Способ получения 3(5)-нитро5(3)- -1,2,4-триазолов

Способ получения 3(5)-нитро5(3)- -1,2,4-триазолов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСИОМУ СВйдЕТЕЛЬС7ВУ оо662551 (61) Дополнительное к авт. саид-sy (22) 3алвлеио 240377 (21) 2465641/23-04 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 150579, Бюллетень М 18

Дата опубликовании описании 15.05.79 (72) Авторы Б. B . .Гидаспов, B . .A. Тартаковский, М. С. Певзнер, Обр@т®ння С. Л. Иоффе, Т. Н. Кулибабина и И. А. маслина

Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени

71) Заявители технологический институт им. ленсовета и институт органической химии им. Зелинского (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3 (5) -НИТРО-5 (3) -R-1, 2, 4-ТРИАЗОЛОВ! M

0Р м

10

Изобретение относится к новому способу получения 3(5) -нитро-5(3) -R-1,2,4-триазолов Формулы 1 где R=H; CH> или Сс которые могут найти применение в качестве полупродуктов для синтеза физиологически активных веществ.

Известен способ получения 3-нитро-5-эамещенных 1,2,4-триаэолов диазотированием 3-амино-5-замещенных

1,2,4-триазолов с последующим взамодействием образующегося диазосоединения с нитритом натрия.

Выходы нитропроиэводных 1,2,4-триазола составляют 30-70% (1).

Недостатками известного способа являются невысокий выход целевых продуктов и сложность технологии процесса получения нитротриазолов, так как исходные„ 3(5)-аминотриазолы являются труднодоступными соединениями.

Целью изобретения является увеличение выхода целевого продукта и упрощение процесса.

Сущность. изобретения состоит в том, что 3(5) -R-триазолы формулыlI где R имеет указанные значения, силилируют N-триметилсилилэамещенными аминами или амидами с последующим нитрованием образующихся

N-триметилсилил-3-замещенных три аэолов некислотными нитрующими реагентами - пятиокисью азота или солями нитрония, в инертном апротонном растворителе при температуре (-30)(+30) С при эквимолярном соотношении реагентов и с последующим нагреванием в инертном растворителе при 50-150 С.

В ка естве N- òðèöåòèëñèëèëçàìåùåíных аминов или амидов примейяют гексаметилдисилазан, N,О-бис-(триметилсйлил)-ацетамид, трйметилснлилдиметиламин или И,N -дифенил-N- pvxexrixrсилилмочевину.

Выходы целевых соединений 70-85%.

62551

3 .6

Пример 1. а) Трйметилсилилирование 1,24-триаэола гексаметилдисилазаном.

10 r 1,2,4-триазола нагревают при кипении с избытком гексаметилдисилаэана 135 r) 10 ч (т. кип. дисилазана 126 С) . Отгоняют избыточный гексаметилдисилазан, затем в вакууме перегоняют продукт реакции; получено 18,2 г N-триметилсилилтриазола с т. кип. 78-79 C/12 мм рт. ст. (выход 89%), Найдено, Ъ: С 42, 23; N 30, 29.

С5Н II N

Вычислено, Ъ: С 42, 50; N 29,80.

ПИР-спектр (СН СР ), м. д.: сн 8; 35 и 8,15, е нее-0,5

Соотношение интенсивностей сигналов протонов 1:1:9. б) Нитрование N-триметилсилилтриазола гексафторсиликатом нитро- ния.

В 10 мл сухого хлориотого метилена суспендируют 2,8 r гексафторсиликата нитрония и при -30ОC медленно при перемешивании приливают раствор

3,4 г,N-триметилсилилтриаэола в хло"ристом ацетилене. После смешения,реагентов реакцйонную массу выдержива-; ют при 0 C 0,5 ч, затем при комнат ной температуре в вакууме отгоняют растворитель и летучие продукты реак ции (SiF4 и 74e>3iF) . Остаток (4,9 r) представляет собой комплекс N-нит ротриазола с Я1Р (выход комплекса количественный).

В 10 мл бензонитрила полученный комплекс. нагревают при 110-120 С

24 ч, растворитель отгоняют в вакууме, а из остатка при обработке гек саном вйделяют 2,06 г 3(5)- нитро триазола (выход 80%), т, пл 210 С (этанол).

ПМР-спектр (C11< Ce ), м.Э

Ь й- 9,05,5нн " 10,85 °

К<-спектр, см : 1570 и 1310 (C - NO ). в) Нитрование N-триметилсилилтриазола тетрафторборатом нитрония.

При -30ОС к суспензии 1,72 г теурафторбората нитрония в 10 мл

cyxoro хлористого метилена приливают при перемешивании раствор 1,83 г

N-триметилсилилтриазола в 5 мл хлористого метилена. Далее обработку омплекса И-нитротриазола с ЯХГ превращение его в 3(5)-нитротриаэол осуществляют, как указано в примере 1 б. Выход 3 (5)-нитротриазола составляет 1, 15 r (77, 5%), т; пл. 2116 С г) Нитровайие, N- Ôðèìåòèë2èëÿëòðèазола пятиокисью азота

K раствору 1 r свежеприготовленной дятиокиси азота в 5 мл сухого хлористого метилена приливают при

-ЗООС раствор 1,3 г N-триметилсилилтриаэола .в 5 мл,хлористого метилена. После 1 ч выдержки при 0 C в

4 реакционной массе по данным ПМР-спектра присутствует N-нитротриаэол - б ц

9,3 и 7,75 м. д. и (CII„ ) SiQNO>

G(gg ) = 0,35 м. Э . После отгонки растворителя ч силилнитрата получен 1 r N-нитротриаэола (выход

95,5%).. Тонкослойная хроматография (ТD;) (силуфол) в системе „диоксан-гекса н (3:1) -. Rf = О, 8.

ИК-спектр, см : 1650 и 1285 (N N02 ). °

ПМР-спектр (СН С6 ), м. Э: S«а

9,05 и 7,95.

N-Нитротриаэол далее превращен нагреванием в бензонитриле при

110 С в 3(5)-нитротриазол, получе18 но 0 85 r целевого продукта (81% выход); т. пл. 211 С.

Пример 2. а) Триметилсилилирование 3 (5) —.

-хлор-1,2,4-триазола гексаметилдисйлазаном.

3,5 r 3(5)-хлортриазола нагревают при -кипении в 20 г гексаметилдисилазана 9 ч контролируя степень прохожцения реакции с помощью ПМР-спект25 ров — появление синглета протонов

Si. (СН ) -группа в области 0,4 мЯ.

После отгонки в вакууме гексаметилдисилазана (т., кип. 126 C) остаток перегоняют в вакууме и получают 4,8 г

N- триметилсилилхйортрйазола (выход

81, 3 o) с т. кип. 59-60 С /1,5 мм рт. ст.

Найдено, -о С 34,50.

С,Н„Ы,СЕ и ычислено, Ъ: С 34, 20.

35 пмРспектр (сн cez ), м. д.:

Я н-8, 18,6з, р - 0,42 °

Площади сигналов протона в триазольном цикле и протонов в. триметилсилильной группе в соответствии с дан40 ными интегрирования находятся в соотношении 1:9. б) Триметилсилилирование 3(5)-хлор-1,2,4-триазола N,О-бис-(триметилсилил)-ацетамидом (ECA).

К суспензии 2 г 3(5)-хлортриазола в 8 мл сухого хлористого метилена приливают раствор 4 r ECA в

3 мл хлористого метилена при комнатной температуре. После 1 ч выдержки при этой же температуре и отгонки растворителя остаток перегоняют в вакууме; с т. кип. 84О/13 мм рт, ст. отгоняют моносилилацетамид, затем

И-триметилсилилхлортриазол (т. кип.

50-52ОС/1 мм рт. ст.) в количестве

58 2,7 г (выход 79,5%) .

ПМР-спектр, м. д. (СН 2 Ce< ) б Р(-8, 18,6В;щ -0,42 °

Соотношение интенсивностей сигналов протонов 1:9.

g) в) Триметилсилилирование 3(5)— .алор-триаэола триметилсилилдиметиламином (Ме, ИГ1Me ) .

1, 5 г 3 (5) - хлортриа зола нагревают при кипении в избытке (5,1 r) триметилсилилдиметиламина (т..кип.

Ме ИЯ1Ме 86,2 С) в течение 0,5 ч.

После отгонки в вакууме избыточ- ного силилирующего реагента получают 2,35 г N-триметилсилил-3(5)—

-хлортриаэола (выход 93%), который, далее перегоняют (т. кип. 58 C/

1,5 мм рт. ст.).

Найдено,%: С 34,47.

С,Н „ ИэСг ,Вычислено %: С 34,20.

ПМР-спектр (СН CFZ ), м. д ° г

Scs - 8,18 Ss меэ 0,42.

Соотношение ийтенсивностей сигналов протонов 1:9, г) Нитрование N-триметилсилил-3(5)-хлортриазола.

1,5 г И-триметилсилил-3(5)-хлортриазола в 3 мл сухого хлористого метилена нитруют в условиях,,укаэанных в примере 1 б, раствором 1 r гексафторсиликата нитрония в 5 мп хлористого метилена; в результате получено 1,2 г N-нитро-3(5)-хлортриазола (выход количественный) .

ИК-спектр, см : 1655 и 1285 (И-NOz ) .

ТСХ (силуфол). в системе диоксан-гексан (2: 1) .

Rf = I,85.

Нагреванием в 10 мл бензонитрила при 110 С 13 ч N-нитрохлортриаэол превращают в 5-нитро-3-хлортриаэол . (выход 1,0 г; 79,5%), т. пл. 132-133 С (хлороформ) .

Найдено,%: С 16,25; Н 0,50; .N 38,14 Сl. 23,84.

С w4ozce

Вычислено,%: С 16,15; Н 0,71;

N 37,70; Cl 23,90 °

ИК-спектр, сМ 1 : 1570,. 1305 (с — ног ).

ПМР-спектр (CH < СР ): S ä — 12,75 ме дэ

TCX (силуфол) в системе диоксангексан (2:1).

Rf=0,45

Пример 3. Снлилирование и нитрование 3(5)-хлортриазола.

1 г 3(5)-хлортриазола силилируют

3 г триметилсилилдиметиламина при

80-85 C 0,05 ч. tIo данным ПМР-спектра (исчезновение сигнала протона

"исходного 3(5)-хлортриаэола с химическим сдвигом S — 8,71 м. д. и появление gz — 8,18 м. д. и синглета протонов триметилсилильной группы в триазольном цикле в области 0,4 м.д.) реакция силилирования завершена.

В вакууме отгоняют избыток сили- лирующего реагента, а остаток N-триметилсилил-3(5) -хлортриазола в количестве 1,65 r (97% выход) нитруют без дополнительной очистки 1 г гексафтор-силиката нитрония в сухом дихлорэтане при -30 С. Через 1,5 ч выдержки реакционной массы прн 0 С нитрование завершено (по данным (ПМР-спектра наблюдается смешение сигнала протона триазольного цикла под влиянием N-нитрогруппы в слабое поле 4 я — 9,02 м. д. с одно662551 6 временным исчезновением Ь гб;(сн

0,42 м. д.) .

-н-б сн )

Летучие продукты реакции и дихлорэтан отгоняют в вакууме, а остаток (1,37 ") N-нитро-3(5)-хлортриаэола (выход 98%) нагревают 12 ч при 120 С в 10 мм бенэонитрила. Целевой 3-хлор-5-нитротриазол выделяют, как указано в примере 2.

Получено 1,05 r (75%) 5-нитро-3-хлортриазола, с т. пл. 133 С (хлоtp реформ) °

Пример 4. Триметилсилилирование 3(5)-метилтриазола осуществляют аналогично. Выход N-трйметИЛсийилтриазола составляет 93.-95%. Продукт очищен перегонкой в вакууме (т. кип.

41-42 С/1 мм рт. ст).. ПМР-спектр (СН C8z ), м. д:Q- 8,0,8снз 2,25, г- —,;. —

0,4. Соотношение интенсивностей сигналов протонов 1:3:9.

Найдено,%: С 46,71

С Н, И

Вычислено,%: С 46,45. Нитрование

N-триметилсилил-3(5)-метилтриаэола осуществлено, как и указанных N-силилпроизводнйх триазолов. В результате нитрования и последующего нагревания промежуточно образующегося

N-нитрометилтриазола в бензонитриле при 110 С 30 ч получен 5-нитро-3о

-метилтриазол (выход 68%p".

30 Найдено,%: С 27,81; Н 3,31;

N 43,33. мол. вес (ацетон), 127.

С Н4 И4 О

Вычислено,%: С 28,10; Н 3,13;

N 43,70. Мол. вес 428.

ПМР-спектр, м. д:б, - 2,65.

ИС-спектр, см : 1540, 1315 (с — ио ) .

Формула изобретения

1. Способ получения 3(5)-нитро-5(3) -Ц-1,2,4-триазолов формулы 1

К вЂ”

45 g Я

Ого

Н где R — Н СНэ или Сl, отличающийся тем, что, 50 с целью увеличения выхода целевого продукта и упрощения процесса, 3(5)—

-R-триаэолы формулы П к

М -

55 <"

Н где К имеет указанные значения, силилируют N-триметилсилилэамещенными аминами или амидами с последующим нитрованием образующихся N-триметилсилил-3-эамещенных триаэолов некислотными нитрующими реагентами -- пятиокисью азота йли

65 солями нитрония, в инертном апротонном растворителе при температуре (-30)-(+30) о С при эквимолярном соотношении реагентов и с последующим нагреванием в инертном раствори" теле при 50-150 С.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве N-триметилсилилзамещенных аминов или амидов применяют гексаметилдисилазан, N,О-бис-(триметилсилил)-ацетамид, триметил-силилднметиламин или N,N -.

-дифенил-N-триметилсилилмочевину.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Багал Л. H., Певзнер N. Caa

Фролов А. Я. и Шелудякова Н. H. лГС, 1970, с. 259, Составитель T. Якунина

Ренаато е. хо нна тех е з,Фанта аоРРеатоР О.коаннонан

Заказ 2639/29 Тираж 512 Подписное

pjiHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыти

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. . 4 5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4