Verfahren zur Herstellung von 2,2-disubstituierten 1,3-Propandiol-dicarbamaten
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von 2,2-disubstituierten 1,3 Propandiol-dicarbamaten der Formel I
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in der Ri und R2 gleiche oder verschiedene Alkyloder Cycloalkylgruppen mit nicht mehr als 6 Kohlenstoffatomen bedeuten.
Dicarbamate dieses Typus haben in den letzten Jahren zunehmende Bedeutung als Sedativa erlangt.
Die genannten Dicarbamate wurden hergestellt durch Umsetzung von 2,2-Dialkyl-1,3-propandiolen mit Phosgen in der Kälte und in Gegenwart eines säurebindenden Mittels und Umsetzung des so erhal tenen Chlorameisensäureesters mit Ammoniak. Bei diesem bekannten Verfahren sind die Ausbeuten nicht gut, und das Arbeiten mit Phosgen ist insbesondere wegen seiner Giftigkeit unangenehm.
Es wurde nun gefunden, dass man die 1,3-Propan diol-dicarbamate der Formel I ohne Verwendung von Phosgen und mit wesentlich höheren Ausbeuten als beim Phosgenverfahren herstellen kann, wenn man erfindungsgemäss das entsprechende 2,2-disubstituierte 1,3-Propandiol in einem inerten Lösungsmittel mit einem Urethan der Formel in der R3 eine Alkylgruppe mit nicht mehr als 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, am Rückfluss erhitzt.
Verwendet man 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol und Methylurethan als Ausgangstsoffe, so verläuft die Reaktion nach folgender Gleichung :
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Die Reaktion erfolgt vorteilhaft in Gegenwart eines Aluminiumalkoholats als Katalysator.
Das Urethan wird vorzugsweise so gewählt, dass der bei der Reaktion entstehende Alkohol einen niedrigeren Siedepunkt aufweist als das als Ausgangsmaterial verwendete Diol. Durch Destillation kann man dann das Gleichgewicht in der Gleichung nach rechts verschieben, wodurch die Ausbeute an Dicarbamat erhöht wird. Vorzugsweise verwendet man Methyl oder Athylurethan.
Als organische Lösungsmittel verwendet man vorzugsweise Benzol oder Toluol, doch kann man auch andere verwenden, vorausgesetzt, dal3 sie bei der Reaktion inert bleiben und einen genügend niedrigen Siedepunkt besitzen, so dass während der Reaktion und dem folgenden Abdestillieren des gebildeten Alkohols die Temperatur nicht zu hoch ansteigt, dal3 das Urethan zersetzt werden könnte. Vorteilhaft wird die Temperatur während der Reaktion zwischen 80 und 100 C gehalten.
Besonders geeignete Katalysatoren sind Al-tert. Butylat und Al-Isopropylat.
Beispiel 1
132 g 2,2-Diäthylpropandiol (1 Mol) und 200 g Athylurethan (2,25 Mol) werden in 600 ml Toluol gelöst und die Lösung in einen l-Liter-Kolben, der mit einer wirksamen Destillationskolonne (20-25 Bö- den) ausgestattet ist, gebracht. Dann setzt man eine Lösung von 10 g Al-tert.-Butylat in 100 ml Toluol zu und setzt die Destill'ation fort, wobei der Rückfluss so eingestellt wird, dass die Temperatur am obern Ende der Kolonne unterhalb 82-83 C ist. Während 20-24 Stunden destilliert ein Gemisch von Toluol und Athanol in einem Verhältnis ab, dass das Destillat etwa 2 Mol Athanol enthält.
Falls man es als er forderlich erachtet, kann man im Verlaufe der Reaktion eine kleine Menge speziell trockenes Toluol zusetzen.
Wenn man die Destillationstemperatur nicht mehr durch Erhöhung des Rückflusses unter 100 C halten kann, ist die Reaktion beendigt, und die Mischung wird nun auf Zimmertemperatur gekühlt, worauf man von den ausgeschiedenen Kristallen absaugt. Die Ausbeute am Diäthyl-propandiol-dicarbamat ist 198,5 g. Mit Ausnahme eines geringen Gehaltes an Aluminiumhydroxyd ist das Produkt praktisch rein.
Beim Umkristallisieren aus 20 Teilen siedendem Wasser, dem 5"/o Aktivkohle zugesetzt sind, erhält man 175 g reines Diäthyl-propandiol-dicarbamat vom Smp. 149-150 C.
Analyse : ber. : N = 12,8 0/c, gef. : N = 12,65 11/o,.
Berechnet auf Diäthylpropandiol, sollte die theoretische Ausbeute 218 g sein, so dass die tatsächliche Ausbeute 81 /o entspricht.
Beispiel 2
88 g 2,2-Methyl-n-propylpropandiol (0,67 Mol) und 133 g Äthylurethan (1,5 Mol) werden in 500 ml wasserfreiem Toluol gelöst und die Lösung wie im Beispiel 1 beschrieben unter Verwendung von 10 g Al-tert.-Butylat als Katalysator, behandelt.
Die Ausbeute beträgt 139 g und nach dem Umkristallisieren aus 20 Teilen siedendem Wasser 122 g 2,2-Methyl-n-propyl-propandiol-dicarbamat vom Smp 105,5-106,0 C. Die theoretische Ausbeute ist 145 g, so dass die tatsächliche Ausbeute 840/o beträgt.
Analyse : ber. : N = 12,80/o gef. : N = 12,6 /o.
Process for the preparation of 2,2-disubstituted 1,3-propanediol dicarbamates
The present invention relates to a process for the preparation of 2,2-disubstituted 1,3 propanediol dicarbamates of the formula I.
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in which Ri and R2 are identical or different alkyl or cycloalkyl groups with not more than 6 carbon atoms.
Dicarbamates of this type have gained increasing importance as sedatives in recent years.
The dicarbamates mentioned were prepared by reacting 2,2-dialkyl-1,3-propanediols with phosgene in the cold and in the presence of an acid-binding agent and reacting the chloroformate obtained in this way with ammonia. In this known process, the yields are not good and working with phosgene is unpleasant, particularly because of its toxicity.
It has now been found that the 1,3-propane diol dicarbamates of the formula I can be prepared without using phosgene and with significantly higher yields than in the phosgene process if, according to the invention, the corresponding 2,2-disubstituted 1,3-propanediol is prepared in an inert solvent with a urethane of the formula in which R3 is an alkyl group with not more than 6 carbon atoms, heated to reflux.
If 2,2-dimethyl-1,3-propanediol and methyl urethane are used as starting materials, the reaction proceeds according to the following equation:
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The reaction is advantageously carried out in the presence of an aluminum alcoholate as a catalyst.
The urethane is preferably chosen so that the alcohol formed in the reaction has a lower boiling point than the diol used as the starting material. Distillation can then shift the equilibrium in the equation to the right, which increases the yield of dicarbamate. Methyl or ethyl urethane is preferably used.
The preferred organic solvent is benzene or toluene, but others can also be used, provided that they remain inert during the reaction and have a sufficiently low boiling point so that the temperature is not too high during the reaction and the subsequent distillation of the alcohol formed increases so that the urethane could be decomposed. The temperature is advantageously kept between 80 and 100 ° C. during the reaction.
Particularly suitable catalysts are Al-tert. Butylate and aluminum isopropylate.
example 1
132 g of 2,2-diethylpropanediol (1 mol) and 200 g of ethyl urethane (2.25 mol) are dissolved in 600 ml of toluene and the solution is transferred to a 1-liter flask equipped with an effective distillation column (20-25 bases ) is equipped. A solution of 10 g of Al tert-butoxide in 100 ml of toluene is then added and the distillation is continued, the reflux being adjusted so that the temperature at the top of the column is below 82-83 ° C. A mixture of toluene and ethanol distills off over the course of 20-24 hours in a ratio such that the distillate contains about 2 mol of ethanol.
If it is deemed necessary, a small amount of specially dry toluene can be added in the course of the reaction.
When the distillation temperature can no longer be kept below 100 ° C. by increasing the reflux, the reaction has ended and the mixture is now cooled to room temperature, whereupon the precipitated crystals are filtered off with suction. The yield of diethyl propanediol dicarbamate is 198.5 g. With the exception of a small amount of aluminum hydroxide, the product is practically pure.
When recrystallizing from 20 parts of boiling water to which 5 "/ o activated carbon has been added, 175 g of pure diethyl propanediol dicarbamate with a melting point of 149-150 ° C. are obtained.
Analysis: calc.: N = 12.8 0 / c, found. : N = 12.65 11 / o ,.
Calculated on diethylpropanediol, the theoretical yield should be 218 g, so that the actual yield corresponds to 81 / o.
Example 2
88 g of 2,2-methyl-n-propylpropanediol (0.67 mol) and 133 g of ethyl urethane (1.5 mol) are dissolved in 500 ml of anhydrous toluene and the solution as described in Example 1 using 10 g of Al-tert .-Butylate as a catalyst.
The yield is 139 g and, after recrystallization from 20 parts of boiling water, 122 g of 2,2-methyl-n-propyl-propanediol dicarbamate with a melting point of 105.5-106.0 C. The theoretical yield is 145 g, so that the actual yield is 840 / o.
Analysis: calc.: N = 12.80 / o found. : N = 12.6 / o.