисленного) бесцветного мелкого кристаллизата (без переработки маточного раствора), Очищенный продукт плавится прп 190 -5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 50 05.8191 С. И элементарный анализ показывает, что продукт является чистым. Это доказывают и идентичные спектры протоцо-магцптного резонанса.Найдено, %: С 49,7; Н 6,5; Х 17,7.Вычислено, ,: С 49,9; Н 6,5; 1 х 17,9.П р и м е р 6. 1,3-Би"-(5,5-диметплгидантоинил) -пропан-ол.Аналогично примеру 5 получают темпо-желтый продукт-сырец, из которого выделяют 2307 г. Он плавится при 49 - 152 С. Элементарный анализ показывает, что имеется еще 5,3% неорганического продукта. Таким образом выход органического вещестза составляет 285 г (100% от вычисленного); согласно эле. ментарному анализу оно состоит приблпзительцо из 95/желаемого продукта.Для удаления неорганических материалов и окрашенных побочных продуктов продукт-сырец тонко размалывают в ударной ножевой мельнице и при комнатной температуре смешивают с 1725 мл деионизированной воды до получения гомогенной массы. После часового перемешпванпя массу фильтруют на путче и оыстро отсасывают досуха. Получают бесцвет. цый осадок, который измельчают и высушива. ют в течение 24 ч при 100 С и 30 торр. Получают очищенный продукт, выход 71 О/о (1520 г), Продукт плавится при 181 - 183 С, Содержание неорганического продукта составляет 0,9 О/о. Для реакции глццидилцровацпя можно применять очищенный согласно примеру 5 продукт.П р и м е р 7. 1,3-Бис- (5-метил-этилг- дантонцл) -прона-ол.Аналогично примеру 5 подвергают взапмодействшо 148,3 г 98,5%-ного 5-метил-этилги. дантоина (1,80 моль), содержащего 4% хло. рида натрия, с 46,25 г эцихлоргпдрцна (0,5 моль) в 500 мл дцметилформамдда прц взаимодействии с 71,2 г карбоната калия (0,515 моль).Процесс реакции ц нерераоотка реакционной смеси осуществляется по примеру 5, Получапот 172,9 г продукта (вычислено 170,2 г), который еще загрязнен приблизительно 1,65, днметилформамида. Этот продукт-сырец пере. рабатывают далее, Спектр протонного магнитного резонанса (60 Мс 1-1-ЯМР) показывает кроме следа дцметилформамида (6=2,9 ц 3,0) ц наличие желаемой молекулы сипцаламц прц 8=0,8 - 1,05 (мультиплст), 6=1,45 (синглет), 0=1,55 - 2,0 (мультиплет), б= - 3,5 - 3,7 (мультцплет), 8=4,0 - 4,2 (мультиплет) и 0=5,5 - 6,2 (мультиплет),П р и м е р 8. 1,3-Бис-(5-цзоцропилгидантопнцл) -процан-ол.Как указано в примере 5, подвергают взаимодействию 142,2 г 5-изопропилгидацтоцца (1 моль), 46,25 г эпцхлоргидрина (0,5 моль), 71,2 г карбоната калия (0,515 моль) и 0,4 г хлорида калия в 500 мл диметилформамида. Переработка продукта-сырца, не требующего дальнейшей очистки, осуществляется также согласно примеру 5. Получают 171,8 г проРод ктор Е. Хорина Корректор Н. Аук Заказ 1551 Изд. М 1041 Тираж 506 ШПИ Государственного когкитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушскан наб., л. 4/5Подписное Обл. тии. Костромского управленяв излятельств, полиграфии и книжной торговли Зрй 1 НОГО золотисто-желтого стс 1 слообразиого продукта (вычислено 170,2 г), который еще загрязнен ириблиз;тельно 1% диметилформамида, Спектр протонного магнитного резонанса показывает следующие сигналы: 6=0,8 - 1,2 (триплет), 8=2,0 - 2,3 (мультиплет), 11= 6 - 6,3 (мульти 11 лет), что соответствует ожидаемой структуре,П р и м е р 9, 1,З-Бис-(5, 5-иситамстилеигидантоинил)-ироиан-ол.Согласно примеру 5 конденсируют 92,5 г эпихлорп 1 дрииа (1 моль) и 336,4 г 5,5-пеитаметиленгидантоина (2 моль) в 900 мл диметилформамида при прибавлении 142,3 г карбоната калия и 0,8 г хлорида калия. Переработка осуществляется, как указано в примере 5. Получают 409,9 г желаемого биспдантоина (вычислено 392,4 г), содержаиего сцс приблизительно 5% диметилформамида, в виде желтого кристаллического порошка. Для очистки соединение перекристаллизовывают из смеси диоксана и воды (2:1) в соотношении 1:3,5.Получают 34,5 г (80,2% от вычисленного) бесцветного пылевидного кристаллизата, который плавится при 247, С (Ме 111 е ГР 51 1% и)Найдено, %: С 57,9; 117,3.Вычислено, %: С 58,1; Н 7,2,Масс-спектр соответствует ожидаемой структуре: молекулярный ион находят ири 392 единицах массы (М - вычислеио 392,4%), соответствуют и фрагментации. 11 спектр протонного магнитного резонанса показывает ожидаемую структуру (60 Мс НМР).Пр и мер 10. 1,3-Бис-(5,5-тетраметигснгидантоинил) -пропаи-ол.Согласно примеру 5 подвергают взаимодействию 154,2 г 5,5-тетраметиленпдантоина (1 моль), 46,25 г эпихлоргидрина (0,5 моль), 71,2 г карбоната калия (0,515 моль) и 0,4 г хлорида калия и 500 мл диметилформамида.Перерабатывают и выделяют желаемый биспдантоии, как указано в примере 5. Продукт- сырец перекргсталлизовывают далее из 360 мл смеси диоксана и воды (2:1).Получа 1 от 98 г (54% от вычисленно 1 о, безпереработки маточного оаствора) бесцветного мелкого кр 1 сталлизата, который плавится ири 185,2 С (МеШег ГР 51,2%ин). Спектр 1 О протонного магнитного резонанса доказываетожидаем ю ст 1 зукт 1 з 1. 15 Способ получения двухъядерных гетероциклических спиртов формулы где- двухвалеитиая алк 11 леновая группа,25 К - водород или алкильная группа, содержащая 1 - 4 атома углерода,от.нна 1 ои 1 п 1 ся тем, что соединение формулы 35подвергают взаимодействшо с 1,3-дихлорироиан-одом, имеющим в положении 2 группу К, где К - водород или алкильиая группа, содержащая 1 - 4 атома углерода, или с эпига логенгидрином в присутствии отщеиляющихгалогенводород средств с выделением целевого продукта известными приемами.