Способ получения четвертичных аммониевых соединений метил дицианоацетата

Изобретение относится к способу получения четвертичных аммониевых соединений и может быть применено в химической промышленности. Предложен способ получения метил дицианоацетата общей формулы

,

включающий взаимодействие тетрацианоэтилена с третичными аминами в метаноле при комнатной температуре в течение 30-40 секунд. Технический результат - получение новых четвертичных аммониевых соединений метил дицианоацетата, которые могут быть использованы для получения биологически активных соединений, оптических материалов и в качестве реагентов для органического синтеза. 1 з.п. ф-лы, 4 пр.

 

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения четвертичных аммониевых соединений метил дицианоацетата, которые могут быть использованы в качестве биологически активных соединений, оптических материалов и реагентов для органического синтеза.

где

Четвертичные аммониевые соединения характеризуются широким спектром биологической активности, встречаются в природе и наиболее важные из них - холин, ацетилхолин, алкалоид тригонеллин. Четвертичные аммониевые соединения имеют выраженную антимикробную (Khunkitti W., Lloyd D., Furr J.R., Russell A.D. // J. Appl. Microbiol - 1996. - N.81. - P. 73-77.); ( K., Kivala M., Dohnal V. // Journal of Applied Biomedicine - 2004. - N. 2. - P. 195-198) и антивирусную активность (Princt D.L., Prince H.N., Thraenhart O. // J. Clinic Microbiol. - 1993. - N. 31. - P. 3296-3304.).

Практическое значение имеют противомикробные препараты цетилпиридиний хлорид (биосепт), бензалкония хлорид (герминол), цетавлон, гербицид паракват.

Соли N-метилпиридиния были использованы для получения органических красителей с электрооптическими (ЕО) и нелинейно-оптическими (NLO) свойствами. (Dumur F., Mayer C.R., Dumas E., Miomandre F., Frigoli M., and Secheresse F. // Org. Lett. - 2008. - Vol. 10. - No. 2. - P. 321-324.).

В работе (Neidlein R. and Sui Z. // HELVETICA CHIMICA ACTA - 1991. - Vol. 74. - P. 579-584) отмечено, что алкил дицианоацетаты оказались хорошими синтонами для синтеза гетероциклических соединений.

Известен способ получения солей четвертичных аммониевых соединений, включающий алкилирование третичных аминов на последней стадии, причем в большинстве подобных способов для протекания реакции требуется продолжительное время, нагревание, давление и постоянный контроль за процессом (RU 2414893; RU 2614412; RU 96122387).

Описан способ получения алифатических хлоридов четвертичного аммония из алифатических аминов взаимодействием с метилхлоридом и водным раствором гидроксида щелочного металла в низкокипящем растворителе под давлением. Побочный продукт реакции - хлорид натрия - необходимо постоянно удалять путем фильтрования (US 3813441, Process for the continuous preparation of quaternary ammonium compounds, 1974).

В патенте ЕР 0288857 (Verfahren zur Herstellung von Ammoniumhalogeniden, 1988) описан способ кватернизации третичных аминов алкилгалогенидами в отсутствие растворителя при молярном соотношении в диапазоне от 1:3 до 1:8 при повышенном давлении (до 27,5 бар).

Известен способ получения четвертичных аммонийных соединений, N-бензил-N,N-диметилалкил-1-аммониум бромидов реакцией квартанизации N,N-диметилбензиламина алкилбромидами ( K., Kivala М., Dohnal V. // Journal of Applied Biomedicine. - 2004. - N.2. - P. 195-198). Однако, метод трудоемкий, так как проводится в абсолютном этаноле при кипячении реагентов в течение 28 ч. Продукты реакции очищали хромотографически.

О метилировании аминов метанолом сообщено в работе (Dang Т.Т., Ramalingam В., Seayad А.М // ACS Catalysis. - 2015. - 5(7) - P. 4082-4088), но метод использует дорогостоящий и малодоступный рутениевый катализатор, нагревание до 100°С и не позволяет метилировать третичные амины.

Наиболее близким аналогом к настоящему изобретению является способ получения солей алкил дицианоацетата, заключающийся во взаимодействии малононитрила с алкилхлорформиатом в тетрагидрофуране и в медленном прибавлении к раствору при 30-40°С водного гидроксида калия (Patent ЕР 0010396 А1, 24,10,1980. Fungicidal and herbicidal compositions, certain cyanomethane and cyanoethene derivatives being active agents thereof, the preparation of these derivatives and methods for combating fungi and weeds // EP 0010396 A1. 1980. / Judson P.N., White C.R.H.).

Недостатками данного способа являются низкие выхода (40-58%), трудоемкость проведения процессов, невозможность получения органических производных четвертичных аммонийных соединений путем метилирования третичного атома азота.

Задачей заявленного изобретения является создание способа получения четвертичных аммониевых соединений метил дицианоацетата путем метилирования третичного атома азота в одну стадию в мягких условиях, с увеличенным выходом целевого продукта.

Техническим результатом заявляемого изобретения является получение неописанных в литературе четвертичных аммониевых соединений метил дицианоацетата.

Технический результат достигается тем, что способ получения четвертичных аммониевых соединений метил дицианоацетата общей формулы

где

включает взаимодействие тетрацианоэтилена с третичными аминами в метаноле при комнатной температуре в течение 30-40 секунд.

При этом в способе в качестве третичного амина может использоваться уротропин или пиридин или 2-метилпиридин или 4-ацетилпиридин.

Такие условия позволяют получить N-метилзамещенные четвертичные аммониевые соединения метил дицианоацетата одностадийным методом, без побочных процессов и получением новых целевых продуктов с выходом 80-86%, неописанные в литературе.

Способ получения четвертичных аммониевых соединений метил дицианоацетата заключается в том, что раствору 2 ммоль третичного амина в 5-7 мл метанола добавили 2 ммоль (256 мг) тетрацианоэтилена растворенного в 5-7 мл метанола. Реакция протекает за 30-40 секунд. Смесь выдерживали при комнатной температуре в течении 30 мин, затем отгоняли под вакуумом метанол. Для более полной кристаллизации образующегося вещества остаток оставляли в открытом стакане при комнатной температуре в течении 24 ч. Кристаллическое вещество отфильтровывали, промывали смесью метанол-гексан (1:1).

Сущность изобретения заключается в том, что способ получения четвертичных аммониевых соединений метил дицианоацетата включает взаимодействие тетрацианоэтилена с третичными аминами в метаноле, с протекающими процессами N-метилирования и формирования метил дицианоацетатного фрагмента при комнатной температуре и в течение 30-40 секунд. Окончание взаимодействия контролируется ТСХ и качественной реакцией пробы реакционной массы на гидрохинон. Отсутствие синего окрашивания гидрохиноновой пробы свидетельствует о том, что тетрацианоэтилен в реакционной смеси отсутствует. Структуры четвертичных аммониевых соединений метил дицианоацетата определены методами ИК-, ЯМР 1Н, ЯМР 13С-спектроскопии.

Пример 1. Способ получения метил-1,3,5,7-тетраазаадамантан-1-иум 1,1-дициано-2-метокси-2-оксоэтан-1-ид.

К раствору 2 ммоль (256 мг) тетрацианоэтилена в 5-7 мл метанола добавили 2 ммоль уротропина растворенного в 5-7 мл метанола. Реакция протекает за 30-40 секунд (контроль ТСХ; гидрохиноновая проба). Смесь выдерживали при комнатной температуре в течении 30 мин, затем отгоняли под вакуумом метанол. Для более полной кристаллизации образующегося вещества остаток оставляли в открытом стакане при комнатной температуре в течение 24 ч. Кристаллическое вещество отфильтровывали, промывали смесью метанол-гексан (1:1). Выход 86% (480 мг) светло-желтое вещество, т.пл. 167°С. ИК спектр, ν, см-1: 2184, 2161 (C≡N), 1790 (С=O), 1656 (С=С-O, таутомерная форма). Спектр ЯМР 1H, δ, м. д.: 4.57 (2Н, с, СН2), 3.59(3Н, с, СН3), 3.41 (2Н, с, СН2), 3.33 (3Н, с, СН3). Спектр ЯМР 13С, δC, м. д.: 170.8, 123.19, 122.7, 80.20, 70.58, 50.05, 43.12, 40.78. Найдено, %: С, 51.83; Н, 6,57; N, 30.08. C12H18N6O2. Вычислено, %: С, 51.79; Н, 6.52; N, 30.20.

Пример 2. Способ получения 1-метилпиридин-1-иум 1,1-дициано-2-метокси-2-оксоэтан-1-ида.

Способ осуществляли аналогично примеру 1, отличающемуся тем, что в качестве третичного амина использовали пиридин. Выход 81% (350 мг), светло-желтое вещество, т.пл. 51°С. ИК спектр, ν, см-1: 2195, 2165 (C≡N), 1723 (С=O), 1628 (С=C-O, таутомерная форма). Спектр ЯМР 1Н, δ, м. д.: 8.97-8.95 (1H, д, СН, J=6 Гц), 8.58-8.54 (1Н, т, СН, J=16 Гц), 8.13-8.09 (1Н, т, СН, J=14 Гц), 4.34 (3Н, с, СН3), 3.41 (3Н, с, СН3). Спектр ЯМР 13С, δC, м. д.: 170.18, 145.60, 145.10, 127.74, 127.71, 122.25, 121.85, 49.89, 47.99, 39.76. Найдено, %: С, 60.93; Н, 5.17; N, 19.48. C11H11N3O2. Вычислено, %: С, 60.82; Н, 5.10; N, 19.34.

Пример 3. Способ получения 1,2-диметилпиридин-1-иум 1,1-дициано-2-метокси-2-оксоэтан-1-ида.

Способ осуществляли аналогично примеру 1, отличающемуся тем, что в качестве третичного амина использовали 2-метилпиридин. Выход 83% (380 мг), светло-желтое вещество, т.пл. 52°С. ИК спектр, ν, см-1: 2190, 2162 (С≡N, 1724 (С=O), 1641 (С=C-O, таутомерная форма). Спектр ЯМР 1Н, δ, м. д.: 8.95-8.92 (1Н, д, СН, J=6 Гц), 8.47-8.42 (1Н, т, СН, J=16 Гц), 8.04-8.00 (1Н, д, СН, J=8 Гц), 7.94-7.90 (1Н, т, СН, J=15 Гц), 4.21 (3Н, с, СН3), 3.41 (3Н, с, СН3), 2.76 (3Н, с, СН3). Спектр ЯМР 13С, δС, м. д.: 169.92, 155.89, 146.11, 145.03, 129.14, 125.24, 122.35, 121.92, 49.86, 45.47, 40.18, 19.92. Найдено, %: С, 61.46; Н, 5.68; N, 18.08. C12H13N3O2. Вычислено, %: С, 62.33; Н, 5.67; N, 18.17.

Пример 4. Способ получения 4-Ацетилпиридин-1-иум 1,1-дициано-2-метокси-2-оксоэтан-1-ида.

Способ осуществляли аналогично примеру 1, отличающемуся тем, что в качестве третичного амина использовали 4-ацетилпиридин. Выход 80% (415 мг), красное вещество, т.пл. 103°С. ИК спектр, ν, см-1: 2189, 2162 (C≡N), 1705 (С=O), 1642 (С=C-O, таутомерная форма). Спектр ЯМР 1H, δ, м. д.: 9.18-9.16 (1Н, д, СН, J=6 Гц), 8.46-8.45 (1Н, д, СН, J=6 Гц), 4.40 (3Н, с, СН3), 3.41 (3Н, с, СН3), 2.72 (3Н, с, СН3). Спектр ЯМР 13С, δС, м. д.: 195.87, 169.92, 149.75, 148.44, 147.11, 125.58, 122.14, 121.92, 49.86, 48.24, 40.17, 27.42. Найдено, %: С, 60.06; Н, 5.12; N, 16.33. C13H13N3O3. Вычислено, %: С, 60.23; Н, 5.05; N, 16.21.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить четвертичные аммониевые соединения метил дицианоацетата, которые могут быть использованы в качестве биологически активных соединений, оптических материалов и в качестве реагентов для органического синтеза.

1. Способ получения четвертичных аммониевых соединений метил дицианоацетата общей формулы

где

включающий взаимодействие тетрацианоэтилена с третичными аминами в метаноле при комнатной температуре в течение 30-40 секунд.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве третичного амина используется уротропин, или пиридин, или 2-метилпиридин, или 4-ацетилпиридин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области органической химии и медицины и касается новых аминопроизводных бициклогептанов, а именно фармацевтических солей 2-(1-аминоэтил)бицикло[2.2.1]гептана формулы (1), их применения для лечения гриппа А.
Изобретение относится к улучшенному способу получения 2,4,6-триаминотолуола в виде стабильных сернокислых или фосфорнокислых солей путем гидрирования 2,4,6-тринитротолуола водородом на палладиевом катализаторе в среде органического растворителя при нагревании, отличающийся тем, что гидрирование 2,4,6-тринитротолуола проводят при атмосферном давлении с добавлением активного угля 2÷10% от массы 2,4,6-тринитротолуола и выделением 2,4,6-триаминотолуола, а для восстановления 2,4,6-тринитротолуола используют катализатор от предыдущего восстановления с добавлением 2÷10% свежего.

Изобретение относится к способам получения хлорзамещенных бензгидролов, которые могут быть использованы в качестве промежуточного продукта для получения биологически активных соединений, в частности при промышленном освоении оригинального отечественного антиконвульсанта-галодифа (мета-хлорбензгидрилмочевины), разрешенного к медицинскому применению фармкомитетом СССР.

Изобретение относится к ароматическим аминам в частности к получению галоиданилинов, которые используются в органическом синтезе. .

Изобретение относится к способу получения изомеров N,N-дибутил-N,N-бис(3-хлорпроп-2-ен-1-ил)аммоний хлорида, которые при концентрациях 0.5% эффективно предотвращают гидратообразование и обладают сильным антикоррозионным и бактерицидным действием.

Изобретение относится к усовершенствованию способа получения алканоламмониевых ионных жидкостей на основе галогенидов. Описан способ получения галогенидов тетракис(2-гидроксиэтил)аммония общей формулы [N(СН2СН2ОН)4]+Х- (X=F, Cl, Br, I) взаимодействием триэтаноламина (изб.) с 2-бромэтанолом в безводном этаноле, в котором в реакционную смесь, содержащую триэтаноламин и 2-галогенэтанол в безводном метаноле, дополнительно вводят окись этилена, предварительно растворенную в безводном метаноле, в соотношении 1.01:1:0.15-0.5 (мол.), при этом процесс ведут в герметично закрытом автоклаве при 115°С в течение 22 ч с последующим выделением целевого продукта путем перекристаллизации.

Изобретение относится к соединению ионной жидкости с формулой (I): В формуле (I) NR1R2R3 представляет собой амин, R1, R2 и R3 независимо друг от друга выбраны из группы, состоящей из алкила, арила и Н, M1 или М2 представляет собой металл, выбранный из группы, состоящей из Al, Fe, Zn, Mn, Mg, Ti, Sn, Pd, Pt, Rh, Cu, Cr, Co, Ce, Ni, Ga, In, Sb, Zr и их сочетаний, X или Y выбран из группы, состоящей из галогена, нитрата, сульфата, сульфоната, карбоната, фосфоната и ацетата, n - от 1 до 4, i - от 1 до 6, j - от 1 до 4, k - от 1 до 4, L - от 1 до 7, M1=М2 или M1≠M2, и X=Y или X≠Y.
Изобретение относится к новому жидкому реагенту для получения органо-неорганических перовскитов, которые могут быть использованы для светопоглощающих материалов в солнечной энергетике.

Изобретение относится к способу получения раствора тетраметиламмония гидроксида, заключающемуся в том, что в пятикамерном электродиализаторе с ионообменными мембранами подвергают электродиализу хлорид тетраметиламмония.

Группа изобретений относится к медицине. Описана композиция, обладающая антиадгезивными свойствами, содержащая носитель, от 0,1 мас.% до 10,0 мас.% четвертичного аммониевого соединения и от 0,5 мас.% до 10,0 мас.% жирного спирта.
Изобретение относится к композициям для лазерной маркировки. Прозрачная водная композиция для получения изображений с помощью лазера включает соединение, содержащее: (i) оксианион переходного металла формулы AxOy z-, где x - от 1 до 18; y - от 4 до 42; z - от 1 до 12; A - Mo (молибден); (ii) по меньшей мере один катион аммония - аминоспирт формулы HNR1R2R3+ (I), где R1- С2-5 алкиленОН; R2 и R3 - С2-5 алкиленОН, водород или C1-5 алкил; может содержать (iii) катион NH4 +; и (iv) водный растворитель.

Изобретение относится к антиагломерирующей композиции, предназначенной для ингибирования образования гидратов газа в жидкости, состоящей из соединений формулы (I) или (III) и полярного растворителя или смеси полярных растворителей.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения динитрата метилендиамина, который может найти применение в синтезе мощных взрывчатых веществ.

Изобретение относится к cредству доставки ДНК в клетки, представляющему собой производные алкиламмонийного геминального поверхностно-активного вещества (ГПАВ) формулы: где m=4, 6, 12.

Изобретение относится к способу получения четвертичных аммониевых соединений и может быть применено в химической промышленности. Предложен способ получения метил дицианоацетата общей формулы ,включающий взаимодействие тетрацианоэтилена с третичными аминами в метаноле при комнатной температуре в течение 30-40 секунд. Технический результат - получение новых четвертичных аммониевых соединений метил дицианоацетата, которые могут быть использованы для получения биологически активных соединений, оптических материалов и в качестве реагентов для органического синтеза. 1 з.п. ф-лы, 4 пр.

Наверх