Способ получения тетраоксиалкилзамещенных мочевин



Способ получения тетраоксиалкилзамещенных мочевин
Способ получения тетраоксиалкилзамещенных мочевин
Способ получения тетраоксиалкилзамещенных мочевин
Способ получения тетраоксиалкилзамещенных мочевин
Способ получения тетраоксиалкилзамещенных мочевин
Способ получения тетраоксиалкилзамещенных мочевин

 


Владельцы патента RU 2572345:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" (RU)

Изобретение относится к способу получения тетраоксиалкилзамещенных мочевин общей формулы (I), где R - -(СН2)8-; -(СН2)10-. Способ включает прибавление диизоцианата к охлажденному раствору диэтаноламина в хлороформе в мольном соотношении компонентов 1:2, выдержку полученной смеси, фильтрование и сушку полученного продукта при давлении. При этом первоначально раствор диэтаноламина с хлороформом нагревают до 30°C, прибавление диизоцианата осуществляют при охлаждении раствора до 10-15°C, выдержку полученной смеси проводят при перемешивании сначала в течение 1 часа при комнатной температуре, затем в течение 1 часа при нагревании до 30-35°C, фильтрование и сушку полученного продукта проводят при давлении 0.5-1.5 кПа. Способ позволяет сократить продолжительность процесса и затраты на нагревание при сохранении высокого выхода целевого продукта. 2 табл., 2 пр.

(I)

 

Настоящее изобретение относится к органической химии, а именно к способам получения тетраоксиалкилзамещенных мочевин, содержащих гидроксильные и мочевинные группы, связанные с ациклическими атомами углерода одного и того же углеродного скелета, а именно к способам получения новых тетраоксиалкилзамещенных мочевин общей формулы:

где , R--(CH2)8-; -(СН2)10-.

которые широко используются в качестве исходных мономеров для получения полимеров, катализаторов высокотемпературных процессов полиприсоединения, а также в качестве отвердителей - модификаторов эпоксидных и уретановых композиций.

Известны способы получения несимметричных диоксиалкилзамещенных мочевин взаимодействием изоцианатов с диэтаноламином при эквимолярном соотношении исходных компонентов в растворе хлороформа или эмульсии бензола, четыреххлористого углерода, взаимодействие проводят при эквимолярном соотношении компонентов. После приливания всего изоцианата смесь продуктов взаимодействия нагревают до 40-50°С [В.Г. Костромина, В.П. Архиреев, Е.В. Кузнецов, Н.М. Харламов // Известия вузов. Химия и химическая технология. 1975. Том 18. Вып. 3. С. 449-452].

Однако в условиях проведения синтеза при эквимолярном соотношении компонентов возможно протекание побочных реакций как по амино-, так и по гидроксильной группе, вследствие чего уменьшается выход целевого продукта и, следовательно, требуется дополнительная очистка продукта от непрореагировавших исходных веществ.

Известен способ взаимодействия диизоцианатов с аминоспиртами, при этом в качестве диизоцианатов были взяты гексаметилен-, 2,4-толуилен-, 4,4'дифенилметан- и 1,5-нафтилендиизоцианат, а в качестве аминоспиртов - этанол- и пропаноламин [В.П. Архиреев, Е.В. Кузнецов, В.Г. Костромина // Журнал органической химии. 1970. Том 6. Вып. 10. С. 2033-2035]. Реакции проводили при молярном соотношении компонентов изоцианат:аминоспирт = 1:2 и выдерживании в течении 20 минут при температуре 50°С.

Недостатком является то, что взаимодействие аминоспиртов с диизоцианатами протекает при достаточно высокой температуре, низкий выход конечного продукта реакции.

Известен способ получения тетраоксиалкилзамещенных мочевин взаимодействием вторичных аминоспиртов с диизоцианатами в среде инертного органического растворителя при 20-25°C с последующей выдержкой реакционной массы при 50-60°C при том же молярном соотношении диизоцианат:аминоспирт и с выходом 50-80% (SU 419517, МПК С07С 127/02).

Известен способ получения 1,1-1,6-гексаметилен-3,3,3′, 3′-тетракис-(2-оксиэтил)бисмочевины, включающий взаимодействие 1,6-гексаметилендиизоцианата с диэтаноламином в среде растворителя с последующей выдержкой реакционной массы и выделением целевого продукта, при этом 1,6-гексаметилендиизоцианат берут в количестве 1,0005:1,1 от стехиометрического, в качестве растворителя используют воду и реакционную смесь выдерживают при 25-60°C в течение времени, необходимого для выработки 1,6 гексаметилендиизоцианата (RU 2072352, МПК6 С07С 275/10, С07С 273/06, опубл. 27.01.1997).

В водной среде и при повышенной температуре увеличивается возможность протекания побочных реакций образования мочевин за счет взаимодействия изоцианатных групп с гидроксильной группой воды.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является способ получения тетраоксиалкилзамещенных мочевин, а именно 1,8-октаметилен-бис[[N,N-ди(2-гидрокси-этил)мочевины] и 1,6-гексаметилен-бис[N,N-ди(2-гидроксиэтил)мочевины], включающий взаимодействие соответствующих диизоцианатов с аминоспиртом в мольном соотношение 1:2 в среде абсолютного хлороформа при температуре 15-20°C, выдержку полученной смеси в течение 24 часов, фильтрование осадка и сушку при температуре 40-45°C и давлении 0,6-1,3 кПа (М.В. Кузьмин и др. Синтез и исследование закономерностей образования алифатических алканоламинов и гидроксиэтилзамещенных мочевин. Вестник Чувашского университета, 2011, №3, стр. 223-225).

К недостаткам способа относится низкая эффективность способа за счет большого расхода времени и затрат на нагревание.

Технический результат - сокращение продолжительности процесса и затрат на нагревание.

Технический результат достигается тем, что в способе получения тетраоксиалкилзамещенных мочевин общей формулы:

где, R - -(CH2)8-; -(CH2)10-.

включающем прибавление диизоцианата к охлажденному раствору диэтаноламина в хлороформе в мольном соотношении компонентов 1:2, выдержку полученной смеси, фильтрование и сушку полученного продукта при давлении, согласно изобретению первоначально раствор диэтаноламина с хлороформом нагревают до 30°C, прибавление диизоцианата осуществляют при охлаждении раствора до 10-15°C, выдержку полученной смеси проводят при перемешивании сначала в течение 1 часа при комнатной температуре, затем в течение 1 часа при нагревании до 30-35°C, фильтрование и сушку полученного продукта проводят при давлении 0.5-1.5 кПа.

Отличие заявленного способа от прототипа заключается в том, что вначале проводят нагревание диэтаноламина и хлороформа до 30°C. При этом образуется прозрачный гомогенный раствор, в котором достаточно быстро проходит реакция образования целевого продукта и благодаря чему появляется возможность перемешивания смеси при комнатной температуре в течение 1 ч (в прототипе выдержка в течение 24 часов). Затем смесь нагревают до 30-35°C и перемешивают еще в течение 1 часа. Полученный продукт фильтруют и сушат при остаточном давлении 0.5-1.5 кПа. В прототипе осадок сначала отфильтровывают и сушат при температуре 40-45°C и остаточном давлении. Таким образом, сокращается продолжительность способа и снижаются затраты на нагревание при сохранении выхода целевого продукта.

Для осуществления способа использовали следующие соединения:

диэтаноламин ТУ 2483-151-00203335-2003, изм. 2; 1,8-октаметилендиизоцианат, 1,10-декаметилендиизоцианат, хлороформ ГОСТ 20015-88.

Способ получения тетраоксиалкилзамещенных мочевин по заявляемому изобретению приведен в примерах 1-2.

Пример 1. 1,8-октаметилен-бис-[N,N-ди(2-гидроксиэтил)мочевина]. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и капельной воронкой, помещают 0.2 моль диэтаноламина и 100 мл абсолютного хлороформа. Нагревают смесь диэтаноламина и хлороформа до 30°C для гомогенизации смеси. Затем смесь охлаждают до температуры 10-15°C, при интенсивном перемешивании добавляют по каплям 0.1 моль соответствующего 1,8-октаметилендиизоцианата к раствору диэтаноламина в хлороформе. По мере прибавления диизоцианата наблюдается выпадение осадка ГЭМ. После добавления всего количества диизоцианата реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 1 ч и при нагревании 30-35°C в течение 1 ч. По окончании синтеза при помощи делительной воронки удаляют хлороформ. Осадок мочевины отфильтровывают и сушат при остаточном давлении 0.5-1.5 кПа. Продукты реакции после перекристаллизации из этанола представляли собой бесцветные кристаллические вещества. Найдено, %: С 53.01; Н 8.27; N 13.60. C18H36N4O6. Вычислено, %: С 53.45; Н 8.96; N 13.85. Выход, температура плавления (Тпл.), данные ИК-спектров полученного соединения приведены в табл. 2.

Пример 2. 1,10-декаметилен-бис-[N,N-ди(2-гидроксиэтил)мочевина]. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но в качестве диизоцианата используют 1,10-декаметилендиизоцианат. Условия, мольные соотношения и продолжительность способа приведены в табл. 1. Найдено, %: С 55.87; Н 9.27; N 12.68. C20H40N4O6. Вычислено, %: С 55.54; Н 9.31; N 12.95. Выход, температура плавления (Тпл.), данные ИК-спектров полученного соединения приведены в табл. 2.

ИК спектры получены на спектрометре ФСМ-1202 в тонком слое. Анализ методом ТСХ проводили на пластинах Sorbfil ПТСХ-П-В, подвижная фаза - этанол-гексан 1:3 или 3:1, проявитель - пары иода. Элементный анализ осуществили на анализаторе фирмы Parkin Elmer 2400 CHN.

Отсутствие полосы поглощения карбонила уретановой группы при 1730 см-1 подтверждает, что взаимодействие ДЭА с алифатическими диизоцианатами идет по вторичной аминогруппе, а не по первичной гидроксильной. Все это подтверждает строение полученных авторами гидроксиэтилзамещенных мочевин.

Выходы, температуры плавления (Тпл.), данные ИК-спектров, подтверждающих строение полученных соединений представлены в таблице 2.

Способ получения тетраоксиалкилзамещенных мочевин общей формулы:
,
где R - -(СН2)8-; -(СН2)10-,
включающий прибавление диизоцианата к охлажденному раствору диэтаноламина в хлороформе в мольном соотношении компонентов 1:2, выдержку полученной смеси, фильтрование и сушку полученного продукта при давлении, отличающийся тем, что первоначально раствор диэтаноламина с хлороформом нагревают до 30°C, прибавление диизоцианата осуществляют при охлаждении раствора до 10-15°C, выдержку полученной смеси проводят при перемешивании сначала в течение 1 часа при комнатной температуре, затем в течение 1 часа при нагревании до 30-35°C, фильтрование и сушку полученного продукта проводят при давлении 0.5-1.5 кПа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения 1,1-1,6-гексаметилен-3,3,3 ,3 -тетракис(2-оксиэтил)-бисмочевины, которая может быть использована в медицине, заключающемуся во взаимодействии 1,6-гексаметилендиизоцианата с диэтаноламином в водной среде, причем диэтаноламин берут в количестве 1,001÷1,01 от стехиометрического и после проведения синтеза удаляют избыток диэтаноламина на катионообменной смоле, которую добавляют в реакционную смесь в количестве 5-10% от массы исходных компонентов при перемешивании до снижения рН реакционной смеси в интервале 7,0-7,2.

Изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения тетраоксиалкилзамещенной мочевины, которая может быть использована в медицине. .

Изобретение относится к гетероциклическим соединениям и, в частности, к получению замещенных мочевины формулы (R<SB POS="POST">1</SB>O)(R<SB POS="POST">2</SB>O)CH-CH(OR<SB POS="POST">3</SB>)-N(A)-C(O)-N(A<SB POS="POST">1</SB>)-CH(OR<SB POS="POST">3</SB>)CH(OR<SB POS="POST">1</SB>)(OR<SB POS="POST">2</SB>), где R<SB POS="POST">1</SB> и R<SB POS="POST">2</SB> - C<SB POS="POST">1</SB> - C<SB POS="POST">4</SB>-алкил R<SB POS="POST">3</SB> - H, C<SB POS="POST">1</SB> - C<SB POS="POST">4</SB>-алкил А и А<SB POS="POST">1</SB> - каждый Н или вместе образуют этиленовый радикал, которые могут быть использованы в качестве отделочного агента целлюлозных волокон.

Изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения тетраоксиалкилзамещенной мочевины, которая может быть использована в медицине. .
Наверх