4-триметилсилоксиметилфосфинил-2-триметилсилокси -2- цианобутиронитрил в качестве полупродукта синтеза 4- метилгидроксифосфинил-2-аминобутановой кислоты, обладающей гербицидной активностью, и способ его полученияПатент на изобретение №: 2054430 Автор: Антонов Е.А., Одинец И.Л., Фрегер Б.И., Морозик Ю.И., Старков В.Я., Мастрюкова Т.А., Кабачник М.И. Патентообладатель: Институт элементоорганических соединений им.А.Н.Несмеянова РАН, Государственный институт технологии органического синтеза с опытным заводом Дата публикации: 20 Февраля, 1996 Адрес для переписки: подача заявки09.01.1992 публикация патента20.02.1996 Изображения Использование: в качестве полупродукта синтеза 4-метилгидроксифосфинил-2-аминобутановой кислоты, обладающей гербицидной активностью. Сущность изобретения: продукт - 4-триметилсилоксиметилфосфинил-2-триметилсилокси -2- цианобутиронитрил ф-лы: CH3P(O) [OSi(CH3)3] CH2CH2C(CN)2 [OSi(CH3)3], БФ C12H25 N2O3Si2P, выход 100%, масло. Реагент 1: соединение ф-лы: CH3P(O), связь O-C(O)-CH2-CH2 - связь с фосфором. Реагент 2: соединение ф-лы: (CH3)3SiCN. Условия реакции: в присутствии четыреххлористого титана при 60 - 70oС, молярном соотношении реагентов, равном 1:(2-4):0,01, в среде хлороформа в течение 6 - 7 ч. 3 с. п. ф-лы, 2 табл. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУИзобретение относится к химии фосфорорганических соединений с С-Р-связью, а именно к новому соединению 4-триметилсилоксиметилфосфинил-2-триметилсилок-си-2-цианобутиронитрилу формулы I CH (I) который может быть использован в качестве промежуточного продукта для получения 4-метилгидроксифосфинил-2-аминобутано- вой кислоты (фосфинотрицина) формулы II CH O)CH2CH OOH (II) обладающей высокой гербицидной активностью и находящей применение в сельском хозяйстве (в виде моноаммониевой соли) в качестве контактного гербицида сплошного спектра действия, и способам его получения. Кроме того, 4-триметилсилоксиметилфосфина-2-триметилсилокси-2-цианобути-ронитрил (I) может найти применение для синтеза потенциального комплексона 4-метилгидроксифосфинил-2-окси-2-карбок-сибутановой кислоты формулы III CH O)CH2CH COOH)2 (III) представляющей собой дикарбоновый аналог 3-метилгидроксифосфинил-1-оксипропилдифосфоновой кислоты, предлагаемой авторами в качестве комплексона и агента, препятствующего образованию зубного камня, для использования в фармацевтической промышленности. Предлагаемый 4-триметилсилоксиметилфосфинил-2-триметилсилокси-2-циано-бутиронитрил (I), его свойства, способ получения, а также способ получения на его основе фосфинотрицина в литературе отсутствуют. Наиболее близким аналогом 2-цианобутиронитрила (I) по структуре и назначению являются фосфорилированные производные циангидрина формулы IV CH )CH2CH N (IV) которые получают фосфорилированием эфиров циангидрина акролеина кислыми эфирами метилфосфонистой кислоты в условиях радикального катализа [1] Гидролизом соединений типа (IV) в кислой среде получают 4-метилгидроксифосфинил-2-оксибутановую кислоту формулы V CH O)CH2CH COOH (V) Замена в последней гидроксильной группы на аминную функцию приводит с высоким выходом к фосфинотрицину. Схема синтеза следующая: CH )H+ CH2=CH N  CH )CH H N  ____ CH O) CH COOH _____CH O) H OOH где R1 алкил, R2 ацетил или пропионил. Способ получения фосфорзамещенных ацетилированных циангидринов (IV) имеет ряд недостатков. Так исходные ацетилированные производные акролеина получают в несколько стадий с невысоким конечным выходом из расчета на акролеин. На стадии фосфорилирования процесс ведут в условиях радикально-цепного взаимодействия, которое затруднено для реализации в промышленности вследствие применения взрывоопасных катализаторов перекисной структуры и сложностей управления радикальными процессами в целом. Кроме того, в данном случае реакция идет при катализе ацилпероксидами, которые в настоящее время получают лишь в лабораторных условиях с невысокими выходами. Известно также, что технический фосфинотрицин, полученный через эфиры циангидрина акролеина, содержит много нежелательных примесей, а его производство осложняется большим количеством солевых стоков. Изобретение позволяет расширить ассортимент промежуточных соединений из класса фосфорорганических циангидринов, на основе которых осуществляют синтез эффективных нетосичных гербицидов, а также упростить способ получения последних за счет использования более простого метода синтеза соответствующих полупродуктов. Сущность изобретения заключается в новом соединении: 4-триметилсилоксиметилфосфинил-2-триметилсилокси-2-циано-бутиронитриле, на основе которого возможен синтез эффективного гербицида фосфинотрицина, и способах его получения, заключающихся во взаимодействии 2-метил-2,5-диоксо-1,2-оксафосфолана с триметилсилилцианидом в среде хлороформа в течение 6-7 ч при 60-70оС в присутствии четыреххлористого титана при молярном соотношении реагентов, равном 1:(2-4):0,01, или в присутствии тетрабутиламмония йодистого при молярном соотношении реагентов, равном 1:(2-4):(0,02-0,05). Выход целевого соединения составляет при этом 90-95% Процесс описывается следующей схемой: CH C=O + 2(CH3)3SiCN  CH Температурный интервал процесса получения 4-триметилсилоксиметилфосфинил-2-триметилсилокси-2-цианобутиронитрила (I) определяется тем, что при температуре ниже 60оС реакция значительно замедляется, при температуре выше 70оС происходит разрушение продукта с отщеплением цианистого водорода, сопровождающееся осмолением реакционной смеси. При стехиометрическом соотношении реагентов исходный 1,2-оксафосфолан не вступает в реакцию полностью, в то же время использование более 4 эквивалентов триметилсилилцианида нецелесообразно, так как не дает увеличения выхода целевого продукта. Временной интервал процесса определяется тем, что при проведении реакции в течение менее 6-7 ч наблюдается соответствующее снижение выхода 2-цианобутиронитрила на 15-30% За указанный период времени реакция завершается практически полностью и более длительное нагревание приводит лишь к разрушению конечного соединения. Известно взаимодействие 2-метил-2,5-диоксо-1,2-оксафосфолана с цианидом натрия, приводящее к натриевой соли метил(3-кето-3-цианопропил)фосфиновой кислоты (VI) [2] гидролизом которой в кислой среде получают другой полупродукт синтеза фосфинотрицина 4-метилгидроксифосфинил-2-кетобутановую кислоту (VII) CH C=O+NaCN_CH H2CH CN CH CH COOH Однако 1,2-оксафосфолан представляет собой циклический ангидрид 3-метилгидроксифосфинилпропионовой кислоты. Известно, что ангидриды карбоновых кислот легко реагируют с цианидами щелочных металлов, но не вступают в реакцию с триметилсилилцианидом даже в условиях катализа. Таким образом, предлагаемый способ получения 4-триметилсилоксиметилфосфинил-2-триметилсилокси-2-цианобутиронитрила (I) является неочевидным, и такое взаимодействие смешанных ангидридов с триметилсилилцианидом описано впервые. Гидролизом 2-цианобутиронитрила (I) концентрированной соляной кислотой при кипячении получают 4-метилгидроксифосфинил-2-оксибутановую кислоту (V) с практически количественным выходом. Для получения фосфинотрицина далее используют стандартную методику [1] При гидролизе соединения (I) в мягких условиях с выходом 90% получают 4-метилгидроксифосфинил-2-окси-2-карбоксибутановую кислоту (III). Нагревание кислоты (III) сопровождается декарбоксилированием и также приводит к 4-метилгидроксифосфинил- 2-оксибутановой кислоте (V) CH Следует подчеркнуть, что кремнийорганические эфиры гидролизуются чрезвычайно легко, образующийся при этом гексаметилдисилоксан, в отличие от хлористого натрия, легко отделяется от конечного продукта и может быть возвращен в рецикл для синтеза исходного триметилсилилцианида. Исходную фосфорорганическую компоненту 2-метил-2,5-диоксо-1,2- оксафосфолан легко получают, в то числе и в промышленности, по описанным методикам [3-5] из метилдихлорфосфина и акриловой кислоты в одну стадию. П р и м е р 1. Получение 4-триметилсилоксиметилфосфинил-2- триметилсилокси-2-цианобутиронитрила (I). В круглодонную колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником и капельной воронкой, помещают 39,6 г (0,4 моль) триметилсилилцианида, 0,2 г (0,001 моль) TiCl4 и при температуре 20оС медленно прибавляют 13,4 г (0,1 моль) 2-метил-2,5-диоксо-1,2-оксафосфолана в 70 мл хлороформа. По окончании прибавления реакционную массу выдерживают в течение 7 ч при температуре 70оС. После отпаривания растворителя и избытка триметилсилилцианида в вакууме получают 33,2 г (колич.) 4-триметилсилоксиметилфосфинил-2-триме-тилсилокси-2-цианобутиронитрила (I) в виде слегка желтоватого вязкого масла. ИК-спектр ( , см-1): 2240 (C N), 1260 (Р=О). Спектр ЯМР31Р 40,9 м.д. /CDCl3). Спектр ПМР ( , м. д. I Гц, CDCl3): 0,22 два синглета (18 Н, Si (CH3)3), 1,41 д (3Н, СН3Р,2J(PH) 14,1), 1,70-1,95 м (2Н, РСН2), 2,20-2,34 м (2Н, СН2С(CN)2-). Спектр ЯМР13С (, м. д. J) Гц, CDCl3): 0,09 и 0,1 два синглета (Si(CH3)3, 16,1 д (СН3Р,1J(PC) 96,6). 25,4 д (РСН2,1J(РС) 95,9), 35,6 с (РСН Н2), 62,5 д ( (CN)2OSiMe,3 I(PC) 21,3). 114,2 с (CN). Масс-спектор m/I: [M]+ 332/2, [M-CH3]+ 317/17. [M-CH3-CN]+ 291/30, [Me3Si]+ 73/100. П р и м е р ы 2-11 приведены в табл.1. Спектральные параметры соединений, полученных в этих примерах, полностью идентичны данным для 4-триметилсилоксиметилфосфинил-2-триметилсилокси-2- цианобутиронитрила (I), приведенным в примере 1. Во всех примерах на 1 моль фосфолана добавляли 0,01 моль четыреххлористого титана. П р и м е р 12. Получение 4-триметилсилоксиметилфосфинил-2- триметилокси-2-цианобутиронитрила (I). В круглодонную колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником и капельной воронкой, помещают 39,6 г (0,4 моль) триметилсилилцианида, 1,8 г (0,005 моль, 5 мол.) тетрабутиламмония йодистого. При температуре 20оС медленно добавляют к смеси 13,4 г (0,1 моль) 2-метил-2,5-диоксо-1,2-оксафосфолана в 70 мл хлороформа. Затем реакционную массу выдерживают в течение 6 ч при температуре 60оС. После отпаривания растворителя и избытка триметилсилилцианида в вакууме получают 30,9 г (92%) 4-триметилсилоксиметилфосфинил-2- триметилсилокси-2-цианобутиронитрила (I), константы которого полностью совпадают с физико-химическими данными для соединения (I) синтезированного в присутствии четыреххлористого титана. Примеры 13-21 приведены в табл.2. П р и м е р 22. Получение 4-метилгидроксифосфинил-2-окси-2-карбоксибутановой кислоты (III). В круглодонную колбу, снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником, помещают 100 мл концентрированной соляной кислоты, охлаждают от -20 до -30оС и медленно прибавляют 33,2 г (0,1 моль) 4-триметилсилоксиметилфосфинил-2-три-метилсилокси-2-цианобутиронитрила (I). В течение 1 ч температуру реакционной смеси доводят до комнатной, гексаметилдисилоксан отделяют, остаток выдерживают при этой температуре в течение 3 ч. Отгоняют в вакууме HCl и воду, к остатку прибавляют 50 мл ацетона, отфильтровывают выпавший хлористый аммоний. Растворитель упаривают, остаток выдерживают в вакууме масляного насоса 2 ч, 35-45оС, 0,5-1 мм рт.ст. Получают 20,3 г (90%) 2-окси-2-карбоксибутановой кислоты (III) в виде густого масла. Спектр ЯМР31Р: 57,0 м. д. (D2O). Спектр ПМР (,м.д. I Гц, D2O): 1,53 д (3Н, СН3.2I(РН) 12,1), 2,00-2,15 с (2Н, РСН2), 2,56-2,70 м (2Н, РСН2С ). Спектр ЯМР 13С (, м. д. I, Гц, D O2): 14,0 д (СН3Р, 1I(PC) 92,5), 24,2 д (PСН2, 1I(РС) 93,7), 28,7 с (РСН Н2), 79,2 д ( (ОН)(СООН)2, 3I(РС) 16,7). 172,8 с (СООН). Найдено, C 31,70; H 5,04; P 13,64; C6H11O7P. Вычислено, C 31,87; H 4,90; P 13,70. П р и м е р 23. Получение 4-метилгидроксифосфинил-2-оксибутановой кислоты. а). В круглодонную колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником, помещают 100 мл концентрированной соляной кислоты, охлаждают от -20 до -30оС и добавляют при этой температуре 33,2 г (0,1 моль) 4-триметилсилоксиметилфосфинил-2-триметилсилокси-2-цианобути- ронитрила (I). По окончании прибавления температуру реакционной смеси медленно в течение 1 ч доводят до комнатной, верхний слой гексаметилдисилоксана отделяют, остаток разбавляют 100 мл воды и кипятят 4-5 ч. После охлаждения хлористый водород и воду упаривают в вакууме, достаток обрабатывают аналогично примеру 22. Получают 17,3 г (95%) 4-метилгидроксифосфинил-2-оксибутановой кислоты (V), т. пл. 117оС. Спектр ЯМР 31Р 58,1 м.д. (D2O). Спектр ПМР (, м.д. I Гц, D2O): 1,40 д (3Н, СН3Р, 2J(РН) 14,0), 1,63-1,92 м (4Н, СН2C ), 4,20 м (1Н, СН, АВХ-система 3I(НН) 7,1). Спектр ЯМР 13С (.м.д. IГц, D2O): 13,2 д (СН3Р, 1J(PC) 91,8). 24,6 д (РСН2, 1J(РС) 94,2), 25,8 с (РСН Н2), 69,5 д ( H-ОН, 3I(РС) 17,1). 176,6 с (СООН). Найдено, С 33,15; Н 6,24; Р 16,65; С5Н11О5Р. Вычислено, С 32,98; Н 6,09; Р 17.01. б) К 20,3 г (0,09 моль) 4-метилгидроксифосфинил-2-окси-2- карбоксибутановой кислоты (III), полученной в примере 22, добавляют 100 мл 1 н. соляной кислоты и кипятят в течение 2-3 ч. После отгонки в вакууме НСl и воды, остаток промывают диэтиловым эфиром, сушат в вакууме масляного насоса. Получают 15,7 г (96%) 4-метилгидроксифосфинил-2-оксибутановой кислоты, спектральные параметры которой совпадают с данными соединения, полученного по методике а). Синтез соединений (III), (V) можно проводить в том же реакционном аппарате, что и синтез 4-триметилсилоксиметилфосфинил-2-триметилсилокси-2-циа- нобутиронитрила (I), после отгонки растворителя и без выделения промежуточного продукта. Далее 4-диметилгидроксифосфинил-2-оксибутановая кислота используется для синтеза фосфинотрицина. П р и м е р 24. Получение 4-метилгидроксифосфинил-2-аминобутановой кислоты (II). К 9,1 г (0,05 моль) 4-метилгидроксифосфинил-2-оксибутановой кислоты добавляют 100 мл насыщенного раствора аммиака в этиловом спирте. Осадок отфильтровывают, добавляют к нему 23,8 г (0,2 моль) хлористого тионила в 150 мл бензола. Реакционную смесь кипятят 3 ч, упаривают и обрабатывают насыщенным раствором аммиака в хлороформе, вновь упаривают, добавляют 20 мл воды и подкисляют 1 н. HCl до устойчивого рН 2. Раствор упаривают, добавляют 100 мл ацетона, отфильтровывают хлористый аммоний. Фильтрат упаривают, добавляют 100 мл 80% -ного EtOH и 20 мл окиси пропилена. Выпавший фосфинотрицин (II) отфильтровывают, сушат на воздухе. Получают 7 г (78%) соединения (II), т.пл. 232-233оС, р 44,7 (D2O). Таким образом, 4-триметилсилоксиметилфосфинил-2-триметилсилокси-2-циано- бутиронитрил (I) является легко доступным соединением для синтеза 4-метилгидроксифосфинил-2-оксибутановой кислоты (V), используемой в синтезе фосфинотрицина, и, кроме того, для получения потенциального комплекса 4-метилгидрок- сифосфинил-2- окси-2-карбоксибутановой кислоты (III). Применение соединения (I) позволяет упростить способ получения 4-фосфорилированной-2-оксибутановой кислоты и соответственно фосфинотрицина за счет использования доступных исходных реагентов и возможности проведения процесса в одном реакционном аппарате без выделения промежуточных соединений при одновременном повышении выхода из расчета на первичное исходное соединение метилдихлорфосфин.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. 4-Триметилсилоксиметилфосфинил -2- триметилсилокси-2-цианобутиронитрил формулы в качестве полупродукта синтеза 4-метилгидроксифосфинил -2- аминобутановой кислоты, обладающей гербицидной активностью. 2. Способ получения 4-триметилсилоксиметилфосфинил -2- триметилсилокси-2-цианобутиронитрила, отличающийся тем, что 2-метил-2,5-диокси-1,2-оксафосфолан подвергают взаимодействию с триметилсилилцианидом в присутствии четыреххлористого титана при молярном соотношении реагентов 1 : 2 - 4 : 0,01 в среде хлороформа при 60 - 70oС в течение 6 - 7 ч. 3. Способ получения 4-триметилсилоксиметилфосфинил -2- триметилсилокси-2-цианобутиронитрила, отличающийся тем, что 2-метил-2,5-диоксо-1,2-оксафосфолан подвергают взаимодействию с триметилсилилцианидом в присутствии иодистого тетрабутиламмония при молярном соотношении реагентов 1 : 2 - 4 : 0,02 - 0,05 в среде хлороформа при 60oС в течение 6 - 7 ч.Популярные патенты: 2261583 Выгрузное устройство бункера зерноуборочного комбайна ... смотровыми окнами и шнеков указателем оборотов позволяет контролировать процесс выгрузки зерна и повысить надежность устройства. Формула изобретения 1. Выгрузное устройство бункера зерноуборочного комбайна, содержащее горизонтальный шнек, установленный в бункере под охватывающими по всей длине заслонками с регулируемым зазором, снабженными гидроцилиндром и указателем со шкалой величины их открытия, и связанный одним концом с приводом, а другим через карданный вал с выгрузным шнеком, отличающееся тем, что заслонки бункера выполнены из нескольких регулируемых заслонок, при этом заслонки установлены с возможностью поочередного открытия со стороны выгрузного шнека. 2. Выгрузное ... 2201244 Препарат для защиты животных и растений ... при размахе изменчивости 2000-3000 мкг/мл. Во всех приведенных случаях авермектины выделяют из мицелия одновременно экстракцией индивидуальным органическим растворителем, смешивающимся с водой, с последующим разделением, например хроматографическим. Предлагаемое изобретение позволяет получать препараты для защиты животных и растений на основе трех комплексов авермектинов с различным содержанием индивидуальных авермектинов. Препараты содержат активное вещество на твердом носителе. Активным веществом является комплекс авермектинов в концентрации 0,1-0,3%, а твердым носителем служат перлит, цеолит, или отработанный мицелий S. avermitilis. Первые два носителя предпочтительны для ... 2253239 Способ производства средства для обработки растений (варианты) ... углеводороды, содержащие до 10 атомов углерода в молекуле, их галогенпроизводные, инертные газы, азот, закись азота, двуокись углерода и их смеси, отделение экстракта и введение в него неактивных компонентов с получением целевого продукта, согласно изобретению, используют биомассу микромицета Pythium gracile, а в процессе экстрагирования давление в экстракционной смеси периодически сбрасывают до значения, обеспечивающего вскипание экстрагента, и повышают до исходного значения.Тот же результат достигается тем, что в способе производства средства для обработки растений, предусматривающем экстрагирование биомассы микромицета в постоянном или переменном магнитном поле жидким ... 2420060 Способ генетической трансформации растений селекционно-ценных образцов клевера лугового ... растений-регенерантов, образовавших in vitro корни в присутствии 50 мг/л канамицина, методом Эдвардса с предварительной проморозкой при -20°С. ПЦР анализ проводили с праймерами, изготовленными фирмой SYN-TOL.Пример 1.Генетическая трансформация растений клевера лугового сортообразца Ранний 2. Для генетической трансформации использовали генотипы клевера лугового с высокой PC, и показавшие высокую устойчивость к ионам алюминия при оценке in vitro, в вегетационном и полевом опытах. 20 морфогенных культур каждого генотипа с небольшими побегами, разрезанные на части величиной 3-5 мм, помещали срезом вверх на среду Гамборга B5 с 2 мг/л БАП и инокулировали ночной культурой ... 2108013 Рабочий орган культиватора ... из разнокачественных сталей, соответственно Сталь 70Г, Сталь 20ХН2М и Сталь У12А. Локальный нагрев фронтальных кромок 9 носка 8 стойки 1, фронтальной кромки и торцов упругой пластины 3 и фронтальной кромки 21 плоскорежущей лапы 2 при производстве соответственно лезвий 11, 13, 16 и 17 и 22 привело к объемной закалке режущих кромок 10, 12 и 23 до 40 - 60 НРСэ и поверхностному наклепу. Это позволяет резко повысить и ресурс рабочего органа. В описанном рабочем органе, детали которого выполнены из разнокачественных несвариваемых друг с другом конструкционных сталей, произведено неразъемное соединение, обеспечивающее работоспособность и высокую надежность устройства. Рабочий орган ... |
Еще из этого раздела: 2495556 Секционный отсекатель дозатора и сельскохозяйственный агрегат, содержащий его 2157068 Способ управления роением в пчеловодческом хозяйстве 2397634 Жалюзийное решето 2120752 Способ консервирования ксеногенных клеток печени 2250583 Агрегат дернинный комбинированный 2201065 Приемная часть осевого сепаратора 2279799 Балансир рыболовный 2050099 Косилка с всасывающим устройством 2054429 Способ получения антисептика для защиты древесины 2280351 Установка для скашивания сорной растительной массы с берм и откосов канала |
Изобретения в сельском хозяйстве
Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах
Посадка, посев, удобрение
Уборка урожая, жатва
Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства
Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство
Новые виды растений или способы их выращивания
Производство молочных продуктов
Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство
Поимка, отлов или отпугивание животных
Консервирование туш животных, или растений или их частей
Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов
Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения
Машины или оборудование для приготовления или обработки теста
Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия
|
|
||