Способ получения 2, 2, 6, 6-тетраметил4-оксопиперидина

пател н б. оинатеа (Л Б Д Сеьз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет - (32) С 07 Р 211/74 Государственный комитет. СССР но делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 08.0330 Иностранцы(72) Авторы Иван Орбан (Швейцария), Ханс Линд (ФРГ),ИЗОбрЕТЕНИя Геймо Брунетти (Австрия) и Жан Роди (Швейцария) Иностранная фирмаЦиба-Гейги АГ (Швейцария)(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,2,6,6-ТЕГРАМЕТИЛ- ОКСОПИПЕРИДИНА Изобретение относится к улучшенно"му способу получения 2,2,б,б-тетра-,метил-оксопиперидина, который может найти применение в химическойпромышленности.5Известен способ получения 2,2,6,6 -тетраметил-оксопиперидина (триацетонамин), заключающийся в том,что 2,2,4,4,б-пентаметил,3,4,5-тетрагидропиримидин (ацетонин) поднергают взаимодействию с кислотойЛьюиса н присутствии воды, возможнов присутствии инертного органическо-го растворителя при нагревании;Выход целевого продукта не превышает 62 1),Целью изобретения является увеличение выхода" целевого продукта; - "Поставленная цель достигаетсяспособом получения 2,2,6,б,-тетра-,метил-оксопиперидина, заключаю-щимся в том, что ацетонин подверга=-ют нзаимодействию с водой и катализатором представляющим собой протонную кислоту; за исключением пикриновой кислоты, или соль протоннойкислоты с аммиаком или азотсодер-" "жащим органическим основанием, взя=:тым в количестве 0,2-12 мол.к врасчете на используемый апетонин,Обычно процесс ведут н органическом растворителе, -например"метаноле, изопропаноле, диметилформамиде, диоксане, монометиловом эфире этиленгликоля бензоле, ацетоне, диацетоновом спирте, метилэтилкетоне, окиси мезитила.Лучше осуществлять реакцию при 40-100 С. В качестве катализаторов предпочтительно используют хлорйд"или нйт- рат аммония, муравьиную, бейзойную, дихлоруксусную,малеиновую,кбричную, трихлоруксусную кислоты,п-толуолсульфокислоту, метансульфокислоту, бромид аммония, п-толуолсульфонат триэтилййййа":, формиат пиридина, нитрат мдчевины, гидрохлорид триацетонамина, гидрохлорид тиомочевины, ацетат аммонйя,гидрбхлорид три- этиламинаили тозилат аммония.Отличительными признаками предлагаемого способа являются использование в процессе в качестве катализатора протонной кислоты, за исключением пикриновой кислоты, или солипротбнной кислбты с аммиаком или аэотсодержащим органическим основанием, нзятого в количестве 0,2312 мол.% в расчете Йа используемыйацетонин,Органические растворители, ко-торые являются особенно пригоднымидля предлагаемого способа, это -7 фГеводор 5 дй; " например ароматическиесоединения, такие как бензол, толуол и ксилол, алифатические соединейия, такие, как гексай, гептан и"циклогексан, хлорпроизводные углеводородов, например хлористйй ме-.1"йлен," трихлорэтан, четыреххлористыйуглерод, хлороформ, хлористый этилен и хлорбензол, простые эфиры,например тетрагидрофуран, диоксанй диэтиловый эфир, нитрилы,-" напри"мер "йцетонитрил, апротонные полярные растворители, например сульфо=лан, нитрометан, диметилформамид," " диметйлацетамид",тетраметилмочевина, гексаметиламид фосфорной "кисло=ты и диметилсУльфоксид, спирты, напргймер моно или полифуйкциЬйальйыенезамещенные или замешенные алифатические спирты, йапрймеРнизшйе" ал-" ""кайолы, такйе, как метанол"этайол;пропанол, изопропанол, трет-бутанол, 25циклогексанол, бензиловыйспирт, монометиловый эфир этиленгликоля, гликоль, пропан,3-диол, кетоны, на-пример ацетон метилэтилкетон и циклогексанон, прежде всего С -С -сйиРт 3 Онапримерметанол, и ацетон, диацетоновый спирт, фброн,диацетонамин,"триацетонамин и окись мезитила.Можно применять смеси вышеприведенных растворителей35Усовершенствование способа посравнению с известным способом зак лючается в том, что при примененииз".йачительно уменьшенйого кдличествакагализатора"выход "продукта повышается. Предпочитаемый температурныйпредел 40-100 С Согласно изобретейию катализаторами являются протонные кислоты, например соляная, уксусная и борная кислота, Протонные кислоты представляют собой, например, 45сульфокислоты или карбоновые кислоты такие, как бензосульфокислотаили. п-толуолсульфокислота, муравьи- ная. уксусная, малоновая, яйтарГая"мглеиновая, бензойная или коричная 50кислота,01 7210 55 60 Катализаторами являютСя," кроме "-того соли протонных кислот с аммиаком или органическими основани"ями," Органическими осйованиями являютсяпервичные, вторичйые или третичныеазотистые основания. Пыимерами такйх протонных кислот или кислот"нЪи"компбнентов"в сблях," применяемыхв качестве кислых катализаторов,являются в частности минерапьные кислотй, например соляная, брсмйсто- в"одородййя иодистоводородная, азотная, серная и фосфорная кислота, и сульфокислоты, например алифатические или арсматические супьфокислоты, такие, как метансульфокислота, бензолсульфокйслота, и-толуолсульфокислота или нафталинсульфокислота, фссфоновые и Фосфиновыекислоты, например алифатические илйароматические, гакие, как метил-,бензил- или фенилфосфоновые кислоты,илн диметил-, диэтил- или ФенилФосфоновые кислоты, и карбоновыекислоты, например одно-, двух- илитрехосновные алифатические или ароматические карбоновые кислоты, напйример насыщенные или ненасыщенныеодноосновные алифатические карбоновые кислоты с 1-1 В атомами углерода; например муравьиная, уксуснаяхлоруксусная, дихлоруксусная, трихлоруксусная циануксусная, пцопионовая, масляная, лауриновая, пальмитиновая, стеариновая, акриловая,метакриловая и коричная кислота,насыщенные и ненасыщенные двухосновные алифатические карбоновые кислолоты, например"щавелевая, малоновая, янтарная, аднпиновая, себациновая, винная, яблочная, Фумароваяи малеиновая кислота, трехосновныеалифатические карбоновые кислоты,например лимонная кислота, одноосновные ароматические карбоновые кислотынапримерзамешенная в соответствующем случае бензойная и нафтойная кислота, и двухосновные ароматическиекарбоновые кислоты, например фталевая и терефталевая кислота. Предпочитаются одно- и двухосновные алифатические или ароматические карбоновые кислоты и одноосновные ароматические сульфоновые кислоты, напримеруксусная янтарная,малеиновая,бензойная,м-метилбензойная,п-трет-бутилбензойная и коричная кислота, и-толуолсульфокислота,В качестве органических основанийпригодны алифатические, алициклические и ароматические, первичные, вторичные и третичййе амины, насыщенныеи ненасыщенные азотистые основания,мочевина, тиомочевина, Такими алифатическими первичными аминами являются,"например, метиламин, этиламин, н-бутиламин, октиламин, додециламини гексаметилендиамин, алифатическимивторичными аминами, например, диметиламин, диэтйламин; ди-н-пропиламин иди-изобутиламин, алифатическими третичными аминами, например, триэтиламин алийиклическими первичными аминами, например, циклогексиламин,ароматическими первичными аминами,например, анилин, толуйдин, нафтиламин и бензидин, ароматическимивторичными аминами, например, 1 Я-метиланилин и дифениламин,ароматическими третичными амминами, например, Н,Ю-диэтиланилнн, насыщенными и ненасыщенными азотистыми основаниями, например, гетероцнкли.триацетонами, мочевина, тиомочевина;Предпочитаются также ацетонин,диацетонамин и триацетонамин. Примерами предпочитаемых солей являютсяформиат циклогексиламина и.пиридина,п-толуолсульфонат пиридина, ацетати бензоат ди-н-бутиламина,.сукцинати малеат морфолина, ацетат, сукцинат и малеат триэтиламина, ацетатанилина,п-толуолсульфонат триацетонамина и гидрохлорид ацетонина.15Кислые катализаторы можно при. -менять вместе с сокатализаторами,взятыми в количестве 0,01-0,5 мол.считая на ацетонин,. например йодидкалия, йодид натрия, бромид лития, 20йодид лития, роданид лития, роданидаммония, цианид лития., нитрат лития,сульфид аммония, бром, йод или бро-.мид, йодид, нитрат, метансульфонат,бензолсульфонат или п-толуолсульфонат аммиака, триэтиламина, мочевиныили тиомочевины.Предпочитаемыми катализаторамиявляются хлорид аммония, нитратаммония, уксусная, муравьиная, 30бензойная, дихлоруксусная, малеиновая коричная, трихлоруксусная кислота, п-толуолсульфокислота, метансульфокислота, бромид аммония., и-толуолсульфонат триэтиламина, формиат пиридина, нитрат мочевины, гидролорид триацетонамина, гидрохлоридтиомочевины, ацетат аммония, гидрохлорид триэтиламина и тозилат аммония,Количество применяемого катализа- ф)тора составляет 0,2-12 мол, в пересчете на пиримидиновое исходное вещество, предпочтительно 0,2-7, вчастности 2-4 мол.Реакцию проводят при 50-100 С, в присутствии ацетона при 40-65 С, в частности при50-55 С, в присутствии диацетоновоого спирта или окиси мезитила при90-100 С, Если применяют другиекетоны, а не ацетон или его кислотные продукты гомоконденсации, тбтемпература составляет предпочтительно (-15) - (40) С. Наконец,можно работать под давлением,. например 1-30, в частности 1-10, прежде увсего 1-3 ати,Время реакции предпочтительносоставляет О, 5-15 ч, в присутствииацетона 7-14, в частности 8-12 ч,а в присутствии диацетонового спирта 0,5-2, в частности 1-1,5 ч, Количество ацетона, диацетонамина,триацетонамина или продукта конденсации,составляет по меньшей мере1,5 моля на 1 моль пиримидинового ис,ходного вещества,но может достигать 10 молей.На практике используют 2-6,в частности 3-4 моля, но можнобрать и меньше 1,5 моля указанныхвеществ.. Особенно пригоден диацетоновыйспирт, так как при его использовании можно повысить температуруреакции и гровести ее быстрее,Выделение проводят известными способами, например прибавлениемводы и выделением в виде гицрата,или прибавлением кислоты, напримерсоляной, серной.или щавелевой кислоты, и выделением в виде соли, илиприбавлением избытка щелочи, например водного раствора едкого натра или едкого кали, и выделениемв виде органического слоя, илип.регонкой, в соответствующемслучае после нейтрализации катализатора основанием, например едкимнатром, едким кали или карбонатомнатрия.П р и м е р ,1. К смеси 300 гацетона, 40 г метанола и 0,4 гхлорида аммония прибавляют 172 г2,2,4,4,6-пентаметил,3,4,5-тетрагидропиримидина-гидрата, перемешивают 12 ч при 50-55 С и продукт выделяют в виде гидрата, т.пл, 55-60 С,прибавлением 1 моля воды на 1 мольпродукта.Получают 246 г слегка желтоватого, отчасти кристаллиэующегося масла,т,кип,80-86 оС/12 мм, содержащего228 г 2,2,6,6-тетраметил-оксопиперидина по данным ГЖХ),При нейтрализации раствора щавелевой кислотой получают продукт в видеоксалата, т.раэл)180 С; выход 48.В примерах 2-13 в ходе реакции методом газовой хроматографии определяют содержание ацетонина и триацетонамина, который выделяют фракционнойперегонкой,П р и м е р 2. 10 г ацетонин-гидрата, 10 г диацетонового спиртаи 0,3 г хлорида аммония перемешивают и нагревают при 90-100"С в течение1 ч. Смесь содержит меньше 5 первоначального количества ацетонина,Выход триацетонамина 95,П р и м е р 3. 10 г. ацетонин-гидрата, 10 г ацетона и 0,3 г хлорида аммония нагревают 12 ч при 55 С.Смесь содержит меньше 3 первоначального количества ацетонина,При использовании вместо 0,3 гхлорида аммония смеси 0,3 г хлоридааммония и 0,1 мол считая на ацетонин-гидрат, одного из следующих сокатализаторов: бромида, нитрата, йодида аммония, бромида, нитрата, йодида лития, йодида натрия.или калияили йода, нитрата мочевины, и-толуолсульфоната триэтиламмония, роданидааммония или лития или сульфида аммония реакция заканчивается уже через5 ч, Выход триацетонамина 97,721001 П р и м е р 4. 10 г ацетонингидрата, 10 г окиси мезитила и О, 3 г хлорида аммония нагревают 5 Ч "пай90-1000 С. Смесь содержит меньше5 ФеРвЪйачальнбго количества ацетонина. Выход триацетонамина 95.П р и м е р 5, 10 г ацетонин-гидрата,5 г окиси мезитила, 2,6 гацетона и 0,3 г хлорида аммония нагревают 12 ч при 55 С. Смесь-содержитменьше 5 первоначального количестваацетонина. Выход триацетонамина 95,П р и м е р б. 10 г ацетойин--гидрата нагревают 3 ч с 0,3 хлорида аммония при 100 С. Смесь-"содержитменьше 5 перноначального колиЧестваацетонина, Выход триацетонамина 95.П р й м е р 7. 15,4 г безводногоацетонина, 20 г ацетона и 0,4 г хлорида аммония нагревают 15 ч при 55 фС.Смесь содержит по меньшей мере 95 - -"триацетонамнна, считая на первона Очальное количество ацетонина, Триацетонамин ныделяйт после нейтрализации катализатора едким натром фракцйонной перегонкой.если применяют вместо ацетона 25 бдинаковое количество диацетоновогоспирта или смесь 20 г ацетона и0,9 г воды, то получают триацетонамин с выходом 95,П р й м е р 8, 17,2 Г"аетонйн- Зр-гидрата, 20 г ацетона и 0,5 г уксусйой кислоты нагревают 12 "ч йрй55 С. По меньшей мере 95 применяе-."могоацетонина перегруппировановтриацетонамин. Формула изобретения 50 555, Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с "я тем, что процесс ведутпри 40-100 С,б, Способ по п,1, о т л и ч а ю.щ и й сятей;" что в качестве ката 60 лиэатора"применяют хлорид или нитратаммония,7, Способ по п.1, о т л и ч а ющи й с я тем, что в качестве катализатора применяют муравьиную, бензой 5 ную, дихлоруксусйую, малеиновую, коЕсли"ПРКМеняЮт НМесто уксусной= сбответстйующее"колйчестно соли, напрймер броЮФда аммония, и-толуол- "сульфоната триэтиламина, формиатапиридина, нитрата моченины, гидроХпбрийа"триаце 1 тонаМйяа гидрохлорида"тиомочевины, ацетата аммонйй; Яц"Тохлорида"триэтиламинаили тозилатааммония, то получают триацетонаминс выходом 95,Пр и м е р 9. 17,2 г ацетонин-гидрата, 50 г диметилФо 5 майКдаи 0,5 г хлорида аммония нагревают15 ч при 60 фС, Смесь" содержйт мейьше 5 первоначального количестваацетонина,; Еслй йрименяют вместо диметилформамида 40 г диоксана, 20 гиэопропанола, 15 г монометилового,эФиФа;этилейглйколя или смесь ЗОгбензола и 20 г ацетона, то получаюттриацетонамин с выходом 95;П р и м е р 10, 17,2 г ацетойин-гидрата, 30 г метилэтилЯетойаи 0,5 г бромйдайййонйяйбрем 62 йнавтпри 40 оС в течение 24 ч. Выход триацетонамина 70.П р и м е р .11, 17,2 г ацетонин-гидрата, 20 г ацетона, 1,8 гводы и 0,4 г хлорида аммониянагревают 12 ч при 55 С. По меньшеймере 95 применяемого ацетонинаперегруппировайо в триацетонамин,Если прибавляют не 1,8, а З,б или5,4 г воды, то получают аналогичныерезультаты.П р и м е р 12. 17,2 г ацетонин-гидрата, 3 г метанола и 0,5 г хлорида аммония нагревают при 60 Сн течение 12 ч. Примерно 80 применяемого ацетонинаперегруппировано втриацетонамин,Если .вместо 3 г метанола добавляют 2 г воды, то получают триацетонамин с выходом 80,П р и м е р 13, 17,2 г ацетонингидрата, 30 г ацетона и 0,5 г хлоридааммония. нагревают в запаянной трубкев течение 6 ч до 45 С. По меньшеймере 95 применяемого ацетонина перегруппиронано в триацетонамин,1. Способ получения 2,2,6,6 -тетраметил-оксопиперидина из ацетонина в йрисутствии воды и катализатора,о т л и ч а ю щ и й с ятем, что,с целью увеличения выхода целевогопродукта, процесс ведут в присутстниипротонной кислоты, за исключениемпикриновой кислоты, или соли протонной кислоты с аммиаком или азотсодержащим органическим основанием н качестве катализатора н количестве0,2-12 мол. н расчете на используемый ацетонин,2. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с ятем, что процесс ведутв органическом растворителе,С: 3. Способ по п,2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве растворителя применяют метанол,изопропанол, диметилформамид, диоксан, монометиловый эфир этиленгликоля или бензол.4. Способ по п,2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве растворителя применяют ацетон, диацетононый спирт,метилэтилкетон или.окись мезитила,721001 О Составитель А. ОрловРедактор Т.Шарганова Техред О,Легеза Корректор Е.Папп Заказ 10253/51 Тираж 495 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб.,д.4/5Филиал ППП Патентф, г.ужгород, Ул.Проектная, 4 ричнув,трихлоруксуснув кислоты, и-тодуолс ульф окислоту,метансульфокислоту, бромид аммония, п-толуолсульфоиат триэтиламина, формиат пиридийа,нитрат мочевины, гидрохлорид три"ацетонамина, гидрохлорид тиомочевины, ацетат аммония, гидрохлоридтриэтиламнна или тозилат аммония,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Заявка ФРГ 9 1695753, кл,12 р1/01, опублик. 1971 (прототип),