Патент на изобретение №2317984
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-(АЗОЛ-1-ИЛ)ЭТАНАМИНОВ
(57) Реферат:
Изобретение относится к способу получения 2-(азол-1-ил)этанаминов, которые используют в качестве исходных соединений для получения биологически активных веществ медицинского и сельскохозяйственного назначения. Способ получения 2-(азол-1-ил)этанаминов общей формулы I: где R1 означает атом водорода или алкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 6, Z и Y каждый независимо означает СН или N или Z и Y вместе означают группу С-СН=СН-СН=СН-С, образующую аннелированную с азольным циклом систему, алкилированием азольных соединений, где R1, Z и Y имеют те же значения, что и в формуле I, оксазолинами формулы II, где R2 означает алкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 6, фенильную, галогенфенильную группу, в присутствии кислот Льюиса или протонных кислот с получением N-[2-(азол-1-ил)этил]алканамидов формулы III, где R1, R2, Z и Y имеют приведенные выше значения, которые гидролизуют в присутствии кислот или оснований в среде полярного растворителя при температуре от 60 до 120°С
4 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к химии гетероциклических соединений, а именно к 2-(азол-1-ил)этанаминам общей формулы I: где R1 означает атом водорода или алкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 6; Z и Y означают СН или N или означают цепь атомов С-СН=СН-СН=СН-С, образующую аннелированное с азольным циклом ядро. Соединения общей формулы I находят применение в качестве исходных веществ для получения биологически активных веществ медицинского и сельскохозяйственного назначения. Изобретение относится к способам получения соединений формулы I. Известны многие биологически активные соединения, содержащие азольный цикл, для получения которых исходными соединениями послужили 2-(азол-1-ил)этанамины, в частности N-( Известны N-( Известны N-азолилалкил бензолсульфамиды, проявляющие антиагрегационные свойства, общей формулы IV, где R означает водород, галоген, низший алкил, с числом метиленовых групп n от 2 до 8; Z означает СН или N [патент США №4610981, А61К 31/635, заявл. 11.02.1985] Известны N-(3-фенокси-2-гидроксипропил)бензимидазол-1-илалканамины, используемые в качестве Для получения биологически активных соединений подобного типа в качестве исходных использовали 2-(азол-1-ил)этанамины. 2-(1,2,4-Триазол-1-ил)этанамин получают также, алкилируя 1,2,4-триазол гидрохлоридом 2-хлорэтанамина в системе диоксан – гидроксид натрия в условиях межфазного катализа ТЭБАХ или катамином АБ при 75-80°С. Выход 2-(1,2,4-триазол -1-ил)этанамина составляет 68% [Пагосян А.С., Аттарян О.С., Элиазян Г.А. Синтез 1-( 2-(Бензимидазол-1-ил)этанамин получают по двухстадийной схеме. Вначале присоединяют по Михаэлю бензимидазол к акриламиду при кипячении в пиридине при катализе Тритоном В с образованием бензимидазолилпропанамида VIII. Затем при нагревании промежуточного пропанамида VIII с гипобромитом натрия в результате перегруппировки Гофмана получают 2-(бензимидазол-1-ил)этанамин IX с суммарным выходом 27% [Wheatley W.B., Stiner G.F. 1-( Известны N-[2-(азол-1-ил)алкил]алканамиды, проявляющие антикоррозионные свойства, общей формулы X, где R1 означает высший алкил с числом атомов углерода от 5 до 21 или арил; с числом метиленовых групп n, равным 2 или 3; R2 означает атом водорода, низший алкил с числом атомов углерода от 1 до 4, аминогруппу; X, Y и Z означают CR3 или N; R3 означает атом водорода, низший алкил с числом атомов углерода от 1 до 4 [заявка ФРГ №4217534, C07D 233/61, заявл. 27.05.1992] Известен способ получения N-(2-замещенных аминоэтил)амидов формулы XI взаимодействием оксазолинов или оксазинов формулы XII с алифатическими или циклоалифатическими аминами в присутствии кислот Льюиса или протонных кислот в качестве катализаторов при нагревании; где R1 означает атом водорода, алифатический, циклоалифатический или ароматический радикал, R8 и R9 означают атом водорода, алифатический или циклоалифатический радикал или вместе с атомом азота составляют незамещенное алифатическое гетероциклическое кольцо, включающее от 4 до 7 членов; b означает 0 или 1; А означает N или N+R7, тогда В означает NH или NR7 [патент США №4326067, С07С 85/20, заявл. 03.12.1980] Наиболее близким к заявленным 2-(азол-1-ил)этанаминам по достигаемому результату является способ их получения по Габриэлю. В указанном патенте [патент США №4568685, C07D 403/06, заявл. 29.02.1984] сначала взаимодействием азола с гидридом натрия в ксилоле получают натриевую соль, которую затем алкилируют N-(2-бромэтил)фталимидом с образованием N-(2-(азол-1-ил)этил)фталимида VII, далее снимают фталимидную защиту в результате кипячения сначала с гидразингидратом, а затем с соляной кислотой. Получают гидрохлорид 2-(азол-1-ил)этанамина с суммарным выходом 36% Техническим результатом изобретения является новый эффективный с более высоким выходом, малоотходный способ получения 2-(азол-1-ил)этанаминов общей формулы I. Мы предлагаем получать 2-(азол-1-ил)этанамины общей формулы I таким способом, при котором продукты образуются с более высоким выходом 63-79%, легко выделяются, например, после гидролиза в присутствии соляной кислоты, после экстракции эфиром побочно образующихся сложных эфиров алкановых или бензойных кислот остаются стабильные гидрохлориды 2-(азол-1-ил)этанаминов, не требующие дополнительной очистки. По этому способу при получении 2-(азол-1-ил)этанаминов из оксазолинов XIV и азолов в две стадии промежуточные N-[2-(азол-1-ил)этил]алканамиды XIII выделяют при помощи перегонки в вакууме, а затем подвергают гидролизу в присутствии кислот или оснований. Возможен упрощенный метод, при котором реакционные массы после первой стадии взаимодействия оксазолинов XIV с азолами растворяют в растворителе, например в спирте, отфильтровывают от нерастворимых примесей и технические алканамиды XIII подвергают гидролизу в присутствии кислот или оснований. Суммарный выход 2-(азол-1-ил)этанаминов составляет 80-92% и превышает выход этих соединений, получаемых иными вышеупомянутыми способами. В нашем способе не используются галогенпроизводные, следовательно, при термическом уничтожении отходов невозможно образование токсичных диоксинов, что свидетельствует о преимуществе предлагаемого способа с точки зрения природоохранных мероприятий. При получении 2-(азол-1-ил)этанаминов по нашему способу не образуются высокотоксичные вещества, как, например, при получении целевых соединений взаимодействием 2-хлортиламина с азолами при нагревании в присутствии гидроксида натрия, которое сопровождается выделением побочного азиридина, проявляющего канцерогенные свойства. Техническая задача, решаемая данным изобретением, состоит в разработке нового эффективного с более высоким выходом, малоотходного способа получения 2-(азол-1-ил)этанаминов I из доступного дешевого сырья. Поставленная задача решается способом получения соединений общей формулы I, для этого сначала азолы алкилируют 2-алкил- или 2-арилоксазолинами XIV с образованием N-[2-(азол-1-ил)этил]алканамидов XIII, далее амиды XIII гидролизуют в присутствии кислот или оснований с образованием 2-(азол-1-ил)этанаминов I. Согласно настоящему изобретению 2-(азол-1-ил)этанамины общей формулы I получают взаимодействием N-[2-(азол-1-ил)этил]алканамидов XIII с водой в присутствии кислот, например соляной, серной, фосфорной, трифторуксусной кислотой либо в присутствии оснований, например гидроксида натрия, калия, кальция, гидроксидов других щелочных или щелочноземельных металлов, гидроксида тетрабутиламмония, тритона В; в среде полярного растворителя, например метанола, этанола, изопропанола, другого алифатического или циклоалифатического спирта, ацетона, метилэтилкетона, при температуре от 60 до 120°С. Исходные N-[2-(азол-1-ил)этил]алканамиды XIII получают взаимодействием азолов с 2-алкил- или 2-арилоксазолинами XIV при катализе кислотами Льюиса или протонными кислотами, например хлоридом цинка, ацетатом цинка, ацетатом кадмия, хлоридом железа (III), эфиратом трифторида бора, п-толуолсульфокислотой, метансульфокислотой, трифторуксусной кислотой, при температуре от 90 до 200°С, под атмосферным или повышенным давлением В приведенной схеме R1 означает атом водорода или алкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 6; Z и Y означают СН или N или одновременно цепь атомов С-СН=СН-СН=СН-С, совместно составляющую аннелированный цикл, R2 означает алкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 6, фенильную, галогенфенильную группу; kat означает катализатор, кислоту Льюиса или протонную кислоту, например хлорид цинка, ацетат цинка, ацетат кадмия, хлорид железа (III), эфират трифторида бора, п-толуолсульфокислота и т.п., в количестве от 0.01 до 10 мольн %. Изобретение может быть проиллюстрировано следующими примерами. Пример 1. Н-[2-(Имидазол-1-ил)этил]пропанамид Смесь 3.4 г (0.05 моль) имидазола, 5.04 мл (0.05 моль, 4.95 г) 2-этил-2-оксазолина и 0.106 г (0,5 ммоль) дигидрата ацетата цинка под азотом нагревают до температуры 130°С в течение 26 ч. Реакционную массу перегоняют в вакууме, собирая фракцию с т.кип.151-154°С (0.042 Торр), получают 2.47 г (30%) N-[2-(имидазол-1-ил)этил]пропанамида с nD 20=1.5045. ЯМР 1Н спектр (в d6-DMSO, ИК-спектр ( Пример 2. N-[2-(1,2,4-Триазол-1-ил)этил]пропанамид Смесь 3.45 г (0.05 моль) 1,2,4-триазола, 5.04 мл (0.05 моль, 4.95 г) 2-этил-2-оксазолина и 0.136 г (1 ммоль) хлорида цинка под азотом нагревают до температуры 130°С в течение 26 ч. Реакционную массу перегоняют в вакууме, собирая фракцию с т.кип.140-170°С (0.03 Торр), получают 5.38 г (64%) N-[2-(1,2,4-триазол-1-ил)этил]-пропанамида с nD 20=1.5006. ЯМР 1Н спектр (в d6-DMSO, ИК-спектр ( Пример 3. Н-[2-(Бензимидазол-1-ил)этил]пропанамид N-[2-(Бензимидазол-1-ил)этил]пропанамид получают аналогично способу, приведенному в примере 2, загружают 23.63 г (0.2 моль) бензимидазола, 20.2 мл (0.2 моль, 19.8 г) 2-этил-2-оксазолина и 0.272 г (2 ммоль) хлорида цинка. Получают 39.1 г N-[2-(бензимидазол-1-ил)этил]пропанамида с выходом (90%), т.кип.180-185°С (0.022 Торр), т.пл. 55-58°С. ЯМР 1Н спектр (в d6-DMSO, ИК-спектр ( Пример 4. N-[2-(Имидазол-1-ил)этил]бутанамид Смесь 4.76 г (0.07 моль) имидазола, 9.87 г (0.07 моль) 2-пропил-2-оксазолина, 0.148 г (0.7 ммоль) дигидрата ацетата цинка под азотом нагревают до температуры 130°С в течение 26 ч. Реакционную массу перегоняют в вакууме, собирая фракцию с т.кип.162-168°С (0.1 Торр), получают 2.65 г (50%) N-[2-(имидазол-1-ил)этил]пентанамида с nD 20=1.4850. ЯМР 1Н спектр (в d6-DMSO, ИК-спектр ( Пример 5. N-[2-(Имидазол-1-ил)этил]пропанамид Смесь 3.4 г (0.05 моль) имидазола, 5.04 мл (0.05 моль, 4.95 г) 2-этил-2-оксазолина и 0.068 г (0,5 ммоль) хлорида цинка в стальной ампуле нагревают до температуры 180°С при давлении 2 атм в течение 26 ч. Реакционную массу перегоняют в вакууме, собирая фракцию с т.кип.111-189°С (0.022 Торр), получают 6.43 г (77%) N-[2-(имидазол-1-ил)этил]пропанамида с nD 20=1.5051. Пример 6. N-[2-(1,2,4-Триазол-1-ил)этил]пропанамид N-[2-(1,2,4-Триазол-1-ил)этил]пропанамид получают аналогично способу, приведенному в примере 5, загружают 3.45 г (0.05 моль) 1,2,4-триазола, 5.04 мл (0.05 моль, 4.95 г) 2-этил-2-оксазолина и 0.068 г (0.5 ммоль) хлорида цинка. Получают 5.88 г (70.4%) N-[2-(1,2,4-триазол-1-ил)этил]-пропанамида. Пример 7. N-[2-(Имидазол-1-ил)этил-4-хлорбензамид N-[2-(Имидазол-1-ил)этил]пропанамид получают аналогично способу, приведенному в примере 5, загружают 3.4 г (0.05 моль) имидазола, 9.08 г (0.05 моль) 2-(4-хлофенил)-2-оксазолина и 0.528 г (2.5 ммоль) дигидрата ацетата цинка. Получают 8.23 г (66%) N-[2-(имидазол-1-ил)этил]-4-хлорбензамида с т.кип.175-180°С (0.09 Торр), т.пл. 129-130°С. ЯМР 1Н спектр (в d6-DMSO, ИК-спектр ( Пример 8. N-[2-(Имидазол-1-ил)этил]пропанамид N-[2-(Имидазол-1-ил)этил]пропанамид получают аналогично способу, приведенному в примере 5, загружают 3.4 г (0.05 моль) имидазола, 5.04 мл (0.05 моль, 4.95 г) 2-этил-2-оксазолина и 0.071 г (0.5 ммоль) эфирата трехфтористого бора. Получают 6.68 г (80%) N-[2-(имидазол-1-ил)этил]пропанамида. Пример 9. N-[2-(Имидазол-1-ил)этил]пропанамид N-[2-(Имидазол-1-ил)этил]пропанамид получают аналогично способу, приведенному в примере 5, загружают 3.4 г (0.05 моль) имидазола, 5.04 мл (0.05 моль, 4.95 г) 2-этил-2-оксазолина и 0.095 г (0.5 ммоль) моногидрата паратолуолсульфокислоты. Получают 6.26 г (75%) N-[2-(имидазол-1-ил)этил]пропанамида. Пример 10. 2-(Имидазол-1-ил)этанамин К раствору 25 г (0.15 моль) N-[2-(1Н-имидазол-1-ил)этил]пропанамида в 100 мл этилового спирта добавляют 20 мл концентрированной соляной кислоты и кипятят с обратным холодильником в течение 4 ч, часть растворителя упаривают в вакууме, к остатку добавляют 5 мл этилового спирта, образующиеся кристаллы отфильтровывают, промывают 3 мл этанола, сушат в эксикаторе над Р2O5. Получают 13.86 г (52%) гидрохлорида 2-(имидазол-1-ил)этанамина (1) с т.пл. 214-216°С. По результатам потенциометрического титрования гидрохлорид имеет состав C5H9N3. *1.83 HCl ЯМР 1H спектр (в d6-DMSO, ИК-спектр ( Пример 11. 2-(1,2,4-Триазол-1-ил)этанамин К раствору 5.656 г (0.034 моль) N-[2-(1,2,4-триазол-1-ил)этил]пропанамида в 10 мл этилового спирта добавляют 10 мл концентрированной соляной кислоты и кипятят в течение 3 ч, отделяют нижний слой, упаривают в вакууме, образовавшиеся кристаллы сушат в эксикаторе над Р2O5. Получают 5.63 г (92%) гидрохлорида 2-(1,2,4-триазол-1-ил)этиламина (2) с т.пл. 170-175°С. По результатам титрования гидрохлорид имеет состав C4H8N4 *1.86 HCl. ЯМР 1Н спектр (в d6-DMSO, ИК-спектр ( Пример 12. 2-(Бензимидазол-1-ил)этанамин К раствору 39 г (0.18 моль) N-[2-(бензимидазол-1-ил)этил]пропанамида в 150 мл этилового спирта добавляют 130 мл концентрированной соляной кислоты и кипятят в течение 4 ч, отделяют нижний слой, упаривают в вакууме, образовавшиеся кристаллы сушат в эксикаторе над Р2O5. Получают 37.0 г (90,4%) гидрохлорида 2-(бензимидазол-1-ил)этанамина (3) с т.пл. 215-217°С. По результатам титрования гидрохлорид имеет состав C9H11N3 *1.815 HC1 ЯМР 1H спектр (в d6-DMSO, ИК-спектр ( Азолилэтанамины получают из азолов без выделения промежуточных амидов. Пример 13. 2-(Имидазол-1-ил)этанамин Смесь 3.4 г (0.05 моль) имидазола, 5.04 мл (0.05 моль, 4.95 г) 2-этил-2-оксазолина и 0.068 г (0.5 ммоль) хлорида цинка в стальной ампуле нагревают до температуры 180°С при давлении 2 атм в течение 26 ч. Реакционную массу растворяют в этиловом спирте. К раствору 6.43 г (0.03 моль) технического N-[2-(имидазол-1-ил)этил]пропанамида в 25 мл этилового спирта добавляют 4 мл концентрированной соляной кислоты и кипятят с обратным холодильником в течение 4 ч, часть растворителя упаривают в вакууме, к остатку добавляют 1 мл этилового спирта, образующиеся кристаллы отфильтровывают, промывают 1 мл этанола, сушат в эксикаторе над Р2O5. Получают 7.69 г (87%) гидрохлорида 2-(имидазол-1-ил)этанамина (1) с т.пл. 200-204°С. По результатам титрования гидрохлорид имеет состав C5H9N3 *1.8 HCl. Последующие нижеупомянутые в примерах 14, 15 и 16 соединения получают аналогично способу, приведенному в примере 13. Пример 14. 2-(2-Метилимидазол-1-ил)этанамин Смесь 8.2 г (0.1 моль) 2-метилимидазола, 10.1 мл (0.1 моль, 9.9 г) 2-этил-2-оксазолина и 0.136 г (1 ммоль) хлорида цинка в стальной ампуле нагревают до температуры 180°С при 2 атм в течение 26 ч. Реакционную массу растворяют в этиловом спирте. К раствору 18,1 г (0.1 моль) технического N-[2-(2-метилимидазол-1-ил)этил]пропанамида в 100 мл этилового спирта добавляют 35 мл концентрированной соляной кислоты и кипятят с обратным холодильником в течение 4 ч, часть растворителя упаривают в вакууме, к остатку добавляют 50 мл этилового спирта, образующиеся кристаллы отфильтровывают, промывают 5 мл этанола, сушат в эксикаторе над P2O5. Получают 8.7 г (45%) гидрохлорида 2-(2-метил-1Н-имидазол-1-ил)этанамина (4) с т.пл. 209-212°С. По результатам титрования гидрохлорид имеет состав С6Н11N3* 1.88 HCl. ЯМР 1Н спектр (в d6-DMSO, Пример 15. 2-(1,2,4-Триазол-1-ил)этанамин Смесь 3.45 г (0.05 моль) 1,2,4-триазола, 5.04 мл (0.05 моль, 4.95 г) 2-этил-2-оксазолина и 0.068 г (0.5 ммоль) хлорида цинка в стальной ампуле нагревают до температуры 180°С при давлении 2 атм в течение 26 ч. Реакционную массу растворяют в этиловом спирте. К раствору 5.88 г (0.035 моль) технического N-[2-(1,2,4-триазол -1-ил)этил]пропанамида в 25 мл этилового спирта добавляют 4 мл концентрированной соляной кислоты и кипятят с обратным холодильником в течение 4 ч, часть растворителя упаривают в вакууме, к остатку добавляют 1 мл этилового спирта, образующиеся кристаллы отфильтровывают, промывают 1 мл этанола, сушат в эксикаторе над Р2O5. Получают 8.3 г (92%) гидрохлорида 2-(1,2,4-триазол-1-ил)этанамина (2). По результатам титрования гидрохлорид имеет состав 1.5 HCl* C4H8N4. Пример 16. 2-(Бензимидазол-1-ил)этанамин Смесь 23.63 г (0,2 моль) бензимидазола, 20.2 мл (0,2 моль, 19.8 г) 2-этил-2-оксазолина и 0.275 г (0,2 ммоль) хлорида цинка в стальной ампуле нагревают до температуры 180°С при давлении 2 атм в течение 26 ч. Реакционную массу растворяют в этиловом спирте. К раствору 39 г (0.18 моль) технического N-[2-(бензимидазол-1-ил)этил]пропанамида в 150 мл этилового спирта добавляют 20 мл концентрированной соляной кислоты и кипятят с обратным холодильником в течение 4 ч, часть растворителя упаривают в вакууме, к остатку добавляют 5 мл этилового спирта, образующиеся кристаллы отфильтровывают, промывают 5 мл этанола, сушат в эксикаторе над Р2O5. Получают 40.87 г (90%) гидрохлорида 2-(бензимидазол-1-ил)этанамина (3) с т.пл. 213-215°С. По результатам титрования гидрохлорид имеет состав 1.81 HCl* С9Н11N3. Пример 17. 2-(Бензимидазол-1-ил)этанамин К раствору 38.7 г (0.18 моль) N-[2-(бензимидазол-1-ил)этил]пропанамида в 150 мл этилового спирта добавляют 100 мл 20%-го раствора гидроксида натрия и кипятят в течение 24 ч. После упаривания спирта в вакууме остаток экстрагируют хлороформом (3х70 мл), сушат над MgSO4, растворитель удаляют в вакууме. Технический продукт перегоняют в вакууме, собирая фракцию с т.кип. 150-155°С (0.022 Торр), получают 9.7 г (33.5%) 2-(бензимидазол-1-ил)этанамина с nD 20=1.6125.
Формула изобретения
1. Способ получения 2-(азол-1-ил)этанаминов общей формулы I где R1 означает атом водорода или алкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 6, Z и Y каждый независимо означает СН или N, или Z и Y вместе означают группу С-СН=СН-СН=СН-С, образующую аннелированную с азольным циклом систему, алкилированием азольных соединений, где R1, Z и Y имеют те же значения, что и в формуле I, отличающийся тем, что алкилирование проводят оксазолинами формулы II, где R2 означает алкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 6, фенильную, галогенфенильную группу, в присутствии кислот Льюиса или протонных кислот с получением N-[2-(азол-1-ил)этил]алканамидов формулы III, где R1, R2, Z и Y имеют приведенные выше значения, которые гидролизуют в присутствии кислот или оснований в среде полярного растворителя при температуре от 60 до 120°С
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кислот Льюиса используют вещества, выбираемые, например, из группы: хлорид цинка, ацетат цинка, ацетат кадмия, хлорид железа (III), эфират трифторида бора, в количестве от 0,0001 до 0,1 моль на моль азола. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве протонных кислот используют кислоты, выбираемые, например, из группы: n-толуолсульфокислота, метансульфокислота, трифторуксусная кислота. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что взаимодействие оксазолинов (II) с азолами проводят при температуре от 130 до 180°С. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что N-[2-(азол-1-ил)этил]алканамиды III без выделения подвергают взаимодействию с водой.
|
||||||||||||||||||||||||||