Способ получения натриевых солей 8-меркаптохинолина или его производных

Способ получения натриевых солей 8-меркаптохинолина или его производных

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается гетероциклических веществ, в частности получения натриевыхсолейпроизводных 8-меркаптохинолина, которые применяются в качестве аналитических реагентов. Цель - упрощение и удешевление процесса. Последний ведут восстановлением 8-хинолинсульфохлорида или его производных смесью гипофосфита натрия и концентрированной соляной кислоты, взятых в молярном соотношении 1:(0,8-1,2), в смеси хлороформа и воды, взятых в объемном соотношении

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1659407 А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТО РС КОМУ С В.ИД ЕТЕЛ Ь СТВУ (21) 4499398/04 (22) 19,09.88 (46) 30.06,91. Бюл. М 24 (71) Институт неорганической химии АН

ЛатвССР (72) Ю.А, Банковский, М.А, Цируле, Я.Э. Леейс, А.П. Стурис и П.И. Брусиловский (53) 547.831(088.8) (56) Lindoy L, F.,Livingstone S. Е., Austral. 3.

Chem.. 1964, ч. 17, М 7, р. 820. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАТРИЕВЫХ

СОЛЕЙ 8-МЕРКАПТОХИНОЛИНА ИЛИ ЕГО

ПРОИЗВОДНЫХ (57) Изобретение касается гетероциклических веществ, в частности получения натриевых солей производных

8-меркаптохинолина. которые применяются в качестве аналитических реагентов. Цель— упрощение и удешевление процесса. Последний ведут восстановлением 8-хинолинсульфохлорида или его производных смесью гипофосфита натрия и концентрироИзобретение относится к способу получения натриевых солей 8-меркаптохинолина или его производных, которые применяются в качестве аналитических реагентов.

Целью изобретения является упрощение и удешевление процесса.

Согласно предлагаемому способу восстанавливают 8-хинопинсульфохлорид или

его производные смесью гипофосфита натрия и соляной кислоты, взятых в моля рном соотношении (йаНгРОг .НгО):HCI = 1:(0,81,2) в смеси хлороформа и воды, взятых в объемном соотношении (2,2 — 1,5):1 при кипении или при кипении в воде. (я)ю С 07 О 215/36, G 01 N 33/20 ванной соляной кислоты, взятых в молярном соотношении 1:(0,8 — 1,2), в смеси хлороформа и воды, взятых в объемном соотношении (2,2 — 1,5):1, при кипении в течение 2 ч. Полученныйый 8-меркаптохинолин действием раствора NaOH в этаноле переводят в натриевую соль. Приведен заместитель в натриевой соли 8-меркаптохинолина; выход, 7; брутто ф-ла. а) —.; 60; CgHeNNa 2НгО; б) 2-метил; 60: С1оНаййа$2Нг0; в) 4-метил;

60; С1оН8ййа$2HzO; г) 6-метил; 80;

С1оНвй Ца$ .2НгО; д) 7-метил; 40;

C

C11H1oNNaS 2НгО: ж) 2,7-диметип; 20;

C>>H1oNNaS 2НгО; 3) 2,5-диметил; 66;

С11Н1оййа$2НгО; и) 2,4,6-триметил; 40;

СаН1гййа$2НгО. Получен также 5-бром- 3

8-меркаптохинолин, выход 53, т. пл. 80 С, брутто-ф-ла C9H6NNaS. Эти условия позволяют использовать более дешевый восстановитель без необходимости очистки целевых продуктов. 1 з.п. ф-лы, 2 табл, Пример 1..Способ получения 8-меркаптохинолина.

К 50 мл хлорсульфоновой кислоты при комнатной температуре медленно по каплям добавляют 10 г свежеперегнанного хи.нолина. Реакционную смесь выдерживают с обратным холодильником при 150 — 160 С 4 ч. После охлаждения смесь медленно выливается на 0,5 кг измельченного льда с перемешиванием, Белый осадок

8-хинолинсульфохлорида отфильтровывают, промывают холодной водой, переносят в реакционную колбу и при перемешивании в течение 5 мин растворяют в 55 мл хлороформа.

1659407

10

30

40

50

Готовят раствор, содержащий 19,5 г (0,185 моль) гипофосфита натрия, 19 мл (0,23 моль) концентрированной соляной кислоты и 25 мл дистиллированной воды, Растворы смешивают, добавляют 0,01 r катализатора тетрабутиламмония бромистого. и нагревают с обратным холодильником на кипящей водяной бане в течение 2 ч. При этом цвет водной фазы постепенно становится желтым, а потом оранжево-красным. Реакционную смесь охлаждают без отделения хлороформного слоя, водную фазу нейтрализуют насыщенным раствором ацетата натрия (65 мл) до рН 4-6 и встряхивают в течение 1 мин для более полной экстракции

8-меркаптохинолина хлороформом.

Для перевода свободного 8-меркаптохинолина в натриевую соль к полученному хлороформному раствору прибавляют 5%ный раствора NaOH в этаноле (27 — 30 мл), Образовавшийся желтый осадок натриевой соли 8-меркаптохинолина отфильтровывают и сушат в вакуумном шкафу. Выход 6,1 r (36% к исходному хинолину).

П р им е р 2. Способ получения 4,6-диметил-8-меркаптохинолина, К 10 г (0,035 моль) 4,6-диметилхинолина при охлаждении небольшими порциями прибавляют к 50 мл хлорсульфоновой кислоты и нагревают с обратным холодильником в течение 3 ч при 150 С. После охлаждения реакционную смесь выливают на 500 г измельченного льда. Белый осадок

4,6-диметил-8-хинолинсульфохлорида промывают охлажденной водой, переносят в колбу и растворяют в 30 мл хлороформа, Добавляют в эту же колбу 0,01 r катализатора тетрабутиламмония хлористого, В колбу добавляют раствор, содержащий 14 r (0,13 моль) гипофосфита натрия, 13 мл (0,16 моль) концентрированной соляной кислоты и 19 мл воды. Колбу с реакционной смесью нагревают на водяной бане с обратным холодильником в течение 2 ч. Хлороформный слой становится интенсивно красным. После охлаждения реакционную смесь нейтрализуют насыщенным раствором ацетата натрия до рН 4 — 6 (около 40 мл), интенсивно встряхивают, добавляют около 20 мл 5%-ного этанольного раствора NaOH. Сразу же выделяется желтый осадок натриевой соли

4,6-диметил-8-меркаптохинолина, Образовавшийся осадок соли отфильтровывают и сушат в вакуумном шкафу, Выход 7,7 r (48% к исходному 4,6-диметилхинолину).

Аналогичным способом получают другие метильные производные 8-меркаптохинолина приведенные в табл. 1, 7

Пример 3, Способ получения 5бром-8-мерка птохи нолина.

К 50 r хлорсульфоновой кислоты при комнатной температуре небольшими порциями добавляют 10 г(0,048 моль) 5-бромхинолина и нагревают с обратным холодильником 3 ч при 130 — 150 С, После охлаждения реакционую смесь медленно выливают на 250 г измельченного льда. Осадок отфильтровывают, промывают водой, переносят в химический стакан, растворяют в 30 — 35 мл хлороформа и отделяют хлороформный слой от водной суспензии и нераство ряющейся в хлороформе

5-бром-8-хинолинсул ьфокислоты. Хлороформный раствор сушат над безводным

NazSO4 и выпаривают. Получают 9,2 г 5бром-8-хинолинсульфохлорида.

19 г (0,19 моль) гипофосфита натрия растворяют в 30 мл воды, добавляют 20 мл (0,24 моль) концентрированной HCI, 9,2 r (0,03 моль) 5-бром-8-хинолинсульфохлорида и нагревают. Реакционная смесь закипает, становится желтой, потом красной. Весь

5-бром-8-хинолинсульфохлорид растворяется. Кипятят еще 15 мин. За это время цвет реакционной смеси меняетсмя на оранжевый и выпадает желтый осадок гидрохлорида 5-бром-8-мерка птохинолина. К реакционной смеси добавляют 600 мл воды и подщелачивают 20% ным раствором

NaOH до рН 10. Осадок растворяется, Пол-. ученный раствор натриевой соли 5-броммеркаптохинолина фильтруют, нейтрализуют ледяной уксусной кислотой до рН 4 — 6. Выделяется почти бесцветный осадок 5-бром-8-меркаптохинолина, который отфильтровывают, промывают водой, сушат в вакуумном шкафу, Выход 3,8 г (33% к исходному 5-бромхинолину), Нейтрализацией этанольного раствора

5-бром-8-меркаптохинолина гидроксидом натрия получают натриевую соль реагента, Пример 4. Аналогично примеру 1 готовят раствор 8-хинолинсульфохлорида.

Готовят раствор, содержащий 19,5 г (0,184 моль) гипофосфита натрия, 12 мл (0,15 моль) концентрированной соляной кислоты и 25 мл дистиллированной воды, Растворы смешивают, добавляют 0,01 r катализатора тетрабутиламмония бромистого и нагревают с обратным холодильником на кипящей водяной бане в течение 2 ч. При этом цвет водной фазы постепенно становится желтым, а потом оранжево-красным. Реакционную смесь охлаждают без отделения хлороформного слоя, водную фазу нейтрализуют насы щен н ым раствором ацетата натрия (65 мл) до рН 4 — 6 и стряхивают в течение 1 мин

1659407 для более полной экстракции 8-меркаптохинолина хлороформом.

Для перевода свободного 8-меркаптохинолина в натриевую соль к полученному хлороформному раствору прибавляют 5 ный раствор NaOH в этаноле (27 — 30 мл).

Образовавшийся желтый осадок натриевой соли 8-меркаптохинолина отфильтровывают и сушат в вакууме, Выход натриевой соли

8-меркаптохинолина по отношению к хинолину составляет 36 . Выход натриевой соли 8-меркаптохинолина по отношению к сульфохлориду составляет 60o

Пример 5. Аналогично примеру 2 готовят раствор 4,6-диметил-8-хинолинсульфохлорида. Добавляют в этот раствор

0,01 г катализатора тетрабутиламмония хлористого. Готовят раствор, содержащий 14 г (0,13 моль) гипофосфита натрия и 8,5 мл (0,11 моль) концентрированной соляной кислоты и 19 мл дистиллированной воды.

Растворы смешивают. Колбу с реакционной смесью нагреваютна водяной бане с обратным холодильником в течение 2 ч. Хлороформный слой становится интенсивно красным. После охлаждения реакционную смесь нейтрализуют насыщенным раствором ацетата натрия до рН 4 — 6 (около 40 мл), интенсивно встряхивают, добавляют около

20 мл 5 -ного этанольного раствора NaOH.

Выделяется желтый осадок натриевой соли

4,6-диметил-8-меркаптохинолина. Образовавшийся осадок отфильтровывают и сушат в вакуумном шкафу. Выход натриевой соли

4,6-диметил-8-меркаптохинолина по отношению к сульфохлориду и к хинолину 80 и

48 соответственно.

Пример 6. Аналогично примеру 3 готовят раствор 5-бром-8-хинолинсульфокислоты. Хлороформный раствор сушат над безводным NazS04 и выпаривают. Получают 9,2 r 5-бром-8-хинолинсульфохлорида.

19 г(0,18 моль) гипофосфита натрия растворяют в 30 мл дистиллированной воды, добавляют 11,5 мл (0,14 моль) концентрированной соляной кислоты, 9,3 г (0,03 моль)

5-бром-8-хинолинсул ьфохлорида и нагревают. Реакционная смесь закипает, становится желтой, поток красной. Весь

5-бром-8-хинолинсульфохлорид растворяется, Кипятят еще 15 мин. За это время цвет реакционной смеси меняется на оранжевый и выпадает желтый осадок гидрохлорида 5бром-8-меркаптохинолина. Аналогична примеру 3 из гидрохлорида 5-бром-8-меркаптохинолина получают 5-бром-8-меркаптохинолин, выход которого составляет по отношению к сульфохлориду и к хинолину, соответственно 53 и 33 .

55 среде вода — хлороформ.

К 50 мл хлорсульфоновой кислоты при комнатной температуре небольшими порциями добавляют 10 г(0,048 моль) 5-бромхинолина и нагревают с обратным .холодильником 3 ч при 130 — 150 С. После

Катализатор мало влияет на выход продукта, поэтому можно проводить реакцию и без катализатора.

Пример 7. Проведение синтеза без катализатора.

К 50 мл хлорсульфоновой кислоты при комнатной температуре медленно по каплям добавляют 10 r свежеперегнанного хинолина. Реакционную смесь выдерживают с обратным холодильником 4 ч при 150160 С. После охлаждения смесь выливают на 0,5 кг льда при перемешивании. Осадок

8-хинолинсульфохлорида отфильтровывают, промывают ледяной водой, переносят в реакционную колбу и растворяют в 55 мл хлороформа.

Готовят раствор, содержащий 19,5 г (0,185 моль) гипофосфита натрия в 25 мл воды, и добавляют 19 мл (0,23 моль) концентрированной соляной кислоты. Растворы смешивают и нагревают с обратным холодильником на кипящей водяной бане в течение 4 ч. При этом цвет водяной фазы постоянно становится желтым, а потом меняется на оранжево-красный. Реакционную смесь охлаждают без отделения хлороформного слоя и нейтрализуют насыщенным раствором ацетата натрия (ni65 мл) до рН

4 — 6. Реакционную смесь встряхивают в течение 1 мин для более полной экстракции

8-меркаптохинолина хлороформом.

Для перевода 8-меркаптохинолина в натриевую соль к хлороформному раствору добавляют 5 -ный раствор NaOH в этаноле (30 мл). Образовавшийся желтый осадок натриевой соли отфильтровывают и сушат.

Получают 5,3 г натриевой соли 8-меркаптохинолина, что составляет 52 от теоретического по отношению к

8-хинолинсульфохлориду и 31 по отношению к хинолину.

Найдено, : S — 14,50.

С9Н6ИЯМа 2Н20

Вычислено, : S 14,63.

5-Бром-8-хинолинсульфохлорид в двухфазной системе вода — хлороформ при температуре кипения хлороформа восстанавливается с низким выходом. Поэтому восстановление проводят при более высокой температуре в водном растворе.

Так как система однофазная межфазный катализатор не требуется.

Пример 8. Проведение процесса получения 5-бром-8-меркаптохинолина в

1659407 охлаждения реакционную смесь медленно вливают на 250 г льда. Осадок отфильтровывают, промывают холодной водой и растворяют в 35 мл хлороформа.

Готовят раствор 19 г (0,18 моль) гипофосфита натрия в 19 мл воды и 19 мл концентрированной соляной кислоты.

Растворы смешивают, добавляют 0,01 г катализатора — тетрабутиламмония бромистого и нагрева;от на кипящей водяной бане в течение 2 ч. После охлаждения реакционную смесь нейтрализуют насыщенным раствором ацетата натрия до рН 4 — 6.

Хлороформный слой отделяют и выпаривают. Получают 0,2 г 5-бром-8-меркаптохинолина (т. пл. 80 С), 2,8%, по отношению к

5-бром-8-хинолинсульфохлориду и 1,7% по отношению к 5-бромхинолину. . Найдено, %; S 13,00.

CoHsNSBr

Вычислено, %: S 13,35.

В табл. 2 приведены данные элементного анализа и данные УФ-спектров полученных соединений.

Использование гипофосфита натрия, соляной кислоты в меньших количествах, чем в соотношении (NaHzP0z НгО ): (HC1)

= 1:0,8, приводит к снижению выхода целевого продукта, Использование гипофосфита натрия и соляной кислоты в больших количествах, чем в соотношении (NaH2P02 НгО): (HCI)

= 1:1,2 не увеличивает выхода целевого продукта, Реакция восстановления 8-хинолинсульфохлорида и его метильных производных протекает в двухфазной системе вода— хлороформ, где водная фаза — раствор гипофосфита натрия с добавлением соответствующего количества соляной кислоты и в хлороформе — раствор сульфохлорида.

В водном растворе востановление 8-хинолинсульфохлорида и его метильных производных не происходит из-за гидролиза

8-хинолинсульфохлоридов до 8-хинолин, сульфокислот.

Хлороформ не смешивается с водой и хорошо растворяет сульфохлориды.

При комнатной температуре реакция восстановления не протекает и наблюдается гидролиэ 8-хинолинсульфохлорида и выделение 8-хинолинсульфокислоты, поэтому реакционную смесь доводят до кипения хлороформа 61,2 С.

Для ускорения начала реакции восстановления можно использовать катализатор

5 — тетрабутиламмоний бромистый.

5-Бром-8-хинолинсульфохлорид наиболее устойчив к гидролизу и его можно восстанавливать в растворе соляной кислоты при нагревании, В двухфазной системе вода

10 — хлороформ реакция не идет, так как хлороформ имеет низкую температуру кипения.

В известном способе целевой продукт содержит примесь олова, что недопустимо для аналитического реагента, применяемо15 ro для определения металлов, Поэтому проводят дополнительную очистку конечного продукта. При использовании предлагаемого способа целевой продукт не подвергают дополнительной очистке, а в три стадии пол20 учают 8-меркаптохинолин и его производные. В этом способе используются более дешевые восстановители по сравнению с известным способом.

Способ может быть использован в про25 изводстве аналитических реагентов.

Формула изобретения

1, Способ получения натриевых солей

8-меркаптохинолина или его производных

30 формулы R В

В

Ri (1

35 Цц где R> — H, СНз, Rz — Н, СНзВг, восстановлением 8-хинолинсульфохлорида или его производных с использованием соляной кислоты и превращением полученно40 го продукта в его натриевую соль, о т л и ча ю шийся тем, что, с целью упрощения и удешевления процесса, восстановление

8-хинолинсульфохлорида или его производных проводят смесью гипофосфита натрия и

45 концентрированной соляной кислоты, взятых в малярном соотношении 1:(0,8-1,2) в смеси хлороформ:вода, взятых в объемном соотношении, равном (2,2-1,5);1, при кипении реакционной массы.

50 2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что процесс восстановления проводят в воде.

1659407

Вещество

Выход натриевых солей по отношению по отношению к сульфо- к хинолину хлориду

36

60

32

37

40

2, 7-Диметил-8-меркаптохинолин, натриевая соль

66

40

53

8-Меркаптохинолин, натриевая соль

2-Метил-8-меркаптохинолин, натриевая соль

4-Иетил-S-меркаптохинолин, натриевая соль

6-Метил-8-меркаптохинолин, натриевая соль

7-Метил-8-меркаптохинолин, нат-. риевая соль

4,6-Диметил-8меркаптохинолин, натриевая соль

2,5-Диметил-8меркаптохинолин, натриевая соль

2,4,6-Триметил8-меркаптохинолин, натриевая соль

5-Бр ом-8-меркаптохинолин, основание

Т а б л и ц а 1

1659407

Таслнда2

L >

Спектральные данные аниме элементного анализа

С1>ммарнвя формула

Вещество

Г ? Т

/Г>41ек> Jtll>>cc

Иатриевая соль

8-меркаптохннолнна

49,30 4,60

6,48 14 ° 70

O9NINSNa 2HIO

6, 39 14,63

49,00 4,62

260 22300

Яатриевая соль

1 -метил-8-меркаптохинолина

5,95 13,80

51>44 5, 18

С1оИВИЗНв ° 2lltO 51,64 5,28

6,01 13 >75

262 22800

6 ° 01 13>75

51,44 5, 18

С1о ИЭИЗНа 2ИВО 51,50 5,25

6, 19 13,89

258 !8700

С HSNSNe 2И О 51,57

51,44 5, 18

5>99 13,85

263 23000

6,01 13,75

5,29

«атриевая соль

9"ìåòíë-B-мерхвптохннолинв

СоllINSN» 2Н 0 51,30 5,09 6,12 13,84

51>44 5 ° 18

6>01 13, 75

263 23000

5,28 12>09

49,80 6,07

5,40 12,29

Сн И>ИВНв 2802 49 ° 99 6 28

267 24400

СМ НтьНВНв ° 2И>О 53,30 5,70

5ЯО 1315 - 5338 566 566 1295

5$,16 4,62

С12 И!1 И$Иа 2ИоО 55 4 О 4 70

5,36 12,27

5,50 12,49

266 18800

5-Бром-8-мерхаптохинолин

6,00 13,45 33,40 45,01 2,51

45>31 2,70

С9 И NSNa

5,83 13>35 33>28 257 16500

Составитель Г. Жукова

Редактор Т. Лазоренко Техред М.Моргентал

Корректор M Кучерявая

Заказ 1817 Тираж 262 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

«атрнееая соль

4-метил-8-мер«аптохинолннв

«атриееая соль

8-метил-8-мерхвптохинолнна

Нвтриевая соль

4 ° 6"диметнл-8-!

>ерквптохннопина

Натрневая соль

2,7-днматил-8Меркаптохиноли на

Натриевая соль

2,5-диметил-8маркаптохннолина

Нвтриевая соль

2,4 ° 6-трнметил8-меркаптохииолинв

Л

1 1 I 1

С И Н S Br С Н Н S Sr С„1!а 1&На 2Н О 53,60 5,49 5,73 13,!5 — 53,38 5,66 5>66 12>95 - 260 19500