Спосіб одержання 2,5-діарилоксазолів

Изобретение относится к технологии получения 2,5-диарилоксазолов общей формулы: Соединения формулы (I) являются высокоэффективными органическими люминофорами и широко используются в сцинтилляционной технике в качестве активаторов жидких и пластмассовых сцинтилляторов, в качестве активных сред лазеров с перестраиваемой частотой излучения, оптических отбеливателей для текстильной и бумажной промышленности. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ [1] получения 2,5дифенилоксазола, заключающийся в получении комплекса w -бромацетофенона с уротропином в среде хлороформа, который затем подвергали кислому гидролизу в спиртовой среде: Выпавший осадок хлористого и бромистого аммония отфильтровывали из фильтрата при небольшом вакууме отгоняли растворитель, остаток после отгонки высушивали и перекристаллизовывали из спирта в присутствии активированного угля. Получали солянокислую соль w-аминоацетофе-нона, ацилированием которой хлористым бензоилом в ледяной уксусной кислоте с добавлением агента, связывающего хлористый. водород, получали w -бензоиламиноацетофе-нон, который после выделения и очистки циклизрвали по Робинзону-Габриэлю в серной кислоте с получением 2,5-дифенилоксазола-1,3 (РРО). Выход продукта по известному способу составляет 40-45%, считая на w -бромацетофенон. Этот метод не получил широкого использования в промышленности из-за трудоемкости процесса получения. Он многостадиен и трудоемкий, т.к. после каждой стадии требуется выделять и подвергать очистке полупродукты. Исходный продукт w -бромацетофенон является сильным лакриматором, который относится к классу боевых отравляющих веществ, поэтому работа с ним требует специального оборудования и помещений, а также надежных защитных средств. Разложение уротропинового комплекса кислым гидролизом в спиртовой среде при комнатной температуре сопровождается w -молением реакционной массы, что требует дополнительной операции перекристаллизации солянокислого w -аминоацетофенона из спирта с углем. В основу изобретения поставлена задача разработать способ получения 2,5-диарилоксазолов, в котором за счет усовершенствования стадии бромирования ацетофенона и изменения условий проведения всего процесса обеспечивалось бы сокращение длительности технологического цикла, уменьшилось бы количество промстоков, повысилась бы экологическая чистота производства. Решение задачи достигается тем, что в способе, включающем получение комплекса (О-бромацетофенона с уротропином, кислый гидролиз комплекса в спиртовой среде, обработку образующегося при этом солянокислого фенациламина хлорангидридом соответствующей кислоты и последующую циклодегидратацию полученного амида в концентрированной серной кислоте, согласно изобретению синтез w-бромацетофенона проводят непосредственно в реакционной массе путем бромирования ацетофенона бромом на холоду практически без применения растворителя с отдувкой образующегося бромистого водорода газообразным азотом и, без выделения его из реакционной массы, подвергают взаимодействию с уротропином, проводят кислый гидролиз комплекса при температуре выше 14°С в одну ' технологическую стадию в одном реакторе без выделения сильнотоксичных полупродуктов, образующийся при этом солянокислый боаминоацетофенон выделяют из реактора и сразу без его очистки вводят в реакцию конденсации с хлорангидридом соответствующей кислоты в водной среде, что позволяет исключить из процесса ледяную уксусную кислоту, образующийся при этом бензоиламиноацетофенон превращают в конечный 2,5-диарилоксазол известными приемами (циклодегидратацией в серной кислоте). Созданные условия позволили провести бромирование ацетофенона, получение комплекса шбромацетофенона с уротропином и кислый гидролиз комплекса в одну технологическую стадию в одном реакторе без выделения сильнотоксичного w-бромацетофенона, что исключает соприкосновение с ним, при этом образующийся солянокислый w -аминоацетофенон получается достаточно чистым, не требует выделения и перекристаллизации и сразу же подвергается ацилированию хлористым бензоилом в водной среде при рН=8 с добавлением агента, связывающего хлористый водород. Это позволило исключить из синтеза уксусную кислоту и повысить экологическую чистоту стоков. Предлагаемый способ заключается в том, что проводят бромирование ацетофенона на холоду почти без растворителя в токе азота, получают комплекс собромацетофе-нона с уротропином в среде хлористого метилена при комнатной температуре при рН = 7. После отгонки или фильтрации хлористого метилена образовавшуюся четвертичную соль разлагают на холоду (чтобы исключить осмоление продукта) при температуре не выше 14°С спиртовым раствором соляной кислоты. Реакционную массу выдерживают 24 часа. Отфильтровывают выпавший в осадок хлористый и бромистый аммоний, а эфирный слой фильтрата упаривают под вакуумом при комнатной температуре. Остаток в колбе охлаждают до 5°С и выделяют солянокислый фенациламин. Ацилировани-ем полученной соли хлористым бензоилом в водной среде с добавлением углекислого натрия, связывающего хлористый водород, получают бензоиламиноацетофенон, циклизация последнего в серной кислоте приводит к образованию 2,5-дифенилоксазола -1,3 (РРО). По аналогичной схеме, используя в качестве исходного продукта вместо хлористого бензоила хлорангидрид соответствующей кислоты, можно синтезировать другие замещенные 2,5-диарилоксазолов, например, при использовании в качестве исходного продукта хлорангидрида дифенил-4-карбо-новой кислоты, получают 2-{4-дифенилил)-5-фенилоксазол (БРО), а в случае дихлорангидрида терефталевой кислоты -1,1 бис-(5-фенилоксазолил-2)-бензол (РО-РОР). Пример 1. Получение 2,5-дифенилоксазола (РРО). В круглодонную колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником, термометром и трубкой для пропускания азота загружались 61,84 г (60 мл) ацетофенона, 0,2 мл бромистоводородной кислоты, 4 мл хлористого метилена. При температуре 5-10°С по каплям придавали бром массой 77,55 г (объемом 25 мл). Подключали ток азота. После придачи всего брома реакционную массу перемешивали и продували азотом в течение 60-90 минут, после чего в реакционную колбу загружали хлористый метилен объемом 700 мл, отключали азот и небольшими порциями придавали углекислый натрий массой 4 г. При рН среды равной 7 в реакционную колбу небольшими порциями загружали уротропин массой 80 г при температуре массы не выше 30°С. Смесь перемешивали 3-4 ч при температуре 22-25°С, после чего выдерживали в течение 10 ч. Полученный комплекс уротропина и w -бромацетофенона в виде белого осадка отжимали досуха. В колбу загружали охлажденную смесь этилового спирта объемом 600 мл и соляной кислоты массой 213 г. Реакционную массу перемешивали 2 часа при охлаждении и выдерживали в течение суток при температуре не выше 14°С. Выпавший осадок хлористого и бромистого аммония отделяли, а эфирный слой фильтрата упаривали под вакуумом/Остаток после упарки охлаждали до 5 С в течение часа. Выпавший осадок w -аминоацетофенона солянокислого тщательно отжимали, дважды промывали на фильтре изопропиловым спиртом и высушивали при температуре не выше 60°С. Выход солянокислого фенациламина составляет 60-55 г, что в пересчете на ацетофенон составляет 6770%. Продукт плавится при температуре 186-218°С, в пределах не более 2°С. Внешний вид: кристаллический порошок светло-сиреневого цвета. Пример 1.2. Получение бензоилами-ноацетофенона. В колбу загружают w -аминоацетофенон солянокислый массой 45 г, вода объемом 270 мл, соляная кислота массой 13,5 г и перемешивали до полного растворения осадка. Полученный раствор охлаждали до 810°С и загружали бензоил хлористый массой 36,87 г. При перемешивании придавали натрий углекислый массой 35 г до рН равной 8-9. Перемешивали в течение часа. Выпавший осадок бензоиламиноацетофенона отфильтровывали, промывали водой до нейтральной реакции промывных вод и высушивали при температуре 50-60°С. Выход 43,9 г, что составляет 70% в пересчете на w-аминоацетофенон солянокислый. Продукт плавится при температуре 120-126°С в пределах не более 2°С. 1.3.. Получение 2,5-дифенилоксазола (РРО). В колбу загружали серную кислоту массой 122,92 г и при перемешивании при температуре не выше 30°С загружали бензоиламиноацетофенон массой 43,9 г. Перемешивали в течение 2 часов. При охлаждении к реакционной массе прибавляли воду объемом 540 мл при температуре 45 ± 5°С. Перемешивали 30 мин и нагревали до 70-75°С с выдержкой еще 30 мин. Выпавший осадок после охлаждения отфильтровывали, промывали водой до нейтральной реакции промывных вод. Продукт сразу же подвергали перекристаллизации из изопропилового спирта, затем подвергали двухкратной перегонке под вакуумом (температура кипения 220°С при 7-10мм рт.ст.). Продукт плавится при температуре 71-73°С. Выход 33,41 г (82% в пересчете на бензоиламиноацетофенон). Внешний вид: белый кристаллический порошок. Сцинтилляционная эффективность,% не менее 80. Положение главного максимума спектра люминесценции 365 ±5 им. Оптическая прозрачность,% не менее: Пример 2. Получение 2-(4-6ифенилил)-5-фенилоксазола (ВРО). Аналогично примеру 1, но вместо хлористого бензоила на стадии получения бензо-иламиноацетофенона (п. 1.2) берут раствор 49,02 г хлорангидрида 4-дифенилкарбоновой кислоты в 293 мл трихлорэтилена. Выход 57 г (74% от теоретического, считая на солянокислый фенациламин). Продукт очищают путем двукратной перекристаллизации из уксусной кислоты. Температура плавления 115—116°С. Я мак. люминесценции в толуоле - 390 нм. Абсолютный квантовый выход в толуоле - 0,56. Пример 3. Получение 1,4-бис (5-фени-локсазолил-2)-бензола (РОРОР). Аналогично примеру 1, но вместо бензоила хлористого на стадии получения бензо-иламиноацетофенона (п.1.2) берут раствор 25,56 г дихлорангидрида терефталевой кислоты в 251 мл трихлорэтилена. Выход 30,6 г (92% от теоретического, считая на солянокислый фенациламин). Температура плавления 246-247°С. Я мак. люминесценции в толуоле - 420 нм. Абсолютный квантовый выход в толуоле - 0,41. В таблице приведены сопоставительный анализ предложенного способа получения 2,5-дифенилоксазола и способа по прототипу. Предложенный способ имеет существенное преимущество по сравнению с прототипом: сокращает количества технологических стадий от 5 (по прототипу) до 3; сокращает длительность технологического процесса от 108 часов (по прототипу) до 58 (процесс исключает очистку полупродукт и сокращает время гидролиза до 1 суток вместо 3-х по прототипу); уменьшает трудоемкость процесса за счет исключения стадий выделения и очистки солянокислого фенациламина и бензоиламиноацетофенона; уменьшает количество кислых промстоков от 190,3 кг (по прототипу) до 74,8 кг; исключает применение ядовитой уксусной кислоты и непосредственный контакт с w -бромацетофеноном; расширяет технологические возможности способа на другие замещенные 2,5-диарилоксазолов, в частности, ВРО, РОРОР; увеличивает выход конечного продукта до 60%. Таким образом, заявляемый способ дает возможность организовать серийное производство 2,5диарилоксазолов (в частности, РРО, ВРО и РОРОР), широко применяемых в настоящее время в сцинтилляционной технике и других областях народного хозяйства.