ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

способ получения n-(1-пропенил)ацетамида

Классы МПК:C07C233/05 с атомами азота карбоксамидных групп, связанными с атомами водорода или с ациклическими атомами углерода
C07C231/12 реакциями, протекающими без образования карбоксамидных групп
C07B35/08 изомеризация
B01J31/20 карбонильные группы
Автор(ы):
Патентообладатель(и):Институт неорганической химии СО РАН
Приоритеты:
подача заявки:
1998-02-27
публикация патента:

Изобретение относится к органической химии, а именно к способу получения N-(1-пропенил)ацетамида путем изомеризации N-(2-пропенил)ацетамида в присутствии каталитически активного карбонильного комплекса металлов VIII группы при комнатной температуре. В качестве каталитически активного карбонильного комплекса используют карбонильный комплекс осмия общей формулы HOs3(OCNR"R"")(CO)10, где R", R"" - Н, алкил, аралкил, алкенил в различных сочетаниях, в среде органического растворителя и концентрациях исходного амида и кластера, равных 2 - 6 и 0,13 - 0,3 моль/л соответственно. Технический результат - упрощение процесса и расширение круга используемых катализаторов. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.

Рисунки к патенту РФ 2132326

Рисунок 1

Изобретение относится к органической химии, а именно к способу получения N-(1-пропенил)ацетамида путем изомеризации N-(2-пропенил)ацетамида в присутствии металлокомплексного кластерного катализатора.

способ получения n-(1-пропенил)ацетамида, патент № 2132326

N-(1-пропенил)ацетамид является представителем класса енамидов, которые широко используются в органической химии для синтеза различных типов соединений. Наиболее важное применение N-(1-пропенил)ацетамида и его аналогов - фотоинициируемое присоединение к алкенам с образованием диенамидов, которые в зависимости от природы и строения используемого алкена являются предшественниками алкалоидов и многих других природных соединений ([1] Lenz G.R. , Synthesis, 1978, р. 489).

Известен способ получения N-(1-пропенил)ацетамида из пропилиден-бис-ацетамида CH3CH2CH(NHCOCH3)2 при термоинициируемом диспропорционировании последнего в вакууме 40 мм рт. ст. при температуре 220oC (масляная баня) ([2] Ben - Ishi D., Giger R., Tetrahedron Lett., 1965, N 50, p. 4523). Выход продукта 65%.

Недостатками данного способа являются небезопасные условия проведения процесса, необходимость в соответствующем оборудовании для поддержания заданной температуры и давления и труднодоступность исходного диамида, который необходимо предварительно получать из пропаналя и N-метилацетамида.

Наиболее близким аналогом-прототипом предлагаемого способа является способ изомеризации N-(2-пропенил)ацетамида в N-(1-пропенил)ацетамид в присутствии в растворе в качестве катализатора моноядерного карбонильного комплекса железа Fe(CO)5 (5 весовых %) в сочетании с УФ-облучением ([3] Hubert A. J. , Moniotte P., Goebbels G., Warin R., Teyssie P.J. Chem. Soc., Perkin II, 1973, N 14, p. 1954). Процесс проводится в отсутствие растворителя при комнатной температуре в течение 20 ч. При этом превращение исходного амида проходит на 60%. По окончании процесса реакционная масса встряхивается с хлоридом железа III для разложения оставшегося пентакарбонила. Затем летучие компоненты - это смесь остатков непрореагировавшего N-(2-пропенил)ацетамида и продукта N-(1-пропенил)ацетамида - отгоняются в вакууме при нагревании, и состав полученной смеси анализируется с помощью ИК- и ЯМР-спектров.

Недостатками известного способа являются сложность процесса, связанная с необходимостью УФ-облучения и использованием соответствующего технического оснащения, а также небезопасность процесса, связанная с чрезвычайно высокой летучестью и токсичностью пентакарбонила железа, его способностью при перегонке (в парообразном состоянии) образовывать горючие смеси с кислородом воздуха.

Кроме того, сложность заключается и в выделении и очистке полученного продукта.

Осложнением процесса является загрязнение реакционной смеси твердыми аморфными продуктами превращения пентакарбонила железа в результате облучения: частично он превращается в нонакарбонил железа Fe2(CO)9, частично - в продукты разложения, такие, как свободный металл и оксиды. Помимо этого, в конце процесса реакционная масса содержит и остатки непрореагировавшего исходного амида в результате неполной конверсии субстрата, что создает дополнительные трудности на стадии выделения и очистки продукта. Смесь плохо фильтруется, хроматографирование, высаживание, перекристаллизация неэффективны. В результате прибегают к разложению остатков пентакарбонила хлоридом железа III и отгонке летучих компонентов из полутвердой массы в вакууме при нагревании. Получают N-(1-пропенил)ацетамид, загрязненный исходным N-(2-пропенил)ацетамидом.

Задачей изобретения является упрощение способа получения N-(1-пропенил)ацетамида и расширение круга используемых катализаторов для изомеризации N-(2-пропенил)ацетамида в N-(1-пропенил)ацетамид.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения N-(1-пропенил)ацетамида путем изомеризации N-(2-пропенил)ацетамида в присутствии каталитически активного карбонильного комплекса металла VIII группы при комнатной температуре в качестве этого каталитически активного комплекса используют карбонильный кластерный комплекс осмия общей формулы HOs3(OCNR"R"")(CO)10, где R", R"" - атом водорода, алкил, аралкил, алкенил в различных сочетаниях, процесс ведут в среде органического растворителя при концентрации N-(2-пропенил)ацетамида и кластерного комплекса осмия, равной 2 - 6 моль/л и 0,13 - 0,3 моль/л соответственно.

Поставленная задача решается также тем, что в качестве органического растворителя используются или бензол, или хлорированные углеводороды, или простые эфиры, при этом относительное содержание кластерного металлокомплексного катализатора составляет 4,7 - 10,7 мол. %.

Отличительными признаками изобретения являются:

в качестве каталитически активного карбонильного комплекса металла используют карбонильный кластерный комплекс осмия общей формулы HOs3(OCNR"R"")(CO)10, где R", R"" - атом водорода, алкил, аралкил, алкенил в различных сочетаниях, процесс ведут в среде органического растворителя при концентрации N-(2-пропенил)ацетамида и кластерного комплекса осмия, равной 2 - 6 моль/л и 0.1 - 0.3 моль/л соответственно;

в качестве органического растворителя используются или бензол, или хлорированные углеводороды, или простые эфиры, при этом относительное содержание кластерного металлокомплексного катализатора составляет 4,7 - 10,7 мол.%.

Указанные карбонильные кластерные Os3 комплексы представляют собой твердые кристаллические вещества, устойчивые на воздухе как при комнатной температуре, так и при нагревании до 100 - 125oC (в отличие от прототипа, где Fe(CO)3 представляет собой жидкое вещество, окисляющееся на воздухе до оксидов, чрезвычайно летучее и токсичное).

Их можно легко очистить от примесей или отделить от целевого продукта с помощью перекристаллизации, хроматографической очистки, экстракции, и можно взять точную навеску этих комплексов и приготовить раствор заданной концентрации (в отличие от прототипа, где, с одной стороны, комплекс жидкий и летучий, и поэтому достаточно трудно отмерить его точно заданное количество, а с другой стороны, процесс ведется в отсутствие растворителя, так что нельзя приготовить стандартный раствор и отбирать необходимое количество комплекса в виде аликвоты). До конца опыта эта концентрация комплекса остается неизменной, так как комплекс не разлагается (в отличие от прототипа). Все это позволяет контролировать процесс и обеспечивает получение надежных воспроизводимых результатов.

Поскольку удается полностью изомеризовать исходный N-(2-пропенил)ацетамид в N-(1-пропенил)ацетамид, этот целевой продукт не требует дополнительной очистки от примесей исходного амида (в отличие от прототипа, где продукт получают в смеси с исходным амидом). После хроматографического отделения от комплекса, целевой продукт сразу представляет из себя чистое индивидуальное соединение.

В процессе реакции комплекс не претерпевает разложения или превращения в другие комплексы, поэтому его (в отличие от прототипа) можно выделить из реакционной смеси в неизменном виде и использовать повторно, что очень важно в целях экономии.

До настоящего времени о каталитической активности карбонильных кластерных осмиевых комплексов HOs3(OCNR"R"")(CO)10 в реакциях изомеризации N-(2-пропенил)ацетамид или его аналогов известно не было, и они никогда не применялись для этих целей. Из примеров и таблицы данной заявки, однако, следует, что такого типа комплексы достаточно активны в описываемых процессах и вполне пригодны для синтеза N-(1-пропенил)ацетамида указанным способом. При этом способ является экономичным, удобным, безопасным, а целевой продукт получают в индивидуальном состоянии и практически с количественным выходом (99 %).

Обычно для повышения активности металлокомплексного катализатора процесс ведут при нагревании, либо при дополнительном облучении. В данном случае достаточно высокая активность кластерного осмиевого комплекса исключает необходимость дополнительной активации процесса за счет увеличения температуры или облучения (в отличие от прототипа), что позволяет избежать накопления в реакционной смеси продуктов разложения или побочных продуктов за счет побочных процессов. Использование способа представлено в примерах.

Пример 1 (типичный)

К навеске N-(2-пропенил)ацетамида (0,1 - 0,25 г) добавляют рассчитанный на заданную концентрацию (2 - 6 моль/л) объем (0,35 - 0,45 мл) предварительно очищенного и высушенного соответствующего органического растворителя (При способе слежения за реакцией методом ЯМР необходимо использовать не содержащие атомов водорода растворители либо дейтерированные хлороформ CDCl3, метиленхлорид CD2Cl2, диэтиловый эфир {С2В3}2O и др., либо четыреххлористый углерод CCl4). В полученный раствор вносят рассчитанную навеску (0,05 - 0,12 г) кристаллического карбонильного Os3-комплекса для создания заданной его концентрации (0,13 - 0,3 моль/л) и обеспечения заданного относительного мольного содержания (4,7 - 10,7 мол.%) этого металлокомплексного катализатора. Раствор помещают в ампулу для съемки спектров ЯМР, выдерживают при комнатной температуре и регистрируют спектр по мере возможности через каждые 15-20 ч до полного исчезновения сигналов исходного N-(2-пропенил)ацетамида. Время реакции регистрируют.

Пример 2 (типичный)

Аналогично примеру 1 готовят раствор (в обычном органическом растворителе и несколько большее количество раствора - в пределах 2 - 3 мл) N-(2-пропенил)ацетамида в смеси с указанным карбонильным комплексом и выдерживают этот раствор при комнатной температуре. За ходом реакции следят хроматографически - по уменьшению пятна исходного N-(2-пропенил)ацетамида на хроматографической пластинке или по его полному исчезновению. Время реакции регистрируют. Для отделения целевого продукта от комплекса растворитель откачивают в вакууме без подогрева и остаток хроматографируют на колонке с использованием циклогексана с добавлением метиленхлорида. Собирают две отдельные фракции - N-(1-пропенил)ацетамида и введенного ранее в раствор и оставшегося неизменным карбонильного комплекса. Из каждой фракции растворитель отгоняют в вакууме без подогрева и твердые остатки взвешивают для контроля. Время полной изомеризации колеблется в пределах 70 - 170 ч в зависимости от фактической концентрации каждого из реагентов и от относительного мольного содержания комплексного катализатора (в мол.%). От выбранного растворителя зависимость времени реакции слабая. Потери продукта в процессе выделения из реакционной смеси незначительные, и выход близок к количественному (~ 99%).

Примеры получения N-(1-пропенил)ацетамида представлены в таблице.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения N-(1-пропенил)ацетамида путем изомеризации N-(2-пропенил)ацетамида в присутствии каталитически активного карбонильного комплекса металла VIII группы при комнатной температуре, отличающийся тем, что в качестве каталитически активного карбонильного комплекса используют карбонильный кластерный комплекс осмия общей формулы

HOs3(OCNR"R"")(CO)10,

где R", R"" - H, алкил, аралкил, алкенил в различных сочетаниях,

процесс ведут в среде органического растворителя при концентрации N-(2-пропенил)ацетамида и кластерного комплекса осмия, равной 2 - 6 и 0,13 - 0,3 моль/л соответственно.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют или бензол, или хлорированные углеводороды, или простые эфиры.

3. Способ получения N-(1-пропенил)ацетамида по пп.1 и 2, отличающийся тем, что относительное содержание кластерного комплекса осмия в реакционной смеси составляет 4,7 - 10,7 мол.%.

Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C07C233/05 с атомами азота карбоксамидных групп, связанными с атомами водорода или с ациклическими атомами углерода

Патенты РФ в классе C07C233/05:
способ регенерации n,n-диметилацетамида в производстве высокопрочных арамидных нитей -  патент 2529023 (27.09.2014)
способ получения вторичных амидов путем карбонилирования соответствующих третичных аминов -  патент 2525400 (10.08.2014)
новые циклические углеводородные соединения для лечения заболеваний -  патент 2524949 (10.08.2014)
способ получения (2е,4е)-n-изобутилдека-2,4-диенамида -  патент 2500664 (10.12.2013)
соединения, представляющие собой стиролильные производные, для лечения офтальмических заболеваний и расстройств -  патент 2494089 (27.09.2013)
способы радиофторирования биологически активных векторов -  патент 2363704 (10.08.2009)
геранильные соединения, фармацевтическая композиция на их основе и применение -  патент 2294323 (27.02.2007)
1,4,5-тризамещенные производные имидазола, способы их получения и фармацевтическая композиция на их основе -  патент 2196139 (10.01.2003)
арилацетамиды, способ их получения, фармацевтическая композиция и способ ее получения -  патент 2125041 (20.01.1999)

Класс C07C231/12 реакциями, протекающими без образования карбоксамидных групп

Патенты РФ в классе C07C231/12:
способ получения 2-амино-2-[2-(4-с3-с21-алкилфенил)этил]пропан-1, 3-диолов -  патент 2529474 (27.09.2014)
способ получения и выделения 2-ациламино-3-дифенилпропионовой кислоты -  патент 2520215 (20.06.2014)
производные аминоалканолов, способ получения аминоалканолов и их применение -  патент 2515213 (10.05.2014)
способ синтеза производных амино-метилтетралина -  патент 2512285 (10.04.2014)
кристаллические формы динатриевой соли n-(5-хлорсалицилоил)-8-аминокаприловой кислоты -  патент 2507196 (20.02.2014)
n-(5-ацетил-2-фторфенил)-n-метилацетамид, способ получения n-[5-(3-диметиламино-акрилоил)-2-фторфенил]-n-метилацетамида и способ получения n-{2-фтор-5-[3-тиофен-2-карбонил-пиразоло [1,5-а]пиримидин-7-ил]фенил}-n-метилацетамида -  патент 2503655 (10.01.2014)
противоопухолевые соединения -  патент 2493147 (20.09.2013)
способ синтеза мандипропамида и его производных -  патент 2470914 (27.12.2012)
способ йодирования ароматических соединений -  патент 2469997 (20.12.2012)
производные 4-замещенной феноксифенилуксусной кислоты -  патент 2463292 (10.10.2012)

Класс C07B35/08 изомеризация

Класс B01J31/20 карбонильные группы

Патенты РФ в классе B01J31/20:
комбинированный способ получения порошка карбонила железа и углеводородов -  патент 2495716 (20.10.2013)
компоненты катализатора для полимеризации олефинов -  патент 2417838 (10.05.2011)
одностадийный способ получения 1,3-пропандиола из этиленоксида и синтез-газа с катализатором с фосфоланоалкановым лигандом -  патент 2302897 (20.07.2007)
синтез алифатических 1,3-диолов с использованием пониженной концентрации лигандов и экстракции водой -  патент 2299192 (20.05.2007)
композиция катализатора и одностадийный способ получения 1,3-пропандиола из этиленоксида и синтетического газа с помощью композиции катализатора с n-гетероциклическим лигандом -  патент 2297881 (27.04.2007)
композиция катализатора и одностадийный способ получения 1,3-пропандиола из этиленоксида и синтетического газа с помощью композиции катализатора на основе кобальта-железа -  патент 2297880 (27.04.2007)
одностадийный способ получения 1,3-диола -  патент 2257262 (27.07.2005)
каталитическая система для получения полиолефинов и композиция, используемая для полимеризации олефинов -  патент 2118203 (27.08.1998)
способ связывания азота -  патент 2116960 (10.08.1998)
способ получения спиртового раствора кобальткарбонильного катализатора -  патент 2077948 (27.04.1997)


Наверх