СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 5-ЗАМЕЩЕННОГО-2,4-ОКСАЗОЛИДИНДИОНА Советский патент 1967 года по МПК C07D263/44 

Изобретение относится к области получения соединений, которые могут найти применение в качестве промежуточных соединений в синтезе биологически активных веществ и обладают полезными фармакологическими и гербицидиыми свойствами.

Предлагаемый способ получения 5-замещенного-2,4-оксазолидиндиона заключается в том, что на 5-незамеш,енный-2,4-оксазолидиндиои действуют магнийалкилкарбонатамн и затем полученный магниевый комнлекс 5-карбокси-2,4-оксазолидиндиона обрабатывают алкилирующим агентом, или минеральной кислотой, или ангидридом кислоты, или спиртом в присутствии лшнеральной кислоты, или диалкилпирокарбо.натом.

Предлагаемые соединения могут быть гидролизованы в соответствующие а-оксикарбоновые кислоты.

Пример 1. Приготовление магиийа л кил карбонатов. Магнийметилкарбоиат легко получают следующим способом: 8 л безводного метанола полшщают в 12-литровую колбу, снабженную обратным холодильником, мещалкой и вводом для газа. Сначала вводят несколько граммов магния, а с началом реакции при вращающейся мешалке добавляют с постоянной скоростью, контролируемой по обратному току метанола, остальное количество магния (всего 480 г). После

того как магний полностью прореагирует, избыток метанола отгоняют в вакууме водоструйного насоса. Для нагревания смеси используют водяную баню при 50°С и удаляют метанол до тех пор, пока это возмол ио. Для облегчения повторного растворения метилата магния желательно оставить некоторое количество метанола в получеиной твердой массе. Поэтому, когда давление в системе не может быть больщс понижено (приблизительно 20 мм), в колбу добавляют достаточное количество диметллформамида до получения общего объема 10 ,. Двуок11сь углерода вводят в перемещпваемую смесь со скоростью, способствующей абсорбции. Для иоддержания положительного давления углекислого газа на выходе системы используют измеритель скорости барботирования.

После растворения всего твердого метилата магния вместо обратного холодильника устанавливают короткий барботажиый колпачок фракционной колонки, и температуру постепенно повыщают для отгонки оставшегося метанола. Реакционную перемешивают и перегоняют слабым током углекислого газа во время дистилляции, перегонку останавливают, когда температура наверху колонки достигнет приблизительно 150С. охлаждают до комнатной темнературы в атмосфере двуокиси углерода для обеспечения насыщения. Раствор магнийметилкарбоната, приго- . товлеиный таким образом, стабилен, его эффективность не изменяется спустя 7 месяцев. jVlojuipHocTb раствора но отношению к магнию составляет около 2 М. Точную концентрацию онределяют добавлением известного объема к избытку титрованного раствора серной кислоты с последуюндим нагреванием для удаления углекислого газа и обратныл; титрованием стандартны:, раствором гидроокиси натрия.

Пример 2. Введение к а р б о к с и л ьной групцы в 5-цоложсние 2,4-окса3 о л и д и н д и о н а. Магниевый комплекс 3фенил-2,4-оксазолидиндиона нриготовляют добавлением 6 г 3-фенил-2.4-оксазолидиндиона к 50 },1Л 2 М раствора магнийметилкарбоната, нагретого до 80°С. Над иоверхностью перемешиваемой реакционной смеси пропускают слабый ток азота. По истечении 30 мин реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры и вливают в шламм 30 мл соляной кислоты и 130 г льда. Выделяют твердое вепцество, которое удаляют фильтрованием и промывают эфиром. Фильтрат экстрагирую г 5 раз эфиром порциями по 75 мл. Эфирные экстракты объединяют, сушат над безводным сульфатом магния и эфир выпаривают в вакууме при комнатной температуре.

Твердое вещество, выделенное из реакционной смеси вливанием в шламм соляной кислоты и льда, идентифицируют как З-фенил-5фепилкарбамин-2,4-оксазолидиндион.

Элс.ментарный анализ показал, что вещество содержит:

Найдено, о/о: С 64,7; Н 4,2; N 9,8.

Вычислено, %: С 64,86; Н 4,08; N 9,45. Молекулярный вес найденный 296, вычисленный 298.

Образование соединения может быть объяснено тем, что метоксильный ион, прпсутствующпй в магиийметилкарбонате, вызывает обратную реакцию, веледствие чего некоторое количество 3-фенил-2,4-оксазолидиндиана превращается в гликолевую кислоту н фенилизоцианат.

Фснилизоцианат реагирует с магниевым комплексом 3-фенил-2,4-оксазолидиндиона.

Продукт, выделенный при испарении эфирных экстрактов, растворяют в ацетоне и к полученному раствору добавляют чет.ыреххлористый углерод до точки иомутнения. При охлаждении раствора в холодильнике криеталлизуется 3-фенил-5-карбокси-2,4-оксазолидиндион. Продукт плавился с разложением прн 146-149°С. Он имеет нейтрализационный коэффициент, равный 221 (теоретический 222).

Найдено, о/ц: С 54,2; П 3,4; N 6,3.

Вычислено, %: С 54,30; И 3,19; N 6,33.

реакции приводит к образованию 5-карбокси2,4-оксазолидиндиона.

Пример 3. Замещение амидиой г р у п н о и 5-и о л о ж е н и я 2,4-о к е а з о лид ИНД и он а. Раствор 5,2 г 3-фен;1л-2,4-оксазолндиндиона и 50 мл 2 М раствора магнийэтилкарбоната нагревают в слабом токе азота при 85°С в течение 1 час. К этому раствору добавляют 3,5 г фенилизоцнаната, в.ызыва0 ющего спонтанное повыщение температуры до 104С. Спустя 1,5 час реакционную смесь вливают в щламм льда и соляной кислоты. После плавления льда продукт отфильтровывают и перекрнсталлизовывают из водно-ацетоно5 вой смеси е выходом 5,4 г. Продукт З-фенил-5фенилкарбамин-2,4-оксазолидиндион идентичен продукту, полученному в примере 2, который осаждался из смеси льда и соляной киелоты.

0 Прн повторении реакции с заменой фенилизоцианата на эквивалентное количество о-толилизоцианата получают 4,4 г З-фенил-5-л-толилкарбамин-2,4-оксазолидиндиона. Соединение имеет т. пл. 207-209С м мол. вес 313

5 (теоретический 310).

Найдено, о/о: С 65,6; Н 4,5; N 9,0. Вычислено, %: С 65,80; Н 4,55; N 9,03. Аналогично замена ({зенилизоцианата па эквивалентное количеетво о-нитрофенилизоци0 аната приводит к образованию З-фсннл-5-онитрофенилкарбамин -2,4- оксазолидиндноиа; на л-бромфени.тизоцианат - к образованию 3-фенил -5- бромфенилкарбамин -2,4- оксазолидиндиона; на этилизоцианат - к образованию 3-фенил-5-этилкарбамин-2,4-океазолндиндиона; ундецилнзоцианат дает З-фенил-5-ундецилкарбамии-2,4-оксазолидиндион. Подобным образом 3-фенил-2,4-оксазолидмндион может быть замеиен на эквивалентное количество

0 любого другого желаемого З-замещенного-2,4оксазолидиндиоиа, например 3-этил-2,4-оксазолидиндион, 3-..и-нитрофенил-2,4-оксазолидиндион, 3-нафтил-2,4-оксазолидиндион, 3-«-бромфенил-2,4-океазолиднндион и т. д.

5 П р н мер 4. Замещение ара л к и л ьи о и группой 5-п о л о ж е н и я 2,4-о к с ал ид и нд ион а. Раствор 5 г З-феиил-2,4оксазолидиндиона и 50 мл 2 М. раствора магнийметилкарбоиата нагревают при 85°С в слабом токе азота в течение 30 мин. К это.му раствору добавляют 4 г бензилхлорида, после чего температура самопроизвольно поднимается до 93°С. Спустя 3 час реакционную смесь при энергичном перемещивании вливают в

55 щламм, соетоящий из 150 г льда и 30 мл соляной кислоты. После плавления льда раствор фильтруют. Получают 7 г З-фенил-5-бензил2,4-оксазолидиндиона. После перекристаллизации из спирта т. пл. 150-153 С.

60 Найдено, с/о: С 71,5; Н 4.9; л 5,3.

2,4-Ьксазолидиндион, имеющий т. пл. 63- 66°С; мол. вес 225 (теоретический 233).

Найдеио, %: С 66,5; И 6,2; N 6,1.

Вычислено, э/о: С 66,94; Н 6,48; N 6,00.

Точпо так же, используя эквивалентное количc::TiJO грампма вместо бензилхлорида, в вышеприведеиксй реакции, получают 3-фекил5-скатил-2,4-оксазолидиндион.

П р и м е р 5. 3 а м е щ е н и е с л о ж н о э ф и рной группой 5-положения 2,4-окса3 о л и д и н д I о п а. Раствор 4 г З-фенил-2,4оксазолидиндиона в 50 мл 2 М раствора магнийметилкарбопата нагревают при 80°С в течение 1 час. После охлаждения до 50°С добавляют 4 г метилиирокарбоната и реакционную смесь выдерживают при дополнительно в течение 3 час. Реакционную смесь гидролизуют вливанием в смесь 150 г льда и 30 лгл концентрированной соляной кислоты. После плавления льда твердое вещество удаляют фильтрованием и фильтрат экстрагируют тремя порциями эфира по 75 мл каждая. После сушки над безводным сульфатом iaгния, эфир удаляют в вакууме при комнатной температуре и остаток смещивают с осадком и перскристаллизовывают из метанола. Получают 3-феиил-5-метоксикарбонил-2,4-оксазолидиндиоц с выходом 2,8 г. Найден мол. вес 228 (теоретическое значение 235).

Найдено, о/о: С 55,6; Н 3,8; N 5,9.

Вычислено, %: С 56,17; П 3,86; N 5,95.

3-Фенил-5-бецзоил-2,4-оксазолидиндион также получают приведенной выше реакцией ири использовании эквивалентного количества бензоилхлорида вместо бензойного ангидрида.

Пример 6. 3 а м е щ е н 1 е а ц и л ь н о группой 5-п о л о ж е н и я 2,4-о к с а з о лид ИНД ион а. Раствор 4 г 3-фенил-2,4-оксазолидинднона в 50 .ил 2 М раствора магнийлгетилкарбоната нагревают при 80°С в течеиио 1 час. После охлаждения до 50°С добавляют 6,75 г бензойного ангидрида и реакционную смесь выдерживают при 50°С дополнительно в течение 3 час. Затем выливают на Н1ламм, состоящий пз 150 г льда и 30 мл концентрированной соляной кислоты. Полученный нродукт отфильтровывают от реакцио ной смеси после таяния льда. Фильтрат экстрагируют тремя порциями эфира по 75 мл каждая. После сущки н нспарения эфира, остаток с.1ешисают с осадком и нсрекристаллизопывают из чстыреххлористого углерода. Получают 3-фснил-5-беизоил-2,4-оксазолнд1Шдион с выходом 2,7 г, т. пл. 111 - , мол. вес 2S4 (теоретический 281).

Найдено, %: С 67,7; Н 3,8; N 5,2.

Вычислено, о/„: С 68,32; Н 3,94; N 4,98.

3-Фенил-5-бензоил-2,4-оксазолидиндион нолучают аналогично, но с применением эквиг.алентного количества бензочлхлорида вместо бензойного ангидрида.

золидиндиона в фенил-уретан а-оксикислоты и затем гидролизом этого промежуточного соединения в сс-оксикислоту. Такой гидролиз получают при применении только стехнометрнческого количества щелочн в нервой стадни, за которой следует гидролиз с избытком щелочи на второй етадии.

Это сделано для того, чтобы проследить гидролиз и изучить механизм, по которому он

иротекает. На практике, еелн а-оксикислота

является желаемым продуктом, то избыток

щелочи можно добавить в начале реакции,

чтобы заверщить гидролиз в одну стадию.

Шламм 2,4 г 3-феннл-5-бензнл-2,4-океазолидинднона и 0,8 г гидрата окнеи калия в 50 .ил воды нагревают с обратным холодильником в течение 1,5 час, носле чего реакционная смесь превращается в гомогенный раствор. Горячий раствор подкисляют соляной кислотой и охлаждают до комнатной температуры, затем оеаждают полученную а-фенилкарбамннгидрокорнчную кислоту. Продукт отфильтровывают от раствора li нерекристаллизовывают из водноэтанольной смеси; т. пл. 151 - .

Найдено, э/о; С 67,7; Н 5,3; N 4,8.

Вычислено, %: С 67,36; Н 5,3; N 4,8. Нродукт, представляющий собой фенилуретан гидрокоричной кислоты, гидролизуют в а-оксигидрокоричную кислоту нагреванием с

обратным холодильником выщеуказанного нродукта с избытком 1н. раствора гидрата окиси натрия в течение 1,5 час. Реакционную смесь подкисляют соляной кислотой, выпаривают до сухого состояния и полученный твердый остаток экстрагируют эфиром. После сушки эсрирного экстракта над безводным сульфатом магния эфир удаляют ири пониженном давлении и при комнатной температуре, а полученный продукт, представляющий собой

а-оксигидрокоричную кислоту, перекрнсталлизовывают из бензолгексановой смеси; т. пл. 94-96 Т. (литературное значение 96-97°С). Элементарный анализ показал, что полученный нродукт содержит, %; С 64,4; Н 6,0.

Теоретичеекое значение, fl/g: С 65,05; Н 6,07.

Продукты, иолученные в других прнмерах,

аналогично можно гидролизовать в еоответстЕующне им а-оксикиелоты.

2,4-оксазол1 дипдионы, приготовленные предложенным способом, имеют то же самое примененпе, что и известные 2,4-оксазолндпндионы.

а-окснкислоты являются ценными химическими соед П1ен1 ЯЛИ и могут быть использованы для той же самой цели, что и известные а-оксикислоты. Например, они могут быть дегидратированы в ссответствуюпдие а,|3-этилен подобные ненпсыпденные кислоты или могут быть применен: для синтеза других известных химических соединений. 7 замещенный 2,4-оксазолидиндион действуют магнийалкилкарбонатами с последующей обработкой полученного при этом магниевого комплекса 5-карбокси-2,4-оксазолидиндиона 8 алкилирующим агентом, или минеральной кислотой, или ангидридом кислоты, или спиртом в присутствии минеральной кислоты, или диалкилпирокарбонатом.