CS209541B2

CS209541B2 - Method of making the n-chlorimides

Info

Publication number: CS209541B2
Application number: CS788576A
Authority: CS
Inventors: Ian G Wright; Ta-Sen Chou
Original assignee: Lilly Co Eli
Priority date: 1977-12-19
Filing date: 1978-12-19
Publication date: 1981-12-31
Also published as: PH13637A; BE872584A; US4175082A; CA1095515A

Description

Vynález se týká způsobu výroby N chlorimidů. Způsobem podle vynálezu se výsledné produkty vyrábí chloraci imidů.

Je znám způsob výroby N-chlorimidů ve vodném systému. Obvykle se N-chlorimidy vyrábí tak, že se

1) podrobí chloraci odpovídající imid při použití anorganického chlornanu ve směsi kyseliny octové a vody,

2) podrobí se chloraci odpovídající imid tak, že se nechá procházet chlor vodným roztokem s obsahem ekvivalentního množství imidu a silné zásady, například hydroxidu sodného nebo hydroxidu draselného,

3) provádí se chlorace odpovídajícího imidu při použití terc.butylchlornanu ve směsi terc.butylalkoholu a vody.

Z výše uvedených způsobů pouze druhý způsob popisuje použití chloru jako takového při výrobě N-chlorimidu.

Při použití ve vodném systému má však tento způsob vážné nevýhody. Především je chlor jen velmi málo rozpustný ve vodě. Milliolu ÍG íiflíllliu, Μ П11Ш V íiIKiillcKém vodném prostředí, které vzniká po smísení hyd2 roxid.u draselného nebo hydroxidu sodného a vody podléhá rychle hydrolýze.

Mimoto bylo prokázáno [Hurwitz, „Degradation of N-chlorsuccmimide in Aqueos Solution“, Diss. Abst., B, 28 (3), 971 [1967]], že N-chlorimid ve vodném alkalickém prostředí, jaké vzniká při chloraci podle druhého způsobu vytváří v průběhu svého rozkladu obvykle velmi výbušný a toxický plyn, trichlorid dusíku.

Způsobu pro výrobu N-chlorovaných sloučenin v nevodných systémech bylo zatím popsáno velmi málo. V US patentu č. 2 686 203 je popsán způsob pro výrobu N-halogen-terc.alkylkyanamidů, při němž se působí na terč.alkylkyanamid molekulárním chlorem v inertním rozpouštědle za přítomnosti molárního ekvivalentu akceptoru halogenkyseliny, obvykle pyridinu.

Nyní bylo zjištěno, že je možno vyrobit N-chlorftalimid v podstatě nevodném prostředí. Tento způsob odstraňuje výše uvedené nevýhody použití vodného alkalického prostředí, protože při provádění tohoto způsobu se uvádí ve styk sůl ftalimidu s alkalickým kovem s chlorem v nevodném reakčním prostředí za přítomnosti halogenovaného alifatického uhlovodíku při teplotě —10 až +40 stupňů Celsia. Zpťmob je podrobně popsán v belgickém patentu č. 853 686.

Předmětem vynálezu je způsob výroby

N-clilorftalimidu, N-chlorsukcinimidu, N chlorsacharinu a

2.3.5.6- diimidu kyseliny Ν,Ν-dichlorbicyklo [ 2,2,2 ] okt-7-en-2,3,5,6-tetraka.rboxylOvé reakcí molekulárního chloru s odpovídajícím imidem, vyznačující se tím, že se reakce provádí v bezvodých podmínkách za přítomnosti epoxysloučeniny ze skupiny ethylenoxid, propylenoxid,

1.2- epoxybutan, butadiendiepoxid,

1.2- epoxy-t3-fenoxypropan,

1.4- butandioldiglycidyltther a

1.2.7.8- diepoxyoktan a alespoň katalytického množství terciárního aminu ze skupiny

1.5- diazabicyklo[ 4,3,0 ] non-S-enu,

1.5- diazabicyklo] 5,4,0 ] undect5-enUl pyridinu,

1.8- bis (dimethy lamino) naf talonu, 4'dimethalaminopyridiriu, NN-dimetymlbenzylaminu, diisopropylyihylaminUl chinolinu,

2.4.6- trimethylpyndiiiii, pyrioidinu a pyrazinu při teplotě —10 až +50 °C,

Způsobem podle vynálezu je možno vyrobit výsledné produkty, aWž by došlo k jejich rozkladu v · důsledku toho, že se postup provádí ve vodném prostředí, jako tomu bylo u výše uvedených postupů, přičemž se způsob provádí na irnidu jako takovém a dRoli na jeho soli,

N··CУlorimiey, které jsou výslednými produkty způsobu podle vynálezu jsou důležitými ^akčními činidly při reakcích, při nichž je požadován zdroj pozitivního chloru, Příkladem těchto reakcí mohou být oxidace alkoholu, sirníků, aminů a imidů, chlorace aminů, reaktivních aromatických systémů, karbonylových sloučenin s atomem vodíku v poloze « a podobně, Tyto reakce jsou popsány například v publikacích R, Filler, Chem, Revs, 63, 21 (1963), a R, Stroh, „Metlio-den der

Organis^en Chemie“ ’ [ Houben-Weil), sv, 2, část 3, str, 760 až 762, 796 a následující, Georg Tlucme Verlag, Stuttgart (1962),

Nyní bylo zjištěno, že je možno převést sulfoxid penicilinu na odpovídající 3-mytУmt lencefamsulfoxid podle následující reakčního schématu:

o

coo^ o

COOR.

Tato reakce je popsána v publikaci Kukolja a další, Journal of the Američan Chemical Society, 98, 504-0 (1976) a je dále rozpracován v belgickém patentu č, 837 040, V prvním stupni vzniká sulfenová kyselina, která se potom účastní oxidační reakce sulfidylcУloridu, SulfidylcУlorid vznikající tímto způsobem se cyklizuje na 3-exometУmledt cefamsulfoxid při použití Lewisovm kyseliny jako reakčního činidla, zejména při použití chloridu cínatého, V prvním stupni při tvorbě sulfinylcУlO‘ridu je nutno užít reakčního činidla, které je zdrojem pozitivního chloru, zejména N-cУlorimidu, Zvláště výhodnými N-ehlorimidm, popsanými rovněž v belgickém patentu č, 837 040 jsou N-chlorftalimiel N-chlorsukcinimid a N-chlorglutarimid.

Při provádění reakce se sulfoxidem penicilinu je žádoucí užít N-chlorimidu s ' určitými vlastnostmi, Předně je žádoucí užít N-cУlorimie s reaktivitou, která není ani příliš vysoká ani příliš nízká, tj, s reaktivitou, která dovoluje průběh reakce za běžných podmínek snadným způsobem, Mimoto· je žádoucí použít N-chlorimid, jehož vedlejším produktem je odpovídající imid, který je nerozpustný v reakčním systému, takže je možno jej snadno odstranit z reakční směsi a tím i usnadnit izolaci výsledného produktu,

Tyto podmínky splňují zejména nové chlorУоУГу, a to

N-chlorim-id,

2Д5,6 · cniiTfd kyseliny N,N‘tdicУlort bicyklof 2,2,2 )oktt7tent2,31516-ttlrnt karbo* ylové vzorce I

o o и II

II II

O O

(1)

Jak již bylo uvedeno, tato látka je vysoce použitelná jako· zdroj pozitivního chloru v reakcích popsaných ve výše uvedené publikaci Kukolja a další, protože

1) je dostatečně stálá a dostatečně reaktivní, aby mtíhla sloužit jako zdroj pozitivního chloru a

2) dává vznik vysoce nerozpustnému diimidu jako vedlejšímu produktu, takže tento diimid je možno snadno odstranit z reakčního prostředí.

Stálost sloučeniny je možno doložit tím, že taje za rozkladu až po zahřátí na teplotu 266 °C. Mimoto se sloučenina nemění v případě, že se například zahřívá 16 hodin v toluenu na teplotu varu pod zpětným· chladičem. Jiné reaktivní N-chlorimidy jsou při zahřívání tímto způsobem alespoň částečně rozloženy použitým rozpouštědlem. Například N-chlorsukcinimid reaguje s toluenem v případě, že je zahříván 16 hodin na teplotu 110 °C, přičemž dochází k substituci na kruhu i v poloze a, jak bylo· popsáno· v publikaci C. Yavoslavsky a E. Katchalski, Tetrahedron Letters, 51, 5173 (1972).

Munoto je sloučenina vzorce I dostatečně rozpustná v organických rozpouštědlech, která se běžně užívají při reakcích, při nichž se užívá pozitivního chloru. Například rozpustnost této sloučeniny ve vroucím toluenu je přibližně · 3 g/litr. Na druhé straně odpovídající diimid, který vzniká iako vedlejší produkt při výše uvedené reakci, je téměř úplně nerozpustný a z tohoto důvodu snadno odstranitelný z reakční směsi. Rozpustnost diimidu ve vroucím toluenu je nižší než 25 miligramů/litr. Mimoto je vznikající diimid vysoce stálý a krystalický, jeho teplota tání je vyšší než 410· °C.

Nejvýhodnější způsob výroby sloučeniny vzorce I je nový způsob podle vynálezu. Tuto látku je však možno také připravit běžným způsobem známými postupy, a to· N-chlorací 2,3,5,6-diimidu kyseliny bicyklo[ 2.2.2 ] · okt-7-en-2,3,5,6 · -tetrakarboxylové.

Použitelný známý způsob pro provedení této N-chlorace jo popsán v následujícím příkladu 16, kde se diimid podrobí N-chloraci mo'c.'k.idlírníui chlorem v kyselině octové za přítomnosti octanu. Tato reakce probíhá dobiTi při tsplote 0 až Ш.) °G.

Chloraci, která vede k výrobě sloučeniny vzorce J, je možno· provést také s dříve známými N-chloračními činidly, z nichž nejznámější a nejpoužívanější jsou chlornany. Zvláště je možno užít terc.butylhypochlorid a chlornany alkalických kovů, například chlornan sodný nebo chlornan vápenatý, jde o látky, dříve běžně užívané pro N-chloraci. K přípravě sloučeniny vzorce I je však možno užít ještě dalších dříve známých postupů pro N-chloraci. Reakčním činidlem pro toto použití může být například 1-chlorbenzotriazol a kyselina chlorisokyanurová, která se v těchto případech také užívá.

Příprava N-chlorim.idů těmito způsoby · je popsána například ve výše uvedené publikací Fillera a Strohá a mimoto v publikacích Oelschleeger a další, Pharm. Acta, Helv. 47, 1 až 6 (1972), Matsushim a další, Biochim. Biophys. Acta. 271, 243 až 251 (1972) a Cinquini a další, Synthesis· 1972, 259 až 260.

Ve svrchu uvedených publikacích je podrobně rozebráno, že běžně užívaná N-chlorační činidla jsou účinná při použití v rozpouštědlech, například chlorovaných alifatických a aromatických rozpouštědlech a také ve vodných reakčních směsích. Obvykle se užívá reakčních teplot v rozmezí 0 až 50 °C!.

Jak již bylo uvedeno, je předmětem vynálezu způsob výroby N-chlorimidů. Tento způsob spočívá v reakci molekulárního chloru s imidem, odpovídajícím výslednému N-chlorimidu za v podstatě bezvodýeh reakčních podmínek.

Reakce, která je · podstatou způsobu podle vynálezu je ekvimolární v tom smyslu, ze se spotřebuje 1 mol chloru na každý mol imidové skupiny. Z tohoto důvodu je velmi výhodné, aby byl přítomen alespoň 1 mol chloru na každý mol irnldové skupiny. S výhodou se však užívá přibližně 10 % molárního přebytku chloru pro reakci s imidem.

Teplota, při · níž reakce probíhá není rozhoduiící, avšak obvykle se pohybuje v rozmezí — 10 až + 50^OC, s výhodou —5 až +25 °C. Reakce je obvykle ukončena v rozmezí 1 až 24 hodin, s výhodou se provádí po dobu 3 až 15 hodin.

Další vlastností způsobu podle vynálezu je možnost provádění tohoto způsobu za v podstatě bezvodýeh podmínek. Pod tímto pojmem se nerozumí úplná nepřítomnost vody v reakčním systému. Tento· pojem má vyjádřit, že není žádoucí přidávání vody do reakčního prostředí před prováděním reakce nebo v jejím průběhu. Množství vody, které je obvykle přítomné v běžně dodávaných rozpouštědlech a reakčních činidlech, používaných při provádění způsobu podle vynálezu není proto před prováděním reakce nutno odstraňovat. Obecně je možno · uvést, že množství vody do 0 2 % reakční směsi neovlivní nepříznivě i· b e

Reakce může být prováděna za přítomnosti inertního organického rozpouštědla, přestože přítomnost tohoto rozpouštědla není podstatným znakem způsobu podle vynále209541

Ί zu. Pod pojmem „rozpouštědlo“ se rozumí prostředí, které zčásti nebo úplně rozpouští imid, který se užívá jako výchozí látka. Pod pojmem „inertní“ se rozumí rozpouštědlo, které za běžných podmínek nereaguje s použitými reakčními činidly, a to zejména s chlorem. Typickými rozpouštědly tohoto typu jsou halogenované aromatické a alifatické uhlovodíky. Příkladem halogenovaných aromatických uhlovodíků mohou být chlorbenzen, 1,2-díchlorbenzen, 1,4-dichlorbenzen, brombenzen a podobně. Příkladem halogenovaných alifatických uhlovodíků mohou být methylenchlorid, chloroform, 1,1,2-trichlorethan, 1,2-dichlorethan, 1,1-dichlorethan, 1,1,1-trichlorethan a podobně. Z výše uvedených látek jsou výhodnější halogenované alifatické uhlovodíky a z nich je výhodným rozpouštědlem methylenchlorid.

Kromě hlavních reakčních složek, tj. molekulárního chloru a zvoleného imidu je při provádění způsobu podle vynálezu popřípadě možno užít ještě katalyzátor a látku, která pohlcuje kyselinu. Katalyzátor a látky, pohlcující kyselinu mají patrně společný účinek, který spočívá v odstraňování chlorovodíku, vznikajícího jako vedlejší produkt způsobu podle vynálezu v průběhu reakce molekulárního chloru s imidem. Je zřejmé, že látka, pohlcující kyselinu váže chlorovodík, kdežto katalyzátor je] přenáší, aby bylo možno chlorovodík vázat látkou, která je schopná jej pohltit.

Při provádění způsobu podle vynálezu je látkou, která váže kyselinu epoxysloučenina. Tato epoxysloučenina je v reakční směsi přítomna v množství, které je alespoň ekvivalentní vzhledem к množství výchozího imidu. Pod pojmem „ekvivalent“ se v průběhu přihlášky rozumí alespoň jedna epoxyskup na na každou imidovou skupinu. Je možno· užít velký přebytek epoxysloučeniny bez nepříznivého ovlivnění průběhu reakce. Z hospodárných důvodů se však s výhodou užívá 1,1 až 5 ekvivalentů epoxysloučeniny na ekvivalent výchozího imidu. Dále je výhodné užít epoxidovou sloučeninu s terminální epoxidovou skupinou, tj. látku obsahující skupinu vzorce

Typickými výhodnými epoxysloučentnami jsou ethylenoxid, propylenoxid, 1,2-epoxybutan, butadiendiepoxid, l,2-epoxy-3-fenoxypropaii, 1,4-biitandiolglycidytether, 1,2,7,8-diepoxyoktan a podobně. Nejvýhodnějšími epoxysloučeninami jsou propylen oxid a 1,2-epoxybutan.

Ve směsi s látkou, pohlcující kyselinu se užívá katalyzátor. Katalyzátor má být přítomen v nnléin, avšak dostatečném množství, obvykle v množství 0_TQI až 0,04 molárních ekvivalentu na ekvivalent inildové skupiny ve výchozím imidu. Je možno použít i větší množství bez nepříznivého ovlivnění průběhu reakce. Katalyzátorem užívaným při provádění způsobu podle vynálezu je terciární amin s vlastnostmi, které umožňují, aby jej bylo možno užít jako katalyzátoru. Pod pojmem „katalyzátor, který je schopen přenosu“ se rozumí terciární amin, který je schopen přenášet chlorovodík, vznikající jako vedlejší produkt při reakci z protonovaného N-chlorimidu jako meziproduktu к látce, pohlcující kyselinu, aby jej tato látka mohla vázat a tím odstranit z reakčního prostředí. Použitý terciární amin musí mít vlastnosti, které dovolují tvorbu jeho hydrochioridu deprotonací protonovaného N-chlorimidu, který vzniká jako meziprodukt. Vzniklý hydrochlorid je dostatečně rozpustný v reakčním prostředí a dostatečně nestálý к tomu, aby mohlo dojít к reakci s látkou, která váže kyselinu. Terciární amin má jako katalyzátor následující vlastnosti:

1) schopnost tvořit hydrochlorid reakcí s protonovaným N-chlorimidem jako meziproduktem a

2) tvorbu hydrochioridu, což znamená,

a) alespoň částečnou rozpustnost v reakčním prostředí a

b) dostatečnou nestálost pro reakci s látkou, která váže kyselinu za současného odstranění chlorovodíku a regeneraci volného terciárního aminu.

Z terciárních aminů, které jsou vhodné pro použití při provádění způsobu podle vynálezu je možno uvést

1.5- diazobicyklo[ 4.3.0] non-5-en (DBN), pyridin,

1,8 bis (dimethylamino jnaftalen,

1.5- diazabicyklo[ 5.4.0] undec-5-en (DBU),

4-dimethylaminopyridin, N.N-dimethylbenzylamin, dnsopropylethylamin, chinolin,

2,4,6-trimethylpyridin, pyrimidín, pyrazin a podobně.

Obvykle jsou nejvýhodnější pyridin nebo jeho strukturní deriváty včetně chinolinu. Nejvýhodnějšími katalyzátory při provádění způsobu podle vynálezu jsou pyridin a zvláště chinolin.

Dále bude uveden typický způsob výroby N-chlorimidu způsobem podle vynálezu.

0.6 molu ftalimidu se uvede v suspenzi v

1,7 litrech methylenchloridu a směs se zchladí na 0 až 5 °C. Potom se přidá 3,0 mol epoxybutanu a 0,006 mol chinolinu. Poté se přivádí pod povrch suspenze vstupním přívodem přibližně 0_;66 molu chloru v plynné nebo v kapalné formě. Chladicí lázeň se odstraní a směs se nechá zteplat na teplotu nejvýš 25 °C. Po- 1 až 3 hodinách je výchozí ftalimid spotřebován nebo téměř spotřebován a směs se pomalu změní na čirý žlutý roztok. Tento roztok se podrobí na několik minut sníženému tlaku k odstranění přebytečného chloru a potom se přidá amylen (2-methyl-2-buten) k odstranění zbývajícího chloru, čímž se získá slámově zbarvená reakční směs. Při reakci amylenu s přebytkem chloru může dojít ke stoupnutí teploty reakční směsi. Přebytek 1,2epoxybuta.nu a methylenchloridu se odstraní ve vakuu při teplotě nepřevyšující 25 až 30 °C. Výsledný N-chlorftalimid vykrystaluje z roztoku při odstraňování rozpouštědla. Objem směsi se sníží přibližně na 130 až 150 ml, takže směs potom obsahuje převážně výsledný produkt a butylenchlorhydrin. Směs se zchladí v ledu po dobu 1 hodiny, poté se zfiltruje a takto izolovaný produkt se promyje malým množstvím chladného toluenu nebo petroletheru. Potom se produkt suší ve vakuu při teplotě 25 °C po dobu 18 hodin, čímž se získá výsledný produkt ve formě špinavě bílých krystalků ve výtěžku 92 až 96 °/o.

Vynález bude vysvětlen následujícími příklady, které osvětlují zejména praktické provedení způsobu podle vynálezu a nemají být určeny k jeho omezení.

Příklad 1

Ke 150 ml methylenchloridu se přidá 7,35 gramů (0,05 molu) ftalimidu, 21,5 ml (5 ekvivalentů) 1,2-epoxybutanu a 0,061 g (0,5 rnmolů) . 4-dimethylaminopyridinu. Směs se zchladí na 0 °C a nasytí se chlorem. Výsledná směs se míchá 20 hodin při teplotě místnosti. Vzorek reakční směsi se analyzuje chromatografií na tenké vrstvě, čímž je možno prokázat, že reakce dosud není ukončena. Směs se míchá dalších 24 hodin a výsledný čirý žlutý roztok se odpaří, čímž se získá krystalický N-chlorftalimid. Tento produkt se suší ve vakuu, čímž se ve výtěžku

84,8 % získá 7,7 g tohoto výsledného produktu.

Analýza:

C1 + vypočteno:

19,6 %, nalezeno:

18,3 %.

celkový obsah chloru 18,1 °/o. Teplota tání 183 až 189 °C.

Příklad 2

Ke 150 ml methylenchloridu se přidá 7,35 gramů (0,05 mol) ftalimidu a 17,5 ml (5 ekvivalentů) propylenoxidu. Výsledná směs se zchladí na 0°C, přidá se 0,13 g (0,001 mol,

0,02 ekvivalentu) chinolinu a směs se sytí chlorem. Ftalimid se počíná rozpouštět v průběhu 30 minut a po 1 hodině je téměř úplně rozpuštěn. Analýza vzorku na chromatografii na tenké vrstvě po 1 až 1/4 hodině vykazuje stopy výchozí látky. Směs se podrobí vlivu sníženého tlaku k odstranění přebytku chloru a přidá se malé množství amyienu. Výsledná směs se potom odpaří, čímž se získá krystalický N-chlorftalimid. Produkt se zfiltruje a suší p,řes noc ve vakuu, čímž se ve výtěžku 90,4 % získá 8,2 g výsledného produktu, který je totožný s produktem z příkladu 1.

Analýza:

C1+ vypočteno:

19,6 o/o, nalezeno:

19,3 o/o.

celkový obsah chloru 19,1 %.

Příklad 3

Způsobem podle příkladu 2 a při použití týchž výchozích látek se , provádí tatáž reakce při použití 0,08 g (1 mmol, 0,02 ekvivalentu) pyridinu jako katalyzátoru. Reakce je v podstatě ukončena po· 1,5 hodině a ve výtěžku 88,2 % se získá 8,0 g N-chlorftalimidu, který je v podstatě totožný s výsledným produktem z příkladu 1.

Analýza:

C1 + vypočteno:

19,6 %, nalezeno:

19,2 0% celkový obsah chloru 19,0 %.

Příklad 4

Při použití způsobu podle příkladu 2 a stejného množství výchozích látek se provádí reakce za přidání 0,12 g (1 mmol, 0,02 ekvivalentu) 2,4,6-trimothylpyridinu. Reakce je ukončena v průběhu 2 hodin a ve výtěžku

89,3 % se z'i^}ká 8,1 g N-chlorftalimidu, který je v podstatě totožný s výsledným produktem z příkladu 1.

Analýza:

C1 + vypočteno:

. 19,5%,

0 9 5 4 1 nalezeno:

18,0 %, celkový obsah chloru. 17,2 %.

Příklad 5

Postupuje se způsobem podle příkladu 2 v při použití téhož množství výchozích látek s tím rozdílem, že se přidá ještě 0,08 g (1 mmol, 0,02 ekvivalentu) pyrimidinu. . Reakce je ukončena v průběhu 2 hodin a ve¹ výtěžku 93,7 % se získá 8,5 g N-chlorftalimidu, který je v podstatě totožný s produktem z příkladu 1.

Analýza:

C1 + vypočteno:

19.5 %, nalezeno:

19.3 %, celkový obsah chloru 19,0. %.

Příklad 6

Ke 300 ml bezvodého methylenchloridu se přidá . 9,9 g (0,1 mol) sukcinimidu. K výsledné suspenzi se přidá 35 ml (5 ekvivalentů) propylenoxidu a 0,12 g (1 mmol) 4-dimethylaminopyridinu. Směs se chladí na 0 °C a nasytí chlorem. Potom se směs míchá 18 hodin, přičemž se nechá zteplat na teplotu místnosti. Vzorek reakční směsi analyzovaný chromatografií na tenké vrstvě prokazuje, že není přítomen žádný nebo téměř žádný výchozí materiál. Rozpouštědlo se pomalu odpaří a zbytek se zchladí k získání krystalického N-chlorsukcinimidu. . Produkt se oddělí filtrací, promyje malým množstvím toluenu a suší ve vakuu, čímž se získá jako první podíl 10,6 g výsledného produktu při výtěžku 79,4 %.

Analýza:

C1+ vypočteno:

26.6 %, nalezeno:

26.3 %, celkový obsah chloru 25,9 %.

Obdobným způsobem se získá ve výtěžku

9,4 % ještě druhý podíl 1,25 g produktu.

Analýza.:

C1+ vypočteno:

26,6 %, nalezeno:

25.4 %, celkový obsah chloru 25,1 %.

Teplota tání 144 až 147 °C.

Příklad 7

Ke 150. ml methylenchloridu se přidá 9,15 gramu (0,05 molu) sacharinu a potom ještě

17,5 m 1 ( 5 ekvivalentů . propylenoxiu u a 0,061 g (0,5 mmolu) 4-dimethylammoppridinu. Směs se nasytí chlorem a míchá se 4 dny. Poté se rozpouštědlo odpaří a k odparku se přidá voda. Směs se zfiltruje a získaná pevná látka se promyje vodou a suší ve vakuu, čímž se ve výtěžku 84,6 % získá 9,2 g N-chlorsacharinu.

Analýza:

C1+ vypočteno:

16,3 %, nalezeno:

14.5 °/o, celkový .obsah chloru 10,2 °/o.

Teplota tání 132 až 135 °C.

Příklad 8

Ke 150 ml bezvodého methylenchloridu se přidá 7,35 g (50 mmol) ftalimidu a 17,5 ml (250. mmol) propylenoxidu. Směs se zchladí na 0 °C a potom se přidá ještě 0,11 g (0,05 mmol) 1,8-bis (dimethylaminojnaftalenu.

Přivádí se přebytek chloru, čímž se barva směsi změní na jasně oranžovou. Směs se poté nechá stát přes noc přibližně 16 hodin při teplotě místnosti. Potom se rozpouštědlo odpaří ve vakuu. Ke krystalickému odparku se přidá voda, směs se zfiltruje a izolovaná pevná látka se promyje velkým množstvím vody, čímž se ve výtěžku 98,1 % získá 8,9 g N-chlorftalimidu, který je v podstatě totožný s produktem z příkladu 1.

Analýza;

C1+ vypočteno:

19.5 %, nalezeno:

19,1 %, celkový obsah chloru 18,6 %.

Příklad 9

Postupuje se způsobem podle příkladu 8 při použití téhož množství výchozích látek, avšak reakce se provádí při použití 0,08 g (0,5 mmol) 1,5-diazabicyklo[ 5.4.0 ] undec-5-en (DBU) místo 1,8-bis-(dimethy lamino )naftalenu. Tímto způsobem se ve výtěžku 92,8 % získá 8,42 g N-chlorftalimidu, který je v podstatě totožný s produktem z příkladu 1.

Analýza:

Cl^h vypočteno:

19,5 %, nalezeno:

17.4 %, celkový obsah chloru 10,9 %.

Příklad 10

Ke 150 ml methylenchloridu se přidá 7,35 gramu (0,05 mol) ftalimidu a 1 kapka DBU. Potom se přidá 1 ekvivalent l,2-epoxy-3-fenoxypropanu a po ukončené reakci se tímto způsobem získá N-chlorftalimid.

Příklad 11

Postupuje se způsobem podle příkladu 9 při použití téhož množství výchozích látek, avšak reakce se provádí při použití 0,07 g (0,5 mmol) Ν,Ν-dimethylbenzylaminu místo DBU, čímž se získá 8,5 g N-chlorftalimidu ve výtěžku 93,7 %. Tento produkt je identický s produktem z příkladu 1.

Analýza:

Cl^H vypočteno:

19.5 %, naloženo:

16,3 %, celkový o-bsah chloru 16,7 %.

Příklad 12

К 1700 ml methylenchloridu se přidá 88,2 gramu [0,6 molu) ftalimidu, 210 ml (5 ekvivalentů) propylenoxidu a 0,75 g (6 mmol) 4-dimethylaminopyridinu. Směs se zchladí na 0 °C a přidá se přebytek chloru. Potom se směs míchá celkem 18 hodin, načež se přidá 5 ml amylenu a směs se odpaří ve vakuu na objem 125 ml, čímž dojde ke krystalizaci produktu. Potom se směs chladí v ledu 1,5 hodiny, načež se zfiltruje a izolovaný produkt se promyje malým množstvím to luenu o poté se suší přes noc ve vakuu, čímž se ve výtěžku 95,1 % získá 103,6 g N-chlorftalimidu, který je v podstatě totožný s produktem z příkladu 1.

Analýza:

С?*^- vypočteno:

19,5 %, nalezeno:

19,1 %, celkový obsah chloru 19,5 °/o.

Příklad 13

Ke 150 ml bezvodého methylenchloridu se přidá 7,35 g (0,05 mol) ftalimidu a potom ještě 17,5 ml (5 ekvivalentů) propylenoxidu a 0,065 g [0,5 mmol) diisopropylethylaminu. Směs se zchladí na 0 °C a sytí se chlorem. Směs se míchá přibližně 24 hodin к dosažení 50% přeměny na N-chlorftalimid.

Příprava 1

К 1200 ml formamidu se přidá 1007,5 g [4,06 mol) 2,3,5,6-dianhydridu kyseliny bicyklo [ 2,2,2 ] okt-7-en-2,3,5,6-tetrakarboxylo·vé. Směs se zahřívá za současného přidávání amoniaku. Amoniak se přidává tak rychle, jak je možno jej vmísit do směsi. Dochází к exotermní reakci, počáteční teplota reakční směsi je 40 °C, po 7 minutách teplota stoupne na 140 °C a výsledný produkt počíná krystalizovat.

Přidávání amoniaku se přeruší a rozpouštědlo se odpaří destilací. Po 1,75 hodině je teplota reakční směsi 178 °C. Po 3,75 hodiny je teplota reakční směsi 180 °C při odpaření 130 ml destilátu. Zahřívání se přeruší a reakční směs se nechá zchladnout za současné destilace ve vakuu. Po dalších 30^:minutách je teplota reakční směsi 90 °C.

Destilace ve vakuu se přeruší a reakční směs se zředí 2000 ml acetonu. Potom se směs zchladí na ledové lázni na 5 °C, zfiltruje a izolovaný produkt se promyje acetonem a suší, čímž se ve výtěžku 90,8 °/o získá 907,9 gramu 2,3,5,6-diiminu kyseliny bicyklo{2,2,2]okt-7-en-2,3,5,6-tetrakarboxylové.

P ř í к 1 a d 1 4

К 1000 ml methylenchloridu se přidá 246,2 gramu (1 mmol) 2,3,5,6-diimidu kyseliny bicyklo [ 2,2,2 ] okt-7-en-2,3,5,6-tetrakarboxylové, 60;0 ml propylenoxidu a 4,7 ml (0,04 mol) chinolinu. Směs se zchladí na 20 °C a přidává se chlor tak rychle, aby bylo možno udržet teplotu reakční směsi na hodnotě 20 až 30 °C za současného chlazení ledem. Po 40 minutách počne směs houstnout a přidávání chloru se sníží. Po 2,5 hodinách se rychlost přidávání chloru znovu sníží a směs se mí chá opatrně pres noc při teplotě 25 až 30 stupňů Celsia.

Po· této době je při teplotě 25 °C reakční směs bílá, rychlost přidávání chloru se opět zvýší, čímž se po- 2,5 hodinách teplota zvýší na 30 °C. Přidávání chloru se přeruší a reakční směs se zahustí ve vakuu k odstranění propylenoxidu a chloru. Po 25 minutách teplota klesne na 5 °C. Reakční směs se rychle zfiltruje a filtrační koláč se postupně promývá 500 až 1000 ml methylenchloridu, etheru, toluenu a pentanu. Filtrační koláč se potom suší několik hodin na vzduchu a získaná pevná látka se dále suší ve vakuu při teplotě 40 až 50 °C přes noc, čímž se získá 308,4 g 2,3,5,6-cliimidu kyseliny N,N-dichlorbicyklo· [ 2,2,2 ] okt-7-en-2,3,5,6-tetrakarboxylivé o teplotě tání 266 °C (za rozkladu).

Analýza:

C1+ vypočteno:

22,5 %, nalezeno:

21,7 °/o.

Ve výsledném produktu může zůstat malé množství methylenchloridu. Tento methylenchlorid je možno odstranit varem N-chlorimidu v toluenu pod zpětným chladičem.

Příklad 15

Ke 125 g (z celkového množství 267,7 g) ftalimidu se · v baňce o obsahu 1 litr přidá

170,6 g chladného 1,2-epoxybutanu a 2,3 g chinolinu. Směs se za stálého míchání zchladí na teplotu 13 °C a přidává se chlor · trubicí, která zasahuje pod povrch reakční směsi. Teplota reakční směsi se udržuje na hodnotě 13 až 15 °C. přičemž se v průběhu 1,5 hodiny přidá 56 g chloru. V průběhu přidávání chloru směs nejprve houstne a potom postupně opět řídne.

Přidávání chloru se přeruší a ke směsi se přidá 96 g ftalimidu. Teplota se udržuje na hodnotě 14 až 15 °C, přičemž se opět přidává chlor. Přidá se 40 g chloru v průběhu 0,75 hodiny přičemž směs opět zhoustne a opět zřídne.

Přidávání chloru se přeruší a k reakční směsi se přidá zbytek z 267,7 g ftalimidu. . Poté se znovu přidává chlor tak, · že se přidá 30 g chloru v průběhu 0,5 hodiny, přičemž se teplota udržuje na hodnotě 12 až 15 °C.

Potom se nechá v průběhu 0,5 hodiny reakční směs zteplat na 21 °C. Vzorek směsi se odebere a analyzuje chromatografii na tenké vrstvě, čímž je možno prokázat ještě zbytek nezreagované výchozí látky. Směs se potom zchladí na 12 °C a přidá se 6,5 g chloru. Posléze se směs nechá znovu zteplat na teplotu místnosti a zfiltruje se, čímž se získá 322,4 g N-chlorftalimidu, který je totožný s produktem z příkladu . 1.

Analýza: .

C1+ vypočteno:

19,5 °/o, ’ nalezeno:

18,7 o/o.

Příklad 16

369 g 2,3,5,6-diimidu kyseliny bicyklo[2.2.2]okt-7ten-2,3,5,6-tetгakarboxylové se smísí s 369 g octanu sodného v 1500 ml kyseliny octové za stálého míchání a přivádění chloru. Teplota se hodinu udržuje na teplotě 40 °C a potom se sníží na 32 °C, současně se stěny baňky omyjí malým množstvím kyseliny octové. Po-tom se reakční směs zahřívá na 60 °C a při této teplotě se míchá a současně sytí chlorem. Poté se přívod chlo-ru a zahřívání přeruší a směs se opatrně míchá ještě 2 hodiny.

Na konci této doby má směs teplotu 27 °C, stěny baňky se omyjí 300 ml methylenchloridu a reakční směs se zchladí v ledové drti. Potom .se přidá v průběhu 25 minut 2500 ml ledově chladné vody tak, aby teplota směsi byla 5 °C. Potom se směs zfiltruje a pevný podíl se promyje 1500 ml vody a 1500 ml methylenchloridu.

Výsledný produkt se poté suší ve vakuu v desikátoru při teplotě 30 až 40 °C, čímž se získá 2,3,5,6-diimid kyseliny N,N‘-dichlorbicyklo [ 2.2.2] oktt7-ent2,3,5,6-tetгakarboxylové v množství 472 g. Tento produkt je v podstatě totožný s produktem z příkladu 14.

Příklad 17

Část 2,3,5,6-diimidu kyseliny bicyklo[2.2.2]okt-7tent2,3,5,6-tetrakarboxylové se rozpustí v methylenchloridu. Potom se přidá podíl terc.butylchlornanu a reakčí směs se míchá 16 hodin, načež se odpaří do sucha ve vakuu, čímž se získá surový 2,3,5,6-diimid kyseliny N^-dichlorbicykloJ 2.2.2]okttent -2,3,5,6-tetrakarboxyl.ové, který se dále čistí překrystalováním za vzniku čistého produktu, totožného z produktem z příkladu 14,

Claims

PREDMÉT

Způsob výroby N-chlorimidů vybraných ze skupiny tvořené N-chlorftalimidem, N-chlorsukcinimidem, N-chlorsacharinem a
2,3,5,6-diimidem kyseliny N,N-dichlorbicyklo [2.2.2 Jokt.-7-011-2,3,5,6-10 trakarbo-xy love, reakcí molekulárního chloru s odpovídajícím imidem, vyznačující sé tím, že se reakce provádí v bezvodých podmínkách za přítomnosti epoxysloučeniny ze skupiny ethylenoxid, propylenoxid, 1,2-epoxybutan, buta

VYNÁLEZU diendiepoxid, l,2-epoxy-3-fenoxypropan, 1,4-butadioldiglycidyether a 1,2,7,8-diepoxyoktan a alespoň katalytického množství terciárního aminu ze skupiny l,5-diazabicyklo[4.3.0]non-5-enu, 1,5-diazabicyklo] 5.4.0 jundec-5-enu, pyridinu, l,8-bis(dimethylamino( naftalenu, 4-dimethylaminopropyridinu, N,N-dimethyíbenzylaminu, diisopropylethylaminu, chinolinu, 2,4,6-trimethylpyridinu, pyrimidinu a pyrazinu při teplotě —10 až 50 °C.