Способ получения 1-аминометил- , -алкадиинов

Способ получения 1-аминометил- , -алкадиинов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к органической химии, в частности к способу получения 1-аминометил-α,ω-алкадиинов общей формулы (I):

где R₂N = пиперидил, морфолил, N-метилпиперазил.

α,ω-Аминометилированные диацетилены 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 (G.W.Kabalka, L.L.Zhou, L.Wang, M.Pagni. A microwave-enhanced, solventless Mannich condensation of terminal alkynes and secondary amines with para - formaldehyde on cuprous iodide doped aluminia. Tetrahedron 62 (2006) 857-867) получения аминометилированных диацетиленов, в частности 1,4-ди(2-алкинил)пиперазинов общей формулы (2), взаимодействием терминальных ацетиленов с пиперазином и формальдегидом в присутствии стехиометрических количеств иодида меди и окиси алюминия при ультразвуковом облучении с выходом 49-65% по схеме:

Известным способом не могут быть получены 1-аминометил-а,со-алкадиины общей формулы (1).

Известен способ (G.W.Kabalka, L.L.Zhou, L.Wang, M.Pagni. A microwave-enhanced, solventless Mannich condensation of terminal alkynes and secondary amines with para - formaldehyde on cuprous iodide doped aluminia. Tetrahedron 62 (2006) 857-867) получения аминометилированных диацетиленов (3) взаимодействием 1 экв. диацетиленового соединения с избытком параформальдегида и 2 экв. вторичного амина в присутствии стехиометрических количеств иодида меди и окиси алюминия при ультразвуковом облучении с выходом 51-56% по схеме:

Известным способом не может быть осуществлен синтез 1-аминометил-α,ω-алкадиинов общей формулы (1).

Предлагается новый способ получения 1-аминометил-α,ω-алкадиинов общей формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии α,ω-диацетиленов общей формулы НС≡С-(СН₂)_n-С≡СН, где n=4, 6, 8, с эквимольным количеством гем-диамина R₂NCH₂NR₂, где R₂N = пиперидил, морфолил, N-метилпиперазин, в присутствии катализатора однохлористой меди (CuCl), взятыми в соотношении α,ω-диацетилен:гем-диамин: CuCl=10:10:(0.3-0.7), предпочтительно 10:10:0.5 ммолей без растворителя при температуре 80°С и атмосферном давлении в течение 3-5 ч. Выход 1-аминометил-α,ω-алкадиинов (1) составляет 82-98%. Реакция протекает по схеме:

где R₂N = пиперидил, морфолил, N-метилпиперазил.

1-Аминометил-α,ω-алкадиины (1) образуются только лишь с участием α,ω-диацетиленов и гем-диаминов. В присутствии дизамещенных ацетиленов или других диаминов целевые продукты (1) не образуются.

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 80°С. При более высокой температуре (например, 90°С) увеличиваются энергозатраты, а при меньшей температуре (например, 70°С) снижается скорость реакции.

Изменение соотношения исходного гем-диамина в сторону увеличения его содержания по отношению к исходному α,ω-диацетилену не приводит к существенному повышению выхода целевых продуктов (1).

Существенные отличия предлагаемого способа.

В известном способе для аминометилирования α,ω-диацетиленов используются параформальдегид и вторичные амины, реакция идет с участием стехиометрических количеств Cul и Al₂O₃ при ультразвуковом облучении, при этом выход целевых продуктов не превышает 56%.

В предлагаемом способе для аминометилирования α,ω-диацетиленов применяются гем-диамины, реакция идет под действием каталитических количеств CuCl. Выход целевых продуктов достигает 98%.

Способ поясняется следующими примерами:

Пример. В стеклянный реактор, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 10 ммолей 1,7-октадиина, 10 ммолей (пиперидинометил)пиперидина, 0.5 ммолей катализатора CuCl, перемешивают 4 ч при температуре 80°С. Из реакционной массы выделяют 1-(2,8-нонадиинил)-пиперидин с выходом 94%.

Спектральные характеристики 1-(2,8-нонадиинил)-пиперидина (1).

Спектр ЯМР ¹³С (CDCl₃, δ, м.д.) 1-(2,8-нонадиинил)-пиперидина (I): 12.91, 18.65, 22.42, 24.42, 26.25, 27.80, 30.53, 47.20, 52.80, 75.05, 84.03. Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице.

Таблица
№№ п/п	Исходный гем-диамин	Исходные α,ω-диацетилены	Соотношение α,ω-диацетилен:гем-диамин:CuCl, ммоль	Время реакции, час	Выход (1), %
1	1-(пиперидинометил)-пиперидин	1,7-октадиин	10:10:0.5	4	1-(2,8-нонадиинил)-пиперидин, 94
2	-//-	-//-	10:10:0.7	4	-//-, 95
3	-//-	-//-	10:10:0.3	4	-//-, 85
4	-//-	-//-	10:10:0.5	5	-//-, 96
5	-//-	-//-	10:10:0.3	4	-//-, 85
6	-//-	1,9-декадиин	10:10:0.3	5	-//-,88
7	-//-	1,11-додекадиин	10:10:0.3	4	1-(2,10-ундекадиинил)пиперидин, 82
8	4-(морфолинометил)-морфолин	1,7-октадиин	10:10:0.5	4	4-(2,8-нонадиинил)-морфолин, 92
9	1-метил-4-[(4-метилпиперазино)метил]-пиперазин	1,7-октадиин	10:10:0.5	4	1-метил-4-(2,8-нонадиинил)-пиперазин, 91

Реакции проводили при температуре 80°С без растворителя.

Способ получения 1-аминометил-α,ω-алкадиинов общей формулы (1): где R₂N = пиперидил, морфолил, N-метилпиперазил, характеризующийся тем, что α,ω-диацетилены HC≡C-(CH₂)_n-C≡CH, где n=4, 6, 8 подвергают взаимодействию с гем-диаминами R₂NCH₂NR₂, где R₂N такое же, как определено выше, в присутствии катализатора однохлористой меди (CuCl), взятыми в мольном соотношении α,ω-диацетилен:гем-диамин:CuCl=10:10:(0,3-0,7), предпочтительно 10:10:0,5 ммолей без растворителя при температуре 80°С и атмосферном давлении в течение 4-5 ч.