Способ получения органических нитросоединений Советский патент 1974 года по МПК C07C149/16 C07C79/00 

Изобретение относится к новому способу получения не описанных в литературе нитросоединеннй, которые могут найти применение в качестве пнсектинидов. Известен сиособ иолучения 1,1-бис-(алкоксиарил)-2-нитроалканов, заключающийся в том, что ароматический альдегид подвергают взаимодействию с солью ннтропарафина, полученную нрн этом соль нитроспирта переводят в соответствующий сиирт, который затем конденсируют с ароматическим соединением в прнсутствнн конденсирующего агента кислого характера. Однако не известен способ получения нитросоедннений формулы I К-С-| 05 где R - метоксн-, этокси-, проноксигруппа, тио.метнл-, тиоэтил нли тиопроннлрадикал; R2 - атом водорода нли R и R вместе образуют метилендиоксильную группу; W - метоксн-, ЭТОКСИ-, пропоксигруппа или тиометил-, тиоэтнл- или тионропилрадикал, при условии, что R и R3 не являются одинаковыми алкоксильиымн группами п что одна из групп R или R представляет собой атом водорода, а другая из этих групп представляет собой атом водорода или метил. Полученные соединения обладают большей биологической активностью, чем известные. Согласно предлагаемому способу бензальдегид формулы И где R имеет указанные значения; R2-атом водорода или R и R вместе образуют метилендиоксильную группу или в случае, когда R - атом водорода, то R R и имеет вышеуказанные значения, подвергают конденсации с нитроалканом формулы П1 К-СН2-СН- Ог где R и R имеют значения, указанные выше, в органическом растворителе и в присутствии основного катализатора, в качестве которого применяют водные растворы оснований, такие как гидроокиси щелочных металлов, сильные основания, такие как нннеридин, а также вторичные нли третичные циклические или ациклические амины в протонных или аиротоиных растворителях, алкоголят щелочного металла в сииртовых растворах пли в других аиротонных или нолярных растворителях. Желательно использовать в качестве катализатора 1,5-диазобицикло-(4,3,0)-нон-5-ен или К5-диазобищ1кло-(5,4,0)-удек-5-ен. Полученный ирн этом питрокарбинол обрабатывают замещенным бензолом формулы IV где R и R2 имеют указанные значения, а в случае, когда R - атом водорода, R R -MeТОКСИ-, ЭТОКСИ-, проиоксигруппа или тиомеТИЛ-, тиоэтил- или тиоиропилраднкал, в прнсутствии кислого катализатора. Согласно предлагаемому способу растворители применяют со средними показателями диэлектрических свойств и со слабыми нуклеофпльными свойствами, желательно брать днметилсульфоксид. Предночтительная темиература процесса конденсации 15-25°С. С целью повыщения выхода конечных продуктов, а также улучшения их качества карбинол, полученный в результате конденсации, подвергают очистке от остаточного альдегида. Предночтптельно обрабатывать карбинол известным количеством бисульфита щелочпого металла или гидратом гидразина как в растворителе, так и без него. Бисульфнт натрия берут в количестве десяти молей на каждый моль альдегида. Полученное при этом альдегидобисульфитное соединение, нерастворимое в карбиноле, удаляют вместе с пепрореагировавщим бисульфитом или с избытком бисульфита путем фильтрации, декаитации или центрифугирования. В случае использования с целью очисткн гидразингидрата полученный азин удаляют аналогичным приемом. Если же очистку карбинола ведут в растворителе, то или берут полностью реакционную смесь после процесса конденсации или же отделяют карбинол от реакционной смеси и растворяют в дпметплсульфоксиде. В иоследнем случае можно брать только до двух молей бисульфита на каждый моль альдегида. Согласно изобретению, используя известные реакции, получают симметричные соединения формулы I, когда R и R представляют тиоалкильные группы. Для этого бис-(/г-оксифепильное) соединение формулы V где Y - оксигруппа, R, R имеют указанные значения, подвергают взаимодействию с N,Nдиалкилзамещенным тиокарбамилхлоридом, например Ы,М-диметилтиокарбамилхлоридом, полученный при этом сложный эфир тионкарбамата подвергают изомеризации при нагревании, гидролизу в щелочной среде, полученные тиофенолы алкилируют, например, обработкой диалкилсульфатом или галоидалкилом. Соединения формулы I, полученные предлагаемым способом, более активны, чем известные аналоги но структуре соединения. Пример 1. Получение промежуточных иптрокарбинолов. 1 - (3,4-Метилендиоксифенил) - 2-нитроиропанол. 90 г пииеронала добавляют к 90 г нитроэтана в 180 мл сухого диметилсульфоксида. Далее к этой смеси добавляют 0,5 г 1,5-диазабицикло-(4,3,0)-нон-5-ена. Эта смесь реагирует в течение 16 ч, а затем к ней добавляют 110 г бисульфита натрия в 150 мл воды и перемешивают в течение I ч. Смесь быстро охлаждают, вливая в нее 2 л воды, и образующийся слой органического раствора отделяют и промывают водой. После высушивания безводным сульфатом натрия остаточный нитропропан и днметилсульфокснд удаляют при пониженном давле1ии1, в результате чего получают 117 г желтого маслянистого продукта. Найдено, %: С 51,6; П 4,8; N 6,4. CioHnNOo. Вычпслено, %: С 53,5; Н 4,9; N 6,2. Аналогичным образом получают следующие соединения: 1-(3,4-Метилепдиоксифенпл)- 2- питробутапол; из 90 г пииеронала и 107 г 1-нитропроиана, выход 115 г, т. пл. 98-99°С. Найдено, %: С 54,8; Н 5,5; N 5,5. CuHigNOs. Вычислеио, %; С 55,2; Н 5,5; N 5,9. 1-(4-Этоксифенил)-2-питропропанол; из 90 г 4-этоксибензальдегида и 90 г иитроэтана; выход 112 г, т. нл. 69-71°С. Найдено, %: С 58,8; Н 6,7; N 6,1. C,,Hi5N04. Вычислено, %: С 58,7; Н 6,7; N 6,2. 1-(4-Этоксифеннл)-2-нитробутапол; из 90 г 4-этоксибеизальдегпда и 107 г 1-иитропропана; выход 106 г, т. пл. 78-80°С. Найдено, %: С 60,1; Н 7,1; N 5,9. C,2H,7N04. Вычислено, %: С 60,2; Н 7,2; N 5,9. П р и м ер 2. 1-(4-Этоксифенил)-1-(4-этилтиофенил) -2-питропап. 11,3 г 1-(4-этоксифепил)-2-нитропропанола добавляют в течение 1,5 ч к 13,8 г этилфенилсульфнда в 50 г 85%-пой (вес/вес) серной

кислоты, лоддерживаемой при темиературе 5°С. Далее эта смесь реагирует в течение 1,5 и 11 затем ее резко охлаждают в 500 мл ледяной воды. Слой органической жидкости отделяют и иромывают раствором бикарбоиата натрия и водой. После сушки с помощью безводного сульфата натрия избыток этиленилсульфида удаляют ири пониженном давлении. Осадок выкристаллизовывают из этанола. Получают указанный продукт, выход которого составляет 14,7 г, т. ил. 72-73°С.

Найдено, %: С 65,7; Н 6,7; N 4,0; S 9.1.

CigHasNOsS.

Вычислено, %: С 66,1; Н 6,7; N 4,1; S 9,3.

При м е р 3. 1-(4-Этоксифеинл)-1-(4-этилтиофенил)-2-интробутан.

12 г 1-(4-этоксифепил)-2-иитробутанола добавляют в течение 1,5 ( к 13,8 г этилфенилсульфида в 50 г 85%-ной (eecjeec) серной кислоты, поддерживаемой при температуре 5°С. Далее эта смесь реагирует в течение еще 45 мин, а затем ее резко охлаждают в 500 мл ледяной воды. Слой органической жидкости отделяют Н иромывают раствором бикарбоиата натрия Н водой. После сушки безводным сульфатом натрия избыточное количество этилфеиплсульфида удаляют при пониженном давлении. Осадок выкристаллизовывают из этанола, в результате чего получают желаемое соединение, выход 15,7 г, т. ил. 84,5°С.

Найдено, %: С 66,6; Н 7,0; N 3,6; S 8,8. CaoHssNOsS.

Вычислено, %: С 66,8; Н 7,0; N 3,9; S 8,9.

Пример 4. 1-(Этоксифеиил)-1-(3,4-метилендиоксифенил) -2-нитропропан.

Раствор 11,3 г 1-(3,4-метилендиоксифенил)-2-иитроиропанола в 20 мл дихлорметапа добавляют в течение 1 ч к 12,2 г фенетола в 85%-ной (вес/вес) серной кислоте, поддерживаемой ири темиературе 0°С. Далее смесь peaгирует еще в течение 30 мин, а затем ее резко охлаждают в 500 лгл ледяной воды.

Слой органической жидкости отделяют и промывают раствором бикарбоната иатрпя и водой. После сушки безводным сульфатом натрия избыток фенетола удаляют ири пониженном давлении. Осадок выкристаллизовывают из этанола, в результате чего получают желаемое соединение, выход 12,6 г, т. пл. 114,5°С.

Найдено, %: С 65,7; Н 5,8; N 4,0.

CieHiaNOs.

Вычислено, %; С 65,6; П 5,8; N 4,3.

Пример 5. 1-(4-Этоксифенил)-1-(3,4-метилендиоксифенил) -2-иитробутан.

Раствор 12 г 1-(3,4-метилеидиоксифен11л)-2-нитробутаиола в 20 мл дихлорметаиа добавляют в течение 10 мин в 12,2 г фенетола в 85%:-ной (вес/вес) серной кислоте, поддерживаемой ири температуре -10°С. Далее эта смесь реагирует еще в течеиие 50 мин и затем ее резко охлаждают в 500 мл ледяной воды. Слой органической жидкости отделяют и промывают раствором бикарбоната натрия и водой. После сушки безводным сульфатом натрия избыточное количество удаляют при пониженном давлении. Осадок выкристаллизовывают из этанола, получая при этом желаемый продукт, выход 13,4 г, т. пл. 100-10 PC. Найдено, %,: С 66,2; Н 6,2; N 3,8CigHsiNOs.

Вычислено, %: С 66,5; Н 6,2; N 4,1.

Пример 6. 1-(4-Этоксифенил)-1-(4-метоксифенил)-2-нитробутан.

3,6 г 1-(4-этоксифенил)-2-нитробутанола добавляют в течеиие 30 мин к 3,24 г анизола в 7,5 мл 85%-ной серной кислоты, поддерживаемой при температуре 0,5°С, при тщательном иеремешиванни. Далее эта смесь реапфует еще в течеиие 30 мин и затем ее резко охлаждают в 80 мл ледяной воды. Слой органической жидкости отделяют, промывают раствором бикарбоната натрия и водой и высушивают безводным сульфатом натрия. Этот раствор выиаривают досуха, в результате чего при кристаллизации из этанола получают желаемый продукт с т. пл. 93°С.

Пример 7. 1-п-Этилтиофенил-1-(3,4-метилендиоксифенил)-2-нитропропан.

11,3 г 1-(3,4-метилендиоксифенил)-2-нитроироиаиола растворяют в 20 г этилтиобензола и этот раствор в течение 1 ч добавляют к 50 г 85%-ной серной кислоты, охлажденной в ледяной бане. Эту смесь перемешивают еще в течение 2,5 / и затем ее резко охлаждают, вводя в 500 мл ледяной воды. Слой органической жидкости отделяют и промывают раствором бикарбоната натрия и водой. Остаточный маслянистый продукт высушивают над сульфатом натрпя, а затем в вакууме и далее подвергают хроматографическому разделеиию в бензоле над силикагелем. В результате кристаллизации из системы бензолпетролейный эфир с т. кии. 50-80°С получают 4,9 г 1-гг-этилтиофенил-1- (3,4-метиленд1юксифенил)- 2-нитропропана с т. пл. 62-65°С.

Пример 8. 1-п-Этилт11офенил-1-(3,4-метилендиоксифенил) -2-нитробутан.

12 г 1-(3,4-метилендиоксифенил)-2-нитробутанола растворяют в 20,0 г нагретого этилтиобензола и добавляют в течение 1 ч к 50 г 85%.-ной серной кислоты, поддерлшваемой при темиературе 0°С. Эту смесь перемешивают еще в течеиие 2 ч н затем резко охлаждают в 500 мл ледяной воды. Полученный иродукт обрабатывают так же, как и в примере 7, в результате чего получают целевое соединение в виде кристаллов с т. пл.60°С.

Во всех описанных выше примерах спектры ядерного магнитного резонанса и инфракрасные спектры подтверждают получение указанных соединений.

П р и м е р 9.

А. Получение 1-«-этоксифенил-2-нитробутан-1-ола. 450 г «-этоксибензальдегида и 535 г 1-нитронропана растворяют в 900 мл диметилсульфоксида, содержащего 2,5 г 1,5-диазабицикло-(4,3,0)-иои-5-ена, и эту смесь перемешивают при комнатной темиературе в течение 15 ч. Затем эту смесь добавляют ко льду и после экстракции эфира получают масляниcTbiii Продукт, содержащий 1-п-этоксифен1 л-2-нитробутан-1-ол, 15 вес.% исходного альдегида. Б. Очистка карбинола. Неочищенный продукт, получаемый согласно оппсанному выше способу, смешивают с 450 г метабисульфита натрия, к которому добавляют 43 мл воды. Твердый продукт отделяют и жидкую фазу декантируют и аналогичным образом обрабатывают дополнительно двукратно (количествамп по 450 г) метабпсульфитом натрия (плюс вода). Общее время обработки составляет прнмерпо 3 ч. Затем жидкий продукт фильтруют пли декантируют. Спектр инфракрасных лучей показывает отсутствие линий поглощения, соответствующих карбонилу, при IGSOcji , и этот иродукт не содержит альдег)да. В результате крнсталл-нзацни из нетролейного эфира получают крпсталлы карбинола с т. пл. 62°С. Спектры инфракрасных лучей и ядериого магнитного резонанса иодтверждают, что структура этого соединения соответствует 1-л-этокспфепил-2-нитробутаи-1-олу. Выход этого продукта составляет 493 г (68,6% от теории). В. Получение 1,1-бис-(п-этоксифенил)-2-нитро-н-бутапа. Чистый карбпиол, полученный в соответствни с оннсанным способом, добавляют в течепие 1,5 t к реакционной смеси, состоящей из 488 г фенегола, растворенного в 950 мл 85%-ной серной кислоты, при 0,5°С. Спустя еще 2 ч смесь резко охлаждают во льду п экстрагпруют эфиром. В результате выпарпвания эфирного экстракта получают осадок, который выкристаллизовывают пз этапола, получая при этом 1,1-бис-(п-этоксифенпл)-2-нптро-и-бутан в впде стойких кристаллов с т. ил. 82°С. Получение продукта с даниой молекулярной структурой подтверждается путе.м определения молекулярного веса, изучения спектра пифракрасных лучей п спектра ядерного магнитного резонанса. Выход этого продукта составляет 75,5%, от теоретического. Пример 10. Получение 1,1-бис-(«-этоксифенил)-2-нитробутана из неочищениого карбииола. 1-л-Этоксифенил-2-ннтробутан-1-ол получают в соответствии с приведенным выше описапием. 510 г этого продукта, который определяют по спектру инфракрасных лучей, со степенью чистоты 70-75%, добавляют в течение 2 ч к раствору 366 г фенетола в 1200 мл 85%,-ной серной кислоты, поддерживая температуру в пределах от 5 До 10°С. После перемешиваипя в течение еще 1 ( эту смесь резко охлаждают и получеиный продукт отделяют. Этот продукт (852 г) представляет собой главны.м образом иолимер, как было подтверждено исследованием снектра ядерного магнитного резонанса, причем ои пе обладает биологической активностью. П р п м е р 11. Согласно снособу, описанно jy в примере 9, 1-п-этокспфенил-2-пптропроиан-1-ол получают из п-этоксибензальдегида и нитроэтана и затем его очищают, после чего подвергают взапмодействпю с фенетолом, в результате чего получают 1,1-бпс-(/г-этокс)гфенил)-2-иптропропан. Этот продукт представляет собой стойкое маслянистое вещество с т. кип. 150°С при давленш мм рт. ст., что подтверждалось определением его молекулярного веса п исследованием спектра пнфракрасиых лучеп и спектра ядерного магнитного резонанса. Пример 12. Получение 1,1-бис-(/г-этоксН фенил)-2-нитропропана без очпсткп промежуточного карбинола. 450 г /г-Этоксибензальдегида п 450 г интроэтана добавляют к 800 мл дпметплсульфоксида, содержащего 1,5 г 1,5-диазабпппкло{4,3,0-нон-5-ена), и перемешивают в течение ночи. Эту смесь затем резко о.хлаждают, вводя ее в 1 л воды, разделяют дихлоридом метилена и после промывки водой извлекают 671 г карбинола в виде маслянистого проДукта путем испарения. Смесь 732 г феиетола в 2400 мл 85%-ной серной кислоты охлаждают до температуры -10°С и к этой смеси добавляют в течение 2 ч 670 г иеочпщеиного карбинола. Затем смесь перемешивают еще в течение 2 ч и резко охлалсдают в ледяпой воде. Получают твердый продукт с выходом примерно 80%,. Однако исследование спектра ядерного магнитного резонанса показало, что этот продукт содержпт не менее 70% полимерного материала, п испытанпе этого продукта на ннсект)щпдну о активность показало, что он абсолютно не обладает биологической активностью. Пример 13. Повторяют пропесс таким же образом, как оиисано в примере 9, с тем исключением, что очистку карбинола осуществляют путем смешивания с гидратом гидразина в количестве, эквивалентном количеству ирисутствующего альдегида (найденного при изученпп спектра инфракрасного излучения). После фильтрации образующегося твердого азина осуществляют реакцию очищенного карбпнола с феиетолом. Получают снова стойкий кристаллический продукт. Выход этого продукта соответствует выходу продукта, описаииого в примере 9. Пример 14. 1-(4-Этилтиофе11Ил)-1-(4-метоксифеннл)-2-нитробутан. Карбинол-1-(4-метоксифенил)- 2- нитробутанол получают в соответствии со способом, описанным в примере 1, из 81 г 4-метоксибензальдегида -и 107 г нитротропана. Этот продукт получают в виде кристаллов с т. пл. 68-69°С; выход 86%. 11,25 г карбинола растворяют в смеси 13,8 г этилфенилсульфида и 10 мл дихлорметана и эту смесь добавляют в течение 1 ч к тщательно перемещанной смеси 45 г серной кислоты и 5 г воды в v eдянoй бане. После 2 ч дополнительного перемещивания смесь добавляют к 500 мл ледяной воды и маслянистую фазу отделяют. Водпую фазу экстрагируют дихлор

метаном (двукратным объемом по 25 мл ), экстракты соединяют с маслянистой фазой и промывают раствором бикарбоната натрия (100 мл). Этот экстракт высушивают над безводным сульфатом натрия и растворитель и избыток тиоэфира удаляют нри нагревании ири температуре 60°С нри давлении 0,1 мм рт. ст. в течение 1 ;. Полученный осадок выкристаллизовывают из 96%,-ного этано.,ла, в результате чего нолучают кристаллический продукт; т. пл. 78-79°С, выход 84%.

Предмет изобретения

1. Способ получения органических нитросоединений общей формулы

разуют метнлендиоксильную группу, в случае, если R2 - атом водорода, то имеет указанные значения, подвергают конденсации с нитроалканом формулы

R B-CHj-CH-NOi,

где R и R имеют указанные значения, в органическом растворителе в присутствии основного катализатора, полученный при этом нитроалканол подвергают взаимодействпю с замещенным бензолом формулы где R - метокси-, этоксн-, нроноксигрунна, тиометил-, ТИОЭТИЛ-, пли тионропилрадикал; - атом водорода или R и R вместе образуют метилендиоксильную группу; R - метокси-, ЭТОКСИ-, пропоксигруппа или тиометил-, тиоэтил- или тиопропилрадикал, при условии, что R п W не являются одинаковыми алкоксильными группами и что одна из групп R или R представляет собой атом водорода, а другая из этих групп представляет собой атом водорода или метил, отличающий.ся тем, что бензальдегид формулы где R имеет указанные значения; W - атом водорода или R и R вместе обгде R и R2 имеют указанные значения, а в случае, когда R - атом водорода, R R - метоксн-, ЭТОКСИ-, пропокспгруппа или тиометил, тпоэтил или тиопропилрадикал, в присутствии кислого катализатора с последующим выделенне.м целевого продукта известными приемами. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед обработкой замещенным бензолом нитроалканол нодвергают очистке от остаточных альдегидов. Приоритет по признакам: 05.02.71 нри R1, R2-тиоалкнл, R и R2 образуют друг с другом метилендиоксильиую группу;12.02.71 при R - метокси-, этокси-, пропоксигруппа, R2 - атом водорода, R - метокси-, ЭТОКСИ-, пропоксигруппа при условпи, что R и R3 не являются одинаковыми алкоксильными группами и что одна из групп R или R представляет собой атом водорода, а другая представляет собой атом водорода пли метил; 31.08.70 по признакам п. 2.