Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ получения n-алкилированных мочевин

Классы МПК:C07C275/06 ациклического насыщенного углеродного скелета
C07D295/195 радикалы, образованные из азотсодержащих аналогов карбоновых кислот
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Хеми Линц ГмбХ (AT)
Приоритеты:
подача заявки:
1991-08-13
публикация патента:

Использование: в сельском хозяйстве. Сущность изобретения: способ получения N-алкилированных мочевин ф-лы I: N(R1R2)-C(O)-NH(R3) , где R1 , R2 - независимо друг от друга - H или прямая или разветвленная алкильная группа; R1 и R2 вместе с атомом азота образуют неароматическое 5-6-членное кольцо; R - алкильная группа кроме трет-бутильной группы. Реагент 1: соединение формулы II: (R1R2)N-C(O)NH , где R1 и R2 имеют указанные значения. Реагент 2: (R3)nX , 0=1,2; X -галоид, сульфонокислотная или гидросульфатная группа при n = 1 или при n = 2 X -сульфатная группа. Условие реакции: процесс ведут в присутствии твердого основания и катализатора, способного к переносу фаз, такого как четвертичная аммонийная соль, в присутствии неполярного разбавителя или присутствии твердого основания и диметилсульфоксида. 5 з.п. ф-лы.

Изобретение касается способа получения N-алкилированных мочевин путем взаимодействия мочевины с алкилирующим средством.

Известно, что N-алкилированные мочевины получают непрямым способом, а именно через получение амина, который замещают соответственно желаемой мочевине и который затем взаимодействует с мочевиной при обмене аминной части мочевины, или с соответствующим изоцианатом или карбамоилхлоридом.

Попытка алкилировать мочевину путем взаимодействия мононатриймочевин с алкилгалогенидами у атома азота оказалась безуспешной [1].

Наиболее близким к предложенному способу является способ получения N-алкилированных мочевин общей формулы

R-NH-CO-Nспособ получения n-алкилированных мочевин, патент № 2017728 где R - водород, алкил, циклоалкил, аралкил,

R1 и R2 - водород, алкенил, алкинил, алкоксигруппа, путем треамирования производного мочевины

R-NH-CO-Nспособ получения n-алкилированных мочевин, патент № 2017728 где R - имеет указанные значения (2).

Целью изобретения является новый способ получения N-алкилированных мочевин прямым алкилированием мочевины алкилирующим средством, позволяющим минуя промежуточные стадии, получить целевой продукт с хорошим выходом и хорошей чистоты.

Поставленная цель достигается способом, заключающимся в том, что N-алкилирванные мочевины общей формулы 1

способ получения n-алкилированных мочевин, патент № 2017728N-CO-Nспособ получения n-алкилированных мочевин, патент № 2017728 где R1, R2 - независимо друг от друга являются водородом, прямой или разветвленной алкильной группой;

R1 и R2 - вместе с атомом азота образуют неароматическое гетероциклическое 5-6-членное кольцо,

R3 - алкильная группа, кроме трет-бутильной группы, получают путем алкилирования производного мочевины общей формулы II

способ получения n-алкилированных мочевин, патент № 2017728N-CO-Nспособ получения n-алкилированных мочевин, патент № 2017728 где R1 и R2 - имеют указанные значения, соединением формулы III:

(R3)nX, где R3 имеет указанное значение, при n = 1, X - галоид, сульфокислотная или гидросульфатная группы, а в случае n = 2, X - сульфатная группа, в присутствии твердого основания и катализатора, способного к переносу фаз, такого как четвертичная и аммонийная соль, в присутствии неполярного разбавителя или в присутствии твердого основания и диметилсульфоксида.

В качестве твердого основания используют гидроксид щелочного металла при необходимости с добавлением от 2-20 мол. % твердого карбоната щелочного металла в расчете на гидроксид.

Предпочтительно на 1 моль производного мочевины используют 1,5-8 молей твердого основания.

В качестве неполярного разбавителя используют ароматический углеводород, такой как толуол.

Предпочтительно процесс проводят при доведении разбавителя до температуры кипения в случае, если в качестве разбавителя не используют диметилсульфоксид.

Предпочтительно используют эквимолярное количество мочевины формулы II и алкилирующего средства формулы III.

Данный способ позволяет получить N-алкилированные мочевины с хорошими выходами и хорошей чистоты, минуя промежуточные стадии, что является несомненным достижением научной мысли.

П р и м е р 1. 2,32 г N-бутилмочевины (20 ммолей), 3,2 г NaOH-шариков (80 ммолей), 0,55 г карбоната калия (4 ммоля) и 280 мг (1 ммоль) хлорида тетрабутиламмония суспендируют в 40 мл толуола и нагревают при интенсивном перемешивании с 2,18 г этилбромида (20 ммолями). Реакционную смесь нагревают 2 ч до кипения, разбавляют 150 мл дистиллированной воды и экстрагируют 50 мл метиленхлорида.

Соединенные органические фазы промывают, высушивают над сульфатом натрия и выпаривают. Остаток досушивают под вакуумом.

При этом получают 2,16 г N-бутил-N"-этилмочевины, т.е. 76% от теории.

IH- ЯМР (CDCl3; 200 МГц дельта); 5,874 (s, широкий 2Н; NH); 3,220-3,125 (m (dt и dq), 4Н; N-СН2; 1,460-1,320 (m, (tt и tq)); 4 Н; бутил-СН2-СН2); 1,112 (t; 3Н; этил-СН3; Jспособ получения n-алкилированных мочевин, патент № 2017728 = 6,4 Гц); 0,858 (t, 3Н; бутил-СН3; Jспособ получения n-алкилированных мочевин, патент № 2017728= 6,5 Гц) частей на миллион.

П р и м е р 2. Процесс проводят аналогично примеру 1, но при использовании 2,46 г пропилбромида в качестве алкилирующего средства, получают N-бутил-N"-пропилмочевину с выходом 78% от теории.

IН-ЯМР (CDCl3; 200 мГц; дельта): 5,864 и 5,836 (2t, по 1Н; NH); 3,104 (2td; по 2Н; N-CH2); JСН2NH = 6,0 Гц JCH2-CH2 = 7,4 Гц 1,542-1,439 (m (tt и 2tq); 6Н; бутил=СН2-СН2 и пропил-СН2); 0,906 (t; 6Н; бутил-СН3 и пропил-СН3; J = 7,3 Гц) частей на миллион.

П р и м е р 3. По аналогии с примером 1, но при использовании 4,5 г шариков КОН (80 ммолей) и 0,55 г карбоната калия (4 ммоля) в качестве основания после 16-часового нагревания до кипения получают N-бутил-N"-этилмочевину с выходом 52% от теории.

Данные IH-ЯМР-спектра полностью совпадали с примером 1.

П р и м е р 4. По аналогии с примером 1, но при использовании 1,54 г диэтилсульфата (10 ммолей) в качестве алкилирующего средства получают N-бутил-N"-этилмочевину с выходом 80% от теории.

Данные IH-ЯМР-спектра полностью совпадали с примером 1.

П р и м е р 5. По аналогии с примером 1, но при применении 4 г этилового эфира толуол-4-сульфокислоты (20 ммолей) в качестве алкилирующего средства получают N-бутил-N"-этилмочевину с выходом 74% от теории.

Данные IH-ЯМР-спектра полностью совпадали с примером 1.

П р и м е р 6. По аналогии с примером 1, но при использовании 2,48 г этилового эфира метансульфокислоты (20 ммолей) в качестве алкилирующего средства получают N-бутил-N"-этилмочевину с 71%-ным выходом от теории.

Данные IH-ЯМР-спектра полностью совпадал с примером 1.

П р и м е р 7. По аналогии с примером 1, но при применении 1,76 г N-этилмочевины (20 ммолей) в качестве мочевины и 2,74 г бутилбромида (20 ммолей) в качестве алкилирующего средства получают N-бутил-N"-этилмочевину с выходом 71% от теории.

Данные IН-ЯМР-спектра полностью совпадали с примером 1.

П р и м е р 8. По аналогии с примером 1, но при применении 2,04 г N-изопропилмочевины (20 ммолей) в качестве мочевины и 2,74 г бутилбромида (20 ммолей) в качестве алкилирующего средства получают N-бутил-N"-изопропилмочевину с выходом 58%.

IН-ЯМР (CDCl3; 200 Гц; дельта); 5,708 (t; 1Н; бутил-NH; JCH2NH = 5,5 Гц); 5,490 (d; 1Н; изопропил-NH; JCHNH = 7,0 Гц); 3,858 (dq; 1H; изопропил-СН; JCHNH = 7,9 Гц JCHCH3 = 6,5 Гц); 3,135 (dse; 2Н; бутил-N-CH2; JCH2NH = 5,5 Гц; JCH2CH2 = 6,7 Гц); 1,489-1,275 (m (tt и tq)); 4Н; бутил-СН2-СН2); 1,122 (d; 6Н; изопропил-СН3; JCHCH3 = 6,5 Гц); 0,906 (t; 3Н; бутил-СН3; JCH2CH3 = 7,0 Гц) частей на миллион.

П р и м е р 9. По аналогии с примером 1, но с использованием 2,46 г 2-бромпропана (20 ммолей) в качестве алкилирующего средства получают N-бутил-N"-изопропилмочевину с выходом 35% от теории.

Данные IН-ЯМР-спектра полностью совпадали с примером 8.

П р и м е р 10. При аналогии с примером 1, но с использованием 2,74 г бутилбромида (20 ммолей) в качестве алкилирующего средства получают N,N"-дибутилмочевину с выходом 82% от теории.

IН-ЯМР (CDCl3; 200 мГц, дельта); 5,914 (t; 2Н; NH; JCH2NH = 5,9 Гц); 3,135 (dt; 4Н; N-CH2; JCH2NH = 5,9 Гц; JCH2CH2 = 6,7 Гц; 1,497-1,315 (m (tt и tq); 8Н; бутил-СН2-СН2); 0,908 (t; 6Н; СН3); JCH2CH3 = 7,0 Гц) частей на миллион.

П р и м е р 11. По аналогии с примером 10, но с использованием 4,5 г КОН в виде шариков (80 ммолей) и 0,55 г карбоната калия (4 ммоля) в качестве основания и нагревании в течение 12 ч до кипения получают N,N"-дибутилмочевину с выходом 75% от теории.

Данные IН-ЯМР-спектра полностью совпадали с примером 10.

П р и м е р 12. По аналогии с примером 1, но с использованием 1,85 г бутилхлорида (20 ммолей) как алкилирующего средства и 4,5 г КОН в виде шариков и 0,55 г карбоната калия (4 ммоля) в качестве основания и при кипячении в течение 12 ч до флемы получают N,N"-дибутилмочевинуу с выходом 67% от теории.

Данные IН-ЯМР-спектр полностью совпадали с примером 10.

П р и м е р 13. По аналогии с примером 1, но при использовании 1,85 г бутилхлорида (20 ммолей) как алклирующего средства получают N,N"-дибутилмочевину с выходом 21% от теории.

Данные IН-ЯМР-спектра полностью совпадали с примером 10.

П р и м е р 14. По аналогии с примером 1, но при использовании 2,32 г третичной бутилмочевины (20 ммолей) в качестве мочевины и 2,74 г бутилбромида (20 ммолей) как алкилирующего средства получают N-бутил-N"-трет-бутилмочевину с выходом 47% от теории.

IН-ЯМР (CDCl3; 200 мГц; дельта): 5,421 (t; 1Н; бутил-NH; JCH2NH = 6,0 Гц); 5,239 (s; 1H; трет-бутил-NH); 3,098 (dt; 2Н; N-CH2; JCH2NH = 6,0 Г2; JCH2CH2 = 6,3 Гц); 1,426-1,371 (m (tt и tq); 4Н; бутил-СН2-СН2); 1,311 (s, 9Н; трет-бутил-СН3); 0,896 (t; 3Н; бутил-СН3; JCH2CH3 = 6,9 Гц) частей на миллион.

П р и м е р 15. По аналогии с примером 1, но с использованием 4,47 г децилбромида (20 ммолей) как алкилирующего средства получают N-бутил-N"-децилмочевину после перекристаллизации из диэтилового эфира с выходом 96% от теории.

IН-ЯМР (CDCl3; 200 мГц; дельта): 5,531 (t; 2Н; NH; JCH2NH = 5,1 герц); 3,161-3,072 (m (2dt; 4H; N-CH2; JCH2NH = 5,1 Гц); 1,522-1,256 (М; 20Н; бутил-или децил-СН2); 0,941 (t; 3Н; бутил-СН3; JCH2CH3(B) = 6,0 Гц; 0,896 (t; 3Н; децил-СН3; JCH2CH3(D) = 6,6 Гц) частей на миллион.

П р и м е р 16. По аналогии с примером 1, но с использованием 3,54 г децилхлорида 120 ммолей) как алкилирующего средства получают N-бутил-N"-децилмочевину с выходом 95% от теории.

Данные IН-ЯМР-спектра полностью совпадали с примером 15.

П р и м е р 17. По аналогии с примером 1, но с использованием 4,0 N-децилмочевины (20 ммолей) и 4,47 децилбромида после перекристаллизации из н-гексана получают N,N"-дидецилмочеввину с выходом 97% от теории.

IН-ЯМР (CDCl3; 200 мГц; дельта); 4,524 (t; 2Н; NH; JCH2NH = 6,0 Гц); 3,139 (dt; 4Н; N-CH2; JCH2NH = 6,0 Гц; JCH2CH2 = 6,8 Гц), 1,481 (tt; 4Н; N-CH2-CH2; JCH2CH2 = 6,8 Гц); 1,259 (m, 32Н; децил-СН2); 0,880 (t; 6Н; СН3; JCH2CH3 = 6,5 Гц) частей на миллион.

П р и м е р 18. По аналогии с примером 17, но с использованием 3,54 г децилхлоида (20 ммолей) как алкилирующего средства получают N,N"-дидецилмочевину с выходом 95% от теории.

Данные IН-ЯМР-спектра полностью совпадали с примером 17.

П р и м е р 19. По аналогии с примером 1, но при использовании 2,28 г амида пирролидинкарбоновой кислоты (20 ммолей) в качестве мочевины и 2,74 г бутилбромида (20 ммолей) в качестве алкилирующего средства получают бутиламид N-пирролидинкарбоновой кислоты с выходом 41% от теории.

IН-ЯМР (CDCl3; 200 мГц; дельта): 4,390 (t; 1H; NH; JCH2NH = 5,8 Гц); 3,340 (t; 4H; N-CH2; J12 = 6,7 Гц); 3,222 (dt; 2H; NH-CH2; JCH2NH = 5,8 Гц; JCH2CH2 = 7,0 герц); 1,893 (tt; 4H; пирролидин-СН2-СН2; J12 = 607 Гц; J22 = 3,5 Гц); 1,536 - 1,288 (m (dt и tq); 4Н; бутил-СН2-СН2); 0,921 (t; 3Н; СН3; JCH2CH3 = 7,1 Гц) частей на миллион.

П р и м е р 20. Как описано в примере 19, но при использовании 4,5 г КОН в виде шариков (80 ммолей) и 0,55 г карбоната калия (4 ммоля) как основания и нагревании в течение 16 ч до кипения получают бутиламид N-пирролидинкарбоновой кислоты с выходом 70% от теории.

Данные IН-ЯМР-спектра полностью совпадали с примером 19.

П р и м е р 21. По аналогии с примером 1, но с использованием 2,60 г амида морфолинкарбоновой кислоты (20 ммолей) в качестве мочевины и 2,46 г пропилбромида (20 ммолей), как алкилирующего средства получают пропиламид N-морфолинкарбоновой кислоты с выходом 60% от теории.

IН-ЯМР (CDCl3; 200 мГц; дельта): 4,992 (t; 1H; NH, JCH2NH = 5,8 Гц); 3,634 (t; O-CH2; J = 5,0 Гц); 3,308 (t; 4H; N-CH2; J = 5,0 Гц); 3,132 (dt; 2H; NH-CH2; JСH2NH = 5,8 Гц; JCH2CH2 = 7,3 Гц); 1,476 (tq; 2H; NH-CH2-CH2; JCH2CH2 = 7,3 Гц; JCH2CH3 = 7,3 Гц); 0,870 (t; 3H; CH3; JCH2CH3 = 7,3 Гц) частей на миллион.

П р и м е р 22. По аналогии с примером 21, но при использовании 2,46 г 2-бромпропана получают изопропиламид N-морфолинкарбововой кислоты с выходом 26% от теории.

IН-ЯМР (CDCl3; 200 мГц, дельта): 4,555 (d; 1H; NH; JCHNH = 6,7 Гц); 3,969 (dse; 1H; NH-CH; JCHNH = 6,7 Гц; JCH2CH3 = 6,6 Гц; 3,675 (t; 4H; O-CH2; J = 4,9 Гц; 3,328 (t; 4H; N-CH2; J = 4,9 Г2), 1,153 (d; 6H; CH3; JCHCH3 = 6,6 Гц) частей на миллион.

П р и м е р 23. По аналогии с примером 21, но при использовании 2,74 г бутилбромида (20 ммолей), как алкилирующего средства получают бутиламид N-морфолинкарбоновой кислоты с выходом 85% от теории.

IН-ЯМР (CDCl3; 200 мГц, дельта): 5,413 (t; 1H; NH; JCH2NH = 6,0 Гц); 3,664 (t; 4H; O-CH2; J = 5,0 Гц); 3,360 (t; 4H; N-CH2; J = 5,0 Гц); 3,190 (dt; 2H; HN-CH2; JСH2NH = 6,0 Гц; JCH2CH2 = 6,7 Гц); 1,522-1,275 (m (tt и tq); 4H; бутил-СН2-СН2); 0,917 (t; 3H; CH3; JCH2CH3 = 6,7 Гц) частей на миллион.

П р и м е р 24. По аналогии с примером 21, но при использовании 4,47 г децилбромида (20 ммолей) получают после перекристаллизации из н-гексана дециламид морфолинкарбоновой кислоты с выходом 88% от теории.

IН-ЯМР (CDCl3; 200 мГц, дельта); 4,787 (t; 1H; NH; JCH2NH = 5,6 Гц); 3,678 (t; 4H; O-CH2; J = 5,0 Гц); 3,340 (t; 4H; N-CH2; J = 5,0 Гц); 3,208 (dt; 2H; NH-CH2; JCH2NH = 5,6 Гц; JCH2CH2 = 7,2 Гц); 1,493 (tt; 2H; NH-CH2-CH2; JCH2CH2 = 7,2 Гц); 1,261 (m, 14H; децил-СН2); 0,880 (t; 3H; CH3; JCH2CH3 = 6,5 Гц) частей на миллион.

П р и м е р 25. 2,25 г порошкообразного КОН (40 ммолей) суспендируют в атмосфере аргона в 20 мл сухого диметилсульфоксида. Через 10 мин при интенсивном перемешивании добавляют 0,6 г мочевины (10 ммолей) и 2,12 г гексилйодида (10 ммолей) и снова перемешивают при комнатной температуре 30 мин. После окончания реакции реакционную смесь выливают в 150 мл дистиллированной воды и образующуюся суспензию экстрагируют метиленхлоридом и хлоридом. Органическую фазу промывали водой, высушивают над сульфатом натрия и выпаривают.

Получают 0,33 г N-гексилмочевины, т.е. 26% от теории.

IН-ЯМР (CDCl3; 200 мГц; дельта); 5,895 (t; 1H; NH; JCH2NH = 5,2 Гц); 5,359 (s; 2H; NH2); 2,194 (dt; 2H; N-CH2; JCH2NH = 5,3 Гц; JCH2CH2 = 6,4 Гц); 1,312-1,230 (m; 8H; гексил-СН2); 0,846 (t; 3H; CH3 = 6,5 Гц) частей на миллион.

П р и м е р 26. По аналогии с примером 25, но при использовании 1,16 г бутилмочевины (10 ммолей) как мочевины и 1,37 г бутилбромида (10 ммолей), как алкилирующего средства получают N,N"-дибутилмочевину с 22%-ным выходом от теории.

Данные IН-ЯМР-спектра полностью совпадали с примером 10.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-АЛКИЛИРОВАННЫХ МОЧЕВИН общей формулы

способ получения n-алкилированных мочевин, патент № 2017728

где R1 и R2 - независимо друг от друга водород, прямая или разветвленная алкильная группа и вместе с атомом азота образуют неароматическое гетероциклическое 5 - 6-членное кольцо;

R3 - алкильная группа, кроме трет-бутильной группы,

исходя из производного мочевины и с использованием растворителя, отличающийся тем, что в качестве производного мочевины используют соединение общей формулы

способ получения n-алкилированных мочевин, патент № 2017728

где R1 и R2 имеют указанные значения,

которое подвергают алкилированию соединением общей формулы

(R3)nХ,

где n = 1,2;

Х - галоид, сульфонокислотная или гидросульфатная группа при n = 1, при n = 2 Х - сульфатная группа;

R3 имеет указанное значение,

и процесс ведут в присутствии твердого основания и катализатора, способного к переносу фаз, такого, как четвертичная аммонийная соль, в присутствии неполярного разбавителя или твердого основания и диметилсульфоксида.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве твердого основания используют гидроксид щелочного металла, при необходимости с добавлением 2 - 20 мас.% твердого карбоната щелочного металла в расчете на гидроксид.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на 1 моль производного мочевины используют 1,5 - 8,0 моль твердого основания.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве неполярного разбавителя используют ароматический углеводород, такой, как толуол.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс ведут при доведении разбавителя до температуры кипения в случае, если в качестве разбавителя не используют диметилсульфоксид.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют эквимолярные количества мочевины формулы II и алкилирующего средства формулы III.

Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C07C275/06 ациклического насыщенного углеродного скелета

Класс C07D295/195 радикалы, образованные из азотсодержащих аналогов карбоновых кислот


Наверх