Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2471775

(19)

RU

(11)

2471775

(13)

C1

(51) МПК C07C273/02 (2006.01)

C07C335/12 (2006.01)

C07D241/00 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 27.12.2012 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011142020/04, 17.10.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

17.10.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 17.10.2011

(45) Опубликовано: 10.01.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: US 3781290 А, 25.12.1973. Р.Н.Загидуллин, «О некоторых реакциях Т-( -Аминоэтил)пиперазина и его производных», Химия гетероциклических соединений, 3, 1991 г., с.с.381-385, Рига, изд-во «Зинатне».

Адрес для переписки:

450076, г.Уфа, ул. З. Валиди, 32, БашГУ, Начальнику патентного отдела Г.С. Шангараевой

(72) Автор(ы):

Загидуллин Раис Нуриевич (RU),

Абдрахманов Ильдус Барыевич (RU),

Мустафин Ахат Газизьянович (RU),

Загидуллина Саира Каримовна (RU),

Загидуллина Раушан Раисовна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет", БашГУ (RU)

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОИЗВОДНЫХ ЭТИЛЕНМОЧЕВИНЫ И ЭТИЛЕНТИОМОЧЕВИНЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к способу получения производных этиленмочевины и этилентиомочевины, который может найти применение в химической, фармацевтической и текстильной промышленности. Предложен способ получения производных этиленмочевины и этилентиомочевины путем взаимодействия N,N'-бис(пиперазиноэтил) этилендиамина (ПЭЭ) с мочевиной или тио-мочевиной в водной среде при мольном соотношении реагентов, равном 1:1, причем осуществляют подачу 40-50%-ного водного раствора мочевины или тиомочевины к предварительно нагретому до 95-100°С 60-70%-ному водному раствору ПЭЭ с последующей выдержкой реакционной смеси при 101-110°С в течение 3-4 ч и при 245-249°С в течение 0,5-1 ч. Далее целевой продукт выделяют фильтрацией или центрифугированием и сушат. Технический результат: осуществление технологического процесса в безопасном режиме, повышение выхода и качества продукта. 1 табл., 4 пр.

Изобретение относится к области основного органического синтеза, а именно к способу получения производных циклической этиленмочевины и этилентиомочевины, которые могут быть применены в химической, фармацевтической и текстильной промышленностях.

Наиболее близким способом по технической сущности и достигаемому результату является способ получения производных этиленмочевины или этилентиомочевины взаимодействием N,N'-бис(пиперазиноэтил)этилендиамина (ПЭЭ) с мочевиной или тиомочевиной [Журнал «Химия гетероциклических соединений», 1991, 3, с.381-385, Рига, изд. «Знание».] в среде полярного растворителя, причем в качестве полярного растворителя используют этиловый или бутиловый спирты, а взаимодействие ПЭЭ с мочевиной или тиомочевиной проводят при температуре 45-100ºС в среде растворителя в течение 8 ч при мольном соотношении реагентов ПЭЭ:мочевина (ПЭЭ:тиомочевина), равном 1:1, затем реакционную смесь выдерживают при 240ºС в течение 0,5-1 ч, продукт выделяют кристаллизацией из ацетона. Способ позволяет получить циклическое производное этиленмочевины - N,N'-бис(пиперазиноэтил)имидазолидин-2-он и циклическое производное этилентиомочевины - N,N'-бис(пиперазиноэтил)имидазолидин-2-тион с выходом 88-94%.

Недостатками известного способа получения производных этиленмочевины или этилентиомочевины являются взрывоопасность процесса синтеза из-за применения горючих или легковоспламеняющихся жидкостей в качестве полярного растворителя и в процессе кристаллизации целевого продукта, продолжительность процесса синтеза (более 9 ч).

Задача изобретения - усовершенствование способа получения производных этиленмочевины или этилентиомочевины.

Поставленная задача достигается в предлагаемом способе получения производных этиленмочевины и этилентиомочевины путем взаимодействия ПЭЭ с мочевиной или тиомочевиной в среде полярного растворителя при мольном соотношении реагентов, равном 1:1, причем в качестве полярного растворителя используют воду, осуществляют подачу 40-50%-ного водного раствора мочевины или тиомочевины к предварительно нагретому до 95-100ºС 60-70%-ному водному раствору ПЭЭ с последующей выдержкой реакционной смеси при 101-110ºС в течение 3-4 ч и при 245-249ºС в течение 0,5-1 ч, целевой продукт выделяют фильтрацией или центрифугированием и сушат.

Синтез производных этиленмочевины и этилентиомочевины описывается формулой:

где соединение 1: N,N'-бис(пиперазиноэтил)этилендиамина (ПЭЭ),

соединение 2: N,N'-бис(пиперазиноэтил)имидазолидин-2-он,

соединение 3: N,N'-бис(пиперазиноэтил)имидазолидин-2-тион.

Применение мочевины в виде 40-50%-ного раствора, ПЭЭ - 60-70%-ного водного раствора, предварительно нагретого до 95-100ºС, проведение взаимодействия реагентов в водной среде при температуре 101-110ºС в течение 3-4 ч и при 245-249ºС в течение 0,5-1 ч обеспечивает высокий выход целевого продукта и сокращение продолжительности процесса синтеза.

Преимуществом предложенного способа является безопасность технологического процесса в результате проведения синтеза в водной среде без применения горючих и легковоспламеняющихся растворителей, а также повышение выхода продукта.

Способ поясняется следующими примерами:

Пример 1. В реактор, снабженный механическим устройством, термометром, капельной воронкой загружают 28,4 г (0,1 моль) N,N'-бис(пиперазиноэтил)этилендиамина (ПЭЭ) в виде 70%-ного водного раствора, нагревают до 95-100ºС и при этой температуре дозируют 6,0 г (0,1 моль) мочевины в виде 40%-ного водного раствора. После окончания дозировки мочевины смесь нагревают при 101-105ºС в течение 4 ч. Происходит интенсивное выделение аммиака. Затем температуру реакционной смеси повышают до 249ºС и выдерживают в течение 1 ч. Продукт выделяют центрифугированием. Получают 29,76 г продукта - соединения 2, выход продукта - 96%. Продукт характеризуется температурой плавления. 179-181ºС (литературные: 178-181ºС), ИК-спектр: полоса поглощения 1645 см -1 (СО).

Пример 2. В условиях примера 1 в раствор загружают 28,4 г (0,1 моль) ПЭЭ в виде 65%-ного водного раствора, дозируют 7,6 г (0,1 моль) тиомочевины в виде 45%-ного водного раствора и нагревают при 105-110ºС в течение 4 ч, выдерживают при 245ºС в течение 1 ч. Получают 30,5 г продукта - соединение 3, выход продукта 93,6%. Т.пл. 139-140ºС, ИК-спектр: 1640 (СО).

Пример 3. В условиях примера 1 в реактор загружают 28,4 (0,1 моль) ПЭЭ в виде 50%-ного водного раствора, дозируют 6,0 г (0,1 моль) мочевины в виде 60%-ного водного раствора. Смесь нагревают при 90-95ºС в течение 6 ч, выдерживают при 230-235ºС 1,5 ч. Получают 24,18 г продукта - соединение 2. Выход продукта 78%. Температура плавления 175-177ºС.

Пример 4. В условиях примера 1 в реактор загружают 28,4 г (1 моль) ПЭЭ в виде 80%-ного водного раствора, дозируют 7,6 г (0,1 моль) тиомочевины в виде 30%-ного водного раствора. Смесь нагревают при 115-120ºС (сильное выделение аммиака, повышается давление), синтез вели при 115-120ºC в течение 4 ч, выдерживали при 265-270ºС в течение 0,5 ч. Получают 23,6 г продукта - соединение 3, выход 72,4%. Температура плавления 136-137ºC.

Примеры 1-2 при условии выдерживания заявляемых параметров процесса получения производных этиленмочевины или этилентиомочевины подтверждают повышенный выход продукта на уровне 93,6-96,5%.

В примерах 3 и 4 при условии отклонения от заявляемых параметров процесса получения производных этиленмочевины и этилентиомочевины снижается выход целевого продукта, который составляет 72,4 и 78% и качество продукта (см. температуру плавления целевого продукта).

Проводили испытания по изучению экстракционной способности производных этиленмочевины и этилентиомочевины по отношению солей металлов. В испытаниях по извлечению солей металлов из активированного угля использовали 3%-ные растворы соединений 2 и 3 в количестве 10 г. Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Таблица1

Извлечение солей металлов производными этиленмочевины и этилентиомочевины

Наименование солей металлов, нанесенных на активированный уголь

Содержание солей металлов в активированном угле, %

Содержание солей металлов в активированном угле после обработки соединениями 2 и 3, %

Соединение 2

Соединение 3

CoCl 2

5,90

0,0004

0,0005

CuSO 4 ·5H 2 O

4,1

0,0006

0,0007

BaCl 2

3,2

0,0008

0,0007

FeCl 3 ·6H 2 O

2,6

0,0005

0,0006

NiCl 2 ·6H 2 O

3,8

0,0006

0,0007

MnCl 2

3,9

0,0002

0,003

HgCl 2

5,2

0,0002

0,0002

CaCl 2

2,2

0,004

0,005

Как видно из полученных результатов, производные этиленмочевины и этилентиомочевины обладают высокими комплексообразующими свойствами.

Технический результат при использовании заявляемого способа выражается в получении продукта в безопасном режиме (в водной среде) технологического процесса, уменьшении продолжительности синтеза, повышении выхода продукта.

Формула изобретения

Способ получения производных этиленмочевины и этилентиомочевины путем взаимодействия N,N'-бис(пиперазиноэтил)этилендиамина (ПЭЭ) с мочевиной или тиомочевиной в среде полярного растворителя при мольном соотношении реагентов, равном 1:1, отличающийся тем, что в качестве полярного растворителя используют воду, осуществляют подачу 40-50%-ного водного раствора мочевины или тиомочевины к предварительно нагретому до 95-100°С 60-70%-ному водному раствору ПЭЭ с последующей выдержкой реакционной смеси при 101-110°С в течение 3-4 ч и при 245-249°С в течение 0,5-1 ч, далее целевой продукт выделяют фильтрацией или центрифугированием и сушат.