Способ получения производных имидоилхлоридов

Способ получения производных имидоилхлоридов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области синтеза имидоилхлоридов, которые являются интермедиатами в синтезе биологически активных химических соединений, используемых в синтезе лекарственных препаратов [Patai, S. The chemistry of Amidines and Imidates / S. Patai. - London: Interscience, 1975. - 677 p.], а именно к новому способу получения производных N-арилбензимидоилхлорида.

Известен общий способ получения имидоилхлоридов взаимодействием вторичных тиоамидов с такими хлорирующими агентами, как PCl₅, SOCl₂ и COCl₂, при комнатной температуре в течение 20 часов [Пат. DE 1166771, МПК C07C, заявл. 08.05.1962; опубл. 02.04.1964].

Недостатком указанного способа является длительность процесса и необходимость использования дополнительного лабораторного оборудования.

Известен способ получения имидоилхлоридов путем взаимодействия амида с трихлоридом фосфора в токе хлора. В качестве растворителя используют оксихлорид фосфора. Синтез проводят при температуре 110-115°C в течение 2 часов [Baumann F. Isoindolenine als Zwischenprodukte der Phthalocyanin-Synthese / F. Baumann. - Die Chemie, №4, 1956, p. 133-168].

Недостатком данного способа является необходимость дополнительного использования хлора для первоначального получения пентахлорида фосфора и выделение хлористого водорода, что требует дополнительного лабораторного оформления процесса и сильно усложняет его технологию.

Известен способ получения имидоилхлоридов при нагревании кетоксима самого по себе или в растворе толуола с пентахлоридом фосфора. Синтез осуществляют с 5-10%-ным мольным избытком пентахлорида фосфора при температуре 40-80°С в течение 1,5-3 часов. В результате перегруппировки Бекмана [Coleman, G.H., and Pyle, R.E., J.Am. Chem. Soc. 68, 2007-2009 (1946)].

Недостатком указанного способа получения является выделение хлористого водорода, что требует дополнительного лабораторного оформления процесса и сильно усложняет его технологию.

Наиболее близким заявляемому техническому решению является способ получения имидоилхлоридов путем взаимодействия производного N-арил-1-адамантанкарбоксамида с пентахлоридом фосфора. Синтез осуществляют с 5-10%-ным мольным избытком пентахлорида, проводят при нагревании в течение 1-3 часов [Первые представители адамантилсодержащих имидоилхлоридов / Б.И. Но и др. // ЖОХ. - 1996. - Т. 32, вып. 7. - С. 1110].

Недостатком указанного способа получения является выделение хлористого водорода, что требует дополнительного лабораторного оформления процесса и сильно усложняет его технологию.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка нового технологичного способа получения производных N-арил-бензимидоилхлорида.

Техническим результатом является упрощение способа получения производных N-арилбензимидоилхлорида при сохранении высоких выходов продуктов.

Технический результат достигается в способе получения производных имидоилхлоридов общей формулы:

,

где R=-H, -CH₃ (м, n), -OCH₃ (n), Cl (n),

взаимодействием N-ариламида с хлорирующим агентом при 75-80°C в течение 1 часа с последующим выделением продукта реакции, при этом в качестве N-ариламида используют производное N-арилбензамида, в качестве хлорирующего агента используют трихлорид фосфора, а реакцию ведут в присутствии азотсодержащего гетероциклического катализатора, выбранного из ряда пиридин, 4-(N,N-диметиламино)пиридин или N-метилимидазол при мольном отношении N-арилбензамида, трихлорида фосфора и катализатора, равном 1:5:1.

Использование трихлорида фосфора в качестве хлорирующего агента и пиридина, 4-(N,N-диметиламино)пиридина или N-метилимидазола в качестве катализатора позволяет получать целевые продукты реакции без выделения хлористого водорода, что позволяет избежать использования дополнительного оборудования для его улавливания и поглощения. Весь хлор в составе трихлорида фосфора расходуется на образование имидоилхлоридов. Использование азотсодержащего гетероциклического катализатора определяет протекание процесса. Каталитическое действие косвенно подтверждается отсутствием реакции при замещении пиридина, 4-(N,N-диметиламино)пиридина или N-метилимидазола на другие азотсодержащие основания, например триэтиамин или N,N-диметиланилин, или полное изъятие катализатора из реакционной массы.

Заявленные мольные отношения компонентов являются наиболее оптимальными, так как уменьшение количества азотсодержащего гетероциклического катализатора приводит к уменьшению выхода целевого продукта, а дальнейшее увеличение не способствует увеличению выхода. Мольное отношение N-арилбензамида и хлорирующего агента обусловлено максимально эффективным использованием хлора в хлорирующем агенте и обеспечением среды протекания процесса. Использование большего количества трихлорида фосфора возможно, но это не способствует лучшему протеканию реакции, а следовательно, нецелесообразно.

Способ осуществляется приготовлением смеси 17,5 ммоль N-арилбензамида, 87,5 трихлорида фосфора и 17,5 ммоль азотсодержащего гетероциклического катализатора, при мольном отношении N-арилбензамида, трихлорида фосфора и азотсодержащего гетероциклического катализатора, равном 1:5:1 соответственно, и последующем нагревании при 75-80°C в течение 1 часа:

где R=-H, -CH₃ (м, n), -OCH₃ (n), Cl (n).

После охлаждения реакционной массы отделяют жидкую фазу, отгоняют избыток трихлорида фосфора и получают целевой продукт. Очистку производят вакуумной перегонкой.

Пример 1. N-фенилбензимидоилхлорид

К смеси 3,45 г (17,5 ммоль) N-фенилбензамида и 12 г 7,65 мл (87,5 ммоль) трихлорида фосфора при перемешивании добавляют 2,14 г (17,5 ммоль) 4-(N,N-диметиламино)пиридина и нагревают при 75°C в течение 1 часа. После охлаждения реакционной массы отделяют жидкую фазу, отгоняют избыток трихлорида фосфора и получают 2,7 г (72%) N-фенилбензимидоилхлорида. Продукт очищают вакуумной перегонкой. Т_пл=40-41°C. Т_кип=151-153/4-5.

Пример 2. N-(4-метилфенил)-бензимидоилхлорид

К смеси 3,69 г (17,5 ммоль) (N-4-метилфенил)-бензамида и 12 г 7,65 мл (87,5 ммоль) трихлорида фосфора при перемешивании добавляют 2,14 г (17,5 ммоль) 4-(N,N-диметиламино)пиридина и нагревают при 76°C в течение 1 часа. После охлаждения реакционной массы отделяют жидкую фазу, отгоняют избыток трихлорида фосфора и получают 3,53 г (88%) N-(4-метилфенил)-бензимидоилхлорида. Продукт очищают вакуумной перегонкой. Т_пл=52-53°C. Т_кип=161-163/4-5.

Пример 3. N-(4-метоксифенил)бензимидоилхлорид

К смеси 3,97 г (17,5 ммоль) (N-4-метоксифенил)-бензамида и 12 г 7,65 мл (87,5 ммоль) трихлорида фосфора при перемешивании добавляют 2,14 г (17,5 ммоль) 4-(N,N-диметиламино)пиридина и нагревают при 76°C в течение 1 часа. После охлаждения реакционной массы отделяют жидкую фазу, отгоняют избыток трихлорида фосфора и получают 4,25 г (99%) N-(4-метоксифенил)бензимидоилхлорида. Продукт очищают вакуумной перегонкой. Т_пл=61-63°C. Т_кип=198-200/20.

Пример 4. N-фенилбензимидоилхлорид

К смеси 3,45 г (17,5 ммоль) N-фенилбензамида и 12 г 7,65 мл (87,5 ммоль) трихлорида фосфора при перемешивании добавляют 1,36 мл 1,38 г (17,5 ммоль) пиридина и нагревают при 78°C в течение 1 часа. После охлаждения реакционной массы отделяют жидкую фазу, отгоняют избыток трихлорида фосфора и получают 2,63 г (70%) N-фенилбензимидоилхлорида. Продукт очищают вакуумной перегонкой. Т_пл=40-41°C. Т_кип=151-153/4-5.

Пример 5. N-(4-метилфенил)-бензимидоилхлорид

К смеси 3,69 г (17,5 ммоль) (N-4-метилфенил)-бензамида и 12 г 7,65 мл (87,5 ммоль) трихлорида фосфора при перемешивании добавляют 1,36 мл 1,38 г (17,5 ммоль) пиридина и нагревают при 76°C в течение 1 часа. После охлаждения реакционной массы отделяют жидкую фазу, отгоняют избыток трихлорида фосфора и получают 3,53 г (88%) N-(4-метилфенил)-бензимидоилхлорида. Продукт очищают вакуумной перегонкой. Т_пл=52-53°C. Т_кип=161-163/4-5.

Пример 6. N-(3-метилфенил)-бензимидоилхлорид

К смеси 3,69 г (17,5 ммоль) (N-3-метилфенил)-бензамида и 12 г 7,65 мл (87,5 ммоль) трихлорида фосфора при перемешивании добавляют 1,36 мл 1,38 г (17,5 ммоль) пиридина и нагревают при 76°C в течение 1 часа. После охлаждения реакционной массы отделяют жидкую фазу, отгоняют избыток трихлорида фосфора и получают 3,53 г (88%) N-(3-метилфенил)-бензимидоилхлорида. Продукт очищают вакуумной перегонкой. Т_кип=146-148/2-3°C.

Пример 7. N-(4-хлорфенил)-бензимидоилхлорид

К смеси 4,05 г (17,5 ммоль) (N-4-хлорфенил)-бензамида и 12 г 7,65 мл (87,5 ммоль) трихлорида фосфора при перемешивании добавляют 1,36 мл 1,38 г (17,5 ммоль) пиридина и нагревают при 80°C в течение 1 часа. После охлаждения реакционной массы отделяют жидкую фазу, отгоняют избыток трихлорида фосфора и получают 3,94 г (90%) N-(4-хлорфенил)-бензимидоилхлорида. Продукт очищают вакуумной перегонкой. Т_пл=61-62°C. Т_кип=205-207/4-5.

Пример 8. N-фенилбензимидоилхлорид

К смеси 3,45 г (17,5 ммоль) N-фенилбензамида и 12 г 7,65 мл (87,5 ммоль) трихлорида фосфора при перемешивании добавляют 1,39 мл 1,44 г (17,5 ммоль) N-метилимидазола и нагревают при 80°C в течение 1 часа. После охлаждения реакционной массы отделяют жидкую фазу, отгоняют избыток трихлорида фосфора и получают 2,73 г (74%) N-фенилбензимидоилхлорида. Продукт вакуумной перегонкой. Т_пл=40-41°C. Т_кип=151-153/4-5.

Пример 9. N-(4-метилфенил)-бензимидоилхлорид

К смеси 3,69 г (17,5 ммоль) (N-4-метилфенил)-бензамида и 12 г 7,65 мл (87,5 ммоль) трихлорида фосфора при перемешивании добавляют 1,39 мл, 1,44 г (17,5 ммоль) N-метилимидазола и нагревают при 76°C в течение 1 часа. После охлаждения реакционной массы отделяют жидкую фазу, отгоняют избыток трихлорида фосфора и получают 3,53 г (88%) N-(4-метилфенил)-бензимидоилхлорида. Продукт очищают вакуумной перегонкой. Т_пл=52-53°C. Т_кип=161-163/4-5.

Таким образом новый способ получения производных имидоилхлоридов, при котором реакцию ведут в присутствии азотсодержащего гетероциклического катализатора, выбранного из ряда пиридин, 4-(N,N-диметиламино)пиридин или N-метилимидазол, при мольном отношении N-ариламида, хлорирующего агента - трихлорида фосфора и катализатора, равном 1:5:1, позволяет получать производные имидоилхлоридов с высоким выходом простым и технологичным способом.

Способ получения производных имидоилхлоридов общей формулы: где R= -H, -CH₃ (м, n), -OCH₃ (n), Cl (n), взаимодействием N-ариламида с хлорирующим агентом при 75-80°С в течение 1 часа с последующим выделением продукта реакции, отличающийся тем, что в качестве N-ариламида используют производное N-арилбензамида, в качестве хлорирующего агента используют трихлорид фосфора, а реакцию ведут в присутствии азотсодержащего гетероциклического катализатора, выбранного из ряда пиридин, 4-(N,N-диметиламино)пиридин или N-метилимидазол при мольном отношении N-арилбензамида, трихлорида фосфора и катализатора, равном 1:5:1.