SK142894A3 - Method of preparing 5-dichloracetyl-3,3,6-trimethyl-9-oxo- -1,5-diazabicyclo £4,3,0| nonane - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Tento vynález sa týka zlepšeného spôsobu výroby -dichlóracetyl-3,3,6-trimetyl-9-oxo-l,5-diazabicyklo[ 4,3,0]nonánu vzorca I =o<

N N—CO—CHCI?

5xť (I) reakciou 3,3,6-trimetyl-9-oxo-l,5-diazabicyklo[4,3,0]nonánu vzorca II

(II) s dichlóracetylchloridom za prítomnosti rozpúšťadla a bázy.

Doterajší stav techniky

Z Európskych patentov č. 031 042A, 190 105A a 229 649A je známe, že sa 5-dichlóracetyl-3,3,6-trimetyl-9-oxo-l,5-diazabicyklo[4,3,0]nonán môže získať reakciou 3,3,6-trimetyl-9-oxo-l,5-diazabicyklo[4,3,0jnonánu vzorca II s dichlóracetylchloridom za prítomnosti prostriedku viažúceho chlorovodík, pričom ako rozpúšťadlo alebo riedidlo je okrem iného vhodný toluén.

Podlá Europského patentu č. 229 649A ako prostriedok viažúci chlorovodík prichádzajú okrem iného do úvahy vodné roztoky hydroxidov alkalických kovov. V jedinom príklade uskutočnenia, obsiahnutom v Európskom patente č. 031 042A a v príklade 4 z Európskeho patentu č. 229 649A je bližšie uvedené iba uskutočnenie reakcie v toluéne s trietylamínom ako prostriedkom viažúcim chlorovodík. Po skončení reakcie sa pritom musí najskôr oddeliť pevný hydrochlorid trietylamínu, pričom sa zlúčenina vzorca I získa odparením rozpúšťadla, oddelením a nakoniec rekryštalizáciou. Toto uskutočnenie reakcie s dvojnásobným oddelovaním tuhej látky (soli a produktu) a nakoniec oddeleným čistením reakčného produktu je spôsob technicky a energeticky nákladný.

Z toho vyplýva, že úlohou vynálezu je poskytnúť jednoduchý a technicky hospodárny spôsob výroby zlúčeniny vzorca I, pri ktorom sa zlúčenina vzorca I má súčasne vyskytovať v čo možno najvyššej čistote.

Podstata vynálezu

Preto sa vynašiel spôsob výroby 5-dichlóracetyl-3,3,6-trimetyl-9-oxo-l,5-diazabicyklo[4,3,0Jnonánu vzorca I, ktorý sa vyznačuje tým, že sa

a) reakcia zlúčeniny vzorca II s dichlóracetylchloridom uskutočňuje v dvojfázovom systéme pozostávajúcom z organického rozpúšťadla prakticky nerozpustného vo vode a vody a pritom sa dávkuje hydroxid sodný alebo hydroxid draselný ako báza podlá rozsahu spotreby dichlóracetylchloridu tak, že vodná fáza vykazuje hodnotu pH od 7 do 9 a

b) vzniknutá pevná fáza sa oddelí.

Ako organické rozpúšťadlo sú vhodné predovšetkým aromatické uhlovodíky, ako je benzén a s výhodou benzény jedenkrát alebo viacnásobne alkylované, so 7 až 12 atómami uhlíka, ako je toluén, etylbenzén, dimetylbenzény a xylény.

Predovšetkým sa osvedčuje dvojfázový systém, ktorý pozostáva z toluénu a vody.

Všeobecne prichádza do úvahy pomer vody k organickému rozpúšťadlu od 1:3 do 2:1, pričom množstvo organického rozpúšťadla je s výhodou od 0,5 do 1,5 litra na mol zlúčeniny vzorca II.

Ako vodný roztok sa spravidla používa roztok hydroxidu sodného alebo hydroxidu draselného, s výhodou hydroxidu sodného.

Predovšetkým výhodné sa ukazuje, pokiaí sa dichlóracetylchlorid a hydroxid sodný alebo hydroxid draselný pridávajú súčasne avšak osobitne do dvojfázového systému, ktorý pozostáva z organického rozpúšťadla (obsahujúceho zlúčeninu vzorca II) a vody, pričom množstvo bázy sa upravuje tak, že hodnota pH vodnej fázy počas celej reakcie je medzi približne 7 a 9, predovšetkým medzi 7,5 a 8,8, s výhodou medzi 8,2 a 8,6. Podía doterajších znalostí sa znižuje výťažok zlúčeniny vzorca I tým, čím viac hodnota pH prekračuje 9.

Aby bolo možné dosiahnuť čo najvyššiu konverziu, pridáva sa dichlóracetylchlorid a zlúčenina vzorca II v približne ekvimolárnych množstvách. S výhodou sa však pracuje s prebytkom dichlóracetylchloridu približne predovšetkým s prebytkom od 10 do množstvo zlúčeniny vzorca II.

až do 50 % molárnych, 20 % molárnych, vztiahnuté na °C,

Všeobecne postačuje reakčná teplota od 0 do predovšetkým od 20 do 60 °C, najmä s výhodou od 30 do 55 °C.

Zvláštne podmienky vzhľadom na tlak nie sú potrebné a preto sa reakcia zvyčajne uskutočňuje počas atmosférického tlaku. Znížený alebo vyšší tlak je možný, avšak zvyčajne ani jeden neprináša žiadne výhody.

Zlúčenina vzorca I, vzniknutá počas reakcie, sa vylučuje ako tuhá látka z reakčnej zmesi. Táto látka sa oddeluje ako je zrejmé, napr. filtráciou alebo odstreďovaním.

Po premytí vodou má vyrobená zlúčenina výbornú čistotu, takže sa ďalšia čistiaca operácia spravidla ušetrí.

Predovšetkým výhodná forma uskutočnenia spôsobu spočíva v tom, že sa východisková zlúčenina II vyrobí podlá jedného zo spôsobov o sebe známych z Nemeckého spisu DE-A 18 02 468 (porov. tiež Angew. Chem. 81, 34 /1969/, rovnako ako tam citovaná literatúra) z kyseliny 4-oxopentánovej a neopentylamínu a bez izolácie z reakčnej zmesi v rovnakej alebo inej reakčnej nádobe sa podrobí spôsobu podlá tohto vynálezu.

Účelne sa pritom postupuje tak, že sa kyselina 4-oxopentánová a neopentylamín nechajú reagovať v požadovanom organickom rozpúšťadle pri priebežnom odstraňovaní pritom vznikajúcej vody, napr. pomocou azeotropickej destilácie, až sa už žiadna ďalšia voda netvorí a teplota varu reakčnej zmesi zostáva konštantná. Pridaním vody alebo vody oddelenej počas reakcie sa potom získa dvojfázová zmes rozpúšťadiel, ktorá je potrebná pre ďalšiu reakciu.

Množstvo dichlóracetylchloridu potrebného na uskutočnenie zlúčeniny vzorca II na zlúčeninu vzorca I sa účelne vypočíta pri tejto forme uskutočnenia podľa množstva kyseliny 4-oxopentánovej namiesto podlá množstva zlúčeniny vzorca II.

Pre úplnú konverziu kyseliny 4-oxopentánovej a neopentándiamínu je potrebné prinajmenšom ekvimolárne množstvo alebo malý prebytok jednej alebo druhej zložky, ktorý je až približne 5 % molárnych. Väčší prebytok východiskovej zlúčeniny je tiež možný, neprináša však spravidla žiadny úžitok.

Množstvo východisková desaťnásobné eduktu.

organického rozpúšťadla sa odmeria tak, že sa látka rozpustí. Zvyčajne postačuje päťnásobné až množstvo rozpúšťadla, vzťahujúce sa na množstvo

Reakčná teplota pre výrobu zlúčeniny II je zvyčajne od 40 do 140 °C, s výhodou od 60 °C do teploty varu rozpúšťadla.

S výhodou sa pracuje počas atmosférického tlaku alebo počas vlastného tlaku prítomného rozpúšťadla.

Spôsob podlá tohto vynálezu predstavuje zvláštnu formu Schloten-Baumannovej acylácie (porov. napr. Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, zv. 11/2, 4. vyd., Georg Thieme Verlag, str. 12/13. riadok zospodu/ a str. 13 /1958/). Takto je umožnená výroba zlúčeniny vzorca I jednoduchým spôsobom s čistotou vyššou ako 97 %, pričom výťažok je velmi vysoký.

Využiteľnosť

5-Dichlóracetyl-3,3,6-trimetyl-9-oxo-l,5-diazabicyklo[4,3,0]nonán vzorca I nachádza použitie napr. pri ochrane rastlín, predovšetkým ako antidotum slúžiace na zlepšenie znášanlivosti herbicídov, napr. zo skupiny acetanilidov, pre kultúrne rastliny.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad

Predstupeň:

Spôsob výroby 3,3,6-trimetyl-9-oxo-l,5-diazabicyklo[4,3,0]nonánu vzorca II

119,6 g (1 mol) kyseliny levulovej (s čistotou 97 %) v 600 ml toluénu sa zahreje na teplotu 105 až 110 °C. Do tejto zmesi sa prikvapká, počas prebiehajúceho destilačného odstraňovania vznikajúcej neopentylamínu (s čistotou prídavkom 5 % hmôt. toluénu.

reakčnej vody, 103,0 g (1 mol) 99 %), ktorý sa udržuje kvapalným Potom, keď sa pridá takmer všetok neopentylamín, reakčná teplota sa zvýši približne na 115 °C. Táto teplota sa udržuje ešte tak dlho, až sa oddestiluje teoretické množstvo (t.z. 36 g) vody a teplota prechodu destilátu je 110 °C. Potom sa reakčná zmes ochladí na teplotu približne 50 °C.

Spôsob výroby zlúčeniny vzorca I (podlá tohto vynálezu)

Reakčná zmes získaná z predstupňa sa uvedie do styku s 800 ml vody a potom sa pridáva 25 % hmôt. roztok hydroxidu sodného, až hodnota pH vodnej fázy dosiahne hodnotu 8,4. Do tejto dvojfázovej zmesi sa pri teplote 40 až 45 °C prikvapká počas 1 hodiny 173,1 g (1,15 mol) dichlóracetylchloridu (s čistotou i 98 %), pričom hodnota pH vodnej fázy sa udržuje konštantná j pridávaním 25 % hmôt. roztoku hydroxidu sodného (celkom sa pridá í ’ 216,0 g). Nakoniec sa vyrobená zmes mieša ešte počas 30 minút í a pritom sa ochladí na teplotu 20 až 25 °C. Pevná látka sa oddelí a premyje približne 500 ml vody. Vyrobená zlúčenina má teplotu i topenia 171 °C.

í !

: Výťažok zodpovedá 92,7 % teórie, látka má čistotu 98,4 % (podľa analýzy vysoko účinnou kvapalinovou chromatografiou).

Ί

Porovnávací príklad A

Do reakčnej zmesi získanej z predstupňa sa pri teplote 40 až 45 °C pridá počas 1 hodiny 173,1 g (1,15 mol) dichlóracetylchloridu (s čistotou 98 %) a 216,0 g 25 % hmôt. roztoku hydroxidu sodného.

Nakoniec sa vyprodukovaná zmes mieša ešte 30 minút a potom sa ochladí na teplotu . 20 až 25 °C. Pevná látka sa oddelí a premyje približne 500 ml vody.

Výťažok zodpovedá 81,8 % teórie, látka má čistotu 89,9 % (podľa analýzy vysoko účinnou kvapalinovou chromatografiou).

Porovnávací príklad B

Do reakčnej zmesi získanej z predstupňa sa pridá najskôr 216,0 g 25 % hmôt. roztoku hydroxidu sodného. Do tejto zmesi sa pri teplote 40 až 45 °C počas 1 hodiny prikvapká 173,1 g (1,15 mol) dichlóracetylchloridu (s čistotou 98 %).

Nakoniec sa vyprodukovaná zmes mieša ešte 30 minút a potom sa ochladí na teplotu 20 až 25 °C. Pevná látka sa oddelí a premyje približne 500 ml vody.

Výťažok zodpovedá 82,9 % teórie, látka má čistotu 94,1 % (podľa analýzy vysoko účinnou kvapalinovou chromatografiou).

j

·.

i

MM -w

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob výroby 5-dichlóracetyl-3,3,6-trimetyl-9-oxo-l,5-diazabicyklo[4,3,0]nonánu vzorca I =o _N N—CO—CHC1₂ (i) reakciou 3,3,6-trimetyl-9-oxo-l,5-diazabicyklo[4,3,0]nonánu vzorca II (II) s dichlóracetylchloridom za prítomnosti rozpúšťadla a bázy, vyznačujúci sa tým, že sa

   a) táto reakcia uskutočňuje v dvojfázovom systéme

   I pozostávajúcom z organického rozpúšťadla prakticky nerozpustného vo vode a vody a pritom sa dávkuje hydroxid sodný alebo hydroxid draselný ako báza podlá rozsahu spotreby dichlóracetylchloridu tak, že vodná fáza vykazuje hodnotu pH od 7 do 9 a

   b) vzniknutá pevná fáza sa oddelí.

   r'., .W
2. 2. Spôsob podlá nároku 1,vyznačujúci sa tým, že sa pred zmiešaním vychádza z 3,3,6-trimetyl-9-oxo-l,5-diazabicyklo[4,3,0Jnonánu vzorca II v prakticky bezvodovom organickom rozpúšťadle, aké sa vyskytuje pri výrobe zlúčeniny vzorca II z kyseliny 4-oxopentánovej a neopentándiamínu počas priebežného odstraňovania pritom vznikajúcej vody.
3. 3. Spôsob podlá nároku 1 alebo 2,vyznačujúci sa tým, že sa ako organické rozpúšťadlo použije jeden alebo viacnásobne alkylovaný benzén so 7 až 12 atómami uhlíka.
4. 4. Spôsob podlá nároku 1 alebo 2,vyznačujúci sa tým, že sa reakcia uskutočňuje pri hodnote pH od 7,5 do 8,8.
5. 5. Spôsob podlá nároku 1 alebo 2,vyznačujúci sa tým, že sa reakcia uskutočňuje pri teplote od 20 do 60 °C.