способ получения вторичных аминов

Формула изобретения

Способ получения вторичных аминов гидролизом N,N-дизамещенных п-толуолсульфамидов, отличающийся тем, что гидролиз ведут в 20-30%-ной серной кислоте под воздействием микроволнового поля.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к органической химии, конкретно к способу получения вторичных аминов из соответствующих сульфамидов. Вторичные амины находят применение в органическом синтезе, производстве биологически активных веществ, лекарственных препаратов, а также аналитических реагентов и комплексонов.

Одним из широко используемых методов синтеза вторичных аминов является алкилирование моно-N-замещенных п-толуолсульфамидов с последующим гидролизом N, N-дизамещенных сульфамидов [К. Бюлер, Д. Пирсон. Органические синтезы, часть 1, М.: Мир, 1973, с. 5011]. Особенно часто этот метод используется в синтезе полиазамакроциклических соединений по Ричману-Аткинсу.

Известен способ получения вторичных аминов из N,N-дизамещенных п-толуолсульфамидов гидролизом концентрированной серной кислотой при 100^oC [H.Stetter, Chem.Ber., 1953, B. 96, N 2, S.197-205], а также раствором HBr в уксусной кислоте при 100^oC [R.C.Fuson, H.O.House, J.Am.Chem.Soc., 1953, v.75, N 22, p. 5744].

Недостатками этих способов являются продолжительное (70 - 100 ч) нагревание до 100^oC в концентрированных кислотах и необходимость перерабатывать большие объемы сильнокислых растворов при выделении веществ.

Наиболее близким к описываемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ получения вторичных аминов из сульфамидов путем гидролиза сульфамидной связи в концентрированной серной кислоте, процесс ведут при 100^oC в течение 70 - 100 ч, выход составляет 50 - 80% [E.J. Richman and T.J.Atkins, J.Am.Chem.Soc., 1974, 96, 2268].

Недостатками данного способа являются жесткие условия синтеза, что приводит к частичному разрушению исходных соединений и понижению выходов продуктов реакции, а также необходимость 0,8 - 1,0 л 97%-ной серной кислоты на каждый моль сульфамидной группы. Существенным недостатком данного способа является его неселективность - наряду с тозильной группой отщепляются и другие защитные группы, например бензильная.

Изобретение решает задачу упрощения условий протекания гидролиза, сокращения времени реакции, уменьшения количества кислоты, увеличения выхода и чистоты целевого продукта - вторичного амина.

Поставленная задача достигается за счет того, что N,N-дизамещенные сульфамиды подвергают гидролизу 20 - 30%-ной серной кислотой в тефлоновом автоклаве под воздействием микроволнового поля мощностью 350 Вт в течение 0,5 ч.

Сущность предлагаемого способа заключается в проведении гидролитического расщепления сульфамидной связи с использованием 20-30%-ного раствора серной кислоты в микроволновом поле мощностью 350 Вт в течение 0,5 ч.

Концентрация используемой кислоты может меняться в диапазоне от 20 до 30%. Выход целевого продукта растет при повышении концентрации кислоты от 20 до 25%, а затем уменьшается при дальнейшем росте концентрации от 25 до 30%.

Настоящий способ позволяет увеличить чистоту и выход вторичных аминов при гидролизе соответствующих N,N-дизамещенных п-толуолсульфамидов до 95%.

Нижеследующие примеры иллюстрируют данное предложение.

Пример 1. 0,5 г N-Тозилпиперидина и 5 мл 20%-ного раствора серной кислоты помещают в тефлоновый автоклав микроволновой печи MDS-2000 (CEM Corporation, USA) и выдерживают 0,5 часа при мощности излучения 350 Вт. В образовавшийся раствор добавляют 40%-ный раствор NaOH до pH 12 и продукт гидролиза отгоняют с водяным паром. Из отгона пиперидин выделяют в виде пикрата. Выход 400 мг (60%), т.пл. пикрата 152^oC.

Пример 2. Аналогично вышеописанному с использованием 5 мл 25%-ного раствора серной кислоты. Получают 665 мг пикрата пиперидина, т.пл. 152^oC, выход количественный.

Пример 3. Аналогично примеру 1 с использованием 5 мл 30%-ной серной кислоты. Получают 400 мг пикрата пиперидина, выход 60%, т.пл. 152^oC.

Пример 4. 1,0 г (1,75 ммоль) 1,10-Дитозил-1,10-диаза-4, 7, 13, 16-тетраоксациклооктадекана и 5 мл 25%-ного раствора серной кислоты помещают в тефлоновый автоклав микроволновой печи MDS-2000 и выдерживают 0,5 ч при мощности 350 Вт. В образовавшийся раствор добавляют 20%-ный раствор NaOH до достижения значения pH 10. Затем раствор экстрагируют CHCl₃ 5 2 мл), сушат над Na₂SO₄ и растворитель упаривают. После перекристаллизации из смеси бензола с гептаном получают 436 мг чистого 1,10-диаза-18-краун-6, т.пл. 115^oC.

Пример 5. 1,0 г (1,27 ммоль) 1, 4, 7, 10-Тетратозил-1,4,7,10-тетраазациклододекана и 5 мл 25%-ного раствора серной кислоты помещают в тефлоновый автоклав микроволновой печи MDS-2000 и выдерживают 0,5 ч при мощности 350 Вт. В образовавшийся раствор добавляют 20%-ный раствор NaOH до достижения значения pH 10. Затем раствор экстрагируют CHCl₃ (5 х 2 мл), сушат над NaSO₄ и растворитель упаривают. После перекристаллизации из гептана получают 197 мг 1, 4, 7, 10-тетраазациклододекана, т.пл. 111 - 112^oC.

Пример 6. 1,0 г (1,38 ммоль) 1-Бензил-4, 7, 10-тритозил-1,4,7,10-тетраазациклододекана и 5 мл 25%-ного раствора серной кислоты помещают в тефлоновый автоклав микроволновой печи MDS-2000 и выдерживают 0,5 ч при мощности 350 Вт. В образовавшийся раствор добавляют 20%-ный раствор NaOH до достижения значения pH 10. Затем раствор экстрагируют CHCl₃ (5 х 2 мл), сушат над Na₂SO₄ и растворитель упаривают. Получают 289 мг 1-бензил-1,4,7,10-тетраазациклододекана в виде бесцветного масла. Спектр ¹H ЯМР ([²H₂] вода, HCl, , ppm): 3,2 (16 H, м, 8 CH₂), 4,1 (2H, с, CH₂Ph), 7,3 (5H, c, C₆H₅). m/e 263 (M + 1)⁺.

Пример 7. Аналогично примеру 6 используют 0,5 г (1,81 ммоль) N-метил-N-тозил-1,2-фенилендиамина и 5 мл 25%-ного раствора серной кислоты. Получают 215 мг N-метил-1,2-фенилендиамина, т.кип. 123^o/10 мм рт.ст. Выход составляет 97%.

Пример 8. 0,9 г (1,6 ммоль) 1,4,7-Тритозилдиэтилентриамина и 5 мл 25%-ного раствора серной килсоты помещают в тефлоновый актоклав ммикроволновой печи MDS-2000 и выдерживают 0,5 ч при мощности 350 Вт. Раствор разбавляют до объема 20 мл и пропускают через колонку с 50 мл анионита AB-17 в OH-форме. Элюат упаривают досуха, получают 150 мг диэтилентриамина в виде бесцветного масла, выход 91%.

Предложенный способ позволяет получать как гетероциклические, так и ароматические вторичные амины с высоким выходом и чистотой, а также за более короткое время с использованием меньшего количества кислоты, что подтверждают приведенные примеры.