RU2302410C1 - Electrochemical method for preparing 2,2,6,6-tetramethylpyperidine-1-oxyl - Google Patents

Electrochemical method for preparing 2,2,6,6-tetramethylpyperidine-1-oxyl Download PDF

Info

Publication number
RU2302410C1
RU2302410C1 RU2006114198/04A RU2006114198A RU2302410C1 RU 2302410 C1 RU2302410 C1 RU 2302410C1 RU 2006114198/04 A RU2006114198/04 A RU 2006114198/04A RU 2006114198 A RU2006114198 A RU 2006114198A RU 2302410 C1 RU2302410 C1 RU 2302410C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxyl
tetramethylpyperidine
chloro
general formula
tetramethylpiperidine
Prior art date
Application number
RU2006114198/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ефим Шоломович Каган (RU)
Ефим Шоломович Каган
Ирина Юрьевна Жукова (RU)
Ирина Юрьевна Жукова
Вера Павловна Кашпарова (RU)
Вера Павловна Кашпарова
Анастаси Юрьевна Домаровска (RU)
Анастасия Юрьевна Домаровская
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)"
Priority to RU2006114198/04A priority Critical patent/RU2302410C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2302410C1 publication Critical patent/RU2302410C1/en

Links

Landscapes

  • Hydrogenated Pyridines (AREA)

Abstract

FIELD: organic synthesis.
SUBSTANCE: preparation of 2,2,6,6-tetramethylpyperidine-1-oxyl depicted by general formula:
Figure 00000003
comprises providing a stock solution at room temperature and is characterized by that through solution comprised of sodium sulfate, methylene dichloride, and 1-chloro-2,2,6,6-tetramethylpyperidine of general formula:
Figure 00000004
in membrane-free electrolyzer with platinum electrodes, 1.5 A electric current is passed during 3 h.
EFFECT: expanded synthetic possibilities in nitroxyl compounds area and reduced process expenses.

Description

Изобретение может найти применение для нового способа получения соединения, которое используется в органической химии в качестве реагента в реакциях окисления и является удобным средством исследования строения, реакционной способности молекул, а также энергетических и стерических факторов в кинетике.The invention can find application for a new method for producing a compound that is used in organic chemistry as a reagent in oxidation reactions and is a convenient means of studying the structure, reactivity of molecules, as well as energy and steric factors in kinetics.

Известен способ получения нитроксильного радикала - ди-трет-бутилнитроксила (A.K.Hoffmann, A.T.Henderson J. Am. Chem. Soc., 1961, 83, P.4671). Смешивают при комнатной температуре 25 г (0,24 моль) трет-нитробутана в 30 мл эфира и 5,5 г (0,25 моль) металлического натрия. По окончании реакции растворитель удаляют в вакууме и получают 9 г смеси веществ, которая по данным ГЖХ содержала 22% ди-трет-бутилнитроксила и 70% ди-трет-бутилгидроксиламина. Кроме этого были обнаружены небольшие количества трет-нитробутана и трет-бутилового спирта.A known method for producing a nitroxyl radical - di-tert-butyl nitroxyl (A.K. Hoffmann, A.T. Henderson J. Am. Chem. Soc., 1961, 83, P.4671). 25 g (0.24 mol) of tert-nitrobutane in 30 ml of ether and 5.5 g (0.25 mol) of sodium metal are mixed at room temperature. At the end of the reaction, the solvent was removed in vacuo to give 9 g of a mixture of substances, which, according to GLC, contained 22% di-tert-butyl nitroxyl and 70% di-tert-butyl hydroxylamine. In addition, small amounts of tert-nitrobutane and tert-butyl alcohol were found.

Однако этот способ является трудоемким и небезопасным, т.к. требует использования эфира и металлического натрия; получаемую смесь продуктов трудно разделить; целевой продукт получается с низким выходом; кроме этого, данный способ не является общим для синтеза нитроксольных радикалов других рядов.However, this method is time-consuming and unsafe, because requires the use of ether and metallic sodium; the resulting mixture of products is difficult to separate; the target product is obtained in low yield; in addition, this method is not common for the synthesis of nitroxol radicals of other series.

Наиболее близким является способ получения нитроксильного радикала 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксила из 2,2,6,6-тетраметилпиперидина (Розанцев Э.Г. Свободные иминоксильные радикалы. М.: Химия, 1970 г., с.192).The closest is the method of producing the nitroxyl radical of 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl from 2,2,6,6-tetramethylpiperidine (Rozantsev E.G. Free iminoxyl radicals. M: Chemistry, 1970, p. .192).

В плоскодонной колбе емкостью 500 мл приготовляют при охлаждении раствор из 141 г 2,2,6,6-ТМП, 15 г трилона Б, 800 мл 45%-ного метанола и 250 мл 30%-ной перекиси водорода. Смесь оставляют при комнатной температуре на 10 суток, разбавляют двукратным объемом воды, насыщают карбонатом калия и экстрагируют эфиром. Эфирный экстракт сушат безводным сульфатом магния, эфир испаряют и остаток сублимируют в вакууме. Выход радикала составляет 95 г (61%). Темно-красные прозрачные призмы (сублимат) с сильным камфорным запахом, т.пл. 37,8-38,1°С, по литературным данным 35°С.In a 500 ml flat-bottomed flask, a solution of 141 g of 2,2,6,6-TMP, 15 g of Trilon B, 800 ml of 45% methanol and 250 ml of 30% hydrogen peroxide is prepared under cooling. The mixture is left at room temperature for 10 days, diluted with a double volume of water, saturated with potassium carbonate and extracted with ether. The ether extract was dried with anhydrous magnesium sulfate, the ether was evaporated and the residue was sublimated in vacuo. The yield of radical is 95 g (61%). Dark red transparent prisms (sublimate) with a strong camphor smell, so pl. 37.8-38.1 ° С, according to the literature 35 ° С.

Химический способ является продолжительным и экологически небезопасным, т.к. требует больших затрат времени, использования метанола и 30%-ного пероксида водорода.The chemical method is long and environmentally unsafe, because time-consuming, the use of methanol and 30% hydrogen peroxide.

Задача изобретения - упрощение процесса получения известного 2,2,6,6-тетраметилпиперидина-1-оксила в технико-экономическом и экологическом отношении.The objective of the invention is to simplify the process of obtaining the known 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl in the technical, economic and environmental terms.

Поставленная задача достигается тем, что 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1оксил формулыThe problem is achieved in that 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1oxyl of the formula

Figure 00000005
Figure 00000005

в отличие от структурного аналога получают электрохимически на платиновых электродах в бездиафрагменном электролизере с использованием сульфата натрия и 1-хлор-2,2,6,6-тетраметилпиперидин общей формулыin contrast to the structural analogue, they are produced electrochemically on platinum electrodes in a diaphragmless electrolyzer using sodium sulfate and 1-chloro-2,2,6,6-tetramethylpiperidine of the general formula

Figure 00000006
Figure 00000006

в присутствии хлористого метилена и воды при комнатной температуре. На аноде образуется кислород при разряде молекул воды. На катоде 1-хлор-2,2,6,6-тетраметилпиперидин восстанавливается до аминильного радикала, который в растворе при взаимодействии с кислородом образует 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксил.in the presence of methylene chloride and water at room temperature. Oxygen is formed on the anode during the discharge of water molecules. At the cathode, 1-chloro-2,2,6,6-tetramethylpiperidine is reduced to an amine radical, which in solution with oxygen forms 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl.

Эти условия значительно повышают технологичность процесса, сокращают сроки получения целевого продукта, его себестоимость в связи с тем, что электролиз проводят при комнатной температуре и пропускают 4,1 Ф/моль электричества, используемая платина катализирует процесс восстановления и при этом получают с хорошим выходом 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксил.These conditions significantly increase the manufacturability of the process, shorten the time for obtaining the target product, its cost due to the fact that the electrolysis is carried out at room temperature and allows 4.1 F / mol of electricity to pass through, the platinum used catalyzes the reduction process and is obtained in good yield 2, 2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl.

Пример. Получение 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксил из 1-хлор-2,2,6,6-тетраметилпиперидина.Example. Preparation of 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl from 1-chloro-2,2,6,6-tetramethylpiperidine.

Предполагаемый метод позволяет синтезировать электрохимически 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксил, который широко используется в органическом синтезе в качестве окислителя.The proposed method allows the electrochemical synthesis of 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl, which is widely used in organic synthesis as an oxidizing agent.

В бездиафрагменный электролизер емкостью 200 мл, снабженный водяной рубашкой, термометром и механической мешалкой, загружают 80 мл воды, 7,1 г сульфата натрия (0,05 моль), 3,8 г (0,02 моль) 1-хлор-2,2,6,6-тетраметилпиперидин и 30 мл хлористого метилена. Анод и катод - платиновые пластинки площадью 10 и 5 см2 соответственно. Условия электролиза: температура 20-25°С, сила тока 1,5 А. Синтез заканчивают после пропускания 4,1 Ф/моль.In a 200 ml non-diaphragm electrolyzer equipped with a water jacket, a thermometer and a mechanical stirrer, 80 ml of water, 7.1 g of sodium sulfate (0.05 mol), 3.8 g (0.02 mol) of 1-chloro-2 are loaded 2,6,6-tetramethylpiperidine and 30 ml of methylene chloride. The anode and cathode are platinum plates with an area of 10 and 5 cm 2, respectively. Electrolysis conditions: temperature 20-25 ° C, current strength 1.5 A. The synthesis is completed after passing 4.1 F / mol.

К водному слою добавляют 10%-ный раствор гидроксида натрия до рН 10-11 и экстрагируют хлористым метиленом (3×30 мл). Растворитель отгоняют, а остаток очищают возгонкой в вакууме (10-15 мм рт.ст.). Выход 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксила 1,4 г (40% на исходный 1-хлор-2,2,6,6-тетраметилпиперидин или 80% на вступивший в реакцию 1-хлор-2,2,6,6-тетраметилпиперидин), т.пл. 36°С. Из органического слоя вакуумной перегонкой получен 1,9 г (50%) 1-хлор-2,2,6,6-тетраметилпиперидин (т.кип. 61-62°С/7 мм. рт.ст.).A 10% sodium hydroxide solution was added to the aqueous layer to a pH of 10-11 and extracted with methylene chloride (3 × 30 ml). The solvent was distilled off, and the residue was purified by sublimation in vacuo (10-15 mmHg). Yield of 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl 1.4 g (40% of the starting 1-chloro-2,2,6,6-tetramethylpiperidine or 80% of the reacted 1-chloro-2,2 6,6-tetramethylpiperidine), mp. 36 ° C. 1.9 g (50%) of 1-chloro-2,2,6,6-tetramethylpiperidine (bp 61-62 ° C / 7 mm Hg) was obtained from the organic layer by vacuum distillation.

Сравнение синтезов показывает, что электрохимический требует существенно меньших затрат времени и приводит к более высокому выходу целевого продукта (80%) по сравнению с химическим (61%).A comparison of the syntheses shows that the electrochemical requires significantly less time and leads to a higher yield of the target product (80%) compared with the chemical (61%).

Claims (1)

Электрохимический способ получения 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксила формулыElectrochemical method for producing 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl of the formula
Figure 00000007
Figure 00000007
включающий приготовление исходного раствора при комнатной температуре, отличающийся тем, что через раствор, состоящий из сульфата натрия, воды, хлористого метилена и 1-хлор-2,2,6,6-тетраметилпиперидина общей формулыcomprising preparing a stock solution at room temperature, characterized in that through a solution consisting of sodium sulfate, water, methylene chloride and 1-chloro-2,2,6,6-tetramethylpiperidine of the General formula
Figure 00000008
Figure 00000008
в бездиафрагменном электролизере с платиновыми электродами пропускают ток величиной 1,5 А в течение 3 ч.in a diaphragmless electrolyzer with platinum electrodes, a current of 1.5 A is passed for 3 hours.
RU2006114198/04A 2006-04-25 2006-04-25 Electrochemical method for preparing 2,2,6,6-tetramethylpyperidine-1-oxyl RU2302410C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006114198/04A RU2302410C1 (en) 2006-04-25 2006-04-25 Electrochemical method for preparing 2,2,6,6-tetramethylpyperidine-1-oxyl

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006114198/04A RU2302410C1 (en) 2006-04-25 2006-04-25 Electrochemical method for preparing 2,2,6,6-tetramethylpyperidine-1-oxyl

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2302410C1 true RU2302410C1 (en) 2007-07-10

Family

ID=38316656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006114198/04A RU2302410C1 (en) 2006-04-25 2006-04-25 Electrochemical method for preparing 2,2,6,6-tetramethylpyperidine-1-oxyl

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2302410C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Розанцев Э.Г. Свободные иминоксильные радикалы. - М.: Химия, 1970, с.192. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2014208666A (en) Pheromone composition of synthetic navel orangeworm and method related to production of the same
Bensemhoun et al. Valorization of glycerol 1, 2-carbonate as a precursor for the development of new synthons in organic chemistry
RU2349578C1 (en) Method of producing perfluorocarboxylic acids
RU2302410C1 (en) Electrochemical method for preparing 2,2,6,6-tetramethylpyperidine-1-oxyl
BR112018010056B1 (en) COMPOUNDS OF FORMULA V OR VI, METHODS OF PREPARATION OF COMPOUNDS OF FORMULA VI, V AND IV, USES OF COMPOUNDS OF FORMULA VI, VIIIA, IXA, VIIIB AND IXB AND COMPOUNDS
ES2357569T3 (en) ELECTROCHEMICAL PREPARATION OF STERICALLY IMPEDED AMINES.
JP2023521638A (en) TEMPO derivative solution for use as electrolyte in redox flow cells
Khrizanforov et al. Fe and Ni-catalyzed electrochemical perfluoroalkylation of C—H bonds of coumarins
RU2344126C1 (en) Method of methanesulfonic acid production
RU2439066C2 (en) Method of producing 2-(4-hydroxy-morpholinyl)-2-cyclohexenone
RU2319690C1 (en) Method for preparing levulinic acid esters
CN107954872B (en) Method for synthesizing malonate type compound
RU2412164C1 (en) Method of producing methanesulphonic acid
JP2018135293A (en) Method for producing amide compound
RU2393272C1 (en) Electrochemical method of oxidising of alcohols to carbonyl compounds
KR20230005243A (en) Regioselective oxidation of heterocyclic alpha-amino amides
JP2023521636A (en) TEMPO derivative solution for use as electrolyte in redox flow cells
De León et al. Environmentally benign and selective synthesis of hybrid pyrazole sulfoxide and sulfone ligands
KR101020486B1 (en) Novel 1,3-butadien-2-yl methyl amine derivatives and a process for their preparation using indium reagents
RU2539658C1 (en) Method of producing benzyl chloride
RU2641302C1 (en) Method for obtaining dimethyldisulfone
RU2671827C1 (en) Method of electrochemical oxidation of alcohols
JP5121346B2 (en) Optically active proline ester derivative and method for producing N-formyl optically active proline derivative
JP5138499B2 (en) Method for producing aliphatic diketone
SU1721045A1 (en) Method of producing ternary butyldichloroamine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080426