способ получения пиразолидонов-3

Формула изобретения

1. Способ получения 1-фенил-пиразолидонов-3, заключающийся во взаимодействии фенилгидразина или его солей с эфирами акриловой или метакриловой кислот в присутствии алкоголята щелочного металла с последующим разложением полученной соли пиразолидона раствором кислоты, отличающийся тем, что полученную в результате взаимодействия соль пиразолидона перед обработкой кислотой выделяют в виде гидратов добавлением в процессе синтеза воды или водных растворов альдегидов, лучше формальдегида.

2. Способ получения пиразолидонов-3 по п. 1, отличающийся тем, что выделенную соль гидратов пиразолидона-3 дополнительно промывают инертным растворителем, например спиртом, бензолом или другим.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к получению пятичленных гетероциклических соединений, а именно к способу получения пиразолидонов-3 общей формулы:



где R - водород, метил.

Пиразолидоны широко используются в качестве составной части проявителей для фотоматериалов.

Известен способ получения 1-фенилпиразолидона-3 (фенидона), в котором путем кипячения смеси раствора металлического натрия в этиловом спирте, бензола, фенилгидразина и этилового эфира этоксипропионовой кислоты в течение 6 часов, с последующим упариванием, охлаждением, нейтрализацией соляной кислотой, получают 80%-ый фенидон (см. Япон. патент N 6115, 1959).

Известен способ получения 1-фенилпиразолидона-3, в котором путем кипячения фенилгидразина (ФГ) с этиловым эфиром акриловой кислоты в присутствии этилата натрия в течение 16 часов, с последующим упариванием досуха, растворением остатка в воде, насыщением раствора двуокисью углерода при 0^oC, получают фенидон с выходом 56% (см. Bull. Soc. chim. France, N 9, p. 3502 - 3517; РЖ Хим.).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, при использовании известных способов относится то, что в известных способах применяется операция "упаривания досуха", при этом остаток, образующийся после упарки растворителя, представляет собой смесь натриевой соли фенидона и органических примесей, которые загрязняют технический продукт и требуют для получения фенидона высокой степени чистоты введения дополнительных операций по очистке технического продукта (перекристаллизация, промывка бензолом). Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ получения метилфенидона, в котором метилфенидон получают из хлоргидрада фенилгидразина и метилметакрилата в присутствии бутилата натрия. Способ получения реализуется следующим образом.

В работе, принятой нами за прототип, в сухой бутиловый спирт вносят металлический натрий, перемешивают при температуре 120^oC, охлаждают и при температуре 25 - 30^oC прибавляют за 5 минут хлоргидрат фенилгидразина. Смесь нагревают 30 минут при 80 - 85^oC, охлаждают до 25 - 30^oC и прибавляют метилметакрилат. Реакционную массу греют при 110 - 115^oC в течение 10 - 15 минут.

Далее вносят дополнительное количество бутилового спирта и продолжают нагревать при температуре 110 - 115^oC в течение 1 часа. Затем реакционную массу охлаждают, прибавляют воду и нейтрализуют уксусной кислотой. Органический слой отделяют и отгоняют бутанол. К остатку прибавляют бензин. Полученный осадок фильтруют. На фильтре дважды промывают бензином и сушат. Далее осадок промывают водой, снова фильтруют, дважды промывают на фильтре водой и сушат. Получают метилфенидон с выходом технического продукта 72,5%. После перекристаллизации из водно-спиртовой смеси получают готовый продукт с температурой плавления 135 - 136^oC ("Методы получения химических реактивов и препаратов", вып. 14, М., 1966, 72 - 74).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных способов, относится то, что в известном способе нейтрализация уксусной кислотой проводится без выделения осадка натриевой соли метилфенидона, получаемой при взаимодействии фенилгидразина и метилметакрилата в присутствии бутилата натрия.

Целью данного изобретения является усовершенствование технологии в области синтеза пиразолидонов-3.

Технический результат - повышение выхода пиразолидонов-3, упрощение процесса и получение целевого продукта высокого качества, не требующего дополнительной очистки.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе получения пиразолидонов-3 проводят конденсацию фенилгидразина с эфирами акриловой или метакриловой кислоты в присутствии алкоголята щелочного металла с последующим разложением полученной соли пиразолидона-3 раствором кислоты. Особенность заключается в том, что получающуюся в результате конденсации промежуточную соль пиразолидона выделяют в виде гидратов добавлением в процессе синтеза воды или водного раствора альдегида. Кроме того, особенность процесса заключается в том, что выделенную соль гидрата пиразолидона-3 дополнительно промывают инертным растворителем, например спиртом, бензолом или др.

При введении воды или водного раствора альдегида происходит более полное осаждение продукта из раствора, что позволяет увеличить выход продукта.

При выделении промежуточной соли пиразолидона в виде кристаллов примеси, содержащиеся в исходных веществах, а также побочные продукты реакции уходят вместе с фильтратом, тем самым улучшая качество конечного продукта.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Осуществляют изобретение следующим образом.

К раствору алкоголята, полученному из щелочного металла, например Na, K, и спирта с общей брутто-формулой C_nH_2n+1OH, где n > 3, или из гидроокиси щелочного металла и соответствующего спирта, при температуре 20 - 40^oC прибавляется фенилгидразин и эфир метакриловой или акриловой кислоты. Смесь кипятится в течение 0,5 - 1,0 часа. Затем охлаждается до температуры 15 - 25^oC, и в реактор загружается водный раствор альдегида. Реакционная масса перемешивается в течение 0,5 - 1,0 часа. Далее образовавшаяся суспензия гидрата натриевой соли пиразолидона-3 в спирте отфильтровывается, промывается на фильтре инертным растворителем, например спиртом, бензолом или петролейным эфиром. После обработки полученной соли фенидона раствором кислоты, например уксусной, соляной, получается пиразолидон-3 с выходом более 80% и массовой долей пиразолидона-3 более 99%.

Преимуществами предлагаемого способа получения пиразолидона-3 являются не только получение продукта высокой степени чистоты (более 99%) без проведения перекристаллизации и увеличение выхода на 5 - 10%, упрощение процесса, но и применимость его для синтеза не только метилфенидона, но и для получения фенидона.

Пример 1. В реактор, снабженный мешалкой, обратным холодильником, термометром и капельной воронкой, загружается 0,15М бутилата натрия в виде 14,5%-го раствора в бутиловом спирте и 0,13М фенилгидразина. К полученной смеси дозируется в течение 15 - 20 минут при температуре 25 - 35^oC 0,15 М метилового эфира метакриловой кислоты. По окончании дозировки метилметакрилата смесь нагревается до 110 - 115^oC и выдерживается 0,5 - 1,0 часа. Затем реакционная масса охлаждается до температуры 15 - 20^oC, и в реактор загружается формальдегид, в количестве 0,13 М, в виде водного раствора с массовой долей формальдегида 24%. После дозировки формальдегида смесь перемешивается 0,5 - 1,0 часа. При этом в реакционной смеси начинается выпадение кристаллов гидратов натриевой соли метилфенидона. Полученная суспензия отфильтровывается. Полученная соль метилфенидона растворяется в воде и обрабатывается соляной кислотой до pH среды 6 - 7. В результате обработки выделяются кристаллы метилфенидона, которые отфильтровываются. Осадок промывается на фильтре 25 - 35 г воды и сушится при температуре 40 - 60^oC. После сушки получается 18,5 г метилфенидона (99,3%). Температура плавления 135,5 - 136^oC. Выход метилфенидона (100%-го) в пересчете на 100%-ый фенилгидразин составляет 80,3%.

Пример 2. Способ получения по п.1, отличающийся тем, что на осаждение соли берется 0,2 М формальдегида (24%) и полученную соль промывают на фильтре 20 - 25 см³ инертного растворителя, например, спирта, бензола или толуола или др.

Выход фенидона с массовой долей 1-фенил-4-метилпиразолидона-3 99,6% составляет 80%. Температура плавления - 135,5 - 136^oC.

Пример 3. Способ получения метилфенидона по п.2, отличающийся тем, что в качестве альдегида используется ацетальдегид в количестве 0,13 М.

Выход метилфенидона с массовой долей основного вещества 99,2% составляет 76,8%.

Пример 4. Способ получения фенидона по п.2, отличающийся тем, что на синтез берут метилметакрилат, для осаждения соли берут воду (0,1 М). Получают фенидон, содержащий 99,6% основного вещества. Температура плавления 122 - 125^oC. Выход - 83,4%.