N-Пентафторбензилпиперидин в качестве исходного вещества для синтеза перфтор-N-пергидробензилпиперидина, способ его получения и способ получения перфтор-N-пергидробензилпиперидина Советский патент 1990 года по МПК C07D211/38 

Изобретение относится к новому химическому соединению пиперидинового ряда, а именно к N-пентафторбензил- пиперидину формулы

С6тг5сн2мЈ)

который может быть использован в качестве исходного вещества для синтеза перфтор-N-nepгидробензилпиперидина и к способу его получения, а также к усовершенствованному способу получения перфтор-Ы-пергидробензилпипериди- на формулы

фЄСР

ХЕ

который может быть использован в качестве эффективного переносчика углекислого газа и кислородао

Целью изобретения является создание нового соединения пиперидинового .ряда, которое может быть использовано в качестве исходного вещества для синтеза перфтор-К-пергидробензилпипериди- на, разработка способа его получения, а также повышение выхода перфтор-N- пер подробензилпиперидина зэ счет использования в качестве исходного вещества N-пентафторбензилпиперидина.

Пример 1 о В качестве основания для связывания НС1 используют КОН, В колбу емкостью 1000 мл, снабел

оо ф

женную мешалкой, капельной воронкой, обратным холодильником, загружают 273 г (1,26 г-моль), 172 мл.пентафтор- бензилхлорида и 100-200 мл ацетона, после чего постепенно по каплям при интенсивном перемешивании добавляют раствор 124 г пиперидина в ацетоне (1:1 по объему) и параллельно небольшими порциями добавляют мелкораздроб- ленное едкое кали в количестве 70,7 г 1,26 г-моль (по мере накопления в массе хлоргидрата пиперидина вязкость реакционной массы сильно увеличивается, однако при взаимодействии послед- него с едким кали происходит разложение хлоргидрата пиперидина, чтоvco- провождается сильным разогревом массы, существенным уменьшением вязкости среды и превращением вязкого творо жистого объемистого осадка в мелкий кристаллический быстро выпадающий в осадок КС1),

По завершении загрузки реагентов (1-2 ч) реакционную смесь нагревают при интенсивном перемешивании с образованием обратной флегмы (температура около 60°С, соответствует т0кип0 используемого растворителя)„ Кипячение реакционной массы ведут в течение 2-3 чо Заключение о прекращении процесса делают после анализа пробы реакционной массы на содержание целевого и остатка исходного продукта Если содержание исходного продукта превышает 1-2%, процесс продолжаюто По завершении реакции., массу фильтруют от осадка солей, от фильтрата отгоняют ацетон и небольшое избыточное количество пиперидина, а остаток перегоняют под вакуумомо Поскольку часть продукта сорбируется осадком КС1, последний переносят в аппарат Сокслета и экстрагируют в течение 30 мин парами ацетона, после чего ацетоновый экстракт присоединяют к фильтрату реакционной массыо Выделенный из ацетонового фильтрата технический продукт представляет собой темно-коричневое масло 252 г, в по данным ГЖХ содержится 93% N-пентафторбензилпи- перидина (70% от теоретического)0. Для целей последующего электрохимического фторирования технический продукт можн использовать без дальнейшей очистки. Проведение перегонки продукта под ва- куумом позволяет получить целевой продукт с содержанием основного компонента не менее 97-98%о

д

5 5

0

5

0

5

0

Аналитически чистый образец продукта имеет следующие физико-химические показатели: т„пл,, 20,5°С (с переохлаждением), 1,3073, и,1 1,6533 „

Вычислено, %: С 54,32; Н 4,56;. F 35,82.

С,гН«1Р3Ы

Найдено, %: С 54,57; 54,31; Н 4„68, 4,49; F 36,21, 35,95; И 5,68, 5,41,

Мол.масса 265 (масс-спектрометри- чески).

Строение продукта подтверждается спектральными данными

В спектре ЯМР F имеются три сигнала (мультиплеты) с интенсивностью 2: :1,2, соответствующие трем группам атомов фтора в полифторированном кольце при (от , внеш0 стандарт), м0д„: - 32,8 (2FP), - 8,5 (1Fn) и-1,8 (2FM)

В спектре ПМР Н (в чистом виде) имеются три сигнала при 1,4,2,3 и 3,65 м«д„ (от ТМС) с интенсивностью 2:4:6, которые соответствуют протонам СН2-групп. Уф-спектр (): Д,нм (IgJ) : .: 207 (3,84), 262 (3,05).

ИК-спектр (в пленке), см : 760, 800, 870, 895, 910, 1010, 1020, 1040, 1085, 1120, 1040, 1085, 1120, 1135, 1165, 1175, 1220, 1265, 1275, 1285, 1310, 1345, 1360, 1375, 1400, 1440, 1450, 1465, 1480, 1510-1540; 1580,. 1660, 2650, 2685, 2760, 2800, 2840, 2855, 2950.

В ИК-спектре имеются полосы поглощения, соответствующие связи C-F, по- лифторированного ароматического ядра, а также С-Н в СН -группах,,

Пример 2 „ Отличается от примера 1 тем, что в качестве основания, связывающего НС1, и растворителя используют пиперидин,, Накапливающийся в ходе реакции хлоргидрат пиперидина периодически выводится из реакционной массы фильтрацией„ При соблюдении условий примера 1 выход целевого продукта 85,8% от теоро Полученный технический продукт используют без дополнительной очистки как исходное вещество для синтеза перфтор-N-пергид- робензилпиперидина„

Пример 3 Электрохимическое фторирование -N-пентафторбензилпипе- ридина проводят на установке, состоящей из электролизера с термометром, запорной арматурой и сборником продукта фторирования, мерников фтористого водорода и исходного сырья, обратного холодильника, охла/лдаемого фреоном, и узла очистки отходящих газов.

Электролизер представляет собой аппарат с рубашкой, в котором закреплен пакет электродов Площадь анодов 20 дм2, а площадь катодов 6,6 дм2„ В электролизер загружают 310 г N-пента- фторбензилпиперидина и 2690 г безводного фтористого водорода0 Процесс фторирования ведут при температуре электролита 15-17°С, температуре обратного холодильника минус 20°С и токе 60 А Напряжение на электродах при этом составляет 5,2-5,4 В В процессе фторирования периодической подпиткой N-пентафторбензилпиперидина поддерживают его концентрацию в электролите в пределах 8-12 мас„%о Жидкие продукты фторирования, нерастворимые в электролите, периодически выводят из сборника продуктов фторирования, а уровень в электролизере поддерживают добавлением фтористого водорода

В этих условиях пропускают 2650А-Ч электричества и получают 880 г жидких продуктов фторирования, расходуя при этом 768 г N-пентафторбензилпипери- дина о

По данным ГЖХ содержание перфтор- N-пергидробензилпиперидина в жидких продуктах фторирования 78,2% Выход перфтор-N-nep гидр о бен зилпиперидина по веществу составляет 39,9%, а по току 35,0%0

Таким образом, использование N-пентафторбензилпиперидина в качестве исходного вещества для синтеза перфтор- N-пергидробензилпиперидина позволяет повысить выход последнего в 7,7-40%

Формула изобретения

10

15

20

25

30

35

1.

мулы

N-Пентафторбензилпиперидин фор

CH2NO

в качестве исходного вещества для си теза перфтор-Н-пергидробензилпипери- дина формулы

СеРиСР2к(р)

2-0 Способ получения N-пентафторбе зилпиперидина, отличающийс тем, что пентафторбензилхлорид подвергают взаимодействию с пиперидином или смесью его со щелочью при переме шивании в среде пиперидина или апро- тонного растворителя-такого, как аце тон, с периодическим удалением из ре акционной массы, если это необходимо образующегося гидрохлорида пиперидина путем фильтрации„

3,Способ по п. 2, отличаю щийся тем, что, с целью ускорения процесса, реакционную смесь нагр вают после прекращения экзотермическ

реакции до кипения I

4.Способ получения перфтор-N-nep гидробензилпиперидина электрохимичес ким фторированием производного пиперидина, при 5,2-5,4 В в среде плавиковой кислоты, отличающийс тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, в качестве производного пиперидина используют N-пент

пределах фторбензнлпиперидин и процесс ведут при 15-17вС

.

15589056

Формула изобретения

N-Пентафторбензилпиперидин форСб б

CH2NO

10

в качестве исходного вещества для синтеза перфтор-Н-пергидробензилпипери- дина формулы

СеРиСР2к(р)

5

0

5

5

2-0 Способ получения N-пентафторбензилпиперидина, отличающийся тем, что пентафторбензилхлорид подвергают взаимодействию с пиперидином или смесью его со щелочью при перемешивании в среде пиперидина или апро- тонного растворителя-такого, как ацетон, с периодическим удалением из реакционной массы, если это необходимо, образующегося гидрохлорида пиперидина путем фильтрации„

3,Способ по п. 2, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса, реакционную смесь нагревают после прекращения экзотермической

реакции до кипения I

4.Способ получения перфтор-N-nep- гидробензилпиперидина электрохимическим фторированием производного пиперидина, при 5,2-5,4 В в среде плавиковой кислоты, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, в качестве производного пиперидина используют N-пента

Изобретение касается гетероциклических соединений, в частности способа получения N-пентафторбензилпиперидина, который может быть использован в качестве исходного вещества для синтеза перфтор-N-пергидробензилпиперидина - эффективного переносчика углекислого газа и кислорода, который может быть использован в медицине. Цель - создание новых способов получения как нового исходного, так и известного вещества указанного назначения. Синтез нового вещества ведут реакцией фторбензилхлорида с пиперидином или смесью его со щелочью (едким кали) в ацетоне или пиперидине с периодическим удалением, если необходимо, образующегося гидрохлорида пиперидина фильтрацией. Выход 86-90%, т.пл. 20,5°С, брутто-ф-ла C₁₂H₁₂N₅. синтез известного вещества ведут электрохимическим восстановлением указанного нового исходного соединения в среде плавиковой кислоты при 5,2-5,4В и 15-17°С. Использование нового вещества в синтезе перфтор-N-пергидробензилпиперидина позволяет повысить выход последнего с 7,7 до 40%. 3 с.п. и 1 з.п. ф-лы.