Способ получения n-фенил-n, n-диалкилмочевин

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-ФЕНИЛ-N',N'-ДИАЛКИЛМОЧЕВИН общей формулы

где R₁ H, Cl, CH₃, CH(CH₃)₂;
R₂ H, Cl;
R₃ R₄-CH₃, C₂H₅,
путем переаминирования мочевины замещенным анилином при повышенной температуре в среде растворителя с последующей обработкой образующегося продукта диалкиламином и выделением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, сокращения его продолжительности и универсальности способа, переаминирование мочевины проводят при температуре 100 130^oС в среде воды или хлорбензола, а обработку продукта проводят водным раствором диалкиламина при температуре 125 130^oС в присутствии диметилформамида или диметилсульфоксида.

Предлагается усовершенствованный способ получения N-фенил-N',N'-диалкилмочевин общей формулы
где R₁ Н, Cl, CH₃, CH(CH₃)₂;
R₂ H, Cl;
R₃ R₄ CH₃, C₂H₅, которые используют в сельском хозяйстве в качестве гербицидов.
Известен способ получения N-фенил-N', N'-диалкилмочевин путем взаимодействия мочевины с анилином при температуре 140-180^оС с получением дифенилмочевины, которую затем обрабатывают диметиламином при 400^оС, выход 71%
Недостатком данного способа является сравнительно низкий выход целевого продукта.
Наиболее близким техническим решением данной задачи является способ получения N-фенил-N', N'-диалкилмочевин, в частности N-4-хлорфенил-N',N'-диметилмочевины, путем взаимодействия мочевины с 4-хлоранилином в среде 1,2,4-трихлорбензола, а затем реакционную массу обрабатывают избытком диметиламина, выход 96,5-98,7%
Недостатками данного способа являются большая продолжительность процесса (5 ч), и его сложность за счет использования высокой температуры, что исключает его универсальность, так как многие замещенные анилины малостабильны, кроме того, исключается возможность использования диалкиламина в виде водных растворов, что усложняет стадию переаминирования.
Целью изобретения является упрощение процесса, сокращение его продолжительности и универсальность способа.
Поставленная цель достигается предложенным способом получения N-фенил-N',N'-диалкилмочевин указанной формулы путем переаминирования мочевины замещенным анилином при температуре 100-130^оС в среде воды или хлорбензола с последующей обработкой образующегося продукта водным раствором диалкиламина при температуре 125-130^оС в присутствии диметилформамида или диметилсульфоксида.
Отличительной особенностью предложенного способа является то, что переаминирование мочевины проводят при температуре 100-130^оС в среде воды или хлорбензола, а обработку продукта ведут водным раствором диалкиламина при температуре 125-130^оС в присутствии диметилформамида или диметилсульфоксида.
П р и м е р 1. N-4-Хлорфенил-N',N'-диметилмочевина.
В реактор загружают 25,5 г (0,2 моль) 4-хлоранилина, 200 мл воды и 22 г концентрированной HCl (35%-ный раствор). Смесь нагревают до 98^оС и добавляют 24 г (0,4 моль) карбамида. Реакцию при температуре 98-100^оС и перемешивании продолжают в течение 2 ч. Затем массу охлаждают, выпавшие кристаллы фильтруют, промывают водой. Получают 39,2 г влажного продукта, который можно использовать на последующей стадии без осушки. Выход в пересчете на сухой продукт составляет 31,2 г (90% от теоретического 98,0%-ного).
В автоклав загружают 17,07 г (0,1 моль) N-4-хлорфенилмочевины, добавляют 0,61 г (3 мас.) диметилформамида и 90 мл хлорбензола. Затем приливают водный раствор диметиламина (40%) в количестве 14,5 г (0,15 моль). Автоклав герметизируют и при температуре 130^оС перемешивают в течение 30 мин. Давление 4,5 атм. Далее реакционную массу обрабатывают следующим образом. Массу охлаждают, фильтруют, промывают захоложенным хлорбензолом и сушат. Получают 20 г продукта с т.пл. 175-176^оС. Выход составляет 96% (содержание о.в. 96%).
П р и м е р 2. N-3,4-Дихлорфенил-N',N'-диметилмочевина.
В автоклав загружают 20,5 г (0,1 моль) N-3,4-дихлорфенилмочевины, полученной, как описано в примере 1, 0,4 г (2 мас.) диметилформамида. Автоклав герметизируют и при перемешивании нагревают до 130^оС. При 130^оС в течение 15 мин дозируют 18 г (0,2 моль) диметиламина (40%-ный водный раствор). Реакцию продолжают еще 20 мин. Затем массу обрабатывают, как описано в примере 1. Получают 22,5 г N-3,4-дихлорфенил-N,N'-диметилмочевины с т.пл. 155,5-158^оС.
П р и м е р 3. N-4-Хлорфенил-N',N'-диметилмочевина.
В реактор загружают 25,5 г (0,2 моль) 4-хлоранилина, 6 г (0,1 моль) мочевины, 60 мл хлорбензола и добавляют 0,5 г диметилформамида. При температуре 130^оС реакционную массу перемешивают 2 ч. Затем реакционную массу охлаждают, добавляют 14,4 г (0,15 моль) водного раствора диметиламина. Реактор герметизируют и нагревают при перемешивании при температуре 125^оС в течение 30 мин. После охлаждения реакционной массы и выделения целевого продукта получают 19,6 г замещенной мочевины с т.пл. 176-177^оС, выход 98% (содержание 99%).
П р и м е р 4. N-Фенил-N',N'-диметилмочевина.
В реактор загружают 18,6 г (0,2 моль) анилина, 6 г (0,1 моль) карбамида, добавляют 0,36 г (2 мас.) диметилформамида и 70 мл хлорбензола. При температуре 130^оС реакционную массу перемешивают в течение 2 ч, затем массу охлаждают, добавляют 16 г (0,16 моль) водного раствора диметиламина и герметизируют реактор. При температуре 130^оС массу перемешивают в течение 1 ч. После охлаждения реакционной массы, выделения и сушки целевого продукта получают технический продукт (14,9 г) с т.пл. 134-136^оС, выход составляет 90%
П р и м е р 5. N-3-Хлор-4-метилфенил-N',N'-диметилмочевина.
В реактор загружают 20,5 г (0,1 моль) 3-хлор-4-метиланилина, 3,0 г (0,05 моль) мочевины, 70 мл хлорбензола и добавляют 0,28 г (2 мас.) диметилформамида. При температуре 125^оС реакционную массу перемешивают 1,5 ч. Аммиак отдувают азотом. Затем реактор герметизируют, нагревают до 125^оС и дозируют 7,2 г (0,075 моль) водного раствора диметиламина. При температуре 125^оС массу перемешивают еще 1 ч. После охлаждения и выделения продукта получают 23 г N-3-хлор-4-метилфенил-N', N'-диметилмочевины с т.пл. 144-146^оС, выход 95% По данным анализа селективность составляет 97%
П р и м е р 6. N-3,4-Дихлорфенил-N',N'-диэтилмочевина.
В реактор загружают 16,2 г (0,1 моль) 3,4-дихлоранилина, 3,0 г (0,05 моль) мочевины, 70 мл хлорбензола и добавляют 0,36 г (2 мас.) диметилформамида. При температуре 125^оС реакционную массу перемешивают 2 ч. Затем реактор герметизируют и нагревают до 130^оС, дозируют 14,8 г (0,55 моль) водного раствора диэтиламина (50% конц.). При температуре 130^оС реакционную массу перемешивают еще в течение 1 ч. После обработки реакционной массы получают 25 г продукта с т. пл. 110-112^оС, выход 95% По данным анализа содержание основного вещества составляет 98% Таким образом, селективность процесса составляет 99%
П р и м е р 7. N-4-Изопропилфенил-N',N'-диметилмочевина.
В реактор загружают 13,6 г (0,1 моль) 4-изопропиланилина, 3 г (0,05 моль) мочевины, 50 мл хлорбензола и добавляют 0,26 г (2 мас.) диметилформамида. При 125^оС реакционную массу перемешивают в течение 1,5 ч. Аммиак отдувают азотом. Затем реактор герметиризуют, нагревают до 125^оС и дозируют 7,2 г (0,075 моль) водного раствора диметиламина. Массу перемешивают в течение 1 ч. После обработки реакционной массы получают 21,5 г N-4-изопропилфенил-N', N'-диметилмочевины с т.пл. 149-150^оС, выход 96%
П р и м е р 8. N-3-Хлор-4-метилфенил-N',N'-диметилмочевина.
В реактор загружают 14,5 г (0,1 моль) 3-хлор-4-метиланилина, 3 г (0,05 моль) мочевины, 70 мл хлорбензола и добавляют 0,28 г (2 мас.) диметилсульфоксида. При температуре 125^оС реакционную массу перемешивают 1,8 ч. Аммиак отдувают азотом. Реактор герметизируют, нагревают до 130^оС, дозируют 8,0 г (0,08 моль) водного раствора диметиламина. При температуре 130^оС массу перемешивают в течение 1 ч. После охлаждения и обработки реакционной массы получают 22,6 г продукта с т.пл. 144-145^оС. Выход составляет 94,5%
Предложенный способ позволяет упростить процесс за счет снижения температуры до 125-130^оС против 200^оС, что дает возможность использовать диалкиламин в виде водного раствора, сократить продолжительность процесса до 2,5-3 ч против 5 ч в известном способе.