способ получения 3-ароилциклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов

Формула изобретения

Способ получения 3-ароилциклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов общей формулы (1)



где R - Ph, 4-BrPh, 4-СН₃ОРh, 3,4-(СН ₃)₂Рh, 3-NO₂Ph,

характеризующийся тем, что первоначально смешивают соответствующий ацетофенон с диметилсульфоксидом и бромистоводородной кислотой в мольном соотношении 1 : 12 : 4 при температуре 50-60°С, после чего добавляют воду и нагревают реакционную массу до 90-95°С, затем к реакционной массе добавляют смесь, состоящую из раствора брома и малонодинитрила в мольном соотношении 1 : 2 в смеси этанола и воды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области органической химии, а именно к области получения функционально замещенных циклопропанов, конкретно к получению 3-ароилциклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов, которые могут быть использованы в качестве биологически активных соединений, а именно соединений, обладающих противоопухолевой активностью по отношению к раку кишечника, предстательной железы, почек, яичников.

где R=Ph, 4-BrPh, 4-CH₃OPh, 3,4-(CH ₃)₂Ph, 3-NO₂Ph.

Известен способ получения 1-алкил-1-алкокси-2-арилциклопропанов общей формулы ,

где Ar - Ph, о-МеС₆Н₄ , р-МеС₆Н₄; R-СН₃, С₂ Н₅, С₄Н₉; R'-СН₃ , С₂Н₅, заключающийся в том, что арилэтилен общей формулы Ar-СН=СН₂, где Ar - Ph, о-MeC₆ H₄, р-MeC₆H₄, подвергают взаимодействию с эквимольным количеством сложного эфира общей формулы RCO ₂R', где R - СН₃, C₂H₅ , С₄Н₉; R' - Me, Et, в присутствии диэтилалюминийхлорида (Et₂AlCl), магния (Mg, порошок) и катализатора Cp₂ZrCl₂ в мольном соотношении Ar-CH=СН₂: RCO₂R':Et₂AlCl:Mg:Cp ₂ZrCl₂=10:10:(20-30):(10-14):(0.8-1.2) в атмосфере аргона при температуре 20-22°C и атмосферном давлении в течение 8-12 ч. RU 241721 8 МПК C07C 43/188, C07C 41/01, 27.04.2011.

Однако известный способ не позволяет получать 3-ароилциклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрилы общей формулы (1)

Известен способ получения циклопропанов общей формулы (1), в частности 3-бензоилциклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрила путем взаимодействия -хлорацетофенона с тетрацианоэтиленом в среде диоксана в присутствии катализатора - концентрированной соляной кислоты при температуре 55°C, с последующем охлаждением и выделением полученного продукта. Выход продукта 62%. Тпл=215-216°C. (Шевердов В.П. Новый метод синтеза 1-замещенных 2,2,3,3-тетрацианоциклопропанов [Текст] В.П.Шевердов, О.В. Ершов, О.Е.Насакин, Е.В.Селюнина, И.Г.Тихонова, А.Н.Чернушкин, В.Н.Хрусталев. // - Журнал общей химии. - 2000. Т.70. Вып.8. - С.1334-1336).

Недостатки: высокая цена тетрацианоэтилена, его высокая токсичность, очень сильное лакриматорное действие хлорацетофенона и сложности с его получением (получается взаимодействием ацетофенона с хлором), токсичность растворителя диоксана.

Известен способ получения циклопропанов общей формулы (1), заключающийся во взаимодействии арилглиоксалей с малононитрилом и моноброммалононитрилом в среде изопропилового спирта, при комнатной температуре при перемешивании (Бардасов И.Н. Новые препаративные методы синтеза 2,2,3,3-тетрацианоциклопропилкетонов [Текст]. / И.Н.Бардасов, О.В.Каюкова, Я.С.Каюков, О.В.Ершов, О.Е. Насакин. // Журн. прик. ХИМИИ. - 2009. Т82. Вып.8. - С.1332-1334).

К недостаткам относится предварительное получение и выделение исходных соединений, а именно арилглиоксалей, которые получают окислением соответствующих ацетофенонов в диметилсульфоксиде в присутствии концентрированной бромистоводородной кислоты, и моноброммалононитрила, который получают бромированием малонодинитрила. Таким образом, способ 3-ароилциклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов оказывается трудоемким и затратным, так как требует затрат большого количества токсичных растворителей, которые в последствии требуют вторичной переработки и/или утилизации.

Задачей данного изобретения является создание упрощенного способа получения 3-ароилциклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов за счет проведения его в одну стадию, с использованием малотоксичных растворителей, расширяющего арсенал способов данного назначения.

Техническим результатом является упрощение способа за счет проведения его в одну стадию.

Технический результат достигается тем, что способ получения 3-ароилциклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов, характеризующийся тем, что первоначально смешивают соответствующий ацетофенон с диметилсульфоксидом и бромистоводородной кислотой в мольном соотношении 1:12:4 при температуре 50-60°C, после чего добавляют воду и нагревают реакционную массу до 90-95°C, затем к реакционной массе добавляют смесь, состоящую из раствора брома и малонодинитрила в мольном соотношении 1:2 в смеси этанола и воды в объемном соотношении 1:25.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с известными показывает, что предлагаемый способ является более экономически и экологически выгодным. Схема получения является однореакторной и не подразумевает выделение полупродуктов, при этом снижаются затраты растворителей, а соответственно и нежелательные отходы, что является более экологичным. В качестве исходных компонентов используются функционально замещенные ацетофеноны, малононитрил и бром.

Сущность изобретения представлена в примерах:

Пример 1. Способ получения 3-бензоилциклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрила

6 г (50 ммоль) ацетофенона растворяют в 42.5 мл (600 ммоль) диметилсульфоксида (ГОСТ). Затем к реакционной массе при интенсивном перемешивании прибавляют 19 мл (200 ммоль) 48%-ной бромистоводородной кислоты в течение 20 мин, после чего смесь перемешивают при 50-55°C до завершения реакции. Контроль за полнотой протекания реакции осуществляется методом тонкослойной хроматографии на пластинках Silufol UV-254, проявление осуществляется парами йода и термическим разложением. Затем к реакционной массе прибавляют 50 мл дистиллированной воды, смесь нагревают до 90°C и выдерживают при этой температуре в течение 10 мин.

Отдельно готовят водный раствор брома, растворяя при перемешивании 8.0 г (50 ммоль) жидкого брома в 500 мл дистиллированной воды. Отдельно готовят раствор малонодинитрила в этаноле, растворяя 6.6 г (100 ммоль) малонодинитрила в 20 мл этанола. Полученный раствор малонодинитрила приливают к водному раствору брома и смесь перемешивают 5 мин. Затем в полученную смесь вливают полученную раннее реакционную массу и перемешивают в течение 30 мин. Выпавший осадок 3-бензоилциклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрила отделяют фильтрованием и перекристаллизовывают из диоксана. Выход 76%, т.пл. 211-212°C (разл.). Спектр ЯМР ¹H (ДМСО-d6), , м.д.: 8.25 д, 7.8 т, 7.6 т (5Н, С₆Н₅ ), 5.65 с (1Н, СН циклопропана).

Пример 2. Способ получения 3-(4-бромбензоил)циклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрила.

Способ осуществляется аналогично способу 1, вместо ацетофенона использовался 4-бромацетофенон. Выход 73%, т.пл. 214-215°C (разл.). Спектр ЯМР ¹H (ДМСО-d6), , м.д.: 8.15 д, 7.85 д (4Н, 4-BrC₆H₄ ), 5.6 с (1Н, СН циклопропана).

Пример 3. Способ получения 3-(4-метоксибензоил)циклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрила

Способ осуществляется аналогично способу 1, вместо ацетофенона использовался 4-метоксиацетофенон. Выход 79%, т.пл. 204-205°C (разл.). Спектр ЯМР ¹H (ДМСО-d6), , м.д.: 8.2 д, 7.15 д (4Н, 4-СН₃ОС₆ Н₄), 5.65 с (1Н, СН циклопропана), 3.9 с (3H, CH ₃O).

Пример 4. Способ получения 3-(3,4-диметоксибензоил)циклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрила

Способ осуществляется аналогично способу 1, вместо ацетофенона использовался 3,4-диметоксиацетофенон. Выход 69%, т.пл. 186-187°C (разл.). Спектр ЯМР ¹H, , м.д.: 7.98 дд, 7.65 д, 7.19 д (3H, С₆Н ₃), 5.66 с (1Н, СН циклопропана), 3.9 с (3H, ОСН₃ ), 3.86 с (3H, ОСН₃).

Пример 5. Способ получения 3-(3-нитробензоил)циклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрила

Способ осуществляется аналогично способу 1, вместо ацетофенона использовался 3-нитроацетофенон. Выход 70%, т.пл. 219-220°C (разл.). Спектр ЯМР ¹H, , м.д.: 8.61 д, 8.57 c, 8.42 д, 7.96 т (4Н, 3-NO₂ C₆H₄); 5.88 с (1H, CH циклопропана).