Способ получения n-изоборниланилина

Авторы патента:

Кучин Александр Васильевич (RU)

Чукичева Ирина Юрьевна (RU)

Шумова Ольга Александровна (RU)

C07C211/45 - моноамины

C07C211/38 - содержащего конденсированные циклические системы

C07C209/60 - реакциями конденсации или присоединения, например реакцией Манниха, присоединения аммиака или аминов к алкенам или алкинам или присоединения соединений, содержащих активный атом водорода, к основаниям Шиффа, хинониминам или азиранам

Владельцы патента RU 2785185:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Коми научный центр Уральского отделения Российской академии наук" (RU)

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения N-изоборниланилина. Способ включает взаимодействие анилина с алкилирующим агентом в присутствии катализатора. В качестве алкилирующего агента используют камфен. Алкилирование анилина камфеном приводят при их мольном соотношении равном (1-5):(1-2), соответственно, при нагревании 80-180°С в течение 1-10 час. В качестве катализатора используют хлорид алюминия (AlCl₃)или фенолят алюминия (C₆H₅O)₃Al или эфират трехфтористого бора (BF₃⋅(C₂H₅)₂O) или трифторуксусную кислоту (СF₃СOOH) в количестве 1-100 мас.% к количеству исходного анилина. Процесс ведут в одну стадию. Предлагаемый способ позволяет проводить алкилирование анилина камфеном в присутствии гомогенных катализаторов и получать N-изоборниланилин с выходом до 90%, обеспечивает проведение синтеза с использование доступных соединений и уменьшением времени реакции. 6 табл., 8 пр.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к получению N-изоборниланилина, который может быть использован в химической, нефтехимической и пищевой отраслях промышленности в качестве органического реагента, стабилизатора и антиокислителя полимерных материалов, топлив, олефинов, масел и жиров.

Известно, что N-алкилзамещенные анилины находят применение в производстве полимеров, взрывчатых веществ, фотореактивов, пестицидов, стабилизаторов, красителей, лекарственных препаратов.

Известны различные способы получения N-алкилзамещенных анилинов: N-алкилирование анилинов алкилгалогенидами, спиртами, диметилкарбонатом, восстановительное N-метилирование анилинов с помощью формальдегида, CO₂/H₂ и N-алкилирование анилинов под действием гетерогенных и гомогенных металлокомплексных катализаторов [Байгузина А.Р., Хуснутдинов Р.И. Каталитическое N-алкилирование анилинов // Журнал общей химии. 2021. Т. 91. №-3. С. 331-375].

Известен способ получения N-алкиланилинов путем восстановительного алкилирования нитробензола карбонильными соединениями, при котором восстановление нитробензола в анилин, образование иминов с карбонильным соединением и их гидрирование во вторичный амин протекают в одном реакторе и на одном катализаторе. Суть способа заключается в непрерывном N-алкилировании анилинов в проточном реакторе при пропускании смеси нитробензола, карбонильного соединения и водорода через слой гетерогенного катализатора. Выходы целевых продуктов достигали 98% при 180-220°С и атмосферном давлении водорода. В качестве недостатка метода можно отметить затратный способ предварительного получения катализаторов: катализаторы получали пропиткой носителей γ-Al₂O₃ или MgO (фракция 1-1.5 мм) водным раствором гексагидрата хлорида никеля(II) в течение суток, фильтровании и последующей обработкой раствором тетрагидробората натрия в воде при комнатной температуре. Катализатор загружали во влажном виде в реактор и сушили от воды в токе водорода непосредственно перед реакцией (В.М. Мохов, С.Е. Латышова, А.В. Разваляева, А.О. Панов, Ю.В. Попов. DOI: 10.19163/MedChemRussia2021-2021-231; В. М. Мохов, Ю. В. Попов, Д. Н. Небыков, Е. В. Нищик, К. В. Щербакова, Ю. Л. Зотов. DOI: 10.1134/S0044460X19080018).

Известен способ получения N-алкиланилинов путем восстановительного N-алкилирования нитробензола спиртами (C1-C8 нормального, разветвленного или циклического строения) в газопаровой фазе в присутствии водорода на промышленных катализаторах серии НТК при 150-300°С в атмосфере водорода в реакторе проточного типа (пат. RU 2152382 C1). В качестве катализатора используют оксидный медно-цинкхромовый или оксидный медно-цинковый катализатор низкотемпературной конверсии оксида углерода. Предлагаемый способ позволяет при конверсии нитробензола до 100% достигнуть выхода целевого продукта N-алкиланилина 95-97%.

Известно о получении N-изоборниланилина путем восстановления камфоранила с использованием NiCl₂·6H₂O/NaBH₄в метаноле при охлаждении до минус 30 °С в атмосфере азота. В этом случае выход N-изоборниланилина составил 75% [M. Periasamy, A. Devasagayaraj, N. Satyanarayana, C. Narayana. Synthetic communications, 1989, 19(3&4), 565-573; https://doi.org/10.1080/00397918908050701]. Указанный способ не является одностадийным (требуется предварительный синтез камфор-анила) и требует специального оборудования для поддержания низкотемпературного режима.

Известен наиболее близкий способ получения N-изоборниланилина путем взаимодействия анилина с (R)-(+)-камфорой с использованием камфорсульфоновой кислоты в качестве катализатора при нагревании 110°С над молекулярными ситами 3 Å в течение трех дней. Выход N-изоборниланилина составил 42% [Wanda P. Almeida, and Carlos Roque D. Correia. J. Braz. Chem. Soc., 1999. Vol. 10, No. 5, 401-414; https://doi.org/10.1590/S0103-50531999000500011]. Недостатком известного метода, наиболее близкого к заявляемому, является длительность процесса и умеренная производительность по целевому продукту.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка нового технологичного способа получения N-изоборниланилина, позволяющего проводить синтез с использованием доступных соединений и получением целевых продуктов с хорошим выходом и чистотой.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, выражается в уменьшении времени процесса и повышении производительности по целевому продукту.

Технический результат достигается тем, что способ получения N-изоборниланилина включает взаимодействие анилина с алкилирующим агентом в присутствии катализатора и получение целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве алкилирующего агента используют камфен, алкилирование анилина камфеном проводят при их мольном соотношении равном (1-5): (1-2), соответственно, при температуре 80-180°С в течение 1-10 часов, в качестве катализатора используют хлорид алюминия (AlCl₃)или фенолят алюминия (C₆H₅O)₃Al или эфират трехфтористого бора (BF₃×(C₂H₅)₂O) или трифторуксусную кислоту (СF₃СOOH) в количестве 1-100 мас.% к количеству исходного анилина, процесс ведут в одну стадию.

Способ осуществляется следующим образом.

Разработанный способ получения N-изоборниланилина, обеспечивает проведение синтеза с использованием доступных соединений путем алкилирования анилина камфеном при их мольном соотношении равном (1-5): (1-2) соответственно, при нагревании 80-180 °С, предпочтительно 120-180°С, более предпочтительно 140-160°С, в течение 1-10 часов в присутствии катализатора хлорид алюминия (AlCl₃)или фенолят алюминия (C₆H₅O)₃Al или эфират трехфтористого бора (BF₃×(C₂H₅)₂O) или трифторуксусную кислоту (СF₃СOOH) в количестве 1-100 мас.% к количеству исходного анилина, без растворителя. Процесс ведут в одну стадию. Камфен - доступный бициклический монотерпеноид, получаемый путем изомеризации пинена, который является основным компонентом скипидара.

Существо изобретения иллюстрируется, но не ограничивается следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1.

Смесь анилина (5 г, 53.7 ммоль), и камфена (7.32 г, 53.7 ммоль), фенолята алюминия (PhO)₃Al (0.5 г, 1.6 ммоль) нагревали до нужной температуры. Реакцию проводили при перемешивании в течение 10 ч при нагревании до 120, 140 и 160°С в токе аргона (схема 1). Контроль за ходом реакции осуществляли методом тонкослойной хроматографии. В таблице 1 приведены данные эксперимента. После окончания реакции реакционную смесь растворяли в диэтиловом эфире и промывали 5%-ным раствором NaOH, затем водой, сушили над Na₂SO₄ (безв.). Растворитель удаляли при пониженном давлении. Полученную смесь делили методом препаративной колоночной хроматографии, что позволило выделить N-изоборниланилин в индивидуальном виде.

Таблица 1.
Соотношение анилин: камфен	Катализатор, масс%	Условия	Конверсия, %	Выход N-изоборниланилина, %
1:1	(PhO)₃Al (10%)	120°C, 10 ч	0	-
1:1	(PhO)₃Al (10%)	140°C, 10 ч	12	41
1:1	(PhO)₃Al (10%)	160°C, 10 ч	34	76

Пример 2.

Смесь анилина (5 г, 53.7 ммоль), камфена (7.32 г, 53.7 ммоль) и (PhO)₃Al (5 г, 16.3 ммоль), нагревали в течение 1 часа при 120-180°С без растворителя. Обработку реакционной смеси проводили аналогично примеру 1, результаты приведены в таблице 2.

Пример 3.

Алкилирование анилина камфеном в присутствии (PhO)₃Al проводили аналогично примеру 2, время реакции 10 часов (таблица 2).

Таблица 2.
Соотношение анилин: камфен	Катализатор, масс%	Условия	Конверсия, %	Выход N-изоборниланилина, %
1:1	(PhO)₃Al (100%)	120°C, 1 ч	60	89
1:1	(PhO)₃Al (100%)	120°C, 10 ч	64	80
1:1	(PhO)₃Al (100%)	140°C, 1 ч	73	87
1:1	(PhO)₃Al (100%)	140°C, 10 ч	84	63
1:1	(PhO)₃Al (100%)	160°C, 1 ч	92	83
1:1	(PhO)₃Al (100%)	160°C, 10 ч	92	66
1:1	(PhO)₃Al (100%)	180°C, 1 ч	100	68
1:1	(PhO)₃Al (100%)	180°C, 10 ч	100	32

Пример 4.

Смесь анилина (10 г, 0.107 моль), камфена (7.32 г, 53.7 ммоль) и (PhO)₃Al (5 г, 16.3 ммоль) нагревали в течение 1 часа при 120-180°С без растворителя. Обработку реакционной смеси проводили аналогично примеру 1, результаты приведены в таблице 3.

Таблица 3.
Соотношение анилин: камфен	Катализатор, масс%	Условия	Конверсия камфена, %	Выход N-изоборниланилина, %
2:1	(PhO)₃Al (50%)	120°C, 1 ч	64	90
2:1	(PhO)₃Al (50%)	140°C, 1 ч	85	87
2:1	(PhO)₃Al (50%)	160°C, 1 ч	95	84
2:1	(PhO)₃Al (50%)	180°C, 1 ч	100	23

Пример 5.

Смесь анилина (5 г, 53.7 ммоль), камфена (14.58 г, 0.107 моль), (PhO)₃Al (5 г, 16.3 ммоль), нагревали в течение 1 часа при 160°С без растворителя. Обработку реакционной смеси проводили аналогично примеру 1. Полученные результаты приведены в таблице 4.

Пример 6.

Смесь анилина, камфена и (PhO)₃Al в соотношении анилин: камфен 1:2 или (3-5):1, соответственно, нагревали в течение 1 часа при 160°С без растворителя. Избыток анилина отогнали из реакционной смеси (77.2°С при 15 мм рт.ст.), далее обработку проводили аналогично примеру 1. Полученные результаты приведены в таблице 4.

Таблица 4.
Соотношение анилин: камфен	Катализатор, масс%	Условия	Конверсия камфена,%	Выход N-изоборниланилина, %
1:2	(PhO)₃Al (100%)	160°C, 1 ч	75*	75
3:1	(PhO)₃Al (50%)	160°C, 1 ч	96	85
4:1	(PhO)₃Al (40%)	160°C, 1 ч	98	87
5:1	(PhO)₃Al (30%)	160°C, 1 ч	100	90
* - конверсия анилина

Пример 7.

Смесь анилина (5 г, 53.7 ммоль), камфена (7.32 г, 53.7 ммоль) и безводного AlCl₃ (10-25 масс. %), нагревали в течение 1-10 ч при 120 или 140 °С без растворителя. Обработку реакционной смеси проводили аналогично примеру 1 (таблица 5).

Таблица 5.
Соотношение анилин: камфен	Катализатор, масс%	Условия	Конверсия, %	Выход N-изоборниланилина, %
1:1	AlCl₃ (10%)	120°C, 10 ч	-	-
1:1	AlCl₃ (10%)	140°C, 10 ч	-	-
1:1	AlCl₃ (25%)	120°C, 1 ч	31	73
1:1	AlCl₃ (25%)	120°C, 10 ч	62	52
1:1	AlCl₃ (25%)	140°C, 1 ч	34	82
1:1	AlCl₃ (25%)	140°C, 10 ч	86	19

Пример 8.

Смесь анилина (5 г, 53.7 ммоль), камфена (7.32 г, 53.7 ммоль) и BF₃•Et₂O или СF₃СOOH (10 масс. %), нагревали в течение 1 ч при 80-140°С. Обработку реакционной смеси проводили аналогично примеру 1. Полученные результаты приведены в таблице 6.

Таблица 6
Соотношение анилин: камфен	Катализатор, масс%	Условия	Конверсия, %	Выход N-изоборниланилина, %
1:1	BF₃⋅Et₂O (10%)	80°C, 1 ч	6	67
1:1	BF₃⋅Et₂O (10%)	100°C, 1 ч	32	47
1:1	BF₃⋅Et₂O (10%)	120°C, 1 ч	67	24
1:1	СF₃СOOH (10%)	120°C, 1 ч	68	57
1:1	СF₃СOOH (10%)	140°C, 1 ч	89	51

Таким образом, предлагаемый способ позволяет проводить алкилирование анилина камфеном в присутствии гомогенных катализаторов и получать N-изоборниланилин с выходом до 90%, обеспечивает проведение синтеза с использованием доступных соединений и уменьшением времени.

Способ получения N-изоборниланилина, включающий взаимодействие анилина с алкилирующим агентом в присутствии катализатора и получение целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве алкилирующего агента используют камфен, алкилирование анилина камфеном приводят при их мольном соотношении, равном (1-5):(1-2), соответственно, при нагревании 80-180°С в течение 1-10 час, в качестве катализатора используют хлорид алюминия (AlCl₃)или фенолят алюминия (C₆H₅O)₃Al или эфират трехфтористого бора (BF₃⋅(C₂H₅)₂O) или трифторуксусную кислоту (СF₃СOOH) в количестве 1-100 мас.% к количеству исходного анилина, процесс ведут в одну стадию.

Изобретение относится к способам получения соединений формулы (I) или (II) или смесей их изомеров. В формуле (I) или (II) R1, R2, R3 и R4 независимо представляют собой -Н, -Alk, -Hal, -OH, -OAlk, -OAr, -SAlk, -SAr, -NR2; R представляет собой -Alk, -AlkN(Alk)2, -AlkN(Ar)2, -AlkNAlkAr, -AlkOH, -AlkOAlk, -AlkOAr, -AlkSAlk, -AlkSAr, -Ar; R' и R'' независимо представляют собой -Alk-, -Alk(NAlk)-, -Alk(NAr2)-, -Alk(NAlkAr)-, -Alk(OH)-, -Alk(OAlk)-, -Alk(OAr)-, -Alk(SAlk)-, -Alk(SAr)-, -Ar-; Alk представляет собой C1-C16 алкил, С3-C16 циклоалкил, С2-С16 алкенил, С2-С16 алкинил, Ar представляет собой фенил, Hal представляет собой галоген, выбранный из -Cl, -Br, -I.

Молекулы с определенной пестицидной активностью и относящиеся к ним промежуточные продукты, композиции и способы // 2650498

Изобретение относится к молекуле, характеризующейся следующей формулой («формула 1»): ,Формула 1и ее таутомерам. В Формуле 1 (A) Ar1 выбирают из замещенного фенила, где упомянутый замещенный фенил содержит один или несколько заместителей, независимо выбранных из C1-C6галогеналкила и C1-C6галогеналкокси; (B) Het представляет собой 5- или 6-членное, насыщенное или ненасыщенное гетероциклическое кольцо, содержащее три гетероатома, представляющих собой азот, и где Ar1 и Ar2 находятся в 1,3 положениях; (C) Ar2 выбирают из фенила или замещенного фенила, где упомянутый замещенный фенил содержат один или несколько заместителей, независимо выбранных из F, Cl, Br, I и C1-C6алкила; (D) R1 выбирают из H, C1-C6алкила или C2-C6алкенила, где указанный алкил необязательно замещен C3-C6циклоалкилом; (E) R2 выбирают из (J), H или C1-C6алкила; (F) R3 выбирают из фенила, где каждый фенил необязательно замещен одним или несколькими заместителями, независимо выбранными из F, Cl, Br, I, C1-C6алкила и C1-C6алкокси; (G) R4 выбирают из (J) или H; (H) Q1 представляет собой S, (J) R2 и R4 могут представлять собой 2-3-членную насыщенную или ненасыщенную гидрокарбильную связь, которая может содержать один гетероатом, представляющий собой азот, и образует вместе с CX(Q1)(NX) циклическую структуру, где упомянутая гидрокарбильная связь может быть необязательно замещена одним или несколькими заместителями, независимо выбранными из R5, R6 и R7, где каждый R5, R6 и R7 выбирают из H, F, Cl, Br, I, OH, C1-C6алкила или оксо; или R5 и R6 совместно образуют 3-членную циклическую насыщенную структуру; (L) L представляет собой линкер, выбранный из (1) насыщенного или ненасыщенного, замещенного или незамещенного неразветвленного (C1-C4)гидрокарбильного линкера или (2) насыщенного, незамещенного циклического (C3-C8)гидрокарбильного линкера, где каждый из упомянутых линкеров соединяет Ar2 с NY, и где упомянутый замещенный неразветвленный (C1-C4)гидрокарбильный линкер содержит один или несколько заместителей, независимо выбранных из R8, R9 и R10, где каждый R8, R9 и R10 выбирают из F, Cl, Br, I и C1-C6алкила.

Способ получения 4-(1-адамантил)анилина // 2570909

Изобретение относится к способу получения 4-(1-адамантил)анилина, который является исходным соединением для получения производных адамантана, обладающих различными видами биологической активности, а также являющиеся мономерами при синтезе полимеров с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Способ заключается во взаимодействии 1-адамантанола с ацетанилидом при 80°С в течение 3 часов в среде трифторуксусной кислоты в качестве растворителя при мольном соотношении 1-адамантол : ацетанилид : трифторуксусная кислота = 1:1,2÷1,4:4÷8.

Способ получения 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилина и его гидрохлорида, проявляющих антимикробную активность // 2568641

Изобретение относится к улучшенному способу получения 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилина формулы I. Указанное соединение обладает противомикробной активностью и является малотоксичным соединением.

Способ получения 4-(1-адамантил)анилина // 2549902

Изобретение относится к улучшенному способу получения 4-(1-адамантил)анилина, который является полупродуктом для органического синтеза и может быть использован для получения полимерных материалов. Способ заключается в том, что ацетанилид подвергают взаимодействию с 1-адамантанолом в качестве адамантилирующего реагента, при эквимольных количествах реактантов, в среде нитрометана при температуре кипения растворителя в присутствии кислоты Льюиса.

Способ получения вторичных аминов // 2523456

Изобретение относится к способу получения вторичных аминов, в частности к новому способу гидрирования иминов, который позволяет получать вторичные амины общей формулы где R1=C6H5: R2=цикло-C6H11, цикло-C5H9, -CH2C6H5, (CH3)2CHCH2(CH3)CH-; R1=-CH2C6H5: R2=цикло-C6H11, R1= -C6H4OCH3: R2= цикло-C5H9. Соединения находят широкое применение в органическом синтезе в качестве полупродуктов.

Способ получения 4-аминостирола // 2485094

Изобретение относится к новому способу получения 4-аминостирола из 4-нитростирола. .

Способ получения ароматических аминов в присутствии комплекса палладия, включающего ферроценилбифосфиновый лиганд // 2441865

Изобретение относится к улучшенному способу получения соединений формулы I где группа R1 является группой A1, в которой группы R2, R 3, R4 и R5 являются каждая водородом. .

Алкилирование по кольцу анилина с использованием ионных жидких катализаторов // 2427567

Изобретение относится к улучшенному способу алкилирования по кольцу анилина, включающему взаимодействие анилина с алкилирующим агентом, выбранным из линейного олефина, в инертной атмосфере, в присутствии ионной жидкости, включающей в себя анион кислоты Льюиса, представляющей собой галогенид металла, и четвертичный катион, выбранный из четвертичного аммониевого катиона, выбранного из катиона алкилимидазолия, катиона алкилтриазолия и катиона алкилпиридиния.

Совмещенный способ получения 4-амино-2,6-динитро- и 2,4,6-триаминотолуолов // 2368598

Анальгетические соединения // 2782320

Изобретение относится к соединениям, выбранным из соединений формул (Ie), (In), (Ip), (Iq), (Ir) и (Is), или их фармацевтически приемлемым солям, которые могут найти применение для уменьшения или по меньшей мере частичного предотвращения боли или лихорадки. В указанных формулах каждый X11, каждый X12, каждый X13 и каждый X14 независимо представляет собой незамещенный C1–4 алкил или фтор при условии, что по меньшей мере два из X11 представляют собой фтор, при условии, что по меньшей мере два из X12 представляют собой фтор, при условии, что по меньшей мере два из X13 представляют собой фтор, и при условии, что по меньшей мере два из X14 представляют собой фтор; каждый X9 независимо представляет собой дейтерий, фтор или хлор; R5F, R5H, R5J, R5K и R5L независимо представляют собой водород или незамещенный С1–4 алкил; R5C выбран из группы, состоящей из водорода и C(=O)R12; R4a и R4b независимо представляют собой водород, незамещенный С1–4 алкил или –C(X16)3 при условии, что по меньшей мере один из R4a и R4b представляет собой –C(X16)3; R12 представляет собой незамещенный C2–30 алкенил; каждый X16 независимо представляет собой водород или фтор при условии, что по меньшей мере два из X16 представляют собой фтор; Z1, Z2 и Z3 независимо представляют собой NH, кислород или серу; p5, p11, p13, p14, p15 и p16 составляют 0.