Способ получения 3-окси-5-метилизоксазола
Иллюстрации
Реферат
Изобретение касается производных гетероциклических соединений, в частности получения З-окси-5-метнлизоксазола (ОМ), используемого как фунгицид в сельском хозяйстве. Цель - упрощение процесса. Синтез ОМ ведут реакцией дикетена и гидроксиламила при молярном соотношении :(1-1,2). Процесс ведут непрерывно в трубчатом реакторе в среде метанола и/или этанола , и/или воды при (-14)-(+40) в течение 1-60 с Реакционную смесь после окончания реакции быстро подкисляют НС1 или H,,SO , до рН i 1 . Вы.- ход 60-83%. Эти условия позволяют вести процесс непрерывно с получением высокого выхода и чистоты целевого ОМ при исключении необходимости получения 0-замещенного гидроксиламина, удаления защитной группы, выделения , регенерации и удаления побочных продуктов. I ил., 1 табл. § О) G
СоаЭ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А3,SU „„È05702 (511 4 С 07 D 261/12// А 01 И 43/74
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /д "
Н ПАТЕН ГУ .- /д/ (21) 3728852/23-04 (22) 11 .04 .84 (31) 58-63046 (32) 12.04.83 (33) JP (46) 23.06.88. Бюл. У 23 (71) Санкио Компани Лимитед (JP) (72) Тадаси Мураками и Казус Томита (JP) (53) 547.786.07 (088.8) (56) Патент Японии В 49-48953, кл. С 07 D 85/22, 1974.
Патент Японии У 52"9675, кл. С 07 D 261/12, !977. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3-ОКСИ-5-ИЕТИ ЛИЗОКСАЗОЛА (57) Изобретение касается производных гетероциклических соединений, в частности получения 3-окси-5-метилизоксаэола (ОМ), используемого как фунгицид в сельском хозяйстве. Цель— упрощение процесса. Синтез OM ведут реакцией дикетена и гидроксиламина при молярном соотношении 1:(1-1,2).
Процесс ведут непрерывно в трубчатом реакторе в среде метанола и/или этанола, и/или воды при (-14)-(+40) С в течение 1-60 с. Реакционную смесь после окончания реакции быстро подкисляют НС1 или Н„SO до рН 1, Выход 60-837.. Эти условия позволяют вести процесс непрерывно с получением высокого выхода и чистоты целевоroON при исключении необходимости получения О-замещенного гидроксилами- I на, удаления защитной группы, выделения, регенерации и удаления побочных продуктов, 1 ил., 1 табл., 1405702 Изобретение относится к органичес" кой химии, а именно к способу получения 3-окси-5-метилизоксазола, который используется в качестве фунгици5 да в сельском хозяйстве.
Цель изобретения — упрощение про" цесса получения 3-окси-5-метилизоксаэола.
На чертеже показано устройство для осуществления предлагаемого способа.
На первой стадии реакции предла-. гаемого способа дикетен подвергают взаимодействию с гидроксиламином до 15 получения нестабильного соединения— ацетоацетогидроксамовой кислоты внепрерывном процессе. Быстро (для миними" зации побочных реакций) реакционную смесь подкисляют для проведения 20 циклизации и дегидратации ацетоацетогидроксамовой кислоты и получения целевого З-окси-5-метилизоксазола.
Этот процесс позволяет свести к минимуму нежелательные побочные реакции 25 и получить целевой продукт с высоким выходом
Для осуществления предлагаемого
1 способа предпочтительно подавать диl кетен и гидроксиламин непрерывно в трубчатый реактор-смеситель.
Устройство, реализующее предлагаемый способ, представляет собой трубку из нержавеющей стали с внутренним диаметром 1 мм и наружным диаметром
1,6 мм. Длина реактора 1 60 см и ! его внутренний объем 0,47 мл. Дикетен и гидроксиламин непрерывно пода( ют через подводящие трубопроводы 2 и 3 соответственно У-образного труб40 чатого реактора-смесителя 1. Только два реагента смешиваются в точке 4 . соединения в sаранее определенных соотношениях. Затем реакционная смесь направляется к другому концу реактора 1 под давлением непрерывно подаваемых реагентов. В это время реакция завершается. Так как реакция является изотермической, весь трубчатый реактор-смеситель 1 помещают в охлаждающую баню 5, и температуру реакции
50 контролируют температурным датчиком
6 и температурным индикатором 7.
Реакционная смесь, которая непрерывно образуется в трубчатом реакторе 1, содержит ацетоацетогидроксамовую кислоту, которую следует быстро поместить в кислотные условия до того, как пойдут побочные реакции. Этого можно достичь смешивая реакционную смесь с кислотой, которую непрерывно подают по кислотному подводящему трубопроводу 8, предусмотренному в конце трубчатого реактора, а затем выливая всю смесь в реактор 9, в котором происходят реакции дегидра" тации и циклизации. В другом варианте кислоту можно вначале подать в реактор 9, а затем реакционную смесь из трубчатого реактора 1 можно выливать непосредственно в реактор 9 для проведения реакций дегидратации и циклизации, Температура плавления свободного гидроксиламина 33 С, и поэтому его можно использовать беэ растворителя.
Однако предпочтительно использовать его в виде раствора. Подходящие растворители для таких растворов включают, например, метанол, этанол, воду и смеси любых двух или более из этих растворителей. Особенно предпочтительными являются метанол и вода или их смеси.
Реакция дикетена с гидроксиламином является изотермической, поэтому предпочтительно температуру поддержи" вать в интервале (-14) — (+40) С на протяжении реакции. Этого можно достичь путем охлаждения внутри или снаружи трубчатого реактора.
Время, необходимое для завершения реакции, зависит от ряда факторов, а именно от используемого растворителя, температуры реакции и соотношения реагентов. Обычно реакция протекает быстро, и время нахождения реагентов в реакторе следует поддерживать в интервале от нескольких секунд до
1 мин (предпочтительно 10 — 20 с) путем контролирования скорости подачи реагентов. Слишком длительное пребывание реагентов в реакторе приводит к повышению образования нежелательного иэомера 3-метил-2-иэоксазолин-5она.
Вместо того, чтобы превращать соль присоединения кислоты гидроксиламина в свободный гидроксиламин перед осуществлением способа, это превращение можно проводить in situ. Благодаря тому, что смешанный раствор дикетена и соли присоединения кислоты гидроксиламина стабилен и не реагирует,если его не нагревать, можно получить такой смешанный раствор и непрерывно подавать его в реактор вместе со щелочным раствором до получения свободного гидроксиламина in situ кото", рый непрерывно взаимодействует с дикетеном. Для получения смешанного
5 раствора можно испольэовать любой растворитель при условии, что в нем растворяется как дикетен, так и выбранная соль присоединения кислоты гидроксиламина. 10
Реакции дегидратацни и циклизации протекают при температуре окружающей среды, хотя их можно промотировать нагреванием, однако нежелательно нагревать реактор до такой степени, что- 15 бы реагенты разлагались.
После завершения реакции целевой продукт можно легко выделить из реакционной смеси обычными способами,например экстракцией растворителем или 20 перекристаллизацией. В случае необходимости продукт можно дополнитель-. но очистить путем перекристаллиэации, хроматографии на колонке или другими известными способами. 25
Пример 1. Метанол добавляют к 0,84 r (10 ммоль) дикетена до полу-чения 13 мл раствора. Тем временем
0,84 г (12 ммоль) хлоргидрата гидроксиламина растворяют при нагревании 30 в метаноле, а затем добавляют около
5 мл (2,4 r) метанольного раствора гидроокиси натрия и фенолфталеина до установления рН 8,2. Получаемый хлористый натрий выделяют фильтровани- . ем и промывают метанолом. Фильтрат и промывки объединяют до получения
14 мл раствора, содержащего свободный гидроксиламин. Трубчатый реактор-смеситель помещают в охлаждающую баню и поддерживают температуру 0-1 С с помощью льда. Растворы дикетона и гидроксиламина прокачивают одновременно через подающие трубопроводы с
Одинаковыми скОростями так чтобы 4 время пребывания реагентов в реакторе-смесителе составляло около 10 с.
В это время температура внутри трубки, определяемая с помощью термопары, 2-3 С. В трубчатом реакторе ука- В0 занные реагенты взаимодействуют до получения ацетоацетогидроксамовой кислоты.
Продукт, поступающий с конца трубчатого реактора-смесителя, собирают в течение 9 мин непосредственно в ре,актор, содержащий 5 мл концентриро". ванной соляной кислоты и 5 мп метанола, и поддерживают значение рН не бо 1405702 лее l. Затем полученную смесь кипятят с обратным холодильником в течение 30 мин, и в конце этого промежут" ка времени смешанный растворитель отгоняют при пониженном давлении. К остатку добавляют 5 мл воды, и полученную смесь экстрагируют трижды, каждый pas порциями по 20 wx диэтилового эфира ° Экстракты объединяют и сушат над безводным сульфатом натрия.
Растворитель выпаривают пониженном давлении, а затем остаток очищают на хроматографической колонке с силикагелем, элюнруя смесью 1:1 (по объему) диэтилового эфира и гексана, в результате чего получают 0,79 r (выход 80X) 3-окси-5-метнлизоксазола в виде бесцветных кристаллов с температурой плавления 83-84 С.
Hp и м е р ы 2-5. Способ осуществляют аналогично примеру 1, ио изменяют температуру бани и температуру реакции. Значения температур и по" лученные результаты даны в таблице, П р и и е р 6. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но кислотная смесь в реакторе дегидратации и циклизации содержит 1 г концентрированной серной кислоты и 10 мп метанола. В результате получают 0,80 г (выход 81ь) З-окси-5-метилиэоксазола.
Пример 7. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но раствор гидроксиламина получают растворяя
0,84 г хлоргидрата гидроксиламина в
6 мл метанола, добавляя 1,22 r триэтиламина и метанол до полного обьема 14 мл, в результате чего получают
0,82 г (выход 83 .) 3-окси-5-метилиэоксазола, Пример 8, 0,84 г дикетена добавляют к раствору 0,84 r хлоргидрата гидроксиламина в 8 мл метанола, а затем дополнительно метанол добавляют до получения 10 мл смешанного метанольного раствора дикетена и хлоргидрата гидроксиламина. Тем временем к 1,2 г триэтиламина добавляют метанол до получения 10 мл раствора. Полученные растворы непрерывно подают через подводящие трубопроводы для осуществления реакции, затем следует обработка кислотой, как в примере 1, в результате чего получают
0,73 г (выход 74/) 3-окси-5-метили" эоксазола.
Пример 9. Способ осуществляют аналогично примеру 1, время на05702
Пример ТемпеТемпература реакции, С
Колич е- Выход, ство % ратура бани, С продукта, г (-14) - 0,77 (-12)
12 — 13 0,76
2 -15
2j — 22 Π75
39-40 071
?6
На воздухе (15) 5 14 хождения реагентов в трубчатом реакторе-смесителе примерно I с. Выход
65%.
Пример 10. Способ осуществляют аналогично примеру 1, время нахождения реагентов в трубчатом реакторе-смесителе примерно 60 с. Выход
6ОХ.
Пример 11. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но с использованием других растворителей вместо метанола: при использовании этанола целевое соединение получают с выходом 75Х при использовании смеси ме" танол:вода (1:1 по объекту) целевое соединение получают с выходом 70%,.
П р и м е,р 12. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но проводят циклизацию при различных температурах при комнатной температуре в течение
1 ч получают. целевое соединение с выходом 61%, при комнатной температуре в течение 5 ч выход 75Х, при 40 С в течение 3 ч выход 76%.
Пример 13. Способ осуществля, ют аналогично примеру 1 с использо,ванием этанола в качестве растворителя, варьируя условия циклизации следующим образом". при комнатной темцературе в течение 6 ч выход целевого соединения 71Х при 50 С в течение 2 ч выход 73%, при кипячении с обратным холодильником в течение
30 мин выход 74%.
Таким образом, в предлагаемом способе отпадает необходимость получения О-замещенного гидроксиламина и
5 соответственно нет необходимости удаления защитной группы в защищенной ацетоацетогидроксамовой кислоте и, следовательно, нет необходимости в выделении, регенерации и удалении
10 побочных продуктов, образуемых на этих стадиях. Предлагаемый слособ является непрерывным и дает возможность получать целевой продукт с высоким выходом и высокой степенью чистоты.
15., Формула изобретения !
Способ получения 3-окси-5-метили:20 зоксазола взаимодействием дикетена и аминосоединения с последующим подкислением реакционной массы, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса, в качестве ами"
26 носоединения используют гидроксиламин и процесс ведут непрерывно в трубчатом реакторе в среде метанола, этанола или воды или любого их сочетания при температуре (-14) - (+40) С
30 в течение 1-60 с при молярном соотношении дикетена и гидроксиламина, равном 1:1-1,2, с последующим быстрым подкислением реакционной смеси соляной или серной кислотой до рН не выше 1.
1405702
Составитель В.Мякушева
Редактор И.Горная Техред Л.Сердюкова
Корректор Л.Патай
Заказ 3112/57
Тираж 370 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4