Способ получения фторалкилсодержащих , - азиридинкетонов

 

Использование: в качестве полупродукта органического синтеза, мономеров, а также как потенциально противоопухолевые препараты. Сущность изобретения: продукт ф-лы I, где R^F-X(CF₂)_n, X-H, F, n = 1 - 8, R² - H, CH₃, C₆H₁₃, получают обработкой a,β -непредельного кетона ф-лы II, эквимолярным количеством брома в углеводородном растворителе при 15 - 20^oС, а затем - аммиаком или первичными аминами в этаноле при 15 - 20^oС, при молярном соотношении реагентов 1 : 3, в среде пентана, гексана или гептана. Структура соединений I и II: R^F - CH = CH - C(O) - ph (II). 1 табл.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения фторалкилсодержащих α, β, -азиридинкетонов общей формулы I R^F-CCH_α--Ph (1) (I) где R^F X(CF₂)_n, X H, F, n 1-8, R² H, CH₃, н-C₆H₁₃, которые могут быть использованы в качестве полупродуктов органического синтеза, мономеров для полимеризации, а также как потенциальные противоопухолевые препараты [1] Известен способ получения α, β -азиридинкетонов, содержащих трифторметильную группу, путем 1,3-диполярного присоединения N-метил-С-трифторметил нитрона к различным алкинам с последующей перегруппировкой образующихся 3-трифторметил-4-изоксазолинов [2] N-метил-С-трифторметилнитрон получают взаимодействием трифторацетальдегида с N-метилгидроксиламином. Суммарно процесс получения фторалкилсодержащих α, β -азиридинкетонов описывается схемой 1: CF₃-C CF₃--H C= R¹ H, R Ph, n-CH₃Ph, н-C₆F₁₃, COOCH₃; R Ph, R¹ CH₃; R CH₃, R₁ COOCH₃ R R¹ COOCH₃ Способу присущи существенные недостатки:
низкие суммарные выходы целевых продуктов (от 2,7 до 28,7%);
использование трифторацетальдегида, который является неудобным в обращении, так как легко полимеризуется, а при соприкосновении с влагой воздуха образует гидраты;
способ не позволяет получать азиридинкетоны, незамещенные в α -положении к карбонильной группе, а также N-незамещенные азиридинкетоны. Тип заместителя при азоте ограничивается метилом.

Известен способ получения фторалкилзамещенных α, β-азиридинкетонов взаимодействием β -аминокетонов (III) с йодом в присутствии карбоната калия. β -Аминокетоны (III) получают взаимодействием α, β -непредельных фторсодержащих кетонов (II) с аммиаком и аминами [3]

R^F H(CF₂)_n, n 4,6
R¹ Ph, R² H, Ph
Недостатками способа-прототипа являются:
недостаточно высокий суммарный выход целевых продуктов (42-60%);
невозможность получения N-замещенных α, β -азиридинкетонов, так как N-фенилзамещенные β -аминокетоны в реакцию не вступают, а N-алкилзамещенные β -аминокетоны (III) (алкил=СН₃, С₂Н₅, С₃Н₇) получить не удалось: они не устойчивы и при попытке выделения разлагаются на исходные продукты;
необходимость выделения и очистки промежуточного соединения β-аминокетона (III).

Задачей изобретения является получение фторалкилсодержащих α, β -азиридинкетонов общей формулы I с высоким выходом, расширение их ассортимента и упрощение процесса.

Технический результат высокий выход, расширение ассортимента α, β -азиридинкетонов формулы I и упрощение процесса достигается путем обработки α, β -непредельного кетона общей формулы II эквимолярным количеством брома в углеводородном растворителе при 15-20^оС, а затем аммиаком или первичными аминами в этаноле при 15-20^оС, при молярном соотношении α, β -непредельный кетон амин, равном 1: 3. При молярном соотношении α, β -непредельный кетон амин, меньшем, чем 1: 3, выход целевого продукта падает вследствие присутствия в реакционной массе свободного бромистого водорода, раскрывающего азиридиновый цикл. При молярном соотношении, большем, чем 1:3, неоправдано возрастает расход амина и затрудняется выделение продукта
Ph (I)
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом: к раствору α, β -непредельного кетона II в углеводородном растворителе (пентане, гексане, гептане) при перемешивании прибавляют по каплям бром и перемешивают до обесцвечивания. Затем упаривают растворитель, остаток растворяют в 96%-ном этаноле и при перемешивании прибавляют аммиак или первичный амин (жидкие амины через капельную воронку, газообразные барботируют), выдерживают 2-3 ч, упаривают этанол, к остатку прибавляют эфир. Выпавший осадок гидробромида амина отфильтровывают, упаривают эфир, а остаток перекристаллизовывают из н-гексана либо хроматографируют на колонке с силикагелем. Строение полученных соединений подтверждают ИК- и ПМР-спектроскопией.

П р и м е р 1. К раствору 29 г (0,145 моль) 1-фенил-4,4,4-трифтор-2-бутен-1-она в 30 мл н-гексана прибавляли при перемешивании 23,2 г (0,145 моль) брома. Перемешивали до обесцвечивания. Затем упаривали растворитель, к остатку добавляли 30 мл 96%-ного этанола и барботировали аммиак до прекращения экзотермической реакции. Упаривали этанол, к остатку добавляли эфир, выпавший осадок гидробромида аммония отфильтровывали. Эфир упаривали, остаток перекристаллизовывали из н-гексана. Получено 25,9 г (83,2%) 1-фенил-4,4,4-трифтор-2,3-азиридинбутан-1-она. Т.пл.53,5-54^оС.

ИК-спектр (ν, см^-1): 1660 (С=О), 3240 (N-Н).

Спектр ПМР (СДCl₃, δ, м.д. J, Гц): 2,15-2,35 м. (1Н, NH) исчезает при добавлении СД₃СООД; 2,68 м (1Н, H_β), 3,74 д.д. (1Н, H_α), J= 8, J 2,5), 7,46-8,15 м (5Н, Ph).

П р и м е р 2. Аналогично примеру 1 из 4,5 г (12,8 моль) 1-фенил-4,4,5,5,6,6,7,7,7-нонафторгепт-2-ен-1-она, 2,45 г (12,8 моль) брома и аммиака получили 3,65 г (78,3%) 1-фенил-4,4,5,5,6,6,7,7,7-нонафтор-2,3-ази- ридингептан-1-она, Т.пл. 71,5-72^оС.

ИК-спектр (ν, см^-1): 1710 (С=О), 3280 (П-Н).

Спектр ПМР 2,45-2,62 м (1Н, NH) исчезает при добавлении СД₃СООД, 2,66-2,95 м (1Н, H_β), 3,79 д.д. (1Н, H_α J 5,6, J 2,3), 7,46-8,10 м (5Н, Ph).

П р и м е р 3. Аналогично примеру 1 из 10г (0,018 моль) 1-фенил-4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11-гепта-фторундецен- 2-ен-1-она, 2,9 г (0,018 моль) брома и 5,45 г (0,054 моль) н-гексиламина получили 8,9г (76,5%) 1-фенил-4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11-гепта- декафтор-2-3- (н-гексил)-азиридинундеканона-1 в виде густого масла.

ИК-спектр: (ν см^-1): 1690 (С=О).

Спектр ПМР: 0,82 т (3Н, СН₃, J6 Гц), 1,10-1,61 м (8Н, С₄Н₈), 2,71 т (2Н, СН₂, J 5), 3,04-3,25 (1Н, H_β), 3,90 д (1Н, H_α J 2,3), 7,30-8,13 м (5Н, Ph).

П р и м е р 4. Аналогично примеру 1 из 8 г (0,0185 моль) 1-фенил-4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-додекафторнон-2-ен-1-она, 2,96 г (0,0185 моль) брома и метиламина получили 6,2 г (73,0%) 1-фенил-4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-додекафтор-2,3-(метил)- азиридиннонанона-1 в виде густой жидкости.

ИК-спектр (ν, см^-1): 1680 (С=О).

Спектр ПМР: 2,25 с (3Н, СН₃), 2,95-3,25 м (1Н, H_β), 3,85 д (1Н, H_α), J 2,6), 6,08 т. т. (1Н, HCF₂CF₂, J_HCF2 52, J= 5), 7,4-8,1 м (5Н, Ph).

Сравнение способов получения фторалкилсодержащих α, β-азиридинкетонов приведено в таблице.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРАЛКИЛСОДЕРЖАЩИХ α,β - АЗИРИДИНКЕТОНОВ общей формулы

где P^F = X(CF₂)_n;
X = H, F;
n = 1 - 8;
R₂ = H, CH₃, н - C₆H₁₃,
из α,β - непредельных кетонов общей формулы

где R^F имеет указанные значения,
с добавлением аммиака или первичного амина и эквимолярного количества галогена в органическом растворителе, отличающийся тем, что сначала α,β - непредельный кетон обрабатывают бромом, а затем аммиаком или первичным амином при молярном соотношении a,β - непредельный кетон : аммиак или первичный амин 1 : 3, а процесс ведут в среде пентана, или гексана, или гептана.

РИСУНКИ

Рисунок 1