СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Советский патент 1971 года по МПК C07D405/06 C07D307/33 

Изобретение относится к способу получения новых соединений, включающих лактон-лактамные циклы.

Известен способ получения К-(алкоксиметил)лактамов, например К-(бутоксиметил) ппрролидопа, заклЕОчающийся в том, что N-(xлopaлкил)пиppoлидoи, иапример N-(хлорметил) пирролидон, подвергают взаимодействию со спиртами или сииртовым раствором метилата иатрия.

Ириме11е 1ие известных методов органической химии иозволило получить новые, пе описанные в литературе соединения, содержан1,ие одновременно два цикла-лактонный и лактамный.

Иаличие лактонного кольца во многих соединениях нридает им высокую биологическую активность. Лактамное кольцо в структуре органнческих соединений позволяет в большинстве случаев значительно новысить ирактическую ценность веществ: улучи1аются комнлексообразующая способность, сродство к красителю, гидрофильпость, растворимость н др. Иаличие двух циклов, имеющих различиые гетероатомы, дает возможность получить соединения со свойствами, значительно превосходящими но реакционной активности свойства соединений, имеющих либо лактонное, либо лактамное кольцо. Полученные соедннения могут найти применение в сннтезе физиологически активных соединений, а также в производстве полимерных материалов.

Предложенный снособ получения замещенных лактон-лактампых соединений общей формулы

COOCgHg

СН,-Ы-(СН2)„-СО

где X группа - е - СИз или -СИ2ОИ,

п 3 или 5, заключается в том, что монозамещенный аллил- нли Y-xлopкpoтИv мaлoиoвый

эфир, например а.плилмалоновый эфир, иодвергают взаимодействию с Ы-(хлорметил)лактамом, например Ы-(хлорметил)канролактамом, в среде сухого неполярного растворнтеля, например абсолютного серного эфира, ири

температуре не выше точки кинения растворителя с носледующим окисленнем и циклизацией нолученного иродукта перекисью водорода в среде уксусного ангидрида и выделением целевого продукта нзвестнымп нриемаПример 1.

а)Получение N-метилпирролидонил у-хлоркротилмалонового эфира.

В трехгорлую круглодониую колбу, погруженную в водяную баню, снабженную обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, капельной воронкой и механической мешалкой, вливают 250 мл абсолютного эфнра, вносят 8,55 г мелконарезанного металлического натрия и при охлаждении из капельной воронки медленно прибавляют 92,51 г - -хлоркротилмалонового эфира. Поддерживая температуру банн в пределах 45-50°С, реакционную смесь перемешивают до полпого растворения натрия. Затем при неремешнвании и нрм охлаждении к смеси по каплям прибавляют 49,7 г -(хлорметил) пирролидона.

Реакп,ионную смесь нагревают 4 час при температуре кипения среды - серного эфира - и оставляют на один день при комнатной температуре. Образовавшуюся соль растворяют в воде, эфирный слой отделяют, а водный экстрагируют эфиром. Объединенные эфирные слои сушат сульфатом магния, затем удаляют растворитель, а остаток перегоняют под вакуумом.

Получают 115 г (89,4%) N-метнлпирролидоиил у-хлоркротилмалонового эфира с т. кип. 199-202°С/2 лш рг. ст., 1,483, df i д4726. MRo : найдено 85,01, вычислено 85,547.

Пайдено, %: N 4,36; С1 10,05.

Вычислено, %: N 4,052; С1 10,27.

б)Получение а-(N-метилпирролидонил)-акарбэтокси-у - ацетил-у-бутиролактона.

В колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником, каиельной воронкой и термометром, помеш,ают 10 г (0,0289 моль) N-метилпирролидонил кроти.чмалонового эфира, 20,2 мл уксусного ангидрида и при перемешивании к смеси медленно прибавляют смесь 12,3 мл 30%-ной перекиси водорода и 15 мл уксуспого аигидрида. Реакционную смесь при перемешиваиии нагревают 17 час при температуре 55-65°С. Затем отгоняют уксусный ангидрид, а оставшуюся часть разгоняют иод вакуумом, собирая фракцию при 210-215°С/2 мм рт. ст.

Получают 5,5 г (64,02%) a-(N-мeтилииppoлидонил)-сб-карбэтокси-7-ацетил - --бутиролактона, 1,4945, df 1,2437. MRo : найдено 69,60, вычислено 69,72.

Найдено, %: С 56,68; П 6,8; N 4,3.

Вычислено, %: С 56,56; Н 6,39; N 4,7.

a-(N-Meтилпиppbлидoнил) - ет-карбэтоксиу-ацетил-у-бутиролактои охарактеризован получением его 2,4-динитрофенилгидразоиа (т. нл. 123°С).

Найдеио, %: N 14,26.

лактон-лактамных циклов (С О лактона 1788 см- С О эфира 1726 сл«-1, С О лактама 1646 см- и С-О-С 1290-1164 CM-I-).

Пример 2.

а)Получение N-метилпирролидонил аллилмалонового эфира.

Снособ осуществляют аналогично примеру 1.

Для реакции берут 150 мл абсолютного эфира, 5,1 г металлического натрия, 44,9 г аллилмалонового эфира и 30 г N-(xлopмeтил)ииppoлидона.

Получают 37,8 г (56,7%) N-метилнирролидонил аллилмалонового эфира с т. кин. 164- 165°С/1 мм рт. ст., ng 1,4749, df 1,1047. MRo: найдено 76,0, вычислено 75,6.

Пайдено, %: N 4,3; С 60,55; Н 7,60.

Вычислено, %: N 4,7; С 60,60; П 7,74.

б)Получение ю-(N-метилпирролидонил)-акарбэтокси-у-оксиметил - у-бутиролактопа.

Способ осуществляют аналогично примеру 1 б.

Для реакции берут 10 г (0,033 моль N-метилпирролидонилаллилмалонового эфира, 40,92 мл уксусного ангидрида и 14,32 мл 30%-ной перекиси водорода.

Получают 5,2 г (54,2%) от-(N-метилпирролидонил)-а-карбэтокси -Y - оксиметил-Y - бутиролактона с т. кип. 238-241°С/2 мм рт. ст., ng 1,4850, df 1,2381. MRo : найдено: 65,97,

вычислено 66,61.

Пайдено, %: С 55,06; П 7,15; N 4,7. Вычислено, %: С 54,73; П 6,66; N 4,91.

Спектральным анализом в ИК области получены следующие частоты поглощения: 1780 для С 0 лактона, 1742 см для С О эфира, 1691СМ для С 0 лактама, 1290-1230 CM-i для С-О-С и 3714- 3425 для спиртовой ОП-групиы.

Пример 3.

а)Получение N-метилканролактил Y opкротилмалонового эфира.

Способ осуществляют аналогично примеру 1.

Для реакции берут 300 мл абсолютного эфира, 5,98 г металлического натрия, 64,62, г Y-хлоркротилмалонового эфира и 42 г N-(хлорметил)капролактама.

Получают 74 г (76,2%) N-метилкапролактил у лоркротилмалонового эфира с т. кип. 204-207°С/3 мм рт. ст., ng 1,494; df 1,1439. MRo : найдено: 95,048, вычислено 94,783.

Пайдено, %: N 3,94; CI 9,44.

Вычислено, %: N 3,74; С1 9,5048.

Для реакции берут 20 г N-метилкапролактил ухлоркротилмалонового эфира, 23,2 мл уксусного ангидрида и 8,11 мл 30%-ной перекиси водорода.

Получают 12 г (68,38%) а-(М-метилкапролактил-ос-карбэтокси - 7-ацетил-у-бутнролактона с т. кип. 215-220°С/1 мм рт. ст., 1,4970,

dg

1,946. MRD

найдено: 79,56, вычислено 78,96.

Найдено, %: С 59,03; Н 7,1; N 4,61.

Вычислено, %: С 59,07; Н 7,07; N 4,41.

а-(Ы-Метилкапролактил) - от-карбэтокси-уацетил-у-бутпролактон охарактеризован получением eio 2,4-дн11итрофсннлгидразона (т. ил. 128°С).

Найдено, %: N 13,72.

Вычислено, %: N 13,86.

Спектральным анализом в НК области обнаружены частоты ноглоп1.ения: 1784 слг С О лактона, 1740 см С 0 в эфире, 1726-1712 С 0 кетопа в открытой цепи, 1660-1608 см-1 лактама и 1194-1159 сл/-1 для С-О-С.

П р и м е р 4.

а)Получение N-метилканролактил аллилмалонового эфира.

Способ осуществляют аналогично примеру 1.

Для реакцин берут 300 мл абсолютного эфира, 11,5 г металлического натрия, 100 г аллилгугалонового эфира, 80,75 г (хлорметил) -капролактама.

Получают 93 2 (57,2%) N-метилкапролактнл аллилмалонового эфира с т. кин. 179- 180°С/2 мм рт. ст., 1,4820, df 1,0958.

MRo : найдено 84,71, вычислено 85,289. Найдено, %: N 4,52; С 62,8; Н 9,23. Вычислено, %: N 4,30; С 62,8; Н 8,61.

б)Получение a-(N - метилкапролактил)- карбэтоксн-у-оксиметил - у-бутиролактона.

Способ осуществляют аналогично примеру

Для реакции берут 30 г М-метнлкапролактил аллилмалонового эфира, 44,9 мл уксусного аигидрида и 15,7 мл 30%-ной нерекиси водорода.

Получают 11 г (38,2%) а-(М-метилкаиролактил-а-карбэтоксн - у-оксиметил - у - бутпролр.ктона с т. кип. 205-210°С/0,5 мм рт. ст., 4° 1,4930, df 1,2125. MRo. найдено 75,02;

вычислено 75,88.

Найдено, %: С 58,17; Н 8,0; N 4,61. Вычислено, %: С 57,5; Н 7,34; N 4,472.

Спектральным анализом в ПК области получены следующие характерные частоты поглощения: 1790-1776 для лактона, слг для С О эфнра, 1642 с. для С О лактама, 1261 -1159 для С-О-С, 3700-3445 см для ОН спнртовой.

Предмет изобретения

Способ нолучения замещеиных лактон-лактамных соединений общей формулы

COOCgH;, I1

-(:H2-N-(cH2)n-co

где X - группа - С-СНз или - CHjOH,

п 3 или 5, отличающийся тем, что монозамещенный аллпл- или у оркротилмалоиовый эфир, например аллилмалоновый эфир, нодвергают взаимодействию с Ы-(хлорметил) лактамом, например Ы-(хлорметнл)капролактамом, в среде сухого неполярного растворителя, иапример абсолютного серного эфира, нри температуре не выше точки кииенпя растворителя с иоследующпм окисленнем и Ц1п лизацней полученного продукта перекисью водорода в среде уксуспого ангидрида и выделением целевого продукта известиыми приемами.