Способ получения -алкилированных органических соединений Советский патент 1979 года по МПК C07C87/62 

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения N -алкилированных органических соединений общей формулы Т . A-NR-, где А - незамещенный или замешенный ароматический радикал, связанная с алифатическим, ароматическим или гетероцик лическим остатком карбонил- или сульфбнилгруппа. В водород, алкил, циклоалкил, арал кил или А и В вместе с атомом азота. об разуют лакгамное кольцо или незамешенное или замешеннре гетероциклическое, соединение с одним или двумя гетероа томами, I алкил, аралкил, циклоалкил или алпилгруппа, например К -алкилиндолов, N -алкилкарбазолов, N -алкиламидов и других, которые находят широкое применение в качестве промежуточных продуктов в синтезе красителей, лекарственных препаратов, также в качестве растворите- лей или экстрагентов. при разделении ряда элементов. Широко известен способ получениям -алкилированных органических соединений общей формулы I, осушествляемый по двухсгадийной схеме:сначала слабооснов- нов соейиненйё о(бшей формулы П Л-NH-B, где А и В имеют указанные значения, подвергают взаимодействию со щелочными металлами или их производными, такими как амид калия или натрия, гидрид натрия, алкил- или ариллитий, в среде жидкого аммиака или инертного органического растворителя; полученное К -металлрпроизвЬдное, которое обычно выделяют из реакционной массы, подвергают взаимодействию с алкилируюшим агентом либо при нагревании.в среде растворителя, либо в среде самого алкилируюшего агента. Например, N -метилиндол получают елецуюшйм образом: сначала индол подвергают взаимодействию с натрием в жидком аммиаке, полученное N -лагрийпроизводное подвергают взаимодействию с йодистым метилом, иелепой продукт выделяют известными приемами l. Аналогично получают и другие соединения обшей формулы I через N -натриевые производные с последующим их алкилированием, например метилдифениламин 2, К -метилфенотиазии, N -метиякарбазол, N -эгилацетанилид, N -этилдифениламин и другие Однако этот способ имеет ряд сущест венных недостатков: технологическая слож ность процесса, необходимость применени строго безводной среды, использование только наиболее активных алкилируюших агентов, значительная длитeльнocfть процесса и другие. Наиболее перспективным в настоящее время является способ прямого N -алкилирования некоторых слабоосновных соеди нений формулы U . Например, N-метилг индол получают длительным кипячением ( ч) при смеси ииаояа, мети лового эфира п -толуолсульфокислрты и безводного карбоната натрия в ксилоле; с выходом около 70% получают N -мегип индол, загрязненный различными количест вами нёпрореагнровавшего индола, большая Mactb которого удаляется при очистке перегонкой, но при этом теряется 10- 2О% целевого продукта 4. Однако и этот способ имеет существенные недос -ат КИ, ОСНОВНЬ1МИ из которых являются ДЛИ цельность процесса, необходимость исполь зования caMitix активных алкилируюших агентов метилового или этилового эфира п-толуолсульфйкяслоты, диметил- или диэтйлсульфата, вводящих лишь низшие алKjwibHbie группы (метил или этил), невозMokHixiTb использования для подавляющег бсшьшинства елабооснрвных, соединений, низкий выход целев6 ро продукта. Цель изо1бретения заключается в упро щении процесса, повышении выхода и качества целевого продукта. Предлагается способ получения сюединений общей форму лы A-NR-br. где А - ацил,/ ароил, или арилгруппа} В - водород, алкил, ацил, ароил или арилгруппа или А и В вместе с атомом азота образу. ют гетероциклическое соединение; R - незамещенный или замешенный алкил с 1-12 атомами углерода, аралкил ИЛИ ненасыщенный алкил, заключающийся в том, что соединение общей формулы II A-NH-B, гае А и В имеют указанные значения, подвергают взаимодействию с алкилирующим агентом общей формулы III где R имеет указанные значения, а 2 - атом галоида, или остаток сильной кислоты, такой как серная или арилсульфокис- лота, в среде апротонного биполярного растворителя, такого как N -метилпирролидон-2, диметилформамид, пррпиленкарбонат, метилэтилкетон и другие, в присутствии щелочных агентов, предпочтительно водных растворов щелочей, с последующим выделением целевых продуктов известными приемами. Установлено, что присутствие воды в реакционной смеси способствует благоприятному протеканию реакции. Наиболее универсальным и удобным растворителем является. N -метилпирро лидон-2, обладающий высокой растворяющей способностью различных исходных соединений формулы 1 , алкилирующих аген- тов и целевых 11родуктов. В этом раство рйтеле реакции протек;ают с более высокой скоростью, целевые продукты получают чище и с более высоким выходом. Способ согласно изобретению отличается простотой и универсальностью, так как быть использовац для N -алкилирования большого числа сл боосновных соединений фор 1ульг IJ с р1,;-(+)1-(-)4, позволяет использовать широкий набор алкилируюШих агенте, в гом числе бромис tbie и Хлористые алкильг с длинной углеродной цепью, позволяег получать целевые проду;кты с высоким выходом и хорошегхэ качества. П р и мер 1. К раствору 0,99 г бензанилида в 10 мл N -мегилпирролидона-2 приливают 0,7 мл 51%-ного водного pacTBojsa вдкогхэ кали, а зачтем 1,2.мл1 хлористого бензила; Массу нагревают при 2. ч, дополнительно вносят вышеуказанное количество едкого кали и хло- ристого бензила, размешиваю-т при 5ч, охлаждаки, Jзыaивaют в 50 мл воды, отфильтровывают осадок, промывают его водой, петролейным эфиром и высушивают. Получают i;27 г (89%) N ензилбензанилида, т,Ш1, 98-10 . После перекриоталлизации из спирта т.пл. 105,6-1О6 С. П ри м е р 2. К раствору 2,7 г ацетанилида в 12 мл диметилфррмамида риливают 2,9 мл 39%-ного водного расгBopa едкого натра и 3,5 мл бромистого аллнла. Нагревают массу по 7.)С, ра шивают 5 ч, охлаждают, смыливают воды и выпавшее масло экстрагируют эфи ром (3x40 мл). Экстракт промывают насыщенным раствором хлористого натрий, высушивают едким кали и отгоняют эфир. Получают 2,61 г (75%) К -аллилацет- анилида - бесиветное масло с т.кип, 126.129 С/14мм рг.ст. В ИК-спектре продукта имеются лишь следы полосы V „ г, ,-4,-, -1N Н 3300 см . Найдено, %: К 8,00, С, Н. N0. Вычислено, %: hrs.OO. П р и м е р 3. К раствору 3,37 г. ацетанилида в 25 мл N -метилпирролидона-2 приливают 3,6 мл 51%-иого водного раствора едкого кали и 5,8 мл хлорисго- го бензила. Массу нагревают до , размешивают 2 ч, отгоняют избыток хлорисгого бензила с водяным паром, охлаждают и выпавшее масло эксграгируюу эфиром. Эксгракг промьгоают насыщенным pacraojpoM хлористого ;нагрия, сушаг едким кали и отгоняют эфир. Полу чают 5,4 9 (97%) N -бензилацетанилида. Найдено, %: М 6,39. S5 l5 °Вычислено, %: N 6,22. Пример 4. К раствору 0,6 бензамида в 9 мл . К -мегилпирролидрна-2 приливают 1,1 мл 39%-ного водного раствора едкого натра и 1,7 мл хлор1астог6 бензила. Массу нагревают до , размешивают 1 ч, охлаждают и выливают в 150 мл воды.. Выпавшее масло при стоя-. НИИ кристаялизуегбя. Осадок отфильгр жывают, промывают водой, пегролейным эфиром и высушивают. Получают0,74г (71%) N -бензилбензамида, т.пл. 1О5-106, {водный этанол, 1:1). Пример 5. К раствору 5,9 г йн дола с 4О мл N -метилпирролидона-2 приливают 7,3 мл 51%-ногЬ водного раствора едкого кали и при в течение 2О мин прикапывают 9,5 мл диметилсульфата. Массу размешивают при 65-7О С 1, чI охлаждак)т, выливают в 15О мл воды. Продукт выпадает в ввде масла В массу вносят 10 г хлористого натрия, экстрагируют продукт серным эфиром (Зх х40 мл), эфирный экстракт 2 раза-промывают насыщенным раствором хлористо-г го натрия, высушивают едким кали, в поо ле отгонки эфира получают 6,18 г (94%) N-метилиндола в виде бесцветного масла. Продукт хроматографически чист, г.кип. 110-lllV/i7 мм рт.ст. В 11 -спектре продукта имеются л-ишь следы полосы -f.,.. 3400 см . Найдено, %: N 1О.36. CgHgN Вычислено, %: N10,67. . П ри м е р 6. К раствору 2,34 г; индола в ЙО мл М-метилпирролилона-2 приливают 2,9 мл 51%-ного водного вора едкого кали и 4,4 мл бромистого бутила. Нагревают до и размешивают 40 мин. охлаждают, выливают в 100 мл воды, насыщают хлористым натрием и экстрагируют продукт серным эфиром (3x40 мл). Экстракт промывают раствором хлористого натрия, высушивают едким кали и отгоняют эфир. Получают 3,4 г (98%) М -бутилшшола, т.кип. 135 136°С/15 мм рт.ст. Найдено, %: М 8,23; SzHis Вычислено, %: М 8,09. Пример 7. К раствору 1,17 г ицдола в 10 мл N -члетилпирролидоиа-2 приливают 1,5 мл 51%-ного водного раствора едкого кали и 2,3 мл хлористого бензила. Массу нагревают до и размешивают 20 мин, отгоняют избыток хлористого бензиЛа с водяным паром. При охлаждении до -5 С маслянистый продукт кристаллизуется. Его отфильтровывают, промывают водой и высушивают. Получают 1,85 г (89%) N -бензилиндола, В ИКспектре продукта полоса (4 34ОО см отсутствует, т.пл. 40,3-41,. При мер 8. К раствору 1,67 г карбазода в 14 мл Я -метилпирролидона-2 приливают 1,4 мл 39%-ного водного раствора едкого натра и 5,2 мл йодиЬ того додецила. Массу подогревают до &Q°C, размешивают 4 ч, охлаждают, выливают в воду. Выпавший продукт экстрагируют серным эфиром, экстракт сушат ед- КИМ кали и отгоняю эфир. Оставшееся масло растворяют вбензоле и ропускают через слой окиси алюминия в 5 см (элюент - бензол). После отгонки астворителя получено 3,03 г 91%) Я « .додецилкарбазола. Найдено, %:. N 3,90, . , Вычислено, %: Я 4,17. В ИК-спект|эе продукта полоса 3425 см отсутствует. П р и мер 9. К раствору 1,67 г арбазола в Ю мл N -метилпирролидОна- приливают 1,4 мл 39%-ного водного раствора едкого натра и 2,3 мл хлорисого бензила. Массу нагревают до ,