Способ получения -алкилированных органических соединений

 

4i67347„

Союз Соавтсииз

Социалистических

Реслублмк

ОПИСАНИ

И ЗОБРЕТЕ Н И

К АВТОРCICOMV СВН4ИТЕЛЬСТВ (6l) Дополнительное к авт. свиа-ву(22) Заявлено 22.03.71 (2l) 1632925/ : с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.7 <у. Бюллетень М

Дата опубликования описания 18.0 (51) М. Кл.

С 07 С 87/62

Гееудеретеелнм9 «еиетет

СССР ае делам яеебретеинй я еткрмтел (53) УЙК 547.233. .07 (ИС8.8) (72) Авторы изобретения

Ю. И. Рожинский и В. Л. Лобенская (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N -АЛКИЛИРОВАННЫХ

ОРГАНИЧЕСКИХ COEll H H E H H A

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения М -алкилированных органических соединений обшей формулы 1

A-NR-3

Ф

5 где А - незамешенный или замешенный ароматический радикал, связанная с алифатическим, ароматическим или гетероциклическим ocTBTKGM карбонил- или сульфонилгруппа, B водород, алкил, циклоалкил, аралкил или А и В вместе с атомом азота. образуют лактамное кольцо или неэамешенное или замешенное гетероциклическое

1$ соединение с одним или двумя гетероатомами, R алкил, аралкил, циклоалкил или аллклгруппа, например М -алкилиндолов, К -алкилкарбазолов, К -алкиламидов и других, которые находят широкое применение в качестве промежуточных продуктов в синтезе красителей, лекарственных препаратов, также в качестве растворителей или экстрагентов. при разделении ряда элементов.

Широко известен способ получения Я

-алкилированных органических соединений обшей формулы Х, осушествляемый по двухстадийной схеме: сначала слабоосновное соединение обшей формулы И

A-ЙН-В, где А и В имеют указанные значения, подвергают взаимодействию со шелочными металлами или их производными, та» кими как амид калия или натрия, гидрид натрия, алкил» или ариллигий, в среде жидкого аммиака или инертного органического растворителя; полученное и метал» лопроиэводное, которое обычно выделяют из реакционной массы, подвергают взаимодействию с алкилируюшим агентом либо при нагревании в среде растворителя, либо в среде самого алкилируюшего агента.

Например,. Я -метилиндол получают следуюшим образом: сначала индол подверга ют взаимодействию с натрием в жидком

3 аммиаке, полу не««ное И -натрийпроизводное подвергают «ззаимодейсгвию с йодистым метилом, целевой продукт вь«дел««ют известными приемами (1). Лналогично получают и другие соединения обшей формулы 1 через «« -натриевые производные с последующим их алкилированием, дапример метилдифениламин (2), g -метилфенотиазин, И -метилкарбазол, Я -эгилацетанилид, N --этилдифениламин и другие

1О (8).

Однако этот способ имеет ряд существенных недостатков; технологическая слож ность процесса, необходимость применения строго безводной среды, использование

15 только наиболее активных алкилирующих агентов, значительная длительность про» цесса и другие.

Наиболее перспективным в настоящее время является способ прямого И -алкилирования некоторых слабоосновных соединений формулы Г1, Например, «»« -метил индол получают длительным кипячением (90 ч) при 140 С смеси индола, метилового эфира П -толуолсульфокислоты и безводного карбоиата натрия в ксилоле; с выходом около 70 получают Й -метил индол, загрязненный различными количест вами непрореагировавшего индола, большая часть которого удаляется при очистЗО ке перегонкой, но при этом теряется 1020% целевого продукта (4), Однако и этот способ имеет существенные недостат . ки, основными из которых являются длищльность процесса, необходимость исполь 35 зования самых активных алкилируюших агентов метилового или этилового эфира уутолуолсульфокислоть«, диметил- или диэтилсульфата, вводящих лишь низшие ал40 кильные группы (метил или этил), невоз можность использования для подавляющего большинства слабоосновных соединений, низкий выход целевого продукта.

Бель изобретения заключается в упро* шении процесса, повышении выхода и ка

45 чества целевого продукта. Предлагается способ получения соединений общей формулы l

P.-ИР -В где д вцил, вроил, или арилгруппа» M

И - водород, алкил, вцил, ароил или арилгруппа или.

А и В вместе с атомом взотв образуют гетероциклическое соединение

R - незвмешенный или замещенный влкил с 1-12 атомами углеродв, врвлкил или ненасьпценный алкил, заключаюшийся в том, «ro соединение обшей формуль> ll

А — NH-Ь, 47

4 где Л и Б имеют указанные иначе««««««, подвергают взаимодействию с алкилируюшим агентом общей формулы Ш

Я-Z, где К имеет указанные значения, а атом галоида, или остаток сильной кислоты, такой как серная или арилсульфокислота, в среде апротонного биполярного растворителя, такого как N -метилпирролидон-2, диметилформамид, пропиленкарбонат, метилэтилкетон и другие, в присутствии щелочных агентов, предпочтительно водных растворов щелочей, с последующим выделением целевых продуктов известными приемами.

Установлено, что присутствие воды в реакционной смеси сг«особствует благоприятному протеканию реакции.

Наиболее универсальным и удобным растворителем является «ч -метилпирролидон-2, обладающий высокой растворяющей способностью различных исходных соединений формулы I, алкилируюших агентов и целевых продуктов. В этом растворителе реакции протекают с более высокой скоростью, целевь«е продукты получают чище и с более высоким выходом.

Способ согласно изобретению отличается простотой и универсальностью, твк как может быть использован для И -алкилирования большого числа слабоосновных соединений формулы Ц с рК„, (+)1-(-)4» позволяет использовать широкий набор алкилируюших агентов, в том числе бромис тые и хпористые алкилы с длинной углеродной цепью, позволяет получать целевые продукты с высоким выходом и хорошего качества.

Пример 1. К раствору 0 99 г бензанилида в 10 мл Я -метилпирролидона-2 приливают 0,7 мл 51 -кого водного раствора едкого кади, а затем 1,2 мл. хлористого бензина. Массу нагревают при

75оС 2 ч, дополнительно вносят выше- указанное количество едкого кали и хло ристого беизила, размешивают при 80 С

5 ч, охлаждаю.т, выливают в 50 мл волы, отфильтровывают осадок, промывают его водой, петролейным эфиром и высушивают.

Получают 1,27 г (897) М -бензилбенэанилида, т.пл, 98-102 С. После перекрис таллизации из спирта т.пл. 105,6-106 С.

Пример 2 К раствору 2 7 r ацетанилида в 12 мл диметилформамида! приливают 2,9 мл 39%-ного водного pa«=гвора едкого натра и 3,5 мл бромистого

/ :1. t !

5 аллила. Нагревают массу цо 70 С, }эа мешиваюг 5 ч, охлаждают, вылнваюг н 1}.э<> мл воды и выпавшее масло эксграгируюг зфнром (3х40 мл), Зксгракт промывают насышенным раствором хлористого натрия, высушивают едким кали и отгоняюг зфир.

Получают 2,61 г (75%) К -аллилацеганилида - бесцветное масло с r.êèï. 126, 129 С/14 мм рт.ст. В ИК-спектре продукта имеются лишь следы полосы

= 33оо cM-".

ЯИ

Найдено, %: К 8,00.

С33 H13 NO

Вычислено, %: М 8,00.

Пример 3. К раствору 3,37 г }5 ацетанилида в 25 мл М -мегилпирролидона-2 приливают 3,6 мл 51%-ного водногс раствора едкого кали и 5,8 мл хлористого бензила. Массу нагревают до 90 С, о размешивают 2 ч, отгоняют избыток хло- 20 ристого бензила с водяным паром, охлаждают и выпавшее масло экстрагируют эфиром. Зкстракт промывают насышенным

Раствором .хлористого;натрия, сушат едким кали и отгоняют эфир, Получают5,49г5 (97% ) М -бензилацетанилида.

Найдено, %: К 6,39.

15 15

В ычислено, %: И 6, 2 2.

Пример 4. К раствору 0,6 бенз-зо амида в 9 мл 8 -метилпирролидона-2 приливают 1,1 мл 39%-ного водного раствора едкого натра и 1,7 мл хлористого бензила. Массу нагревают f1o 70 С, размешивают 1 ч, охлаждают и выливают в 35

150 мл воды. Выпавшее масло при стоянии кристаллизуется. Осадок отфильтровывают, промывают водой, петролейным эфиром и высушивают. Получаюто,74г (71%)

Я -бензилбензамида, т.пл. 105-106,5 С 4О

{водный этанол, 1:1), Пример 5. К раствору 5,9 r индола с 40 мл Й -метилпирролидона-2 приливают 7,3 мл 51%-ного водного раст вора едкого кали и при 50 С в течение 45 о

20 мин прикапывают 9,5 мл диметилсульфата. Массу размешивают при 65-70 С

1 ч, охлаждают, выливают в 150 мл во ды. Продукт выпадает в виде масла. В массу вносят 10 г хлористого натрия, экстрагируют продукт серным эфиром {Зх х40 мл), эфирный экстракт 2 раза промывают насышенным раствором хлористого натрия, высушивают едким кали. и ос55 ле отгонки эфира получают 6,18 г (94%)

Я метилиндола в виде бесцветного масла. Продукт хроматографически чист, т.кип.

1 10-1 1 1 С/17 мм рт.cr. о

11}i-спек г}эс нролун га имею гся лишь

-1 специ поноси 4 =- 3 }00 см

МН

}}айнено. %; К 10.36.

ГЧ}}ЯМ

Вьэчислено, %: }{ 10,67.

Пример 6. К раствору 2 34 r индиана в 20 мл г{-метилпирролидона-приливают 2,9 мл 51%-ного водного расувора едкого кали и 4,4 мл бромистого бугнла. }}агреваюг до 80 С и размешивают 40 мин. Маг-.у охлаждают, выливают в 100 мл воды, насыщают хлористым натрием и зкстрагируют продукт серным эфиром (3х40 мл). Экстракт промывают раствором хлористого натрия, высушивают едким кали и отгоняют эфир. Получают 3,4 г (98%) Я -бутилиндола, r,êèï.

135-136 С/15 мм pr.cò.

Найдено, %: Й 8,2 3;

С,}2 Н15 К

Вычислено, %: Й 8,09.

Пример 7. К раствору 1 17 г индола в 10 мл М -метилпирролидона-2 приливают 1,5 мл 51%-ного водного расз вора едкого кали и 2,3 мл хлористого бензила. Массу нагревают до 60 С и размешивают 20 мин, отгоняют избыток хлористого бензила с водяным паром. При охлаждении до -5 С маслянистый продукт о кристаллизуется. его отфильтровывают, промывают водой и высушивают. Получают 1,85 г (89%) Я -бензилиндола. В ИКспектре продукта полсса 4 3400 см

-4 отсутствует, т.пл. 40,3-41,7 С.

Пример 8. К раствору 1,67 г карбазола в 14 мл Я -метилпирролидона-2 приливают 1,4 мл 39%-ного водного раствора едкого натра и 5,2 мл йодис того додецила. Массу подогревают до

80 С, размешивают 4 ч, охлажаают, выли о вают в воду. Выпавший продукт экстрагируют серным эфиром, экстракт сушат едким кали и отгоняют эфир. Оставшееся масло растворяют в бензоле и раствор пропускают через слой окиси алюминия в

5 см (элюент — бензол). После отгонки растворителя получено 3,03 г {91%) М

-додецилкарбазола.

Найдено, %:. К 3,90.

24 М

Вычислено, %: К 4, 17.

В ИК-спектре продукта полоса )

-1 НН

= 3425 см отсутствует.

Пример 9. Краствору 1,67г карбазола в 10 мл И -метилпирролидона-2 приливают 1,4 мл 39%-ного водного раствора едкого натра .и 2,3 мл хлористого бензила. Массу нагревают до 90 С, 1. 675 !7 где А и В имеют указанные значения, с элкилируюшим агентом обшей формулы

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 размешивают 30 мин, вь1лицаюг в 101. мл волы, огфильгровываюг осадок, промывают

> его водой и высуии111аюг. Получаюг2,42г гце А — адил, ароил или арилгруппа, (94,5%) М -бензилкарбазола с г. пл, В - водород, алкил, адил, ароил или г0

113,9-115, з С. ИЕ-спектр продукта: по- 5 арилгруппа или А и В вместе с агомом лоса 4 = 3425 см отсутствует. азота образуют гегероциклическое соеди» ин

Пример 10. К раствору 1,67 г нение, карбазола B 15 мл мегилэгилкегона при- Ь, незамешенный или замещенный ливаюг 1,45 мл 51%-ного водного расг- BJ1KlIë с 1-12 атомами углерода, яралкил вора едкого кали и 2,3 мл хлористого 0 или ненасыщенный алкил, бензила. Массу нагревают до 75 С, раз- путем взаимодействия соединения обшей мешивают 2 ч, охлаждают и выливают в формулы

150 мл воды. Отфильтровывают продукт, промывают его водой и высушивают. По15 лучают 2, 22 r (86,4%) М- бензилкарбаэола, т.пл, 114 С.

Пример 11. Краствору 147 г изагина в 10 мл М -метилпирролидона-2 медленно приливают 1,5 мл 51%-ного й-2

1 .водного раствора едкого кали, а затем ния а Z где К имеет указанные значения, а

1,9 мл диметилсульфата. Температура о атом галоида или остаток сильной- кисломассы поднимается до 80 С. После охты, такой как серная или арилсулчкислаждения массу выливают в воду, экстрагируют бензолом (Зх50 мл). Экстракт в присутствии шелочного агента, в орпромывают водой, сушат сернокисль1м HQT» ганическом растворителе при нагревании, рием и после отгонки растворителя получают 1,15 r (72%) К -мегилизагина, т.пл, 127,2 129 С (из воды). лью упрошения процесса и повышения выПример . раствору, г хода и качества целевого продукта, процесс и оводят в среде апротонного бипои-нитроанилина в 11 мл Й -метилпирроли» цесс про ля ного растворителя, например К »медона-2 цриливаюг 0,73 мл 51%-ного водного раствора едкого кали, а затем и е Источники информации, принятые во диметилсульфата. Нагревают до 60 С и внимание при экспертизе в течение 7 ч в 4 приема вносят по е1Ь Жлоб о

Ъ,73 мл того же раствора едкого кали l . Volts К., Sartor, Е . МИЬц о1 1о и 0,95 мл диметилсульфата, вводят 10мл Jnalofe&.— J, Chem oc / 1954 Р. 2641

И -метилпирролидона-2 и размешивают 2. К1и Е Е, 1л др. New ро1епУсюй chemo— цри 60 С еше 2 ч. Массу выливают в Ье ареиЬc agevts. III.-„7. Chem, Ьос.", 1 00 мл воды, отфильтровывают выпавший 1 946 р осадок, промывают его водой и высушивают. Получают 0,68 г (82%) л «нитро- Ъ. Мо1топ Н.,LIIvigngT

-Й,Й -диметиланилина с т.пл. 158-160,5 С, phaethon des anions en пиЬеп hexarneПосле перекристаллизации иэ этанола topoK. и ..AnionS aIIx ЛИе1оа1огт1ь(ОЬ,N).—

T.ïë. 161,5 162 5оС SuИ, &ос.chjm. 7ponce K 6, 1866, Найдено, %: С 58,1; Н 6,07, 1965.

С Н1вй 0

Вычислено, %: С 87„8; Н 6,06. 4. Яъ1Рец Q. А.,Rousseau Р. А, Мебиуса ь10п

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и " of Jr4ofe ¹A4ethgbndoCe and H рheng6,1

Способ получения Я -алкилированных so indoor with n — Ьо цбЬЬцгп,— У, pm, tf и органических соединений общей формулы Chem. 5oe.,75, 375, 1953, Составитель С. Плужнов

Редактор Е. Хорина Техред Н. Бабурка Еоррекгор М. Пожо

Заказ 3381/21 Тираж 512 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5