Способ получения 1-(2-алкинил)пиперидинов

Способ получения 1-(2-алкинил)пиперидинов

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к органической химии, в частности к способу получения 1-(2-алкинил)пиперидинов общей формулы (1):

где R=С₄Н₉, С₆Н₁₃, С₈Н₁₇

Пропаргиламины могут найти применение в тонком органическом синтезе, в частности в синтезе труднодоступных полициклических соединений (А.Т.Бабаян. Внутримолекулярные перегруппировки солей четырехзамещенного аммония. Ереван: Изд. АН АрмССР, 1976, с.159-348).

Известен способ (Э.О.Чухаджян, А.Р.Геворкян, Эл.О.Чухаджян, К.Г.Шахатуни. Синтез диалкил(4-гидрокси-2-бутинил)аминов. ЖОрХ, 2000, т.36, вып.9, с.1304-1305) получения пропаргиламинов, в частности диалкил(4-гидрокси-2-бутинил)аминов общей формулы (2), взаимодействием пропинола с дипропил-, дибутиламинами, морфолином и формальдегидом в среде диоксана в присутствии хлорного железа и ацетата меди при нагревании (90-92°С) в течение 60 ч по схеме:

Известным способом не могут быть получены 1-(2-алкинил)пиперидины общей формулы (1).

Известен способ (А.А.Геворкян, А.С.Аракелян, А.А.Мовсисян, Ж.Л.Джанджулян, К.А.Петросян. Улучшенная методика аминометилирования ацетиленов. ЖОрХ, 2006, т.76, вып.7, с.1223) получения аминометилированных ацетиленов (3) взаимодействием 1 экв. ацетиленового соединения с избытком параформальдегида и вторичного амина, в качестве которых выбраны: диэтиламин, пиперидин и морфолин (1.1-1.3 моля на 1 моль ацетиленового соединения) в присутствии нескольких капель суспензии пересыщенного раствора хлористой меди в ДМФА (1 г соли в 3.5 мл растворителя) при температуре 95-105°С в течение 4-6 ч по схеме:

Известным способом могут быть получены 1-(2-алкинил)пиперидины общей формулы (1) при условии вовлечения в реакцию в качестве вторичного амина (HNR¹ ₂) пиперидина.

Предлагается новый способ получения 1-(2-алкинил)пиперидинов общей формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии алкилацетиленов с 1-(пиперидинометил)пиперидином в присутствии медного катализатора (CuCl), взятыми в соотношении алкилацетилен:1-(пиперидинометил)пиперидин:CuCl=10:(10-12):(0.3-0.7), предпочтительно 10:11:0.5 ммолей, в атмосфере аргона при температуре 80°С и атмосферном давлении в течение 2-4 ч. Выход 1-(2-алкинил)-пиперидинов (1) составляет 76-90%. Реакция протекает по схеме:

Целевые продукты 1-(2-алкинил)пиперидины (1) образуются только лишь с участием алкилацетиленов и 1-(пиперидинометил)пиперидина. В присутствии дизамещенных ацетиленов или других диаминов целевой продукт (1) не образуется.

Проведение указанной реакции в присутствии катализатора CuCl больше 0.7 ммолей не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование катализатора CuCl менее 0.3 ммолей снижает выход (1), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. Реакции проводили при температуре 85°С. При более высокой температуре (например, 100°С) снижается селективность реакции, а при меньшей температуре (например, 75°С) снижается скорость реакции.

Изменение соотношения исходного 1-(2-алкинил)пиперидина в сторону увеличения его содержания по отношению к исходному алкилацетилену не приводит к существенному повышению выхода целевых продуктов (1).

Существенные отличия предлагаемого способа.

В известном способе используется трехкомпонентная смесь исходных реагентов, состоящая из алкилацетиленов, параформальдегида и вторичных аминов, в качестве которых выбраны: диэтиламин, пиперидин и морфолин. Реакции проводят при температуре 95-105°С в растворе ДМФА, при этом выход целевых продуктов не превышает 80%.

В предлагаемом способе используется двухкомпонентная смесь, состоящая из алкилацетиленов и 1-(пиперидинометил)пиперидина. Реакция идет при температуре 80°С без растворителя, выход целевого продукта достигает 90%.

Способ поясняется следующими примерами.

ПРИМЕР. В стеклянный реактор, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 10 ммолей 1-гексина, 11 ммолей 1-(пиперидинометил)пиперидина, 0.5 ммолей катализатора CuCl, перемешивают 3 ч при температуре 80°С. Из реакционной массы выделяют 1-(2-гептинил)пиперидин с выходом 83%.

Спектральные характеристики 1-(2-гептинил)пиперидина (1).

Спектр ЯМР ¹³С (CDCl₃, δ, м.д.) 1-(2-гептинил)-пиперидина (1): 13.21, 13.76, 18.22, 21.77, 25.78, 30.86, 47.89, 53.23, 75.17, 84.91.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице.

Таблица
№№ п/п	Соотношение алкилацетилен:1-(пиперидинометил)пиперидин:CuCl, ммоль	Время реакции, ч	Выход (1), %
1	10:11:0.5	3	83
2	10:12:0.5	3	85
3	10:10:0.5	3	79
4	10:11:0.7	3	90
5	10:11:0.3	3	76
6	10:11:0.5	4	87
7	10:11:0.5	2	78

Реакции проводили при температуре 80°С без растворителя.

Способ получения 1-(2-алкинил)пиперидинов общей формулы (I) где R - C₄H₉, С₆Н₁₃, C₈H₁₇ характеризующийся тем, что алкилацетилены (R-C=CH) подвергают взаимодействию с 1-(пиперидинометил)пиперидином в присутствии катализатора однохлористой меди (CuCl), взятыми в мольном соотношении алкилацетилен: 1-(пиперидинометил)пиперидин: CuCl=10:(10-12):(0,3-0,7) в атмосфере аргона при температуре 80°С и атмосферном давлении в течение 2-4 ч.