СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-БЕНЗОИЛКАРБАМАТОВ Российский патент 1995 года по МПК C07C271/18 

Изобретение относится к способам получения карбаматов, в частности N-бензоилкарбаматов.

Известны N-бензоилкарбаматы и их использование в получении различных N-бензоил-N-фенилмочевин, имеющих инсектицидную активность, по реакции с соответствующим замещенным анилином.

Известны N-бензоилкарбаматы формулы
CO-NH-COOR где R¹ является водородом, галогеном, СF₃ или С_1-4-алкокси-группой, R₂ представляет собой галоген, С_1-4-алкил, СF₃ или С_1-4-алкокси-группу, R₃ является водородом, галогеном, СF₃ или метилом, а R представляет собой С_1-8-алкильный радикал, который может быть замещен галогеном, предпочтительно хлором. Описано получение этих N-бензоилкарбаматов известным способом с помощью реакции соответствующего бензоилизоцианата с подходящим спиртом или по реакции соответствующего бензамида, в присутствии основания, с соответствующим сложным эфиром хлормуравьиной кислоты.

N-бензоилкарбаматы можно получать с высоким выходом по способу, который позволяет избежать использование бензоилизоцианатов и эфиров хлормуравьиной кислоты. Согласно изобретению, предлагается способ получения N-бензоилкарбаматов общей формулы I
CO-NH-COOR (I) в которой R₁ и R₂ каждый независимо представляет собой атом галогена: R представляет собой С_1-4-алкил или фенил, предусматривающий взаимодействие щелочно-металлической соли бензамида, имеющего общую формулу (II)
CO-NH₂ (II) в которой R₁ и R₂ имеют указанные значения, с карбонатом формулы III
RO-CO-OR где R имеет указанные значения, в присутствии инертного органического растворителя, и нейтрализацию полученной щелочно-металлической соли соединения формулы I.

В формулах I и II предпочтительно, чтобы R₁ и R₂ являлись атомами фтора или хлора. Наиболее предпочтительно, чтобы R₁ и R₂ являлись атомами фтора.

В формулах I и III R предпочтительно является таким С_1-4-алкилом, как метил или этил, или фенильной группой.

Соединения формулы II являются или известными, или могут быть получены методами, известными для синтеза аналогичных соединений.

Соединения формулы III также либо известны, либо могут быть получены известными способами синтеза аналогичных соединений, например диметилкарбонат, диэтилкарбонат, дифенилкарбонат и дипропилкарбонат промышленно доступны, и поставляются, например, фирмой Аldrich Chemie N.V. Брюссель, Бельгия.

Щелочно-металлическая соль бензамида формулы II удобно получается из бензамида с использованием щелочно-металлического основания, например гидрида или гидроокиси щелочного металла, предпочтительно, лития, натрия или калия. В зависимости от природы инертного растворителя, которым может быть смесь растворителей, в некоторых случаях соль щелочного металла можно получать в ходе реакции из самого щелочного металла.

Оптимальная температура реакции зависит, помимо прочих факторов, от природы карбоната формулы III и инертного растворителя. Реакцию удобно проводить при температуре в интервале от 0^оС до температуры кипения реакционной среды.

Подходящими инертными растворителями являются кетоны, такие как ацетон и метилэтилкетон, сложные эфиры, такие как этилацетат, вторичные спирты, такие как 2-бутанол, хлорированные углеводороды, такие как дихлорэтан или метиленхлорид, простые эфиры, такие как тетрагидрофуран, алифатические углеводороды, такие как циклогексан, и ароматические растворители, такие как бензол, толуол, ксилол или хлорбензол.

Предпочтительное молярное соотношение соединения формулы III к соединению формулы II лежит в интервале от 1 1 до 2 1.

В некоторых случаях, когда инертным растворителем не является вторичный спирт, может быть благоприятным инициировать реакцию добавлением небольших количеств вторичного или третичного гидрокси-соединения, такого как изопропанол, трет-бутанол или рицинолевая кислота.

Порядок смешения реагентов, как правило, не важен. Если щелочно-металлическое основание, используемое для получения щелочно-металлической соли бензамида формулы II, является гидроокисью, то основание добавляют к соединению формулы II и исключают воду перед добавлением соединения формулы III. Предпочтительное молярное соотношение щелочно-металлического основания к соединению формулы II cоcтавляет от 1 1 до 1,5 1.

При желании щелочно-металлические соли соединения формулы I можно выделить или их можно нейтрализовать без выделения.

Нейтрализацию получающейся щелочно-металлической соли соединения формулы I удобно проводить с помощью обработки соли водной кислотой, например водной, соляной, серной, муравьиной или уксусной кислотой. Нейтрализацию можно удобно проводить при температуре в интервале от комнатной температуры до температуры кипения реакционной смеси.

П р и м е р 1. Получение N-2,6-дифторбензоил-о-метилкарбомата. 2,6-Дифторбензамид (79,5 г 0,5 моль), диметилкарбонат (67 г, 0,76 моль) и ацетон (250 мл) перемешивают вместе при 0^оС. Гидрид натрия (16,6 г 0,69 моль) прибавляют к смеси. За реакцией следят отбором и измерением водорода. Через 2 ч после отбора 13 л водорода реакционную смесь оставляют нагреваться до комнатной температуры (20^оС) и после прекращения выделения водорода прибавляют муравьиную кислоту (98% 35 г). После дополнительного выделения водорода всего выделяется 15 л. Полученную смесь фильтруют для удаления осадка формиата натрия, а полученный ацетоновый раствор выпаривают и получают N-2,6-дифторбензоил-о-метилкарбамат в виде белого твердого продукта (109 г, 97% чистота 97,2% по данным высокой эффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), остальное дифторбензамид).

ЯМР, СДСl₃, дельта (ч/млн): 3,75, с. 3Н; 6,95, м. 2Н; 7,40 м. IH; 8,7, с, IH.

П р и м е р 2. Получение N-2,6-дифторбензоил-о-метилкарбамата.

2,6-Дифторбензамид (79,5 г, 0,5 моль), диметилкарбонат (67 г, 0,76 моль) и этилацетат (250 мл) перемешивают вместе при 0^оС. Добавляют гидрид натрия (16,6 г, 0,69 моль), а затем изопропанол (30 г) для инициирования выделения водорода. За реакцией следят, собирая и измеряя водород, как в примере 1. После прекращения выделения водорода при 0^оС реакционную смесь оставляют нагреваться до комнатной температуры (20^оС) и добавляют муравьиную кислоту (35 г). После прекращения выделения водорода и фильтрования для удаления выпавшего в осадок формиата натрия растворитель выпаривают, получая белый твердый сырой продукт (106 г). Сырой продукт добавляют к 170 мл толуола и нагревают до тех пор, пока не получится прозрачный раствор. При охлаждении до комнатной температуры образуется белый твердый осадок, который отфильтровывают и получают чистый N-2,6-дифторбензоил-о-метилкарбамат (92 г, 85,5%), т. пл. 123-123,5^оС.

П р и м е р 3. Получение N-2,6-дифторбензоил-о-метилкарбамата.

2,6-Дифторбензамид (79 г, 0,5 моль), диметилкарбонат (65 г, 0,72 моль) и 1,2-дихлорэтан (250 мл) перемешивают вместе при комнатной температуре (20^оС) и добавляют гидрид натрия (16,8 г, 0,7 моль), а затем изопропанол (30 г) для инициирования выделения водорода. Смесь охлаждают до 0^оС и за реакцией следят, собирая и измеряя водород, как в примере 1. При сборе первых 10 л водорода наблюдается сильное охлаждение смеси. После выделения 12,3 л водорода реакцию прекращают, добавляют муравьиную кислоту, и реакционную смесь нагревают до кипения с обратным холодильником. После прекращения выделения водорода и фильтрования (при 80^оС) для удаления осажденного формиата натрия растворитель выпаривают, получая сырой белый твердый продукт (106 г, 94% чистоты по данным ВЭЖХ). Перекристаллизация из толуола (170 мл) дает чистый N-2,6-дифторбензоил-о-метилкарбамат (99,7 г, 93%), т. пл. 123-123,5^оС.

П р и м е р 4. Получение N-2,6-дифторбензоил-о-метилкарбамата.

2,6-Дифторбензамид (79,2 г, 0,5 моль), диметилкарбонат (65 г, 0,72 моль) и 2-бутанол (250 мл) перемешивают вместе при 0^оС и добавляют гидрид натрия (16,8 г, 0,7 моль). После выделения 12 л водорода реакция прекращается, реакционную смесь оставляют нагреваться до комнатной температуры (20^оС) и добавляют муравьиную кислоту (32,5 г). Смесь в виде густой суспензии нагревают до 80^оС и фильтруют (при 80^оС) для удаления выпавшего в осадок формиата натрия. Выпаривание растворителя дает белый твердый сырой продукт (111 г, 91,7% чистоты по данным ВЭ ЖХ). Перекристаллизация из толуола (170 мл) дает чистый N-2,6-дифторбензоил-о-метилкарбамат (87 г, 81%), т. пл. 123-123,5%
П р и м е р 5. Получение N-2,6-дифторбензоил-о-метилкарбамата.

Дифторбензамид (79 г, 0,5 моль), диметилкарбонат (73 г, 0,8 моль) и тетрагидрофуран (200 мл) перемешивают вместе при комнатной температуре (20^оС) и добавляют гидрид натрия (16 г, 0,67 моль). Смесь охлаждают затем до 0^оС и для инициирования реакции добавляют изопропанол (30 г). За 12 мин выделяется 12 л водорода, а за 1 ч 13,2 л. После прекращения реакции реакционную смесь оставляют нагреваться до комнатной температуры (20^оС) и добавляют муравьиную кислоту (31,2 г). Смесь нагревают до 50^оС, охлаждают до комнатной температуры (20^оС) и фильтруют для удаления выпавшего в осадок формиата натрия. Полученный фильтрат выпаривают, получая белый твердый N-2,6-дифторбензоил-о-метилкарбонат (109 г, 97% чистота 97% по данным ВЭЖХ, остальное дифторбензамид). ЯМР, в СДCl₃, дельта (ч/млн): 3,75, с, 3Н; 6,95, м. 2Н; 7,40 м, IН; 8,7, с, IH.

П р и м е р 6. Получение натриевой соли N -2,6-дифторбензоил-о-метилкарбамата.

2,6-Дифторбензамид (79 г, 0,5 моль), диметилкарбонат (56 г, 0,6 моль) и ксилол (400 мл) перемешивают вместе при комнатной температуре (20^оС) и добавляют гидрид натрия (13 г, 0,54 моль). Добавляют изопропанол (45 г) для инициирования реакции, реакционную смесь охлаждают до 0^оС и перемешивают при 0^оС 20 ч до тех пор, пока не прекратится выделение водорода (выделяется 12 л водорода). Реакционную смесь оставляют нагреваться до комнатной температуры (20^оС) и фильтруют. Полученный белый твердый продукт промывают ксилолом (3 х 50 мл), затем циклогексаном (3 х 50 мл), получая натриевую соль N-2,6-дифторбензоил-о-метилкарбамата (120 г, 99% ЯМР, в ацетоне Д₈, дельта (ч/млн): 3,44, с, 3Н; 6,80, м, 2Н; 7,20, м, IH.

Добавление данной натриевой соли к уксусной и соляной кислоте (например, 400 мл) 10 мас% водного раствора кислоты в каждом случае, при комнатной температуре (20^оС) дает N-2,6-дифторбензоил-о-метилкарбамат с количественным выходом, т. пл. 123-123,5^оС.

П р и м е р 7. Получение N-2,6-дифторбензоил-о-фенилкарбамата.

2,6-Дифторбензамид (48 г, 0,3 моль), дифенилкарбонат (96 г, 0,45 моль) и толуол (400 г) перемешивают вместе при 10^оС и добавляют гидрид натрия (8 г, 0,33 моль, в виде 16 г 50% по массе дисперсии гидрида натрия в минеральном масле). Температура реакционной смеси самопроизвольно поднимается до 44^оС и смесь наполняется твердыми частицами. После начала снижения температуры реакционной смеси твердый осадок отфильтровывают, получая натриевую соль N-2,6-дифторбензоил-о-фенилкарбамата, ИК-спектр в пасте, см^-1: широкий небольшой 3450, широкий небольшой 3400, отчетливый небольшой 2740, отчетливый небольшой 2680, широкий большой 1690, отчетливый небольшой 1630, широкий большой 1550, отчетливый небольшой 1240, широкий большой 1170, широкий средний 1115, отчетливый небольшой 1005, отчетливый небольшой 970, отчетливый средний 905, отчетливый небольшой 810, плечо 765, отчетливый небольшой 725, отчетливый средний 695).

Эту соль перемешивают в 10 мас. водном растворе уксусной кислоты (400 мл) при комнатной температуре, получая N-2,6-дифторбензоил-о-фенилкарбамат (80 г, 95%) т. пл. 149^оС.

П р и м е р 8. Получение N-2,6-дифторбензоил-о-этилкарбамата.

2,6-Дифторбензамид (48 г, 0,3 моль), диэтилкарбонат (45 г, 0,4 моль) и циклогексан (250 мл) перемешивают вместе при комнатной температуре (20^оС) и добавляют гидрид натрия (7,5 г, 0,31 моль). Добавляют рицинолевую кислоту (0,5 г) для инициирования реакции. Затем реакционную смесь перемешивают 72 ч при комнатной температуре (20^оС), затем твердый осадок отфильтровывают и промывают циклогексаном, получая натриевую соль N-2,6-дифторбензоил-о-этилкарбамата. ИЕ-спектр в пасте, см^-1: широкий небольшой 3350, широкий небольшой 3300, широкий небольшой 3150, множественные пики 1650-1500, широкий небольшой 1225, широкий средний 1135, отчетливый небольшой 1045, отчетливый средний 1000, отчетливый средний 970, широкий средний 935, множество пиков 800 700.

Обработка в водном растворе уксусной кислоты аналогично примеру 7 дает N-2,6-дифторбензоил-о-этилкарбамат (57 г, 83%), т. пл. 105^оС.

П р и м е р 9. Получение N-2,6-дифторбензоил-о-фенилкарбамата.

Смесь 2,6-дифторбензамида (48 г, 0,3 моль), гранул гидроокиси калия (19,68 г, 85,5%), олеиновой кислоты (1,38 г) и толуола азеотропно перегоняют 1,5 ч. Добавляют дифенилкарбонат (66 г, 0,31 моль), и после дополнительной перегонки в течение 15 мин смесь оставляют охлаждаться до комнатной температуры. Осадок отфильтровывают от реакционной среды, обрабатывают водным раствором уксусной кислоты, как в примере 7, и получают N-2,6-дифторбензоил-о-фенилкарбамат (64 г, 77%), т. пл. 149^оС.

П р и м е р 10. Получение N-2,6-дифторбензоил-о-этилкарбамата.

Аналогично примеру 9, но используя гидроокиси лития вместо гидроокиси калия, получают N-2,6-дифторбензоил-о-этилкарбамат, т. пл. 105^оС, через литиевую соль N-2,6-дифторбензоил-о-этилкарбамата. ИК-спектр в пасте, см^-1: широкий средний 3350, широкий средний 3180, множественные пики 1650-1500, широкий большой 1250, широкий небольшой 1155, широкий небольшой 1120, широкий небольшой 1050, отчетливый средний 1000, плечо 955, отчетливый небольшой 880, набор небольших и средних пиков 810-690.

П р и м е р 11. Получение N-2,6-дифторбензоил-о-метилкарбамата.

Аналогично примеру 9 получают N-2,6-дифторбензоил-о-метилкарбамат, т. пл. 123-123,5^оС через калиевую соль N-2,6-дифторбензоил-о-метилкарбамата. ИК-спектр в пасте, см^-1: широкий небольшой 3370, широкий небольшой 3160, отчетливый большой 1670, отчетливый небольшой 1620, широкий большой 1565, широкий большой 1240, отчетливый средний 1130, отчетливый средний 1030, отчетливый большой 1000, отчетливый средний 1150, отчетливый средний 840, отчетливый средний 805, плечо 797, отчетливый средний 750, отчетливый средний 715.

Использование: N-бензонкарбаматы проявляют инсекцидную активность и используются в синтезе бензоилмочевин. Сущность изобретения: реагент 1: бензамид в форме щелочно-металлической соли , где R₁ и R₂ каждый независимо обозначает галоген, реагент 2: карбонат формулы R-O-C(O)R, где R - C₁-C₄ -алкил или фенил. Условия реакции: в среде органического растворителя, с последующей нейтрализацией полученного продукта. Предпочтительно используют соль бензамида, полученную с использованием гидрида или гидроокиси лития, натрия или калия, при температуре от 0°С до температуры кипения реакционной смеси. Достигается высокий выход целевого продукта и избегают использование токсичных бензоилизоцианатов. 2 з.п. ф-лы.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-БЕНЗОИЛКАРБАМАТОВ общей формулы I

где R₁ и R₂ каждый независимо галоген;
R C₁ C₄-алкил или фенил,
путем взаимодействия бензамида с ацилирующим агентом, отличающийся тем, что тем, что применяют бензамид общей формулы II

где R₁, R₂ имеют указанные значения
в форме щелочно-металлической соли, а в качестве ацилирующего агента берут карбонат общей формулы
R O CO OR,
где R имеет указанные значения,
в присутствии инертного органического растворителя с последующей нейтрализацией полученного продукта. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют щелочно-металлическую соль бензамида общей формулы II, полученную с использованием гидрида или гидрооксида лития, натрия или калия. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что реакцию проводят при температуре от 0^oС до температуры кипения реакционной смеси.