HU200323B - Process for production of n-/sulphonil-methil/-formamids - Google Patents

Description

Találmányunk N-(szulfonil-metil)-formamid-vegytlletek szulfinsav, formaldehid és formamid reagál* tatásával való előállítására vonatkozik csökkentett mennyiségű víz és egy második sav jelenlétében.

A kapott vegyületek szulfonil-metil-izocianid-vegyületek előállításának fontos kiindulási anyaga, ez utóbbi olyan vegyületcsopot, amely preparatív szerveskémiai építőelemként való, széles körű alkalmazását mostanában fedezték fel. Lásd pl. Lect. Heterocycl. Chem. £ 111-122. (1980). Acsoport leggyakrabban használt vegyülete a p-toluol-szulfonil-metilizocianid, amely a TosMIC rövidített néven ismert.

A szulfonil-metil-izocianid-vegyületek előállítása lehetséges szintéziseinek leírása a Tetrahedron Letters 2367-2368 (1972) cikkben található.

A szulfonil-metil-izocianid-vegyületek nagyméretű alkalmazása azonban komoly akadályokba ütközik, mert a kiindulási N-(szulfonil-metil)-formamidvegyületek ipari méretű gyártása jó kihozatallal nem könnyű.

Szulfonil-metil-izocianid-vegyületek nagy méretű gyártására előnyösen alkalmazzák a Mannich kondenzációt, amely során szulfinsavat, formamidot és formaldehidet reagáltatnak viz és hangyasav jelenlétében. A kapott N-(szulfonil-metil)-formamidot ezt követően dehidrálva a kívánt szulfonil-metil-izocianidot kapják. A részletes leírás pl. az Organic Syntheses51102-106. (1977) cikkben található, lásd főleg az értékelést (3. rész).

A reakciók a következő reakciővázlattal mutathatók be:

1) R-SO2Na+CH2Q+H2N-CHO -> R-SO2-CH2NH-CHO

2) R-SO2-CH2-NH-CHO -> R-SO2-CH2N=C+H2

R jelentése adott esetben 1-4 szénatomos alkilcsoporttal helyettesített fenil- vagy naftilcsoport vagy 14 szénatomos alkilcsoport, előnyösen az R jelentése p-metil-fenil-csopork

A 2) dehidráló művelet lejátszódása egyszerű. Könnyű reakciókörülmények mellett, könnyén beszerezhető és olcsó reagenseidre! 80-90% kitermelés élhető eL

Az előző, 1) Mannich kondenzáció azonban kis kihozatallal játszódik le. ARec. Trav. Chim. Pays Bas 2L209-212. (1972) cikkben öt N-(szulfonil-metíl)formamid-vegyület gyártást mutatnak be, amelyek kihozatala 15-55%. Az Org. Synth. £Z, 102-106 (1977) cikkben csak42-47%-ot említenek a TosMIC kiindulási anyagként használt N-(p-tolil-szulfonilmetil)-formamid gyártásánál.

A találmányunk szerinti eljárásban az N-(szulfonil-metil)-formamid-vegyületek képződéséhez vezető Mannich kondenzáció kihozatala lényegesen javítható, ha a reakciót vízmentes közegben vagy csak kevés, legfeljebb 401%, előnyösen kevesebb, mint 15 t%, előnyösen kevesebb, mint 51% vizet tartalmazó közegben játszatjuk le. Az ennek megfelelő, az előzőekben említett Organic Syntheses-ben leírt eljárásokban alkalmazott, sokkal kevesebb víz felhasználásával, a vízmennyiség ellenőrzésével az elérhető kihozatal több, mint 90%. A találmányunk szerinti eljárás további előnye, hogy a kapott nyers reakciótermék további elválasztás nélkül használható a megfelelő szulfonil-metil-izocianid előállításához a következő dehidratáló műveletben, így az utóbbi vegyületcsoport vegyületei most már gazdaságosabban, egy reakcióedényben gyárthatók.

A szulfinsavat rendszerint só formájában adjuk a reakcióelegyhez, amlyből a szulfinsav in situ szabadítható fel a reakcióelegyben lévő savfelesleggel. A feleslegből alkalmazott sav a hangyasav.

A formaldehidet olyan formában, pl. paraformaldehidként adjuk a reakcióelegyhez, amelyből in situ felszabadítható.

A reagáló anyagokat és a savat a szulfinsavhoz képest feleslegben alkalmazzuk.

Optimális kihozatal a következő mólarányok mellett érhető el: a formamidra 42-8:1, a formaldehidre 3:1-7:1 és a második savra £1-6:1. A reakciót nem zavaró hígítószereket alkalmazhatunk, de rendszerint nem szükséges.

A reakció hőmérséklettartománya 80 ‘C-tól a reakcióelegy forráspontjáig terjedő érték, előnyösen 85-95 *C. A legmegfelelőbb hőmérséklet 90 ’C.

A következő példák találmányunk bemutatására szolgálnak A kihozatal számítása a szulfinát reagens alapján történt

1. példa

N-(tozil-metil)-formamid

51,22 g (03 mól) nátrium-tolil-szulfinátot, körülbelül 4 mól vizet, 24 g (03 mól) formaldehidet, 60 ml (15 mól) formamidot és 38 ml (1 mól) hangyasavat tartalmazó reakcióelegyet melegítettünk 90 ‘C-ra 15 percen keresztül egy edényben. Az elegy körülbelül 7t% vizet tartalmazott 2 órán át kevertük ezen a hőmérsékleten, a tiszta oldatot 20 *C-ra hűtöttük Beoltás és 400 ml víz hozzáadása után az N-(tozil-metil)formamidot kikristályosítottuk A kristályos szuszpenziót 19 *C-on kevertük 31 percen át A csapadékot leszűrtük mostuk háromszor 75 ml vízzel és 70 ’Con szárítottuk vákuumban, és így 30,16 g (70,8% kihozatald), 109-111 ’C olvadáspontú N-(tozil-metil)formamidot kaptunk.

Ha a szűrletet ötször 100 ml metdén-kloriddal mostuk további tekintélyes mennyiségű N-(tozilmetil)-fonnamidot kaptunk Az egyesített és bepárolt székletből kapott 105 g maradékot 50 ml acetonban oldottuk Ehhez az oldathoz 75 ml vizet adtunk Az acetont vákuumban elpárologtattuk. Beoltás után N(tozil-metil)-formamidot kristályosítottunk ki. Akristályos anyagot leszűrtük, mostuk és szárítottuk és így 8,18 g (193% kihozatalú), 103-107 ’C olvadáspontú terméket kaptunk Az anyalúgból kapott l,90g maradékot metilén-kloridban oldottuk majd szilikagél oszlopon hajtottuk át A töltött oszlopot először toluollal extraháltuk az összes metilén-klorid eltávolítására. Ezt követően 0,615 tf% acetont tartalmazó toluolt használtunk eluálószerként, majd végül 10 tf% aceton tartalmú toluolt használtunk Az egyesített eluátum frakciókból származó maradékot acetonban oldottuk Vizet adtunk hozzá, és az acetont vákuumban elpárologtattuk. Beoltás után N-(tozil-metil)-formamidot kristályosítottunk ki, és így további 0,49 g (1,15%) tömegű, 1075-108 ’C olvadáspontű termé két kaptunk

A szulfinátra számított teljes kihozatal 38,8 g (91%) volt.

-2HU 200323 Β

2. példa

N-(tozil-metil)-formamid

7,34 g (40 mmól) 97 t%-os, vízmentes nátrium-ptolil-szulfinátot, 4,80 g (160 mmól) paraformaldehidet, 12 ml (13,56 g, 300 mmól) formamidot és 7,6 ml (937 g, 200 mmól) 99 t%-os hangyasavat tartalmazó elegyet felmelegítettünk 90 ’C-ra. Lényeges volt, hogy az Összes reagens vízmentes legyen. 2 órán át tartó keverés után az elegyet szobahőmérsékletre hűtöttük, 30 ml vizet adtunk hozzá, és így N-(tozil-metil)-f(umamid kristályosodott kL A kapott N-)tozil· metil-formamidot vízzel mostuk, és vákuumban szárítottuk. 7,68 g (90,1 %) kihozatalt értünk el. A tennék olvadáspontja 109-111 *C.

3. példa

N-(fenil-szulfonil-metil>fonnamid A 2. példa szerinti eljárást ismételtük meg, de ptolil-szulfinát helyett 6,77 g (40 mmól) vízmentes benzol-szulfinátot használtunk. Az N-(fenil-szulfonil-metil)-formamid kihozatal 6,31 g (793%) volt A tennék olvadáspontja 106-107 ’C.

4. példa

N-(béta-naftil-szulfonil-metil)-fonnamid A 2. példa szerinti eljárást ismételtük még, de a ptolil-szulfinát helyett 4,28 g (20 mmól) vízmentes nátrium-béta-naftil-szulfinátot használtunk. A többi reagens mennyisége a 2. példában alkalmazott reagensek mennyiségében a fele volt

A cím szerinti vegyület kihozatala 4,63 g (93,0%) volt A tolnék olvadáspontja 139-141 ’C.

5. példa

N-(tozil-metil)-formamid Nyolc reakcióelegyet készítettünk, mindegyik a 2.

példában használt reagenseket tartalmazta. Mind15 egyik reakcióelegyhez növekvő mennyiségű x ml vizet adtunk úgy, hogy ténylegesen 0,5,10,15,20,25 és 351% vizet tartalmazzanak.

Areakcióelegyeket a 2. példában leírtak szerint reagáltatok, és dolgoztuk fel. Az első reakcióelegyhez ²⁰ 30 ml vizet adtunk. A többi ieakcióelegyhez (30-x) ml vizet adtunk, és a kapott N-(tozil-metil)-formamidot kinyertük.

A kapott eredményrác a következők:

Víztartalom (t%) 0 5 10 15 20 25 30 35

A cím szerinti vegyület 7,68 7,09 730 6,98 6,95 6,52 630 5,70 g kihozatala: 90,1 833 84,5 81,9 81,6 76,5 72,8 66,9%

A termék olvadáspontja: 109-111 ’C.

6. példa

Metil-szulfonil-metil-izocianid

1,02 g (10 mmól) nátrium-metil-szulfinátot, 130 g (40 mmól) paraformaldehidet 3,0 ml (75 mmól) formamidot és 1,9 ml (50 mmól) hangyasavat tartalnazó, vízmentes reakcióelegyet melegítettünk 2 órán át 90 ’C-on. Az illékony anyagként 90 ’C-on vákuumban ledesztilláltuk. A maradékot ultrahangos berendezésben 10 ml acetonitrillel ráztuk szobahőmérsékleten 30 percen keresztül. 20 ml tebahidrofurán hozzáadása után a rázást további 15 percig folytattuk. A , kapott szuszpenziót 0 ’C-ra hűtöttük, összekevertük 13,0 ml (93 mmól) diizopropil-aminnal, majd 3,1 ml (33 mmól) foszfor-oxiktoridot adtunk hozzá. A reakcióelegyet egyidejűleg ráztuk, és kevertük egy órán át 0 ’C-on, majd ezt követően 100 ml jeges, telített nátrium-hidrogén-karbonát oldatba öntöttük és metilén-kloriddal extraháltuk. A szárított és kocentrált extraktumot250 ml etil-acetáttal hígítottuk és semleges alumínium-oxidot adtunk hozzá. A folyadékot 20 ml-re koncentráltuk és körülbelül 50 ml41-60 ’Cos petrolétert adtunk lassan hozzá. Elkezdőtött a kikristályosítás, és további 50 ml petrolétert adtunk hozzá. 630 mg, cím szerinti vegyületet kaptunk. Az anyalúgból további 30 mg, cím szerinti vegyületet nyertünk ki.

A teljes kihozatal 660 mg (a kiindulási metil-szulfinát bázisán 55%) volt. A termék olvadáspontja 5054 ’C. Átkristályosítás után az olvadáspont 54,555.0’C volt

Claims (5)

1. 35 1. Eljárás olyan N-(szulfonil-meül)-formamid-vegyületek előállítására, amelyrác a szulfonilrészen egy R csoporttal szubsztituáltak, és R jelentése 1-4 szénatomos alkil-, naftil- vagy fenilcsoport, és utóbbi egy

   1-4 szénatomos alkilcsoporttal lehet helyettesítve, a

   40 fenti R csoporttal szubsztituált szulfinsavnak vagy sójának, formaldehidnek és formamidnak egy telített monokarbonsav jelenlétében való reagáltatásával azzal jellemezve, hogy a reagáltatást 80-100 ’C-on olyan reakcióközegben végezzük, amely kevesebb,

   45 mint 401% vizet tartalmaz, és a szulfinsavra vonatkoztatva a formamidot 1:4-1:8, a formaldehidet 1:3— 1:7 és a telített monokarbonsavat 1:2-1:6 mólarányban alkalmazzuk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemez50 ve, hogy a reakciót kevesebb, mint 151% vizet tartalmazó reakcióközegben végezzük.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a reakciót 5 t%*nál kevesebb vizet tartalmazó reakcióközegben végezzük.

   55
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy telített monokarbonsavként hangyasavat alkalmazunk.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás N-(p-toluolszulfonil-metil)-formamid előállítására

   60 azzal jellemezve, hogy megfelelő kiindulási vegyületeket reagáltatunk.