Способ получения алканоламинов Советский патент 1975 года по МПК C07C91/06 

Присутствие кислоты обязательно в случае применения исходных веществ формулы IV. Соответствующей кислотой является сравнительно сильная кислота, например галоидводородная (соляная или бромистоводородная), серная, фосфорная, надхлорная или д-толуолсульфокислота или алкановая кислота С2-Cg, например уксусная. Присутствие добавляемой кислоты произвольно в случае исходных веществ формулы II или III.

В сильно кислой среде оба исходных вещества формул II и III сначала превращаются в соединение формулы IV, а затем происходит превращение промежуточных соединений формулы IV в продукт формулы I. В частности, если исходным соединением является свободное основание формулы III, то кислота формулы Н-Y, где Y - имеет указанное значение, выделяется во время реакции, а этой кислоты достаточно для превращения промежуточного соединения формулы IV в продукт формулы I.

Если исходным соединением является либо соль формулы II, либо соль формулы III, кислая по своей природе, реакционная смесь остается кислой, и кроме этого, во время реакции выделяется кислота формулы Н-Y.

Таким образом, добавление указанных кислот в случае исходных веществ формул II и III является произвольным.

Если исходным является соединение формулы II и применяется сильно кислая среда, то идет прямой гидролиз (т. е. превращение II в I), а также непрямой путь через азиридин (т. е.

IIв IV, а затем в I). Следовательно, если кислотность повышенная, то прямой путь становится более важным по сравнению с непрямым путем.

В случае исходного соединения формулы

IIIили его соли, образовавщейся вследствие присоединения кислоты, реакцию следует вести при рН 1-5, в частности рН 2-2,5 реакционной смеси можно поддерживать путем периодического добавления неорганического основания, например едкого натра.

Исходные вещества формул II и III можно получать из соединений формулы

-СН СН2ШСНгСН20Н

(V) ОН

или

У У-СНЖСНгСНгОН

(VI) СНоОН

соответственно

или их кислотно-аддитивных солей реакцией взаимодействия с тионилхлоридом и трехбромистым фосфором в среде толуола, хлорбензола или дихлорэтана при 20-60°С.

Соединения V и VI и их кислотно-аддитивные соли можно получать по реакции окиси

стирола с этаноламином при температуре около 60°С, разделяя полученную смесь соединений формул V и VI известными методами, а. затем, при желании, превращая свободные основания в их соли присоединением кислот известными методами.

Пример 1. Раствор М-(2-хлорэтил)-Ы(2-хлор-2-фенилэтил)-аммонийхлорида (20 г) в воде (200 мл) кипятят с обратным холодильником 2 ч. Раствор охлаждают, подщелачивают до рН 10 2 Н. едким натром и экстрагируют хлороформом (3X20 мл). Объединенные экстракты концентрируют под вакуумом, насыщают газообразным хлористым водородом и получают Ы-(2-хлорэтил)-М-(2-окси-2фенилэтил)-аммонийхлорид с т. пл. 158- 159°С.

Исходное дихлорсоединение получают следующим образом.

Перемешиваемый раствор М-(2-оксиэтил)Ы-(2-окси-2-фенилэтил)-амина (25 г) в толуоле (150 мл) при 45°С насыщают хлористоводородным газом. Затем сразу добавляют хлористый тионил (21 мл) и реакционную смесь

перемешивают 3 ч при 45°С, затем отфильтровывают, твердый остаток высущивают в вакууме и кристаллизуют из этанола.

Получают N- (2-хлорэтил) -N- (2-хлор-2-фенилэтил)-аммонийхлорид с т. пл. 164-165°С.

Пример 2. N-(2-хлорэтил)-Ы-(2-хлор-1фенилэтил)-аммонийхлорид (15 г) растворяют в воде (150 мл) и раствор перемещивают 3 недели при 20°С. Раствор подщелачивают до рН 10 2 Н. едким натром и экстрагируют

хлороформом (3X20 мл). Объединенные экстракты концентрируют в вакууме и насыщают газообразным хлористым водородом.

Получают N- (2-хлорэтил) -N- (2-окси-2-фенилэтил)-аммонийхлорид с т. пл. 158-159°С.

П р и м е р 3. Раствор N-(2-хлорэтил)-N-(2хлор-1-фенилэтил)-аммонийхлорида (5 г) в воде (150 мл) кипятят 2 ч с обратным холодильником. За это время периодическими добавками (каждые 2 мин) 18 н. едкого натра

поддерживают рН реакционной смеси 2,0- 2,5. Затем раствор подщелачивают до рН 10 2 н. едким натром и экстрагируют хлороформом (2X25 мл). Объединенные экстракты высушивают над MgSO4 и насыщают газообразным хлористым водородом.

Получают N- (2-хлорэтил) -N- (2-окси-2-фенилэтил)-аммоаийхлорид с т. пл. 158-159°С.

Исходное дихлорсоединение получают следующим образом.

Перемешиваемую суспензию Ы-(2-гидроксиэтил)-К-(2-окси-1-фенилэтил)-амина (25 г) в толуоле (150 мл) при 40°С насыщают газообразным хлористым водородом. Затем сразу добавляют хлористый тионил (21 мл) и раствор перемещивают при 45°С 4 ч. Реакционную смесь отфильтровывают, твердый остаток высушивают в вакууме при 70°С и кристаллизуют из изопропанола. Получают N-(2-хлорэтил )-Ы-(2-хлор-1-фенилэтил)-аммонийхлорид с т. пл. 152-154°С

Исходное вещество получают следующим образом.

К перемешиваемому этаноламину (152 г) при 60°С в течение 2 ч добавляют окись стирола (50 г) и раствор перемешивают еще 1 ч при 60°С. РЬбыток этаноламина отгоняют в вакууме (20 мм рт. ст.) путем нагревания раствора до 140°С. Затем к остатку добавляют толуол (100 мл), раствор охлаждают до 30°С и осевший Ы-(2-оксиэтил)-М-(2-оксн-2-фенилэтил)-амин (т. пл. 95-97°С) отфильтровывают. Фильтрат охлаждают до 0°С.

Получают N- (2-окснэтил) -N- (2-окси-1 -фенилэтил)-амин в виде белого твердого вещества, которое после кристаллизации из толуола имеет т. пл. 66-68°С.

Пример 4. К перемещиваемому раствору 0,1 н. соляной кислоты (30 мл) добавляют по каплям в течение 0,5 ч М-(2-хлорэтил)-2-фенилазиридина (0,5 г) в этаноле (5 мл) при 60°С. Водный раствор после 10 мни перемешивания охлаждают до комнатной температуры, подщелачивают до рН 11 18 н. едким натром и экстрагируют хлороформом (2X15 мл). Органический раствор высушивают над MgSO4 и насыщают газообразным хлористым водородом.

Получают N- (2-хлорэтил) -N- (2-окси-2-фенилэтил)-аммонийхлорид с т. пл. 158-159°С.

Исходное азиридиновое производное получают следующим образом.

К раствору N-(2-хлорэтил)-Ы-(2-хлор-2-фенилэтил)-аммонийхлорида (1,0 г) в воде (25 мл) добавляют 25 мл хлороформа. Смесь перемешивают и одновременно добавляют 2 н. раствор едкого натра (3,5 мл); рН доводят до 10.

Перемешивание при комнатной температуре продолжают 30 мин, после чего смесь разделяют, органическую фазу промывают водой (2X10 мл), высушивают над MgSO4 и упаривают в вакууме при 50°С.

Получают N-(2-хлорэтил) -2-фенилазиридин в виде бледно-желтого масла.

Пример 5. К перемешиваемому раствору /г-толуолсульфокислоты (4,0 г) в изопропаноле (10 мл) и воде (30 мл) при 40°С в течение 30 мин по каплям добавляют Ы-(2-бромэтил)-2-фенилазиридин. После перемешивания еще в течение 2 ч при 40°С раствор охлаждают до 0°С и профильтровывают. Твердый остаток последовательно промывают водой (10 мл) и ацетоном и высушивают в вакууме при 50°С.

Получают N- (2-бромэтил) -N- (2-окси-2-фенилметил)-аммоний-п-толуолсульфонат с т. пл. 145-148°С.

Исходное азиридиновое производное получают следующим образом.

К перемешиваемому раствору N-(2-бромэтил)-Ы-(2-бромфенилэтил)-аммоний - п-толуолсульфоната (0,7 г) в этаноле (20 мл) добавляют в течение 10 мин 13 мл 0,25 н. едкого натра и раствор перемешивают при комнатной температуре 2 ч. Затем раствор разбавляют водой (50 мл) и экстрагируют хлороформом (2X15 мл). Органическую фазу промывают и высушивают над MgSO4, упаривают в вакууме при 50°С.

Получают N-(2-бромэтил)-2-фенилазиридин в виде бледно-желтого масла.

Пример 6. Перемешиваемую суспензию Ы-(2-оксиэтил)-Ы-(2-окси-1-фенилэтил) - амина (5 г) в толуоле (40 мл) насыщают хлористоводородным газом. Затем добавляют 8,4 г трехбромистого фосфора и полученную суспензию перемешивают 8 ч при 45°С. Полученная суспензия содержит смесь N-(2-бромэтил)-N-(2 - бром - 1-фенилэтнл)-аммонийхлорида и соответствующего бромида. К суспензии добавляют воду (50 мл), смесь нагревают до 40°С и перемешивают. Затем смесь упаривают. Водная фаза содержит смесь N-(2бромэтил)-М-(2-бром - 1-фенилэтил)-аммонийхлорида и соответствующего бромида. рП водного раствора доводят до 1,0 18 н. едким натром и раствор кипятят 1 ч с обратным холодильником при поддержании рП от 1,0 до 1,5 периодическим добавлением 18 н. едкого натра. Затем раствор подщелачивают до рН 10 тем же едким натром и экстрагируют эфиром (2X10 мл). Объединенные экстракты высушивают над MgSO4 и насыщают газообразным хлористым водородом.

Получают N-(2-бромэтил)-М-(2-окси-2-фенилэтил)-аммонийхлорид с т. пл. 143-145°С.

Пример 7. N- (2-хлорэтил) -N- (2-хлор-2фенилэтил)-аммонийхлорид (10 г) кипятят с

обратным холодильником в смеси с изопропаНОЛОМ (25 мл) и водой (75 мл) 8 ч. Раствор подщелачивают 2 н. едким натром до рН 10 и экстрагируют хлороформом (3X20 мл). Объединенные экстракты-концентрируют в вакууме и насыщают газообразным хлористым

водородом.

Получают N- (2-хлорэтил) -N- (2-окси-2-фенилэтил)-аммонийхлорид с т. пл. 158-159°С. Пример 8. Процесс проводят по примеру 1, но после подщелачивания и экстрагирования хлороформом (3x20 мл) объединенные экстракты концентрируют в вакууме, добавляют петролейный эфир (т. кип. 60-80°С) и раствор охлаждают до 0°С. Полученную смесь отфильтровывают и твердый остаток высушивают в вакууме при 40°С.

Получают N- (2-хлорэтил) -N- (2-окси-2-фенилэтил)-амин с т. пл. 64-66°С.

Предмет изобретения

55

1. Способ получения алканоламинов общей формулы

CH-CHsNH-CHsCHsY

60

(I) ОН

где Y - хлор или бром, или их кислотно-ад65 дитивных солей, отличающийся тем, что кислотно-аддитивную соль соединения формулы/T CH-CHsMI-aiaCH Y-HnZ (Ц) Y. пли соединение формулы III (J VCHNH-t-HsCHjY(JII) СН,Л или его кислотно-аддитивную соль, или соединение общей формулы CH-N-CHjCHsY СНг где У имеет указанное значение; HnZ - кислота, в которой Z - анион валентности п, подвергают взаимодействию с водой в присутствии кислоты в случае соединения формулы IV, в случае соединений формул II и III - с водой или с водой в присутствии кислоты с последующим выделением целевого продукта в свободном виде или в виде солей. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс осуществляют в присутствии сильной кислоты, например соляной, бромистоводородпой, серной, фосфорной, падхлорной, д-толуолсульфокислоты или уксусной кислоты. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае использования исходного соединения формулы III реакцию осуществляют при рН 1-5. 4.Способ по пп. 1--3, отличающийся тем, что реакцию ведут в присутствии органического растворителя, например алканола с числом углеродных атомов от 1 до 5. 5.Способ по пп. 1-4, отличающийся тем, что процесс осуществляют в интервале температур от комнатной до температуры кипения реакционной смеси. Приоритет по признакам: 09.07.71, если исходное соединение - кислотно-аддитивная соль общей формулы - СН- СНгЖ- ШгШгУ Hj,Z (И) Y где Y - хлор или бром; HnZ - кислота, в которой Z - анион валентности п; 06.04.72, если исходное соединение - соединение формулы / У СНШ-СН2СНгУ CH,Y или его кислотно-аддитивная соль, или соединение общей формулы -OI-N-CHzCHxY Шг где Y имеет указанные значения.