Способ получения , -ди(аминометил)-алкадиинов

Способ получения , -ди(аминометил)-алкадиинов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к органической химии, в частности к способу получения α,ω-ди(аминометил)алкадиинов общей формулы (1)

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 α,ω-ди(аминометил)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 может быть осуществлен синтез α,ω-ди(аминометил)алкадиинов общей формулы (1) при условии вовлечения в реакцию в качестве исходных вторичных аминов (R¹R²NH) пиперидина, морфолина и N-метилпиперазина.

Предлагается новый способ получения α,ω-ди(аминометил)алкадиинов общей формулы (1). Сущность способа заключается во взаимодействии α,ω-диацетиленов общей формулы HC≡С-(СН₂)_n-С≡СН, где n=4, 6, 8, с двукратным избытком гем-диамина R₂NCH₂NR₂, где R₂N=пиперидил, морфолил, N-метилпиперазил, в присутствии катализатора однохлористой меди (CuCl), взятыми в соотношении α,ω-диацетилен:гем-диамин:CuCl=10:20:(0.3-0.7), предпочтительно 10:20:0.5 ммолей, без растворителя при температуре 80°С и атмосферном давлении в течение 4-6 ч. Выход α,ω-ди(аминометил)алкадиинов (1) составляет 64-78%. Реакция протекает по схеме

где R₂N=пиперидил, морфолил, N-метилпиперазил.

α,ω-Ди(аминометил)алкадиины (1) образуются только лишь с участием α,ω-диацетиленов и двукратного избытка гем-диаминов. В присутствии дизамещенных ацетиленов или диаминов другой структуры 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 CuI и Al₂O₃ при ультразвуковом облучении, при этом выход целевых продуктов не превышает 56%.

В предлагаемом способе для аминометилирования α,ω-диацетиленов применяются гем-диамины, взятые в двукратном избытке по отношению к α,ω-диацетиленам, реакция идет под действием каталитических количеств CuCl. Выход целевых продуктов достигает 78%.

Способ поясняется следующими примерами.

ПРИМЕР 1. В стеклянный реактор, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 10 ммолей 1,7-октадиина, 20 ммолей (пиперидинометил)пиперидина, 0.5 ммолей катализатора CuCl, перемешивают 5 ч при температуре 80°С. Из реакционной массы выделяют 1-[10-(1-пиперидинил)-2,8-декадиенил]пиперидин с выходом 73%.

Спектральные характеристики 1-[10-(1-пиперидинил)-2,8-декадиенил]пиперидина (1).

Спектр ЯМР ¹³C (CDCl₃, δ, м.д.) 1-[10-(1-пиперидинил)-2,8-декадиенил]пиперидина (1): 14.45, 17.64, 25.69, 26.93, 47.27, 53.62, 75.14, 83.05.

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

Таблица 1
№№ п/п	Исходный гем-диамин	Исходные α,ω-диацетилены	Соотношение α,ω-диацетилен:гем-диамин:CuCl, ммоль	Время реакции, ч	Выход α,ω-ди(амино-метил)алкадиинов (1), %
1	1-(пиперидинометил)-пиперидин	1,7-октадиин	10:20:0.5	5	1-[10-(1-пиперидинил)-2,8-декадиенил]-пиперидин, 73
2	-//-	-//-	10:20:0.7	5	-//-, 78
3	-//-	-//-	10:20:0.3	5	-//-, 68
4	-//-	-//-	10:20:0.5	6	-//-, 76
5	-//-	-//-	10:20:0.5	4	-//-, 69
6	-//-	1,9-декадиин	10:20:0.5	5	1-[12-(1-пиперидинил)-2,10-додекадиенил]-пиперидин, 67
9	-//-	1,11-додекадиин	10:20:0.5	5	1-[14-(1-пиперидинил)-2,12 -тетрадекадиенил]-пиперидин, 64
10	4-(морфолинометил)-морфолин	1,7-октадиин	10:20:0.5	5	4-[10-(4-морфолинил)-2,8-декадиинил]-морфолин, 74
11	1-метил-4-[(4-метил-пиперазино)метил]-пиперазин	1,7-октадиин	10:20:0.5	5	1-метил-4-[10-(4-метил-1-пиперазинил)-2,8-дека-диинилпиперазин, 71

Реакции проводили при температуре 80°С без растворителя.

Способ получения α,ω-ди(аминометил)алкадиинов общей формулы (1): где R₂N - пиперидил, морфолил, N-метилпиперазил,характеризующийся тем, что α,ω-диацетилены НС=С-(СН₂)_n-С≡СН, 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: бисамин: CuCl=10:20:(0,3-0,7), предпочтительно 10:20:0,5 ммолей, при температуре 80°С и атмосферном давлении в течение 4-6 ч.