Способ получения n-арилпроизводных- n, n -диметилмочевины

 

(19)SU(11)1119310(13)A1(51)  МПК ⁶    _{C07C273/18, C07C273/00}(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-АРИЛПРОИЗВОДНЫХ- Nʹ, Nʹ -ДИМЕТИЛМОЧЕВИНЫ

Предлагается усовершенствованный способ получения N-арилпроизводных N^', N^'-диметилмочевины общей формулы I
где R₁,R₄,R₅-H,CH_{3 ,}C₂H₅; R₂-H,Cl_,CF₃; R₃-H,Cl,OCH₃, CH₃. Соединения формулы I применяются в сельском хозяйстве как гербициды для борьбы с сорняками. Известен способ получения соединения общей формулы I (R₁=R₂=R₅-H, R₃-OCH₃, R₄-Cl_,Br) взаимодействием эквимолярных количеств диметиламина и 3-хлор-(или 3-бром)-4-метоксифенилизоцианатов в водном растворе при 5-10^оС. Способ обеспечивает высокие выходы целевых продуктов (90-95%). Недостатком способa является использование дорогих и труднодоступных изоцианатов, в процессе синтеза которых используется высокотоксичный фосген. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения соединений формулы I взаимодействием сероокиси углерода с диметиламином в толуоле при соотношении названных реагентов 1:1:7 и комнатной температуре с последующей обработкой эквимолярным по отношению к сероокими углерода количеством соответствующего замещенного анилина при температуре 80-98^оС. Приведенный экспериментальный пример процесса с участием в качестве замещенного анилина n-хлоранилина показывает, что соединение общей формулы I (R₁=R₂=R₄=R₅-H, R₃-Cl) получается с выходом 72,5% Недостатком способа является низкий выход целевого продукта. Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта. Поставленная цель достигается способом получения N-арилпроизводных N^', N^'-диметилмочевины общей формулы I: где R₁,R₄ и R₅-H,CH₃, C₂H₅; R₂-H,Cl_,CF₃; R₃-H_,Cl_,OCH₃, CH₃, путем взаимодействия диметиламина с сероокисью углерода в среде тетрахлорэтилена при температуре 5-20^оС и мольнoм соотношении диметиламина и сероокиси углерода 2,75-4:1 с последующей обработкой производным анилина общей формулы II
где R₁-R₅ имеет указанные значения,
при температуре 90-92^оС. Отличительными признаками изобретения являются температура взаимодействия диметиламина с сероокисью углерода (5-20^оС), мольное соотношение диметиламина и сероокиси углерода (2,75-4:1), использование в качестве органического растворителя тетрахлорэтилена. Использование избытка диметиламина по отношению к сероокиси углерода свыше 4:1 нецелесообразно, так как приводит к неоправданно большому расходу амина. Проведение реакции при температурах ниже 5^оС нецелесообразно, так как приводит к усложнению технологии процесса в связи с необходимостью поддержания низкой температуры. Изобретение иллюстрируется примерами 1-14. Сравнительный пример 15 показывает нецелесообразность проведения процесса при соотношении диметиламина и сероокиси углерода менее 2,7:1. Сравнительный пример 16 показывает нецелесообразность проведения процесса при температуре выше 20^оС. П р и м е р 1. В колбу, содержащую 100 мл тетрахлорэтилена, при температуре 10-15^оС пропускают в течение 1,5 ч 8,4 г (0,14 моль) сероокиси углерода и 25,4 г (0,56 моль) диметиламина, мольное соотношение 1:4. Затем добавляют 20 г (0,127 г) соединения формулы II (R₁=R₄=R₅-H, R₂-Cl, R₃-OCH₃), поднимают температуру до 92^оС и выдерживают в течение 2 ч. Отгоняют избыток диметиламина, разбавляют остаток горячей водой, охлаждают до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровывают, промывают холодной водой и сушат. Получают 28,5 г соединения I (R₁=R₄=R₅-H, R₂-Cl, R₃-OCH₃), т.пл. 126-127^оС, выход 98,2% содержание основного вещества 99,85%
П р и м е р 2. Процесс ведут, как в примере 1, но количество диметиламина составляет 18,86 г (0,42 моль), соотношение диметиламина и сероокиси углерода 3:1. Получают 28,3 г соединения I (R₁=R₄=R₅-H, R₂-Cl, R₃-OCH₃), выход 97,5%
П р и м е р 3. Процесс ведут, как в примере 1, но количество сероокиси углерода составляет 13,44 г (0,22 моль), диметиламина 40,32 г (0,89 моль), в качестве производного анилина используют соединениe формулы II (R₁=R₄=R₅-H, R₂=R₃-Cl) в количестве 33 г (0,2 моль). Получают 46,5 г (97,9%) соединения I (R₁=R₄=R₅-H, R₂=R₃-Cl), т.пл. 158-159^оС, содержание основного вещества 99,5%
П р и м е р 4. Процесс ведут, как в примере 1, но количество сероокиси углерода составляет 15,53 г (0,25 моль), диметиламина 34,9 г (0,77 моль), мольное соотношение диметиламина и сероокиси углерода 3,1:1. В качестве производного анилина используют соединения формулы II (R₁=R₂=R₄=R₅-H, R₃-Cl) в количестве 30 г (0,23 моль). Получают 45,8 г (98,2%) соединения I (R₁=R₂= R₄=R₅-H₁, R₃-Cl), т.пл. 174-175^оС, содержание основного вещества 99,6%
П р и м е р 5. В колбу со 100 мл тетрахлорэтилена при температуре 10-15^оС пропускают 14,19 г (0,22 моль) сероокиси углерода и 31,9 г (0,7 моль) диметиламина, соотношение диметиламина и сероокиси углерода 3,2:1. Затем добавляют 20 г (0,2 моль) анилина (II, R₁=R₅-H). Температуру поднимают до 90^оС, смесь перемешивают в течение 2 ч, обрабатывают, как в примере 1. Получают 34,2 г (97%) соединения I (R₁=R₅-H), т.пл. 135-136^оС, содержание основного вещества 99,7%
П р и м е р 6. Процесс ведут, как в примере 1, но температура первой стадии составляет 15^оС, количество сероокиси углерода 15,53 г (0,25 моль), диметиламина 39,7 г (0,875 моль), соотношение диметиламина и сероокиси углерода 3,5:1, в качестве производного анилина используют 36,7 г (0,228 моль) соединения формулы II (R₁= R₃= R₄=R₅-H, R₂-CF₃). Получают 52,04 г (98,4%) соединения I (R₁=R₃=R₄=R₅-H, R₂-CF₃), т.пл. 163-164^оС, содержание основного вещества 99,3%
П р и м е р 7. Процесс ведут, как в примере 2, но температура первой стадии 10^оС, количество сероокиси углерода 12,3 г (0,2 моль), диметиламина 27 г (0,6 моль), в качестве производного анилина используют соединение формулы II (R₁= R₄= R₅-H, R₂-Cl, R₃-CH₃) в количестве 25,47 г (0,18 моль). Получают 37,52 г (98,1 ) соединения I (R₁=R₄=R₅-H, R₂-Cl, R₃-CH₃),т.пл. 147-148^оС, содержание основного вещества 98,9%
П р и м е р 8. Процесс ведут, как в примере 2, но температура первой стадии 20^оС, количество сероокиси углерода 13,2 г (0,22 моль), диметиламина 27 г (0,6 моль), соотношение диметиламина и сероокиси 2,75:1, в качестве производного анилина используют соединение формулы II (R₁=R₅-C₂H₅, R₂=R₄-H)
в количестве 30 г (0,2 моль). Получают 43,34 г (98,5%) соединения I (R₁= R₅-C₂H₅, R₂=R₄=H), т.пл. 184-185^оС, содержание основного вещества 99,4%
П р и м е р 9. Процесс ведут, как в примере 6, но количество сероокиси углерода 13,2 г (0,22 моль), диметиламина 31,5 г (0,7 моль), соотношение диметиламина и сероокиси углерода 3,2:1, в качестве производного анилина используют соединение формулы II (R₁-CH₃, R₅-C₂H₅, R₂=R₄-H) в количестве 27,2 г (0,2 моль), Получают 40,5 г (98,4%) соединения I (R₁-CH₃, R₅-C₂H₅, R₂=R₄-H), т.пл. 147-148^оС, содержание основного вещества 99,4%
П р и м е р 10. Процесс ведут, как в примере 9, но температура первой стадии 10^оС, в качестве производного анилина используют 24,4 г (0,2 моль) соединения формулы II (R₁=R₃-CH₃, R₂,R₄,R₅-Н). Получают 37,78г (98,4%) соединения I (R₁= R₃-CH₃, R₂,R₄,R₅-H), т.пл. 135-146^оС, содержание основного вещества 99,5%
П р и м е р 11. Процесс ведут, как в примере 9, но температура первой стадии 20^оС, в качестве производного анилина используют 24,4 г (0,2 моль) соединения формулы II (R₁=R₄-CH₃, R₂=R₃=R₅-H). Получают 37,8 г (98,5%) соединения I (R₁= R₄-CH₃, R₂=R₃=R₅-H), т.пл. 138-139^оС, cодержание основного вещества 99,3%
П р и м е р 12. Процесс ведут, как в примере 9, но температура первой стадии 15^оС, в качестве производного анилина используют 20,8 г (0,2 моль) соединения формулы II (R₂-CH₃, R₁=R₃=R₄=R₅-H). Получают 34,2 г (98,4%) соединения I (R₂-CH₃, R₁=R₃=R₄=R₅-H), т.пл. 144-145^оС. Содержание основного вещества 99,4%
П р и м е р 13, Процесс ведут, как в примере 1, но температура первой стадии (взаимодействия сероокиси углерода с диметиламином) 5^оС, выход соединения I 98,1% содержание основного вещества 99,8%
П р и м е р 14. Процесс ведут, как в примере 1, но температура первой стадии 20^оС, выход соединения I 98,04% содержание основного вещества 98,8%
П р и м е р 15 (сравнительный). Процесс ведут, как в примере 1, но количество диметиламина 12,5 г (0,27 моль), соотношение диметиламина и сероокиси углерода 1,9:1, выход соединения I 88,9% т.пл. 121-124^оС, содержание основного вещества 92,7%
Сравнение результатов с полученными в примере 1 показывает, что уменьшение соотношения диметиламина и сероокиси углерода вызывает падение выхода и чистоты целевого продукта. П р и м е р 16 (сравнительный). Процесс ведут, как в примере 4, но температура первой стадии 25^оС, выход соединения I 90,0% содержание основного вещества 90,8%
Сравнение результатов с полученными в примере 4 показывает, что увеличение температуры взаимодействия диметиламина с сероокисью углерода приводит к понижению выхода и чистоты целевого продукта. Примеры 1-14 показывают, что способ получения соединений формулы I в соответствии с изобретением позволяет повысить выход целевых продуктов и обеспечивает их высокую чистоту.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-АРИЛПРОИЗВОДНЫХ Nʹ,Nʹ -ДИМЕТИЛМОЧЕВИНЫ общей формулы

где R₁, R₄, R₅ H₁ CH₃, C₂H₅;
R₂ H, Cl, CF₃;
R₃ H, Cl, OCH₃, CH₃,
взаимодействием диметиламина с сероокисью углерода в органическом растворителе с последующей обработкой производным анилина общей формулы

где R₁ R₅ имеют указанные значения,
при температуре 90 92^oС, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, взаимодействие диметиламина с сероокисью углерода проводят при температуре 5 20^oС и молярном соотношении диметиламина и сероокиси углерода 2,75 4 1, а качестве органического растворителя используют тетрахлорэтилен.