SU1003757A3

SU1003757A3 - Способ получени 3-амино-5-трет.бутилизоксазола

Info

Publication number: SU1003757A3
Application number: SU792734110A
Authority: SU
Inventors: Вэйн Бероу Кеннет (Младший); Фрэнк Эйзембер Ричард
Original assignee: Эли Лилли Энд Компани (Фирма)
Priority date: 1978-02-22
Filing date: 1979-02-21
Publication date: 1983-03-07
Also published as: DK75679A; BR7901064A; AU523641B2; FI790549A; CA1115715A; IE790538L; PT69233A; PL213592A1; DE2964936D1; CS203945B2; AU4424779A; FR2418228B1; US4259501A; AR219790A1; GB2014992A; AT365583B; EP0004149A1; YU37879A; ES477948A1; EG14113A

Description

(Б СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3-АМИНО-5-ТРЕТt

Изобретение относитс к способам получени З-амино-5-трет-бутилизоксазола , который используетс в качестве полупродукта в синтезе производных изоксазола, обладающих гербицидной активностью.

Известен способ получени производных 3-аминоизоксазола формулы

Д

(I)

где R - . ал кил, взаимодействием нитрила формулы

R - С 5 С- CN, (I I) где R имеет указанные значени , с сол нокислым гидроксиламином в среде растворител , например, водного этанола, в присутствии гидроокиси щелочного металла при комнатной температуре .

Выход целевых продуктов составл ет Конкретный пример на полу-БУТИЛИЗОКСАЗОЛА

чение 5-трет-бутилпроизводного 3-аминоизоксазола отсутствует flj.

Недостатком известного способа вл етс то, что в качестве исходного

5 продукта в нем используют ацетиленовый нитрил, вл ющийс тругчосинтезируемым и дорогим продуктом.

Целью изобретени вл етс упрощение и удешевление процесса.

10 Эта цель достигаетс способом получени 3 амино-5-трет-бутилизоксазола, который заключаетс в том, что пивалоилацетонитрил подвергают взаимодействию с сол нокислым гидроксиламином в

15 водно-этанольной среде в присутствии щелочи при температуре кипени реакционной смеси с обратным холодильником при рН от 6,0 до 7,0,

20 Предпочтительно процесс ведут при рН от 6,2 до 6,5.

В качестве щелочи используют гидроокись лити или едкий натр.

Врем реакции при температуре дефлегмировани реакционной смеси измен етс от 1 до 24 ч, в предпочтительном варианте от 7 до 22 ч, причем последн область изменени вре мени реакции обеспечивает в общем случае оптимальные выходы 3 амино-5 трет-бутилизоксазола . Оптимально растворитель состоит из этанола и воды в пропорции от 95:5 до 42:58 (этанол-вода). При добавлении сол нокислого гид роксиламина в реакционную смесь оказываетс , что предпочтительно быстрое добавление этого соединени . На илучшие результаты получают при добавлении водного раствора сол нокис лого гидроксиламина в щелочной раст вор пивалоилацетонитрила, а затем, в течение первых 15-30 мин; необходимо обеспечить величину рН в облас от 6,0 до 7,0, в предпочтительном варианте от 6,2 до 6,5. Такое тщательное регулирование величины рН реакционной смеси вл етс важным моментом дл получени максимальног выхода 3 амИно-5-трет-бутилизоксазо ла, так как реакци весьма чувствительна к значению рН При рН ниже 5,0 в результате в качестве основно го продукта получаетс соединение изоксазолона. При более высоких зна чени х рН, т.е. при рН выше 8,0 образуютс неприемлемо большие количества 5 амино-3-трет-бутилизоксазо по сравнению с выходом искомого 3 -амино-5- {трет-бутил):изоксазола. Начина с рН отношение искомого 3-аминосоединени к 5 аминосоединению не совсем благопри тное. Такое тщательное регулирование в личины рН осуществл етс в течение первых 6 ч с начала реакции между с л нокислым гидроксиламином и пивалоилацетонитрилом . Наиболее эффективным способом вы делени целевого продукта вл етс кристаллизаци 3-аминоизомера, кото рый остаетс после удалени под вакуумом растворител без Применени тепла. Хот можно получ1 ть З аминоизомер из реакционной смеси при помощи изменени рН или вызыва кристаллизацию при помощи .более низких температур, или добавлением хлорида натри ; все эти методы привод т к выходу искомого З-змино-5-трет-бутилизоксазола в менее чистом виде. Исходный пивалоилацетонитрил получают взаимодействием низшего алкильного сложного эфира, например. 57 метилпивалата, с ацетонитрилом в присутствии основани , например гидрида натри , в присутствии растворител в атмосфере азота при температуре дефлегмировани реакционной смеси в течение времени, достаточного дл полного завершени реакции, К другим основани м, которые можно использовать в этой реакции, относ тс этилат натри и метилат натри . К соответствующим растворител м-отно- i с тс тетрагидрофуран, простой эфир, толуол, этанол и метанол. Реакци полностью завершаетс в течение примерно 7 ч, хот можно использовать и более продолжительное врегм дефлегмировани , например до примерно 2k ч. На последней стадии завершени реакции реакционную смесь концентрируют под вакуумом с целью удалени растворител , добавл ют воду и водную смесь подкисл ют, например при помощи водного раствора сол ной кислоты. Искомый исходный пивалоилацетонитрил выпадает из кислого раствора в осадок; осадок отфильтровывают и сушат. Пример 1. Получение исходного пивалоилацетонитрила. В колбу емкостью 1 л в атмосфере сухого азота помещают 26,k г 50% дисперсии в масле гидрида натри вместе с 2kQ мл сухого тетрагидрофурана„ В то врем , как.смесь поддерживаетс при температуре дефлегмировани , в нее по капл м в течение 1 ч.добарл ют смесь 40,6 г метилпивалата и 22,6 г ацетонитрила в kQ мл сухого ,тетрагидрофурана„ После того, как добавление завершено, смесь поддерживают при температуре дефлегмировани в течение ночи. Далее реакционную смесь обрабатывают под вакуумом, при этом выпариваетс часть тетрагидрофурана, а оставшийс раствор раствор ют в примерно 300 мл воды . Полученную водную смесь подкисл ют до рН примерно k с использованием концентрированного водного раствора сол ной кислоты,,Остаток тетрагидрофурана затем удал ют с использованием роторного испарител . Затем твердый остаток, который при этом образуетс , выдел ют фильтрованием и превращают в шламм в 150 мл гексана, с тем, чтобы удалить минеральное масло . Кристаллы выдел ют фильтрованием и сушат. Кристаллы имеют точку плавлени примерно 57-59 0 и идентифицируют как пивалоилацетонитрил. Ваход 36,3 г (83%).

Пример 2. Получение 3-амино 5 (рет-бутил)-изоксазола.

В З.-горлую колбу с круглым дном 5 емкостью 1 л помещают 30 г пивалоилaцeтoн fтpилa , 13.5 г гидрата окиси лити , ЗЭ мл воды и 281 мл этанола. Смесь нагревают до температуры дефлегмировани , а затем в нее добав- - Ю л ют в течение 1Q мин 9 мл водного раствора 22,2 г сол нокислого гидроксиламина рН реакционной смеси после того, как добавление завершено, . составл ет примерно 7,3. Затем зна- 15 чение рН довод т до рН 6,7 с использованием концентрированной.сол ной кислоты. Спуст 30 мин .рН 6,1. Спуст 1 ч рН составл ет 6,3. Далее рН определ ют снова спуст 2 иЗ ч послед 20 зааерше.ни добавлени , при этом рН в эти моменты составл ет 6,6 Повторное -определение рН через , 5 и 6ч показало, что рН равно 6,7. Далее смесь дефлегмируют в течение ночи. 2S На следующее утро рН составл ет 6,8. Реакционную смесь охлаждают и этанол удал ют из смеси на роторном испарителе при комнатной температуре. Твер:дый остаток отдел ют фильтрованием зо и сушат. Его вес составл ет 18,65 г и при парофазной хроматографии установлено, что проект содержит 37% искомого 3-амино-5-трет бутилизоксазола и 1,6% 5 амино-3-трет- -бутилизоксазола. Выход искомого изомера составл ет 52%.

Л р и м е р 3. Получение 3-амино-5-трет-бутилизоксазола .

В этом примере в качестве осно- щ вани вместо гидрата окиси лити используют гидрат окиси натри .

В 3-горлую колбу с круглым дном помещают 30 г пивалоилацетонитрила, 12,8 г гидрата окиси натри , 39 г воды и 281 мл этанола. Эту смесь нагревают до температуры дефлегмировани , а затем в нее добавл ют в течение примерно 10 мин водный раствор 22,2 г хлоргидрата гидроксиламина. „ рН реакционной смеси после того, как добавление завершено, составл ет 6,4. Через рН равно 6,5. Через 1 и 1/2 ч рН составл ет 6,8, а через 2 ч 7,0. Затем рН довод т до 6,2 до- х бавлением концентрированного раствора сол ной кислоты. Спуст еще 3 ч рН составл ет 6,6. Реакционную смесь поддерживают при дефлегмировании в течение ночи и по завершении 22 ч реакционного времени рН 7,3. Реакционную смесь охлаждают, а этанол удал ют под вакуумом. Твердый материал отдел ют фильтрованием и сушат. Его вес составл ет 18,9 г, точка плавлени 103105 С , в результате исследовани при помощи парофазной хроматографии установлено , что продукт содержит 91,2% З-амино-5-трет-бутилизоксазола и 5,2% 5-амино-3-трет-бутилизоксазоЛа. Выход искомого изомера составл ет 5б%

Пример j. Получение 3-амино-5-трет-бутилизоксазола .

В колбу с круглым дном емкостью 100 мл помещают 2 г пивалоилацетонитрила , 0,6 г гидрата окиси натри , 35 мл воды и 25 мл этанола. Смесь на1гревают до температуры дефлегмировани , при этом рН составл ето8,9. Затем медленно добавл ют водный раствор 1,0 г хлоргидрата гидроксиламина. После завершени добавлени рН 6,3° Затем рН реакционной смеси довод т до 6,5. Спуст 1 ч рН составл ет 6,3, затем рН снова довод т до 6,5. Спуст 2 ч определ ют рЯ, которое составл ет 7,0, его снова довод т до 6,5. Спуст 3 и ч рН составл ет 6,5. Далее реакционную смесь дефле - мируют в течение ночи и на следующее утро рН составл ет 6,1. Этанол удал ют при помощи роторного испарител , а желтый твердый материал выпа:дает в осадок. Этот твердый материал I выдел ют фильтрованием и сушат. Его вес составл ет 1,1 г и при помощи парофазной хроматографии установлено , что он содержит 9,2% 3-амино-5-трет-бутилизоксазола и 3,7% 5 -a B4нo-3-тpeт-бyтилизoкcaзoлa. Продукт имеет точку плавлени 103 105с, Выход искомого изомера составл ет 73,6%,

Пример 5. Получение 3-амино-5-трет-бутилизоксазола .

В колбу с круглым дном емкостью 100 мл помещают 2 г пивалоилацетонитрила , 0,6 г гидрата окиси натри , 35 мл воды и 25 мл этанола. Смесь нагревают до температуры дефлегмировани . рН смеси составл ет 8,6. Затем по капл м добавл ют 1,1 г хлоргидрата гидроксиламина в 15 мл воды. В конце стадии добавлени рН реакционной смеси составл ет 5,К Затем рН реакционной смеси довод т до 7,0. Спуст 1 ч определ ют рН, которое равно примерно 7,6; снова рН довод т до . 7 7,0. Спуст 2 ч определ ют рН, которое равно 6,9; снова рН довод т до 7,0. Спуст 3 ч определ ют рН, которое равно 7,5; снова рН довод т до 7,0. Спуст ч определ ют рН, которое равно 6,8; его довод т до 7,0. Реакционную смесь дефлегмируют в течение ночи и на следующее утро рН со ставл ет 6,3; вновь рН довод т до 7,0. Этанольный растворитель выпаривают с использованием роторного испарител , при этом в осадок выпадает желтый твердый материал. Твердый материал выдел ют фильтрованием и сушат . Его вес составл ет 1,1 г, а точ ка плавлени 101-10 Сс, При помощи парофазовой хроматографии установлено , что продукт содержит 92,6% но-5 трет-бутилизоксазола и k% но-3-трет-бутилизоксазола. Выход искомого изомера составл ет 72,9%. Пример 6. Получение 3 амино -5 трет-бутилизоксазйла. В колбу с круглым дном емкостью 100 мл помещают 2,0 г пивалоилацетонитрила , 0,6 г гидрата окиси натри 17,5 мл воды и 12,5 мл этанола. ЭХУ смесь нагревают до температуры де- флегмировани и в нее по капл м добавл ют водный раствор 1,1 г хлоргид рата гидроксиламина. После завершени добавлени рН равно 7,2. Затем величину рН довод т до 6,3 при помощи 10%-ного водного раствора сол ной кислоты. Спуст 1ч рН 7,0, его снов довод т до 6,5 при помощи 101-ного раствора сол ной кислоты. Спуст 2 ч рН составл ет 6,8. Спуст 3 ч рН составл ет 6,9, Спуст 3 и 1/2 ч рН 6,5, Реакционную смесь далее дефле|- мируют в течение ночи и на следующее утро рН составл ет 6,8, Реакционную смесь концентрируют при помощи ротор ного испарител , а твердый материал выпадает в осадок, осадок выдел ют и сушат. Его вес составл ет 1,3 г, точка плавлени , При помощ парофазовой хроматографии установлено , что продукт содержит 90,68% 3 -амино-5 трет-бутилизоксазола и 6,68 5-амино-3 трет-бутилизоксазола, Выход искомого изомера составл ет Пример 7, Получение 3 амино -5-трет-бугилизоксазола, В 3-хгорлую колбу с круглым дном емкостью 100 мл помещают 2 г пивалоилацетонитрила , 25 мл этанола и 10 мл воды. Смесь нагревают до темпе ратуры дефлегмировани , при этом в 7578 нее добавл ют раствор 0,89 г гидрата окиси лити и 1,5 г хлоргидрата гидроксиламина в 25 мл воды. После-стадии добавлени рН реакционной смеси составл ет 7,2, его довод т до примерно 6,8 при помощи (рнцентрированного водного раствора сол ной кислоты . Спуст 30 мин рН равно 6,0; рН довод т до 6,5 с использованием водного раствора гидрата окиси лити . Спуст 1 ч рН равно 6,2, его снова довод т до 6,8 при помощи водного раствора гидрата окиси лити. . Спуст 1,5 ч рН равно. 6,6с, Спуст 2 ч рН равно 6,7. Спуст 2 и 1/2 ч рН равно 6,8, Спуст 3 ч рН равно 7,0; снова рН довод т до 6,5 при помощи концентрированного водного раствора сол ной кислоты. Спуст 20 ч рН составл ет 7,0, Реакционную смесь охлаждают и этанол выпаривают, при помощи роторного испарител . Твердое вещество выпадает в осадок, его выдел ют фильтрованием и сушат. Его вес составл ет 1,4 г, точка плавлени 105 10бс, При помощи парофазовой . хроматографии установлено, что продукт содержит 98,5% 3 амино-5-трет-бутилизоксазола и 1% 5 амино-3-трет-бутилизоксазола . Выход искомого изомера составл ет 62,5%, П р и м.е р 8. Получение ЗЗмино-5 трет-бутилизоксазола . В 3 хгорлую колбу с круглым дном емкостью в 100 мл помещают 2 г пивалоилацетонитрила ,0,6 г гидрата окиси натри ., 35 1л воды и 12,5 мл этанола . Смесь нагревают до температуры дефлегмировани и в нее добавл ют водный раствор 1,1 г хлоргидрата гидроксиламина , В конце стадии добавлени рН составл ет 6,0, Спуст 1 ч рН равно 6,3, спуст 2 ч - 6,7, а спуст 3 ч - 6,5, На следующее утро, после дефлегмировани реакционной смеси в течение ночи рН составл ет примерно 7,2, Этанол удал ют под вакуумом при помощи роторного испарител с Твердый остаток отдел ют фильтрованием и сушат о Его точка плавлени составл ет 105-1 , 1,1 Го При помощи парофазовой хроматографии установлено , что продукт содержит Э2,Э% 3 амино-5-трет-бутилизоксазола и ,б7% 5-амино-З-трет-бутилизоксазола . Выход искомого изомера равен 60,7%о Пример 9 Получение 3 амино-5-трет-бутилизоксазола ,

Claims

Формула изобретения акционную смесь охлаждают и этанол выпаривают при помощи роторного испарителя . Белое твердое вещество отделяют фильтрованием и сушат. Вес твер- : дого материала составляет 6,8 г; при помощи парофазовой хроматографии установлено, что продукт содержит 91,9% 3-амино~5-трет-бутилизоксазола и 5,7% 5-амино-З-трет-бутилизоксазола. : Выход искомого изомера составляет 48%.

Пример 10. Получение 3^-амино-5“трет-бутилизоксазола.

В 3-горлую колбу: с круглым дном емкостью в 100 мл помещают 2 г пивалоилацетонитрила в 25 мл этанола. В эту смесь быстро добавляют раствор

1,1 г хлоргидрата гидроксиламина в 15 мл воды. pH реакцирнной смеси доводят до 7,0 при помощи 10%-ного водного раствора бикарбоната натрия, затем смесь нагревают до температуры дефлегмирования. Спустя 1 ч pH составляет 8,6, ПРИ ЭТОМ pH ДОВОДЯТ ДО дф 7,0 при помощи концентрированного раствора соляной кислоты. Спустя 2 ч pH составляет 8,5, снова. pH доводят до 7,0. Через 3 ч pH составляет 8,0;. pH доводят до 6,7. Далее смесь дефлегмируют в течение ночи. На следующее утро pH составляет 7,2, снова

1. Способ получения 3Змино-5^_-трет-бутилизоксазола взаимодействием нитрила с солянокислым гидррксиламином в водно-этанольной среде в присутствии щелочи, отличающийся тем, что, с целью упрощения и удешевления процесса, в качестве нитрила используют пивалоилацетонитрил и процесс ведут при температуре кипения реакционной смеси с обратным холодильником при pH от 6,0 до 7,0.
2. Способ поп. ^отличающийся тем, что процесс ведут при pH от 6,2 до 6,5.
3. Способ поп. 1,отличающ и й с я тем, что в качестве щелочи используют гидроокись лития или едкий натр.

Приоритет по пунктам:

22.02.78 “ по пп. 1-3, примеры 1-8. 07.12.78 - по пп. 1-3, примеры 9 и 10.