Способ получения n,n-диметил-n-(4-хинолинилметил)амина

Способ получения n,n-диметил-n-(4-хинолинилметил)амина

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к органической химии, в частности к способу получения N,N-диметил-N-(4-хинолинилметил)амина формулы (1):

Соединения хинолинового ряда могут найти применение в тонком органическом синтезе, а также производстве продуктов малотоннажной химии - красителей, лекарственных препаратов, средств химической защиты растений, поверхностно-активных веществ, селективных сорбентов и экстрагентов (Ф.А.Селимов, У.М.Джемилев, О.А.Пташко. Металлокомплексный катализ в синтезе пиридиновых оснований. М. Химия. 2003. 303 с.).

Известен способ (J.Watanabe, J.Tsuji, J.Ohsugi. The ruthenium catalized N-alkylation and N-heterocyclization of aniline using alcohols and aldehydes. Tetrahedron Lett. 1981. v.22. №28. p.2667) получения соединений хинолинового ряда общей формулы (2) взаимодействием анилина с непредельными спиртами под действием катализатора RuCl₂(PPh₃)₃ при температуре 180°С по схеме:

Известным способом не может быть получен N,N-диметил-N-(4-хинолинилметил)амин формулы (1).

Известен способ (У.М.Джемилев, Ф.А.Селимов, Р.А.Хуснутдинов, А.А.Фатыхов, Л.М.Халилов, Г.А.Толстиков. Синтез замещенных хинолинов конденсацией анилинов с алифатическими и ароматическими альдегидами под действием катализаторов на основе переходных и редкоземельных элементов. Изв. АН СССР. 1991. №6. С.1407-1413) получения соединения хинолинового ряда общей формулы (3) взаимодействием анилина с масляным альдегидом под действием Pd-содержащего трехкомпонентного катализатора Pd(acac)₂-PPh₃-AlEt₃ при температуре 200°С с выходом 27% по схеме:

Известный способ не позволяет синтезировать N,N-диметил-N-4-хинолинилметил)амин формулы (1).

Предлагается новый способ получения N,N-диметил-N-(4-хинолинилметил)амина общей формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии о-иоданилина с N¹,N¹,N⁴,N⁴-тетраметил-2-бутин-1,4-диамином в присутствии солей хлорида лития (LiCl), карбоната калия (K₂CO₃), палладиевого катализатора Pd(OAc)₂, взятыми в соотношении о-иоданилин: N¹,N¹,N⁴,N⁴-тетраметил-2-бутин-1,4-диамин: LiCl: K₂CO₃: Pd(OAc)₂ = 10:(10-14):10:50:(0.3-0.7), предпочтительно 10:12:10:50:0.5 ммолей, в ДМФА в качестве растворителя при температуре 100°С и атмосферном давлении в течение 18-22 ч. Выход N,N-диметил-N-(4-хинолинилметил)амина (1) составляет 60-78%. Реакция протекает по схеме:

N,N-Диметил-N-(4-хинолинилметил)амин (1) образуется только лишь с участием о-иоданилина и N¹,N¹,N⁴,N⁴-тетраметил-2-бутин-1,4-диамина. В присутствии диалкил(фенил)замещенных ацетиленов или других производных бензола целевой продукт (1) не образуется.

Проведение указанной реакции в присутствии катализатора Pd(OAc)₂ больше 0.7 ммолей по отношению к о-иоданилину не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование катализатора Pd(OAc)₂ менее 0.3 ммолей снижает выход (1), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. LiCl следует брать в эквимольном количестве по отношению к о-иоданилину, а K₂CO₃ в пятикратном избытке. Реакции проводили при температуре 100°С. При более высокой температуре (например, 120°С) увеличиваются энергозатраты, а при меньшей температуре (например, 80°С) снижается скорость реакции.

Существенные отличия предлагаемого способа:

В известном способе используются в качестве исходных соединений анилин и масляный альдегид, реакция идет под действием Pd-содержащего трехкомпонентного катализатора Pd(acac)₂-PPh₃-AlEt₃ при температуре 200°С.

В предлагаемом способе в качестве исходных реагентов применяется о-иоданилин, N¹,N¹,N⁴,N⁴-тетраметил-2-бутин-1,4-диамин, соли хлорида лития (LiCl) и карбоната калия (K₂CO₃), реакция идет под действием палладиевого катализатора Pd(OAc)₂ при температуре 100°С.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:

В отличие от известного способа предлагаемый позволяет получать с высокими выходами N,N-диметил-N-(4-хинолинилметил)амины формулы (1).

Способ поясняется следующими примерами.

ПРИМЕР 1. В стеклянный реактор, установленный на магнитной мешалке, при перемешивании помещают 20 мл ДМФА в качестве растворителя, 10 ммолей о-иоданилина, 12 ммолей N¹,N¹,N⁴,N⁴-тетраметил-2-бутин-1,4-диамина, 10 ммолей LiCl, 50 ммолей K₂CO₃, 0.5 ммолей катализатора Pd(OAc)₂, температуру поднимают до 100°С и выдерживают в течение 20 ч. Из реакционной массы выделяют N,N-диметил-N-(4-хинолинилметил)амин с выходом 71%.

Спектральные характеристики N,N-диметил-N-(4-хинолинилметил)амина (1).

Спектр ЯМР¹³С (CDCl₃, δ, м.д.) N,N-диметил-N-(4-хинолинилметил)амина (1): 45.79, 57.02, 60.98, 121.9, 124.08, 126.41, 129.10, 129.83, 144.55, 148.29, 150.03.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл.1.

Таблица 1
№№ п/п	Соотношение о-иоданилин: N1,N1,N4,N4-тетраметил-2-бутин-1,4-диамин: LiCl: K2CO3: Pd(OAc)2, ммоль	Время реакции, час	Выход (1), %
1	10:12:10:50:0.5	20	71
2	10:14:10:50:0.5	20	76
3	10:10:10:50:0.5	20	63
4	10:12:10:50:0.7	20	78
5	10:12:10:50:0.3	20	60
6	10:12:10:50:0.5	22	74
7	10:12:10:50:0.5	18	65

Опыты проводили в ДМФА в качестве растворителя при температуре 100°С.

Способ получения N,N-диметил-N-(4-хинолинилметил)амина формулы (1) характеризующийся тем, что о-иоданилин подвергают взаимодействию с N¹,N¹,N⁴,N⁴-тетраметил-2-бутин-1,4-диамином в присутствии солей хлорида лития (LiCl), карбоната калия (K₂CO₃), палладиевого катализатора Pd(OAc)₂, при мольном соотношении о-иоданилин: N¹,N¹,N⁴,N⁴-тетраметил-2-бутин-1,4-диамин: LiCl: K₂CO₃: Pd(OAc)₂ = 10:(10-14):10:50:(0.3-0.7), при температуре 100°С и атмосферном давлении в течение 18-22 ч в ДМФА в качестве растворителя.