Способ получения нитрилов -диалкиламинокарбоновых кислот Советский патент 1980 года по МПК C07C120/00 C07C121/45 C07C121/66 

Изобретение относится к способу получения нитрилов с -диалкиламинокарбоновых кислот, которые могут быт использованы в качестве полупродуктов в органическом синтезе, например в синтезе физиологически активных соединений. Известен -способ получения нитрилов оС-диалкиламинокарбоновых кислот по реакции Штрекера взаимодействием карбонильного соединения, диалкиламина и цианистого водорода или его соли. Выход целевого продукта 6090% 1. Недостатками этого способа являют ся использование сильно ядовитых веществ - цианистого водорода, цианистого натрия или калия, а также недоступность альдегидов, необходимых для синтеза предложенных нитрилов по реакции Штрекера. Причем большинство fi-незамещенных и е -монозамещенных е,х-непредельных альдегидов и в кислой и в основной средах по мере образования быстро изомеризуется. в соответствующие о, J -непредельные ангшог К предложенному способу наиболее близок способ получения нитрила ot -диалкиламинокарбоновой кислоты,.в частности нитрила N,N-димeтил-Э-фeнилаланина, путем нагревания хлористого диметилбензилцианометиламмония в бензоле при 75-80 С в присутствии трет-бутилата калия в течение 4 . Недостатками такого способа являются относительно большая длительность реакции в кипящем бензоле и применение трет.-бутилата калия. Недостатком является также и то, что целевой продукт перегоняетс я в широком интервале (130 - 140°С/15 мм рт.ст.) и для его идентификации получают хлоргидрат, а выход, рассчитанный на чистый целевой продукт - нитрил Ы,Ы-диметил- -фенилаланина, составляет 13%. Целью изобретения является увелиение выхода и расширение ассортимена целевого продукта. Цель достигается способом получеия нитрилов «с-диалкиламинокарбоноых кислот общей формулы R 1Г где R - СН R - Н или двойная связь; R - Н СН причем если R - двойная связь, то - Н, перегруппировкой соответствующих аммониевых солей в присутств щелочного агента, в качестве которо используют метилат натрия или порош кообразное едкое кали, в органическом растворителе. Обычно процесс ведут в среде эфи при 30-35°С в течение 20-25 мин. В случае, если R - R - метил, этил, реакцию осуществля ют в среде бензола при 75-80 с в те чение 5-7 мин. Если R - метил, R -/ ) процес проводят в среде эфира при 18-20 -с течение 1-2 ч. Предложенный способ позволяет у личить выход целевого продукта до 60-76%, а также получить наряду с вестными новые соединения. . Пример 1. Нитрил N,N-димe тил-fi- фенилаланина. Смесь 10,5 г (0,05 моль) хлорис того диметилбензилцианометиламмони в 80 мл абсолютного бензола нагревают до 75°С и к ней прибавляют 0,1 моль метилата натрия (из 2,3 г металлического натрия). При нагрев НИИ в течение 5-7 мин при той же т пературе реакционную .смесь охлажда до 20-25с и приливают к ней 10 - 15 мл воды. Верхний бензольный сло отделяют, а нижний дважды экстраги руют бензолом. Бензольные вытяжки шат и получают 5,2 г (61,,4%) нитри К,К-диметил- - фенилаланина, т. кип Иб-Иб с/б мм рт.ст., п% 1,5235. . Найдено,: С 75,62; Н 8,26; N 16,46. , N. Вычислено,%: С 75,86;iH 8,04; N 16-,10. . ИК-спектр, 1615, 1765, 170 . 1820, 1865, 3060, 3080 (монозамеще ное бензольное кольцо) и 2240 (нит рильная группа). ПМР-спектр: 2,14 с (CH2,)a. 3,0 м () ; --7,0 м (). Пример 2. Нитрил Ы,Ы-диме тил-р)-фенилаланина. Аналогично примеру 1 из 10,5 .г (0,05 моль) хлористого диметилбенз цианометил аммония и 0,1 моль метил натрия (из 2,3 г металлического натрия) при 77°С в течение 5-7 мин получают 5,4 г (63,6%) нитрила Н,Н-диметил-р)-фенилаланина, т. кип. 116118с/6 мм рт.ст. Пример 3. Нитрил Ы,Ы-диметил-|4-фенилаланина. Аналогично примеру 1 из 10,5 г (0,05 моль) хлористого J имeтилбeнзилцианметиламмония и 0,1 моль метилата натрия (из 2,3 г металлического натрия) при 80°С в течение 5-7 мин получают 5,5 г (65%) нитрила Ы,К-диметил-fi- фенилаланина, т. кип. 116 - 118°С/6 мм рт.ст. Пример 4. Нитрил Ы,Ы-диэтил-р-фенилаланина. В условиях, аналогичных примеру 1, из 12 г (0,05 моль) хлористого диэтилбензилцианометиламмония и 0,1 моль метилата натрия (из 2,3 г металлического натрия) получают 6,4 г (63%) нитрила Ы,Ы-диэтил- --фенилала-1 нина, т. кип. 123-125 0/5 мм рт.ст., пь 1,5395. Найдено,%: С 77,14; Н 8,86; N 14,03. Cia le % Вычислено,%: С 77,22; Н 8,91 N 13,86. ИК-спектр, 1615, 1760, 1700, 1825/ 1860, 3025, 3085 (монозамещенное бензольное кольцо) и 2240 (нитрильная группа). Пример 5. Нитрил N,N-димeтил- (о-метилфенил)-глицина. К 10,5 г (0,05 моль) хлористого диметилбензилцианометиламмония в 40 мл абсолютного эфира добавляют 0,1 моль метилата натрия (из 2,3 г металлического натрия). Смесь выдерживают в течение 1 ч при 18-20 с, затем кней приливают 10-15 мл воды. Верхний эфирный слой отделяют, а нижний дважды экстрагируют эфиром. Эфирные вытяжки сущат, получают 6,3 г (72%) целевого продукта, т. кип. 105107°С/5 мм рт.ст., п 1,5185. Найдено,%:С 75,56; Н 8,16; N 16,41. Са H,,N. , Вычислено,.%: С 75,86; Н 8,04; N 16,10. ЙК-спектр, 790, 1615, 1930, 1960 (дизамещенное бензольное кольцо), 2230 (нитрильная группа); ПМР-спектр: 2,10 с (CHs)2. 2,2 с (СН ) ; 4,65 с (СНЫ); N-7,0 м (). Пример 6. Нитрил К,Ы-диметил-(о-метилфенил)-глицина. Все, как в примере 5, но смесь выдерживают в течение 1,5 ч при 18- 20°С. Получают 6,4 г (73%) нитрила Ы,Ы-диметил-(о-метилфенил)-глицина, т. кип. 105-107с/5 мм рт.ст. Пример 7. Нитрил Ы,Ы-диметил-(о-метилфенил)-глицина. Аналогично примеру Ь из 10,5 г (0,05 моль) хлористого диметилбенэ цианметиламмония и 0,1 моль метила натрия (из 2,5 г металлического на рия) при 18-20 С в течение 2 ч пол чают 6,2 г (70,8%) нитрила Ы,Ы-дим тил-(о-метилфенил)-глицина, т. кип, 105-107°С/5 мм рт.ст. Пример 8, Нитрил М,Ы-диме тил- -винилаланина. а)К 8,.3 г (0,05 моль) хлористог диметилалкилцианметиламмония в 60 м абсолютного эфира добавляют 0,1 мол метилата натрия (из 2,3 г металличе кого натрия). Реакционную колбу вре мя от времени встряхивают и охлаждают водой. По окончании экзотермической реакции (15-20 мин) смесь на гревают в течение 5-6 мин при 30°G и затем к ней приливают 15 мл воды Эфирный слой выделяют, а нижний дважды экстрагируют эфиром. Эфирны вытяжки сушат и получают 4,6 г (74 нитрила N,Ы-диметил-р -винилаланина т. кип. 53-54 0/5 мм рт.ст., п| 1,4410. . Найдено,%: С67,61;Н9,77; N 22,80. C-,H,.,. Вычислено,%: С 67,74; Н 9,67; N 22,50. ИК-спектр, 920, 1650, 3090 (концевая винильная группа) и 2235 (нитрильная группа). ПМР-спектр: 2,04 с (СН,,) , 2 (СН.) , 3,3 м (CHN) , 4,7-6,0 м (CHs,CH) . б)Аналогично примеру За из 8,3 (0,05 моль) хлористого диметилаллил цианметиламмония, 5,6 г (0,1 моль) e iKoro кали при 35°С получают 4,1 г (68%) нитрила Ы,Н-диметил-&-винилал нйна. Пример 9. Нитрил Ы,Н,Э,Э-тетраметил-д-винилаланина. а)Аналогично примеру 8а из 9,4 ( моль) хлористого диметил-3-метил-2-бутенилцианметиламмония и 0,1 моль метилата натрия (из 2,3 г металлического натрия) получают 5,8 (76%) нитрила N,N, Э,Э-тетраметил-0-винилаланина, т. кип. 60 - 61°С/5 мм рт.ст., 1.4495. Найдено,%: С 71,32; Н 10,42; N 18,47. Вычислено,%: С 71,05; Н 10,52; N 18,42. ИК-спектр, 925, 1650, 3097 (концевая винильная группа) и 2235 (нитрильная группа). ПМР-спектр: 0,88 и 0,90 два с (CHa,)iC, 2,05 с (СН,.,) N , 3,12 C(CHN), 4,6-5,1 м (СНг. , АН-часть АВХ-системы), 5,82 искажен ный дц (СН-, Х-часть АВХ-системы, 3 л 8 и 13,5 Н). б)Аналогично примеру 86 из 9,4 (0,05 моль) хлористого диметил-3-метил-2-бутенилцианметиламмонияи 5,6 г (0,1 МОЛЬ ) едкого кали получают 5 г (67%) нитрила N,N,,p-тетраметил-(4-винилаланина. Пример 10. Нитрил Ы,Ы-диэтил-,Э-ДИметил- -винилаланина. Аналогично примеру 8а из 10,8 г (0,05 моль) хлористого диэтил-3-метил-2-бутенилцианметиламмония и 0,1 моль метилата натрия (из 2,3 г металлического натрия) получают 5,7 г (63%) нитрила К,Ы-диэтил-(б, Д-диметил-6-винилаланина, т. кип. 97 - 99°С/4 мм рт.ст., п 1,4510. Найдено,%: С 73,13; Н 11,00; N 15,34. Сц Н о аВычислено,%: С 73,33; Н 11,11; N 15,55. ИК-спектр, 925, 1650, 3098 (концевая винильная группа) и 2235 (нитрильная группа). Пример 11. Нитрил Ы,Ы-диметил- - (х-метилфурил) -глицина. Аналогично примеру 8а из 10 г (0,05 моль) хлористого диметилфурфурилцианметиламмония и 0,1 моль метилата натрия (из 2,3 г металлического натрия) получают 5,7 г (70%) нитрила К,Ы-диметил-&-(Л-метилфурил)-глицина, т. КПП. 84-86°С/5мм рт.ст., п 1,4795. Найдено,: С 65,92; Н 7,63; N 17,20. СдН., . Вычислено, %.: С 65,82;- Н 7,31; N 17,00. ИК-спектр, 1520, 1630 (фурановое кольцо) и 2240 (нитрильная группа). ПМР-спектр: 2,11 с (CH/j)2,NJ, 2,15 С () , 4,48 с (CHN) , 6,21 g (р-СШ , 7,10 g () 2Ни. Пример 12. Нитрил 2-диметиламино-З-метил-2,4-пентадиеновой кислоты. Аналогично примеру 8а из 8,6 г (0,05 моль) хлористого диметил-2-бyтинилциaнмeтилa ;lмoния и 0,1 моль метилата натрия (из-2,3 г металлического натрия) получают 4,1.г (60%) нитрила 2-диметиламино-3-метил-2,4-пентадиеновой кислоты, т. кип. 54- 55°С/5 мм рт. ст., п 1,5045. Найдено,: С 70,25; Н 8,79; N 20,91. CfeHiaN. . Вычислено,%: С 70,58, Н 8,82; N 20,59. ИК-спектр, 935, 1585, 1625, 3100 (сопряженная диеновая группировка) и 2210 (сопряженная нитрильная группа). ПМР-спетр: 1,71 с (), 2,13 с (СН,,)а , 4,9-5,4 м (, АВ-часть ВХ-системы), 6,88 м (СНг, Х-часть ВХ-системы, J«; 8 и 13,5 Н) .

Формула изобретения

Способ получения нитрилов х-диалкиламинокарбоновых кислот общей формулы

II I

W-CR-R

хв.

CSN

где R. - СНз,-

R 7 -CHg CHriCH ,

СНл

I

-(- ;H dH2:;

Ml

R

н.с

ИьС

р

R - Н или двойная связь

, .1/

R - Н, CHj, причем, если R двойная связь, то R - Н, перегруппировкой соответствующих аммониевых солей в присутствии щелочJ ного агента в органическом растворителе, отличающийс я тем, что, с целью увеличения выхода и расширения ассортимента целевого продукта, 5 .качестве щелочного агента исQ пользуют метилат натрия или порошко- , образное едкое кали.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 51. David.Т; Mowry Preparation

of nitrides, Chemic&e Reviews, p. 236, 1948. .

2. 0 .H. Paton eta6, J. Cheiti. Soc., p. 2130, 1969 (прототип).