Способ получения о-замещенных гидроксиламиновых соединений

Способ получения о-замещенных гидроксиламиновых соединений

Реферат

Детальное описание изобретения

Техническая область изобретения

Настоящее изобретение относится к способу получения O-замещенных гидроксиламиновых соединений.

Введение

O-замещенные гидроксиламиновые соединения, представленные O-метилзамещенными гидроксиламиновыми соединениями, представляют собой вещества, которые используются в качестве промежуточных продуктов для получения различных фармацевтических соединений и пестицидов. Обычные способы их получения исходят из оксимов или гидроксифталимидов с использованием в качестве исходного соединения гидроксиламина. Однако эти обычные способы основаны на использовании в качестве исходного продукта гидроксиламина, обращаться с которым следует с осторожностью. Кроме того, соответствующее отщепление структурной единицы кетона и фталевой кислоты гидролитическим путем после введения заместителя по атому кислорода не идет с количественным выходом. В соответствии с этим недостатком обычных способов является сложность получения целевых O-замещенных гидроксиламиновых соединений с высокими выходами, а также высокая стоимость процесса очистки. Так, например, в том, что касается синтеза аминооксиуксусной кислоты через ацетоноксим, описанного в томе 3 Collected Organic Synthesis, ее выход составляет всего лишь от 66 до 72%.

Проблема, разрешаемая в изобретении

Задача изобретения состоит в разработке способа получения O-замещенных гидроксиламиновых соединений с высоким выходом с использованием получаемых в промышленном масштабе исходных продуктов.

Способы разрешения проблемы

Проводя исследования в области получения O-замещенных гидроксиламиновых соединений с высокими выходами авторы настоящего изобретения обнаружили новый способ, использующий в качестве исходного продукта получаемую в промышленном масштабе соль щелочного металла и гидроксиламиндисульфокислоты.

Настоящее изобретение относится к способу получения O-замещенных гидроксиламиновых соединений, включающему:

способ получения солей O-замещенных гидроксиламиндисульфокислот и щелочных металлов в результате реакции солей гидроксиламиндисульфокислоты и щелочных металлов с галогенидами в соответствии с уравнением (1):

где М означает атом щелочного металла; R означает алкильную группу, алкенильную группу, алкинильную группу, арильную группу, арилалкильную группу, карбоксильную группу, функциональную группу сложного эфира или функциональную группу простого эфира, причем каждая из групп может быть замещенной, и Х означает атом галогена, и способ гидролиза полученной соли O-замещенной гидроксиламиндисульфокислоты и щелочного металла.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится к способу получения O-замещенных гидроксиламиновых соединений с использованием в качестве исходного продукта соли гидроксиламиндисульфокислоты и щелочного металла и в ее реакции с галогенированными соединениями (например, с алкилирующими реагентами) для превращения ее в соль O-замещенной гидроксиламиндисульфокислоты и щелочного металла с последующим гидролизом названной соли металла.

Примером солей гидроксиламиндисульфокислоты с щелочными металлами, используемыми в качестве исходных продуктов для соответствующей настоящему изобретению реакции, служит натриевая соль гидроксиламиндисульфокислоты, которая может быть легко получена по реакции бисульфита натрия с нитритом натрия в водном растворе в соответствии с известным синтетическим способом получения солей гидроксиламина (NH₂OH·A, где А означает такую кислоту, как серная кислота, фосфорная кислота, хлористо-водородная кислота и другие). В соответствии с этим в качестве исходного продукта в рамках настоящего изобретения можно использовать соединение, образующееся при получении гидроксиламина (примечание переводчика с японского: очевидно, что это положение относится к использованию реакционной массы). Можно также выделять соответствующее соединение из водного раствора названной реакции и после этого использовать его в качестве исходного продукта в рамках настоящего изобретения. Водный раствор соли гидроксиламиндисульфокислоты и щелочного металла также может быть непосредственно использован для соответствующей настоящему изобретению реакции. Натриевая соль представляет собой типичный пример соли щелочного металла, можно также использовать калиевую соль и литиевую соль.

В соответствующей настоящему изобретению реакции галогензамещенное соединение, представленное как RX, в качестве алкилирующего реагента взаимодействует с названной выше солью гидроксиламиндисульфокислоты и щелочного металла в присутствии водной среды.

В предпочтительном случае примерами заместителей R в названных выше галогензамещенных соединениях RX служат алкильная группа с числом атомов углерода от одного до шести, например метильная группа, этильная группа, пропильная группа, бутильная группа, пентильная группа и гексильная группа; алкенильная группа с числом атомов углерода от двух до шести, например пропенильная группа и бутенильная группа, алкинильная группа с числом атомов углерода от двух до шести, например ацетиленильная группа, пропинильная группа и бутинильная группа; арильная группа, например, фенильная группа, нафтильная группа и антранильная группа; карбоксильная группа. Наибольшее предпочтение отдается использованию алкильных групп с числом атомов углерода от одного до шести и карбоксильной группы.

Х означает такой атом галогена, как атом хлора, брома, фтора и иода. Предпочтение отдается использованию атома хлора.

Температура реакции и время протекания описываемого уравнением (1) взаимодействия, специально не лимитируется, но в общем случае реакцию проводят в течение времени от 1 до 20 часов при температуре от примерно 0 до 100°С, в предпочтительном случае от 10 до 80°С. Время реакции, конечно, должно быть соответственно согласовано с количеством реагирующего материала. Если галогензамещенное соединение, представленное формулой RX, при температуре реакции находится в газообразном состоянии, реакцию в предпочтительном случае проводят с использованием выдерживающего давление емкостного аппарата, например автоклава, в качестве реактора.

Соли O-замещенных гидроксиламиндисульфокислот и щелочных металлов, полученные в соответствии с уравнением реакции (1), могут быть превращены в целевые O-замещенные гидроксиламиновые соединения в результате гидролиза. Гидролиз проводят при нагревании солей O-замещенных гидроксиламиндисульфокислот и щелочных металлов в водной среде в присутствии такой гидролизующей сильной кислоты, как серная кислота, после этого ее нейтрализуют таким основанием, как гидроксид натрия. Гидролиз может протекать в соответствии с приведенными далее уравнениями (2) и (3), например:

Полученные O-замещенные гидроксиламиновые соединения могут быть выделены, например, в виде хлористо-водородных солей при добавлении хлористо-водородной кислоты.

Примеры

Пример 1

В работающий под давлением емкостный аппарат загружают 500 мл водного раствора натриевой соли гидроксиламиндисульфокислоты (2 моль/л) и 80 г 50%-ного водного раствора гидроксида натрия. В другой работающий под давлением емкостный аппарат загружают 50,5 г метилхлорида и соединяют оба работающих под давлением емкостных аппарата между собой так, чтобы содержимое каждого из емкостных аппаратов могло циркулировать между ними, и после этого смешивают содержимое. Содержимое смешивают и перемешивают в течение двух часов, поддерживая внутри работающих под давлением емкостных аппаратов температуру 50°С. После снижения давления внутри работающих под давлением емкостных аппаратов (это свидетельствует об окончании реакции) работающие под давлением емкостные аппараты открывают и выгружают жидкую реакционную смесь (водный раствор полученной натриевой соли O-метилгидроксиламиндисульфокислоты).

К жидкой реакционной смеси прибавляют 9,8 г концентрированной серной кислоты и нагревают смесь при температуре около 90°С в течение 24 часов при нормальном давлении и гидролизуют смесь для того, чтобы отщепить сульфокислотные группы от продукта реакции. После прибавления 330 г 50%-ного водного раствора гидроксида натрия для нейтрализации полученной в результате гидролиза жидкости отделяют с помощью отгонки через колонку такие нелетучие компоненты нейтрализованной жидкости, как соли. Затем из полученного на колонке дистиллята перегонкой получают 66 г (выход 80%) O-метилгидроксиламина (температура кипения около 49°С).

К 33 г полученного O-метилгидроксиламина прибавляют 171,7 г 15%-ной хлористо-водородной кислоты и получают 30%-ный водный раствор гидрохлорида O-метилгидроксиламина.

Пример 2

В химический стакан загружают 500 мл водного раствора натриевой соли гидроксиламиндисульфокислоты (2 моль/л) и 80 г 50%-ного водного раствора гидроксида натрия и после прибавления 94,5 г хлоруксусной кислоты 24 часа перемешивают при 50°С. После того как значение рН жидкой реакционной массы снизится до 9 или еще ниже и подтвердится окончание реакции, к жидкой реакционной массе прибавляют 9,8 г концентрированной серной кислоты и 24 часа нагревают смесь при температуре около 90°С при нормальном давлении для гидролиза продукта реакции (натриевой соли O-карбоксилированной гидроксиламиндисульфокислоты) с отщеплением сульфокислотных групп. Для нейтрализации к полученному в результате гидролиза раствору постепенно прибавляют 50%-ный водный раствор гидроксида натрия до достижения значения рН около 7 и после этого экстрагируют полученную аминооксиуксусную кислоту, используя для этого 700 мл этилацетата.

От экстракта при пониженном давлении отгоняют этилацетат и после этого прибавляют к остатку 104 г 37%-ной хлористо-водородной кислоты. Смесь нагревают до 70°С для растворения остатка. Остаток перекристаллизовывают при комнатной температуре и получают кристаллы, в которых одна молекула хлористо-водородной кислоты коордирована с двумя молекулами аминооксиуксусной кислоты (выход 107 г, 98%).

1. Способ получения O-замещенных гидроксиламиновых соединений формулы H₂NOR, включающий способ получения солей щелочных металлов O-замещенных гидроксиламиндисульфокислот в результате реакции соли щелочного металла гидроксиламиндисульфокислоты с галогенидом в соответствии с уравнением (I):

где М означает атом щелочного металла; R означает алкильную группу, алкенильную группу, алкинильную группу, арильную группу и карбоксильную группу; Х означает атом галогена, и гидролиз полученной соли щелочного металла O-замещенной гидроксиламиндисульфокислоты.

2. Способ получения O-замещенных гидроксиламиновых соединений по п.1, где М означает атом натрия.

3. Способ получения O-замещенных гидроксиламиновых соединений по п.1 или 2, где R означает алкильную группу с числом атомов углерода от одного до шести или карбоксильную группу.