СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ β -ГИДРОКСИАЛКИЛСУЛЬФАМАТОВ Российский патент 1996 года по МПК C07C311/04 C07C303/40 

Изобретение относится к органической химии, а именно к новому способу получения β-гидроксиалкилсульфаматов.

Предлагаемые соединения представляют интерес в качестве исходных для синтеза нитросоединений и аминов, а также как компоненты пластмасс, поверхностно-активных веществ и медикаментов.

Общий метод получения N-алкиламидосульфокислот заключается в действии на соответствующий амин сульфирующего агента, например, хлорсульфоновой кислоты, пиридинсульфотриоксида.

Известен способ получения N-(гидроксиэтил)-амидосульфокислоты-НОСН₂СН₂ NHSO₃H путем введения в реакцию этаноламина и хлорсульфоновой кислоты в среде инертного растворителя, например хлороформа, хлористого метилена при 0^оС.

После выдержки растворитель удаляют при пониженном давлении. Осадок растворяют в воде и затем нейтрализуют щелочью. Выделившийся амин экстрагируют эфиром, а водный раствор, содержащий сульфамат, упаривают. Выход натриевой соли N-(гидроксиэтил)-амидосульфокислоты не превышает 30% [1]
К недостаткам способа относятся низкий выход целевого продукта, кроме того, из-за труднодоступности аминоспирта невозможно получать широкий ассортимент сульфаматов, а также введение в реакцию трехкратного избытка аминоспирта, использование большого количества растворителей и присутствие большого количества экологически вредных отходов.

Известен способ получения β-гидроксиалкилсульфаматов, заключающийся во взаимодействии водного раствора аминоспирта и пиридинсульфотриоксида при 10-20^оС. Полученную пиридиновую соль N-алкиламидосульфокислоты далее нейтрализуют раствором водно-спиртовой щелочи.

RNH₂+ N SO₃ __→ N+ N
R CH₂CH₂OH; CHCH₃
Выпавший сульфат натрия отфильтровывают, а маточник упаривают. Выход натриевых солей N-(гидроксиэтил)-амидосульфокислоты составляет 30% а N-(2-гидроксипропил)-амидосульфокислоты 62% [2]
К недостаткам способа относятся низкий выход целевых продуктов, использование малодоступных исходных аминов и сульфирующего агента, что не дает возможности расширить ассортимент получаемых соединений, кроме того данный способ предусматривает большое количество экологически вредных отходов.

Целью изобретения является создание способа получения труднодоступных β-гидроксиалкилсульфаматов с высоким выходом и расширение ассортимента получаемых соединений.

Цель достигается предложенным способом получения β -гидроксиалкилсульфаматов общей формулы 1:
CHR′ (1) где R=H, C₁-С₈ алкил, (СН₂)_nОН, где n 2-4, СН₂СН(ОН)СН₃, SO₃M, где М катион щелочного металла или аммония;
R' H, С₁-С₅ алкил; СH₂Сl; незамещенный или замещенный нитрогруппой фенил или группа фоpмулы: -СН₂О-А, где А нафтил; фенил, незамещенный или замещенный С₁-С₄ алкилом, нитрогруппой, галогеном; водород; С₁-С₄ алкил, отличающийся тем, что соли N-алкиламидосульфокислот общей формулы II:
R (2) где R и М имеют вышеуказанные значения, подвергают взаимодействию с оксираном или его производным общей формулы III:
H₂C CHR′ (3) где R' имеет вышеуказанные значения, в среде апротонного растворителя.

В качестве апротонного растворителя используют, например, воду, водно-спиртовой раствор, диметилформамид.

В результате реакции получают натриевую, калиевую и аммониевую соли N-алкиламидосульфокислоты.

Целевые продукты выделяют упариванием реакционной смеси при пониженном давлении.

Предложенный способ обеспечивает получение труднодоступных β -гидроксиалкилсульфаматов с высоким выходом (60-95%) в одну стадию в результате высокой селективности процесса присоединения солей N-алкиламидосульфокислоты к оксирану или его производным, не требует применения избытка реагентов и большого количества растворителей на стадии выделения, что исключает наличие большого количества экологически вредных отходов.

Заключение о строении полученных соединений сделано на основании данных элементного анализа, ИК-, ПМР-спектров, а для описанных ранее веществ сравнением со свойствами последних.

П р и м е р 1. Синтез калиевой соли N-метил-N-(2-гидроксипропил)амидосуль-фокислоты
(CHCH₃)
К раствору 2,98 г (0,02 М) калиевой соли N-метиламидлосульфокислоты в смеси 8 мл воды и 2 мл спирта добавляют 1,3 г (0,022 М) окиси пропилена, нагревают до 40-45^оС и выдерживают 15 ч. Раствор упаривают досуха при пониженном давлении и перекристаллизовывают из спирта. Выход калиевой соли N-метил-N-(2-гидроксипропил)амидосульфокислоты 3,97 г (96%). Т_.пл. 124-126^оС.

ИК-спектр (КВr, ν см^-1): 1190, 1200 (N-SO₃K), 3400, 3600 (N-H).

ПМР-спектр (D₂O, δ м.д.): d 1,15 (СН₃-С), с 2,68 (СН₂N), м 2,85 (NCH₂), м 3,97 (СН).

Элементный анализ:
Найдено, С 22,63; Н 4,29; С₃Н₁₀N₁O₄S₁K₁. Вычислено, С 22,17; Н 4,66.

Аналогично примеру 1 получают β -гидроксиалкилсульфаматы общей формулы 1. Результаты приведены в таблице.

Все полученные соединения в ИК-спектре имеют поглощение в области 1180-1200 см^-1, характерное для сульфаматной группировки, и в области 3400-3600 см^-1, относящиеся к гидроксильной группе, поэтому ИК-спектры соединений в таблице не приводятся. ПМР-спектры сняты на приборах "Tesla BS-467" с внутренним стандартом ТМС в растворе D₂O и (CD₃)₂CO.

Использование: в качестве исходных для синтеза. Сущность изобретения: продукт b-гидроксиалкилсульфамат. Реагент 2: оксиран или его производное. Условия реакции: апротонный растворитель. 1 табл.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ β -ГИДРОКСИАЛКИЛСУЛЬФАМАТОВ общей формулы

где R - водород, С₁ - С₈-алкил, (СН₂)_nОН, где n = 2 - 4, СН₂СН(ОН)СН₃, SO₃M, где M - катион щелочного металла или аммония;
R′ - водород, С₁ - С₅-алкил, СН₂CI, незамещенный или замещенный нитрогруппой фенил или группа общей формулы = СН₂О - А, где А - нафтил, фенил, незамещенный или замещенный С₁ - С₄-алкилом, нитрогруппой, галогеном, водород, С₁ - С₄-алкил,
отличающийся тем, что соли N-алкиламидосульфокислот общей формулы

где R и M имеют указанные значения,
подвергают взаимодействию с оксираном или его производными общей формулы

где R′ имеет указанные значения,
в среде апротонного растворителя.