Procédé de fabrication de carbamates organiques
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de carbamates organiques.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on fait réagir, en vue de former le carbamate correspondant, une amine ou de l'ammoniaque avec un composé de l'une des formules:
EMI1.1
dans lesquelles Rt représente un radical aromatique, R2 représente un atome d'hydrogène ou un radical alcoyle contenant moins de 4 atomes de carbone, W représente un radical aliphatique contenant moins de 4 atomes de carbone et X représente soit un atome d'hydrogène, soit le radical - OR3,
soit le radical
EMI1.2
R3 étant lui-même un atome d'hydrogène ou un groupe alcoyle contenant moins de 4 atomes de carbone et B étant un atome de chlore ou bien le radi cal - OR3 et l'un des X représentant le radical
EMI1.3
I1 est évident que le procédé dans lequel on utilise le réactif de formule 1 ci-dessus comporte une réaction de condensation, tandis que celui où l'on utilise le réactif de formule 2 ci-dessus comporte une réaction d'addition.
On peut préparer le réactif représenté par la formule 1 en condensant avec le phosgène un composé répondant à la formule:
EMI1.4
dans laquelle Rt, R2 et W représentent les radicaux indiqués plus haut, l'un des X représente un groupe hydroxyle et l'autre X représente l'hydrogène ou le radical - OR3 dans lequel R3 est l'hydrogène ou un groupe alcoyle contenant moins de 4 atomes de carbone; on forme ainsi les composés répondant aux formules isomères
EMI1.5
dans lesquelles R, R2, W et X représentent les radicaux indiqués plus haut.
On peut aussi obtenir le réactif représenté par la formule 1 ci-dessus en condensant, d'une part, un carboxylate d'halogénoalcoylène, dont le groupe alcoylène contient moins de 4 atomes de carbone et, d'autre part, un composé de formule:
EMI2.1
dans laquelle R1, R2 et W représentent les radicaux décrits plus haut, l'un des X représente un groupe hydroxyle et l'autre X représente l'hydrogène ou le radical - OR3 dans lequel R3 est l'hydrogène ou un groupe alcoyle contenant moins de 4 atomes de carbone, de manière à former le composé répondant aux formules isomères
EMI2.2
dans lesquelles Rt, R2, W, X et R3 représentent les radicaux indiqués plus haut.
D'autre part, on peut préparer le réactif représenté par la formule 2 ci-dessus en faisant réagir, d'une part, un composé de formule:
EMI2.3
dans laquelle RI, R2 et W représentent les radicaux décrits plus haut et, d'autre part, un carbonate d'alcoylène, tel que le carbonate de propylène, pour. obtenir le carbonate cyclique correspondant.
On peut utiliser comme amine une amine hétérocyclique, telle que l'uracile, ou bien l'hydrazine, l'uréthane, ou le radical - NR3 dans lequel R3 représente un atome d'hydrogène ou un groupe alcoyle contenant moins de 4 atomes de carbone.
Bien que R2 dans les formules précédentes puisse être un atome d'hydrogène ou un groupe alcoyle contenant moins de quatre atomes de carbone, on obtient de meilleurs résultats quand R2 représente l'hydrogène ou un groupe méthyle.
On obtient les meilleurs résultats quand on fait réagir l'amine ou l'ammoniaque sur l'un des composés répondant aux formules:
EMI2.4
dans lesquelles R1, R, et X représentent les radicaux indiqués plus haut et l'un des X représente le radical
EMI2.5
Bien que Rt dans les formules précédentes puisse être n'importe quel radical aromatique, par exemple un noyau benzène substitué par des groupes capteurs d'électrons, tels que nitro, carboxyle, sulfonamide, carboxamide, nitrile et ammonium quaternaire, ou des groupes donneurs d'électrons, par exemple amine, méthoxyle, hydroxyle, halogène et alcoyle, on obtient de meilleurs résultats avec un radical chlorophényle et on obtient des résultats spécialement désirables avec un radical phényle.
Exemple I
On utilise le procédé suivant pour fabriquer le 2-hydroxy-2-phényléthyl-carbamate :
On ajoute goutte à goutte une solution de 32,0 g (0,3 molécule-gramme) de phosgène dans 200 cm3 de benzène à une solution agitée de 44,2. g de styrolène-glycol (0,3 molécule-gramme) dans 400 cm3 de benzène. On maintient les solutions à une température de 300 C pendant l'addition.
On agite le mélange réactionnel obtenu pendant une heure, après quoi on ajoute 48,0 g de diéthylaniline dans 100 cm3 de benzène et on agite le mélange pendant encore une heure. On ajoute alors dans la bouteille environ 500 cm3 d'eau glacée et on sépare de la couche aqueuse la couche de benzène qui se forme alors; on la lave avec un supplément de 500 cm3 d'eau glacée.
A la fraction soluble dans le benzène, on ajoute 500 cm3 d'une solution aqueuse d'ammoniaque à 30 % et ensuite on maintient le mélange obtenu à une température de 5O C pendant 3 heures. Au repos, il se forme des cristaux en aiguilles que l'on sépare de la liqueur-mère. On peut faciliter la cristallisation en éliminant sous pression réduite l'excès d'ammoniac du mélange de cristallisation. Le rendement de cristaux est de 30 g. On récupère de cette liqueur-mère une quantité supplémentaire de produit réactionnel.
Le rendement global après recristallisation par le chloroforme est de 40,5 g. Le point de fusion du produit réactionnel est de 111-1120 C.
On soumet ce produit réactionnel à l'analyse et les résultats sont les suivants
C H N
Calcul 59,65 6,12 7,73
Analyse 59,55 6,15 7,67
59,75 6,17 7,54
Exemple Il
On prépare du 2-hydroxy-2-phényléthyl-carbamate par le procédé de l'exemple I, sauf que l'on remplace le benzène par le chloroforme comme solvant de la réaction.
Exemple III
On prépare du 2-hydroxy-2-phényléthyl-carbamate suivant le procédé de l'exemple I, sauf que l'on remplace l'ammoniaque aqueuse, dans la réaction d'amination, par une solution d'ammoniac dans le chloroforme.
Exemple IV
On utilise le procédé suivant pour préparer du 2-hydroxy-1-phényléthyl-carbamate et du 2-hydroxy2-phényléthyl-carbamate:
Dans une bouteille à fond rondéquipée d'une colonne de 25 cm, on mélange 100 g de styrolèneglycol et 200 g de carbonate de propylène. On chauffe le mélange obtenu pendant 3 heures à une température de bain de 150-1600 C et à une pression de 35 mm.
On chauffe alors le système réactionnel à une température de 150-1600 C et à une pression de 3338 mm pendant 5 heures. Pendant ce temps, il se distille lentement un liquide qui a un point d'ébullition de 1080 C sous une pression de 34-35 mm. On réduit alors la pression de ce système à 3,5 mm et on soumet le résidu à la distillation fractionnée pour obtenir 100 g de carbonate de styrolène qui a un point d'ébullition de 1570 C sous une pression de 3,5 mm. Ce produit a un point de fusion de 55-560 C.
On soumet ce produit réactionnel à l'analyse et les résultats sont les suivants
C H
Calcul 65,84 4,91
Analyse 65,87 5,03
65,68 4,89
On mélange 5,0 g de carbonate de styrolène avec 25 cm : 3 d'une solution aqueuse concentrée d'ammoniaque. On chauffe le mélange obtenu pendant 1 heure au bain de vapeur, puis on sépare le solvant du produit réactionnel sous un courant d'air. On mélange le produit réactionnel séparé avec du chloroforme et on distille le mélange obtenu pour chasser du chloroforme jusqu'à ce que les dernières traces d'eau aient été éliminées du produit de condensation.
On cristallise le résidu par le chloroforme. Le produit réactionnel cristallin est obtenu avec un rendement de 2,0 g; il a un point de fusion de 1121140 C.
On concentre jusqu'à siccité le filtrat séparé du produit réactionnel cristallin et on le dissout dans l'éther. On précipite la solution obtenue par le Skelly B (fraction hydrocarbure de pétrole). On recristallise ce précipité par le chloroforme et le produit recristallisé a un point de fusion de 95-970 C.
Le point de fusion en mélange indique que le produit recristallisé est différent du produit à point de fusion plus élevé. On soumet le produit à point de fusion le plus bas à l'analyse spectrophotométrique et son spectre infrarouge démontre que le produit est le 2-hydroxy- 1 -phényléthyl-carbamate isomère.
On peut acétyler les carbamates obtenus qui possèdent un groupement hydroxyle.
Ainsi, pour préparer du 2racétoxy-2-phényléthyl- carbamate, on dissout dans 100 cm3 de pyridine 20 g de 2-hydroxy-2-phényléthyl-carbamate obtenu suivant l'exemple I. On refroidit la solution obtenue au bain de glace à une température de 0 à 5o C. A la solution refroidie, on ajoute lentement 20 cm3 de chlorure d'acétyle. On maintient le mélange de réaction à la température ambiante pendant 1 heure et la température s'élève alors à 15 C.
On verse le mélange de réaction réchauffé sur de la glace pilée et on extrait à deux reprises avec 500 cm3 de chloroforme. On réunit les extraits au chloroforme, on lave le tout avec 500 cm3 d'eau, puis on lave à deux reprises avec 500 cm3 d'une solution d'acide chlorhydrique à 5 % et finalement on lave avec 500 cm3 d'eau. On sèche la solution de chloroforme lavée sur du sulfate de sodium anhydre, puis on chasse le solvant sous pression réduite.
L'huile résiduelle se solidifie et on l'obtient avec un rendement de 21 g. On recristallise cette huile par le chloroforme et l'hexane et le rendement de produit cristallin est de 16,5 g, le point de fusion étant de 107 à 109o C. On calcule que le rendement est de 67 %.
On analyse ce produit de réaction et les résultats sont les suivants
C H N
Calcul 59,01 5,88 6,26
Analyse 58,99 5,79 6,28
58,92 5,90 6,19
Exemple V
On prépare le 2ihydroxy-2-phényléthyl-4-mor- pholine-carboxylate par le procédé suivant:
On mélange la fraction soluble dans le benzène obtenue suivant le procédé de l'exemple I avec 400 cm3 de morpholine et on maintient le mélange obtenu pendant 3 heures à une température de 5o C.
On extrait cette solution à deux reprises avec 250 cm3 d'eau. On soumet la solution de benzène lavée à une pression réduite pour obtenir l'élimination du solvant. Le produit obtenu est une huile visqueuse de couleur brunâtre. On distille cette huile à une température de 1650 C et sous une pression de 75 microns de mercure. Le rendement en produit est de 35 g. On calcule que cela représente 47 % du rendement théorique.
On soumet ce produit de réaction à l'analyse et les résultats sont les suivants
C H N
Calcul 62,55 6,77 5,57
Analyse 62, 11 6,93 5,60
62,06 7,04 5,45
Exemple VI
On utilise le procédé suivant dans la préparation de 2-hydroxy-2-phényléthyl-N-méthyl-c arb am ate:
On mélange la fraction soluble dans le benzène obtenue suivant le procédé de l'exemple I avec 500 cm3 d'une solution aqueuse de méthylamine à 40 % et on maintient le mélange obtenu à une température de 5o C pendant 3 heures. On sépare la couche de benzène de la couche aqueuse et on chasse le solvant sous pression réduite. On distille le concentré tiré de cette fraction benzène pour obtenir 18,6 g de produit de réaction qui a un point de fusion de 1 SOU C, sous une pression de 260 microns de mercure.
On recristallise ce produit de réaction à partir de benzène et on l'obtient avec un rendement de 10 g, le point de fusion étant de 85,5 à 87,50 C.
On soumet ce produit de réaction à l'analyse et les résultats sont les suivants
C H N
Calcul 61,54 6,67 7,18
Analyse 61,58 6,76 6,98
61,50 6,80 7,00
Exemple VII
On utilise le procédé suivant pour préparer du 2-hydroxy-2-phényléthyl-N,N-diméthyl-carbamate:
On mélange la fraction soluble dans le benzène obtenue suivant le procédé de l'exemple I avec 500 cm3 d'une solution aqueuse de diméthylamine à 40 % et on maintient le mélange obtenu à une température de 50 C pendant 3 heures. On sépare la couche de benzène de la couche aqueuse et on concentre chaque couche séparément au bain de vapeur sous pression réduite.
On récupère la majeure partie du produit de réaction à partir de la couche de benzène et on distille cette fraction pour obtenir 42 g d'un produit qui a un point d'ébullition de 1300 C sous une pression de 150 microns de mercure. On calcule que cela représente 66 % du rendement théorique.
On soumet le produit de réaction à l'analyse et les résultats sont les suivants
C H N
Calcul 63,16 7,18 6,70
Analyse 63,18 7,18 6,53
63,34 7,34 6,72
Exemple VIII
On utilise le procédé suivant pour préparer du 2-hydroxy-2-phényléthyl-N-amino-carbamat
On mélange la fraction soluble dans le benzène obtenue suivant le procédé de l'exemple I avec 220 cm3 d'hydrate d'hydrazine et on maintient le mélange obtenu à une température de 5o C pendant 3 heures. On sépare par filtrage le précipité blanc qui se forme et on le recristallise à partir d'éthanol pour obtenir 23,5 g de produit de réaction qui a un point de fusion de 156 à 159 C. On calcule que cela représente 40 Wo du rendement théorique.
On soumet le produit de réaction à l'analyse et les résultats sont les suivants
C H N
Calcul 55,10 6,12 14,28
Analyse 55,05 6,21 14,47
54,85 6,22 14,42
Exemple IX
On utilise le procédé suivant pour préparer du 2-phényléthyl-carbamate:
On ajoute goutte à goutte une solution de 32,0 g (0,3 moléculegramme) de phosgène dans 200 cm3 de benzène à une solution agitée de 39,0 g d'alcool bêta-phényléthylique (0,3 molécule-gramme) dans 400 cm3 de benzène. On maintient les solutions à une température de 300 C pendant l'addition.
On agite le mélange de réaction obtenu pendant 1 heure, puis on ajoute 48,0 g de diéthylaniline dans 100 cm3 de benzène et on agite le mélange pendant encore une heure. On ajoute alors dans la bouteille environ 500 cm3 d'eau glacée et on sépare de la couche aqueuse la couche de benzène qui se forme, puis on la lave avec un supplément de 500 cm3 d'eau glacée.
A la couche de benzène lavée, on ajoute 500 cm3 d'une solution aqueuse d'ammoniaque à 30 So, puis on maintient le mélange obtenu pendant 3 heures à une température de 50 C. On sépare le précipité ainsi formé de la liqueur-mère. Le rendement de solides est de 35,2 g. De cette liqueur-mère, on récupère un supplément de produit de réaction. Le rendement global après recristallisation par le chloroforme est de 32,8 g. Le point de fusion du produit de réaction est de 91 à 91,5 C.
On soumet ce produit de réaction à l'analyse et les résultats sont les suivants
C H N
Calcul 65,45 6,66 8,48
Analyse 65,31 6,66 8,31
65,60 6,72 8,38
Exemple X
On utilise le procédé suivant pour préparer le 2-hydroxy-2-phénylpropyl-carbamate :
On mélange 10,0 g de 2-phénylpropylène-carbonate avec 200 cm3 d'une solution aqueuse concentrée d'ammoniaque. On chauffe le mélange obtenu au bain de vapeur pendant 1 heure. On sépare du produit de réaction l'excès d'ammoniaque et d'eau, sous pression réduite. Le produit de réaction séparé a la consistance d'une huile; on le fractionne par distillation. Le produit ainsi obtenu avec un rendement de 5,15 g a un point d'ébullition de 160 à 1670 C.
Exemple XI
Par des procédés analogues à ceux décrits dans les exemples précédents, on peut préparer des carbamates organiques présentant la structure suivante
EMI5.1
On a préparé des carbantates de cette formule,
R,, R2 et R3 ayant la signification suivante:
EMI5.2
<tb> <SEP> R1 <SEP> R2 <SEP> R3
<tb> <SEP> O
<tb> <SEP> OH <SEP> H <SEP> O-C-NH,
<tb> <SEP> O
<tb> <SEP> H <SEP> H <SEP> O-C-NH
<tb> <SEP> O
<tb> H <SEP> H <SEP> O-C-NH2
<tb> <SEP> O
<tb> II
<tb> <SEP> OH <SEP> CH3 <SEP> O-C-NH.,
<tb> <SEP> o
<tb> <SEP> OH <SEP> C2H5 <SEP> O-C-NH2
<tb> <SEP> O
<tb> <SEP> II
<tb> <SEP> OH <SEP> C3H7 <SEP> o-C-NH2
<tb> <SEP> O
<tb> <SEP> II
<tb> <SEP> OH <SEP> H <SEP> O-C-NCH3
<tb> <SEP> O
<tb> <SEP> jl
<tb> <SEP> OH <SEP> H <SEP> O-C-N(CH3)2
<tb> <SEP> O
<tb> <SEP> OH <SEP> H <SEP> O-C-N=NH
<tb> <SEP> O <SEP> O
<tb> <SEP> II <SEP> Il
<tb> <SEP> OCCH3 <SEP> H <SEP> O-C-NH2
<tb>
Exemple XII
Du 2-hydroxy-2-phényléthyl-carbamate fut préparé par le procédé suivant:
Du styrène-glycol (qualité industrielle), en une quantité de 4,5 kg, fut dissous dans un mélange de 5,3 1 de pyridine et de 33 1 de benzène.
On ajouta à la solution résultante, dans un appareil de réaction chemisé de verre, à une température de 23,90 C, 3, 7 1 d'éthylchloroformate, lentement, avec agitation et avec refroidissement extérieur. Après que l'addition eut été achevée, le mélange de réaction fut chauffé à une température de 460 C et maintenu à cette température pendant 1 heure. Ensuite, le mélange de réaction fut conservé pendant une nuit à la température ambiante.
Le mélange de réaction fut après cela refroidi à une température de 4, 440 C et acidifié à un pH d'environ 2 avec approximativement 550 cm3 d'acide sulfurique concentré dans 16,5 1 d'eau distillée froide, tout en maintenant ce mélange de réaction sous agitation. La phase aqueuse du mélange de réaction résultant fut séparée de sa phase benzène et la solution de benzène séparée fut lavée avec 4 1 d'eau froide contenant 50 cm3 d'acide sulfurique. Ensuite, la solution de benzène fut lavée avec 4 1 d'eau froide supplémentaires.
La réaction d'ammoniolyse fut exécutée en combinant avec la solution de benzène tirée de l'opération précédente 30 1 d'une solution ammoniacale aqueuse à 28 %, puis agitée avec le mélange résultant à une température de 29,4 à 32,20 C pendant une heure. Après cela, la phase ammoniacale aqueuse de ce mélange fut séparée de sa phase benzène et la solution de benzène séparée fut de nouveau soumise à l'extraction avec 10 I d'une solution aqueuse d'ammoniaque à une température de 29,4 à 32,20 C pendant 15 minutes. Les solutions ammoniacales aqueuses séparées furent combinées et distillées sous une pression réduite jusqu'à ce que l'on obtînt une température de pot de 460 C sous une dépression de 68,6 cm. A ce moment, le volume de la solution aqueuse avait été réduit à environ 22 à 27 1.
Cette solution concentrée fut refroidie à 1,670 C en la laissant reposer pendant une nuit à -5,000 C pour obtenir des cristaux du monocarbamate correspondant.
Après cela, la suspension aqueuse épaisse fut filtrée et les cristaux furent lavés avec de l'eau distillée refroidie par de la glace jusqu'à ce qu'elle soit débarrassée de l'ammoniaque. La liqueur-mère fut concentrée d'un volume d'environ 33 1 à 20 1 par distillation et on obtint ensuite une nouvelle récolte de cristaux.
La récolte de cristaux obtenue en premier lieu pesait 3,29 kg et montrait un point de fusion de 43,6 à 45,10 C, tandis que la seconde récolte de cristaux pesait 0,36 kg et montrait un point de fusion de 42,4 à 44,20 C. Ainsi, on obtint un rendement total de cristaux de 2-hydroxy-2-phényléthyl-carbamate de 3,65 kg, ce qui représentait environ un rendement de 61,8 % basé sur la quantité de styrène-glycol utilisée dans la réaction.
Les 3,65 kg de cristaux furent recristallisés à partir d'environ 18 1 d'eau à une température de 29,40 C et ces cristaux furent traités avec un mélange de 60 g de charbon de bois de la marque Norite A et de 60 g de terre d'infusoires vendue sous la marque Supercel, puis filtrés et refroidis à une température de 15 C. Après refroidissement, la solution fut de nouveau filtrée et lavée et séchée sous vide à une température de 430 C. Le rendement de produit sec était de 3, 27 kg, ce qui équivalait à un rendement de 55,5 % basé sur la quantité de styrène-glycol utilisée dans la réaction, puis montrait un point de fusion de 43,9 à 45,1" C.
Par des méthodes analogues aux procédés décrits on peut préparer les carbamates organiques suivants 2-hydroxy-2-phényléthyl-carbamate, N-amino-2-hydroxy-2-phényléthyl-carbamate, N-méthyl-2-hydroxy2-phényléthyl-carbamate, N,N-diméthyl-2-hydroxy-2phényléthyl-carbamate, 2-hydroxy-2-phényléthyl-4morpholine-carboxylate, N-benzyl-2-hydroxy-2-phényléthyl-carbamate, N-octyl-2-hydroxy-2-phényléthylcarbamate, N-phényl-2-hydroxy-2-phényléthyl -car- bamate, 2-hydroxy-1-phényléthyl-4-morpholine-carboxylate, 2-hydroxy-1-phényléthyl-carbamate, Namino-2-hydroxy-1-phényléthyl-carbamate, N-méthyl2-hydroxy-1-phényléthyl-carbamate, N,N-dimétyl-2hydroxy-l-phényléthyl-carbamate, N-octyl-2-hydroxy1-phényléthyl-carbamate, N-benzyl-2-hydroxy-1-phé- nyléthyl-carbamate,
N-phényl-2-hydroxy- 1 -phényl - éthyl-carbamate, 1-phényléthyl-1, 2-dicarbamate, N,
N'-diamino-1-phényléthyl-1,2-dicarbamate, N-amino l-phényléthyl-1 ,2-dicarbamate, N,N'-diméthyl-1-phé- nyléthyl- 1 ,2-dicarb amate, N,N'-tétraméthyl- 1 -phényl éthyl-1, ,2-dicarbamate, N-phényl- 1 -phényléthyl- 1,2- dicarbamate, N,N'-diphényl-1-phényléthtyl-1,2-dicarbamate, N-diméthyl-l-phényléthyl-1, 2-dicarbamate,
N-méthyl-1-phényléthyl-1,2-dicarbamate, N-octyl-1 phényléthyl- 1 ,2-dicarb amate, N,N'-dioctyl- I -phényl- éthyl-1, 2-dicarbamate, N-benzyl- 1 -phényléthyl- 1, 2-di- carbamate, N,N'-dibenzyl-1-phényléthyl-1,
2-dicarbamate 2-acétoxy-2-phényléthyl-carbamate et ses dérivés, 2-acétoxy- 1 -phényléthyl-carbamate et ses dérivés,
1-phényléthyl-carbamte et ses dérivés et 2-phényléthyl-carbamate et ses dérivés.
Manufacturing process of organic carbamates
The present invention relates to a process for the manufacture of organic carbamates.
The process according to the invention is characterized in that, in order to form the corresponding carbamate, an amine or ammonia is reacted with a compound of one of the formulas:
EMI1.1
in which Rt represents an aromatic radical, R2 represents a hydrogen atom or an alkyl radical containing less than 4 carbon atoms, W represents an aliphatic radical containing less than 4 carbon atoms and X represents either a hydrogen atom, or the radical - OR3,
either the radical
EMI1.2
R3 itself being a hydrogen atom or an alkyl group containing less than 4 carbon atoms and B being a chlorine atom or else the radi cal - OR3 and one of X representing the radical
EMI1.3
It is evident that the process in which the reagent of formula 1 above is used involves a condensation reaction, while that in which the reagent of formula 2 above is used involves an addition reaction.
The reagent represented by formula 1 can be prepared by condensing with phosgene a compound of the formula:
EMI1.4
in which Rt, R2 and W represent the radicals indicated above, one of X represents a hydroxyl group and the other X represents hydrogen or the radical - OR3 in which R3 is hydrogen or an alkyl group containing less of 4 carbon atoms; the compounds corresponding to the isomeric formulas are thus formed
EMI1.5
in which R, R2, W and X represent the radicals indicated above.
The reagent represented by formula 1 above can also be obtained by condensing, on the one hand, a haloalkylene carboxylate, the alkylene group of which contains less than 4 carbon atoms and, on the other hand, a compound of formula :
EMI2.1
in which R1, R2 and W represent the radicals described above, one of X represents a hydroxyl group and the other X represents hydrogen or the radical - OR3 in which R3 is hydrogen or an alkyl group containing less of 4 carbon atoms, so as to form the compound corresponding to the isomeric formulas
EMI2.2
in which Rt, R2, W, X and R3 represent the radicals indicated above.
On the other hand, the reagent represented by formula 2 above can be prepared by reacting, on the one hand, a compound of formula:
EMI2.3
in which RI, R2 and W represent the radicals described above and, on the other hand, an alkylene carbonate, such as propylene carbonate, for. obtain the corresponding cyclic carbonate.
A heterocyclic amine, such as uracil, or else hydrazine, urethane, or the radical - NR3 in which R3 represents a hydrogen atom or an alkyl group containing less than 4 carbon atoms can be used as amine. .
Although R2 in the preceding formulas can be a hydrogen atom or an alkyl group containing less than four carbon atoms, better results are obtained when R2 is hydrogen or a methyl group.
The best results are obtained when the amine or ammonia is reacted with one of the compounds corresponding to the formulas:
EMI2.4
in which R1, R, and X represent the radicals indicated above and one of X represents the radical
EMI2.5
Although Rt in the preceding formulas can be any aromatic radical, for example a benzene ring substituted with electron scavenging groups, such as nitro, carboxyl, sulfonamide, carboxamide, nitrile and quaternary ammonium, or donor groups d Electrons, eg, amine, methoxyl, hydroxyl, halogen and alkyl, better results are obtained with a chlorophenyl group and especially desirable results are obtained with a phenyl group.
Example I
The following process is used to make 2-hydroxy-2-phenylethyl-carbamate:
A solution of 32.0 g (0.3 molecule-gram) of phosgene in 200 cm3 of benzene is added dropwise to a stirred solution of 44.2. g of styrene glycol (0.3 molecule-gram) in 400 cm3 of benzene. The solutions are maintained at a temperature of 300 ° C. during the addition.
The resulting reaction mixture is stirred for one hour, after which 48.0 g of diethylaniline in 100 cm3 of benzene are added and the mixture is stirred for a further hour. Approximately 500 cm 3 of ice water are then added to the bottle and the benzene layer which then forms is separated from the aqueous layer; it is washed with an additional 500 cc of ice water.
To the fraction soluble in benzene, 500 cm 3 of a 30% aqueous ammonia solution is added and the resulting mixture is then maintained at a temperature of 5O C for 3 hours. At rest, crystals form needles which are separated from the mother liquor. Crystallization can be facilitated by removing excess ammonia under reduced pressure from the crystallization mixture. The yield of crystals is 30 g. An additional quantity of reaction product is recovered from this mother liquor.
The overall yield after recrystallization with chloroform is 40.5 g. The melting point of the reaction product is 111-1120 C.
This reaction product is subjected to analysis and the results are as follows
C H N
Calculation 59.65 6.12 7.73
Analysis 59.55 6.15 7.67
59.75 6.17 7.54
Example It
2-Hydroxy-2-phenylethyl-carbamate is prepared by the method of Example I, except that benzene is replaced by chloroform as the reaction solvent.
Example III
2-Hydroxy-2-phenylethyl-carbamate is prepared according to the method of Example I, except that the aqueous ammonia is replaced in the amination reaction by a solution of ammonia in chloroform.
Example IV
The following process is used to prepare 2-hydroxy-1-phenylethyl-carbamate and 2-hydroxy2-phenylethyl-carbamate:
In a round-bottomed bottle fitted with a 25 cm column, 100 g of styrene glycol and 200 g of propylene carbonate are mixed. The resulting mixture is heated for 3 hours at a bath temperature of 150-1600 C and a pressure of 35 mm.
The reaction system is then heated to a temperature of 150-1600 C and a pressure of 3338 mm for 5 hours. During this time, a liquid which has a boiling point of 1080 C under a pressure of 34-35 mm is slowly distilled. The pressure of this system was then reduced to 3.5 mm and the residue was subjected to fractional distillation to obtain 100 g of styrene carbonate which had a boiling point of 1570 C under a pressure of 3.5 mm. This product has a melting point of 55-560 C.
This reaction product is subjected to analysis and the results are as follows
C H
Calculation 65.84 4.91
Analysis 65.87 5.03
65.68 4.89
5.0 g of styrene carbonate is mixed with 25 cm: 3 of a concentrated aqueous ammonia solution. The resulting mixture is heated for 1 hour in a steam bath, then the solvent is separated from the reaction product under a stream of air. The separated reaction product is mixed with chloroform and the resulting mixture is distilled to remove chloroform until the last traces of water have been removed from the condensation product.
The residue is crystallized with chloroform. The crystalline reaction product is obtained in a yield of 2.0 g; it has a melting point of 1,121,140 C.
The filtrate separated from the crystalline reaction product is concentrated to dryness and dissolved in ether. The solution obtained is precipitated by Skelly B (petroleum hydrocarbon fraction). This precipitate is recrystallized from chloroform and the recrystallized product has a melting point of 95-970 C.
The mixed melting point indicates that the recrystallized product is different from the higher melting point product. The lower melting point product was subjected to spectrophotometric analysis and its infrared spectrum demonstrated that the product was the isomeric 2-hydroxy-1 -phenylethyl-carbamate.
The carbamates obtained which have a hydroxyl group can be acetylated.
Thus, to prepare 2-racetoxy-2-phenylethyl-carbamate, 20 g of 2-hydroxy-2-phenylethyl-carbamate obtained according to Example I are dissolved in 100 cm3 of pyridine. The solution obtained is cooled in an ice bath to a temperature. temperature from 0 to 5o C. To the cooled solution, 20 cm3 of acetyl chloride are slowly added. The reaction mixture is kept at room temperature for 1 hour and the temperature then rises to 15 ° C.
The warmed reaction mixture is poured onto crushed ice and extracted twice with 500 cm3 of chloroform. The extracts are combined with chloroform, washed with 500 cm3 of water, then washed twice with 500 cm3 of a 5% hydrochloric acid solution and finally washed with 500 cm3 of water. The washed chloroform solution was dried over anhydrous sodium sulfate, then the solvent was removed under reduced pressure.
The residual oil solidifies and is obtained with a yield of 21 g. This oil is recrystallized from chloroform and hexane and the yield of crystalline product is 16.5 g, the melting point being from 107 to 109 ° C. The yield is calculated to be 67%.
This reaction product is analyzed and the results are as follows
C H N
Calculation 59.01 5.88 6.26
Analysis 58.99 5.79 6.28
58.92 5.90 6.19
Example V
2ihydroxy-2-phenylethyl-4-morpholine-carboxylate is prepared by the following process:
The fraction soluble in benzene obtained according to the process of Example I is mixed with 400 cm 3 of morpholine and the resulting mixture is maintained for 3 hours at a temperature of 5 ° C.
This solution is extracted twice with 250 cm3 of water. The washed benzene solution is subjected to reduced pressure to achieve solvent removal. The product obtained is a viscous oil of brownish color. This oil is distilled at a temperature of 1650 ° C. and under a pressure of 75 microns of mercury. The product yield is 35 g. It is calculated that this represents 47% of the theoretical yield.
This reaction product is subjected to analysis and the results are as follows
C H N
Calculation 62.55 6.77 5.57
Analysis 62.11 6.93 5.60
62.06 7.04 5.45
Example VI
The following process is used in the preparation of 2-hydroxy-2-phenylethyl-N-methyl-arb am ate:
The benzene-soluble fraction obtained according to the process of Example I is mixed with 500 cm3 of a 40% aqueous methylamine solution and the resulting mixture is maintained at a temperature of 5 ° C. for 3 hours. The benzene layer is separated from the aqueous layer and the solvent is removed under reduced pressure. The concentrate obtained from this benzene fraction is distilled to obtain 18.6 g of reaction product which has a melting point of 1 SOUC, under a pressure of 260 microns of mercury.
This reaction product is recrystallized from benzene and obtained in a yield of 10 g, the melting point being 85.5 to 87.50 C.
This reaction product is subjected to analysis and the results are as follows
C H N
Calculation 61.54 6.67 7.18
Analysis 61.58 6.76 6.98
61.50 6.80 7.00
Example VII
The following process is used to prepare 2-hydroxy-2-phenylethyl-N, N-dimethyl-carbamate:
The benzene-soluble fraction obtained according to the process of Example I is mixed with 500 cm 3 of a 40% aqueous solution of dimethylamine and the resulting mixture is maintained at a temperature of 50 ° C. for 3 hours. The benzene layer is separated from the aqueous layer and each layer is concentrated separately on a steam bath under reduced pressure.
Most of the reaction product is recovered from the benzene layer and this fraction is distilled to obtain 42 g of a product which has a boiling point of 1300 C under a pressure of 150 microns of mercury. It is calculated that this represents 66% of the theoretical yield.
The reaction product is subjected to analysis and the results are as follows
C H N
Calculation 63.16 7.18 6.70
Analysis 63.18 7.18 6.53
63.34 7.34 6.72
Example VIII
The following process is used to prepare 2-hydroxy-2-phenylethyl-N-amino-carbamat
The fraction soluble in benzene obtained according to the process of Example I is mixed with 220 cm 3 of hydrazine hydrate and the resulting mixture is maintained at a temperature of 5 ° C. for 3 hours. The white precipitate which forms is filtered off and recrystallized from ethanol to give 23.5 g of reaction product which has a melting point of 156 to 159 C. It is calculated that this represents 40 Wo of the yield. theoretical.
The reaction product is subjected to analysis and the results are as follows
C H N
Calculation 55.10 6.12 14.28
Analysis 55.05 6.21 14.47
54.85 6.22 14.42
Example IX
The following process is used to prepare 2-phenylethyl-carbamate:
A solution of 32.0 g (0.3 molegram) of phosgene in 200 cm3 of benzene is added dropwise to a stirred solution of 39.0 g of beta-phenylethyl alcohol (0.3 mole-gram) in 400 cm3 of benzene. The solutions are maintained at a temperature of 300 ° C. during the addition.
The resulting reaction mixture was stirred for 1 hour, then 48.0 g of diethylaniline in 100 cm3 of benzene was added and the mixture was stirred for a further hour. About 500 cc of ice water is then added to the bottle and the benzene layer which forms is separated from the aqueous layer, followed by washing with an additional 500 cc of ice water.
To the washed benzene layer, 500 cm3 of an aqueous ammonia solution at 30 So, is added, then the mixture obtained is maintained for 3 hours at a temperature of 50 C. The precipitate thus formed is separated from the mother liquor. . The solids yield is 35.2 g. From this mother liquor, additional reaction product is recovered. The overall yield after recrystallization with chloroform is 32.8 g. The melting point of the reaction product is 91-91.5 C.
This reaction product is subjected to analysis and the results are as follows
C H N
Calculation 65.45 6.66 8.48
Analysis 65.31 6.66 8.31
65.60 6.72 8.38
Example X
The following process is used to prepare 2-hydroxy-2-phenylpropyl-carbamate:
10.0 g of 2-phenylpropylene carbonate are mixed with 200 cm3 of a concentrated aqueous ammonia solution. The mixture obtained is heated in a steam bath for 1 hour. The excess ammonia and water are separated from the reaction product under reduced pressure. The separated reaction product has the consistency of an oil; it is fractionated by distillation. The product thus obtained with a yield of 5.15 g has a boiling point of 160 to 1670 C.
Example XI
By methods analogous to those described in the preceding examples, organic carbamates having the following structure can be prepared
EMI5.1
Carbantates of this formula were prepared,
R ,, R2 and R3 having the following meaning:
EMI5.2
<tb> <SEP> R1 <SEP> R2 <SEP> R3
<tb> <SEP> O
<tb> <SEP> OH <SEP> H <SEP> O-C-NH,
<tb> <SEP> O
<tb> <SEP> H <SEP> H <SEP> O-C-NH
<tb> <SEP> O
<tb> H <SEP> H <SEP> O-C-NH2
<tb> <SEP> O
<tb> II
<tb> <SEP> OH <SEP> CH3 <SEP> O-C-NH.,
<tb> <SEP> o
<tb> <SEP> OH <SEP> C2H5 <SEP> O-C-NH2
<tb> <SEP> O
<tb> <SEP> II
<tb> <SEP> OH <SEP> C3H7 <SEP> o-C-NH2
<tb> <SEP> O
<tb> <SEP> II
<tb> <SEP> OH <SEP> H <SEP> O-C-NCH3
<tb> <SEP> O
<tb> <SEP> jl
<tb> <SEP> OH <SEP> H <SEP> O-C-N (CH3) 2
<tb> <SEP> O
<tb> <SEP> OH <SEP> H <SEP> O-C-N = NH
<tb> <SEP> O <SEP> O
<tb> <SEP> II <SEP> It
<tb> <SEP> OCCH3 <SEP> H <SEP> O-C-NH2
<tb>
Example XII
2-Hydroxy-2-phenylethyl-carbamate was prepared by the following process:
Styrene glycol (industrial grade), in an amount of 4.5 kg, was dissolved in a mixture of 5.3 L of pyridine and 33 L of benzene.
To the resulting solution, in a glass-lined reaction apparatus, at a temperature of 23.90 ° C., 3.7 liters of ethyl chloroformate were added slowly, with stirring and with external cooling. After the addition was completed, the reaction mixture was heated to a temperature of 460 C and held at that temperature for 1 hour. Then, the reaction mixture was stored overnight at room temperature.
The reaction mixture was thereafter cooled to a temperature of 4.440 C and acidified to a pH of about 2 with approximately 550 cm3 of concentrated sulfuric acid in 16.5 L of cold distilled water, while maintaining this mixture. reaction with stirring. The aqueous phase of the resulting reaction mixture was separated from its benzene phase and the separated benzene solution was washed with 4 L of cold water containing 50 cm3 of sulfuric acid. Then, the benzene solution was washed with an additional 4 L of cold water.
The ammonolysis reaction was carried out by combining with the benzene solution from the previous operation 30 1 of a 28% aqueous ammoniacal solution, then stirred with the resulting mixture at a temperature of 29.4 to 32.20 C. during one hour. After that, the aqueous ammonia phase of this mixture was separated from its benzene phase, and the separated benzene solution was again extracted with 10 L of aqueous ammonia solution at a temperature of 29.4 to 32. , 20 C for 15 minutes. The separated aqueous ammonia solutions were combined and distilled under reduced pressure until a pot temperature of 460 ° C was obtained at a vacuum of 68.6 cm. By this time, the volume of the aqueous solution had been reduced to about 22 to 27 L.
This concentrated solution was cooled to 1.670 C by allowing it to stand overnight at -5000 C to obtain crystals of the corresponding monocarbamate.
After that, the thick aqueous suspension was filtered and the crystals were washed with ice-cold distilled water until it was free from ammonia. The mother liquor was concentrated to a volume of about 33 L to 20 L by distillation and then a new crop of crystals was obtained.
The first crop of crystals weighed 3.29 kg and showed a melting point of 43.6-45.10 C, while the second crop of crystals weighed 0.36 kg and showed a melting point of 42, 4 at 44.20 C. Thus, a total yield of 2-hydroxy-2-phenylethyl-carbamate crystals of 3.65 kg was obtained, which was about a yield of 61.8% based on the amount of styrene- glycol used in the reaction.
The 3.65 kg of crystals were recrystallized from about 18 L of water at a temperature of 29.40 C and these crystals were treated with a mixture of 60 g of Norite A brand charcoal and 60 g. g of diatomaceous earth sold under the brand Supercel, then filtered and cooled to a temperature of 15 C. After cooling, the solution was again filtered and washed and dried under vacuum at a temperature of 430 C. The yield of dry product was 3.27 kg, which equated to a yield of 55.5% based on the amount of styrene glycol used in the reaction, then showed a melting point of 43.9 to 45.1 "C.
By methods analogous to the methods described, the following organic carbamates can be prepared 2-hydroxy-2-phenylethyl-carbamate, N-amino-2-hydroxy-2-phenylethyl-carbamate, N-methyl-2-hydroxy2-phenylethyl-carbamate, N, N-dimethyl-2-hydroxy-2phenylethyl-carbamate, 2-hydroxy-2-phenylethyl-4morpholine-carboxylate, N-benzyl-2-hydroxy-2-phenylethyl-carbamate, N-octyl-2-hydroxy-2- phenylethylcarbamate, N-phenyl-2-hydroxy-2-phenylethyl -carbamate, 2-hydroxy-1-phenylethyl-4-morpholine-carboxylate, 2-hydroxy-1-phenylethyl-carbamate, Namino-2-hydroxy-1- phenylethyl-carbamate, N-methyl2-hydroxy-1-phenylethyl-carbamate, N, N-dimetyl-2hydroxy-1-phenylethyl-carbamate, N-octyl-2-hydroxy1-phenylethyl-carbamate, N-benzyl-2-hydroxy- 1-phenylethyl-carbamate,
N-phenyl-2-hydroxy- 1 -phenyl - ethyl-carbamate, 1-phenylethyl-1, 2-dicarbamate, N,
N'-diamino-1-phenylethyl-1,2-dicarbamate, N-amino l-phenylethyl-1, 2-dicarbamate, N, N'-dimethyl-1-phénylethyl-1, 2-dicarb amate, N, N'-tetramethyl- 1 -phenyl ethyl-1,, 2-dicarbamate, N-phenyl- 1 -phenylethyl- 1,2-dicarbamate, N, N'-diphenyl-1-phenylethyl-1,2-dicarbamate, N- dimethyl-1-phenylethyl-1, 2-dicarbamate,
N-methyl-1-phenylethyl-1,2-dicarbamate, N-octyl-1 phenylethyl- 1, 2-dicarb amate, N, N'-dioctyl- I -phenyl-ethyl-1, 2-dicarbamate, N-benzyl - 1 -phenylethyl- 1, 2-di-carbamate, N, N'-dibenzyl-1-phenylethyl-1,
2-dicarbamate 2-acetoxy-2-phenylethyl-carbamate and its derivatives, 2-acetoxy-1 -phenylethyl-carbamate and its derivatives,
1-phenylethyl-carbamte and its derivatives and 2-phenylethyl-carbamate and its derivatives.