CC BY
29
УДК 661.727.9
Г. О. Торосян (д.х.н., проф., зав. каф.), А. С. Празян (асс.)
СИНТЕЗ 1,2-ДИМЕТИЛ-3-ДИЭТИЛАМИНОПРОПАНОЛА В УСЛОВИЯХ МЕЖФАЗНОГО КАТАЛИЗА
Национальный политехнический университет Армении, кафедра химической технологии 0009, г. Ереван, ул. Теряна, 105; тел. (37493) 998830, e mail: gagiktorosyan@seua.am
G. H. Torosyan, A. S. Prazyan
SYNTHESIS Of 1,2-DIMETHYL-3-DIETHYLAMINOPROPANOL IN PHASE TRANSFER CATALYSIS
National Polytechnic University of Armenia 105, Teryana Str., Yerevan, 0009, Republic of Armenia; ph. (37493) 998830, e-mail: gagiktorosyan@seua.am
Восстановлением 1,2-диметил-3-диэтиламино-пропанона боргидридом натрия в условиях межфазного катализа получен 1,2-диметил-3-диэтиламинопропанол со сравнительно высоким выходом. Изучены восстановительные свойства боргидрида натрия в системе жидкость — жидкость в присутствии некоторых ЧАС. Найдено, что более эффективным катализатором является гидроксид четвертичного аммония в системе бензол — вода.
Ключевые слова: боргидрид натрия; восстановление; 1,2-диметил-3-диэтиламинопропанон; 1,2-диметил-3-диэтиламинопропанол; межфазный катализ четвертичные аммониевые соли.
1,2-dimethyl-3-diethylaminopropanol is obtained by reduction of 1,2-dimethyl-3-diethylamino-propanon with sodium borohydride in phase transfer catalysis with relatively high yield. The reducing properties of sodium borohydride has been analized in the liquid—liquid biphase system in presence of some quaternary ammonium salts. It was found that more effective catalyst is quaternary ammonium hydroxide in benzene— water system.
Key words: 1,2-dimethyl-3-diethylaminopro-panol; 1,2-dimethyl-3-diethylaminopropanon; reduction; sodium borohydride; phase transfer catalysis; quaternary ammonium compounds.
Известно, что восстановление оксогруппы в спиртовую осуществляется боргидридами и алюмогидридами щелочных металлов 1. В этом ряду большой практический интерес представляет боргидрид натрия (ЫаВН4), который является более дешевым и удобным восстановителем за счет стабильности, селективного гидрирования, низкой цены и удобных методов получения 2. ЫаВН4 в отличие от калиевого аналога растворим в воде и имеет более высокую реакционную способность, а применение ЫЛ1Н4 в водной и спиртовой средах невозможно из-за его взрывоопасности 3.
Скорость восстановления зависит не только от реакционной способности исходных соединений, но и от степени сольватации ЫаВН4 2, а также от кислотности реакционной среды. При рН<3 боргидрид натрия не имеет восстановительных свойств и очень редко применяется при рН до 7. Восстановление более удобно осуществить в среде с рН = 9—10.5.
Боргидрид натрия является активным восстановителем альдегидной и кето-групп. Ранее был разработан способ получения 1,2-диметил-3-диэтиламинопропанола исходного соединения для синтеза лекарственных препаратов, в частности ганглерона и кватеро-на, взаимодействием соответствующего амино-кетона со щелочным раствором боргидрида натрия в среде уксусной кислоты 3.
Реакция восстановления представляется следующей схемой:
н5с2
h5c2'
4n-ch2-ch-c=o nabh4>
/ 2 I I
ch3 снз
Н5С2\
n-ch2-ch-c-oh н5с/ i i
5 2 снз снз
Дата поступления 15.06.15
Целью данной работы является поиск таких условий восстановления, которые бы позволили сократить время реакции и максимально увеличить выход целевого продукта.
Попытки найти растворитель, в котором достаточно хорошо растворяются как 1,2-ди-метил-3-диэтиламинопропанон, так и боргид-рид натрия, не увенчались успехом. Это препятствие удалось преодолеть, применив метод межфазного катализа 4 и подобрав оптимальные для осуществления условия реакции. Результаты опытов показали, что восстановление протекает с хорошим выходом в двухфазной каталитической системе бензол—вода (1:2).
Процесс осуществляли при комнатной температуре. В качестве катализаторов использовали хлориды триэтилбензиламмония, тетраэтиламмония, триметилгидроксиэтилам-мония, бромиды тетраоктиламмония и диметил-этилдодециламмония. Реакция была изучена также в присутствии гидроксида триметилбен-зиламмония.
Известно, что скорость реакции восстановления зависит от степени диссоциации №ВН4 в воде, поскольку в результате сильной диссоциации в реакцию вступает боргидрид-анион ВН4-, обладающий большой восстановительной способностью 5. Именно этим можно объяснить низкий выход продукта восстановления в среде бензола и высокий выход продукта в воде, а также в системе бензол — вода.
Таким образом, нами установлено, что реакция восстановления аминокетона 1,2-диме-тил-3-диэтиламинопропанолаборгидридом натрия успешно осуществляется в условиях межфазного катализав системе бензол—вода, и наиболее эффективным катализатором является гидроксид триметилбензиламмония.
Экспериментальная часть
ИК-спектры сняты на спектрометре «иК-20». ТСХ проведена на пластинах <^Ни£оШУ-254» в системах бутанол—этанол—уксусная кислота—вода (8:2:1:3), проявитель — пары иода. Спектры ЯМР 1 Н и С записаны в СС14 на приборах Мегсигу-300 [300.077 (1Н) и 75.46 МГц (13С)]. Количественное определение 1,2-диметил-3диэтиламинопропанола проводилось методом ВЭЖХ на приборе Shimadzu-Japan с диодно-матричным детектором, на колонке NUCLEOSIL 100-5 С18 размером 150x4.6 мм, сорбент фирмы Macheгey-Nage1 (Германия) с диаметром частиц 5 мкм. Элюи-рование проводилив изократическом режиме.
Синтез 1,2-диметил-3-диэтиламинопропа-нола. Смесь 80 мл воды, 40 мл бензола, 3.8 г (0.1 моль) боргидрида натрия, 0.005 моль соответствующей четвертичной аммониевой соли (табл.) перемешивали в течение 10 мин при 0—5 оС. Затем в течение 20 мин постепенно прикапывали 15.7 г (0.1 моль) 1,2-диметил-3-диэтиламинопропанона. После окончания прикапывания реакционную смесь перемешивали еще в течение 2 ч при 25—30 оС. Верхний органический слой отделяли, водный слой трижды экстрагировали бензолом порциями по 20 мл. Бензольные вытяжки соединяли, промывали водой и высушивали над №^04, анализировали методом ВЭЖХ. После отгонки растворителя остаток перегоняли в вакууме и анализировали. Получили 1,2-диметил-3-диэтилами-нопропанол, Ткип 105—110 оС/30 мм рт. ст., 0.72. Найдено,' %: С 67.91; Н 13.19; N 8.78; С9Н2^0. Вычислено, %: С 67.92; Н 13.20; N 8.80. ИК-спектр, Я, см"1: 3210-3230, 3400-3420(0Н), 2960, 2880 (СН3).
Таблица
Выход 1,2-диметил-3-диэтиламинопропанола при проведении реакции в условиях межфазного катализа
N Катализатор Растворитель Выходы, %
На выделенный продукт По данным ВЭЖХ
1. без катализатора бензол 35 38.4
2. без катализатора вода 48 52.6
3. без катализатора бензол:вода (1:2) 58 61.9
4. (С2Н5)з^СН2СбН5СГ бензол 48 52.8
5. (С2Н5)з^СН2СбН5СГ вода 60 64.1
6. (С2Н5)з^СН2СбН5СГ бензол:вода (1 2) 67 72.3
7. (СНзСН2)4^СГ бензол:вода (1 2) 62 66.1
8. (СНз)2^(С2Н5)С12Н25ВГ бензол:вода (1 2) 78 82.8
9. (СвН^+ВГ бензол:вода (1 2) 78 82.1
10. (СНз)з^СН2СН2йНСГ бензол:вода (1 2) 76 80.5
11. [(СНз)з ^СН2СбН5ЮН" бензол 55 58.8
12. [(СНз)з ^СН2СбН5ЮН" вода 68 72.5
13. [(СНз)з ^СН2СбН5ЮН" бензол:вода (1:2) 85 90.2
Спектр ЯМР *H в DMSO-d6: 0.98-1.06 (~8H, m); 1.29-1.57 (~1,3И, m); 1.72-1.85 (-0.3H, m); 2.11-2.72 (6H, m); 3.38 (0.45H,
дк, /=8.4; 6.1, OCH); 3.45 (0.23H, m, OCH); 3.63 (0.32H, кд, /=6.5; 3.6, OCH); 4.65 (0.32H, OH); 5.04 (0.23H, OH); 6.22 (0.45H, OH):
Литература
1. Kamitori Y., Hojo M., Masuda R., Inoue T., Izumi T. Selective reduction of ketoesters to hydroxyesters with the use of lithium aluminium hydride in the presence of silica gel // Tetrahedron letters.- 1982.- V.23, №44.-P.4585.
2. Хайош А. Комплексные гидриды в органической химии / Пер. с нем.- Л.: Химия, 1971.-С.291.
3. Производственный регламент. «Ганглерон», Ереван.- 1981.
4. Демлов Э., Демлов З. Межфазный катализ.-М.: Мир, 1987.- 482 с.
5. Когай Т.И., Кузтацов Б.Н. Восстановление бе-тулоновой кислоты в бетулиновую кислоту в условиях межфазного катализа // Химия растительного сырья.- 2008.- №2.- С.95-98.
References
1. Kamitori Y., Hojo M., Masuda R., Inoue T., Izumi T. [Selective reduction of ketoesters to hydroxyesters with the use of lithium aluminium hydride in the presence of silica gel]. Tetrahedron letters, 1982, v.23, no.44, p.4585.
2. Hajos A. Kompleksnye gidridy v organicheskoi khimii [Complex hydrides in organic chemistry]. Leningrad, Khimiya Publ., 1971, p.291.
3. Production Regulations. «Gangleronium». Yerevan, 1981.
4. Demlov E., Demlov Z. Mezhfaznyi kataliz [Phase transfer catalysis]. Moscow, Mir Publ., 1987, 482 p.
5. Kogai T.E., Kuznetsov B.N. Vosstanovlenie betulonovoi kisloty v betulinovuyu kislotu v usloviyakh mezhfaznogo kataliza [The reduction reaction of betulonic acid to betulinic acid under phase transfer catalysis]. Khimiya rastitel'nogo syr'ya [Chemical plant of raw materials], 2008, no.2, pp. 95-98.
