PL72633B1 - - Google Patents

Description

Sposób wytwarzania egzo-izocyjanianu oktahydro-l,2,4-metyno-5-pentalenylu Przedmiotem wynalazku jest sposób wyitwarzania czystego iizocyjiamiamu oktahydro-ilA4Hmeityno-5- -pentaienylu bedacego waznym pólproduktem do otrzymywania preparatów farmaceutycznych, bio- cydów i innych zwiazków chemicznych. Znane do- itychczas sposoby otrzymywania izocyjanianów cy- kioalifatycznych sa niewystarczajace w przypadku iztocyjanianiu oktahydroH|l,,2b4-me!tynoH5-pentalenyLu, gldyz otrzymuje sie mieszaniny izomerów bardzo trudne dio rozdzielenia. Gdy rozdzielenie izomerów jest w ogóle mozliwe, wówczas operacja jest kosz¬ towna, a uzyskana wydajnosc bywa czesto niewiel¬ ka. Przy produkcji preparatów fairimaceuitycznyeh wymagane jiesit stosowanie pólproduktów nie za¬ wierajacych domieszek iizioimarów. W zwiaizku iz po¬ wyzszym, waznym zagadnieniem bylo opracowanie sposobu otrzymywania i oddzielania czystego izo¬ cyjanianu oktaih,y(d)roHl,i2^4Hmetyno-5-penitalenylu o wzorze pokazanym na rysunku.(Sposób otrzymywania egzo-izocyjanianu oktahy- dino-/lA4-imetyino-)5-pienitaienyllu polega na tym, ze mieszanine egzo- i endo-azomerów nizszego estru ailkolksyalkilowego kwasu ctotalhydroHl^2,4-imetyno- -pentalanonSnkarboksytllowegoi, skladajaca sie glów¬ nie z egzo-izomeru, przeksztalca sie na drodze re¬ akcji z hydrazyna w odpowiedni hydrazyd kwasu karboksylowego, który nasitgpnie oczyszcza sie od zawartosci endoitoameiru przez przekrystalizowanie z nizszych cMdrowcoallkainów, po czym ocizyszczony hydrazyd przeprowadza sie za pomoca kwasu azota- 10 20 25 30 wego na azydek, a ten ostatni poddaje rozkladowi termicznemu* Jako surowce wyjsciowe stosuje sie w sposobie bedacym przedmiotem wynalazku nastepujace niz¬ sze estry alkokisyalkiilowie kwasu okitahydro-1,2,4- ^me^no-pentaleno^Hkai]^oksyi'Owelgo: esjter p-eto- kisyieityiowy, P-n-proipoksyetyOJowy, P-tizopropoksy- eityliowy, P-n-butoksyetyllbwy, ynnieitoksypropylowy, Y-etoksypropyilowy, y-inipropoksypropyllowy, y-izo- propoksypnopylowy, i y-inHbuitoksylpropylowy. Nale¬ zy podkreslic, ze jako surnowee wyjsciowe mozna stosowac tylko te estiry, kltóire jako glówny skladnik zawieraja egizonizomer. Estry dlroidize reakcji 2,5-norbornadienu z odpowiednimi nizszymi estrami alMlowyimli kwasu akrylowego, w teim(pera,tuirlze U5(0^-i2(0i0oC, w obecnosci katalizatorów niklowych (zawierajacych nikiel zarowaritoisciowy).Sposród wyzej wymienionych estrów najlepiej na¬ daje sie ester P-ieltofcsyeitylowy. Jest on reaktywny i mozna go latwo przeksztalcic na zadany hydrazyd.Wjprawdlzie reakcji z hydrazyna ulegaja laitwo i z doibrymi wydajnosciami takze ester metylowy zna¬ ny z opisu patentowego Sitanów Zjednoczonych Ameryki Nr 3271438 oraz ester etylowy znany z niemieckiego wylozenia patentowego Nr 1186052, jednak obydwa te estry posiadaja przenikliwy za¬ pach (G. N. Schirauizer et al* Ber. 95, 2768 (1962)).Mory prawie uniemozliwia prace z tylmi zwiazkami.Estry te, wystepujace w reakcji nawet w sladowych ilosciach, posiadaja dosc przykry zapach. Takze 7263372633 Hydrazyd wyltra mieszaniny lizo egzo-izomeru. Przez ; chlorowcoalkanów nhydraizyd jest kry mer wystepuje-w~ 3 kwas okta&ydro-U^Hmetynoipe^ ksyHowy ma bardzo przykry zapach. \- Estry alkoksyailkillowe, uzywane wedlug wynalaz¬ ku, nie maja w praktyce zadnego zapachu i ulega¬ ja toudno hydrolizie* tak, ze nie tworzy sie kwas klainhoksylowy, którego obecnosc, nawet w sladowej ifljosci, mozna by stwierdzic po bardizo przykrym za¬ pachu. Zamiast hydrazyny korzystne jest stosowa¬ nie wódziami hydrazyny, któiry jest latwiejszy w ubyciu. Reakcje estru kartoofcsyHowego z hydrazyna lulb z wodzianem hydrazyny prowadzi sie w srodo- iwlisku rozpuszczalników organicznych obojetnych w stosunku do reagentów, korzystnie w srodowisku ailtóokisyalkanolu, od|powiadajajceigo estrowi alkoksy- alkiiloweimu. sie w tej reakcji w postaci bardzo duzej zawartosci yistalizowianie z nizszych izieia sie endo-izomer. Egzo- Liczny, podczas gdy endo-izo- laci oleju. Mieszanine izome¬ rów rozpuszcza sie w chllorowcoailkanie, ogrzanym do temperatury wrzenia, po czym wsitawia do lodu w celu ochlodzenia. Zaleca sie wsitawianie roztworu do lodu tylko na kilka minut. Dluzsze chlodzenie powoduje krystalizowanie wiekszej czesci endo-izo- meru wraz z egzo-izomerem i krystalizacja musi byc powtórzona kilkakrotnie.Czystosc egzo^hyldraizydu mozna stwierdzic za pomoca rezonansowego wildma jaidrowego,. Korzyst¬ nymi rozpuszczalnikami typu nizszych chlorowco- aflkainów sa chliotropochodne etanu. Po jedno- lub dwukrotnym przekrystalliizowahiiu z l„2^dwuchloro- etanu otrzymuje sie czysty egzoHhydrazyd, nie za¬ wierajacy domieszki endlo-izomeru.Dzialajac nastepnie kwasem azotawym na egzo- -hydrazyd/przeksztalca sie go w azydek. Kwas aizotawy otuizytmuge sie korzystnie w roztworze wod¬ nym z azotynu metalu alkalicznego i chlorówod orj.W celu unikniecia niepozadanych reakcji ubocz¬ nych najlepiej jest stosowac mieszanine rozpuszczal¬ nika organicznego i wody jako srodowisko reakcji.Najkorzystniejszy jest uklad dwufazowy, Reakcja zachodzi w fazie wodnej tego ukladu, a powstajacy alzydek jest w sposób cia\gly wyeksitrahowywany przez faze organiczna. Faze organiczna moga sta¬ nowic rozpuEizozaOniki, w których rozpuszcza sie dobrze azydek jak równiez izocyjanian. Mozna w tym celu stosowac alifatyczne i aromatyczne weglo¬ wodory, etery o wyzszej temperaturze wrzenia i tym podobne .zwiazki. Korzystne jest stosowanie alka¬ liów i cylkloalkanów o wyzszych temperaturach wrzenia, zwlaszcza cykloheksanu, W celu unikniecia dalszych reakcji ubocznych na¬ lezy utrzymywac wysoka kwasowosc mieszaniny reakcyjnej, a niskie sitezenie chlorowodorku hydra¬ zydu. Z tego wzgledu korzystne jest umieszczenie mieszaniny rozpuszczalników 'i ikwasu solnego w naczyniu reakcyjnym* a nastepnie równoczesne do¬ dawanie do tego naczynia steiehiometrycznych ilos¬ ci roztworu chlorowodorku i roztworu azotynu. Do¬ dawanie obydwu roztworów nalezy Itak uregulowac, aby temperatura mieszaniny realkcyjinej nie prze^ kroczyla lfO°C. Po zakonczeniu reakcji oddziela sie 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 i suszy fiaze organiczna, w której rozpuszczony jest azydek.W celu rozlozenia azydku ogrzewa sie iten rb^twór powoli i os/trozmie do .temperatury wrzenia uzyte¬ go rozpuszczalnika. Ogrzewanie prowadzi sie tak dlugo, dopóki nie przestanie wydzielac sie azot.Nastepnie odparowuje sie rozpuszczalnik, a pozo¬ stalosc poddaje destylacji frakcjonowanej pod zmniejszonym cisnieniem. Wedlug sposobu bedace¬ go przedmiotem wynalazku oitrzyjmiuje sie egzo-izo¬ cyjanian oktahydro-(liA4HmeitynoH5-pentailenylu z wydajnoscia wynoszaca 710—ao%„ wydajnosci teore¬ tycznej, liczona w sitosunku do egizo-hydrazydu.Na drodze reakcji z róznymi aminami i amidami mozna otrzymac pochodne mocznikowe tego izocyja¬ nianu. Niektóre z tych pochodnych mocznikowych odznaczaja sie iznakomiitymi wlasnosciami farma¬ kologicznymi, inne sa doskonalymi substancjami czynnymi o charakterze herbicydów i pestycydów.I Itak na przyklad z wyzej wymienionego ekso-izo- cyjanianu i odpowiednich laryllosulfonamidów mozna otrzymac l-aryliosuilfonyflJoH3H(oktahydro-alr2,4-meity- no-5-pentalenylo)nmoiCznik, na przyklad l-^Op-tolilo- S'uQfonyio)-3-i(oktahydroHlJ2,4Hmetyno^5ipentalenyr lo)-(mocznik. Z ekso-izocyjanianu i piierwszorzedo- wych lub dJrugorzedowych amin alifatycznych lub arylloamiin mozna otrzymac wazne herbicyd}*, a z ekso-izocyjanianu i oksymów — wazne pesty¬ cydy. Na drodze reakcji z alkanolami otrzymuje sie estry kwasu karbamiinioiwiego^ a z kwasem octowym i bezwodnikiem kwasu octowego — acetyiloamine.Elstry kwasu karbaminowego i lacetyloamina hydro- lilzuja latwo do , oktahydroHl,2,4-imetyno-5-pentale- nylo^aminy o 'temperaturze wrzenia 75—77°C pod cisnieniem 11 torów i wspólczynniku zalamania n 20=1(^51186, która posiada znakomiite dzialanie przeciwwiirusowe.Ponizszy przyklad sluzy do blizsizego otojasnienia wynalazku.Przyklad. 1000 g wodizianu hydrazyny i 90 g 2^toksyetarioilu ogrzewa sie do tempetraitury 115°C w kolbie suilfonacyjnej, po czym, silnie, mieszajac, wkrapia w ciagu 5 godzin 2300 g estru P-etoksy- -etyilowego kwasu ofctahydlro-!lA4Hmetynoipentale- no-i5Hkarboksylowego i(imieszanina izomerów endo : : ekso 1: 8). Mieszanine reakcyjna ogrzewa sie na¬ stepnie w ciagu il|0 godzin (mieszajac, pod chlodnica zwrotna, po czym oddestyilowude sie pod normal¬ nym cisnieniem wiekszosc nieprzereagowanego wo¬ dizianu hydrazyny, wody i rozpuszczalnika^ a pozo¬ stalosc wylewa do (mieszaniny wody z lodem (1 : 2), Po 2-godzinnym imiieszaniu odsacza sie wytracony osad, przemywa woda lodowa i suszy w ciagu 24 godzin pod (zmniejszonym cisnieniem. iSurowy hy¬ drazyd topnieje w temperaturze 74—96°C i jest mie¬ szanina izomerów, zawierajaca najwiecej eksoizo- meru. Wydajnosc surowego ekso-hydrazydu wynosi 87% teorii. ,17® g otrzymanego hydrazydu rozpuszcza sie w temperaturze wrzenia w 17810 imll 1,12-dwuchloroeta- niu. Naiatepnie chlodzi sie roztwór do temperatury 0°C i trzyma kilka minuit w tej temperaturze. Wy¬ tracony osad odsacza sie. Hydrazyd kwasu oktahy- dro-il^,4-niietyno-pientaileno-i5^ekBo4cairbofcsylowego S88ST5 ma temperature topnienia 1I26°C, a badamy za po¬ moca rezonansowego widma jadrowego nie wyka¬ zuje domieszki endo-izomeru* Wydajnosc wynosi »8 g (60%X 178 g hydrazydu kwaisu oktahydro^l,2,4-metyno- -IenitailenoH5-ekiso-kairboksyiloweigo rozpuszcza sie w 1130 mil wody i M) g stezonego kiwasu solnego, otmzyimujac roztwór odpowiedniego chGorowodorku hydrazydu, Roztwór ten dodaje isie, silnie miesza¬ jac, równoczesnie z roztworem, otrzymanym przez rozpuszczenie 86 g azotynu sodowego w 170 ml wo¬ dy, w temperaturze 0—SX!, do mieszaniny GOO ml wody, 160 g stezonego kwiasu solnego i 625 g cyklo¬ heksanu. Doplyw obydwu [roztworów nalezy tak wyregulowac, aby na 2 cizesici objetosciowe roztworu chlowodorku hydrazydu przypadala 1 czesc obje¬ tosciowa roztworu azotynu i aby temperatura mie¬ szaniny reakcyjnej nie przekraczala 1'O^C. Po skon¬ czeniu dozowania roztworów miesza sie calosc w ciagu 30 minult w temperaturze 0°C, ia nastepnie po^ zostawia w spokoju.- Ciecz rozdziela sie na dwie warstwy. Warstwe cyiMoheksanowa oddziela sie i suszy siarczanem sodowym, a wairstwe wodna od¬ rzuca.Wysuszona warstwe cykiohekisanpwa saczy sie i ogrzewa powoli- i ostroznie w ciajgu 2 godzin do temperatury 80°iC Wydzielanie azotu rozpoczyna sie w temperaturze 30X! a konczy w temperaturze 70°C. Nastepnie oddesityiHowuje sie cykloheksan, a pozostalosc poddaje destylacji frakcjonowanej.Otrzymany ekso-izocyjanian okitahydro-ilT2,4-mety- no-5-pentalenylu ma itemperature wrzenia 45—50°C pod cisnieniem 03 tora. Wydajnosc wynosi 121 g (7[5i% teorii). Wspólczynnik izalamania n ™ = 1,5056.Ester ip-etoksyetylowy kiwasu oktahydro-d,2,4-me- tyno-pentaleno-5-karboksylowego stosowany jako substancja wyjisciowa wytwarza sie nastepujaco: -3312 g lestru ifJ-etoksyetylowego kwiasu akrylowe¬ go stabilizowanego dodatkiem 0,2% eteru monome- tylowego hydrochinonu miesza sie tz li852 g 2,i5-nor- bornadienu i 148 g trójkarfoonylo-trójfenylofasiiniy nikSLu. 50)0 mil tej mieszaniny ogrzewa sie do tem- peratury 1,7iO°C w kolibie zaopatrzonej w króciec odjplyiwowy do momentu- zapoczaltkowania silnie egzotermicznej reakcji. Bezposrednio po uspokóje- 6 niu sie reakcji (spadek (temperatury z l!B0°C na lf70°C) dodaje sde mieszanine eStru, dienu i kataliza¬ tora, regulujac (tak. szybko dodawania tej miesza¬ niny, aiby temperature utrzymac na poiziomie 170 do 18tO°C. (Produkt reakcji, którym jest ester Pnetoksy- etylowy kwasu oktahydro-(l,2,4-metyno-pentaleno-5- ^kairboksylowego, odlprowiadiza sie równoczesnie przez króciec odplywowy. IDoplyw i odplyw regulu¬ je sie w taki sposób, aby w naczyniu reakcyjnym znajdowalo sie zawsze 11500 md mieszaniny reakcyj¬ nej,. Caly wsad przereagowuje do konca po uply¬ wie ^5—3 godzin. iBster oczyszcza sie na drodze de¬ stylacji frakcjonowanej pod zmniejszonym cisnie¬ niem. 'Oczyszczony ester wmze w temperaturze 115°C, pod cisnieniem 0,5 tora (niefcorygow.) Hub w tempe¬ raturze lW^C, pod cisnieniem 0,0105 tora. Wspól- azyinnik zalamania n20 =) 1,48081.Zais t^zezenia patentowe Hi. Sposób wytwarzania egzo-izocyjanianu oktahy- dro-il,2^-metynoH5-pentalenylliu, znamienny tym, ze mieszanine egzo- i endoizomerów nizszego estru adkoksy-altoilowego 'kwasu oktahydronl^Hmetyno- HpentalenoH5-karboksylowego, skladajaca sie glów¬ nie z egzonizomeru, poddaje sie reakcji z hydrazyna otrzymujac odpowiedni hydinazyd kwasu karboksy- lowego, który nastepnie oczyszcza sie od zawartos¬ ci endo-izomeru przez przekiryistailizowanie z niz¬ szych chlorowcoalkanów, zas oczyszczony hydrazyd przeprowadza sie za pomoca kwasu azotawego w azydek, a ten ostatni poddaje rozkladowi termicz¬ nemu. 2. (Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako nizszy ester alkOksyalkilowy kwiasu oktahydro- Hl,2,4Hmetyno-pentaileno-<5-karboksyQ.owego stosuje sie ester J3-etoksyetyiiowy kwasu oktahydro^l,2,4- metyno-pentalenoH5-karbolksyilowego. & Sposób wedlug zastrz. 1' i A znamienny tym, ze jako nizszy chiorowcoaikan' stosuje sie 1,2-dwu- cMoroetan. 4. Sposób wedlug zastrz. ih—3^ znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie w obecnosci rozpuszczalnika organicznego obojetnego w stosunku do reagentów lufo w mieszaninie takiego rozpuszczalnika i wody. ix 01 LasOKI. 12o,25 72633 MKP C07c 119/04 °<*-^ Druk. Techn., Bytom — Zam. 276 — naklad 110 egz.Cena 10 zl PL PL PL PL PL