Способ получения 5-диалкиламинометил-1,4,6,9-тетраокса-5-фосфаспиро [4,4] нонанов Советский патент 1992 года по МПК C07F9/535 

Изобретение относится к химии фос- форорганических соединений, а именно к новому способу получения 5-диалкила- минометил-1,4,6,9 -тетраокса-5-фосфасп- ,4 нонанов общей формулы

.0-гЧ

R

i

где R - водород или метил,

R - низший алкил или 2R со .тавляют

(СН2)5,

включающих фрагмент P-C-N наряду с фрагментом краун-эфира у атома пятикоордини- рованного фосфора, которые могут быть использованы в качестве полидентатных ли- гандов при получении разнообразных комплексов с соединениями металлов, для синтеза необычных фосфорных аналогов аминокислот, новых комплексообразователей, экстрагентов, биологически активных соединений.

Среди представителей этого класса соединений описаны отдельные вещества простейшего строения, не содержащие ди- алкиламинометильных i рупп у атома фосфора.

Известен способ получения метилзаме- щенных 1,4,6,9-тетраокса-5- фосфаспи- ,4 нонановвзаимодействием

хлорметилдихлорфосфина с 1,2- или 2,3-гли- колем в присутствии триэтиламина в среде

XI

со

i-

J со м

диэтилового эфира при температуре от -70 до -50°С в атмосфере инертного газа.

Однако этим способом невозможно получить спирофосфораны с функциональными группами или гетероатомами в а-положении к атому фосфора, в том числе целевые продукты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения 5-диэл- киламинометил-1,4,б,9-тетраокса-5-фосфас. ,4 нонанов взаимодействием 1,4,6,9- тетраокса-5-фосфаспиро 4,4 нонана с замещенным метилдкалкиламином при 90-120°С в атмосфере инертного газа. Замещенный метилдиалкиламин использовали в 10-20%-ном избытке от стехиометрии. Выход целевых продуктов достигает 71 %.

К недостаткам способа следует отнести жесткие условия проведения процесса и его высокую энергоемкость, а также использование избытка исходного метилдиалкила- мина.

Целью изобретения является упрощение процесса (уменьшение его энергоемкости).

Поставленная цель достигается способом получения 5-диалкиламинометил- 1,4,6,9-тетраокса-5-фосфаспиро 4,4 нонанов указанной формулы, который заключается в том, что 1,4,6,9-тетраокса-5-фосфаспи- ,4 нонан подвергают взаимодействию с хлорметилдиалкиламином в среде хлористого метилена в присутствии триэтиламина при комнатной температуре в атмосфере инертного газа.

Процесс можно представить следующей схемой:

RT%x°-rR cicHjNR erjN KT-ONP °TR (t) PV I .-- U)

R L0-«V-4 -Er,N-HC|

П

CHjNR ,

где R - водород или метил;

R - низший алкил или 2R составляют (СН2)5.

Предлагаемый способ получения целевых продуктов позволяет получать эти соединения с выходом до 75% на основе легкодоступных веществ в мягких условиях, не требует больших энергозатрат, что делает целевые продукты особенно ценными полупродуктами элементоорганического синтеза и позволяет использовать их полезные свойства.

Предлагаемый способ основан на реакции диалкиламинометилирования РН-фос- форана в мягких условиях с образованием связи фосфор-углерод и сохранением спи- рофосфоранового фрагмента.

Оптимальными условиями процесса является использование в качестве среды хлористого метилена, что обеспечивает гомогенность процесса, и проведение реакции в присутствии триэтиламина при комнатной температуре. Эти мягкие условия способствуют максимально высоким скоростям реакции и препятствуют образованию побочных продуктов.

Полученные соединения - устойчивые жидкости или кристаллы, перегоняющиеся при пониженном давлении, могут храниться в атмосфере инертного газа в течение длительного времени. Строение целевых продуктов подтверждено данными ЯМР1Н, С, Р, физико-химические константы соединений (la-г) совпадают с литературными данными.

Синтез и выделение целевых продуктов

проводили в атмосфере сухого аргона с использованием абсолютных хлористого метилена и триэтиламина.

Пример 1. 5-Диметиламинометил- 1,4,6,9-тетраокса-5-фосфаспиро 4,4 нонан.

К смеси 14 г (0,092 моль) 1,4,6,9-тетраокса-5-фосфаспиро 4,4 нонана и 9,3 г (0,092 моль) триэгиламина в 50 мл хлористого метилена при перемешивании и комнатной температуре медленно добавили по каплям раствор 8,6 г (0,092 моль) хлорметилдиметиламина в 100 мл хлористого метилена. Затем растворитель отогнали, добавили 200 мл диэтилового эфира, осадок отфильтровали, эфир отогнали, остаток перегнали. Получили 14,4 г указанного соединения. Выход 75%, т,кип. 89°С (1 мм рт.ст.), по20 1,4760. Фрагмент PCH2N: 5н 2,80 м.д., д, 2JpH 8.6 Гц; дс 60,98 м. д.,д, 1Jpc 183,9 Гц; dp -9,52 м.д.

Пример 2. 5-Диэтиламинометил1,4,6,9-тетраокса-5-фосфаспиро 4,4 нонан. Аналогично примеру 1 из 15.2 г (0,1 моль) 1,4,б,9-тетраоксэ-5-фосфаспи- ,4 нонана, 10,1 г (0,1 моль) триэтиламина и 12,2 г (0,1 моль хлорметилдиэтилзмина

а тех же количествах растворителей получили 16,6 г указанного соединения, выход 70%,т.кип. 115°С(1 мм рт.ст.), т.пл, 38-40°С. Фрагмент PCHaN: дн 2,98 м.д., д, 2Jpn6,9 Гц; дс 55,16 м.д,, д, ЪРС 180,7 Гц; dp -7,64 м.д.

П р и м е р 3. 5-Диизобутиламинометил- 1,4,6,9-тетраокса-5-фосфаспиро 4,4 нсЛнан,

Аналогично примеру 1 из 7,6 г (0,05 моль)1,4,6,9-тетраокса-5-фосфаспиро 4,4 нонана, 5,1 г (0,05 моль)триэтиламина и 8,9 г (0,005 моль) хлорметилдиизобутиламина получили 10 г указанного соединения. Выход 68%, т,кип, 125°С (1-5 мм рт.ст.), по20 1,4597. Фрагмент

PCH2N: бнЗ.36 м.д.. д. 2JPH 4.5 Гц; (5С 56,79 м.д., д, 1Jpc 182,1 Гц; 5р -6,1 м.д.

Пример 4. 2,3,7,8-Тетраметил-5-диэ- тиламинометил-1,4,6,9-тетрэокса-5-фосфа- спиро 4,4 нонан.

Аналогично примеру 1 из 12,5 г (0,06 моль) 2,3,7,8-тетраметил-1,4,6,9-тетраокса-5-фос фаспиро 4,4 нонана, 6,1 г(0,06моль)триэти- ламина и 7,3 г (0.06 моль) хлорметилдиэти- ламина получили 12,1 г указанного соединения. Выход 69%, т.кип. 102°С (1 мм рт.ст.), по20 1.4565. Фрагмент PCHaN: (5ц 2,7-3,2 м.д, м; 5С 56,45 м.д., д, 1Jpc 190,3 Гц и 55,52 м.д., д, ЪРС 177,2 Гц; 6 14,2 м.д. и -15 м.д., соотношение 2:1 (смесь стерео- изомеров).

Пример 5. 5-1М-Пиперидинометил- 1,4,6,9-тетраокса-5-фосфаспиро 4,4 нонан.

Аналогично примеру 1 из 9 г (0,059 моль) 1,4,6,9-тетраокса-5-фосфаспиро 4,4 нонана, 6 г (0,059 моль) триэтиламина и 7,9 г (0,059 моль) N-хлорметилпиперидина получили 10.4 г указанного соединения. Выход 71%, т.кип. 108°С(1 мм рт.ст.), по20 1,4875. Фрагмент PCH2N: 5н 3,03 м.д., д, 2Jpn 8,9 Пц; дс 60,94 м.д., д, 1Jpc 189,4 Гц; 5Р -9,63 м.д.

Найдено, %: С.47.94; Н 8,65; Р 12,03.

C10H20N04P

Вычислено, %: 048,119; Н8,82;Р 12,43.

Таким образом предлагаемый способ позволяет получать продукты с высоким выходом,.отличается простотой, мягкими условиями проведения процесса, не требует сложного аппаратурного оформления и при необходимости может быть легко распространен на целевые продукты разнообразно0

5

0

го строения - важные полупродукты элемен- тоорганического синтеза, необычные фосфорные аналоги аминокислот, включающие фрагмент краун-эфира. Способ является первым примером создания связи фосфор- углерод в мягких условиях на основе реакции диалкиламинометилирования РН-фосфоранов.

Формула изобретения Способ получения 5-диалкиламиноме- тил-1,4,6,9-тетраокса-5-фосфаспиро 4, - нанов общей формулы

-ск хО-т-я

R- R-0/ X0- -R

CH2NR 2

где R - водород или метил;

R - низший алкил или 2R составляют (CH2)s.

взаимодействием 1,4,6.9-тетраокса-5-фос- фаспиро 4.4 нонана общей формулы

где R имеет указанные значения, с замещенным метилдиалкиламином в атмосфере инертного газа, отличающий- с я тем, что, с целью упрощения процесса, в качестве замещенного метилдиалкилами- на используют хлорметилдиалкиламин общей формулы CICH2NR2

где R имеет указанные значения, и процесс ведут в среде хлористого метилена в присутствии триэтиламина при комнатной температуре.

Использование: в качестве полупродуктов в синтезе комплексообразователей и экстрагентов. Сущность изобретения: продукт - 5-диметиламинометил-1,4,6,9-тетра- окса-5-фосфаспиро 4,4 нонан, выход 75%, т кип. 89°С(1 мм рт.ст), по20 1,4760. 5-Дизтиламинометил-1.4,6,9-тетраокса-5-фосфас- .4 нонан. выход 70%, т.кип. 115°С (1 мм рт.ст.). 5-Диизобутиламинометил- 1,4,6,9-тетрэокса-5-фосфаспиро 4,4 нонан. выход 68%, т.кип. 125°С(1,5мм рт.ст.), по 1,4597. 2,3,7,8-Тетраметил-5-диэтиламино- метил-1,4,6,9-тетраокса-5-фосфаспиро 4,4 нонан. выход 69%, т.кип. 102°С(1 мм рт.ст.), по20 1,4565. 5-М-Пиперидинометил-1,4,6,9- тетраокса -5- фосфр пиро 4,4 нонан, выход 71%, т.кип. 108°С (1 мм рт.ст.), пом 1,4875. Реагент 1-R-T-ON xo-r-R R-M xl4o-LR CHZNR 2 где R - водород, метил. Реагент 2: CICH2NR21, где R1 - низший алкил или 2R1 составляют (CH2)s. Условия реакции: в среде хлористого метилена в присутствии триэти- ламина при комнатной температуре в атмосфере инертного газа. со С