Спосіб одержання 1-арил-1-хлоро-2,2,2-трифтороетилізоціанатів

Спосіб одержання 1-арил-1-хлоро-2,2,2трифтороетилізоціанатів загальної формули : Ar F 3C Ar F3C NH + Cl 3CN=C=O O Ar -HCl N F 3C де Ar=Ph, 4-ClC 6H4, 4-MeC6H4, 4-MeOC 6H4 , 4CF3C6H4 Незважаючи на те, що вказаний метод є єдиним, який впродовж останніх 30 років використовується для синтезу 1-арил-1-хлоро-2,2,2 Cl N Ar HCl Cl -(ClCN) 3 F 3C (13) 84997 Cl де Ar=Ph, 4-FC 6H4, 4-MeC6H4, 4-MeOC 6H 4 Сполуки даного типу знаходять широке застосування як важливі моделі для дослідження явища аніонотропії в теоретичній органічній хімії [1], а також як ефективні електрофільні реагенти для регіоселективного синтезу різноманітних типів трифторометилвмісних гетероциклічних систем [2,3]. В рядах останніх знайдені речовини з висо (11) C O UA кою пестицидною [4], психотропною [5] та міотропною [6] активностями. Спосіб одержання 1-арил-1-хлоро-2,2,2трифтороетилізоціанатів, який заявляється, в науковій літературі та патентних виданнях не описаний. Методологічно найближчим до способу, який заявляється, є метод синтезу, 1-арил-1-хлоро2,22-трифтороетилізоціанатів, який базується на взаємодії арилтрифторметилкетімінів з трихлорометилізоціанатом з подальшим термічним розкладом утворених N-(1-арил-2,2,2-трифторо)етиліден-N'-(дихлорметиліден)сечовин в присутності хлористого водню [7]. C2 , де Ar = Ph, 4-FC 6H4 , 4-MeC6H4, 4-MeOC 6H4 , з арилтрифторметилкетімінів, який відрізняється тим, що арилтрифторметилкетіміни піддають взаємодії з алкілхлорформіатами при кипятінні в пара-ксилолі, а отримані таким чином N-(1-арил2,2,2-трифторо)етиліден-О-алкілкарбамати вводять в реакцію з п'ятихлористим фосфором в киплячому толуолі з наступним виділенням цільових продуктів звичайними методами. N C O Cl трифтороетилізоціанатів, він має ряд суттєвих недоліків, які обмежують його синтетичну значимість. По-перше, спосіб вимагає використання високотоксичного і важкодоступного трихлорометилізоціанату, отримання якого здійснюється через (19) N C O Cl Винахід відноситься до органічної хімії, а саме до нового способу отримання 1-арил-1-хлоро2,2,2-трифтороетилізоціанатів загальної формули: Ar F 3C N 3 84997 вибухонебезпечну стадію термічного розкладу трихлороацетилазиду [8], який, в свою чергу, синтезують із трихлороацетилхлориду. По-друге, розчинником для термічного розкладу трихлороацетилазиду служить висококиплячий дифенілметан, який після завершення процесу дуже важко піддається регенерації. По-третє, стадія термічного розкладу N-(1-арил-2,2,2-трифторо)етиліден-N'(дихлорметиліден)сечовин є енергоємною (30-36 годинне нагрівання реагентів в киплячому толуолі) і високозатратною, оскільки вимагає використання значного надлишку хлористого водню. Задачею винаходу є пошук нового способу отримання 1-арил-1-хлоро-2,2,2трифтороетилізоціанатів. Ar F 3C NH + ClC(O)OAl k Задача досягається перетворенням арилтрифторметилкетімінів в N-(1-арил-2,2,2трифторо)етиліден-О-алкілкарбамати, подальше хлорування яких приводить до цільових 1-арил-1хлоро-2,2,2-трифтороетилізоціанатів. Спосіб отримання сполук, який заявляється, полягає в тому, що арилтрифторметилкетіміни піддають реакції з комерційно доступними алкілхлорформіатами при кип'ятінні в пара-ксилолі з наступною взаємодією отриманих N-(1-арил-2,2,2трифторо)етиліден-О-алкілкарбаматів з п'ятихлористим фосфором в киплячому толуолі. Проміжні і цільові продукти виділяють з реакційної суміші стандартними методами. Виходи цільових продуктів становлять 68-86%. O Ar -HCl N F 3C де Ar=Ph, 4-FC 6H4, 4-MeC6H4, 4-MeOC 6H 4; Alk=Me, Et Одержаний результат не є заздалегідь передбачуваним, оскільки з літератури відомо, що завдяки своїй пониженій основності арилтрифторметилкетіміни можуть ацилюватись тільки такими сильними електрофіль-ними реагентами як трихлорметилізоціанат [7] або 1-хлоралкілізоціанати [9]. Запропонований нами метод їх ацилювання менш електрофільними алкілхлорформіатами при підвищеній температурі значно розширює синтетичні перспективи цієї реакції і дозволяє досить легко синтезувати проміжні N-(1-арил-2,2,2трифторо)етиліден-О-алкілкарбамати, єдиний представник яких раніше був отриманий реакцією важкодоступного 1-феніл-1-(4-бензоїлокси)-2,2,2трифтоетилізоціанату з метанолом [10]. Будова та склад як проміжних, так і цільових продуктів доведені даними елементного аналізу, ІЧ-спектрів (поглинання зв'язків C=N та N=C=O), спектрів ЯМР 1Н та ЯМР 19 F, а також їх співставленням із заздалегідь відомими характеристиками. Винахід ілюструється загальним способом отримання N-(1-арил-2,2,2-трифторо)етиліден-Оалкілкарбаматів та 1-арил-1-хлоро-2,2,2трифтороетилізоціанатів. Загальний спосіб одержання N-(1-арил-2,2,2трифторетиліден)-О-алкілкарбаматів. Суміш 0.02моль арилтрифторметилкетіміну та 0.025моль алкілхлорформіату в 60мл пара-ксилолу кипятять впродовж 15год в реакторі, який укомплектований системою для поглинання хлористого водню. Після охолодження до реакційної суміші додають 0.55мл (0.04моль) триетил аміну, перемішують 0.5год, утворений осад гідрохлориду триєтиламонію відфільтровують, фільтрат випарують, залишок очищують перегонкою у вакуумі. N-(1-Феніл-2,2,2-трифторетиліден)-Ометилкарбамат. Вихід 68%, т. кип. 60-62°С (0.02мм рт.ст.), nD20 1.4785. N-[1-(4-Фторфеніл)-2,2,2-трифторетиліден]-Oметилкарбамат. 4 OAlk PCl5 -Al kCl -P(O)Cl 3 Ar F 3C N C O Cl Вихід 73%, т. кип. 63-64°С (0.035 мм рт.ст), nD20 1.4636. ІЧ спектр, n, см -1: 1760 (С=О ), 1700 (C=N). Спектр ЯМР 1Н, d, м.д.: 3.78 с (3Н, СН3), 7.19-7.24м (2Наром.), 7.70-7.75м (2Наром.) Спектр ЯМР 19F, d, м.д.: -70.69 (CF3), - 105.84 (F). Знайдено, %: F 30.74; N 5.88. C 10H7F4NO2. Вирахувано, %: F F 30.50; N 5.62. N-(1-Феніл-2,2,2-трифторетиліден)-Оетилкарбамат. Вихід 69%, т. кип. 89-92°С (0.09 мм рт. ст.), nD20 1.4675. ІЧ спектр, n, см -1: 1765 (С=О), 1695 (C=N). Спектр ЯМР 1Н, d, м.д.: 1.22т (3Н, СН3), 4.25 кв (2Н, СН2), 7.47-7.63м (5Наром.). Спектр ЯМР 19F, d, м.д.: - 70.44 (CF3). .Знайдено, %: F 22.95; N 5.83. C11H10F 3NO2 . Вирахувано, %: F 23.24; N 5.71. N-[1-(4-Фторфеніл)-2,2,2-трифторетиліден]-Оетилкарбамат. Вихід 72%, т. кип. 56-58°С (0.035 мм рт.ст.), nD20 1.4603. ІЧ спектр, n, см -1: 1760 (СО), 1700 (C=N). Спектр ЯМР 1Н, d, м.д.: 1.26т (3Н, СН3), 4.26 кв (2Н, СН2), 7.13-7.17м (2Наром.), 7.747.19м (2Наром.). Спектр ЯМР 19F, d, м.д.: 70.81(CF3), -106.23 (F). Знайдено, %: F 28.64; N 5.13. С11Н9F 4NO2. Вирахувано, %: F 28.87; N 5.32. N-[1-(4-Толіл)-2,2,2-трифторетиліден)-Оетилкарбамат. Вихід 77%, т. кип. 70-72°С (0.035 мм рт.ст.), nD20 1.4771. ІЧ спектр, n, см -1: 1760 (С=О ), 1705 (C=N). Спектр ЯМР 1Н, d, м.д.: 1.25т (3Н, СН3), 2.39 с (3Н, СН3), 4.28 кв (2Н, СН2), 7.26 д (2Наром.), 7.54 д (2Наром.). Спектр ЯМР 19F, d, м.д.: -69.45 (CF3). Знайдено, %: F 22.22; N 5.56. C12H12F 3NO2 . Вирахувано, %: F 21.99; N5.40. N-[1-(4-Метоксифеніл)-2,2,2-трифторетиліден)O-етилкарбамат. Вихід 71%, т. кип. 95°С (0.035 мм рт.ст.), nD20 1.4985. ІЧ спектр, n, см -1: 1755 (С=О ), 1690 (C=N). Спектр ЯМР 1Н, d, м.д.: 1.28т (3Н, СН3), 3.78 с (3Н, СН3О), 4.20 кв (2Н, СН2), 6.97 д (2Наром.), 7.62 д (2Наром.) Спектр ЯМР 19F, d, м.д.: - 70.08 (CF3). Знайдено, %: F 20.90; N 5.31. C12H12F 3NO3 . Вирахувано, %: F 20.71; N 5.09. 1-Арил-1-хлор-2,2,2-трифторетилізоціанати. Суміш 0.01 моль N-(1-арил-2,2,2трифторетиліден)-О-алкілкарбамату і 2.5г (0.012 5 84997 моль) пятихлористого фосфору в 45мл толуолу кипятили 8 год, охолоджували і пропускали струмінь сірчистого газу до припинення екзотермії. Реакційну суміш випарували, залишок очищали перегонкою в вакуумі. 1-Феніл-1-хлор-2,2,2-трифторетилізоціанат. Вихід 86% [(із N-(1-феніл-2,2,2-трифторетиліден)О-метилкарбамату)], 74% [із N-(1-феніл-2,2,2трифторетиліден)-О-етилкарбамату)]. 1-(4-Фторфеніл)-1-хлор-2,2,2-трифторетилізоціанат. Вихід 79% [(із N-[1-(4-фторфеніл)-2,2,2трифторетиліден]-О-метилкарбамату)], 75% [із N[1-(4-фторфеніл)-2,2,2-трифторетиліден]-О-етилкарбамату)]. 1-(4-Толіл)-1-хлор-2,2,2-трифторетилізоціанат. Вихід 76% [із N-[1-(4-толіл)-2,2,2трифторетиліден]-О-етилкарбамату)]. 1-(4-Метоксифеніл)-1-хлор-2,2,2-трифторетилізоціанат. Вихід 65% [із N-[1-(4метоксифенілфеніл)-2,2,2-трифторетиліден]-Оетилкарбамату)]. Література: 1. Gorbatenko V.I., Samarai L.I. Synthesis and reactions of a-haloalkyl-isocyanates // Synthesis. 1980. - №2. - P.85-110. 2. Самарай Л.И., Горбатенко В.И., Вовк М.В. 1Функционально замещенные алкилизоцианаты // Укр. хим. журн. - 1989. - Т. 55, №9. - С. 966-979. 3. Больбут А.В., Вовк М.В. 1-Функціоналізовані алкілгетерокумулени в синтезі гетероциклічних сполук // Журн. орган.фарм.хімії. - 2003. - Т. 1, №34. - С. 26-44. Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 6 4. Вовк М.В., Шур убура Г.В., Степура Г.С., Давидюк Ю.Н. Синтез и пестицидная активность производных 2Н-3,4-дигидро-1,3,5-тиадиазинов // Физиол. активные вещества. - 1992. - Вып. 24. - С. 58-61. 5. Вовк М.В., Дорохов В.И., Самарай Л.И., Воронина Т.А., Зайцев Л.М.,Синтез и фармакологическая активность производных 1,5,3бенздиоксазепинов и 1,3,5бензокса(тиа)диазепинов // Физиол. активные вещества. - 1993. - Вып. 25. - С. 73-77. 6. Вовк М.В., Зайцев Л.М. Синтез и миотропная активность 2,6-дитиа-4-азабензоциклононан5-онов // Хим.фарм.журн. - 1993. - №12. - С. 26-29. 7. Фетюхин В.Н., Корецкий А.С., Горбатенко В.И., Самарай Л.И. 1-Хлор-1-арил-2,2,2трифторэтилизоцианаты // Журн. орган, химии. 1977. - Т. 13, №2. - С. 271-275. 8. Шокол В.А., Кожушко Б.Н., Кирсанов А.В. Реакция трихлорметил- изоцианата с триэтилфосфитом // Журн. общ. химии. - 1973. - Т. 43, №3. С. 544-551. 9. Фетюхин В.Н., Вовк М.В., Самарай Л.И. N,N'Бис(алкилиден)-мочевины // Журн. орган. химии // 1981. - Т. 17, №7. - С. 1420-1421. 10. Вовк М.В., Дорохов В.И., Самарай Л.И. 1(Ацилокси)алкил-изоцианаты. II. Реакции с протонсодержащими нуклеофильными реагентами // Журн. орган, химии. - 1989. - Т. 25, №4. - С. 754759. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601