Способ получения n-замещенных (2-диалкоксифосфорил-4-циано)бутанамидинов

Настоящее изобретение относится к способу получения новых N-замещенных (2-диалкоксифосфорил-4-циано)бутанамидинов формулы

где R=С34-алкил или изоалкил; R1=С(O)СН3, С(O)С6Н5;

R2=N(C2H5)2, N(C3H7)2, ;

которые могут служить исходными соединениями для получения биологически активных веществ. Предложенный способ заключается во взаимодействии соответствующих С-фосфорилированных ацетамидинов с акрилонитрилом в присутствии катализатора этилата натрия в среде диоксана при мольном соотношении С-фосфорилированный ацетамидин: акрилонитрил: этилат натрия (1:1.05÷1.15:0.10÷0.20) соответственно и температуре 50÷60°С в течение 2 часов. Техническим результатом является расширение арсенала химических соединений, получение новых N-замещенных (2-диалкоксифосфорил-4-циано)бутанамидинов с высоким выходом (более 73%).

 

Изобретение относится к химии фосфорорганических соединений, а именно к новому способу получения С-фосфорилированных амидинов, имеющих в структуре цианэтильную группу, общей формулы

где R=C3-C4-алкил или изоалкил;

R1=C(O)CH3, C(O)C6H5;

R2=N(C2H5)2, N(C3H7)2, ;

которые являются новыми по структуре фосфорорганическими соединениями и могут служить исходными для получения потенциально биологически активных соединений для нужд медицины и сельского хозяйства.

Имеется большое число публикаций, подтверждающих различные виды биологической активности у соединений, содержащих в своей структуре амидиновый фрагмент. Например, в обзоре Patai S. «The chemistry of Amidines and Imidates», изданном в Лондоне в 1975 году, стр.262-269, перечислены различные структуры замещенных и незамещенных амидинов, проявивших высокую антивирусную, антибактериальную, противораковую и другие виды активностей. Заявленные в изобретении N-замещенные (2-диалкоксифосфорил-4-циано)бутанамидины, также содержат амидиновый фрагмент, как в вышеприведенной ссылке [Patai S. The chemistry of Amidines and Imidates. - Intrscience: London, 1975, - p.262-269] и можно ожидать, что синтезированные нами соединения обладают этими видами активностей. Кроме того, введение фосфорильной группы добавляет антихолинэстеразные свойства соединениям [Кабачник М.И. Фосфорорганические вещества. - М.: Знание, 1967, - с.14-17]. Имеются также данные, что соединения, содержащие фосфорильный фрагмент, обладают инсектицидной, гербицидной и фунгицидной активностью, полезной для сельского хозяйства [Пурдела Д., Вылчану Р. Химия органических соединений фосфора. - М.: Химия, 1972, - с.557-565].

Известно присоединение нитрила диалкоксифосфорилуксусной кислоты к эфирам непредельных карбоновых кислот с получением бифункциональных соединений сложной структуры, содержащих нитрильную и сложноэфирную группировки. Реакции проводились в присутствии алкоголятов щелочных металлов в безводных спиртах при нагревании реакционных смесей до 4 часов на кипящей водяной бане [А.Н.Пудовик, Н.М.Лебедева. ЖОХ, 1955, т.25, с.1920-1924. А.Н.Пудовик, Н.М.Лебедева. ЖОХ, 1955, т.25, с.2235-2240].

Недостатками данного метода являются невысокие выходы (менее 17-71%) продуктов присоединения. А также в результате получают соединения иной структуры, чем в предлагаемом изобретении.

Известен метод присоединения эфира диалкоксифосфорилуксусной кислоты к акрилонитрилу в присутствии в качестве катализатора этилата натрия с получением С-цианэтилированных эфиров диалкоксифосфорилуксусной кислоты. Процессы проводились в растворе этилового спирта, общий выход нитрилов составил 50% от теоретического. [Присоединение фосфонуксусного эфира и его гомологов к непредельным электрофильным реагентам. А.Н.Пудовик, Н.М.Лебедева. ЖОХ, т.22, №12, 1952, с.2128-2132]. Недостатком данного метода является невысокий выход нитрилов.

Вышеописанными методами получают соединения совершенно иной структуры по сравнению с предлагаемым изобретением.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка нового технологичного малостадийного метода синтеза N-замещенных (2-диалкокси-фосфорил-4-циано)бутанамидинов.

Техническим результатом является расширение арсенала химических соединений, получение новых N-замещенных (2-диалкоксифосфорил-4-циано)бутанамидинов с высоким выходом (более 73%).

Указанный технический результат достигается разработкой нового способа получения N-замещенных (2-диалкоксифосфорил-4-циано)бутанамидинов формулы

заключающийся во взаимодействии С-фосфорилированных ацетамидинов формулы

где R=С34-алкил или изоалкил; R1=С(О)СН3, С(O)С6Н5;

R2=N(C2H5)2, N(C3H7)2, ;

с акрилонитрилом в присутствии катализатора этилата натрия в среде диоксана при мольном соотношении С-фосфорилированный ацетамидин: акрилонитрил: этилат натрия (1:1.05÷1.15:0.10÷0.20) соответственно и температуре 50÷60°С в течение 2 часов.

Химическая схема предложенного способа получения N-замещенных (2-диалкоксифосфорил-4-циано)бутанамидинов:

где R=С34-алкил или изоалкил; R1=С(O)СН3, С(O)С6Н5;

R2=N(C2H5)2, N(C3H7)2,

Нуклеофильное присоединение С-фосфорилированных ацетамидинов к акрилонитрилу происходит по β-углеродному атому. На основании изучения литературных данных механизм взаимодействия С-фосфорилированного ацетамидина с акрилонитрилом можно представить следующим образом: вначале реакции образуется амбидентный анион из ацетамидина под действием алкокси-аниона:

1)

Затем образовавшийся анион нуклеофильно атакует молекулу акрилонитрила с образованием мезомерного аниона:

2)

Этот мезомерный анион является сильным основанием и способен отрывать протон от молекулы этилового спирта:

3)

Не исключено, что в качестве донора протона выступает метиленовая группа С-фосфорилированного ацетамидина.

При выборе растворителя для проведения реакций присоединения к акрилонитрилу нами были учтены следующие требования к растворителю: создание гомогенной реакционной массы, поддержание необходимого температурного режима и инертность по отношению к реагирующим компонентам. Всем этим требованиям отвечает диоксан, в нем растворяется этилат натрия и другие реагенты, есть возможность повышения температуры до 60°С и более, а также он абсолютно инертен по отношению к реагентам. Последнее требование исключает возможность использования этилового спирта, так как он вступает во взаимодействие с акрилонитрилом, понижая выход целевого соединения.

В начальный момент взаимодействия нет необходимости в дополнительном нагреве, так как реакция начинается самопроизвольно даже при комнатной температуре. Затем для повышения степени превращения исходных реагентов и ускорения реакции проводили дополнительное нагревание реакционной массы до 50÷60°С в течение 2 часов, так как за это время достигается полная конверсия исходного С-фосфорилированного ацетимидата.

Использование в данном процессе 5-15% избытка акрилонитрила по сравнению со стехиометрическим количеством необходимо из-за взаимодействия его со следами этилового спирта, вносимого в реакционную массу с катализатором. Предложенный метод получения N-замещенных (2-диалкоксифосфорил-4-циано)бутанамидинов характеризуется простотой эксперимента, осуществляется в достаточно мягких условиях и обеспечивает высокий (более 73%) выход целевых соединений.

Способ осуществляется следующим образом. Для синтеза N-замещенных (2-диалкоксифосфорил-4-циано)бутанамидинов к смеси, состоящей из С-фосфорилированного ацетамидина и акрилонитрила, взятых в мольных количествах 1:1.05÷1.15 соответственно и растворенных в осушенном диоксане, при комнатной температуре и перемешивании прибавляли небольшими порциями катализатор - этилат натрия. Количество катализатора составляло 10÷20% (мольн.) от количества С-фосфорилированного ацетамидина. Процесс протекает с небольшим разогревом реакционной массы и для завершения его рекомендуется нагревание реакционной смеси при 50÷60°С в течение 2 часов. После чего реакционную смесь охлаждали до комнатной температуры, отфильтровывали катализатор, а из фильтрата в вакууме водоструйного насоса отгоняли растворитель. Остатки растворителя удаляли путем вакуумирования (Рост 1÷2 гПа) в течение 1 часа при 50÷60°С. Выход N-замещенных (2-диалкоксифосфорил-4-циано)бутанамидинов составляет более 73%. Для получения химически чистых соединений осуществляли дополнительную очистку полученных соединений методом колоночной адсорбционной хроматографии на силикагеле марки µLC 5/40. Идентификация синтезированных соединений проводилась по данным элементного анализа, молекулярной рефракции, ПМР- и ИК- спектроскопии. Для лучшего понимания сущности предложенного технического решения приводятся конкретные примеры синтезов.

Пример 1. N1,N1-диэтил-N2-ацетил(2-диизопропоксифосфорил-4-циано)бутанамидин,

К смеси 2 г (0.0063 моль) N1,N1-диэтил-N2-ацетил-(диизопропокси-фосфорил)ацетамидина, 0.35 г (0.0066 моль, 5% изб. мольн.) акрилонитрила и 10 мл сухого диоксана при температуре 20÷25°С и интенсивном перемешивании небольшими порциями прибавляли катализатор - этилат натрия в количестве 0.07 г (0.0010 моль, 15% от количества исходного амидина). Затем реакционную массу нагревали до 60°С и перемешивали в течение 2 часов, после чего охлаждали, отфильтровывали катализатор, а из фильтрата в вакууме водоструйного насоса отгоняли растворитель. Остаток вакуумировали в течение 1 часа при температуре 50-60°С и 2 гПа. Получили 1.92 г N1,N1-диэтил-N2-ацетил-(2-диизопропоксифосфорил-4-циано)бутанамидина.

Выход 82%. nD20 1.4668, d420 1.0642. MRD 97.22, выч. 97.90. Найдено, %: N 11.57, Р 8.48. C17H32O4N3P. Вычислено, %: N 11.26, Р 8.31.

Спектр ЯМР 1Н (CCl4), м.д.: 1.15 т (6Н, СН3); 1.24 д (12Н, СН3); 1.89 с (3Н, СН3С(О)); 1.97 с (3Н, СН3С(O)); 2.02 м (2Н, СН2СР); 2.48 т (2Н, CH2CN); 3.21 м (1Н, СНР); 3.53 к (4Н, NCH2); 4.57 м (2Н, CHOP);

ИК-спектр, ν, см-1: 976-1070 (РОС); 1258 (Р=O); 1678 (C=N); 1726 (С=O); 2248 (C≡N).

Пример 2. N1,N1-дипропил-N2-ацетил(2-дибутоксифосфорил-4-циано)бутанамидин,

К смеси 2.5 г (0.0066 моль) N1,N1-дипропил-N2-ацетил-(дибутоксифосфорил)ацетамидина, 0.39 г (0.0073 моль, 10% изб. мольн.) акрилонитрила и 12 мл сухого диоксана при температуре 20÷25°С и интенсивном перемешивании небольшими порциями прибавляли катализатор - этилат натрия в количестве 0.07 г (0.0010 моль, 15% от количества исходного амидина). Затем реакционную массу нагревали до 60°С и перемешивали в течение 2 часов, после чего охлаждали, отфильтровывали катализатор, а из фильтрата в вакууме водоструйного насоса отгоняли растворитель. Остаток вакуумировали в течение 1 часа при температуре 50÷60°С и 2 гПа. Получили 2.06 г N1,N1-дипропил-N2-ацетил(2-дибутоксифосфорил-4-циано)бутанамидина. Выход 73%. nD20 1.4828, d420 1.0612. MRD 116.49, выч. 115.41. Найдено, %: N 10.02, Р 7.50. C21H40O4N3P Вычислено, %: N 9.79, P 7.23.

Спектр ЯМР 1Н (CCl4), м.д.: 0.89 т (12Н, СН3); 1.37 м (8Н, СН2); 1.95 с (3Н, СН3С(О)); 2.07 м (2Н, СН2СР); 2.47 т (2Н, CH2CN); 3.03 м (1Н, СНР); 3.42 т (4Н, NCH2); 3.91 м (4Н, СН2ОР).

ИК-спектр, ν, см-1: 980-1065 (РОС); 1246 (Р=O); 1678 (C=N); 1728 (С=O); 2248 (C≡N).

Пример 3. N1,N1-дипропил-N2-бензоил(2-дибутоксифосфорил-4-циано)бутанамидин,

К смеси 2.8 г (0.0064 моль) N1,N1-дипропил-N2-бензоил-(дибутоксифосфорил)ацетамидина, 0.39 г (0.0074 моль, 15% изб. мольн.) акрилонитрила и 16 мл сухого диоксана при температуре 20÷25°С и интенсивном перемешивании небольшими порциями прибавляли катализатор - этилат натрия в количестве 0.09 г (0.0013 моль, 20% от количества исходного амидина). Затем реакционную массу нагревали до 50°С и перемешивали в течение 2 часов, после чего охлаждали, отфильтровывали катализатор, а из фильтрата в вакууме водоструйного насоса отгоняли растворитель. Остаток вакуумировали в течение 1 часа при температуре 50÷60°С и 2 гПа. Получили 2.5 г N1,N1-дипропил-N2-бензоил(2-дибутоксифосфорил-4-циано)бутанамидина.

Выход 80%. nD20 1.5120, d420 1.0665. MRD 134.21, выч.134.89. Найдено, %: N 8.38, Р 6.42. C26H42O4N3P. Вычислено, %: N 8.55, Р 6.31.

Спектр ЯМР 1Н (CCl4), м.д.: 0.76 т (12Н, СН3); 1.30 м (8Н, СН2); 1.95 м (2Н, СН2СР); 2.42 т (2Н, CH2CN); 2.91 м (lH, СНР); 3.42 т (4Н, NCH2); 3.72 м (4Н, СН2ОР); 7.27 м (6Н, С6Н5).

ИК-спектр, ν, см-1: 982-1054 (РОС); 1246 (Р=O); 1588 (СCar); 1678 (C=N); 1756 (NC=O); 2248 (C≡N).

Пример 4. N1-морфолино-N2-бензоил(2-дибутоксифосфорил-4-циано)бутанамидин,

К смеси 2.6 г (0.0061 моль) N1-морфолино-N2-бензоил(ди-бутоксифосфорил)ацетамидина, 0.35 г (0.0067 моль, 10% изб. мольн.) акрилонитрила и 20 мл сухого диоксана при температуре 20÷25°С и интенсивном перемешивании небольшими порциями прибавляли катализатор - этилат натрия в количестве 0.08 г (0.0012 моль, 20% от количества исходного амидина). Затем реакционную массу нагревали до 50°С и перемешивали в течение 2 часов, после чего охлаждали, отфильтровывали катализатор, а из фильтрата в вакууме водоструйного насоса отгоняли растворитель. Остаток вакуумировали в течение 1 часа при температуре 50÷60°С и 2 гПа. Получили 2.15 г N1-морфолино-N2-бензоил(2-дибутоксифосфорил-4-циано)бутанамидина.

Выход 74%. nD20 1.5102, d420 1.0646. MRD 134.05, выч. 133.17. Найдено, %: N 8.61, Р 6.27. C24H36O5N3P Вычислено, %: N 8.80, Р 6.49.

Спектр ЯМР 1Н (СС14), м.д.: 0.89 т (6Н, СН3); 1.38 м (8Н, СН2); 1.93 м (2Н, СН2СР); 2.45 т (2Н, CH2CN); 3.24 м (1Н, СНР); 3.45 т (4Н, NCH2); 3.67 т (4Н, CH2O); 3.93 м (4Н, СН2ОР); 7.35 м (5Н, С6Н5С(O))

ИК-спектр, ν, см-1: 978-1072 (РОС); 1252 (Р=O); 1600 (СCar); 1678 (C=N); 1730 (С=O); 2248 (C≡N).

Пример 5. N1-морфолино-N2-ацетил(2-дибутоксифосфорил-4-циано)бутанамидин,

К смеси 2.5 г (0.0069 моль) N1-морфолино-N2-ацетил(ди-бутокси-фосфорил)ацетамидина, 0.38 г (0.0072 моль, 5% изб. мольн.) акрилонитрила и 15 мл сухого диоксана при температуре 20÷25°С и интенсивном перемешивании небольшими порциями прибавляли катализатор - этилат натрия в количестве 0.048 г (0.0007 моль, 10% от количества исходного амидина). Затем реакционную массу нагревали до 50°С и перемешивали в течение 2 часов, после чего охлаждали, отфильтровывали катализатор, а из фильтрата в вакууме водоструйного насоса отгоняли растворитель. Остаток вакуумировали в течение 1 часа при температуре 50÷60°С и 2 гПа. Получили 2.43 г N1-морфолино-N2ацетил(2-дибутоксифосфорил-4-циано)бутанамидина.

Выход 85%. nD20 1.4655, d420 1.0799. MRD 106.72, выч. 105.84. Найдено, %: N 10.21, Р 7.19. C19H34O5N3P Вычислено, %: N 10.12, Р 7.46.

Спектр ЯМР 1Н (CCl4), м.д.: 0.90 т (6Н, СН3); 1.32 м (8Н, СН2); 1.64 м (2Н, СН2СР); 1.94 с (3Н, СН3С(O)); 2.43 т (2Н, CH2CN); 3.08 м (1Н, СНР); 3.51 т (4Н, NCH2); 3.67 т (4Н, CH2O); 3.98 м (4Н, СН2ОР).

ИК-спектр, ν, см-1: 934-1066 (РОС); 1246 (Р=O); 1672 (C=N); 1732 (С=O); 2248 (C≡N).

Предложенный метод позволяет осуществлять синтез N-замещенных (2-диалкоксифосфорил-4-циано)бутанамидинов из соответствующих С-фосфорилированных ацетамидинов, что оказалось возможным вследствие высоких С-Н-кислотных свойств активированной метиленовой группы последних.

Метод заключается во взаимодействии С-фосфорилированных ацетамидинов с акрилонитрилом в присутствии этилата натрия в качестве катализатора с образованием N-замещенных (2-диалкоксифосфорил-4-циано)бутанамидинов. Достоинством разработанного метода является простота технологии и универсальность, так как он позволяет из соответствующих исходных С-фосфорилированных ацетамидинов получать С-цианэтилированные их гомологи.

Способ получения N-замещенных (2-диалкоксифосфорил-4-циано)бутанамидинов формулы

заключающийся во взаимодействии С-фосфорилированных ацетамидинов формулы

где R=С34-алкил или изоалкил;
R1=С(О)СН3, С(O)С6Н5;
R2=N(C2H5)2, N(C3H7)2, ;
с акрилонитрилом в присутствии катализатора этилата натрия в среде диоксана при мольном соотношении С-фосфорилированный ацетамидин: акрилонитрил: этилат натрия (1:1,05÷1,15:0,10÷0,20) соответственно и температуре 50÷60°С в течение 2 ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области -аминоалкилфосфонатов, обладающих биологической активностью и способных найти применение в медицинской практике. .

Изобретение относится к химии фосфорорганических соединений, а именно к новому способу получения N,N-диалкил,N'-ацил-(ацилдиалкоксифосфорил)этанамидинов общей формулы где R1=С3-С4 - алкил или изоалкил;R2=СН3 , С6Н5; R3=С2-С 3 - алкил; R4=СН3, С6Н 5;которые являются новыми по структуре фосфорорганическими соединениями и могут служить для получения потенциально биологически активных соединений для нужд медицины и сельского хозяйства.

Изобретение относится к исследованию или анализу небиологических материалов химическими способами, конкретно к определению массовой доли основного вещества в стандартных образцах состава O-алкилметилфосфонатов (в частности, O-изопропилметилфосфоната, O-изобутилметилфосфоната, O-пинаколилметилфосфоната) путем титрования их водных растворов с использование автоматического потенциометрического титратора АТП-02 или его аналогов.

Изобретение относится к химии фосфорорганических соединений с Р-С-связью, а именно к новому полиэфирному соединению формулы (I), которое может быть использовано в качестве лиганда для избирательного связывания тория (IV) в ряду урана (VI) и лантана (III).

Изобретение относится к антипирену на основе смеси оксиэтилированных эфиров тетраметилфосфонилпентаэритрита и метилфосфоновой кислоты, который может быть использован в авиационной промышленности в качестве добавки в полимерсотопласты и композиционные материалы для снижения их горючести.

Изобретение относится к антипирену на основе оксиэтилированных эфиров диэтиленгликоля и метилфосфоновой кислоты, который может быть использован в качестве добавки в полимерсотопласты и композиционные материалы для снижения их горючести.

Изобретение относится к антипиренам на основе эфиров пентаэритрита и метилфосфоновой кислоты, в том числе оксипропилированных, которые могут быть использованы в качестве добавки в композиционные полимерные материалы для снижения их горючести.

Изобретение относится к химии элементоорганических соединений, а именно к новым С-фосфорилированным ацетамидинам промежуточным соединениям в синтезах широкого спектра веществ, обладающих биологической активностью для нужд медицины и сельского хозяйства, общей формулы где R1 выбран из групп i-C 3H7, i-C4H 9, C4H9; R 2 выбран из групп С(O)СН3, C(O)C 3H7, C(O)C6 H5, P(O)(OC4H 9-i)2; R3 представляет собой С1-С4-алкил; R4 выбран из группы С1 -С4-алкил или фенил при условии, что R 4 представляет собой фенил, если R2 представляет собой группу P(O)(OC4H 9-i)2.

Изобретение относится к химии фосфорорганических соединений с Р-С-связью, а именно к новому полиэфирному соединению формулы (II), которое может быть использовано в качестве лиганда для избирательного связывания тория (IV) в ряду урана (VI) и лантана (III)

Изобретение относится к химии фосфорорганических соединений, а именно к новому способу получения N-замещенных бис[диалкоксифосфорил]ацетамидинов общей формулы где R1=i-С3Н7 , С4Н9;R2=СН 3, С2Н5;Х=-N(C 2H5)2, -N(С3Н7 )2, -N(C4H9)2; -N(CH 2CH2)2O;которые являются новыми по структуре фосфорорганическими соединениями и могут служить исходными в получении потенциально биологически активных соединений для нужд медицины и сельского хозяйства

Изобретение относится к области фосфорорганической химии и фармацевтики и касается новых диалкил- -(о-салицилоиол)этилфосфонатов на основе салициловой кислоты формулы (1), обладающих жаропонижающей активностью

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к стимуляторам роста яровой пшеницы на основе фосфорорганических соединений

Изобретение относится к области бис(бета-аминоалкенилфосфонатов), обладающих биологической активностью и способных найти применение в медицинской практике в качестве препаратов с фунгицидной активностью

Изобретение относится к химии фосфорорганических соединений
Изобретение относится к области защиты металла от коррозии лакокрасочными покрытиями, а именно к способу получения противокоррозионных пигментов
Наверх