Способ получения арилизоцианатов

Способ получения арилизоцианатов

Реферат

Изобретение относится к способам получения производных изоциановой кислоты реакциями первичных аминов с карбонилгалогинидами для органического синтеза.

В литературе известны способы получения изоцианатов, полиизоцианатов, ароматических изоцианатов. [Россия, патент №2063963, заявлено 26.02.92 г., опубл. 20.07.96 г.; Франция, патент №930566644/4, заявлено 16.10.92 г., опубл. 25.10.93 г.; Россия, патент №2007391, заявлено 10.06.91 г., опубл. 15.02.94 г.].

Описан способ получения изоцианатов реакцией нитросоединений с окисью углерода при высоком давлении и температуре в присутствии жидкого катализатора на основе дихлорбис - (хинолин) палладия. [Япония, заявка №26.0049, заявлено 14.05.85 г., опубл. 18.11.86 г.].

Недостатком данного способа является использование специального оборудования и применение дорогостоящего катализатора.

Известен способ получения изоцианатов взаимодействием первичного амина с фосгеном, растворенном в изоцианате. [Германия, патент №02162840, заявлено 6.11.95 г., опубл. 30.05.96 г.]. Условие проведения реакции - температура 60-180°С и давление 1-30 Бар.

Недостатком данного метода являются жесткие технологические параметры и требования к качеству изоцианатов.

Наиболее близким из аналогов заявленного способа является способ получения органических изоцианатов, заключающийся в фосгенировании аминов при температуре (-3)-(-9)°С с последующим нагревом реакционной массы для завершения реакции и выделения изоцианата из раствора. [Россия, патент №2049774, заявлено 05.05.91 г., опубл. 10.12.95 г.].

Одним из условий проведения фосгенирования аминов по этому методу, является ввод амина в реакционную зону при тщательном контроле мольного соотношения фосгена к амину, что является его основным недостатком, приводящим к сложности реализации в условиях химических лабораторий.

Задачей данного изобретения является получение препаративных количеств изоцианатов для обеспечения синтеза органических соединений, в том числе физиологически активных веществ (ФАВ), с учетом особенностей химических свойств, без использования дорогостоящего специального оборудования и без снижения качества целевого продукта. Задача достигается за счет предлагаемого способа получения алкил-, арилизоцианатов фосгенированием соответствующего первичного амина раствором фосгена в неполярном растворителе, путем подачи раствора амина или соответствующего гидрохлорида в полярном растворителе и проведения реакции в среде, образуемой смесью полярного и неполярного растворителей, при температуре от 0 до 30°С.

Реализация данного способа приводит к возможности образования и перевода в целевой продукт соответствующих нафтилкарбомоилхлоридов. Проведение реакции при температуре от 0°С не требует специального оборудования и тщательного контроля мольного соотношения фосгена к амину.

Сущность процесса заключается во взаимодействии амина с фосгеном в условиях 5-кратного (мольного) избытка фосгена, что препятствует образованию побочных продуктов. Смешение растворителей в реакционной зоне позволяет проводить реакцию в среде, отвечающей технологическим требованиям: индифферентность к фосгену, различная растворимость по отношению к исходному и конечному продукту. Это позволяет обеспечивать непрерывный ввод реагентов и отвод целевого продукта в форме раствора, суспензии, твердого вещества из зоны реакции, исходя из целей и направлений использования изоцианата как полупродукта. Не прореагировавший амин сохраняется в зоне реакции.

В качестве реакционной среды используется система растворителей: ацетонитрил - бензол, хлористый бензол - четыреххлористый углерод.

Для выделения конечного продукта реакционная масса обрабатывается N,N-диметилформамидом в количестве 1-5 объемных % от вводимого в реакцию амина, для достижения полной конверсии аминов.

Гидродинамическая составляющая условий процесса осуществляется подачей дополнительного количества фосгена барботажем газообразной смеси фосген - азот в соотношении 1:1 в течение 2-3 часов.

Пример 1. В реактор емкостью 500 мл помещают 100 мл насыщенного раствора фосгена в бензоле и подают одновременно 0,01 моля 1-нафтиламина в 100 мл ацетонитрила и 100 мл раствора фосгена в бензоле, при перемешивании и температуре до 30°С. Проводят дополнительное перемешивание барботированием смесью азот - фосген в течение 3 часов. Реакционную массу отбирают, обрабатывают диметилформамидом, упаривают, фильтруют, перекристаллизовывают, сушат.

Получают 1,36 г (80,1%). Найдено: С 77,29; 77,40. Н 4,30; 4,40. N 8,10; 8,05.

C₁₁H₇NO. M 169,0. Вычислено С 78,10; Н 4,14; N 8,28. Качество полученного продукта подтверждается методом хромато-масс-спектрометрического анализа.

Пример 2. В реактор емкостью 500 мл помещают 100 мл насыщенного раствора фосгена в четыреххлористом углероде и подают одновременно 0,01 моля фениламина в 100 мл хлористого бензола и 100 мл раствора фосгена в четыреххлористом углероде, при перемешивании и температуре до 30°С. Проводят дополнительное перемешивание барботированием смесью азот-фосген в течение 3 часов. Реакционную массу отбирают, обрабатывают N,N-диметилформамидом, упаривают, фильтруют, перекристаллизовывают, сушат.

Получают 1,005 г (84,45%). Найдено: С 69,85; 69,30. Н 4,30; 4,25. N 11,46; 11,35. C₇H₅NO. M 119,0. Вычислено С 70,59; Н 4,20; N 11,76. Качество полученного продукта подтверждается методом хромато-масс-спектрометрического анализа.

Пример 3. В реактор емкостью 500 мл помещают 100 мл насыщенного раствора фосгена в четыреххлористом углероде и подают одновременно 0,01 моля 2-нафтиламина в 100 мл ацетонитрила и 100 мл раствора фосгена в бензоле, при перемешивании и температуре до 30°С. Проводят дополнительное перемешивание барботированием смесью азот-фосген в течение 3 часов. Реакционную массу отбирают, обрабатывают N,N-диметилформамидом, упаривают, фильтруют, перекристаллизовывают, сушат.

Получают 1,305 г (77,2%). Результаты соответствует примеру 1. Качество полученного продукта подтверждается методом хромато-масс-спектрометрического анализа.

Таким образом, предлагаемый способ получения алкил-, арил-изоцианатов фосгенированием соответствующих первичных аминов фосгена в среде, образуемой смесью полярного неполярного растворителей при температуре от 0 до 30°С, по сравнению с ближайшим аналогом, не требует жесткого контроля мольного соотношения фосген - амин.

Способ экономичен, пригоден для синтеза и наработки препаративных количеств изоцианатов, реализуем для синтеза в химических лабораториях, и позволяет осуществлять получение изоцианатов необходимого качества для обеспечения синтеза ФАВ.

1. Способ получения арилизоцианатов фосгенированием соответствующего амина, растворенного в полярном растворителе, фосгеном, растворенным в неполярном растворителе, при температуре от 0 до 30°С и нормальном атмосферном давлении, отличающийся тем, что при выделении целевого продукта реакционную массу обрабатывают N,N-диметилформамидом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что N,N-диметилформамид добавляют в количестве 1-5 об.% от вводимого в реакцию амина.