способ получения n-(диметиламинометилен)-1,2,4-триазола

Формула изобретения

Способ получения N-(диметиламинометилен)-1,2,4-триазола взаимодействием триазола и амина в среде растворителя, отличающийся тем, что взаимодействие 1,2,4-триазола с N,N"-тетраметилметилендиамином осуществляют при 70 - 90^oC в среде изопарафинового растворителя (изооктан, изодекан) в течение 3 - 5 ч при мольном соотношении растворитель : 1,2,4-триазол : N,N"-тетраметилметилендиамин (1:1:1) - (2:1:1,2).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к органическому синтезу, конкретно к способу получения N-(диметиламинометилен)-1,2,4-триазола формулы:



Указанное соединение может найти применение в тонком органическом синтезе, а также при получении биологически активных препаратов и присадок к трансмиссионным маслам [Справочник по пестицидам, Москва, "Химия", 1985 г.].

Известен способ получения N-(диметиламинометилен)-1,2,4-триазола [Патент ФРГ N 3238006], заключающийся во взаимодействии 1,2,4-триазола с диметиламином и формалином, с последующей обработкой реакционной массы безводным сульфатом натрия. Реакция протекает в среде хлористого метилена или хлористого этилена в течение 10 - 20 часов. Выход целевого продукта составляет 63 - 65%. К недостаткам указанного способа следует отнести:

1. Низкий выход целевого продукта 63 - 65%.

2. Необходимость использования труднодоступных и дорогостоящих реагентов (хлористый метилен, хлористый этилен, безводный сульфат натрия).

3. Длительность процесса - 10 - 20 часов и его многостадийность (смешение компонентов, конденсация, высаливание целевого продукта из водного раствора, фильтрация, перегонка).

4. Большие энергетические затраты, связанные с многостадийностью и длительностью процесса.

5. Необходимость осуществления биологической очистки образующихся водных стоков, которые загрязнены примесями производных формалина, диметиламина и сульфата натрия.

6. Большой расход реагентов: на 1 моль амина используют 280 - 570 мл растворителя и 280 г безводного сульфата натрия.

Наиболее близким по технологической сущности и полученным результатам является способ получения N-(диметиламинометилен)-1,2,4-триазола взаимодействием 1,2,4-триазола с N,N"-тетраметилметилендиамином в мольном соотношении 1 : (1-1,1) соответственно, в среде ароматического растворителя в присутствии катализатора в количестве 0,01 - 0,03 мол. по отношению к 1,2,4-триазолу, содержащего хлориды или ацетилацетонаты переходных металлов при температуре 80 - 110^oC и атмосферном давлении в течение 2 - 4 часов (Заявка РФ N 96117308/04).

К недостаткам способа-прототипа следует отнести:

1. Необходимость использования токсичных ароматических углеводородов (бензол, толуол, ксилолы).

2. Применение дорогостоящих катализаторов ацетилацетонатов переходных металлов, в частности, на основе Pb, производство которых не освоено даже в опытном масштабе.

3. Отсутствие в способе приемов по регенерации используемых катализаторов, что приводит к удорожанию целевого продукта и делает его экологически не безопасным.

4. Не решен вопрос использования кубовых остатков после выделения N-(диметиламинометилен)-1,2,4-триазола.

Предлагается новый способ синтеза N-(диметиламинометилен)-1,2,4-триазола, свободного от указанных недостатков и удобного для технологической реализации.

Сущность способа заключается во взаимодействии 1,2,4-триазола с N,N"-тетраметилметилендиамином, взятых в мольном соотношении 1 : (1-1,2), преимущественно 1 : 1,05 в изопарафиновом растворителе (изооктан, изодекан), без катализатора при температуре 70 - 90^oC, предпочтительно 80^oC при атмосферном давлении в течение 3 - 5 часов.

Получают N-(диметиламинометилен)-1,2,4-триазол с выходом 95,5 - 98,8%. Реакция протекает по схеме:



В ходе реакции выделяется эквимольное количество диметиламина, который поглощается водой с образованием 20 - 23% раствора диметиламина, используемого в тонком органическом синтезе.

Преимущества предложенного способа заключаются в следующем:

1. Одностадийность процесса (в прототипе 2 стадии).

2. Отсутствие отходов производства.

3. Экологическая безопасность процесса.

4. Процесс осуществляется без катализатора в среде низкотоксичных изопарафиновых растворителей. (Предельно допустимая концентрация для изопарафиновых углеводородов - 300 мг/м³; для ароматических (бензол, толуол) 5 мг/м³ [Вредные вещества в промышленности. Из-во "Химия", Ленинградское отделение, 1976 г.].

Способ поясняется примерами.

Пример 1. В реактор объемом 1 л, снабженный мешалкой, термометром, обратным холодильником, дозатором, помещают 1 моль 1,2,4-триазола, 1,50 моля изооктана при перемешивании нагревают до 80^oC и в течение 1 часа подают 1,05 моля N,N"-тетраметилметилендиамина. Реакционную массу выдерживают при постоянном перемешивании 3 часа, охлаждают, переносят в делительную воронку и отделяют нижний слой - N-(диметиламинометилен)-1,2,4-триазол с выходом 98%. Верхний слой - изооктан возвращают на стадию синтеза N-(диметиламинометилен)-1,2,4-триазола.

Физико-химические характеристики выделенного N-(диметиламинометилен)-1,2,4-триазола: Ткип 79 - 81^o/5 - 6 мм рт.ст.; nD²⁰ = 1,4792.

Найдено %: C 47.58, H 7.89, N 44.37.

Вычислено %: C 47.6, H 7.99, N 44.4.

ПМР спектр ( , м.д.): 2.25 м (6H, CH3); 4.95 7.88 - 8.3 (2H, - N=CH -, CH=N-CH=). M⁺ 126.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице 1.