Способ получения N,N @ -дифенациламида терефталевой кислоты Советский патент 1992 года по МПК C07C237/48 C07C231/02 

Изобретение относится к способу получения N.N -дифенациламда терефталевой кислоты формулы I - промежуточного продукта синтеза 1,4-бис-(5-фенилоксазолил- 2)бензола, который представляет собой эффективный органический люминофор голубого свечения и широко используется в сцинтилляционной технике.

1. Конденсация дихлорангидрида терефталевой кислоты с глицином.

,° Я

Vм

2HC1-H2N-CH2-C + C1-C-O-C-C1

ft° 9°

HO-C-CH2-NH-CHQbC-NH-CH2-C-OH

Ј Ј

Ы Ч

Использование: в качестве промежуточного продукта для синтеза 1,4-бис-(5-фени- локсазолил-2)бензола.Сущность изобретения: продукт Н,м -дифенациламид терефталевой кислоты СбНз-С(0)-СН2-МН- С(0)-СбН4-ф)-ИН-СН2-С(0)-СбН5, т.пл. 255- 260°С, выход 93-95%. Реагент 1: стирол. Реагент 2: NaNO. Условия реакции: в среде соляной кислоты при комнатной температуре. Полученныйа-нитроацетофенон восстанавливают железом в солянокислой среде при 40-50°С с последующей обработкой полученного о) -аминоацетофенона гидрохлорида дихлорангидридом терефталевой кислоты при комнатной температуре, а в качестве конденсирующего агента используют аммиак.

о

II

(JK-CHfNH-O

V Ч

K NH-CHfC-Ј)

Известен способ получения N}N -дифе- нациламида терефталевой кислоты, состоящий из следующих стадий.

Q00о

но-с-снг-ын4 с-мн-снг-с-он РС15/6ензол оооо

- Ct-C-CH2-NH-CHQ-C-MH-CH2-C-Cl

3. Ацилирование бензола дихлорангид- ридом диглицилтерефталевой кислоты в присутствии безводного хлористого алюминия.

О 1 С-СН2-Ш0О

/г-л ни

Q-C-CHrNH C

ОО

-С-ЫН-СН2-С-С1Л1С1з/6ензо

оо

г- IIif JT

jK-NH-CH-j-C- J

1

Недостатком этого способа является необходимость использования децифит- ных, токсичных, пожаро- и взрывоопасных продуктов: пятихлористого фосфора, безводного хлористого алюминия, бензола. Получают целевой продукт, сильно загрязненный и с низким выходом.

Известно несколько способов получения М.м -дифенациламида терефталевой кислоты, включающих стадию получения и выделения кристаллического а аминоацетофенона гидрохлорида. Один из способов состоит в следующем.

1СНгВгМ

тт.-CH2N4(CH216J Br

О

ц

;LVc-cH2N4(cH2)6

Лус-сн2-ын2-нс1

л ч

NY-r-r

2 Ц-С-СНгМНг-НС1+С1-С-О-с-С1 -

оо о in о

- O-C-CH2-NH-C-0-C-NH-CH2-C- Q

1

Недостатком этого способа является необходимость использования таких сильнотоксичных реагентов, как бром, а- бромаце- тофенон и пиридин. Значительные трудности вызывает выделение кристаллического аминоацетофенона гидрохлорида. Эта

процедура весьма нетехнологична, поэтому способ не нашел широкого применения в промышленности.

Известен способ получения со- бенза- мидоацетофенона, который состоит из следующих стадий.

U ° 1

NQN02/HCVJ -cH-CH:-NQ,J

35о

НС1 - 11 ... ...

Q-C-CH2-N02

с хлористым бензолом, в присутствии конденсирующего агента - гидроксида натрия.

50Ш-СНГЫ02

ЈJ C-CH2-NH2-HC1 Г

cilo У

O-C-CH2-NH-C-O

Согласно этому способу к раствору со- аминоацетофенона гидрохлорида прибавляют сначала изопропиловый спирт, смесь

охлаждают до -5°С и приливают хлористый бензоил. Водный раствор гидроксида натрия прибавляют в течение 2 ч, поддерживая температуру не выше 0°С, а затем реакционную массу выдерживают еще 1,5 ч при 0°С. Для перевода выпавших солей железа в раствор к смеси прибавляют концен- трированную соляную кислоту, перемешивают, осадок отфильтровывают, промывают изопропиловым спиртом и во- дои.о) -Бензамидоацетофенон получают в виде пасты.

Этот способ позволяет заменить дефицитные (гиппуровая кислота, пятихлори- стый фосфор, безводный хлористый алюминий), сильно токсичные (пятихлори- стый фосфор, безводный хлористый алюминий, бензол, диоксан), пожаро- и взрывоопасные компоненты (пятихлори- стый фосфор, безводный хлористый алюми- ний, бензол, диоксан) на менее дефицитные, менее токсичные и трудновоспламеняемые, улучшить экологическую чистоту процесса, а также сократить число стадий технологического процесса по срав- нению с известными способами. Важным достоинством этого способа является то, что исключена весьма нетехнологичнзя и трудоемкая стадия выделения кристаллического й -аминоацетофенона гидрохлорида из рас- твора.

Получение М.м -дифенациламида те- рефталевой кислоты формулы I этим способом не описано.

Недостатком этого способа является то, что получить чистый М.м -дифенэциламид терефталевой кислоты формулы I этим способом оказалось практически невозможным. Это связано с тем, что при реакции полученного по этому способу а) -аминоаце- тофенона гидрохлорида, находящегося в растворе, с дихлорангидридом терефталевой кислоты в присутствии известных ранее конденсирующих агентов (карбонат на- трия , ацетат натрия, гидроксид натрия, три- этиламин и т.д.) в слабо кислой или нейтральной средах конденсация протекает только по одной хлорангидридной группе и не приводит к образованию М,м -дифена- циламида терефталевой кислоты. В слабо щелочной среде, когда конденсация протекает по двум хлорангидридным группам с образованием N.N-дифенациламида терефталевой кислоты, вместе с целевым про- дуктом выпадает мелкодисперсный осадок солей железа, оставшихся после восстановления а-нитроацетофенона. Этот осадок не только загрязняет целевой продукт, но и

делает невозможным его выделение из реакционной смеси фильтрованием, так как забивает фильтр. По известному способу для отделения целевого продукта от солей железа реакционную массу предварительно обрабатывают концентрированной соляной кислотой для перевода солей железа в раствор. Целевой продукт выделяется при этом в виде пасты. Как показали поставленные опыты, даже обработка концентрированной соляной кислотой не всегда позволяет получить достаточно чистый продукт, так как мелкодисперсный осадок солей железа адсорбируется на поверхности целевого продукта и внутри пасты и не устраняется полностью даже при нагревании с концентрированной соляной кислотой.

Существенным недостатком способа является также то. что реакцию конденсации проводят при низких температурах (-5 - 0°С), что требует использования сильных хладагентов.

К недостаткам этого способа можно также отнести то, что при проведении конденсации выделяется большое количество кислых стоков, содержащих изопропиловый спирт, регенерировать который весьма затруднительно.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения соединения формулы I, который включает следующие технологические стадии.

Л-ын-снД-он РС 5/беюол.

о

C-NH-CH2-C-Ct

П 1Ш-СНГ|1С1 AlCVfcHW.

оо

- Q- C NH-CH2-C-O

при кипячении в концентрированной соляной кислоте в течение 24 ч, вакуумную отгонку растворителя и перекристаллизацию осадка.

/г- It /7 НС1

О-с-ш-сн2-с- -

Q-C-CH2-NH2-HC1

О

и

О

II

J

ДИОК

2O-C-CH2-NH2-HC1+C1-CHQ-C-C1 - О00О

- Q-C-CH2-№-C- Q-C-NH-CHz- 1

Значительные трудности вызывает выделение кристаллического ш-аминоацетофенона гидрохлорида.

Недостатком этого способа является также использование дефицитных, токсичных, пожаро- и взрывоопасных реагентов: пятихлористого фосфора, безводного хлористого алюминия, диоксана и бензола. Кроме того, в процессе синтеза образуется большое количество кислых стоков, содержащих соли фосфора и алюминия, бензол, диоксан, а в атмосферу выбрасывается газообразный хлористый водород. К недостаткам можно также отнести сложность придачи реагентов на стадии конденсации дихлорангидрида терефталевой кислоты с ш - аминоацетофено- ном гидрохлоридом. Все это делает невозможным применение такого способа для промышленного получения М.М -дифе- нациламида терефталевой кислоты

0

5

0

5

0

Цель изобретения - упрощение процесса получения N,N -дифенациламида терефталевой кислоты формулы I и сокращение вредных стоков.

Поставленнтя цель достигается способом получения соединения I, который отличается тем, что осуществляют обработку стирола нитритом натрия в среде соляной кислоты при комнатной температуре в среде органического растворителя, получен: ный при этом о-нитроацетофенон подвергают восстановлению железом в солянокислой среде при 40-50°С, а обработку полученного ft) -аминоацетофенона гидрохлорида дихлорангидридом терефталевой кислоты ведут при комнатной температуре, при этом в качестве конденсирующего агента используют аммиак.

Аммиак в качестве конденсирующего агента при проведении реакций N-ацилиро- вания ранее не известен, так как сам способен взаимодействовать с хлорангидридами с образованием амидов.

Возможность его применения для этой цели явилась неожиданной и неочевидной.

Предлагаемый способ состоит из следующих стадий.

35

QCH..™ NQNO,/HC1t L

CH2-NOj

на о

- 7-с-снгж 2

образовавшегося о аминоацетофенона гид- ро хлорида (без его выделения из раствора) с дихлорангидридом терефталевой кислоты при комнатной температуре в присутствии аммиака в качестве конденсирующего агента, который очевидно является также комп- лексоном ионов железа.

о к

(J-C-CHj-NOz

Fe/HCt

С-СНг-ННг-НС1

C1-cV

lr

9

-С-С1

ЛНМИДК

О00О

O-C-CH2-NH-C- 2bC-NH-CH2-C- Q

1

Пример 1. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, термометром и капельной воронкой, помещают 81 г нитрита натрия, 170 мл воды, 100 мл хлористого метилена и 52 г стирола. При интенсивном перемешивании прикапывают раствор 100 мл концентрированной (36%- ной ) соляной кислоты в 100 мл воды так, чтобы температура не превышала , и реакционную массу выдерживают 2-2,5 ч при комнатной температуре. Затем добавляют 62 мл концентрированной соляной кислоты, смесь нагревают до 40°С и отгоняют хлористый метилен. Массу выдерживают 4 ч при 75°С, охлаждают до 20-25°С, выпавший «-нитроацетофенон отфильтровывают, промывают водой и сушат.

Выход 71 г (85,5%) а-нитроацетофено- на. Т.пл. 105-108°С.

В трехгорлой колбе, снабженной механической мешалкой и термометром, растворяют при комнатной температуре 105 г or-нитроацетофенона в 525 мл ацетонитрила и 515 мл концентрированной соляной кислоты. При 40-50°С в течение 1,5-2 ч порциями прибавляют 127 г железа. Затем в течение 25-35 мин прибавляют еще 250 мл концентрированной соляной кислоты и 63 г железа. Реакционную массу перемешивают 7 ч при и оставляют на 1 ночь. Смесь охлаждают до 1-5°С в течение 1 ч, осадок отфильтровывают и отжимают. Продукт растворяют в 500 мл воды, добавляют 10 г активированного угля, нагревают 10-15 мин при 50-60°С и горячий раствор фильтруют.

К полученному раствору ш-аминоаце- тофенона гидрохлорида прибавляют раствор 58 г дихлорангидрида терефталевой кислоты в 200 мл трихлорэтилена. При перемешивании и охлаждении водой в течение 1 ч прибавляют 125 г аммиачной воды (содержание аммиака 21,7%). Температура во время реакции не должна превышать 25°С, а кислотность среды в конце придачи аммиачной воды должна составлять 7-8 ед.рН. После придачи всего аммиака колбу нагревают на водяной оане с температурой 70-75иС и отгоняют трихлорэтилен (азеотроп с водой кипит при 69-72°С). Удается отогнать 105-110 мл трихлорэтилена. который после осушки

пригоден для повторного использования. Затем смесь охлаждают до 40-50°С, фильтруют, промывают водой и сушат. Из фильтрата на делительной воронке удается

отделить еще около 80 мл трихлорэтилена.

Выход 103-105 г N.N -дифенациламида

терефталевой кислоты, что составляет 9395% в расчете на исходный дихлорангидрид

терефталевой кислоты и не уступает лучшим

из полученных ранее (93%). Т.пл. 255-260°С (лит. 255-260°С). Полученный N.N-дифена- циламид терефталевой кислоты без дополнительной очистки может быть использован для синтеза сцинтилляционной добавки 1,4-бис-(5-фенилоксазолил-2)бензола.

Пример 2. Аналогично примеру 1, но трихлорэтилен на стадии конденсации дихлорангидрида терефталевой кислоты с со-ами- ноацетофеноном гидрохлоридом не

отгоняют. Этот способ пригоден для получения небольших количеств М,м -дифенацила- мида терефталевой кислоты в лабораторных условиях, так как исключает процедуру перегонки, но в стоки попадает трихлорэтилен.

Выход 103-105 г N.N -дифенациламида терефталевой кислоты, что составляет 93- 95% в расчете на исходный дихлорангидрид терефталевой кислоты. Т.пл. 255-260°С.

П р и м е р 3. Аналогично примеру 1, но вместо трихлорэтилена используют изо- пропиловый спирт, который не отгоняют. При этом несколько снижается выход продукта и усложняется регенерация растворителя, но исключается токсичный трихлорэтилен.

Выход 101-103 г N.N -дифенациламида терефталевой кислоты, что составляет 91- 93% в расчете на исходный дихлорангидрид

терефталевой кислоты. Т.пл. 254-260°С.

Пример 4. Аналогично примеру 1, но вместо трихлорэтилена используют хлористый метилен. Это позволяет уменьшить температуру отгонки растворителя для его

регенерации.

Выход 103-105 г Г.ы -дифенациламида терефталевой кислоты, что составляет 93- 95% в расчете на исходный дихлорангидрид терефталевой кислоты. Т.пл. 255-260°С.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет:

упростить технологический процесс получения N.N -дифенациламида терефталевой кислоты за счет того, что

исключена стадия выделения и очистки промежуточного кристаллического со -амино- ацетофенона гидрохлорида, включающая вакуумную отгонку растворителя и перекристаллизацию осадка;

реакцию конденсации о) -аминоацето- фенона гидрохлорида с дихлорангидридом терефталевой кислоты осуществляют не при низких температурах, как в известном способе, а при комнатной, что исключает использование сильных хладагентов; кроме того, упрощена сложная придача реагентов на этой стадии, так как к реакционной смеси добавляют не два реагента одновременно с соблюдением строгого соотношения между ними (как в известном способе), а только один.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет значительно уменьшить вредные стоки, так как разработанная технология исключает образование растворов солей фосфора и алюминия,стоков бензола и диоксана, а также исключить выбросы в атмосферу газообразного хлористого водорода;

исключить дефицитные, пожаро- и взрывоопасные реагенты; пятихлористый

фосфор, безводный хлористый алюминий, диоксан и бензол.

Формула изобретения Способ получения N,N -дифенациламида терефталевой кислоты с использованием обработки О) -аминоацетофенона гидрохлорида дихлорангидридом терефталевой кислоты в присутствии конденсирующего агента в среде органического растворителя,

отличающийся тем, что , с целью упрощения процесса и уменьшения вредных стоков, осуществляют обработку стирола нитритом натрия в среде соляной кислоты при комнатной температуре, полученный при этом а-нитроацетофенон подвергают восстановлению железом в солянокислой среде при 40-50°С, а обработку полученного ш -аминоацетофенона гидрохлорида дихлорангидридом терефталевой кислоты ведут при комнатной температуре, при этом в качестве конденсирующего агента используют аммиак.