Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения 2,3-диамино-1,4-нафтохинонов

Настоящее изобретение относится к новому способу получения 2,3-диамино-1,4-нафтохинонов, общей формулы

где R=H, CH₃, CH₃CH₂ и другие остатки предельных углеводородов.

Производные 2,3-диамино-1,4-нафтохинонов могут быть использованы для получения веществ, обладающих полезными свойствами. Например, среди производных диаминонафтохинонов известны противоопухолевые, противовирусные препараты, гербициды (Aly A.A., Hassan A.B., Brown A.B., El-Shaieb K.M., Bedair T.M.I. J. Heterocyclic Chem. 2011, 48, 787-791; Aly A.A., Esam A.I., Alsharari A.A., Al-Muaikel N.S., Bedair T.M.I. J. Heterocyclic Chem. 2012, 49, 9-20).

Известны следующие способы получения 2,3-диамино-1,4-нафтохинонов.

Известен способ получения простейшего 2,3-диамино-1,4-нафтохинона из 2,3-дихлор-1,4-нафтохинона (United States Patent Office Pat. 3084165, Apr. 2, 1963) no следующей схеме:

Согласно способу сначала 2,3-дихлор-1,4-нафтохинон (I) обрабатывают азидом натрия, затем образовавшийся 2,3-диазидо-1,4-нафтохинон (VI) выделяют фильтрованием. Полученный таким образом 2,3-диазидо-1,4-нафтохинон нагревают с водным раствором дитионита натрия и гидроксида натрия, при этом получают 2,3-диамино-1,4-нафтохинон (VII). Данный способ имеет следующие недостатки: является многостадийным, в способе используется высокотоксичный, взрывоопасный и при этом дорогостоящий азид натрия. Кроме того, способ позволяет получить только одно вещество - простейший 2,3-диамино-1,4-нафтохинон.

Известен также способ получения 2-амино-3-метиламино-1,4-нафтохинона (Ефимова Г.А., Эфрос Л.С. Гетероциклические производные на основе замещенного 1,4-нафтохинона. IV Конденсация 2,3-диамино-1,4-нафтохинона и его монометил производных с 1,3-дикетонами. ЖОрХ, 1967. - Т. 3. - Вып. 1. - С. 162-168.), осуществляемый согласно нижеприведенной схеме,

включающий аминирование 2,3-дихлор-1,4-нафтохинона (I) метиламином, нитрозирование полученного при этом 2-метиламино-3-хлор-1,4-нафтохинона (II) до 2-N-нитрозометиламино-3-хлор-1,4-нафтохинона (III). Далее при последующем нагревании нитрозамина (III) с водно-спиртовым раствором аммиака получали 2-N-нитрозометиламино-3-амино-1,4-нафтохинон (IV), обработка которого спиртовым раствором хлороводорода приводит к 2-амино-3-метиламино-1,4-нафтохинону (V). При этом выход целевого продукта на 2-х последних стадиях составляет 53%. Данный способ принят за прототип.

Недостатком способа является его сложность, обусловленная многостадийностью процесса, использование высокотоксичного N-нитрозамина (III), а также низкий выход целевого продукта.

Задачей настоящего изобретения является создание более экономичного и простого способа получения 2,3-диамино-1,4-нафтохинонов.

При этом достигаемый технический результат заключается в уменьшении числа стадий синтеза, повышении суммарного выхода, а также использовании нетоксичных и легкодоступных исходных веществ (Горностаев Л.М., Крюковская И.С., Лаврикова Т.И., Вигант М.В., Гатилов Ю.В. Синтез 2-амино(алкиламино)-3-нитро-1,4-нафтохинонов. ЖОрХ, 2014. - Т. 50. - Вып. 2. - С. 214-218).

Поставленную задачу решают за счет того, что в способе получения 2,3-диамино-1,4-нафтохинонов общей формулы:

5

где R=H, CH₃, CH₃CH₂ и другие остатки предельных углеводородов, из производных нафтохинона, согласно заявляемому изобретению в качестве исходных веществ используют 2-(R-амино)-3-нитро-1,4-нафтохиноны, которые восстанавливают до целевых продуктов дитионитом натрия по следующей схеме:

Способ осуществляют следующим образом: 2-R-амино-3-нитро-1,4-нафтохинон вносят в раствор, состоящий из этанола, воды, гидроксида натрия и дигидрата дитионита натрия (Na₂S₂O₄⋅2H₂O). Полученную смесь кипятят при перемешивании в колбе с обратным холодильником. Кипячение заканчивают при исчезновении исходного вещества, что определяют хроматографическими методами. Затем смесь охлаждают до 10-15°C, отфильтровывают выпавший в осадок 2-амино-3-R-амино-1,4-нафтохинон, промывают водой, высушивают.

Ниже приведены конкретные примеры получения 2,3-диамино-1,4-нафтохинонов.

Пример 1. Получение 2,3-диамино-1,4-нафтохинона

2,18 г (0,01 моль) 2-Амино-3-нитро-1,4-нафтохинона вносят в раствор, состоящий из 20 мл этанола, 100 мл воды, 6 г 85% дитионита натрия и 2 г гидроксида натрия. Полученную смесь кипятят в течение 40-50 минут, затем охлаждают до 10-15°C и отфильтровывают 2,3-диамино-1,4-нафтохинон. Осадок промывают на фильтре водой, высушивают. Выход 1,34 г (71%), т.пл. 248-250°C.

Масс-спектр, m/z (I_отн., %): 188 (100) [M]⁺, 161 (49), 104 (65), 76 (69), 50 (45).

Найдено, %: C 63.98; H 4.07; N 14.12. C₁₀H₈N₂O₂. Вычислено, %: C 63.83; H 4.25; N 14.89. M_выч 188.19.

Пример 2. Получение 2-амино-3-метиламино-1,4-нафтохинона

2,32 г (0,01 моль) 2-Метилмино-3-нитро-1,4-нафтохинона вносят в раствор, состоящий из 20 мл этанола, 100 мл воды, 6 г 85% дитионита натрия и 2 г гидроксида натрия. Полученную смесь кипятят в течение 40-50 минут, затем охлаждают до 10-15°C и отфильтровывают 2-амино-3-метиламино-1,4-нафтохинон. Осадок промывают на фильтре водой, высушивают. Выход 1,50 г (74%), т.пл. 138°C.

Масс-спектр, m/z (I_отн., %): 202 (100) [M]⁺, 201 (72.87), 76 (73.37), 50 (50.35), 15 (74.77).

Найдено, %: C 65.59; H 4.82; N 13.57. C₁₁H₁₀N₂O₂. Вычислено, %: C 65.35; H 4.95; N 13.86. M_выч 202.21.

Пример 3. Получение 2-амино-3-этиламино-1,4-нафтохинона

2,46 г (0,01 моль) 2-Этиламино-3-нитро-1,4-нафтохинона вносят в раствор, состоящий из 20 мл этанола, 100 мл воды, 6 г 85% дитионита натрия и 2 г гидроксида натрия. Полученную смесь кипятят в течение 40-50 минут, затем охлаждают до 10-15°C и отфильтровывают. Выход 2-амино-3-этиламино-1,4-нафтохинона 1,31 г (61%), т.пл. 69°C.

Масс-спектр, m/z (I_отн., %): 216 (53) [M]⁺, 201 (100), 183 (30), 160 (46), 133 (45), 105 (65).

Найдено, %: C 66.70; H 5.41; N 12.77. C₁₂H₁₂N₂O₂. Вычислено, %: C 66.66; H 5.55; N 12.96. M_выч 216.24.

Пример 4. Получение 2-амино-3-бутиламино-1,4-нафтохинона

2,74 г (0,01 моль) 2-Бутиламино-3-нитро-1,4-нафтохинона вносят в раствор, состоящий из 20 мл этанола, 100 мл воды, 6 г 85% дитионита натрия и 2 г гидроксида натрия. Полученную смесь кипятят в течение 40-50 минут, затем охлаждают до 10-15°C и отфильтровывают. Выход 2-амино-3-бутиламино-1,4-нафтохинона 2,00 г (82%), т.пл. 82°C.

Масс-спектр, m/z (I_отн., %): 244 (14.31) [M]⁺, 201 (100), 160 (21.92), 105 (21.42), 77 (21.02).

Найдено, %: C 68.63; H 6.27; N 11.16. C₁₄H₁₆N₂O₂. Вычислено, %: C 68.85; H 6.55; N 11.47.М_выч 244.29.

Пример 5. Получение 2-амино-3-изобутиламино-1,4-нафтохинона

2,74 г (0,01 моль) 2-Изобутиламино-3-нитро-1,4-нафтохинона вносят в раствор, состоящий из 40 мл этанола, 60 мл воды, 6 г 85% дитионита натрия и 2 г гидроксида натрия. Полученную смесь кипятят в течение 40-50 минут, затем охлаждают до 10-15°C и отфильтровывают 2-амино-3-изобутиламино-1,4-нафтохинон. Осадок промывают на фильтре водой, высушивают. Выход 2,06 г (84%), т.пл. 86°C.

Масс-спектр, m/z (I_отн., %): 244 (19.22) 201 (100), 202 (27.23), 160 (22.92).

Найдено, %: C 69.22; H 6.32; N 11.36. C₁₄H₁₆N₂O₂. Вычислено, %: C 68.85; H 6.55; N 11.47. M_выч 244.29.

Предлагаемый способ получения 2,3-диамино-1,4-нафтохинонов имеет преимущества перед известными способами, которые заключаются в снижении числа стадий процесса, большой выход целевых продуктов, безопасность.