Способ получения енаминокетонов производных нитроксильных радикалов имидазолидина Советский патент 1982 года по МПК C07D233/38 G01N24/10 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЕНАМИНОКЕТОНОВ ПЮИЭВОДНЫХ НИТЮКСИЛЬНЫХ РАДИКАЛОВ ИМИДАЗОЛИДИНА

1

Изобретение относится к способу получения, новых енамииокетонов. -производных нитроксильиых радикалов имидазолидина общей формулы R

гО

,Н

N:

уСН%

,1

Аснг

где R - водород, алкил, галоидалкил или

арил,

которые могут найти широкое применение в аналитической химии в качестве хелатирующих агентов.

Хорошо известна способность моноиминов р. -дикарбонильньгх соединений образовьшать комплексные соединения с ионами различных металлов 1 .

Функциональные производные стабильных нитроксильных радикалов, способные к хелатообразованию без затрагивания радикального центра, представляют большой интерес, поскольку позволяют применять метод спектроскопии ЭПР в аналитической химии 2.

Однако доступность и ассортимент соеданений, содержапрсх одновременно хелатирующую группировку и радикальный центр достаточно ограничены.

При образовании хелатных комплексов со спин-мечеными лигаидами может наблюдаться .коорданирование иона металла также и по нитроксильному радикальному центру. Это происходит в TOIM случае, когда хелатирую10щая группировка достаточно подвижна. Такое координирование усложняет спектр ЭПР , комплексного соединения и делает подобные лигаяды малопригодными в качестве аналитических реагентов 3.

15

Структура енаминокетонов - производных имидазолидиноксила общей формулы 1 позволяет совместить в одной молекуле в непосредственной близости радикальный центр

20 и функциональную группировку енаминокетона таким образом, что исключается возможность координирования по радикальному центру. 39 Обычный способ получения енаминокетоной заключается во взаимодействии В -дикарбонильных соединений с аминами 4. Однако этим способом невозможло получение гетероциклических енаминокетонов, в том числе содержащих радикальный центр. Известен также способ получения енаминокетонов конденсацией металлкробанного нециклического имина со сложными эфирами при бОС 15 и 6. В этой реакции в качестве металлирующего агента используется малодоступный диизопропиламмд лития. Применение в данном случае фениллития в качестве металлирующего агента принципиально невозможно, так как в этих условиях происходит реакция присоединения фениллития по кратной связи иминной группировки. Целью изобретения является новый способ получения новых енаминокетонов и производ ных нитроксильных радикалов имидазолидина общей формулы Т, которые являются хелати рующими агентами, содержащими радикальный центр, и могут найти применение в аналитической химии. Поставленная цель достигается конденсацией 1-окси-2,2,4,5,5-пентаметил-3-имидазолина (П) со сложным эфиром соответствующей карбоновой кислоты в присутствии фениллития в среде сухого эфира при температуре от -10 до +40° С, преимущественно при температуре кипения растворителя, с последующим окислением промежуточного продукта преимущественно двуокисью свинца, двуокись марганца или кислородом воздуха и выделением целевого продукта. При температуре кипения эфира реакция протекает достаточно быстро и приводит к максимальным выходам. Пример 1. 4-(2-Оксо-2-фгнилэтш1Иден) - 2,2,5,5 ,-тетраметилимидазолидин-1-оксил (1 а, R Ph). К раствору фенкллития, приготовленному из 0,36 г лития-4,1 г бромбензола в 30 мл сухого эфира, под током аргона прибавляют по каплям при перемецшвании раствор I г имидазолина (П) в 50 мл сухого зфира. Через 15 мин после окончания начинают при бавлять по каплям при перемещивании 4,1 г этилбензоата с такой скоростью, «ггобы реак ционная смесь бурно кипела. Перемешивание продолжают 1 ч, реакционную массу разлагают водой, органический слой отделяют, водный экстрагируют хлороформом. Объединенные вьпяжки сушат сульфатом магния, раствор упаривают, разбавляют 100 мл бензола, прибавляют 3 г двуокиси свивда и перемещи вают 10 ч. Избыток PbOi отфильтровывают, раствор упаривают, разбавляют 100 мл гекса на, выпадающий при стоянии на холоду осадок енаминокетона отфильтровывают. Из фильтрата хроматографически выделяют 0,45 г имидазолина - радикала - 2,2,4,5,5-пентаметил-З-имидазолин-1-оксила. Выход енаминокетона (1 а) 0,6 г, 70% в расчете на вступивший в реакцию имидазолин (П), т.пл. 184186° С (смесь этилацетата с гексаном). Найдено, %: С 69,5; Н 7,3; N 10,8. C.jHigNjOi Вычислено, %: С 70,0; Н 7,4; N 11,0. Пример 2. 4-(2-Оксозтилиден)-2,2, 5,5-тетраметилимидазолидин-1-оксил (1 б, R Н). Получают аналогично енамииокетону (I а) из 1 г имидазолина (П) и 4,1 мл этилформиата. Выход енаминокетона (I б) 75% в расчете на вступивший в реакцию имидазолин (П), т.пл. 132-134°С (гексан). Найдено, %: С 59,4; Н 8,1; N 15,4. QH.sNzOj Вычислено, %: С 59,1; Н 8,2; N 15,3. Пример 3. 4- {2-Оксопропилиден)2,2,5,5-тетраметилимидазолидин-1-оксил (1 в, R СНз). Получают аналогично енаминокетону (1 а) из 1 г имидазолина (П) и 3 мл этилацетата. Выход енаминокетона (1 в) 60% в расчете на вступивший в реакцию имидазолин (П), т.пл. 149-151°С (петролейный эфир, т.кнп. 40- 70° С). Найдено, %: С 60,7; Н 8,6; N 14,0. C,oH,,N20j Вычислено, %: С 60,9; Н 8,6; N 14,2. Пример 4. 4- (2-Оксо-2-трифторметш1этилиден)- 2,2,5,5-тетраметклимидазолидин-1-оксил (1 г, Я CFj). Полугают аналогично енаминокетону. (1 а) из 1 г имидазолина (П) и 2,4 г этилтрифторацетата. Выход енаминокетона (1 г) 50%, т.пл. 193-195°С (этилацетат). Найдено, %: С 47,5; Н 5,3; N 10,9; F 22,5. C,oH,4N202 РЗ Вычислено, %: С 47,8; Н 5,6; N 11,2; F 22,7. Пример 5. 4-(3-Хлор-2-оксопропилиден) - 2,2,5,5 - тетраметилимидазолидин-1 - оксил (1 д, R CHjCI). Получают аналогично енаминокетону (1 а) из 1 г имидазолина (П) и 2,3 мл этилхлорацетата. Выход енаминокетона (1 г) 50% в расчете на вступивший в реакцию имидазолин (П), т.пл. 168-170°С (циклогексан). Найдено, %: С 52,1; Н 6,9; N 12,1; С1 14,1. C.oHieNzOjCI Вычислено, %: С 51,9; Н 6,9; N 12,1; С1 14,3. Пример 6. 4-(2-Oкco-2фeнилэтилидeн)-2,2,5,S.тeтpaмeтилимидaзoлидин-loкcил (1 а, R фенил), К раствору фениллития, приготовленному из 3,6 г лития и 41 г бромбензола в 250 мл сухого эфира, в атмосфере аргона прибавляют по каплям при перемешивании раствор 10 г нмидазолина (П) в 350 мл сухого эфи ра. Через 15 мин температуру реакциошой смеси понижают до и прибавляют по каплям при перемешивании раствор 41 г этилбеизоата в 25 мл сухого эфира с такой скоростью, чтобы температура реакционной смеси находилась в интервале от - 10 до +5° С. Перемешивание продолжают 1 ч, реакционную массу разлагают водой, органический слой отделяют, водный экстрагируют хлороформом. Объединенные вытяжки сушат сульфатом магния, раствор упаривают, разбавляют 300 мл бензола, прибавляют 20 г двуокиси марганца и перемешивают 10 ч. Избыток MnOj отфильтровывают, раствор упаривают, разбавляют 200 мл гексана, выпадающий при стоянии на холоду осадок енаминокетона (1 а) отфильтровывают и перекристал лизовывают из смеси зтилацетат - гексан. Выход енаминокетона (1 а) 6,7 г, 40% в расчете на загруженный имидазолии. Пример 7. В условиях примера 1 окисление ведут, барботируя через хлороформ ный раствор продукта воздух в течение 24 ч. После окончания реакции раствор упаривают.. Продукт выделяют хроматографированием иа силикагеле, элюент - хлороформ. Выход енаминокетона (1 а) 0,48 г (30%).

1620 243

330

LS

4,02

9 4,35

1620

1635

1630 307 311

222

296

4,62

3,46 4,28 76 Полученные соединения охарактеризованы по данным ИК- и УФ-спектроскопии в таблице. Указанные полосы поглощения характеризуют группировку енаминокетона, входящую в состав молекул рассматриваемых соединений. Соединения Т представляют собой нитроксильные радикалы и характеризуются также спектром ЭПР в виде триплета с константной оСц - 14,0 Э, а также отсутствием поглощения в обычной области спектра ПМР. Возможность использования енаминокетонов имидазолидин-оксилов F в качестве хелатирующих агентов подтверждается легкостью образования комплексных соединений с ионами, различных металлов - меди, железа и других, имеющих строение .бирадикала. «ъС,,.ч ,ЦМ , ,HiC N XHj А Имидазолии (исходный для стггеза енамиокетонов Т) весьма доступное соединение , оскольку он может быть получен из тримеилзтклена - побочного продукта нефтехимиеской промышленности. Таким образом, енаминокетоны имидазолиин-ок(Я1лов являются достаточно доступными оединениями, что обуславливает возможность х широкого применения в качестве хелатиуюших агентов для аналитической химии. Формула изобретения 1. Способ получения eHaMMHOKeTOHOB производных нитроксильных радикалов имидазолидина общей формулы I к н/ч где Я алкил, галоидалкил или водород отличающийся тем, что 1-окси-2,2,4,5,5-пентаметил-3-имидазолин подвергают взаимодействию с эфирами карбоиовых кислот в присутствии фениллития в среде сухого эфира в атмосфере инертного газа при температуре от -10 до +40° С с последу ющим окислением полученного продукта и вьщелением целевого продукта.. ,- /, 2.Способ по п. 1, р.,т л и ч а ю щ и с я тем, что в качестве окислителя исполь зуют двуокись свинца, двуокись марганца шш кислород воздуха. 3.Способ по п. 1, отличающи с я тем, что реакцию проводят при темпе ратуре кипения растворителя.. 8 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бургер К. Органические реагенты в неорганическом анализе. М., Мир, 1975. 2.Золотов Ю. А., Петрухин О. М., Курдюкова Н. А; и др. Экстракция цинка из растворов спин-меченым ксантатом. - Аналитическая химия, 1978, 33, N 7, с. 1307. 3.Меджиров А. А., Кутовая Т, М. и др. Биядерные комплексы меди (tl) с основания, ми Шиффа, производными о-гидроксиароматического альдегида и 2,2,5,5-тетраметилпирролидин-3-амино- 1-оксима. Координационная химия, 1979, 5, № 10, с. 1433. .4.Cromwell N. Н. The reactions, cif unsaturated ketones and derivatives with amino compounds - Chem. Rev., 1946, 38, c. 83. 5.G. Wittig, H. Reiff. New methods of preparative organic chemistry. Vl Directed aldol condensations. - Angev. Chem, 1968,7(1), p. 7. 6.J. H. Osiecki, E. F. UHmann. Studies of free radicals (Г).сС-nitronyl nitroxides, a class of stable radicals. - J. Am. Chem. Soc., 1968, 90(4), p. 1078.