SU296320A1 - Способ получения октагидро-1,2,4-метенопента- ленил- - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к способу получени  не известного ранее октагидро-1,2,4 - метенопенталенил- (5)-экзоизоцианата, который может найти применение в качестве исходного соединени  дл  синтеза физнологически активных соединений.

Известные способы получени  циклоалифатических изоцианатов не могут быть использованы дл  нолучени  октагидро-1,2,4 - метеноценталеЕил- (5)-экзоизоцианата, так как при этом получаетс  трудно разделима  смесь экзоэндоизомеров, из которой экзоизомер может быть выделен только с незначительным выходом.

Предложенный способ позвол ет получать экзоизомер октагидро-1,2,4 - метеноненталенил- (5) - изоцианата с выходом 70-80%.

Способ сосотоит в том, что состо щую в основном из экзонзомеров смесь экзоэндоизомеров сложного низшего алкоксиалкилового эфира октагидро-1,2,4 - метенопенталенил-5карбоновой кислоты подвергают взаимодействию с гидразином, получа  соответствующий гидразид карбоновой кислоты, его освобождают от доли эндоизомеров перекристаллизацией из низких галоидалканов, очищенный таким образом гидразид кислоты перевод т в азид кислоты посредством азотистой кислоты и его термически разлагают.

В качестве исходных веществ примен ют следующие сложные низшие алкоксиалкиловые эфиры октагидро-1,2,4-метенопенталенил5-карбоновой кислоты: р-метоксиэтиловый,

|3-этбксиэтиловый, р-н-пропоксиэтиловый, ризонроцоксиэтиловый , р-н-бутоксиэтиловый, у-метоксинропиловый, уэтоксипропиловый, у-н-пропоксипропиловый, у изопропоксипропиловый и у-«-бутоксинропиловь Й эфиры. Примечательно , что употребл ют в качестве исходных веществ только сложные эфиры, содержащие значительную долю экзоизомеров. Такие сложные эфиры получают по непрерывному методу путем взаимодействи  2,5-норборнадиена с соответствующими сложными низщими алкоксиалкиловыми эфирами акриловой кислоты в присутствии катализаторов никел  - О при 150 до 200°С. Из выщеприведенных самым пригодным  вл етс  Р-ЭТОКсиэтиловый эфир. Он реакционноспособен и его можно .легко подвергать реакции обмена, получа  желаемый гидразид. Известные сложные метиловый и известный этиловый эфиры также легко можно подвергать реакции обмена с гидразином, получаютс  хорошие выходы , но оба эфира имеют проникающий собственный запах, который делает почти невозмолшой работу с этими соединени ми. Даже следы эфиров вызывают при последующих

реакци х обмена значительные раздражени  запахом. Сама октагидро-1,2,4 - метенопенталенил-5-карбонова  кислота .имеет очень сильный собственный запах. Употребл емые дл  этого способа алкоксиалкиловые эфиры практически ,не имеют собственного запаха и мало чувствительны к гидролизу, так что не образуетс  карбонова  кислота, которую даже в следах можно было бы заметить из-за крайне непри тного залаха.

Целесообразно употребл ть вместо гидразина гидразингидрат, которым можно пользоватьс  легче. Реакци  обмена сложного эфира карбоновой кислоты с гидразином или гидразингидратом происходит в присутствии инертных относительно участников реакции органических растворителей, предпочтительно в соответствующем сложному алкоксиалкиловому эфиру алкоксиалканоле.

После этой ступени получают гидразид как смесь изомеров с очень высокой долей экзоизомеров . Перекристаллизацией из низших галоидалканов удал ют порцию эндоизомеров . Экзогидразид - кристаллический в то В|рем  как эндоизомер получаетс  в виде масла. Смесь раствор ют IB кип щем галоидалкане и после этого резко охлаждают льдом. Рекомендуетс  оставл ть раствор только несколько минут в лед ной ванне. При более продолжительном охлаждении выкристаллизовываетс  наибольша  часть эндоизомера с экзонзомером, и перекристаллизацию следует неоднократно повтор ть. Чистоту экзогидразида определ ют путедМ спектров  дерномагнитного резонанса. Б качестве галоидалканов примен ют в особенности хлорированные этапы. Использу  1,2-дихлорэтан получают после одно- или двукратной перекристаллизации .полностью чистый от изомеров экзогидразид .

Экзогидразид лосле этого перевод т в азид азотистой кислотой. Азотистую кислоту получают лредпочтительно из водного раствора нитрита щелочного металла и хлористого водорода . Чтобы избегать нежелательных побочных реакций, лучше всего работать в смеси органического растворител  с водой, предпочтительна двухфазна  система, в водной фазе которой происходит реакци  и из которой образующийс  азид непрерывно экстрагируетс  органической фазой. В качестве органических растворителей примен ют такие, в которых хорошо раствор етс  как азид, так и изоцианат. Можно примен ть алифатические и ароматические углеводороды, высоко кип щие простые эфиры и т. д.; предпочтительно применение высоко кип щих алкалов и циклоалканоъ , в особенности циклогексана. Дл  избежани  других побочных реакций кислотность реакционной смеси должна быть высока , а концентраци  гидразида-гидрохлорида низкой. Поэтому в реакционный сосуд подают предпочтительно сначала смесь растворителей   сол ной кислоты, а после этого прибавл ют одновременно раствор гидрохлорида и раствор нитрита в стехиометрических соотнощени х . Подачу обоих растворов надо регулировать так, чтобы температура реакционной смеси не превышала 10°С. После окончани  5 реакции выдел ют и сушат органическую фазу, в которой растворен азид. Дл  разложени  азида медленно и осторожно нагревают этот раствор до температуры кипени  употребленного растворител , а именно до тех

0 пор, пока происходит выделение азота. Потом удал ют растворитель и остаток фракционируют в вакууме. Октагидро-1,2,4-метенопенталенил- (5)-экзоизоцианат получают с выходом 70-80%, счита  на Экзогидразид.

5 Этот изоцианат можно подвергать взаимодействию с различными аминами и амидами, получа  производные мочевины, некоторые из которых имеют отличные фармакологические свойства, а другие представл ют собой герби0 цидные и пестицидные препараты. Так, например , из указанного экзоизоцианата и арилсульфонамидов получают соответствующие 1-арилсульфонил-3- октагидро-1,2,4 - метепопенталенил- (5)-мочевины, например 1-(п5 толуолсульфонил) - 3- октагидро-1,2,4 - метенопенталенил- (5)-мочевину, из экзоизоцианата и первичных или вторичных алифатических аминов или ариламинов получают важные гербициды, из экзоизоциапата и оксимов получают важные пестициды. Реакцией обмена с алканолами получают сложные эфиры карбаминовой кислоты и реакцией обмена с уксусной кислотой и ангидридом уксусной кислоты получают ацетиламин. Сложные эфиры

5 карбаминовой кислоты и ацетиламин можно легко гидролизовать, получа  октагидро-1,2,4метенопенталепил- (5)-экзоамин (т. кип. 75- 77°С/11 мм, показатель преломлени  п% 1,5186).

0 Пример.

А. Нагревают 1000 г гидразипгидрата и 90 г 2-это.ксиэтанола до 115°С и прибавл ют по капл м в течение 5 час при сильном перемешивании 2360 г сложного р-этоксиэтилового

5 эфира октагидро 1,2,4 - .метенопенталенил - 5 карбоновой кислоты (смесь изомеров эндо - экзо 1:9). Реакционную смесь после этого нагревают в течение 10 час при перемешивании с обратным холодильником, после этого

0 отгон ют большую часть непрореагировавшего гидразипгидрата, воды и растворител  (при нормальном давлении) и остаток вливают на смесь лед - вода (1:2). После двухчасового перемешивани  отфильтровывают осадок, промывают лед ной водой и сушат., в течение 24 час в вакууме. Сырой гидразид имеет точку плавлени  74-96°С и представл ет собой состо щую в основном из экоизомера смесь изомеров. Выход сырого экзогидразида со0 ставл ет 87% теоретического.

Б. 178 г полученного по пункту А гидразида раствор ют в 1780 мл кип щего 1,2-дихлорэтана . После этого охлаждают до 0°С и держат в течение нескольких минут при этой темразид октагидро-1,2,4 - метеиопепталенил - 5экзокарбоковой кислоты имеет точку плавлени  126°С и не имеет по спектру  дерно-магнитпого резонанса никакого загр знени  эндоизомером . Выход составл ет 98 г (60%).

В. Из 178 г гидразида октагидро-1,2,4-метенопенталенил-5-экзокарбоновой кислоты, 130 мл воды и 140 г концентрированной сол ной кислоты получают раствор соответствующего гидразидгидрохлорида. Раствор прибавл ют одно-временно с раствором, изготовленным из 170 мл воды и 85 г нитрита натри , при сильном переменливании при О до 5°С в смесь из 600 мл воды, 160 г концентрированной сол ной кислоты и 625 г циклогексана. Приток обоих растворов регулируют так, что 2 об. ч. раствора гидразидгидрохлорида соответствуют одной объемной части раствора нитрита и температура реакционной смеси не превосходит 10°С. Смесь перемешивают после завершени  прибавлени  в течение 30 мин при 0°С, и носле этого оставл ют сто ть. Образуютс  два сло , из которых отдел ют слой ци-клогексана и сушат сульфатом натри , а водный слой отбрасывают. После фильтрации нагревают слой циклогексана медленно и осторожно в течение 2 час до 80°С. Выделение азота начинаетс  при 30°С и оканчиваетс  при 70°С. Циклогексан после этого отгон ют и остаток фракционируют. Октагидро-1,2,4метенопенталенил - (5) - экзоизоцианат имеет т. кип. 45-50°С/0,3 мм. Выход составл ет 121 г (75% от теоретичаокого); п, 1,5056.

Улотребленный в предыдуш.ем примере как исходное веш,ество сложный (З-этоксиэтиловый эфир октагидро-1,2,4 - метенопенталенил - 5карбановой .кислоты изготовл ют следующим образом.

3312 г р-этоксиэтилового эфира акриловой кислоты, стабилизированного 0,2% простого

мономегилового эфира гидрохинона, и 1852 г 2,5-норборнадиена прибавл ют к 148 г трикарбонилтрифенилфосфина никел . 500 мл этой смеси нагревают в колбе, снабженной

выпускным патрубком, до 170°С до начала сильно экзотермической реакции. Непосредственно после затухани  реакции (понижение внутренней температуры от 180 до 170°С) прибавл ют смесь катализаторов эфира-диена

таким образом, что внутренн   температура составл ет 170-180°С. Одновременно выпускают продукт реакции, а именно сложный Р-ЭТОКСИЭТИЛОВЫЙ эфир октагидро-1,2,4 - метенопенталеннл-5-карбоновой кислоты, через

выпускной патрубок. Приток и сток регулируют так, что в реакционном сосуде всегда наход тс  1500 мл реакционной смеси. После 2,5 - 3 час реакци  окончена. Дл  очистки фракционируют сложный эфир в вакууме,

его т. кип. 115°С/0,5 мм (без корректуры), или 100°С/0,005 лш; 1,4838.

Предмет изобретени 

25

Способ получени  октагидро-1,2,4 - метенопенталенил- (5) - экзоизоцианата, отличающийс  тем, что смесь экзоэндоизомеров низших алкоксиалкиловых эфиров октагидро1 ,2,4 - метенопенталенил-(5)-карбоновой кислоты , состо щую в основном из экзоизомера, подвергают взаимодействию с гидразином, получающийс  при этом гидразид перекристаллизовывают из галоидалканов, отдел   примесь эндоизомера, и очищенный таким образом гидразид обрабатывают азотистой кислотой с последующим тер.мическим разложением получающегос  при этом азида и выделением целевого продукта известными приемами .