Способ получения 2-диметиламино-1,3-бис(фенилтиосульфонил)пропана

Способ получения 2-диметиламино-1,3-бис(фенилтиосульфонил)пропана

Реферат

Изобретение относится к области синтеза биологически активных соединений, конкретно, к способу получения инсектицида - 2-диметиламино-1,3-бис(фенилтиосульфонил)пропана (банкол, Бенсульбан, Викбенон, рубан), который находит применение как высокоэффективный инсектицид против чешуекрылых и жесткокрылых вредителей сельскохозяйственных культур, в частности против колорадского жука в посевах картофеля [Мельников Н.Н. и др. Пестициды и регуляторы роста растений / Справочник, М.: «Химия», 1995, с.333].

Описано получение банкола путем взаимодействия раствора 1 - диметиламино-2,3-дихлорпропана (1-ДМА-2,3-ДХН) в среде этилового спирта и этилата натрия с бензолтиосульфонатом натрия (БТСФ) в этиловом спирте при 80°C в течение 2 часов. Выделившийся NaCl отфильтровывают, растворитель упаривают, выпавшие кристаллы «Банкола» (т.пл. 82-83°C) выделяют дробной кристаллизацией ввиду хорошей растворимости целевого продукта в этиловом спирте [CH 548381. Verharen zur Herstellung never 2 - Aminopropanverbindungen].

Этот способ в лабораторных условиях был нами опробирован, выход продукта составил 49-51% от теоретического. Недостатком способа является применение спиртового раствора сырья, этилата натрия, последний получают из безводного спирта и металлического натрия, кроме того, 1-диметиламино-2,3-ДХП не выпускается в промышленности. Если суммировать все стадии подготовки сырья и материалов, то получится процесс все-таки довольно сложным (многостадийный) и выход целевого продукта недостаточно высокий.

Описано также получение банкола путем смешивания 1-диметиламино-2,3-дихлорпропана в этиловом спирте с расчетным количеством БТСФ. Смесь выдерживают при кипячении 2 часа. NaCl отфильтровывают, банкол перекристаллизовывают из диэтилового эфира [JP 13755. Способ получения гетероциклических аминосоединений]. Выход целевого продукта 57%. Недостатком способа является применение горючих и легковоспламеняющихся жидкостей и недостаточно высокий выход продукта.

Наиболее близким способом по технической сущности и достигаемому результату является получение банкола с выходом 61-62% от теоретического взаимодействием 1-диметиламино-2,3-ДХП и БТСФ в среде спиртового раствора NaOH при кипячении в течение 2 часов. [Konishi Kazuo. Studies on organic insecticides Part XIII. Sindesus of nereistoxin and related compounds // Agr. and Biol. Chem., 1970, V.34, N.10, p.1549-1560]. Недостатком способа получения банкола является сложность выделения целевого продукта, т.к. в среде едкого натра последний растворяется в спирте и не ясно, как выделять из фильтрата продукт в присутствии едкого натра, а также недостаточно высокий выход продукта.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке усовершенствованного способа получения 2-диметиламино-1,3-бис(фенилтиосульфонил)пропана (банкол) и повышении выхода продукта. Технический результат при использовании заявляемого способа выражается в повышении выхода целевого продукта и упрощении способа его получения.

Вышеуказанный технический результат достигается способом получения 2-диметиламино-1,3-бис(фенилтиосульфонил)пропана взаимодействием 2-диметиламино-1,3-дихлорпропана с бензолтиосульфонатом натрия в присутствии растворителя - изопропилового спирта, особенность которого заключается в первоначальном получении 2-диметиламино-1,3-дихлорпропана (2-ДМА-1,3-ДХП) взаимодействием 33-38% водного раствора диметил-амина (ДМА) с хлористым аллилом (ХА) при мольном соотношении ДМА:ХА, равном 1,1-1,5:1,0, в течение 3-4 часов при температуре 50-55°C с образованием гидрохлорида диметилаллиламина (ДМАА), который без выделения затем хлорируют при 7-13°C в течение 8-10 ч с получением хлоргидрата 1-диметиламино-2,3-дихлорпропана (ХГ 1-ДМА-2,3-ДХП). Последний, после удаления остатков хлора, нейтрализуют 44-46%-ным водным раствором щелочи при мольном соотношении ХГ 1-ДМА-2,3-ДХП: щелочь, равном 1:1,25-1,5, с образованием 2-ДМА-1,3-ДХП (в следствие изомеризации 1-диметиламино-2,3-ДХП), который отделяют в виде аминного слоя, сушат, растворяют в изоприловом спирте и конденсируют с бензолтиосульфанатом натрия при мольном соотношении 2-ДМА-1,3-ДХП:БТСФ, равном 1:2-2,04 в течение 1,5-2,5 часов при температуре 70-79°C. Выделившиеся кристаллы NaCl отфильтровывают под вакуумом при 70-75°C, затем реакционную массу охлаждают до 20-10°C и отфильтровывают выпавшие кристаллы целевого 2-диметиламино-1,3-бис (фенилтиосульфонил)пропана, выход 79-81,5%. Изопропиловый спирт берут в 2,0-2,5 раза больше по отношению к массе исходных соединений. В качестве щелочи используют водный раствор едкого натра или кали.

Схема реакций:

Преимуществами предложенного способа являются:

- доступность реагентов;

- сокращение стадий получения банкола до минимума;

- проведение синтеза банкола в безопасной, гомогенной среде и отсутствие применения легковоспламеняющихся жидкостей;

- повышение выхода продукта за счет применения изопропилового спирта и проведения синтеза в гомогенной фазе.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1. В реактор с перемешивающим устройством загружают 4,95 г (0,11 моль) ДМА в виде 33%-ного водного раствора и дозируют 7,65 г (0,1 моль) хлористого аллила в течение 1 часа, температура (50°C) реакционной смеси поддерживается дозированной подачей хлористого аллила, перемешивают до постоянного значения хлор-иона (2 ч) (по известным методам определения хлоридов). Избыток ДМА удаляют с помощью инертного газа и улавливают водой. Слабый раствор ДМА может быть возвращен в производство ВПК-402. Полученный продукт - гидрохлорид диметилаллил-амина без выделения в свободном виде хлорируют. Реактор дополнительно снабжают резиновым отводом для подачи хлора и при температуре 7°C через барботер подают хлор в течение 8 часов. После окончания хлорирования гидрохлорида ДМАА реакционную массу отдувают азотом в течение 20-30 минут. После удаления остаточного хлора полученный хлоридгидрат 1-ДМА-2,3-ДХП (отсутствие двойной связи определяют методом бромного числа) нейтрализуют 5,0 г (0,125 моль) NaOH в виде 44%-ного водного раствора при комнатной температуре (одновременно происходит нейтрализация ХГ 1-ДМА-2,3-ДХПа и изомеризация его в 2-ДМА-1,3-ДХП). Мольное соотношение ХГ 1-ДМА-2,3-ДХП:NaOH=1:1,25. Реакционную смесь перемешивают в течение 0,5-1 часа и берут пробу на анализ. Для этого пробу обрабатывают 40%-ным водным раствором NaOH, аминный слой выделяют и определяют 2-ДМА-1,3-ДХП на ГЖХ. Реакционную смесь переносят в делительную воронку, отделяют слой 2-ДМА-1,3-ДХПана, сушат и снова загружают в реактор, добавляют 111 мл изопропилового спирта, нагревают до 70°C и дозируют 39,98 г (2,04 моль) бензолтиосульфоната натрия, выдерживают при 79°C в течение 1,5 часа. NaCl отфильтровывают при 70°C под вакуумом. Выделяется расчетное количество NaCl. Оставшуюся массу охлаждают до 10-20°C и выкристаллизовывающиеся светло-желтые кристаллы банкола отфильтровывают под вакуумом и сушат под током азота. Изопропиловый спирт регенерируют перегонкой. Выделяют 34,0 г (79%) продукта, Т_пл. 83-83,5°C.

Вычислено, %: S 29,69; N 3,24; C₁₇H₂₁NS₄O₄. Найдено, %: S 29,32; N 3,51.

Пример 2. В условиях примера 1 в реактор загружают 6,75 г (0,15 моль) ДМА в виде 38%-ного водного раствора и дозируют 7,65 г (0,1 моль) хлористого аллила и перемешивают при 55°C в течение 4 ч до постоянного значения хлор-иона. Избыток ДМА удаляют с помощью инертного газа и улавливают водой. Полученный гидрохлорид ДМАА хлорируют без выделения в свободном виде при температуре 13°C в течение 10 ч. После окончания хлорирования реакционную массу отдувают азотом в течение 20-30 минут и ХГ 1-ДМА-2,3-ДХПа нейтрализуют 5,85 г (0,15 моль) едкого кали в виде 46%-ного водного раствора при комнатной температуре. Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 0,5 часа. 2-ДМА-1,3-ДХП отделяют, сушат. Мольное соотношение ХГ 1-ДМА-2,3-ДХП:KOH=1:1,5. Полученный 2-ДМА-1,3-ДХП переводят в реактор, добавляют 140 мл изопропилового спирта и дозируют 39,2 г (0,2 моль) бензолтиосульфоната натрия. Смесь выдерживают при 70°C в течение 2,5 часов. Выпавший NaCl выделяют горячей фильтрацией при 70-75°C под вакуумом. Оставшуюся массу охлаждают до 20-10°C. Выпавшие кристаллы банкола отфильтровывают. Получают 35,1 г (81,5%) продукта, Т_пл. 82,5-83,5°C. Вычислено, %: S 29,69; N 3,24; C₁₇H₂₁NS₄O₄. Найдено, %: S 29,98; N 3,58.

1. Способ получения 2-диметиламино-1,3-бис(фенилтиосульфонил)пропана, отличающийся тем, что первоначально получают 2-диметиламино-1,3-дихлорпропан путем взаимодействия 33-38%-ного водного раствора диметиламина (ДМА) с хлористым аллилом (ХА) при мольном соотношении ДМА:ХА, равном 1,1-1,5:1,0, в течение 3-4 ч при температуре 50-55°C с образованием гидрохлорида диметилаллиламина, который без выделения хлорируют при температуре 7-13°C в течение 8-10 ч с получением хлоргидрата 1-диметиламино-2,3-дихлорпропана (ХГ 1-ДМА-2,3-ДХП), который, после удаления остаточного хлора, нейтрализуют 44-46%-ным водным раствором щелочи при мольном соотношении ХГ 1-ДМА-2,3-ДХП: щелочь, равном 1:1,25-1,5, при комнатной температуре с образованием 2-диметиламино-1,3-дихлорпропана (2-ДМА-1,3-ДХП), который отделяют в виде аминного слоя, сушат, растворяют в изопропиловом спирте и конденсируют с бензолтиосульфонатом натрия (БТСФ) при мольном соотношении 2-ДМА-1,3-ДХП:БТСФ, равном 1:2-2,04, в течение 1,5-2,5 ч при температуре 70-79°C, с последующим отфильтровыванием кристаллов хлористого натрия под вакуумом при 70-75°C, охлаждением реакционной массы до 20-10°C и выделением целевого продукта фильтрованием.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве щелочи используют водный раствор едкого натра или кали.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что изопропиловый спирт берут в 2-2,5 раза больше по отношению к массе исходных соединений.