Спосіб одержання n-метиліміду 4-метиламінонафталін -1,8-дикарбонової кислоти

Изобретение относится к технологии получения замещенных нафталимидов, в частности, к усовершенствованному способу получения N-метилимида 4-метилами-нонафталин-1,8-дикарбоновой кислоты формулы 1 Указанное соединение может быть использовано как люминесцентный краситель для органических растворителей, искусственных волокон, как красящая компонента дневных фло уресцентных пигментов. Известен способ получения имидов нафталин-1,8-дикарбоновой кислоты, содержащих в положении 4 монозамещенную аминогруппу, в две стадии [1]. По одному из вариантов этого способа вначале 4хлорнафталевый ангидрид и первичный амин (циклогексиламин), взятые в молярном соотношении 1:1-5, нагревают в N-метилпирролидоне (51 моль) в течение 4 ч при 130-135°С, затем при 70°С разбавляют метанолом, охлаждают до комнатной температуры, отфильтровывают осадок, промывают метанолом и высуши вают. Далее образующийся продуктсуспендируют а этаноламине и выдерживают при температуре 100°С в течение 10-11 ч. Затем смесь разбавляют водой, подкисляют и выделяют краситель. На этой стадии, согласно описанию, возможна замена моноэтаноламина другими первичными аминами. По другому варианту этого способа для проведения первой стадии хлорнафталевый ангидрид с эквимолекулярным количеством первичного амина суспендируют в ледяной уксусной кислоте, выдерживают в течение 5 ч, выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой, сушат. Втор ую стадию проводят как описано в первом варианте способа в среде первичного амина при температуре 100°С в течение 10 ч, после чего суспензию выливают в воду и фильтруют. Недостатком этого способа является многостадийность, длительность, необходимость использования большого объема растворителей, в т.ч. такого высокотоксичного и пожароопасного растворителя как метанол. Указанный способ не позволяет получать N-метилимид 4-метиламинонафталевой кислоты, так как реакцию замещения галогена в 4-галогеннафтал-N-метилимиде в среде первичного амина (метиламина) провести невозможно, так как металамин - газ с температурой кипения - 6,5°С, а водном метиламине при атмосферном давлении реакция не идет. Наиболее близким (2) является способ получения: N-алкилимидов 4-алкиламинонафталевой кислоты, в т. ч. N-метилимида 4-метиламинонафталевой кислоты, реакцией N-алкилимидов 4-сульфонафталевой кислоты или ее натриевой соли с водными растворами соответствующи х аминов при 40-200°С под давлением в течение длительного времени (15 ч). Недостатком способа является длительность (15 ч) и сложность аппаратурного оформления (процесс идет под давлением) а также малая доступность исходного продукта - натриевой соли N-метилимида 4сульфонафталевой кислоты, поскольку для ее получения необходимо вначале просульфировать нафталевый ангидрид, а затем по одному из известных методов из этого продукта получить N-метилимид. В основу изобретения поставлена задача разработки такого способа получения N-метилимида 4метиламинонафталин-1,8-дикарбоновой кислоты, в котором путем замены одного из исходных реагентов достигается возможность проведения реакции при нормальном давлении и в одну стадию, что позволяет сократить время ее проведения. Решение задачи достигается описываемым способом получения N-метилимида 4-метиламинонафталин-1,8карбоновой кислоты, включающем взаимодействие производного нафталин-1,8-дикарбоиовой кислоты, с метиламином в виде водного раствора при повышенной температуре, согласно изобретению, в качестве соединения, содержащего подвижный атом, используют 4-хлорнафталевый ангидрид и процесс дадут в Nметилпирролидоне при темпера гурэ 80-140°С при соотношении компонентов реагирующей смеси в молях: 4-хлорнафталевый ангидрид 1 металамин водный (20-50%-ный) 4-7 N - метилпирролидон 7-23 При указанных температуре и соотношении компонентов реакций протекает с высоким выходом. Снижение температуры и уменьшение содержания в реакционной смеси метиламина и -N-метилпирролидона приводит к снижению выхода и качества продукта. Повышение температуры и увеличение содержания в реакционной смеси метиламина и N-метилпирролидона нецелесообразно, так как не способствует повышению качества и выхода продукта. Повышение температуры, кроме того приводит к быстрому расходованию метиламина - газообразного вещества , что препятствуе т протеканию химических процессов, особенно реакции замещения хлора на метиламиногруппу. Длительный нагрев реакционной массы при высоких температурах (более 140°С) в присутствии метиламина - реагента со щелочными свойствами - приводит к осмоленню реагирующи х и образующи хся ве ществ, отрицательно влияющему на качество последних. По предложенному способу реакция протекает относительно быстро и при невысокой температуре. В результате получают те хнический продукт высокого качества, не требующий перед применением дополнительной очистки. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. В колбе с обратным холодильником нагревают 4-хлорнафталевый ангидрид 2,32 г (0,01 моль) монометиламин (50%-ный водный раствор) 3,17 г (0,05 моль) и N-метилпирролидон 16 г (0,16 моль) в течение 7 ч при температуре 80°С. после чего раствор выливают в воду. Выпадают желто-оранжевые кристаллы. Суспензию фильтруют, осадок сушат. Вы ход 2,2 г (92% от теоретического). После перекристаллизации из уксусной кислоты найдено, % С 69,8; N 11,7; вычислено. %: С 70,0; Ν 11,7. Τ. пл. 257-258°С. Пример 2. 4-Хлорнафталевый ангидрид 2,32 г (0,01 моль), метиламин водный, 20%-ный, 10,8 г (0,07 моль) и N-метилпирролидон 23 г (0,23 моль) нагревают в колбе с обратным холодильником в течение 5 ч при температуре 95°С. Затем массу выливают в воду, фильтр уют, осадок суша т. Вы ход 2,1 г (88%). После перекристаллизации из уксусной кислоты найдено, %: С 69,7; N 11,6. Т.пл. 258-260°С. Пример 3. 4-Хлорнафталевый ангидрид массой 2,32 г (0,01 моль), метиламин водный (50%-ный) 3,17 г (0,05 соль) и N-метилпиролидон 16 г (0,16 моль) нагревают в колбе с обратным холодильником при температуре 140°С в течение 3-х ч, после чего реакционную массу выливают в воду и образующуюся суспензию фильтруют. Осадок сушат. Вы ход 2,2 г (92%). После перекристаллизации из уксусной кислоты найдено, %: С 69,9; N 11,5. Т. пл. 258260°С. Пример 4. 4-Хлорнафталевый ангидрид 2,32 г (0,01 моль), метиламин водный (50%-ный) 2,48 г (0,04 моль) и N-метилпирролидон 16 г, (016 моль) нагревают при температуре 95-100°С в колбе с обратным холодильником в течение 5 ч, затем реакционную массу выливают в воду, суспензию фильтруют. Осадок сушат. Вы ход 2,1 г (88%). После перекристаллизация из уксусной кислоты найдено, %: С 69,8; N 11,5. Т. пл. 258-259°С. Пример 5. Опыт проводят как а примере 4, но 4-хлорнафталевый ангидрид метиламин водный (50%-ный) и N-метилпирролидон берут в количества х 2,32 г (0,01 моль), 3,17 г (0,05 моль) и 7 г (0,07 моль) соответственно. Выход 2,1 г (88%). После перекристаллизации из уксусной кислоты найдено. %: С 70,1; N 11,6. Т. пл. 258-259оC. Примеры для сравнения. Пример 6. В колбе с обратным холодильником нагревают 4-хлорнафталевый ангидрид 2,32 г (0,01 моль), монометиламин (50%-ный) 1,86 г (0,03 моль) и N-метилпирролидон 5 г (0,05 моль) в течении 5 ч при температуре 95-100°С, после чего реакционную массу выливают в воду, суспензию фильтруют. Осадок сушат. Получают 2,1 г слабоокрашенного желтого вещества. После перекристаллизации из уксусной кислоты т. пл.180-190°С. Пример 7. Опыт проводят как в примере 2, но температуру реакционной массы поддерживают в пределах 6070°С и синтез ведут в течение 7 ч. После перекристаллизации из уксусной кислоты получают продукт с температурой плавления 165-180°С. Пример 8. Опыт проводят как в примере 2, но применяют метиламин водный,10%-ный в количестве 21,6 г (0,07 моль). После перекристаллизации из уксусной кислоты получают продукт с т. пл. 180–210°С. Из приведенных примеров видно, что предлагаемый способ позволяет значительно упростить процесс получения N-метилимида 4-метиламинонафталевой кислоты (сократить длительность, исключить избыточное давление, упростить аппаратурное оформление, проводить процесс в одну стадию). Проведение реакции в одну стадию повышает выход продукта, так как исключаются неизбежные потери связанные с выделением промежуточного продукта. Таким образом, предлагаемое техническое решение дает возможность организовать производство по малоотходной и несложной технологии N-метилимида 4-метиламинонафталевой кислоты - высокоэффективного люминофора зеленого свечения.