Способ получения замещенных n-(1,3,5-триазин-2-ил) аминокарбониларилсульфонамидов

 

Изобретение касается способа получения замещенных N-/1,3,5-триазин-2-ил/аминокарбониларилсульфонамидов. Сущность изобретения: усовершенствованный способ получения замещенных N-/1,3,5-триазин-2-ил/аминокарбониларилсульфонамидов общей формулы 1: где R₁ = Cl или COOCH₃; R₂ = OCH₃ или N(CH₃)₂; R₃ = CH₃ или ON=C(CH₃)₂, ON=C(CH₃)C₂H₅; R₄ = H, CH₃, применяемых в сельском хозяйстве в качестве гербицидов и регуляторов роста растений. Цель изобретения - повышение выхода и качества целевого продукта. Цель достигается тем, что осуществляют ступенчатое фосгенирование соответствующих арилсульфонамидов и смеси аминов в качестве катализатора в три ступени: первоначально при 15-25^oC в присутствии диэтилэтаноламина, затем при 60-70^oC и 125-135^oC после загрузки первичного и третичного амина с последующим взаимодействием образующегося арилсульфонилизоцианата и продуктов фосгенирования аминов с аминогетероциклом, причем первичный, третичный амины и диэтилэтаноламин используют при следующем мольном соотношении с арилсульфонамидом: 0,015-0,017:0,012-0,014:0,015-0,017:1.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения замещенных N-(1,3,5-триазин-2-ил)аминокарбонил-арилсульфонамидов общей формулы где R₁ = Cl, COOCH₃; R₂ = OCH₃, N(CH₃)₂;
R₃ = CH₃, ON=C(CH₃)₂, ON=C(CH₃)C₂H₅;
R₄ = H, CH₃,
применяемых в сельском хозяйстве в качестве гербицидов и регуляторов роста растений.

Известны способы получения замещенных N-(1,3,5-триазин- -2-ил)аминокарбонил-арилсульфанамидов, включающие фосгенирование или карбонилирование арилсульфонамида в органическом растворителе в присутствии катализатора и последующую конденсацию полученного продукта с гетероциклическим амином в органическом растворителе в присутствии катализатора [1,2].

Недостатками описанных способов являются: отсутствие единой технологической схемы получения N-(1,3,5-триазин-2-ил)аминокарбонил-арилсульфонамидов из соответствующих арилсульфонамидов, количественных характеристик технологического процесса по стадиям, использование различных растворителей, необходимость выделения и очистки арилсульфонилизоцианатов, низкая эффективность используемых катализаторов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является способ получения замещенных N-(1,3,5-триазин-2-ил)аминокарбонил- арилсульфонамидов, включающий фосгенирование арилсульфонамида в хлорбензоле или дихлорбензоле в присутствии катализаторов моно-, ди- или полиаминов в две ступени при температурах 65±5^oC и 130±5^oC и затем полученную реакционную смесь, содержащую арилсульфонилизоцианат и продукты фосгенирования аминов, непосредственно подвергают взаимодействию с соответствующим гетероциклическим амином [3]. Получают продукты с выходом 78-80%, содержание основного вещества 96-96,6%.

Так, например, синтез целевых продуктов I (R₁=Cl, R₂=OCH₃, R₃=CH₃, R₄= H), II (R₁=Cl, R₂=N(CH₃)₂, R₃=ON=C(CH₃)₂, R₄=H), III (R₁=Cl, R₂=N(CH₃)₂, R₃= ON= C(CH₃)C₂H₅, R₄=H), IV (R₁=COOCH₃, R₂=OCH₃, R₃=CH₃, R₄=H), V (R₁=COOCH₃, R₂= OCH₃, R₃=CH₃, R₄=CH₃) из соответствующих арилсульфонамидов завершается с выходами 78,0%, 77,6%, 77,8%, 80,2%, 76,0% и с содержанием основного вещества 96,6%, 96,3%, 96,5%, 96,2%, 96,1% соответственно.

Недостатками данного способа являются низкий выход и качество целевого продукта.

Целью изобретения является повышение выхода и качества целевого продукта.

Цель достигается тем, что в описанном способе фосгенирование арилсульфонамида проводят в присутствии трехкомпонентной каталитической системы, состоящей из первичного и третичного алифатических аминов и диэтилэтаноламина в качестве третьего компонента при мольном соотношении реагентов арилсульфонамид: первичный амин: третичный амин: диэтилэтаноламин = 1:0,015-0,017: 0,012-0,014:0,015-0,017 в три ступени, первоначально при 15-25^oC в присутствии диэтилэтаноламина, затем после догрузки первичного и третичного аминов при 60-70^oC и 125-135^oC до окончания реакции.

Отличительными признаками предлагаемого способа является состав катализатора, последовательность загрузки компонентов катализатора и трехступенчатый характер процесса фосгенирования арилсульфонамида.

Процесс проводят следующим образом:
1. Стадия фосгенирования. В реактор загружают растворитель (хлорбензол, о-ксилол), арилсульфонамид и первый компонент катализатора диэтилэтаноламин, реакционную массу насыщают фосгеном и выдерживают при 15-25^oC в течение 20 мин, догружают второй и третий компоненты катализатора - первичный и третичный амины, реакционную массу нагревают до 60-70^oC и выдерживают при этой температуре в течение 30 мин. Далее реакционную массу нагревают до 125-135^oC и возобновляют подачу фосгена. Фосген подают в течение 3 ч. По окончании реакции сухим азотом отдувают растворенный фосген и реакционную массу передают на стадию конденсации. В качестве катализатора используют из первичных аминов - гексаметилендиамин, бутиламин, из третичных аминов -тетраметилэтилендиамин, триэтиламин, в качестве третьего компонента - диэтилэтаноламин. Наибольший эффект достигается для каталитической системы, где в качестве компонентов входят гексаметилендиамин, триэтиламин и диэтилэтаноламин.

2. Стадия конденсации арилсульфонилизоцианата с аминогетероциклом. Конденсацию проводят, добавляя к реакционной массе фосгенирования замещенный аминогетероцикл. Реагенты берутся в эквивалентных соотношениях либо берется избыток изоцианата (до 0,05 моль). Дополнительно катализатор на данную стадию не вводится.

Реакцию проводят при температуре 62-68^oC в течение 3 ч. По окончании реакции реакционную массу охлаждают, продукт реакции отфильтровывают и сушат.

Выход целевых продуктов составляет 88,2-93,1% в расчете на исходный арилсульфонамид. Содержание основного вещества 98,5-99,7%.

Возможно использование реакционной массы после стадии конденсации для получения жидких препаративных форм замещенных N-(1,3,5-триазин-2-ил)аминокарбонил-арилсульфонамидов.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Синтез N-(4-метокси-6-метил-1,3,5-триазин-2-ил) аминокарбонил-2-хлорбензолсульфонамида.

R₁=Cl, R₂=OCH₃, R₃=CH₃, R₄=H.

В реактор загружают 120 г хлорбензола, 19,1 г (0,1 моль) 2-хлорбензолсульфонамида, 0,187 г (0,0016 моль) диэтилэтаноламина. При 15-25^oC загружают 8 г (0,08 моль) фосгена и выдерживают при этой температуре 20 мин. Затем загружают 0,131 г (0,0013 моль) триэтиламина и 0,185 г (0,0016 моль) гексаметилендиамина, реакционную массу нагревают до 60-70^oC и выдерживают при этой температуре 30 мин. Затем реакционную массу нагревают до 125-135^oC и возобновляют подачу фосгена в количестве 25 г (0,25 моль) в течение 3 ч.

По окончании фосгенирования отдувают из реакционной массы фосген и хлористый водород, загружают 12,6 г (0,09 моль) 2-амино-4-метокси-6-метил-1,3,5-триазина, нагревают до 62^oC и выдерживают при температуре 62-68^oC в течение 3 ч.

По окончании реакции смесь охлаждают до 10^oC, отфильтровывают осадок и высушивают при температуре 50-60^oC. Получают 32,19 г целевого продукта (90,0%) с содержанием основного вещества - 99,7%, t_пл 177-178^oC, t_пл 174-178^oC.

Найдено,%: C 40,46; H 3,32; Cl 9,68; N 19,64; O 17,76; S 8,72;
Вычислено,%: C 40,28; H 3,38; Cl 9,91; N 19,58; O 17,89; S 8,96.

Пример 2. Синтез N-(4-диметиламино-6-изопропилидениминоокси-1,3,5-триазин-2-ил) аминокарбонил-2-хлорбензолсульфамида. R₁=Cl, R₂=N(CH₃)₂, R₃=ON= C(CH₃)₂, R₄=H.

Проводят в условиях примера 1, но загружают 18,9 г (0,09 моль) 2-амино-4-диметиламино-6-изопропилидениминоокси-1,3,5-триазина. Получают 38,57 г целевого продукта (89,7%) с содержанием основного вещества 99,3 %. t_пл 198^oC, t_пл 198^oC.

Найдено,%: C 42,32; H 4,16; Cl 8,06; N 22,76; O 14,84; S 7,36;
Вычислено,%: C 42,11; H 4,24; Cl 8,28; N 22,92; O 14,96; S 7,49.

Пример 3. Синтез N-(4-диметиламино-6-(α-метил)пропилидениминоокси-1,3,5-триазин-2-ил) аминокарбонил-2-хлорбензолсульфонамида. R₁=Cl, R₂=N(CH₃)₂, R₃= ON=C(CH₃)C₂H₅, R₄=H.

Проводят в условиях примера 1, но загружают 20,2 г (0,09 моль) 2-амино-4-диметиламино-6-α-метил)пропилидениминоокси-1,3,5-триазина.

Получают 40,15 г целевого продукта (89,9%) с содержанием основного вещества 98,8%, t_пл 173^oC. t_пл 173^oC.

Найдено,%: C 43,16; H 4,42; Cl 7,76; N 22,04; O 14,31; S 7,34;
Вычислено,%: C 43,49; H 4,56; Cl 8,02; N 22,19; O 14,48; S 7,26.

Пример 4. Синтез N-(4-метокси-6-метил-1,3,5-триазин-2-ил)аминокарбонил-2-метоксикарбонилбензолсульфонамида. R₁= COOCH₃, R₂=OCH₃, R₃=CH₃, R₄=H.

Проводят в условиях примера 1, но загружают 21,5 г (0,1 моль) 2-метоксикарбонилбензолсульфонамида. Получают 34,38 г целевого продукта (89,9%), с содержанием основного вещества 99,5%, t_пл 165-166^oC, t_пл 163-166^oC.

Найдено,%: C 44,18; H 3,92; N 18,44; O 25,12; S 8,36;
Вычислено,%: C 44,09; H 3,96; N 18,37; O 25,17; S 8,41.

Пример 5. Синтез N-(4-метокси-6-метил-1,3,5-триазин-2-ил) метиламинокарбонил-2-метоксикарбонилбензолсульфонамида. R₁= COOCH₃, R₂=OCH₃, R₃=CH₃, R₄=CH₃.

Проводят в условиях примера 1, но загружают 13,9 г (0,09 моль) 2-метиламино-4-метокси-6-метил-1,3,5-триазина.

Получают 35,36 г целевого продукта (88,2%) с содержанием основного вещества 98,5%, t_пл 141^oC, t_пл 141^oC.

Найдено,%: C 45,36; H 4,28; N 17,59; O 24,32; S 8,07;
Вычислено,%: C 45,56; H 4,33; N 17,72; O 24,28; S 8,11.

Синтез N-(4-метокси-6-метил-1,3,5-триазин-2-ил)аминокарбонил-2-хлорбензолсульфонамида. R₁=Cl, R₂=OCH₃, R₃=CH₃, R₄=H.

Пример 6. Проводят в условиях примера 1, но вместо гексаметилендиамина загружают 0,117 г (0,0016 моль) бутиламина. Получают 31,75 г целевого продукта (87,5%) с содержанием основного вещества 98,3%, t_пл 176-178^oC, t_пл 174-178^oC.

Найдено,%: C 40,62; H 3,12; Cl 9,52; N 19,73; O 17,62; S 8,59;
Вычислено,%: C 40,28; H 3,38; Cl 9,91; N 19,58; O 17,89; S 8,96.

Пример 7. Проводят в условиях примера 1, но все три компонента катализатора загружают одновременно, затем при 15-25^oC загружают 8 г (0,08 моль) фосгена и реакционную массу выдерживают при этой температуре 20 мин. Фосгенирование при 125-135^oC ведут в течение 8 ч. Получают 29,63 г целевого продукта (80,0%) с содержанием основного вещества 96,2%, t_пл 174-178^oC.

Найдено,%: C 40,76; H 3,14; Cl 9,46; N 19,83; O 17,53; S 8,63;
Вычислено,%: C 40,28; H 3,38; Cl 9,91; N 19,58; O 17,89; S 8,96.

Пример 8. Проводят в условиях примера 7, но загрузку фосгена и выдержку реакционной массы ведут при 50-60^oC. Получают 29,78 г целевого продукта (80,4%) с содержанием основного вещества 96,3%, t_пл 174-178^oC.

Найдено,%: C 40,73; H 3,12; Cl 9,42; N 19,78; O 17,41; S 8,56;
Вычислено,%: C 40,28; H 3,38; Cl 9,91; N 19,58; O 17,89; S 8,96.

Пример 9. Проводят в условиях примера 1, но на первой ступени выдержку реакционной массы осуществляют при 30-40^oC. Получают 30,97 г целевого продукта (84,9%) с содержанием основного вещества 97,8%, t_пл 175-178^oC.

Найдено,%: C 40,61; H 3,18; Cl 9,56; N 19,72; O 17,61; S 8,69;
Вычислено,%: C 40,26; H 3,38; Cl 9,91; N 19,58; O 17,89; S 8,96.

Пример 10. Проводят в условиях примера 1, но на первой ступени выдержку реакционной массы проводят при 0-10^oC. Получают 31,82 г целевого продукта (87,7%) с содержанием основного вещества 98,4%, t_пл 176-178^oC.

Найдено,%: C 40,56; H 3,22; Cl 9,68; N 19,68; O 17,73; S 6,78;
Вычислено,%: C 40,28; H 3,38; Cl 9,91; N 19,58; O 17,89; S 8,96.

Пример 11. Проводят в условиях примера 1, но загружают 13,3 г (0,095 моль) 2-амино-4-метокси-6-метил-1,3,5-триазина. Получают 33,42 г целевого продукта (93,1% ) с содержанием основного вещества 99,4%, t_пл 177-178^oC.

Найдено,%: C 40,42; H 3,29; Cl 9,63; N 19,61; O 17,69; S 8,76;
Вычислено,%: C 40,28; H 3,38; Cl 9,91; N 19,58; O 17,89; S 8,96.

Пример 12. Проводят в условиях примера 1, но вместо хлорбензола загружают 120 г о-ксилола. Получают 32,27 г целевого продукта (90,2%) с содержанием основного вещества 99,7%, t_пл 177-178^oC.

Найдено,%: C 40,44; H 3,34; Cl 9,65; N 19,61; O 17,80; S 8,68;
Вычислено,%: C 40,28; H 3,38; Cl 9,91; N 19,58; O 17,89; S 8,96.

Пример 13. Проводят в условиях примера 1, но вместо триэтиламина загружают 0,152 г (0,0013 моль) тетраметилэтилендиамина. Получают 31,94 г целевого продукта (88,0%) с содержанием основного вещества 98,3%, t_пл 176-178^oC.

Найдено,%: C 40,53; H 3,20; Cl 9,66; N 19,71; O 17,70; S 8,75;
Вычислено,%: C 40,28; H 3,38; Cl 9,91; N 19,58; O 17,89; S 8,96.

Анализ примеров, иллюстрирующих изобретение, показывает, что одновременная загрузка всех трех компонентов катализатора при различных температурах (примеры 7,8), т.е. проведение процесса фосгенирования в две ступени приводит к снижению выхода целевого продукта и увеличению продолжительности процесса.

Уменьшение или увеличение температуры на первой ступени по сравнению с предложенной (15-25^oC) (примеры 9, 10) приводит к снижению выхода целевого продукта.

Проведение синтезов целевого продукта при различных мольных соотношениях реагентов: аминотриазин:арилсульфонилизоцианат = 1:1-1,05 (примеры 1, 11) не оказывает существенного влияния на протекание процесса.

Наибольший положительный эффект достигается при использовании каталитической системы, включающей следующие компоненты: гексаметилендиамин, триэтиламин, диэтилэтаноламин.

Реализация предложенного способа позволяет за счет введения более эффективного катализатора - продуктов превращения первичного, третичного аминов и диэтилэтаноламина, получаемых в процессе трехступенчатого фосгенирования сульфонамида при 15-25^oC, 60-70^oC и 125-135^oC, повысить выход целевого продукта на 10-13% в расчете на арилсульфонамид и его чистоту на 2,5-3%.

Формула изобретения

1. Способ получения замещенных N-(1,3,5-триазин-2-ил) -аминокарбониларилсульфонамидов общей формулы

где R₁ Cl или COOCH₃;
R₂ OCH₃ или N(CH₃)₂;
R₃ CH₃ или ON C (CH₃)₂, ON C (CH₃)C₂H₅;
R₄ H, CH₃,
включающий ступенчатое фосгенирование соответствующего арилсульфонамида и смеси аминов в качестве катализатора в органическом растворителе при температуре 60 70^oС и 125 135^oС и последующее взаимодействие образующейся реакционной смеси с соответствующим 2-амино-1,3,5-триазином, отличающийся тем, что в качестве смеси аминов используют трехкомпонентную систему, включающую первичный, третичный амины и диэтилэтаноламин при мольном соотношении последних к арилсульфонамиду (0,015 0,017) (0,012 0,014) (0,015 0,017) 1 и фосгенирование осуществлют в три ступени: первоначально при 15 25^oС в присутствии диэтилэтаноламина, затем после загрузки первичного и третичного аминов при 60 70^oС и 125 135^oС.