CH672130A5 - Trimethylsilyl-carbamate und verfahren zu ihrer herstellung. - Google Patents

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CH672130A5
CH672130A5 CH4228/86A CH422886A CH672130A5 CH 672130 A5 CH672130 A5 CH 672130A5 CH 4228/86 A CH4228/86 A CH 4228/86A CH 422886 A CH422886 A CH 422886A CH 672130 A5 CH672130 A5 CH 672130A5
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general formula
compounds
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amine
carbon atoms
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CH4228/86A
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Dezso Knausz
Bela Csakvari
Istvan Gebhardt
Aranka Meszticzky
Zsuzsanna Kolos
Janos Rohonczy
Ferenc Szederkenyi
Kalman Ujszaszy
Janos Volford
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Eotvos Lorand Tudomanyegyetem
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02—Silicon compounds
    • C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/18—Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
    • C07F7/1896—Compounds having one or more Si-O-acyl linkages
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07J—STEROIDS
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Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft neue N-substituierte Carbamin-säure-trimethylsilyl-ester sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Die neuen Verbindungen entsprechen den allgemeinen Formeln (I) und/oder (II),
R'—0 0 - CH3
\ il I (I),
N-C-O—Si-CH3
27 1
R2 CH3
R1—0 0 CH3 \ II I
N-C-O—Si—CH3 rTn
H3C—Si — ch3 ch3 ch3
worin
R1 für Alkylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen oder Aralkylgruppe steht; und
R2 Wasser oder eine Alkylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen bedeutet.
Aus der Literatur sind mehrere verschiedene Verfahren bekannt, mit denen Silylcarbamate synthetisiert werden. Eines dieser Verfahren ist in der holländischen Patentschrift Nr. 258 303 beschrieben. Demgemäss werden Silylcarbamate gewonnen, indem man an gewisse Silylamine Kohlendioxyd addiert. Ein schwerer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Ausgangsverbindungen, d.h. die Silylamine, mittels der gewöhnlichen Silylierungsmethoden nur mit schlechten Ausbeuten gewonnen werden können. Nach einem anderen Verfahren (Zh. Obschch. Khim. 46, 2712 (1976) ) werden Silylcarbamate durch die Reaktion von Aminen mit Hexa-methyl-disilazanen und Kohlendioxyd hergestellt. Hier erscheinen die Nachteile darin, dass ein besonderes Reagens, d.h. Hexamethyl-disilazan benötigt wird, welches man aus Trimethyl-chlorsilan mit niedrigen Ausbeuten gewinnt.
Nach der deutschen Patentschrift (DE-PS) 2 722 117 lässt man ein Amin mit Kohlendioxyd reagieren und das in dieser Weise gewonnene Alkylammonium-Salz der Carbaminsäure wird mit Trimethyl-chlor-silan silyliert. Eine verbesserte Variante dieses Verfahrens wird in der ungarischen Patentschrift Nr. 185 931 beschrieben, wonach verhältnismässig höhere Ausbeuten, eine kürzere Reaktionsdauer und eine höhere Reinheit des Produktes durch Verwendung eines chlorierten Kohlenwasserstoffes als Lösungsmittel erreichbar sind. Die gemeinsamen Nachteile beider letztgenannten Verfahren bestehen darin, dass höchstens eine Hälfte des verwendeten Amins zur Bildung der gewünschten Verbindung ausgenützt wird, da die andere Hälfte des Amins zu Alkyl-ammoniumchlorid umgesetzt wird. Dieser Nachteil ist besonders deutsam, wenn teuere Alkyloxyamine oder Aralkyl-oxyamine eingesetzt werden.
Ziel der Erfindung ist demnach reaktionsfähige Silyl-De-rivate in guten Ausbeuten herzustellen und ein Verfahren auszuarbeiten, mit dem die gewünschten Verbindungen einfacher und durch eine niedere Anzahl von Reaktionsschritten hergestellt werden können.
Es wurde nun gefunden, dass die Verbindungen der allgemeinen Formeln (I) und/oder (II), worin die Bedeutung von R1 und R2 die gleiche wie oben ist, sehr reaktionsfähig sind, besonders für Silylierung und Oximierung in breitem Kreise anwendbar sind. Sogar können beide Verbindungen unter gewissen Umständen gleichzeitig gebildet werden.
Weiterhin wurde es gefunden, dass die Verbindungen der allgemeinen Formeln (I) und/oder (II) aus den Aminen der allgemeinen Formel (III),
R1—0
V mn worin die Bedeutung von R1 und R2 die gleiche wie in der allgemeinen Formel (I) ist, oder aus deren Säureadditionssalzen, bevorzugt aus dem Hydrochlorid, hergestellt werden können.
Näher betrachtet, wenn das Verfahren aus einem Amin der allgemeinen Formel (III) oder aus einem deren Säureadditionssalze ausgeht, worin R2 für Wasserstoffatom steht und die Bedeutung von R1 die gleiche wie oben ist, wird ein Gemisch der Verbindungen der allgemeinen Formeln (I) und (II) gebildet. Wenn die Verbindung der allgemeinen Formel (I) erwärmt wird, so wird die entsprechende Verbindung der allgemeinen Formel (II) durch Selbstsicherung gewonnen. Wenn das Verfahren aus einem Amin der allgemeinen Formel (III) oder aus einem deren Säureadditionssalze ausgeht, worin R2 für eine Alkylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen steht und die Bedeutung von R1 die gleiche wie oben ist, so erhält man die entsprechende Verbindung der allgemeinen Formel (I) als ein einziges Produkt.
Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Herstellung der neuen Verbindungen der allgemeinen Formeln (I) und/oder (II), worin
R1 für Alkylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen oder Aralkylgruppe steht; und
R2 Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen bedeutet, wonach man a) um Verbindungen der allgemeinen Formeln (I) und (II) zu gewinnen,
(1) ein Mol eines Amins der allgemeinen Formel (III), worin die Bedeutung von R1 die gleiche wie oben ist und R2 für Wasserstoff steht, oder ein Säureadditionssalz davon mit Kohlendioxyd und mit 1 bis 5 Molen, bevorzugt mit 1 bis 4 Molen, eines tertiären Amins, vorzugsweise eines tri-(Ci_6-Alkyl)-amins in einem organischen Lösungsmittel bei einer Temperatur zwischen 0 °C und der Siedetemperatur des Reaktionsgemisches reagieren lässt um das entsprechende N-substituierte tertiäre Ammoniumcarbamat der allgemeinen Formel (IV),
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worin die Bedeutung von R1 und R2 die gleiche wie oben ist und B+ für ein tertiäres Ammoniumion, vorzugsweise für ein tri(C]_ ]6-alkyl)-ammonium-ion steht, zu erhalten,
(2) zum Reaktionsgemisch, welches 1 Mol der Verbindung der allgemeinen Formel (IV) enthält, 0,5 bis 5,0 Mole, vorzugsweise 2 bis 3 Mole, eines Trimethylsilylierungsmittels gibt, oder gewünschtenfalls den Schritt (1) und (2) zu einem Einstufenverfahren kombiniert und in irgendeinem Fall
(3) das Salz des tertiären Amins und das Lösungsmittel aus dem Reaktionsgemisch entfernt und
(4) das Gemisch der Produkte gewünschtenfalls nach einer Reinigung in einer gebrauchsfertigen Form gewinnt,
oder seine Komponenten durch Vakuumdestillation trennt, oder gewünschtenfalls eine so erhaltene Verbindung der allgemeinen Formel (I) in die entsprechende Verbindung der allgemeinen Formel (II) durch Erwärmung umwandelt;
oder b) um eine Verbindung der allgemeinen Formel (I) zu gewinnen, worin die Bedeutung von R1 die gleiche wie oben ist und R2 eine Alkylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen bedeutet, ausgehend von 1 Mol Amin der allgemeinen Formel (III), worin die Bedeutung von R1 die gleiche wie oben ist und R2 Alkylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen bedeutet, oder ein Säureadditionssalz davon, über die gleichen Schritte, wie oben unter a) beschrieben, führt und gewünschtenfalls die so gewonnene Verbindung der allgemeinen Formel
(I) reinigt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Verwendung der Verbindungen der allgemeinen Formeln (I) und/oder (II), worin die Bedeutung von R1 und R2 die gleiche wie oben ist, zur Oximierung und/oder Trimethylsilylierung eines Substrate der allgemeinen Formel (V)
H-Y-Z=0 (V),
worin
Y für Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel oder Carboxyl-gruppe steht;
Z das Gerüst eines Substrates ist; und
H einen Silylierbaren polaren Wasserstoff bedeutet.
Nach diesem Verfahren werden neue Verbindungen der allgemeinen Formel (VI),
(CH3)3Si-Y-Z=N-OR1 (VI),
worin
R1 für Alkylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen oder Aralkylgruppe steht;
Y für Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel oder Carboxyl-gruppe steht; und
Z das Gerüst eines Substrates ist, erhalten.
Ein noch weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Verwendung der nach dem erfmdungsgemässen Verfahren erhaltenen Verbindungen der allgemeinen Formel (VI), worin die Bedeutung von R1, Y und Z die gleiche wie oben ist, als Referenzverbindungen (Vergleichssubstanzen) für Chromatographie.
Die Verbindungen der allgemeinen Formeln (I) und/oder
(II) können aus bekannten Ausgangssubstanzen in der folgenden Weise hergestellt werden [J. Org. Chem. 30, 1270 (1965)].
Ein Amin der allgemeinen Formel (III) oder ein Säureadditionssalz, vorzugsweise Hydrochlorid, davon wird in einem Gemisch eines organischen Lösungsmittels und eines tertiären Amins von ausreichender Basizität, z.B. eines tri-(niederen Alkyl)-amins, unter kräftigem Rühren gelöst. Das organische Lösungsmittel wird in einer solchen Menge verwendet, dass das leichte Rühren während der ganzen Reaktionsdauer versichert ist. Die bevorzugte Menge des Lösungsmittels beträgt 1 bis 5 Gewichtsteile auf das Gewicht der Ausgangssubstanz berechnet, in einigen Fällen können aber Lösungsmittelmengen über diese Grenzwerte verwendet werden. Ein der Reaktionszwecken geeignetes Lösungsmittel (Reaktionsmedium) soll die folgenden Anforderungen vergnügen: einerseits soll es mindestens einen kleinen Teil des Säureadditionssalzes des Amins der allgemeinen Formel (III) lösen und andererseits soll es einen niedrigen Siedepunkt haben, um es leicht durch Destillation entfernen zu können. Solche Lösungsmittel sind z.B. die chlorierten aliphatischen Kohlenwasserstoffe, z.B. Kohlenstofftetrachlorid, Chloroform, Dichlormethan, Dichlorethylen usw. sowie Ether, z.B. Diethyl-ether, Dibutyl-ether, Tetrahydrofuran usw. Am meisten bevorzugt sind die aprotischen, wenig polaren organischen Lösungsmittel, z.B. Diethyl-ether oder Tetrahydrofuran.
Ein charakteristischer Zug der Erfindung besteht darin, dass ein protonbindendes Mittel, d.h. ein tertiäres Amin, in der Reaktion verwendet wird, wodurch man eine doppelt so grosse Gesamtausbeute erreicht, wie es mit den bisher für andere Typen von Silylcarbamat-Derivaten bekannten Methoden verglichen wird. Es ist vorteilhaft, ein tertiäres Amin mit ausreichender Basizität (d.h. ein tertiäres Amin mit einem pKb-Wert von 2 bis 9, vorzugsweise von 2 bis 5) anzuwenden, welches Amin ein fast unlösliches Salz während der Reaktion bildet und dadurch aus dem Reaktionsgemisch leicht, z.B. durch Filtrieren, entfernbar ist. Daman die tertiären Amine mindestens in einem kleinen Überschuss verwendet, um die völlige Menge der während der Reaktion abgespaltenen Säure zu binden, soll man diesen Überschuss entfernen; deshalb ist es bevorzugt, Amine mit einem verhältnismässig niedrigen Siedpunkt anzuwenden. Typische Beispiele dieser tertiären Amine sind die tri(C!_6Alkyl)-amine, von denen Triethylamin am meisten bevorzugt ist.
In das Reaktionsgemisch, das die Ausgangsverbindung, das organische Lösungsmittel und das tertiäre Amin enthält, führt man gasförmiges Kohlendioxyd unter kräftigem Rühren bei einer Temperatur von 0 °C bis zum Siedepunkt des Gemisches ein. Verwendet man ein Amin der allgemeinen Formel (III) als Ausgangssubstanz, ist es vorteilhaft, die Reaktion unterhalb der Raumtemperatur durchzuführen. In diesem Falle ist die meist geeignete Temperatur zwischen 0 °C und 5 °C. Andererseits, wenn ein Säureadditionssalz des Amins der allgemeinen Formel (III) verwendet wird, ist es vorteilhaft, die Reaktion bei einer höheren Temperatur, z.B. bei der Siedetemperatur des Reaktionsgemisches, durchzuführen.
Die Einführung des Kohlendioxyds wird bis zur Sättigung des Reaktionsgemisches, d.h. bis zum Ende der Reaktion, fortgesetzt. Verwendet man das Amin der allgemeinen Formel (III) in der Form eines Säureadditionssalzes, so erscheint es charakteristisch, dass das Reaktionsgemisch am Anfang eine Suspension ist, die dann allmählich in einen feinen, staubförmigen Niederschlag während der Reaktion übergeht. Wenn das Amin der allgemeinen Formel (III) als Ausgangssubstanz verwendet wird, erhält man am Ende der Reaktion ein Gemisch ohne Niederschlag.
Das in dieser Weise gewonnene N-substituierte Carb-aminsäuretrialkylammoniumsalz der allgemeinen Formel
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(IV) kann isoliert werden. Esist aber vorzüglicher, den zweiten Schritt, d.h. die Trimethylsilylierung, ohne Trennung der Verbindung der allgemeinen Formel (IV) auszuführen. Die Trimethylsilylierung wird in dem selben Reaktionsmedium, wie der erste Schritt, vollführt. Als Trimethylsilylierungsmit- 5 tel kann man Trimethylchlorsilan oder Hexamethyldisilazan gewöhnlich bei einer Temperatur zwischen 0 °C und 5 °C anwenden. Es ist wohlbekannt, dass die trimethylsilylierenden Mittel durch die Feuchtigkeit der Luft oder des Lösungsmittels leicht hydrolysiert werden, deshalb muss man völlig 10 trockene Lösungsmittel anwenden, und die Luftfeuchtigkeit soll während der Reaktion ausgeschlossen werden. Gewöhnlich wird 1 Mol Verbindung der allgemeinen Formel (IV) mit 1 bis 5 Molen, vorzugsweise mit 1 bis 3 Molen, Trimethylchlorsilan silyliert: diese Menge hängt davon ab, ob eine 15 Verbindung der allgemeinen Formel (I) oder eine Verbindung der allgemeinen Formel (II) hergestellt werden soll.
Wenn das Ziel die Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (II) ist, benötigt man eine doppelte Menge von Dimethylchlorsilan, wie es im Falle von Herstellung ei- 20 ner Verbindung der allgemeinen Formel (I) verwendet wird.
Der grösste Teil des gebildeten Salzes des tertiären Amins fällt von dem Reaktionsmedium aus und kann mittels der gewöhnlichen Methoden, z.B. durch Filtrieren, entfernt werden. Das im Filtrat zurückbleibende Salz kann durch Zu- 25 gäbe eines apolaren, niedrig siedenden Kohlenwasserstoffes abgeschieden werden. Zu diesem Zweck kann man z.B. Kohlenwasserstoffe wie n-Pentan, n-Hexan, n-Heptan, n-Oktan, Petrolether, Benzol usw. verwenden, von denen n-Pentan am meisten bevorzugt ist. Das abgeschiedene Salz kann man in 30 der oben angegebenen Weise entfernen. Danach wird das Lösungsmittel abdestilliert und der Rückstand, der wesentlich aus einem Gemisch der N-substituierten Carbaminsäu-re-trimethylsilyl-ester der allgemeinen Formeln (I) und (II) besteht, das 80 bis 95% des gesamten Rohproduktes beträgt,35 kann unmittelbar für Trimethylsilylierung und/oder Oximierung verwendet werden. Gewünschtenfalls kann man die Verbindung der allgemeinen Formel (II) von dem Reaktionsgemisch durch Vakuumdestillation trennen.
40
Die erfmdungsgemässen Verbindungen können auch in einem Einstufenverfahren (Eintopfverfahren) synthetisiert werden. In diesem Falle gibt man ein Amin der allgemeinen Formel (III) oder ein Säureadditionssalz davon dem Ge- 45 misch aus dem Lösungsmittel, tertiärem Amin und Silylie-rungsmittel zu und führt Kohlendioxyd in das Reaktionsgemisch ein.
In dem erfmdungsgemässen Verfahrenvariant a) kann das Verhältnis der in der Reaktion gebildeten Verbindungen 50 der allgemeinen Formeln (I) und (II) durch die Änderung der angewendeten Mengen des tertiären Amins und des Sily-lierungsmittels beeinflusst werden. Wenn die Mengen der Reaktanten im Verhältnis des Amins der allgemeinen Formel (III) oder dessen Säureadditionssalze erhöht werden, so 55 nimmt die Menge der Verbindung der allgemeinen Formel (II) in dem Reaktionsgemisch zu.
Das Verfahrensvariant b) kann angewandt werden, wenn das Ziel die Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (I) ist, worin R2 für Alkylgruppe mit 1-6 Kohlen- 60 Stoffatomen steht und die Bedeutung von R1 die gleiche wie oben ist. In diesem Falle verwendet man als Ausgangsverbindung ein Amin der allgemeinen Formel (III), worin R2 für eine Alkylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen steht und die Bedeutung von R1 die gleiche wie oben ist, oder ein Säu- 65 readditionssalz davon.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert, ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
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Beispiel 1
a) In einem mit einem Rührer, Rückflusskühler, Tropftrichter, Ein- und Ausleitungsrohr versehenen Rundkolben von 1000 ml stellt man eine Suspension aus 42 g (0,5 Mol) Methoxyamin-hidrochlorid und 151,5 g (1,5 Mol) Triethyl-amin in 250 ml trockenem Diethylether her. In diese Suspension leitet man trockenes, gasförmiges Kohlendioxyd unter Eiskühlung und kräftigem Rühren ein, wobei ein charakteristischer staubförmiger Niederschlag von N-Methoxy-carb-aminsäure- triethylammoniumsalz entsteht. Die Einleitung von Kohlendioxyd wird bis zum Ende der Gasabsorption (etwa 5 Stunden lang) fortgesetzt, wodurch auch das Ende der Reaktion scheinbar wird. Dann werden 108,5 g (1 Mol) von Trimethyl-chlorsilan unter ständiger Kohlendioxyd-Einleitung, unter Eiskühlung und ständigem Rühren während etwa 1,5 Stunden zugegeben. Dann wird das Reaktionsgemisch zwei Stunden lang unter Kühlung weiter gerührt und sich auf Raumtemperatur erwärmen gelassen. Der gebildete Niederschlag von Triethylamin-hydrochlorid wird abfiltriert und der Ether aus dem Filtrat durch Destillation entfernt. Zum Rückstand werden 100 ml n-Pentan zugegeben, wodurch eine weitere Menge von Triethylamin-hydrochlorid abgeschieden wird, das man wieder abfiltriert. Von dem Filtrat destilliert man das n-Pentan unter vermindertem Druck ab und der Rückstand wird durch Vakuumdestillation gereinigt. Das so erhaltene Produkt besteht wesentlich aus zwei Hauptkomponenten, die 90 bis 92% des Gesamtproduktes betragen. Diese Hauptkomponenten sind N-Methoxy-N-tri-methylsilyl-carbaminsäure-trimethylsilyl-ester und N-Meth-oxycarbaminsäure-trimethylsilyl-ester, deren Molverhältnis etwa 2:1 ist. Der überbleibende Teil des Produktes enthält eine kleine Menge von Lösungsmittel, Triethylamin und He-xamethyl-disiloxan. Deshalb kann das Produkt unmittelbar für die meisten praktischen Zwecken, z.B. für Trimethylsilylierung und/oder Methoximierung, ohne weitere Reinigung eingesetzt werden.
Durch fraktionierte Destillation des Produktes erhält man 19,5 g (0,12 Mol) N-Methoxycarbaminsäure-trimethyl-silyl-ester, Kp. 32-34 °C/2,5 mbar, und 58,8 g (0,25 Mol) N-Methoxy-N-trimethylsilyl- carbaminsäure-trimethylsilyl-ester, Kp. 55-58 °C/2,5 mbar.
Die Ausbeuten, die physikalischen Eigenschaften sowie die spektroskopischen und gaschromatographischen Angaben sind in der Tabelle nach Beispiel 6 zusammengefasst.
b) Man geht wie im Beispiel la) beschrieben vor, mit der Ausnahme, dass der erste Reaktionsschritt bei der Siedetemperatur des Reaktionsgemisches durchgeführt wird. Nach Beendigung des Zweistufenverfahrens gewinnt man 22,8 g (0,14 Mol) N-Methoxycarbaminsäure-trimethylsilyl-ester und 68,2 g (0,29 Mol) N-Methoxy-N-trimethylsilyl-carb-aminsäure- trimethylsilyl-ester, deren physikalische Eigenschaften mit den im Beispiel la) angegebenen Angaben identisch sind.
c) 42 g (0,5 Mol) Methoxyamin-hydrochlorid, 250 ml trockenes Chloroform, 151,5 g (1,5 Mol) Triethylamin, 54,2 g (0,5 Mol) Trimethyl-chlorsilan und 80,5 g (0,5 Mol) Hexamethyldisilazan setzt man in den selben Apparat, der im Beispiel la) beschrieben wurde. In das Gemisch leitet man Kohlendioxyd bei einer Temperatur von 60-70 °C unter Rühren ein. Die dicke Suspension wandelt allmählich in einen losen Niederschlag um. Der Fortgang der Reaktion wird durch GC-Analyse kontrolliert; nach etwa 5 Stunden ist die Reaktion vollendet. Das Reaktionsgemisch wird in der im Beispiel la) angegebenen Weise aufgearbeitet. Das so gewonnene Produkt (80,7 g) enthält die Verbindung der Formel (I) und (II) in einem Verhältnis von etwa 1:2, diese zwei Hauptkomponenten betragen 96% des gesamten Rohproduktes, das einer Gesamtausbeute von 73,2% entspricht.
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6
Beispiel 2
Ein Gemisch von 49 g (0,5 Mol) N-Methyl-methoxy-amin-hydrochlorid, 101 g (1 Mol) Triethylamin und 250 ml trockenem Ether behandelt man mit Kohlendioxyd in der selben Einrichtung und unter den selben Umständen, wie sie im Beispiel la) beschrieben wurden. Nach Beendigung der Gasaufnahme werden 54 g (0,5 Mol) Trimethyl-chlorsilan zum Reaktionsgemisch während etwa einer Stunde gegeben. Dann geht man wieim Beispiel la) beschrieben vor. So werden 73,2 g (82%) N-Methoxy-N-methylcarbaminsäure-tri-methylsilyl-ester, Kp. 38-41 °C/2,5 mbar, erhalten.
Beispiel 3
Ein Gemisch von 24 g (0,5 Mol) Methoxyamin, 101 g (1 Mol) Triethylamin und 200 ml trockenem Ether behandelt man mit Kohlendioxyd in der selben Einrichtung und unter den selben Umständen, wie im Beispiel la). Nach Beendigung der Gasaufnahme gibt man 108,5 g (1 Mol) Trimethyl-chlorsilan während 1,5 Stunden dem Reaktionsgemisch zu. Das Gemisch wird nach Beispiel la) aufgearbeitet. So wird ein Gemisch von N-Methoxycarbaminsäure-trime-thyl-silyl-ester und N-Methoxy-N-trimethylsilylcarbamin-säure-trimethylsilyl-ester gewonnen. Nach Vakuumfraktio-nierung gewinnt man 14,5 g (0,09 Mol, 17,8%) N-Methoxy-carbaminsäure-trimethylsilyl-ester, Kp. 32-34 °C/2,5 mbar, und 72,8 g (0,31 Mol, 62%) N-Methoxy-N-trimethylsilyl-carbaminsäure-trimethylsilyl-ester, Kp. 55-58 °C/2,5 mbar.
Beispiel 4
a) Ein Gemisch von 49 g (0,5 Mol) Ethoxyamin-hydro-chlorid und 151,5 g (1,5 Mol) Triethylamin in 250 ml trockenem Diethylether behandelt man mit Kohlendioxyd in der selben Einrichtung und unter den selben Umständen, wie im Beispiel la). Nach Beendigung der Gasaufnahme werden 108,5 g (1 Mol) Trimethyl-chlorsilan während 1,5 Stunden unter kräftigem Rühren zu dem Reaktionsgemisch gegeben. Im weiteren geht man, wie im Beispiel la beschrieben, vor und gewinnt ein Gemisch von N-Ethoxy-N-tirmethylsilyl-
carbaminsäure-trimethylsilyl-ester und N-Ethoxy-carbamin-säure- trimethylsilyl-ester. Durch fraktionierte Destillation erhält man 28,3 g (0,16 Mol, 32%) N-Ethoxy-carbaminsäu-re-trimethylsilyl-ester, Kp. 42-45 °C/2,5 mbar, und 72,1 g 5 (0,29 Mol, 58%) N-Ethoxy-N-trimethylsilyl-carbaminsäure-trimethylsilyl-ester, Kp. 87-91 cC/2,5 mbar.
b) Man verfährt, wie im Beispiel 4a) beschrieben, vor mit der Ausnahme, dass der erste Reaktionsschritt bei der Siedetemperatur des Reaktionsgemisches durchgeführt wird. 10 Nach Beendigung des Zweistufenverfahrens gewinnt man 31,5 g (0,18 Mol, 36%) N-Ethoxy-carbaminsäure-trimethyl-silyl-ester und 77,0 g (0,31 Mol, 62%) N-Ethoxy-N-trime-thylsilyl-carbaminsäure- trimethylsilyl-ester, deren physikalische Eigenschaften die selben sind, wie sie im Beispiel 4a) be-15 schrieben wurden.
Beispiel 5
Man verfährt in der selben Weise wie im Beispiel 3 mit der Ausnahme, dass Benzyloxyamin als Ausgangsverbin-20 dung verwendet wird. Nach Beendigung des Zweistufenverfahrens wird Triethylamin-hydrochlorid durch Filtrieren entfernt und das Lösungsmittel und der Überschuss des Triethylamins werden aus dem Filtrat abdestilliert. Der Rückstand besteht aus N-Benzyloxy-N-trimethylsilyl-carb-25 aminsäure-trimethylsilyl-ester mit einer Reinheit von 92 bis 96% und vernachlässlichen Mengen des Lösungsmittels, Triethylamins und Spuren von Hexamethyl-disilazan. Die Ausbeute liegt zwischen 45 und 63%; die physikalischen Eigenschaften der Verbindung sind in der Tabelle nach Bei-30 spiel 6 angegeben.
Beispiel 6
Das gemäss dem Beispiel 3 gewonnene, rohe Gemisch aus N-Methoxy-carbaminsäure-trimethylsilyl- ester und N-35 Methoxy-N-trimethylsilyl- carbaminsäure-trimethylsilyl-ester wird mehrere Stunden lang erwärmt, wodurch die vorstehende Verbindung in die letztere Substanz umgewandelt wird. In dieser Weise gewinnt man N-Methoxy-N-trimethyl-silyl-carbaminsäure- trimethylsilyl-ester mit einer Ausbeute 40 von 70%, kP. 56-58 °C/2,5 mbar.
45
Tabelle
Physikalische und spektroskopische Angaben der hergestellten Verbindungen
Beispiel
R1
R2 oder
Ausbeute
Kp.
GC
Massenspektrum
IR (Film)
'H-NMR
Nr.
(CH3)3Si
(%) auf die
°C/mbar
Index an
M+
Inten-(M-15)+
(cm-
')
(CDC13)
Ausgangsver
OV-1 sta m/e sität
Intensi für v
Peak für
bindung der
tionärer
%
tät %
NHvC=0
OSi
Formel (III)
Phase
(CH3)3
bezogen
(130 °C)
und
1 und ch3
NSi(CH3)3
H
24-30
32-34/2,5
1012±3
163
1
12
3368
1694
9,68 -
3
ch3
(CH3)3Si-
50-60
55-58/2,5
1144±3
235
31
28
—
1717
9,68 9,71
2
ch3
ch3
80-90
38-41/2,5
1058 ±3
177
3
39
—
1692
9,68 -
4
c,h5
H
28-35
42-45/2,5
1082 ±3
177
0,6
10
3277
1693
9,67 -
C,HS
(CH^Si
44-60
87-91/2,5
1189±4
249
28
18
—
1715
9,67 9,72
5
C6H5CH2
(CH3)3Si
45-63
(Zer
1663 ±5
311
26
17
—
1702
9,66 9,69
setzung)
6
CH3
(CH3)3Si
70
55-58/2,5
1144±3
235
31
28
-
1717
9,68 9,71
7
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Beispiel 7
Gleichzeitige Oximierung und Silylierung von Androste-ron (2ß-Hydroxy-5a-androstan-17-on)
50 mg Androsteron (Substrat) werden in einem Messkolben von 5 ml in analytisch reinem Pyridin gelöst und dann aufgefüllt. Ein Aliquot von 125 |_il dieser Stammlösung wird in ein Pierce-Reaktionsgefäss gelegt, welches mit einer durch eine Nadel durchdringlichen Gummikappe versehen ist, und 75 ^1 (280 x 10~3 Mol) N-Methoxy-N-trimethylsilyl-carb-aminsäure-trimethylsilyl-ester (Reagens) werden zugegeben. Die Reaktion wird auf solche Weise in Gang gesetzt, dass 7,5 jil (66 x 10"3 Mol) Trifluoressigsäure durch eine Hamil-ton-Nadel zum Reaktionsgemisch gegeben werden. Die Derivatbildung wird bei Raumtemperatur ausgeführt. Fünf Minuten nach Initierung der Reaktion gewinnt man das Gaschromatogramm A und nach 25 Minuten (als die Reaktion wesentlich völlig beendet ist) das Gaschromatogramm B. Beide Chromatogramme sind in der Abbildung 1 dargestellt.
Zu dieser Analyse diente ein JEOL-Model Gaschromatograph, mit einem Flammenionisations-Detektor und sila-nisierter Glaskolonne (2 m x 2 mm), gefüllt mit 3 Gew.-% OV-210 und 80-100 mesh Gas Chrom Q. Die Aufnahmen wurden bei einer Ofentemperatur von 262 °C, bei einer In-jektionsblock- und Detektor-Temperatur von 275 °C, mit einer Stickstoff-Trägergas-Geschwindigkeit von 20 ml/Minute verfertigt.
In der Abbildung 1, im Chromatogramm A wurde die Peak 1 als 3-0-Trimethylsilyl-androsteron-17-methoxim (d.h. das gewünschte Endprodukt) und die Peak 2 als 3-0-Trimethylsilyl-androsteron (ein teilweise umgesetztes Zwischenprodukt) identifiziert. In der Abbildung 1, auf dem Chromatogramm B erscheint nur die Peak 1, die charakteristisch für das gewünschte Endprodukt ist.
Weiterhin wurden die gewonnenen Derivate durch Mas-
senspektrometrie identifiziert:
MS-Angaben
70 eV
GC Retentions-Index auf bei
(M-X)+
M/e
OV-210 (262 °C) und Se-54
(262 °C)
M
391
2915 2735
M-15
376
M-31
360
M-121
270
Anstatt Pyridin kann man auch andere aprotische oder dipolare, aprotische Lösungsmittel, e.g. Chloroform oder 15 Acetonitril verwenden; in diesem Falle wird die Reaktionsdauer einigermassen verlängert. Die Reaktion kann auch mittels anderer saurer Katalysatoren initiert werden. Solche Katalysatoren sind z.B. Natriumhydrogensulfat, p-Toluol-sulfonsäure oder eine methanolische Hydrogenchlorid-Lö-20 sung.
Ausser Androsteron wurden die folgenden Esteroide der-ivatisiert (in Klammern stehen die reagierenden Gruppen):
17a-Hydroxyprogesteron (17a-Hydroxy; 3,20-dion), .Östron (3-Hydroxy; 17-on);
25 19-Nortestosteron ( 17ß-Hydroxy; 3-on);
Testosteron (17ß- Hydroxy; 3-on);
A'-Methyltestosteron (17a-Hydroxy; 3-on);
5-Dehydro-epiandrosteron (3 ß-Hydroxy; 17-on);
Progesteron (3,20-dion);
30 11 ß-Hydroxyprogesteron (11 ß-Hydroxy; 3,20-dion);
Östradiol (3,17ß-Dihydroxy);
21-Hydroxy-progesteron (21-Hydroxy; 3,20-dion).
C
1 Blatt Zeichnung

Claims (12)

    672130
  1. (1) ein Mol eines Amins der allgemeinen Formel (III),
    worin die Bedeutung von R1 die gleiche wieoben ist und R2 für Wasserstoff steht, oder ein Säureadditionssalz davon mit
    R1—0
    Rz
    \
    N —H J
    (III)
    R1— O
    O
    \ ii
    N—C-
    ./
    (IV)
    worin die Bedeutung von R1 und R2 die gleiche wie oben ist und B+ für ein tertiäres Ammoniumion steht, zu erhalten,
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verbindungen der allgemeinen Formeln (I)
    R1—0^ 0
    ch3
    N-C—O—Si—CH3 ,/ I
    R2 CH3
    (I),
    30
    worin
    R1 für Alkylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen oder Aralkylgruppe steht; und
    R2 Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen bedeutet.
    (2) zum Reaktionsgemisch, welches 1 Mol der Verbindung der allgemeinen Formel (IV) enthält, 0,5 bis 5,0 Mole eines Trimethylsilylierungsmittels gibt, oder den Schritt (1) und (2) zu einem Einstufenverfahren kombiniert, danach
    2
    PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung der neuen Verbindungen der allgemeinen Formeln (I) oder (II), oder eines Gemisches von (I) und (II)
    R1—0 0 CH3 \ II I N—C—0—Si—CH3 J I
    (I),
    ch3
    io
    R1—0
    \
    0
    ch3
    /
    H3C—Si—CH3
    ch3
    N—C—0—Si —CH3
    (II),
    ch3
    15
    und/oder (II) in der Abwesenheit von Wasser herstellt.
  3. 3
    672 130
    (3) das Salz des tertiären Amins und das Lösungsmittel aus dem Reaktionsgemisch entfernt und
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion bei einer Temperatur zwischen 0° und 5 °C ausführt, wenn ein Amin der allgemeinen Formel (III) als Ausgangssubstanz verwendet wird.
  4. (4) das Gemisch der Produkte gewinnt, oder seine Komponenten durch Vakuumdestillation trennt,
    oder
    (b) um eine Verbindung der allgemeinen Formel (I) zu gewinnen, worin die Bedeutung von R1 die gleiche wie oben ist und R2 eine Alkylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen bedeutet, ausgehend von 1 Mol Amin der allgemeinen Formel (III), worin die Bedeutung von R1 die gleiche wie oben ist und R2 Alkylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen bedeutet, oder einem Säureadditionssalz davon, die gleichen Schritte, wie oben unter a) beschrieben, durchführt.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion etwa bei der Siedetemperatur des Reaktionsgemisches ausführt, wenn ein Säureadditionssalz eines Amins der allgemeinen Formel (III) als Ausgangssubstanz verwendet wird.
  5. 5. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der im Anspruch 1 angegebenen Formel (II), dadurch gekennzeichnet, dass man eine gemäss Variante a) des Anspruches 1 erhaltene Verbindung der allgemeinen Formel (I) durch Erwärmen in eine entsprechende Verbindung der allgemeinen Formel (II) überführt.
  6. 6. Verbindungen der allgemeinen Formel worin
    R1 für Alkylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen oder Aralkylgruppe steht; und 20
    R2 Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen bedeutet, dadurch gekennzeichnet, dass man a) um Verbindungen der allgemeinen Formeln (I) und (II) zu gewinnen, wobei R2 in Formel (I) für Wasserstoff steht, 25
  7. 7. Verbindungen der allgemeinen Formel (II),
    R1—O
    Kohlendioxyd und mit 1 bis 5 Molen eines tertiären in 35 Amins in einem organischen Lösungsmittel bei einer Temperatur zwischen 0 °C und der Siedetemperatur des Reaktionsgemisches reagieren lässt um das entsprechende N-substi-tuierte tertiäre Ammoniumcarbamat der allgemeinen Formel (IV), 40
    \ II N—C— /
    H3C—Si—ch3
    ch3
    ch3 0—Si—CH3 ch3
    (II),
    45
    50
    55
    60
    65
    worin
    R1 Alkylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen oder Aralkylgruppe bedeutet.
  8. 8. Ein Gemisch der Verbindungen der allgemeinen Formeln (I) und (II), worin das Verhältnis der Verbindung der allgemeinen Formel (I) zur Verbindung der allgemeinen Formel (II) zwischen 1:10 und 10:1 liegt.
  9. 9. Verwendung der Verbindungen der Formeln (I) und/ oder (II) zur Oximierung eines Substrates der allgemeinen Formel
    H-Y-Z=0
    worin
    Y Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel oder eine Carboxyl-gruppe bedeutet und
    Z das Gerüst eines Substrates ist und H einen silylierbaren polaren Wasserstoff bedeutet.
  10. 10. Verwendung der Verbindungen der Formeln (I) und/ oder (II) zur Trimethylsilylierung eines Substrates der allgemeinen Formel
    H-Y-Z = 0
    worin
    Y Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel oder eine Carboxyl-gruppe bedeutet und
    Z das Gerüst eines Substrates ist und H einen silylierbaren polaren Wasserstoff bedeutet.
  11. 11. Verwendung der Verbindungen der Formeln (I) und/ oder (II) zur Oximierung und Trimethylsilylierung eines Substrates der allgemeinen Formel
    H-Y-Z=0
    worin
    Y Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel oder eine Carboxyl-gruppe bedeutet und
    Z das Gerüst eines Substrates ist und H einen silylierbaren polaren Wasserstoff bedeutet.
  12. 12. Verwendung der gemäss Verwendung nach Anspruch 11 erhaltenen Verbindungen der allgemeinen Formel (VI)
    (CH3)3Si-Y-Z=N-OR1 (VI)
    als Referenzsubstanzen für Chromatographie.
CH4228/86A 1985-11-01 1986-10-23 Trimethylsilyl-carbamate und verfahren zu ihrer herstellung. CH672130A5 (de)

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IT1229681B (it) * 1989-04-27 1991-09-06 Consiglio Nazionale Ricerche N,n-dialchilcarbammati di silicio e di alluminio e loro prodotti di idrolisi.
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NL8602320A (nl) 1987-06-01
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