On a trouvé qu'on obtient des aminolactones de formule
<EMI ID=1.1>
<EMI ID=2.1>
caproîque de formule:
<EMI ID=3.1>
dans laquelle X et Y sont des atomes de chlore et/ou
de brome, ou bien des sels de-cet acide, avec un composé
basique de formule
<EMI ID=4.1>
dans laquelle R et R' ont les significations précitées,
en une proportion de 3 à 50, de préférence 3 à 15 moles,
par mole d'acide dihalogénocaprofque, en l'absence d'eau
ou en présence de 30% d'eau au maximum rapportés au poids
du mélange eau/amine ou eau/ammoniac.
Le procédé peut être représenté par l'équation
suivante:
<EMI ID=5.1>
<EMI ID=6.1>
quées ci-dessus; Z désigne un groupe OH ou oxygène-métal.
Il est surprenant que la réaction d'acides <EMI ID=7.1> amines, en milieu pratiquement anhydre, donne des aminolactones et non pas des amides, et que les lactones à 7 chaînons s'obtiennent avec un bon rendement, bien
qu'elles polymérisent très facilement. On peut utiliser les acides hexanofques substitués par du chlore ou du brome, dans lesquels les deux atomes d'halogène peuvent être identiques ou différents.
<EMI ID=8.1>
nocaproïques, on fait réagir, par exemple, l'acide [pound],hydroxycaproique monomère ou polymère avec l'acide chlorhydrique ou l'acide bromhydrique ce qui donne de l'acide chloro-6 ou bromo-6 hexanofque, puis on introduit, sous l'action de la lumière active, un deuxième atome d'halogène au moyen de chlore ou de brome élémentaires. Il se
<EMI ID=9.1>
<EMI ID=10.1>
partie par distillation. Il est toutefois aussi possible
<EMI ID=11.1>
la méthode d'halogénation décrite ci-dessus et qui n'a
été soumis qu'à une distillation brute.
<EMI ID=12.1>
mo-4-6 hexano�que,
On peut aussi employer les sels de ces acides,*** ' notamment les sels alcalins, ainsi que les sels ammoniques ou les sels dérivant d'amines, ces sels pouvant aussi être préparés comme produits intermédiaires à partir des esters correspondants, en particulier ceux d'alcools
<EMI ID=13.1>
Comme constituants basiques sont appropriés
<EMI ID=14.1>
exemple des alcoylamines et des dialcoylamines, notamment celles dont le radical alcoyle porte 1 à 12 atomes de carbone, des cycloalcoylamines et des dicycloalcoylamines, en particulier à 5 - 12 atomes de carbone dans les radicaux cycloalcoyle, des aralalcoylamines et des diarylalcoylamines, surtout celles renfermant 7 à 14 atomes de carbone, ainsi que des arylamines et des diarylamines,
de préférence à 6 - 14 atomes de carbone, et enfin des amines cycliques à 4 - 7 groupes méthylène dans le noyau, l'un d'entre eux pouvant être remplacé par un groupe éther ou imino. On peut encore utiliser des alcoylaryl-
<EMI ID=15.1>
gues présentant des substituants différents. A titre d'exemples d'amines appropriées on citera: la méthylaminela diméthylamine, l'éthylamine, la diéthylamine, la méthyléthylamine, la propylamine, l'isopropylamine, la diisopropylamine, l'éthyl-2 hexylamine, la laurylamine,
la cyclohexylamine, la dicyclohexylamine, la cycoooctyl-aminé, la cyclooctylcyclohexylamine, la dodécylamine,
la méthylcyclohexylamine, la benzylamine, la dibenzylamine, la phényléthylamine , l'aniline, la N-méthylaniline, la diphénylamine, la naphtylamine. et la dinaphtyl. amine, en outre la pyrrolidone, la pipéridine, l'hexa-
<EMI ID=16.1>
Les réactifs sont, de préférence, mis en
oeuvre à l'état anhydre. On peut aussi effectuer la réaction en présence de faibles quantités d'eau, ne dépassant pas 30%environ du poids du mélange eau/amine, mais le rendement diminue alors. On n'obtient des rendements à
peu près bons que lorsque la teneur en eau ne dépasse pas
10% du poids du mélange amine/eau. Conformément à l'équation de réaction on utilisera 3 moles d'ammoniac ou d'amine par mole d'acide dihalogénocaproîque, mais souvent
on emploiera un excès d'amine allant, par exemple, jusqu'à 50 moles, de préférence jusqu'à 15 moles. Pour fixer les hydracides halogénés devant être séparés, on peut ajouter des amines tertiaires d'une plus forte basicité que les aminés primaires ou secondaires mis en oeuvre
pour la réaction, par exemple 0,1 à 5 moles, avantageusement 0,1 à 3 moles par mole d'acide dihalogénocaprofque. ' Ces amines tertiaires seront à déduire de l'excès d'aminés primaires ou secondaires; on devra toutefois utiliser au moins 1 mole d'amine primaire ou secondaire par mole d'acide dihalogénocaprofque. Comme aminés fixant les acides conviennent, par exemple, des amines tertiaires d'une ..forte basicité, telles que la triéthylamine, la triéthanolamine, la triisopropylamine, la tributylamine, la N-méthyl-diéthylamine et la N,N-diméthylcyclohexylamine. On peut aussi effectuer le procédé en présence de solvants ou de diluants inertes, par exemple dans des alcanols ou des hydrocarbures. On utilisera, en particulier, des
<EMI ID=17.1>
carbone ou des hydrocarbures aromatiques ou alcoylgromatiques à 6 - 10 atomes de carbone. A titre d'exemples
de solvants de ce genre on indiquera: le méthanol, l'éthanol, le cyclohexane, le benzène, le pentane, l'octane, le décahydronaphtalène, le toluène et le xylène.
3i l'on emploie des solvants, on peut réduire l'excès d'amine, c'est-à-dire qu'on peut aller au-dessous des limites précitées. Le solvant est, en général, mis
en oeuvre en t. entité telle que l'acide dihalogénocaproique présente, au début, une concentration de 5 à 50, notamment de 10 à 30% en poids.
La nouvelle réaction est effectuée à des températures comprises entre -40 et +90[deg.]C' notamment entre
0 et 60[deg.]C. La température de réaction appropriée pour
les participants dépend, entre autres, dans une très large mesure de la basicité des amines à faire réagir. On opère le plus souvent sans pression; dans le cas d'amines facilement volatiles ou d'ammoniac, il peut toutefois
être avantageux d'effectuer la réaction sous pression,
de préférence sous la tension de vapeur des mélanges à
la température de réaction.
Pour la mise en oeuvre de la réaction, on mélange par exemple, les réactifs, le cas échéant en présence des solvants et/ou des agents fixant les acides, aux températures indiquées, sans pression ou sous pression.
<EMI ID=18.1>
des amines, elle est en général terminée au bout de 2 heures, mais de toute façon au bout de 15 heures. On calcule la durée de réaction optimale avantageusement par des essais. Le post-�raitement peut être effectué de diverses manières, le mode opératoire le plus approprié dépendant des conditions de la réaction. En effet, si l'on opère en présence d'un des solvants organiques indiqués plus haut, l'hydroh�logénure de l'amine précipite déjà au cours de la réaction et peut être isolé, alors que l'aminola�tone formée reste en solution. On évacue l'amine en excès avantageusement par introduction de gaz inertes, tels que l'azote, par diminution de la pression ou par distillation.
Les aminolactones peuvent être séparées de la solution restante par cristallisation à de basses températures; on les isole sous forme des aminolactones libres, mais de préférence sous forme de chlorhydrates qu'on obtient par introduction d'acide chlorhydrique. Il peut, dans ce cas, être nécessaire de chasser une partie ou la totalité du solvant par distillation. Si l'on a opéré en l'absence de solvants, on élimine d'abord les amines en excès, par exemple en diminuant la pression par évaporation ou par distillation. On reprend ensuite le résidu dans un des solvants précités. Les hydrohalogénures des amines n'entrent pas en solution et sont séparés. La solution ainsi obtenue est traitée par la suite comme décrit précédemment pour le procédé exécuté en présence de solvants; le cas échéant
on ajoutera des hydracides halogénés.
Les aminolactones obtenues, d'après le nouveau procédé, avec de très bons rendements correspondant à
70 - 95% de ceux de la théorie, sont de nouveaux composés utilisables comme produits intermédiaires pour la production d'aminolactames et d'amino-acides.
Les parties indiquées dans les exemples suivants sont en poids.
Exemple 1
Dans 68 parties d'ammoniac liquide on injecté
<EMI ID=19.1>
élimine l'ammoniac en excès par détente du mélange réactionnel à la pression normale, on additionne le produit' brut sirupeux, jaune clair, de 150 parties de méthanol, on sépare par essorage à la trompe le bromure d'ammonium non dissous et on introduit dans la solution du gaz chlorhydrique jusqu'à réaction acide. Par concentration à siccité, sous dépression, on obtient un produit brut solide, cristallisé, qui, après recristallisation dans
un mélange alcool éthylique/acétone (rapport volumique
<EMI ID=20.1>
ment en chlorhydrate de y-aminocaprolactone est de 34 parties, soit 82% de la théorie. La constitution et la pureté sont vérifiées par le spectre de résonance et le. spectre infrarouge.
Exemple 2
On injecte sous agitation intense, 92 parties
<EMI ID=21.1> liquide. On maintient l'autoclave pendant 4 heures à 40 -
<EMI ID=22.1>
excès, on reprend le résidu dans 250 parties d'alcool éthylique, on sépare le chlorure d'ammonium par filtration, on introduit dans le filtrat de l'acide chlorhydrique jusqu'à réaction acide, on concentre la solution sous dépression 4 siccité, on refroidit, on isole le produit cristallisé et on le recristallise dans de l'alcool éthy-
<EMI ID=23.1>
de chlorhydrate de y-aminocaprolactone d'un p.f. de 152 à 154[deg.]C.
Exemple 3
On introduit lentement, entre 20 et 25[deg.]C,
<EMI ID=24.1>
lange de 90 parties de triéthylamine et de 180 parties d'alcool éthylique, puis on fait arriver 68 parties d'am-
<EMI ID=25.1>
réactionnel, on sépare par essorage le chlorure de triéthylammonium et le chlorure d'ammonium qui ont précipité ensemble, on concentre la solution alcoolique sous dépression à siccité, on reprend le résidu dans environ
100 parties de méthanol, on amène la solution à un pH acide par introduction de gaz chlorhydrique, ce qui
fait élever la température, et on sépare par essorage les sels ammoniques précipités. On obtient, par refroidissement ou concentration du filtrai et filtration, le
<EMI ID=26.1>
154 à 155[deg.]C avec un rendement de 74% de la théorie.
<EMI ID=27.1>
lactone libre, on élimine le chlorure de triéthylammonium et le chlorure d'ammonium, puis on concentre la solution alcaline à siccité et on distille ensuite le résidu nous
<EMI ID=28.1>
Exemple ^
On mélange, avec agitation intense à tempéra-
<EMI ID=29.1>
que avec 460 parties de monométhylamine. On laisse réagir le mélange pendant 10 heures à température ordinaire, puis on chasse la monométhylamine en excès par balayage
à l'azote, on délaie le résidu avec environ 80 parties de méthanol, on sépare par essorage le chlorure de mono-
<EMI ID=30.1>
la solution méthanolique qu'on chauffe ensuite pendant
30 minutes à reflux, après quoi on soutire le méthanol sous dépression, on brasse le résidu, en vue d'éliminer les faibles quantités d'acide halogénocaprofque ou d'autres impuretés, avec environ 60 parties de chlorure de méthylène et on recristallise les insolubles dans du chlorure de méthylène deux fois dans un mélange acétone! alcool. On obtient 65 parties en poids, soit 72% de la théorie, de chlorhydrate de y-monométhylamino- �- -capro-
<EMI ID=31.1>
Exemple 5
On introduit lentement, à 25 - 33[deg.]C et avec
<EMI ID=32.1>
profque dans 360 parties de diéthylamine. On brasse le mélange pendant encore 15 heures et on soumet le produit de réaction au post-traitement décrit à l'exemple 3.
It has been found that aminolactones of the formula
<EMI ID = 1.1>
<EMI ID = 2.1>
caproic of formula:
<EMI ID = 3.1>
in which X and Y are chlorine atoms and / or
bromine, or salts thereof, with a compound
basic formula
<EMI ID = 4.1>
in which R and R 'have the aforementioned meanings,
in a proportion of 3 to 50, preferably 3 to 15 moles,
per mole of dihalogenocprofic acid, in the absence of water
or in the presence of a maximum of 30% water based on weight
of the water / amine or water / ammonia mixture.
The process can be represented by the equation
next:
<EMI ID = 5.1>
<EMI ID = 6.1>
quées above; Z denotes an OH or oxygen-metal group.
It is surprising that the reaction of <EMI ID = 7.1> amine acids, in practically anhydrous medium, gives aminolactones and not amides, and that the 7-membered lactones are obtained with a good yield, although
that they polymerize very easily. It is possible to use hexanofic acids substituted with chlorine or with bromine, in which the two halogen atoms can be the same or different.
<EMI ID = 8.1>
nocaproic acid, for example [pound], hydroxycaproic acid, monomer or polymer, is reacted with hydrochloric acid or hydrobromic acid, which gives 6-chloro or 6-bromo hexanofque acid, then introduced, under the action of active light, a second halogen atom by means of elemental chlorine or bromine. It is
<EMI ID = 9.1>
<EMI ID = 10.1>
part by distillation. However, it is also possible
<EMI ID = 11.1>
the halogenation method described above and which has not
been subjected to crude distillation only.
<EMI ID = 12.1>
mo-4-6 hexano � que,
It is also possible to use the salts of these acids, *** 'in particular the alkali metal salts, as well as the ammonium salts or the salts derived from amines, these salts possibly also being prepared as intermediate products from the corresponding esters, in particular those alcohols
<EMI ID = 13.1>
As basic constituents are suitable
<EMI ID = 14.1>
example of alkylamines and dialkyllamines, in particular those in which the alkyl radical carries 1 to 12 carbon atoms, cycloalkylamines and dicycloalkyllamines, in particular with 5 to 12 carbon atoms in the cycloalkyl radicals, aralkylamines and diarylalkyllamines, especially those containing 7 to 14 carbon atoms, as well as arylamines and diarylamines,
preferably with 6 - 14 carbon atoms, and finally cyclic amines with 4 - 7 methylene groups in the ring, one of them possibly being replaced by an ether or imino group. It is also possible to use alkylaryl-
<EMI ID = 15.1>
gues having different substituents. As examples of suitable amines, mention will be made of: methylamine, dimethylamine, ethylamine, diethylamine, methylethylamine, propylamine, isopropylamine, diisopropylamine, 2-ethylhexylamine, laurylamine,
cyclohexylamine, dicyclohexylamine, cycoooctyl-amino, cyclooctylcyclohexylamine, dodecylamine,
methylcyclohexylamine, benzylamine, dibenzylamine, phenylethylamine, aniline, N-methylaniline, diphenylamine, naphthylamine. and dinaphthyl. amine, in addition pyrrolidone, piperidine, hexa-
<EMI ID = 16.1>
The reagents are preferably put into
works in anhydrous state. The reaction can also be carried out in the presence of small amounts of water, not exceeding approximately 30% of the weight of the water / amine mixture, but the yield then decreases. Yields are not obtained at
only about good when the water content does not exceed
10% of the weight of the amine / water mixture. According to the reaction equation, 3 moles of ammonia or amine will be used per mole of dihalogenocproic acid, but often
an excess of amine ranging, for example, up to 50 moles, preferably up to 15 moles, will be employed. To fix the halogenated hydracids to be separated, one can add tertiary amines with a stronger basicity than the primary or secondary amines used.
for the reaction, for example 0.1 to 5 moles, advantageously 0.1 to 3 moles per mole of dihalogenocprofque acid. These tertiary amines will be deducted from the excess of primary or secondary amines; however, at least 1 mole of primary or secondary amine should be used per mole of dihalogenocprofque acid. Suitable acid-binding amines are, for example, tertiary amines of strong basicity, such as triethylamine, triethanolamine, triisopropylamine, tributylamine, N-methyl-diethylamine and N, N-dimethylcyclohexylamine. The process can also be carried out in the presence of solvents or inert diluents, for example in alkanols or hydrocarbons. We will use, in particular,
<EMI ID = 17.1>
carbon or aromatic or alkylgromatic hydrocarbons with 6 - 10 carbon atoms. As examples
such solvents will be indicated: methanol, ethanol, cyclohexane, benzene, pentane, octane, decahydronaphthalene, toluene and xylene.
3If solvents are used, the excess amine can be reduced, that is, it can go below the above limits. The solvent is, in general, put
implemented in t. entity such as dihalogenocaproic acid initially has a concentration of 5 to 50, especially 10 to 30% by weight.
The new reaction is carried out at temperatures between -40 and +90 [deg.] C 'in particular between
0 and 60 [deg.] C. The appropriate reaction temperature for
the participants depend, among other things, to a very large extent on the basicity of the amines to be reacted. We usually operate without pressure; in the case of easily volatile amines or ammonia, however, it can
be advantageous to carry out the reaction under pressure,
preferably under the vapor pressure of the mixtures
the reaction temperature.
For carrying out the reaction, the reactants are mixed, for example, if appropriate in the presence of solvents and / or acid-binding agents, at the temperatures indicated, without pressure or under pressure.
<EMI ID = 18.1>
of amines, it is generally completed after 2 hours, but in any case after 15 hours. The optimum reaction time is advantageously calculated by tests. Post-treatment can be carried out in a number of ways, the most suitable procedure depending on the conditions of the reaction. In fact, if the operation is carried out in the presence of one of the organic solvents indicated above, the hydroh � logenide of the amine precipitates already during the reaction and can be isolated, while the aminola � tone formed remains in solution. The excess amine is advantageously removed by introducing inert gases, such as nitrogen, by reducing the pressure or by distillation.
Aminolactones can be separated from the remaining solution by crystallization at low temperatures; they are isolated in the form of free aminolactones, but preferably in the form of hydrochlorides which are obtained by introducing hydrochloric acid. In this case, it may be necessary to remove some or all of the solvent by distillation. If the operation has been carried out in the absence of solvents, the excess amines are first removed, for example by reducing the pressure by evaporation or by distillation. The residue is then taken up in one of the abovementioned solvents. The hydrohalides of the amines do not go into solution and are separated. The solution thus obtained is subsequently treated as described above for the process carried out in the presence of solvents; if applicable
halogenated hydracids will be added.
The aminolactones obtained, according to the new process, with very good yields corresponding to
70 - 95% of those of the theory, are new compounds useful as intermediates for the production of aminolactams and amino acids.
The parts shown in the following examples are by weight.
Example 1
In 68 parts of liquid ammonia we injected
<EMI ID = 19.1>
the excess ammonia is removed by expansion of the reaction mixture to normal pressure, the crude syrupy, light yellow product of 150 parts of methanol is added, the undissolved ammonium bromide is filtered off with suction and introduced. in hydrochloric gas solution until acidic reaction. By concentration to dryness, under vacuum, a solid, crystallized crude product is obtained which, after recrystallization from
an ethyl alcohol / acetone mixture (volume ratio
<EMI ID = 20.1>
ment in γ-aminocaprolactone hydrochloride is 34 parts, or 82% of theory. Constitution and purity are checked by the resonance spectrum and the. infrared spectrum.
Example 2
92 parts are injected with intense stirring
<EMI ID = 21.1> liquid. The autoclave is kept for 4 hours at 40 -
<EMI ID = 22.1>
excess, the residue is taken up in 250 parts of ethyl alcohol, the ammonium chloride is separated by filtration, hydrochloric acid is introduced into the filtrate until an acid reaction, the solution is concentrated under reduced pressure to 4 dryness, it is then added to the filtrate. cooled, the crystallized product is isolated and recrystallized from ethyl alcohol.
<EMI ID = 23.1>
of γ-aminocaprolactone hydrochloride from a m.p. from 152 to 154 [deg.] C.
Example 3
We introduce slowly, between 20 and 25 [deg.] C,
<EMI ID = 24.1>
mixture of 90 parts of triethylamine and 180 parts of ethyl alcohol, then 68 parts of am-
<EMI ID = 25.1>
reaction, the triethylammonium chloride and the ammonium chloride which precipitated together are separated by suction, the alcoholic solution is concentrated under reduced pressure to dryness, the residue is taken up in approximately
100 parts of methanol, the solution is brought to an acidic pH by introducing hydrochloric gas, which
the temperature is raised, and the precipitated ammonium salts are separated by suction. By cooling or concentrating the filter and filtration, the
<EMI ID = 26.1>
154 to 155 [deg.] C with a yield of 74% of theory.
<EMI ID = 27.1>
free lactone, the triethylammonium chloride and ammonium chloride are removed, then the alkaline solution is concentrated to dryness and the residue is then distilled.
<EMI ID = 28.1>
Example ^
It is mixed, with intense stirring at temperature.
<EMI ID = 29.1>
than with 460 parts of monomethylamine. The mixture is left to react for 10 hours at room temperature, then the excess monomethylamine is removed by sweeping.
with nitrogen, the residue is stirred with about 80 parts of methanol, the mono chloride is filtered off by suction.
<EMI ID = 30.1>
the methanolic solution which is then heated for
30 minutes at reflux, after which the methanol is withdrawn under reduced pressure, the residue is stirred, in order to remove the small quantities of halogenocprofque acid or other impurities, with about 60 parts of methylene chloride and the insolubles are recrystallized. in methylene chloride twice in acetone mixture! alcohol. 65 parts by weight, or 72% of theory, of γ-monomethylamino- � - -capro- hydrochloride are obtained.
<EMI ID = 31.1>
Example 5
We introduce slowly, at 25 - 33 [deg.] C and with
<EMI ID = 32.1>
profque in 360 parts of diethylamine. The mixture is stirred for a further 15 hours and the reaction product is subjected to the post-treatment described in Example 3.