СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКАНОЛАМИНОВ Российский патент 2008 года по МПК C07C211/10 C07C211/12 C07C213/04 C07C215/18 

Настоящее изобретение относится к органической химии, а именно к способам получения алканоламинов, содержащих амино- и гидроксигруппы, связанные с ациклическими атомами углерода одного и того же углеродного скелета, а именно к способам получения алканоламинов общей формулы:

где 1. R₁=-(СН₂)₂ ^-, R₂=С₆Н₅-O-СН₂-;

2. R₁=-(СН₂)₆ ^-, R₂=С₆Н₅-O-СН₂-;

3. R₁=-(СН₂)₂ ^-, R₂=СН₂=СН-СН₂-O-СН₂-;

4. R₁=-(СН₂)₆ ^-, R₂=СН₂=СН-СН₂-O-СН₂-;

5. R₁=-(СН₂)₂ ^-, R₂=НО-СН₂-;

6. R₁=-(СН₂)₆ ^-, R₂=НО-СН₂-;

7. R₁=-(СН₂)₆ ^-, R₂=Cl-СН₂-.

которые широко используются в качестве биологически активных препаратов, промежуточных соединений в органическом синтезе, а также в качестве отвердителей - модификаторов эпоксидных и уретановых композиций.

Известны способы получения этаноламинов взаимодействием окиси этилена и безводного аммиака в реакторе смешения при повышенных температуре и давлении, взаимодействие проводят при различных мольных соотношениях аммиак:окись этилена.

Полученную смесь продуктов взаимодействия направляют на стадию разделения. RU 2167147 7 С07С 215/08, С07С 213/04, 2001.05.20; RU 2162461 7 C07C 213/04, C07C 215/08, 2001.01.27.

Однако данные способы получения алканоламинов из окиси этилена и аммиака включает две основные стадии - синтез и выделение целевых продуктов. В результате проведения стадии синтеза образуется сложная смесь, состав которой зависит от способа синтеза. Это в свою очередь диктует условия проведения стадии разделения реакционной смеси. Причем при разделении получаются моно-, ди- и триэтаноламины, что ограничивает арсенал средств данного назначения.

Известен способ взаимодействия α-окисей (оксирансодержащих соединений) с ароматическими аминами, при этом в качестве α-окиси был взят фенилглицидиловый эфир, а в качестве амина - анилин [Х.А.Арутюнян, А.О.Тоноян, С.П.Давтян, Б.А.Розенберг, Н.С.Ениколопян // Докл. АН СССР. 1974, том 214, №4. С.832-834.]. Реакции проводили в о-дихлорбензоле и температуре 90°С. Также известен механизм взаимодействия α-окисей с алифатическими аминами [Пирожная Л.Н. Взаимодействие α-окисей с алифатическими аминами на примере фенилглицидилового эфира и н-бутиламина в 1,4-диоксане. // Высокомолек. соед. Сер. А. 1972. Т.14. С.112-116].

Известен способ получения новых производных этилендиамина, заключающийся во взаимодействии оксирансодержащего соединения (фенилглицидилового эфира) с алифатическими аминами (этилендиамином) в этиловом спирте путём кипячения в течение 2 часов [Пат. ПНР № 53677, кл. 12q, 1/01 (с07е), заявл. 04.04.65, опубл. 20.07.67].

Наиболее близким аналогом является способ получения 1,2-бис(у-хлор-(3-оксипропиламино)этана взаимодействием этилендиамина с эпихлоргидрином в водном этаноле при температуре 28-30°С при мольном соотношении оксирансодержащие соединения: алифатические амины как 2,3:1,0 и с выходом 50% (Андриянова Т.А., Минакова С.М. и др. "Синтез и противоопухолевая активность производных диаминов, содержащих у-хлор-р-оксипропильные группы", Химико-фармацевтический журнал, 16(12), стр.1460-1463, 1982).

Однако не известно получение указанным способом алканоламинов общей формулы: , где 1. R₁= (CH₂)₂, R₂=C₆H₅OCH₂; 2. R₁=(CH₂)₆, R₂=С₆Н₅ОСН₂; 3. R₁=(CH₂)₂, R₂=CH₂=CHCH₂OCH₂; 4. R₁=(CH₂)₆, R₂=CH₂=CHCH₂OCH₂; 5. R₁=(CH₂)₂, R₂=HOCH₂; 6. R₁=(CH₂)₆, R₂=HOCH₂; 7. R₁=(CH₂)₆, R₂=ClCH₂ ^-.

При создании изобретения ставилась задача получить алканоламины общей формулы: , где 1. R₁=(CH₂)₂, R₂=C₆H₅OCH₂; 2. R₁=(CH₂)₆, R₂=С₆Н₅ОСН₂; 3. R₁=(CH₂)₂, R₂=СН₂=СНСН₂ОСН₂; 4. R₁=(CH₂)₆, R₂= CH₂=CHCH₂OCH₂; 5. R₁=(CH₂)₂, R₂=HOCH₂; 6. R₁=(CH₂)₆, R₂=HOCH₂; 7. R₁=(CH₂)₆, R₂=ClCH₂ ^-.

Техническим решением задачи является получение не описанных в литературе соединений, расширяющих арсенал средств данного назначения.

Это достигается тем, что способ получения алканоламинов общей формулы: , где 1. R₁=(CH₂)₂, R₂=C₆H₅OCH₂; 2. R₁=(CH₂)₆, R₂=С₆Н₅ОСН₂; 3. R₁=(CH₂)₂, R₂=СН₂=СНСН₂ОСН₂; 4. R₁=(CH₂)₆, R₂=CH₂=CHCH₂OCH₂; 5. R₁=(CH₂)₂, R₂=HOCH₂; 6. R₁=(CH₂)₆, R₂=HOCH₂; 7. R₁=(CH₂)₆, R₂=ClCH₂ ^-, включающий взаимодействие оксирансодержащих соединений с алифатическими аминами в среде ароматического растворителя при температуре 40-60°С.

При этом способ в качестве оксирансодержащих соединений может содержать глицидиловые эфиры.

При этом способ в качестве оксирансодержащих соединений может содержать эпихлоргидрин.

Отличием заявленного способа от прототипа заключается в том, что взаимодействие проводят в ароматическом растворителе и при температуре 40-60°С.

Такие условия позволяют получить алканоламины взаимодействием двух молекул оксирансодержащего соединения с алифатическими аминами, проводить реакцию без побочных процессов с получением новых целевых продуктов. При этом получают алканоламины, неописанные в литературе, что расширяет арсенал средств данного назначения.

Для осуществления способа использовали следующие соединения:

Фенилглицидиловый эфир ТУ 6-09-08-715-75; аллилглицидиловый эфир ТУ 6-09-5136-83; эпихлоргидрин ГОСТ 12844-74; глицидол ТУ 6-09-3861-75; гексаметилендиамин ТУ 6-09-36-73; этилендиамин ТУ 6-09-147-75.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что способ получения алканоламинов включает взаимодействие оксирансодержащих соединений с алифатическими аминами в среде ароматического растворителя при температуре 40-60°С.

Пример 1. В колбу поместили 10,67 г (0,175 моль) этилендиамина и 10 мл толуола. Затем при постоянном перемешивании и нагревании до 40°С гомогенизировали смесь. В полученную смесь при интенсивном перемешивании добавили через капельную воронку по каплям 52,87 г (0,350 моль) фенилглицидилового эфира, поддерживая температуру 50°С. Через 15 мин после начала прибавления фенилглицидилового эфира начал выпадать осадок. После полного прибавления фенилглицидилового эфира реакционную смесь прогревали еще 3 часа при постоянной температуре и оставляли на 24 часа. Об окончании реакции судили методом ТСХ. Полученный осадок алканоламина отфильтровали и сушили при комнатной температуре. Выход, температура плавления (Т_пл), фактор замедления (R_f), брутто-формула полученного соединения приведены в табл.3.

Пример 2. Способ осуществляли аналогично примеру 1. Условия, мольные соотношения и продолжительность способа приведены в табл.1. Выход, температура плавления (Т_пл), фактор замедления (R_f), брутто-формула полученного соединения приведены в табл.3.

Пример 3. В колбу поместили 6,13 г (0,102 моль) этилендиамина и 15 мл бензола. Смесь при перемешивании гомогенизировали. В полученную смесь при интенсивном перемешивании добавили по каплям 29,30 г (0,257) аллилглицидилового эфира, поддерживая температуру 40°С. После полного прибавления аллилглицилилового эфира реакционную смесь прогревали еще 3 часа при температуре 50°С и оставляли на 24 часа. Об окончании реакции судили методом ТСХ. Полученный осадок отфильтровали и сушили при комнатной температуре. Выход, температура плавления (Т_пл), факторы замедления (R_f), брутто-формула полученного соединения приведены в табл.3.

Пример 4. Способ осуществляли аналогично примеру 3. Условия, мольные соотношения и продолжительность способа приведены в табл.1. Выход, температура плавления (Т_пл), факторы замедления (R_f), брутто-формула полученного соединения приведены в табл.3.

Пример 5. В колбу поместили 6,06 г (0,101 моль) этилендиамина и 15 мл толуола. Затем при перемешивании и нагревании до температуры 40°С гомогенизировали смесь. Далее в полученную смесь при интенсивном перемешивании добавили по каплям 16,87 г (0,228 моль) глицидола, поддерживая температуру 40°С. После полного прибавления реакционную смесь прогревали еще 4 часа при постоянной температуре до полного израсходования диамина и оставляли на 24 часа. Об окончании реакции судили методом ТСХ. Полученный осадок отфильтровывали и сушили при комнатной температуре. Выход, температура плавления (Т_пл), фактор замедления (R_f), брутто-формула полученного соединения приведены в табл.3.

Пример 6. Способ осуществляли аналогично примеру 1. Условия, мольные соотношения и продолжительность способа приведены в табл.1. Выход, температура плавления (Т_пл), фактор замедления (R_f), брутто-формула полученного соединения приведены в табл.3.

Пример 7. Способ осуществляли аналогично примеру 1. Условия, мольные соотношения и продолжительность способа приведены в табл.1. Выход, температура плавления (Т_пл), фактор замедления (R_f), брутто-формула полученного соединения приведены в табл.3.

Таблица 1№ при мераОксирансодержащее соединениеАлифатический аминN₁, моль аминаN₂, моль оксирансодержащее соединениеУсловия синтезаРастворительV, млT, °Ct, ч1Фенилглицидиловый эфирЭтилендиамин0,1750,350504толуол102Фенилглицидиловый эфирГексаметилендиамин0,1330,266605бензол103Аллилглицидиловый эфирЭтилендиамин0,1020,25740-503бензол154Аллилглицидиловый эфирГексаметилендиамин0,1040,405504толуол205ГлицидолЭтилендиамин0,1010,228404толуол156ГлицидолГексаметилендиамин0,1420,361455толуол207ЭпихлоргидринГексаметилендиамин0,1650,35140-456бензол15

Индивидуальность полученных алканоламинов доказывали хроматографированием синтезированных соединений на силуфольной пластинке "Silufol UV-254", проявление осуществляли парами йода, факторы замедления приведены в табл.3.

Наличие полос поглощения характерных групп, таких как вторичные гидроксигруппы и аминогруппы доказывает структуру полученных алканоламинов. Также присутствие характерных групп в структуре доказывается сигналами ¹Н ЯМР спектроскопией.

Данные ИК- и ЯМР ¹Н спектров, подтверждающих строение полученных соединений представлены в таблице 2.

Таблица 2Данные ИК- и ЯМР ¹Н-спектроскопических исследованийСоед. С₆Н₄-ОН=NHСН₂=СН--СН₂--Cl(I)ИК 3430-32801570-1590-  ЯМР ¹Н6,82 м; 7,2 т5,0 с4,0 с-4,3 м; 2,63 м (II)ИК 3440-32901570-1590-  ЯМР ¹Н6,8 м; 7,2 т5,0 с4,0 с-1,23 м; 2,33 м; 4,2 д (III)ИК-1075-1150 (1134)2920-2960 (2945)-2975 (2850 ср.)1450-1150 (1030-1180)- ЯМР ¹Н 3,30 с1,65 с3,95; 5,3 с2,60 т (IV)ИК-1075-1150 (1134)2920-2960 (2945)-2975 (2850 ср.)1450-1150 (1030-1180)- ЯМР ¹Н 3,30 с1,65 с3,95; 5,2 с2,60 т, 1,2 д (V)ИКИК3190, 14603273-2950 (VI)ИКИК3190, 14573270-2955 (VII)ИКИК3200, 14603268 29501220, 860

Выхода, температуры плавления (Т_пл), факторы замедления (R×), брутто-формулы полученных соединений представлены в табл.3.

Таким образом, заявляемым способом были получены алканоламины, не описанные в литературе, с увеличенным выходом целевых продуктов, расширяющие арсенал средств данного назначения.

Таблица 3Выход, температуры плавления (Т_пл), факторы замедления (R_f), брутто-формулы полученных соединенийАлканоламинНомер соед-ияВыход, %T_пл, °CR_f ^* (система)¹Брутто-формулаI71,5171-30,32(А)C₂₀H₂₈N₂O₄II68,3131-40,45(Б)C₂₄H₃₆N₂O₄III71,9850,22(А) 0,16(Б)C₁₄H₂₈N₂O₄IV78,365-660,74(А) 0,49(Б)C₁₈H₃₆N₂O₄V43,2104-50,21(А)C₈H₂₀N₂O₄VI39,6114-50,26(А)C₁₂H₂₈N₂O₄VII43,2116-70,52(Б)C₁₂H₂₆N₂O₂Cl₂- элюент: А - этиловый спирт, Б - изопропиловый спирт: бензол (1:2).

Изобретение относится к способу получения новых алканоламинов общей формулы где 1. R₁=(CH₂)₂, R₂=С₆Н₅ОСН₂; 2. R₁=(СН₂)₆, R₂=С₆Н₅ОСН₂; 3. R₁=(CH₂)₂, R₂=CH₂=CHCH₂OCH₂; 4. R₁=(CH₂)₆, R₂=СН₂=СНСН₂ОСН₂; 5. R₁=(CH₂)₂, R₂=HOCH₂; 6. R₁=(СН₂)₆, R₂=HOCH₂; 7. R₁=(СН₂)₆, R₂=ClCH₂, заключающийся во взаимодействии оксирансодержащих соединений с алифатическими аминами в среде ароматического растворителя при температуре 40-60°С. Соединения формулы (I) могут найти применение в качестве отвердителей-модификаторов эпоксидных и уретановых композиций, а также в качестве промежуточных соединений в органическом синтезе и основы для биологически активных препаратов. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Способ получения алканоламинов общей формулы ,

где 1: R₁=(CH₂)₂, R₂=С₆Н₅ОСН₂; 2: R₁=(CH₂)₆, R₂=С₆Н₅ОСН₂; 3: R₁=(CH₂)₂, R₂=CH₂=CHCH₂OCH₂; 4: R₁=(CH₂)₆, R₂=СН₂=СНСН₂ОСН₂; 5 R₁=(CH₂)₂, R₂=HOCH₂; 6: R₁=(CH₂)₆, R₂=HOCH₂; 7: R₁=(CH₂)₆, R₂=ClCH₂, заключающийся в взаимодействии оксирансодержащих соединений с алифатическими аминами в среде ароматического растворителя при температуре 40-60°С.