Способ получения 2-метилоксазолидинов Советский патент 1984 года по МПК C07D263/04 

I

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 2метилоксазолндинов формулы

R

TJ

H°г

СНз

где R атом водорода,низший алкил фенил, бензил, винилокси(низший) алкил, циан (низший) алкил;

|2

атом водорода, низший алкил, ниэший алкоксиалкил;

R атом водорода, низший алкил,

которые могут быть использованы как ингибиторы коррозии металлов ил как полупродукты в синтезе биологиЧески активных соединений.

Известен способ получения 2-метил-3-фенилоксазолидина, который заключается в том, что виниловый эфир N-фенилэтаноламина подвергают циклизации в присутствии следов концентрированной соляной кислоты в среде бутанола или фенилэтаноламина, или в отсутствии растворителя при температуре 12-230С 1 J.

Недостатком этого йетода является низкий выход целевого продукта. (6-13%lt кроме того, этим методом получают только один представитель 2-метилоксазрлидинов формулы I2-метил-З-фенилоксазолидин. Провест циклизацию других виниловых эфиров аминоспиртов в присутствии соляной кислоты не удалось.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения 2-метилоксазолидинов формулы I , который заключается в том, что простой виниловый эфир формулы

/

где Н° -алкил, алкенил, циклоалкил аралкил, оксиалкил, феноксалкил,

подвергают взаимодействию с аминоспиртом

OHCHj CH NHR

где R имеет указанные значения, в присутствии соли серебра, растворимой в воде, или солей ртути, карбоновых кислот, имеющих рК в воде 3,5 - 7, в качестве катализатора при температуре SO-ISO C t2.

18640.2 f

Недостатком известного способа является относительно невысокий выход целевых продуктов (55-72%). Кроме того, для синтеза исходного ви5 ннпового эфира, .используемого в данном способе, требуется применение спирта RDH, который играет роль переносчика ацетилена. Введение этого дополнительного соединения удороfO жает процесс, так как спирт в ходе процесса полностью не регенерируется, а используются в известном способе дорогие и редкие спирты, так как температура процесса 50.-150°С

15 требует применения высококипящих виниловык эфиров.

Цель изобретения - повышение выхода целевых продуктов, удешевление процесса, а также расширение ассор20 тимента целевых продуктов.

Цель достигается способом получения 2-метилоксазолидинов формулы 5/ который заключается в том, что вини5 ловый эфир аминоспирта формулы

CH CH-OCR CR HRV 5J где Н, R2 и R имеют вьш1еуказанные значения,

подвергают циклизации в присутствии ацетата или хлорида ртути ( I в качестве катализатора, взятого в количестве 0,23-0,50% от массы винилового эфира аминоспирта указанной формулы, и нагревание ведут до 40-70 с в среде инертного растворителя.

Циклизацию винилового эфира аминоспирта целесообразно проводить в среде инертного растворителя (например, гек сана, эфира, бензола), так как в отсутствии растворителя из-за сильной экзотермичности процесса трудно поддерживать оптимальную температуру, которая составляет 40-70С.

Понижение температуры приводит к резкому возрастанию времени реакции, а повышение ее. - к снижению выхода из-за осмоления продукта реакции. Коитроль за ходом реакции методом ГЖХ показывает, что при 400 циклизация полностью заканчивается за 2-7 ч..

2-Метилоксазолидины образуются с выходом 76-100%, их вьщеляют из реакционной смеси известными спосо5 бами.

Строение синтезированных соединений формулы I подтверждено данными элементного анализа, соответ3ствйем их физико-химических констант литературным данным, идентич ностью их по ПКХ и ИК-спектрам с известными оксазолидинами, получен ными из ацетальдегида и аминоспиртов. ЧиЬтота синтезированных 2-метилоксазолидинов по ГЖХ 98,5 99,6%. Таким образом, разработан прост и технологичный способ получения 2-метилоксазолидинов из товарных п дуктов - виниловых эфиров аминоспиртов - с выходом до 100%. П р и м е р.1. 2-Метил-З-винилоксиэтилоксазолидин. Нагревают при перемешивании до в течение 2 ч 15,7 г (0,1 г моль) дивинилового эфира диэтаноламина, 0,078 г (0,5% от массы Эфир ацетата ртути и-50 мл бензола. Перегонкой в вакууме вьщеляют J5,32 г (97,6%) 2-метил-З-винилок этилоксаэолидина с т,кип. 78-80С (11 мм рт.ст.) ,( 0,9855,f 1,45 ИР if 43,61 (вычислено 43,82) . Найдено,%: С 61,01, 61,07, Н 9, 9,71, N 8,95, 8,82. Вычислено,%: С61,12, Н 9,62, N 8,91. / Пример 2. 2-Метил-З-фенил оксазолидин. а)При перемешивании нагревают до кипения (.40° С) в течение 3 ч 16,32 г (0,1 г - моль I винилового эфира фенилэтаноламина ,0,08 ,5% от массы эфира) ацетата ртути Н , 20 мл диэтилового эфира. После отгонки эфира (при атмосферном давле нии ) реакционная масса закристалл зовывается. Получают 16,40 г 2-мет 3-фенилоксазолидина с Т.пл. 55-57 Выход (с учетом наличия в нем ката лизатора) 100%. После перекристаллизации из эфира 15,5 г (95%) Т.пл 58,. Найдено,%: С 74,05; 74,08; Н 8,25, 8,41, N 8,29, 8,06. Вычислена,%: С 73,59, Н 8,03, 8,58.. «S б)Нагревают до 50°С в течение 4 ч 16,32 г (0,1 моль) винилового эфира фенилэтаноламина и 0,0375 г (0,23% от массы эфира ) хлорида рту ти fi и 30 ,мл бензола. После испа рения бензола под вакуумом получа04ют 16,36 г (100% с учетом веса катализатора ) 2-метил-З-феннпоксазолидина с Т;пл. 55,. После перекристаллизации из эфира получают 15,8 г (96,8%) оксазолидина с Т.пл. 58,5-59С. Примерз, 2-Метш1-3-цианотилоксазолидин. а ) Нагревают в течение 3 ч до 35 мл бензола, 14,02 г (0,1 моль) винилового эфира N -цианэтилэтаноламина и 0,07 г (.0,5% от массы эфира ) ацетата ртути R . Получают 12,67 г (90,37%) 2-метил-Зцианэтилоксазолидина с TvKim. 9193°С (2,5 мм рт.ст.) , 1.0215, П ° l,4620,MBj) 37,03 (вычислёно 37,48).. Найдено,%: С 59,81; 60,11, Н 8,59, 8,89, N 19,84, 19,90. C.iHijNaO Вычислено,%: С 59,98; Н 8,63; N 19,98. б) 14,02 г винилового эфира цианэтилэтаноламина,,0,07 г (0,5% от массы ) хлорида ртути П в 35 мл бензола нагревают 3 ч до 70°С. Получают 10,81 г (77,1%) 2-тметил-2-цианэтилоксазолидина. . Пример 4. 2,3-Диметил-5- метилоксиметилоксазолидин. .а) При перемешивании нагревают . до 60°С в течение 7 ч 14,52 г (0,1 г - моль ) З-метиламино-1метокси-2-винилоксипропана, 0,051 г (0,35% от массы винилового эфира J ацетата ртути(0) и 40 мл бензола. Получают 11,76 г (81,0%) 2,3-диметил-5метоксиметил-оксазолидина с Т.кип. бО-бЗ С (15 мм рт.ст.) а 0,9609, 1,4332, KRj) 39,29 (вычислеио 39,42). . Найдено,%: С 57,51; 57,60, Н Ш,43, 10,58,N 9,73, 9,80. 7 15 2 Вычислено,%: С 57,90, Н 10,41 N 9,65., . б1 Из 14,52 г (0,1 моль 3-метиламино-1-метокси-2-винилоксипропана, 0,051 (0,35% от массы винилЬвого эфира) хлорида ртути(ilпри.нагревании до в 40 мл бензола в течеиие 7 ч получают 11,37 78,3% 2,3-дим&тил5-метоксиметш1Оксазолидина. П р и м е р 5. 2,3,4,5-Тетраметилоксазолидин. а ) Нагревают до 40-42 С в течение 7 ч 12,92 г (0,1 г - моль винилового З-метиламинобутанола-24

5 .1

0,052 р (0,4% от массы винилового эфира и хлорида ртути (. И I и 40 мл диэтилового эфира. Получают 9,83 г (76,1% i 2,3,4,5-тетраметилоксазолидина с Т.кип. 50-52 С (60 мм рт.ст.)

ol 0,8862, 1,4247, MS 37,25 (вычислено 37,63/.

Найдено,%: С 64,91, 65.12;Н 11,52 11,69; N 10,93, 10,98. 5 О

Вычислено,%: С 65,07,Н 11,70| N 10,84.

Пример 6. 2-Метилоксазолидин. .

Нагревают до 50с в течение 3 ч 8,71 г (0,1 г - моль) винилового эфира моноэтаноламина, 0,043 г (0,5% от массы эфира) ацетата ртути (П) и 25 мл бензола. Получают 6,76 г (77,6%) 2-метш10ксазолидина с Т.кип 53-56 С (60 мм рт.ст.), df 0,9668, Пд 1,4345, MRjj 23,48 (вычислено 23,60 ).

Найдено,%: С 55,Oi; 55,24,Н 10,52 10,60; N 15,87; 16,03. о

Вычислено,%: С 55,14, Н 10,41; Н 16,08.

Пример 7. 3-Бензил-2-метш1оксазолидин. .

Нагревают до в течение 5,5ч 17,6 г (0,1 моль) винилового эфира N -бензилэтаноламина, 0,04 г (0,23% от массы винилового эфира ) ацетата ртути и 30 мл гексана. Получают |17,2 г (.97,7%) З-бензил-2-метилоксазолищина с Т.кип. 106-J08°G (4 мм рт.ст.) , d4 1 ,0217, 1,5203, MHjj 52,77 (вычислено 52,73).

Найдено,%: С 74,38,И 8,52,8,60, 7,80, 7,87.

Вычислено,%: С 74,54; Н 8,53, N 7,90.

Нижней границей температурного интервала в предлагаемом способе следует считать 40 С, так к.ак при более низкой температуре реакция сильно замедляется; в связи с этим необходимо значительно увеличивать ее продолжительность, что способствует более глубокому протеканию побочных процессов и, как следствие, снижению выхода целевого продукта. Если продолжительность процесса оставить без изменения, то циклизуется не весь виниловьп эфир, а поскольку отделение его от оксазолидина затруднительно

86406

(из-за очень близких температур кипения) , то это приводит к сильному загрязнению продукта (см,пример 5 6)1 Таким же образом как и снижение 5 температуры,действует ,уменьшение концентрации катализатора, поэтому нижняя оптимальная граница его составляет 0,23-0,25% (см. примеры 5 в и г).

0 Увеличение количества катализатора свыше 0,5% от массы винилового эфира аминоспирта не приводит к дальнейшему увеличению выхода оксазолидинов, а даже несколько снижает его,

5 вероятно, из-за протекания вторичных процессов, кроме того, снижается чистота продукта (примерно на 1,52% по ГЖХ), о чем свидетельствует понижение температуры плавления и

0 данные ШХ (см.примеры 2 в, 4 в). Повьшение температуры реакции более приводит к значительному осмолению реакционной смеси и, как следствие этого, снижению выхода и

5 чистоты полученного продукта (см. примеры 2 г, 4 в ). В связи с этим граничными для оптимального интервала следует считать концентрацию катализатора 0,5% от массы винилового

Q эфира аминоспирта и температуру 70°С.

Пример 2. в Нагревают до в течение 3ч 16,32 г (0,1 моль) винилового эфира фенилэтаноламина и 0,098 г (0,6% от массы эфира ) ацетата ртути I и 30 мл бензола. Поспе испарения бензола под вакуумом реакционная масса закристаллизовы- эается. Получают 16,42 г 2-метил-З4 ёнилоксазолидина с Т.пЛ. 55-56с. Выход (с учетом наличия катализатора) 100%. Перекристаллизацией из эфира вьщеляют 15,2 г 93,1% оксазолидина с Т.пЛ. 58,5°С.

г) Аналогично нагревают до 75°С в течение 3ч 16,32 г (0,1 моль) винилового эфира фенилэтаноламина и 0,08 г (0,5% бт веса эфира) ацетата ртути IJ и 30 мл бензола. После испарения бензола яод вакуумом получают 16,4 г кристаллической массы с Т.пл. 43-47 0, по данным ГЖХ, содержащей 97-98% 2-метил-З-фенилоксазолидина. Перекристаллизацией из эфира вьщеляют 14,7 г (90,1% )окСазолидина с Т.

S.пл. 58,.

Пример 4.в) Аналогично из 14,52 г 0,1 моль 3-метиламино1-метокси-2-винилоксипропана, 0,085 г 7 (0,59% от массы эфира) ацетата ртуI при нагревании до в 40 мл бензола в течение 7 ч получают 10,9 г (75,1 %)2,3-диметил-5-метоксиметильксазолидина. 11риме р5. б) Аналогично нагревают до в течение 7 ч 12,92 г (0,1 моль) винилового эфира З-метиламинобутанола-2, 0,052 г 0,4% от массы винилового эфира хло рида ртути. ji и 40 мл диэтилового . По истечении этого времени аналиЬ смеси методом ГЖХ показывает что остается непрореагировдвшим около 22-25% исходного винилового эфира.По данным ГМ. реакция заканчивается полностью через 11,5ч. После этого смесь разгоняют и получают 7,8 г (60,4% 2,3,4,5-тетраметилоксазолидйна. в) Аналогично нагревают до 4042 С 12,92 г (0,1 моль)винилового эфира З-метиаминобутанона-2, 0,0258 0,2% от массы винилового эфира ) хло рида ртути 1 и 40 мл диэтилового эфи ра. По данным ГЖХ через 7 ч остается 40 непрореагировавшим 16-20% винилового эфира. Через 12 часов (когда по даннымПКХ реакция завершена) разгонкой выделяют 8,53 г (66%) 2,3,4,5тетраметилоксазолидина. г) Аналогично нагревают до 4042 С в течение 12 ч 12,92 г (0,1 моль) винилового эфира 2-метиламинобутанона-2, 0,0258 г (0,2% от массы винилового эфира ацетата ртути ll и 40 мл диэтилового эфира. Получают 8,04 г (62,2%) 2,3,4,5-тетраметилоксазолидина. Преимуществом предлагаемого способа является то, что он позволяет повысить выход целевых продуктов с 55-72 до 76-100%, а также удешевить процесс в резуль:тате использования в качестве исходного продукта винилового эфира аминоспирта, для получения которого не требуются дорогостоящие спирты РОН, необходимые в известном способе. Кроме того, способ позволяет расширить ассортимент целевых продуктов.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-МЕТИЛОКСАЗОЛИДИНОВ формулы Rl R СНз ... - /где R- атом водорода, низший алкил, фенил, бензил, винил-окси (низшийУалкил, циан (низший) алкил; z н атом водорода,, низший алкил, низший алкоксиалкил; атом водорода, низший алкил, на основе винилового эфира при нагревании в присутствии соли ртути в качестве катализатора, отличающийся тем, что, с целью повы-; шения выхода целевьпс продуктов, уде- шевления процесса и расширения ассортимента целевых продуктов, виниловый зфир аниноспирта формулы CH CH-OCR CB MHR где R ,Я и R имеют указанные зна(Л чения, подвергают циклизации в присутствии ацетата или хлорида ртути