Способ получения нитрилов -диалкиламинокарбоновых кислот

 

Союз Советских:

Социалистических

Республик

732249

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 181177 (21) 2543770/23-04 (51}М. КЛ.

2 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

С 07 С 120/00

С 07 С 121/45

С 07 С 121/66

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 050580. Ьоллетеиь ¹ 17

Дата опубликования описания 080580 (53}УДК547 339 2. .07(088.8) (72) Авторы изобретения

С.Т. Кочарян, С.М. Оганджанян и A.T. Бабаян

Институт органической химии AH Армянской CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРИЛОВ A -ДИАЛКИЛАМИНОКАРБОНОВЫХ

КИСЛОТ

Изобретение относится к способу получения нитрилов w-диалкиламино- карбоновых кислот, которые могут быть использованы в качестве полупродуктов в .органическом синтезе, например 5 в синтезе физиологически активных соединений.

Известен способ получения нитрилов Ы -диалкиламинокарбоновых кислот по реакции Штрекера взаимодействием 10 карбонильного соединения, диалкиламина и цианистого водорода или его соли. Выход целевого продукта 6090% (1).

Недостатками этого способа являют-15 ся использование сильно ядовитых веществ — цианистого водорода, цианистого натрия или калия, а также недоступность альдегидов, необходимых для синтеза предложенных нитрилов по 2() реакции Штрекера. Причем большинство

g -незамещенных и б-монозамещенных

p,г-непредельных альдегидов и в кислой и в основной средах по мере образования быстро иэомериэуется.в сооТветствующие -, З -непредельные аналоги.

К предложенному способу наиболее близок способ получения нитрила С-диалкиламинокарбоновой кислоты„ в частности нитрила N,N-диметил-р-фенилаланина, путем нагревания хлористого диметилбензилцианометиламмония в бензоле при 75-80оС в присутствии трет-бутилата калия в течение 4 ч(2).

Недостатками такого способа являются относительно большая длительность реакции в кипящем бенэоле и применение трет.-бутилата калия.

Недостатком является также и то, что целевой продукт перегоняется в широком интервале (130

140 C/15 мм рт.ст.) и для его идентификации получают хлоргидрат, а выход, рассчитанный на чистый целевой продукт — нитрил N N-диметил-Р-фенилаланина, составляет 13%.

Целью изобретения является увеличение выхода и расширение ассортимента целевого продукта.

Цель достигается способом получения нитрилов K -диалкиламинокарбоновых кислот общей формулы

732249

R — СН,СН! где

С11 ! — c — eH- (.

В1!l !

R — Н или двойная связь;

° R — Hp CH 10 причем если R — двойная связь, то

R" — Н, перегруппировкой соответствующих аммониевых солей в присутствии щелочного агента, в качестве которого используют метилат натрия или порошкообразное едкое кали, в органическом растворителе.

Обычно процесс ведут в среде эфира при 30-35 С в течение 20-25 мин. В случае, если R — СН

1 г

R — метил, э тил, реакцию осуществляют в среде бензола при 75-80 С в течение 5-7 мин. сн 25

Если R — метил, R - процесс проводят в среде эфира при 18-20 С в течение 1-2 ч, Предложенный способ позволяет уве- 3О личить выход целевого продукта до

60-76Ъ, а также получить наряду с иэв ест ными новые соедине ни я .

Пример 1 . Нитрил N N-диметил-(- фенилаланина. 35

Смесь 10,5 r (0,05 моль) хлористого диметилбензилцианометиламмония 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 нагревании в течение 5-7 мин при той же температуре реакционную .смесь охлаждают до 20-25"С и приливают к ней 10

15 мл воды. Верхний бензольный слой отделяют, а нижний дважды экстраги- 4$ руют бензолом. Бенэольные вытяжки сушат и получают 5,2 г (61,4o) нитрила

N,N-диметил-р- фенилаланина о р т. кип. 116-118 С/б мм рт.ст., и 1, 5235. 50

Найдено, Ъ: С 75, 62; Н 8, 26;

N 16,46.

Cki HER N2 °

Вычислено, Ъ: С 75, 86; H 8, 04;

ИК-спектр, см: 1615, 1765, 1700, 1820, 1865, 3060, 3080 (монозамещенное бензольное кольцо) и 2240 (нитрильная группа) .

ПМР-спектр: 2,14 с ((СН ) N);

-3,0 м (СН СН); --7,0 м (C6H ) .

Пример 2. Нитрил N,N-диметил-в-фенилаланина.

Аналогично примеру 1 из 10,5,г (0,05 моль) хлористого диметилбензилцианометиламмония и 0,1 моль метилата 65 натрия (из 2,3 г металлического натрия) при 77 С в течение 5-7 мин получают 5,4 г (63,6Ъ) нитрила N,N-диметил-(-фенилаланина, т. кип. 116118 С/б мм рт.ст.

П p H M e p 3. H T N N-диметил-!р-фенилаланина.

Аналогично примеру 1 из 10,5 г (0,05 моль) хлористого диметилбензилцианметиламмония и 0,1 моль метилата натрия (из 2,3 г металлического натрия) при 80 С в течение 5-7 мин получают 5,5 г (65Ъ) нитрила N,N-диметил-б- фенилаланина, т. кип, 116

118 С/б мм рт.ст, Пример 4. Нитрил N N-диэтил-(р-фенилаланина.

В условиях, аналогичных примеру 1, из 12 r (0,05 моль) хлористого диэтилбензилцианометиламмония и

0,1 моль метилата натрия (из 2,3 r металлического натрия) получают 6,4 r (63Ъ) нитрила N,N-диэтил-Р-фенилала- нина, т. кип. 123-125 С/5 мм рт.ст., и о 1, 5395.

Найдено, Ъ: С 77, 14; H 8, 86;

N 14,03.

С!э Ню Иа

Вычислено, Ъ: С 77,22; Н 8,91;

N 13,86.

ИК-спектр, см : 1615, 1760, 1700, 1825, 1860, 3025, 3085 (монозамещенное бенэольное кольцо) и 2240 (нитрильная группа), H p M e p 5. HHT H NpN-диметил-(о-метилфенил)-глицина.

К 10,5 r (0,05 моль) хлористого диметилбензилцианометиламмония в

40 мл абсолютного эфира добавляют

0,1 моль метилата натрия (иэ 2,3 г металлического натрия). Смесь выдерживают в течение 1 ч при 18-20 С, за. о тем к ней приливают 10-15 мл воды.

Верхний эфирный слой отделяют, а нижний дв ажды экстрагируют эфиром. Эфирные выт яжки сушат, получ ают б, 3 r (72Ъ) целевого продукта, т. кип. 105107 С/5 мм рт.ст., и 1,5185.

Найдено, Ъ: С 75, 56; H 8, 16;

N 16,41.

С 1 Н 1 ) .

Вычислено,.Ъ: С 75,86; H 8, 04;

N 16,10.

ИК-спектр, см . 790, 1615, 1930, 1960 (дизамещенное бензольное кольцо), 2230 (нитрильная группа).

ПМР-спектр: 2, 10 с ((СН ) N);

2,2 с (CH -С=); 4,65 с (CHN) 7p О м (C Н,).

Пример 6 . Нитрил N, N-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 (73Ъ) нитрила

N,N-диметил-(о-метилфенил) -глицина, т.. кип, 105-107ОС/5 мм рт.ст.

Пример 7. Нитрил N,N-диметил-(о-метилфенил) -глицина .

732249

Аналогично примеру 5 из 10,5 г (0,05 моль) хлористого диметилбензилцианметиламмония и 0,1 моль метилата натрия (из 2,5 г металлического натрия) при 18-.20 С в течение 2 ч получают 6,2 г (70,8Ъ) нитрила N,N-диметил-(о-метилфенил)-глицина, т. кип. 105-107 C/5 мм рт,ст, Пример 8. Нитрил N,N-диметил- -винилаланина. а) К 8,.3 г (0,05 моль) хлористого диметилалкилцианметиламмония в 60 мл абсолютного эфира добавляют 0,1 моль метилата натрия (из 2,3 г металлического натрия) . Реакционную колбу время от времени встряхивают и охлаждают водой. По окончании экзотермической реакции (15-20 мин) смесь нагревают в течение 5-6 мин при 30 С и затем к ней приливают 15 мл воды.

Эфирный. слой выделяют, а нижний дважды экстрагируют эфиром. Эфирные вытяжки сушат и получают 4,6 г (74Ъ) нитрила N,N-диметил-в-винилаланина, т. кип. 53-54 С/5 мм рт.ст., п 1,4410.

Найдено,Ъ: С 67,61; Н 9,77;

N 22,80.

С, Н„Н .

Вычислено, Ъ: С 67, 74; Н 9, 67;

N 22,50. ИК-спектр, см : 920, 1650, 3090 (концевая винильная группа) и 2235 (нитрильная группа) .

IINP-ñïåêòð: 2, 04 с ((СНЗ) N) -2,2 м (СН ), 3, 3 м (CHN), 4,7-6, О м (СН =СН) .

6) Аналогично примеру 8а из 8, 3 r (О, 05 моль) хлористого диметилаллил-. цианметиламмония, 5, б г (О, 1 моль) едкого кали при 35 С получают 4,1 г (68Ъ) нитрила N,N-диметил-g-винилаланина.

Пример 9. Нитрил N,N,P,ô-тетраметил-)1-винилаланина. а) Аналогично примеру 8а из 9,4 r (0,5 моль) хлористого диметил-3-метил-2-бутенилцианметиламмония и

0,1 моль метилата натрия (из 2,3 r металлического натрия) получают 5,8 r (76Ъ) нитрила N,N, P,p- òåòðàìåòèë-g-винилаланина, т ° кип. 60

61 С/5 мм рт.ст., п„1,4495.

Найдено, Ъ: С 71,32; Н 10,42;

N 18 47.

C9Hg6 NP .

Вычислено, Ъ: С 71, 05; Н 10, 52;

N 18,42, ИК-спектр, см: 925, 1650, 3097 (концевая винильная группа) и 2235 (нитрильная группа).

ПМР-спектр: 0,88 и 0,90 два с ((СНз) С), 2, 05 c ((СН ) Nj, 3, 12 С (CHN), 4, 6-5, 1 м (CHg =, АБ-часть АВХ-системы), 5,82 искаженный дд (CH-, Х-часть ABX-системы, 38 и 13 5 Н ).

6) Аналогично примеру 86 из 9, 4 r (О, 05 моль) хлористого диметил-3-метил-2-6ут енилци анметиламмония и 5,6 r (0,1 моль) едкого кали получают 5 г (67Ъ) нитрила N,N,),6-тетраметил-р-винилаланина.

Пример 10. Нитрил N,N-диэтил-ь,р-диметил-g -avvv a a zva.

Аналогично примеру 8а из 10,8 r (0,05 моль) хлористого диэтил-3-метил-2-бутенилцианметиламмония и

0,1 моль метилата натрия (из 2,3 г металлического натрия) получают 5,7 r (63Ъ) нитрила N,N-диэтил-Ф,Д-диметил-8-винилаланина, т. кип. 97

99 С/4 мм рт.ст,, и 1, 4510, Найдено, Ъ: С 73,13; Н ll 00;

N 15, 34.

С.п HRONk

Вычислено,Ъ: С 73,33; Н 11,11;

N 15,55.

ИК-спектр, см : 925, 1650, 3098 (концевая винильная группа) и 2235

20 (нитрильная группа) .

Пример 11. Нитрил И,Н-диметил- †(-метилфурил) -глицина.

Аналогично примеру 8а из 10 г (p 05 моль) хлористого диметилфурфурилцианметиламмония и 0,1 моль метилата натрия (из 2,3 г металлического натрия) получают 5,7 г (70Ъ) нитрила N N-диметил-б-(А.-метилфурил)—

-глицина, т. кип. 84-86 С/5 мм рт.ст., n î 1 4795

Найдено, Ъ: С 65, 9; Н 7, 63;

N 17,20. с нл N20.

35 Вычислено, Ъ: С 65,82; Н 7,31;

N 17,00.

ИК-спектр, см: 1 52 0, 1 б 30 (фурановое кольцо) и 2240 (нитрильная группа).

ПМР-спектр: 2, 11 с ((CH )y N), 2,15 С (СН;„.С=), 4,48 с (СНН), 6,21 9 (P-СН, 7,10 g (<-СН=) 7сн=сн 2Н .

Пример 12. Нитрил 2-диметиламино-3 — метил-2,4-пентадиеновой кислоты.

Аналогично примеру 8а из 8, б r (О, 05 моль) хлористого диметил-2-бутинилцианметиламмония и 0,1 моль метилата натрия (из 2,3 r металлического натрия) получают 4,1.г (60Ъ) нитрила 2-диметиламино-3-метил-2,4-пентадиеновой кислоты, т. кип, 5455 C/5 мм рт. ст,, и, 1,5045.

Найдено,Ъ: С 70,25; Н 8,79;

N 20,91.

Са НЫ N2

Вычислено, Ъ: С 70, 58, Н 8, 82;

N 20,59.

ИК-спектр, см: 935, 1585, 1625, 3100 (сопряженная диеновая группи6Î ровка) и 2210 (сопряженная нитрильная группа).

ПМР-спетр: 1,71 с (СН, С-), 2,13 с (СН ), 4, 9-5, 4 м (СН =, AB-.÷àñòü

АВХ-системы), б, 88 м (СН=, Х-часть

Й ABX-системы, J 8 и 13, 5 Н ) .

732249

R — Н или двойная связь; ,tl /!

R — H„ CH> причем, если R двойная связь, то RI — Н, /// перегруппировкой соответствующих аммониевых солей в присутствии щелочного агента в органическом растворителе, отличающийс я тем, что, с целью увеличения выхода и расширения ассортимента целевого продукта, в .качестве щелочного агента используют метилат натрия или порошко-, образное едкое кали.

Формула изобретения

Способ получения нитрилов = -диалкиламинокарбоновых кислот общей формулы где R — СН, CyHg i

R -CH СН=СН

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. David.T; Mowry Preparation

of n1tr1Ees, Chemical Веч1ехв, р. 236, 1948.

2. 3 .Н. Paton etaб, J. Chem. Soc., р. 2130, 1969 (прототип).

b "r

Заказ 1649/16

Тираж 495 Подписнбе

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель M. Меркулова

Редактор 3. Бородкина Техред H.Áàáóðêa корректор С. Шекмар