Способ получения дилактаматов магния
Изобретение относится к лактаматам металлов , в частности, к получению дилактаматов магния, которые применяют в качестве катализаторов анионной полимеризации в полимерной химии. Цель - повышение выхода и качества целевого продукта. Способ ведут реакцией лактама общей формулы HN-(CH<SB POS="POST">2</SB>)<SB POS="POST">N</SB>CO, где N=3-7, с магнийорганическим соединением общей формулы MGR<SB POS="POST">2</SB>, где R=C<SB POS="POST">2</SB>H<SB POS="POST">5</SB>, H-C<SB POS="POST">3</SB>H<SB POS="POST">7</SB> или изо-C<SB POS="POST">3</SB>H<SB POS="POST">7</SB>, в среде диэтилового эфира или его смеси с толуолом при 20-45°С в течение 1-2,5 ч. Способ позволяет получить целевой продукт без примесей с выходом 98% при комнатной температуре против 40-160°С в известном случае. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ.
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АBTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4271404/31-04 (22) 29. 06. 87 (46) 23. 08.89. Бюл. h» 31 (71) Институт элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова (72) Jl. И. Захаркин, T. М. Фрунзе, В. В. Гавриленко, В, В. Курашев, Л. А. Чекулаева, В. А, Котельников, Л. Б. Данилевская, А. В. Марков, В. С. Папков и М. 11. Ильина ,(53) 547.318.07(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
1262906, кл. С 07 D 201/14, 1986.
Патент США Р 3346566, кл. 260—
239.3, опублик. 1967., (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕ1ПИ ДИЛАКТАМАТОВ, МАГНИЯ
Изобретение относится к лактаматам металлов, конкретно к способу получения дилактоматов магния, которые могут быть использованы в качестве катализаторов анионной сополимеризации лактамов, имидоспиртовой конденсации.
Целью изобретения является повышение выхода и чистоты целевого продукта.
Пример 1. К суспензии 6,11 г (0,05407 моль) свеяеперекристаллизованного С -капролактама в 70 мл эфиРа при перемешивании постепенно добавляют эфирнын раствор Мд(С Н ) (38,6 мл, концентрация 0,7 моль/л) о при 20 С, следя за газоныделениеи, Лц, Л2иам (5II 4 С 07 D 201/14, С 07 Р 3/02
2 (57) Изобретение относится к лактаматам металлов, в частности к получению дилактаматов магния, которые применяют в качестве катализаторов анионной полимеризации в полимерной химии. Цель — повышение выхода и качества целевого продукта. Способ ведут реакцией лактама общей формулы
HN — (СН, ) „СО, где и 3 — 2, с магнийорганическим соединением общей формулы HgR<, где R = С П, Н-С Н или изо-С Н, в среде диэтилового эфира или его смеси с толуолом при
20 — 45 С в течение 1 — 2, 5 ч. Споо соб позволяет получить целевой процукт без примесей с выходом 98 при комнатной температуре против 40
160 С в. известном случае. 1 табл.
При этом температура реакции повьппается до 35 С. После окончания прибаво ления (0,5,ч) реакционную смесь вью держивают еще 0,5 ч при 20 С. Выделяется 1159 мл (51 ммоль) этапа. Из реакционной смеси отгоняют растворитель о в вакууме (10-15 мм) при 20 С. Твердый остаток высушивают при 1 мм и температуре 80-100 С в течение 3 ч.
Получают 6,58 r (0,0265 моль) белого порошкообразного дикапролактама маг2Ъ е
Вычислено, g: ltg 9,78; C 57,99;
Н 8,05; N 11,28.
С„H 0,1 1,М8
Найдено,: Ия 9,85; С 58, 94;
Н 8,32; N 11,20. целевого продукта.
Вычислено, .: ИВ 9,78; С 57,99;
Н 8,06;,1 11,28.
Найдено, %: ?1д 9,83; С 58,95, Н 8,34; 11 11,31.
Пример 5. К раствору ?,4 г о,-пирролидона в 50 мл толуоля прп перемешит) <внии tt()c renvtttto в течение
0,5 ч прибавляют 20 мл эфирного ря створа этилятя магния (концентр".tttttt
0,7 моль/л) ttptt 2)0 С, c:(едя эя гяэоо вьделением. При ) том температура ре50
3 150256
Пример 2. К суспензии 5,00 r (О, 0442 моль) свежеперекристаллиэованного g — капролактама в 50 мл эфира при перемешивании постепенно добявля- 5 ют 27,5 мл эфирного раствора 1ф(С,1 ) с концентрацией 0,8 моль/л при 20 С, следя за газовыделением; при этом температура реакции повышается до
35 С. Реакционную смесь кипятят 2 ч. 10 о
Вьделяется 952 мл (42, 5 ммаль) пропана, Эфир отгоняют, твердый остаток высушива)от в вакууме при 80-100 С
О (1 мм) и течение 3 ч. Получают 5,35 r белого порошкообразного продукта 15
M8(CO(CII ) N)
8иииеиеио, ".: Ng D,78.
1g0„N (;,„11„
Найдено, %: ?18 9, 73, 20
Пример 3. К суспензии 5,00 г свежеперекристаллиэовяш|ого g-капролактама в 50 мл эфира при перемешивании постепенно добавляют эфирный раствор ?18(иэо-С8Н- )„ (22 г<моль, 25
30,6 мл) с концентрацией 0,72 моль/л ,при 20 С, следя эа гаэовыделением.
После 30 г.ин прибавления температура о реакции попьпп- (ется до 35 С, Вьделяется 941 мп (42 ммоль) иэопропана, Дальнейшяя обработка продукта реак— ции аналогична примеру . Получают
5,3 г (97%)-белого поропкообразного
8eeme2>e>tn: . <8 Е,787.
Няидено; ? 1я 9,112%, П р tt г. е р 4. Анап<)гично г<римеру 1 проводят синтез целевого продукта с;(о следую()(ей его перекристаллизацией пэ < меси бенэоля с гексяном в сooTHotJ.íètt 3: 1. Прп охлаждении до
О С наблюдается выпадение белог() порошкообра )но:-r) продукта. Вы)(яв.))ий осадок о тфильтров< гва)от, промь. вают гексаном и вы уш(п)я)от при 80-100 С (I NM) 4p в течение 3 It. Получа)от 5,2 г (95%) акции повышается до 40ОС. Реакционную
О смес.ь прогревают при 40-45 С в течение 1,5 ч. Наблюдают выпадение белогс осадка. В течение реакции выделяеч ся 605 мл (27 ммоль) этана. Осадок отфильтрсвывяют, промывают гексаном и и с лиат в вакууме при 100 С (1 мм) в течение 3 ч. Получаот 2,66 г
lIg (II-(CII„) -CO), .
Вычислено . И8 12,62%, Си О,N?1g
Найдено: ?1р 12,53%.
Пример 6. К суспенэии
7,62 г свежеперекристяллизовя<иного -каприллактама в 70 мл эфира при перемешивянии постепенно в течение
0,5 ч добавляют эфирный раствор
?ф(С Н ) (38,6 чл, концентрация
О, 7 мо и /л) при 20 С, =<)едя эя гаэ<ов< делением. При эт:r< x ct«пература реакции повышается до 35 С. После окопчяния прибавления ре,п:ционную с,ecb к((пtt t ÿò при 35 С еп(е. О, 5 ч. Bbtt)e.пяется 1172 мл (53 ммоль) этапа. Эфир отгон)пот в вакууг(е 10-15 г п<)и 20 С, твердый остаток высушила(от при 1 мм и t rtп.ерятуре 80-100 С в течение 3 ч.
Полу;а;от 8,07 r белого (орошкообразного дикаприлактама г)я<гния
11,(:1-(CII ) -СО) .
Вь".шслено, %: ?111 7,97; С 63,07;
ii 9,26; ?ч 9,19.
Найдено, %: 1 1я 8, 01; С 64, 32;
Н9,,18; 11 9,09.
П р и tt е р 7 (c,ogtt 0,92 моль(7.() при 20 С, следя эа гаэовыделспием, при этом температура ре0 акции польш(аетсл до 35 С. Реякционt!ло смесь к<(пятят 3 ч. Выделяется 837 мл (37 ммоль) бутана. Эфир отгоняют, твердый остаток высушивают в вакууме при 80-100 С (1 мм) в течение 3 ч, Из по. ученного продукта возгоня|от О, 8 r Q -капролактямя. Получают 4, 5 г (85, 4%) белого порошкообряэного д((лак т ам а та магния. Пример 8 (сравнительный). К суспенэии 5,5 г свежесублимированнгго(;) -додекалактама в 70 мп смеси )тслуола r тетрагидрофураном (7:3) при перемешивании прибавляют 20 мл э(1<ирного раствора (концентрация 0,7 моль/л) диэтилата магния при 50 С, следя эа газовыделением. При этом, температура реакции повышается до о 65 С, После добавления раствора Ng(C Вычислено,7: t1g 5,84; N 6,73. г 4Ц О Кто Найдено, : Ид 5 92 1Т 7,04. Пример 9 (сравните; ьньа ).. По методике известного способа выполнен синтез дикапролактамата магния из И8(ОСИ ) и Я-капролактама. На основании П11Р-спектра полученного ката25 лизатора установлено присутствие до 10Х исходных соединений в синтезированной соли. Содержание лактама оценивают по химическому сдвигу N-H протонов (8, 10 мд), содержание метоксиль-. ных протонов по расщеплению синглета 30 от протонов в области 1, б5-3, 35 мд: (g-1)-СН, М.-СН и Е,-СН, — групп. Результаты по примерам 1-9 сведены в таблицу. Результаты элементного анализа КР-, ИК- и ПИР-спектроскопии целевых продуктов, синтезированных по причерам . 1-6, показ али, что полученный дилак- 40 тамат магния является чистым соединением, не содержащим ни алкильных групп, ни свободного лактама. Такданные КР-спектроскопии продукта свидетельствуют об отсутствии лактама в целевом продукте, на что указывают характеристические полосы поглощения 1670 см (CO) и 3200 см (N-H) ° В спектрах дилактаматов магния появляется интенсивная полоса поглощения в области 1570-1590 см, относящаяся к колебаниям делокалиэованной амидной связи N C-"О. Аналогичные данные также получены на основании ИК-спектроскопии бенэольных растворов целевых продуктов. 66 Как видно из таблицы, проведение синтеза дилактаматов магния при предлагаемых условиях позволяет получить целевые продукты с выходом и чистотой, превышающими аналогичные покаэа1ели известного способа (примеры 1-6), Применение иного заместителя в магиюs-органическом соединении, например С Н (пример 7), снижает выход целевого продукта. Применение лактама с большим размером цикла, например n = 11 (прю ер 8), также снижает выход. Кроме того, к снижению выхода приводит повышение температуры (пример 8) ° Синтезированный аналогично примеру 1 дикапролактамат магния используют в.качестве катализатора (с концентрацией 0,03 моль/л) анионной полимериэации 5-капролактама в присутствии 0,03 моль/л N-ацетил- C -капролактама — активатора процесса. Установлено, что при 150 С полимериэация мономера протекает с высокой скоро- ь стью и достигает за 35 мин глубины превращения 96,7Х. Таким образом, предлагаемый способ позволяет синтезировать чистые магниевые соли лактамов с n ..= =3-7 с вьгходом до 98". (не более 90Х в известном), повысить чистоту целевого продукта — он йе содержит исходиык веществ, а также осуществлять синтез целевых продуктов при более низких температурах 20-45 С (в известном 40-200 С) и провести реакции sa 1 2,5 ч (в известном 1 — 6 ч). Формула изобретения Способ получения дилактаматов магния путем взаимодействия лактама и магнийорганического соединения в органическом растворителе при стехнометрическом соотношении реагентов и времени реакции 1-2,5 ч, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода и чистоты целевого продукта, в качестве магнийорганического соединения используют диалкилмагний формулы И8Кг, где К вЂ” С Н Н-С H изо-С H а в качестве исходного лактама используют соединения . общей формулы I\N-(СН ) СО, где и г о 3-7, и процесс ведут при 20-45 С. 1502566 а о О Е 0! upÈ «4 Йй К $ 1 I ! i i!i! 6! m 1 о 34 0! С В1 о В4 О а О О л л л a0 r Л 00 Оi Ch Ch Oi О л СО О\ СЧ л л 00 И 01 00 О л о Ch л 00 о СЧ О 5 -5 1 1 1 I и 5 (« л а л л CV СЧ СЧ С ! 5 $ C) О Ю О Ь л ICI С« СЧ а Л СЛ С 1 Сл) С«1 1 1 О О Ю СЧ СЧ СЧ л а СЧ СЧ 2 и Я ° ° 5 о В В 1 1 g е Сс 1 1 ОС О ч 1- 5 3 a a а Йа Ра I 5 Рп1 Ь4 М I 1001M I Я СЧ С Ю Ц СЧ 00 л л ° « О О е О, СЧ СЧ СЧ СЧ л СЧ СС н ф5 !С3 и СЧ («О\ л л О О С«« С«! C4 CV л л л О О « л СЧ l л о л« «3 н С« 0 М Р3 СС Е o o С! и и СС In Ф СС и 1 а М ! 1 о В D3 а 11 1 ц о 3R 5R &CD Xw 1 1 (О 5/ъ ujw 5 5 j= i 5 цо ол Ц 1 00 
