СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-АЛКИЛПРОИЗВОДНЫХ ТРЕТИЧНЫХ ЦИКЛИЧЕСКИХ АМИНОВ Советский патент 1974 года по МПК C07D295/03 C07D295/23 C07D213/02 C07D215/00 

1

Изобретение относится к способам получения N-алкиллроизводных третичных циклических аминов, которые нашли широкое применение в химической промышленности.

Известен способ получения N-алкилпроизводных пиридина из пиридина и галоидного алкила при 110°С в запаянной ампуле в течение 15 час. Выход целевого продукта не превышает 50%. Этот процесс продолжителен, а выходы целевого продукта недостаточно высоки. Кроме того, необходимо тш,ательно очищать и сушить исходные соединения.

Способ получения N-алкилпроизводных третичных циклических аминов, содержащих один или несколько атомов азота и одни или несколько циклов, а также их галоид,- оксинитро,- амино-, карбокси-, сульфоциан- и меркаптопроизводных, заключается в алкилировании третичного циклического амина галоидалкилом, содержащим один или несколько атомов галоида, в среде фенола при температуре 40-220°С, молярных соотношениях галоидпроизводного и фенола 10:1-1:40, предпочтительно 1:1 -1:10, при атмосферном или несколько повышенном давлении. При этом сокращается продолжительность процесса и увеличивается выход целевого продукта, который приближается к количественному в случае алкилирования пиридина.

В качестве реакционной среды могу г быть использованы фенолы различного строения: фенолы, 0-М-, я-крезолы и их технические смеси, а также ксиленолы. При этом присутствие в исходных веществах довольно значительных количеств воды не влияет существенным образом на выход целевых продуктов. Так для производных пиридина в качестве исходного продукта может быть использован

весьма обводненный продукт вплоть до применения гидрата пиридина (состав CsHgNЗН2О, т. кип. 92-93°С), при этом выход целевых продуктов снижается на 5-7% по сравнению с безводными продуктами.

Пример 1. Для алкилирования использу ют пиридин, алкилирующий агент - 1,2-дихлорэтан. В качестве реакционной среды применяют фенол. В пункте А процесс алкилирования проводят без использования активирующего растворителя (фенолы), в пункте Б алкилирование осуществляют в среде фенолов. Для пунктов А и Б сравнивают такие показатели, как время контактирования, температура и выход целевого продукта (а иногда и его качество). Степень превращения определяют по количеству ковалентно связанного хлора, перешедшего в ионную форму (в процентах от теоретического) , и по выходу целевого продукта.

Содержание хлор-иона определяют аргентометрическим титрованием по Мору водной вытяжки.

Предлагаемый способ испытывают на укрупненной лабораторной установке из трехгорлой колбы на 2 л с нормальными шлифами, снабженной обратным холодильником, капельной воронкой, термометрами для определения температуры паров и реакционной массы. Нагревание и термостатирование осуществляют с помощью силиконовой бани, контактного термометра и реле.

А. В описанную реакционную колбу помещают 790 г пиридина и 250 г 1,2-дихлорэтана, смесь нагревают до энергичного кипения в течение 20 час. При этом в процессе синтеза на дне и стенках реактора образуется рыхлый аморфный осадок светло-желтого цвета, представляющий собой 1,2-бмс-ди-(Ы-пиридинийхлорид)этан

aTSf-CH,CH,-Nci

Продукт представляет собой бесцветные таблички (из этанола), не плавящиеся до 260°С, содержание хлорид-йода (аргентометрия из водного раствора) 27,64% (вычислено 27,59%). После отгона непрореагировавших продуктов цод вакуумом продукт перекристаллизовывают из этанола (или уксусной кислоты), сушат в вакуум-эксикаторе над Р2О5 и взвешивают. Выход 1,2-бмс-ди(Ы-пириднийхлорид) этана 204 г, что составляет 31,6% от теоретического.

Б. В описанную реакционную колбу помещают 790 г пиридина, 250 г 1,2-дихлорэтана и 1410 г фенола, смесь нагревают до 140°С в течение 1 час. По окончании синтеза реактор охлаждают и по всей массе продукта выпадают светло-желтые призматические кристаллы, представляющие собой аддукт 1,2-бис-ди-(Ыпиридинийхлорид) этана с фенолом в молярном соотношении 1:2,5. Кристаллический продукт после промывания эфиром (на фильтре Шотта) и сушки в вакуум-сушильном шкафу содержит 14,37% хлорид-иона (вычислено 14,43%). После отгонки фенола с острым паром, кристаллизации и сушки получают 623 г 1,2-5мс-ди- (N-пиридинийхлорид) этана (97 % от теоретического), содержание хлорид-иона в продукте 27,64% (вычислено 27,59%), продукт не плавится до 260°С.

В. В описанную реакционную колбу поме-. щают 1350 г гидрата пиридина состава СзНаМ-ЗПгО, кипящего при 92-93°С, 250 г 1,2-дихлорэтана и 1410 г фенола, смесь нагревают в течение 1 час при 140°С. Реакционную массу обрабатывают так же, как в пункте Б, степень превращения по хлору составляет 89,3%.

Пример 2. А. В колбу с обратным холодильником, защищенным хлоркальциевой трубкой, заполненной щелочью, помещают 1370 г хлористого децила и 300 мл сухого пиридина, и нагревают с обратным холодильником на масляной бане в течение 1,5 час. Температура бани 140-150°С. Далее отгоняют под вакуумом водоструйного насоса избыток пиридина, прибавляют 500 мл ацетона, 10 г 10 активированного угля и кипятят 10-15 мин, фильтруют, избыток ацетона отгоняют, раствор охлаждают сначала холодной, затем ледяной водой. Выпавшие кристаллы отсасывают, промывают 2 раза минимальным количеством холодного ацетона. После перекристаллизации из ацетона получают чистый продукт, т. пл. 66,5-67°С, выход 50% от теоретического.

Б. В описанную реакционную колбу поме0 щают 790 г пиридина, 1765 г децилхлорида и 1410 г фенола, смесь нагревают при 140°С в течение 1,5 час. Реакционную массу обрабатывают по методике, описанной в примере 1Б. Целевой продукт кристаллизуется непосред5 ственно из водного раствора при упаривании (после отгона фенола с водяным паром), т. пл. 66-67°С, выход продукта составляет 79,7%.

Пример 3. Для алкилирования использу0 ют пиридин, в качестве алкилирующего агента применяют хлористый октил, реакционная среда - фенол. Методика эксперимента такая же, как в примере 1.

А. Алкилирование осуществляют без раст5 ворителя, температура реакции 140°С, время контактирования 15 час, степень превращения по хлору 43,6%.

Б. Алкилирование производят в среде фенола, температура реакции 140°С, время ре0 акции 1,5 час, степень превращения по хлору74,3%.

Пример 4. Для алкилирования используют пиридин, алкилирующий агент - бромистый децил, реакционная среда - фенол. 5 Методика эксперимента такая же, как в примере 1.

А. Алкилирование осуществляют без растворителя, температура реакции 140°С, время контактирования 12 час, степень превращения по брому (содержание бромид-иона определяли по Фольгарду из водной вытяжки) составляет 37,5%.

Б. Алкилирование проводят в среде фенола, температура реакции 140°С, время реакс ции 1 час, степень превращения по брому 93,7%.

Пример 5. Для алкилирования применяют пиперидин, алкилирующий агент - 1,2дихлорэтан, реакционная среда - фенол. Ме0 тодика эксперимента такая же, как в примере 1.

А. Алкилирование проводят без растворителя, температура реакции 105°С, время реакции 18 час, степень превращения по хлору 34,3%.

Б. Алкилирование осуществляют в среде фенола, температура реакции 105°С, время контактирования 2 час, степень превращения по хлору 79,3%.

Пример 6. Для алкилирования используют пиперазин, алкилирующий агент - хлористый октил, реакционная среда - фенол. Методика эксперимента такая же, как в примере 1.

А. Алкилирование проводят без растворителя, температура реакции 140°С, время контактирования 20 час, степень превращения по хлору 42,6%.

Б. Алкилирование ведут в среде фенола, температура реакции 140°С, время контактирования 1,5 час, степень превращения по хлору 71,8%.

Пример 7. Для алкилирования употребляют пиридин, алкилирующий агент - хлористый цетил, реакционная среда - фенол, методика такая же, как в примере 1.

А. Алкилирование ведут без растворителя Температура реакции 140°С, время реакции 20 час, степень превращения по хлору 33%.

Б. Алкилирование осуществляют в среде фенола, температура реакции 140°С, время контактирования 1,5 час, степень превращения по хлору 92,3%.

Пример 8. Для алкилирования применяют хинолин, алкилирующий агент-хлористый детил, реакционная среда-техническая смесь крезолов, методика такая же, как в примере 1.

А. Алкилирование осуществляют без растворителя, температура реакции 150°С, время контактирования 15 час, степень превращения по хлору 37,1%.

Б. Алкилирование проводят в среде фенола, температура реакции 140°С, время контактирования 2,5 час, степень превращения по хлору 87,30%.

Пример 9. Для алкилирования используют пиридин, алкилирующий агент-хлористый метилен. Процесс ведут при атмосферном давлении с обратным холодильником.

А. Алкилирование проводят без растворителя, время реакции 20 час, температура 100°С, степень превращения по хлору 17,3%.

Б. Алкилирование осуществляют в среде фенола, время реакции 4 час, температура 105°С, степень превращения 84i%.

Пример 10. Для алкилирования используют никотин, алкилирующий агент - гидрохлорированная фракция Си-Cig технических олефипов нефтехимического синтеза, содержащая преимущественно свыше 70% а-олефинов, реакционная среда - фенол. Методика эксперимента такая же, как в примере 1.

А. Алкилирование осуществляют без растворителя, температура 150°С, время реакции 20 час, степень превращения по хлору 31,7%. Б. Алкилирование проводят в среде фенола, температура 150°С, время контактирования 2,5 час, степень превращения по хлору 91,3%. Пример 11. Для алкилирования используют анабазин, алкилирующий агент - хлорированная фракция Си-Си технических олефипов нефтехимического синтеза, содержащая преимущественно а-олефины (хлорирование по двойной связи), реакционная средафенол. Методика эксперимента такая же, как в примере 1.

А. Алкилирование ведут без растворителя, температура 140°С, время реакции 22 час, степень превращения по хлору 30,3%.

Б. Алкилирование осуществляют в среде фенола, температура 140°С, время реакции 2,5 час, степень превращения по хлору 87,1%. Пример 12. Для алкилирования используют Y. т Дипиперидил, реакционная среда - фенол. Методика эксперимента такая же, как в примере 1. Алкилирующий агент - хлористый децил.

А. Алкилирование ведут без растворителя, температура реакции 140°С, время реакции 20 час, степень превращения но хлору 37%.

Б. Алкилирование проводят в среде фенола, температура реакции 140°С, время контактирования 2 час, степень превращения по хлоРУ86,7%.

Предмет изобретения

Способ получения N-алкилпроизводных третичных циклических аминов, содерл :ащих один или несколько атомов азота и один или несколько циклов, взаимодействием третичного циклического амина с галоидалкилом,

содержащим один или несколько атомов галоида, или их производных, отличающийс я тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и упрощения процесса, алкилирование проводят в среде фенола при 40-

220°С, молярных соотношениях галоидпроизводного и фенола 10:1-1:40, предпочтительно 1:1 -1:10, при атмосферном или несколько повышенном давлении.