Получение N,N,N’N’-тетраметилдиаминометана

 

В работе [6] был предложен метод синтеза N,N,N’N’-тетраметилдиаминометана (или бис -(диметиламино)-метана) из формальдегида диметиламина. Для приготовления вещества реагенты смешивают в водном растворе при охлаждении в бане со льдом. После окончания реакции отделяют органический слой подщелачиванием гидроксидом калия. Этот слой далее отделяют, сушат над щелочью и перегоняют. Выход N,N,N’N’-тетраметилдиаминометана по данной методике составляет 77-85% от теоретического:

 

 

Также в работе [7] был описан метод получения бис -(диметиламино)-метана по следующей реакции с выходом 54% от теоретического:

N,N,N’N’-тетраметилдиаминометан можно получить по реакции, описанной Рудченко, Шевченко и Костяновским в [8], но с очень низким выходом (26%):

 

 

Ещё один синтез бис -(диметиламино)-метана из диметиламина был описан в работе [9]. Для получения этого вещества раствор диметиламина в дихлорметане нагревают до в водяной бане. После трёх часов реакции жидкую фазу выпаривают и далее разделяют при помощи фракционной перегонки.

 

Этот способ непрактичен, так как выход вещества небольшой (порядка 40-50%) в связи с протеканием побочных реакций.

2.5 Получение бис -(триметилсилил) фосфоната

 

В статье Воронкова, Колесовой и Згонник был описан простой метод получения триалкилсилиловых эфиров фосфористой кислоты [10]. По этому методу с выходом 57% от теоретического получается и бис -(триметилсилил) фосфонат (бис -(триметилсилил)-фосфит).

 

Для получения вещества избыток триметилхлорсилана и фосфористая кислота H₃PO₃ кипятились в колбе с обратным холодильником до прекращения выделения соляной кислоты. Далее полученный фосфонат отгонялся под вакуумом. Аналогичный способ был предложен в [11].

Также российскими учеными запатентован метод получения бис -(триметилсилил) фосфината из триметилхлорсилана и фосфина в третбутаноле с количественным выходом [12]:

 

Экспериментальная часть

3.1 Синтез N,N,N’N’-тетраметилдиаминометана [6]

 

Поместили 30,5 г (0,38 моль) 37% раствора формальдегида в стакан на 600 мл, снабженный механической мешалкой и термометром. Стакан поместили в баню со льдом. К раствору медленно при сильном перемешивании прибавляли 135 г (0,75 моль) 25% водного раствора диметиламина так, чтобы температура реакционной смеси не поднималась выше 15 °С. После прибавления смесь перемешивали ещё 30 минут, после чего отдельными порциями прибавили 75 г гидроксида калия в гранулах до расслоения смеси. Верхний слой отделили, просушили над щелочью в течении 1 часа и перегнали. Получили 25 г (66% от расчета, 86% от методики) N,N,N’N’-тетраметилдиаминометана с температурой кипения 89 °С и . (по литературным данным 82-84 °С и 1,4018 соответственно [13]).

3.2 Синтез бис -(триметилсилил) фосфоната

 

48,9 г (0,45 моль) триметилхлорсилана, 12,3 г (0,15 моль) фосфористой кислоты H₃PO₃ кипятились с обратным холодильником до прекращения выделения хлороводорода. При фракционной перегонке реакционной смеси получено 16 г (51% от теории, 89% от методики) бис -(триметилсилил) фосфоната с температурой кипения 79 °С и . (по литературным данным 74-75 °С и 1,4145 соответственно [10; 11]).

3.3 Синтез бис -(триметилсилил)-диметиламинометил фосфоната

 

Реакционную смесь, состоящую из 10 мл N,N,N’N’-тетраметилдиаминометана и 8 мл бис -(триметилсилил) фосфоната (двухкратный избыток N,N,N’N’-тетраметилдиаминометана), поместили в колбу Кляйзена, снабженную прямым холодильником, в которую предварительно положили кусочек безводного хлорида цинка, и кипятили до тех пор, пока температура смеси не поднялась до 160 °С. Перед помещением реагентов в колбу прибор продули в токе аргона во избежание гидролиза бис -(триметилсилил) фосфоната. Для предотвращения выпаривания реагентов прибор наклонили так, чтобы они свободно стекали из холодильника обратно в реакционную смесь.

После проведения реакции бис -(триметилсилил)-диметиламинометил фосфонат отгоняли под вакуумом (13 тор, температура кипения 112-114 °С). Получено 8,5 г конечного продукта (85% от теоретического выхода) с .

Обсуждение результатов

 

Для получения бис -(триметилсилил)-диметиламинометил фосфоната мы провели следующий синтез, включающий синтез бис -(триметилсилил) фосфоната и диметиламина, по следующей схеме:

 

 

По приведенным в экспериментальной части работы методикам были синтезированы следующие вещества:

1. N,N,N’N’-тетраметилдиаминометан по реакции диметиламина с формальдегидом в водном растворе.

2. бис -(Триметилсилил) фосфонат при кипячении триметилхлорсилана с фосфористой кислотой.

3. Целевой бис -(триметилсилил)диметиламинометил фосфонат по реакции N,N,N’N’-тетраметилдиаминометана с бис -(триметилсилил) фосфонатом.

 

Название и формула	Физические параметры		Выход
	Полученные	Из литературных источников	В г.	В %
				От методики	От теории
N,N,N’N’-тетраметилдиаминометан	Ткип = 89 °С	Ткип = 82-84 °С	25	86	66
бис -(Триметилсилил) фосфонат	Ткип = 79 °С	Ткип = 74-75 °С	16	89	51
бис -(триметилсилил)-диметиламинометил фосфонат	Ткип = 112-114 °С (13 тор)	-	8,5	-	85

Для целевого продукта бис -(триметилсилил)-диметиламинометил фосфоната были зарегистрированы спектры ³¹P и ¹H на приборе Brucker Avanse 400.

Спектр ЯМР ³¹P{¹H} для бис -(триметилсилил)-диметиламинометил фосфоната (внутренний стандарт CD₂Cl₂): δ_P = … м. д. В спектре ЯМР ¹H (внутренний стандарт CDCl₃) целевого фосфоната имеется характеристичный дублет ²γ_PH = 12Гц, δ = 2,54 м. д. (область химических сдвигов, характерная для фосфонатов).

Выводы

 

1. Собрана и систематизирована литература по синтезу, физико-химическим и биологическим свойствам α-аминофосфоновых кислот и некоторых их производных

2. Осуществлен трехстадийный синтез бис -(триметилсилил)-диметиламинометил фосфоната. Его строение было подтверждено данными спектра ЯМР ³¹P и ¹H.

Список литературы

 

1 Wozniak L., Chojnowski J. //Tetrahedron Lett., 1989 2465-2547.

2 Петров К. А., Чаузов В. А., Ерохина Т. С. //Успехи химии, 1974, Т. 43, 2046-2067.

3 Черкасов Р. А., Галкин В. И. //Успехи химии, 1998, Т. 67, 941-968.

4 Uziel J., Genet J. P. //Ж. орг. химии, 1997, Вып. 11, 1605-1617.

5 Кабачник М. М., Ливанцов М. В., Вейц Ю. А., Ливанцова Л. И. //Основы химии фосфорорганических соединений, ч. 2. Москва 2003, Хим. Фак. МГУ, 14-20.

6 … //Синтез органических препаратов, сб. 12. Москва 1964, 74.

7 Багдасарян Г. Б., Бадалян К. С., Шежранян М. А., Инджикян М. Г. //Арм. Хим. Ж., 1982, 35, Н. 6, 379-383.

8 Рудченко В.Ф., Шевченко В. И., Костяновский Р. Г. //Изв АН СССР Хим., 1986, Н. 3, 606-610.

9 … //Am. Soc., 47, 1351.

10 Воронков М. Г., Колесова В. А., Згонник В. Н. //Изв АН СССР Хим., 1957, Н. 11, 1364-1367.

11 Нифантеев Е. Е., Харшан М. А., Лысенко С. А. //Ж. Общей химии, 1993, Н. 4, 776-782.

12 Ближнюк Н. К., Бондарева Т. А., Протасова Л. Д., Емельянович А. М., Климова Т. А. //Патент № SU1578132.

13 Низамов И. С., Батиева Е. С., Альфонсов В. А., Мусин Р. З. Пудовик А. Н. //Phosph., Sulfur and Silicon and Relat. Elem., 55 (1991), N. 4, 229-237.

 

12	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: