專利名稱：N－烷基－n'－硝基胍的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制備N-烷基-N′-硝基胍的新方法。
下面的制備N-烷基-N′-硝基胍的方法是已知的首先，按通常方法將化學式為(A)的5-甲基異硫脲鎓硫酸鹽進行硝化，然后，在第二階段反應中，以烷基胺取代甲巰基。反應方程式如下 但是，這個方法確有其缺點，即需要進行兩步反應。雖然兩個階段的產率都相當好，但是，烷巰基的裂解，具體是甲巰基的裂解，特別在工業(yè)規(guī)模制備時，出現技術問題。
另外，大家還知道、N-烷基-，尤其是N-甲基-N′-硝基胍的制備，可以這樣進行將硝基胍的堿溶液(氫氧化鉀溶液)同烷基(尤其是甲基)胺的氫氯化物、在60℃下、按下面反應方程式進行反應例如 在這個方法里，最終產物的產率，特別是純度，很不能令人滿意，產品要經過一個復雜的純化程序。生成大量副產物烷基(甲基)脲，伴隨著N2O氣體形成。還要產生大量廢水，同時硝基胍是相當昂貴的原料。
另外還知道，N-烷基-N′-硝基胍的制備，還能夠通過硝化烷基胍的硫酸鹽來實現[參見JACS(美國化學會志)，55，731(1933)]。
這個方法，也有其缺點，產率低，并且產生大量廢水。
另一個已知的制備方法，是用硫酸將烷基胍硝酸鹽脫水[參見JACS(美國化學會志)55，739(1933)]。
雖然這個方法的產率相當好，但是原料，如甲基胍硝酸鹽，很難得到[參見Zeitschrift fürangewandte Chemie42.，380(1929)]。
為了制備這種硝酸鹽，必須采用硝酸鋇，產率僅為40-50％。
硝酸胺同氰氨基化鈣，或者同二聚氨基氰化鈣的反應也是不能令人滿意的[參見Can.J.Chem.36，737-743(1958)]。所述的方法有許多缺點烷基胺過剩，很難被回收，如(與-聚氨基氰化鈣反應時)需過量4倍。
現已發(fā)現，這樣來制備化學式(1)的N-烷基-N′-硝基胍，
式中R是C1-C4烷基，任選地在水溶液中，和任選地在有機溶劑存在條件下，以硝酸中和烷基胺；然后蒸發(fā)濃縮，再在有機溶劑存在下，任選在壓力下和80℃-180℃溫度范圍內，同氨基氰反應，最后將生成的烷基胍硝酸鹽脫水。
出乎意料地，這個新方法可用來方便地制備出化學式(1)的N-烷基-N′-硝基胍，盡管根據現有技術預料用等摩爾的胺(或僅過量少許)只能得到低的產率，而這個新方法卻得到很好的產率，且產品純度很高。
最后，由烷基胺鹽和氨基氰在170-240℃的溫度下制備低級烷基取代的胍鹽是已知的(DOS 2005816)。因此，本領域技術人員不能預見，這些反應也可以在很低的溫度下進行。
新反應的優(yōu)點是反應能在硝酸胺不過量或只少許過量的條件下進行，并且該方法可以在較低的溫度下進行，這樣就降低了成本，并減少了對環(huán)境的污染。
能夠用這個新方法制備的化合物一般限定為化學式(1)。在這個化學式中，R優(yōu)選地是具有1-4個碳原子的烷基，例如，特別是甲基和乙基。
例如，假如用甲胺為原料，這個新方法的反應過程可用下面方程式概括地表示出來
原料物質烷基胺和氨基氰是有機化學中一般的已知化合物。
所有對于反應物呈惰性的有機稀釋劑，都是合適的有機溶劑。它們包括，優(yōu)選地，醇類，如甲醇、乙醇或丁醇；醚類，如乙二醇二甲醚，乙二醇二乙醚，二甘醇二甲醚，或者甲基叔戊基醚。
同氨基氰的反應，最好在一個排除了氧氣的密閉容器中進行，以便能夠形成1到20巴、優(yōu)選5到15巴的壓力。
在同氨基氰反應期間，反應溫度可以在廣泛范圍內變化。反應一般在80-180℃間進行，優(yōu)選在100-150℃之間。
原則上講，所有除水劑都是合適的脫水劑。值得提出的優(yōu)選的例子是磺酸、硫酸和三氟醋酸。
進行本發(fā)明的方法時優(yōu)選地使用等摩爾量反應物進行反應。但是也可能利用過量的烷基胺(1-1.5摩爾)或者稍微過量的氨基氰(1-1.2摩爾)。
后處理工作能夠按照通常的方法進行。
在烷基胺的硝酸鹽與氨基氰反應前優(yōu)選例如通過共沸蒸餾除去水。
用這個新方法制備的化學式(1)的N-烷基-N′-硝基胍，如，特別是，N-甲基-N′-硝基胍，能被用作制備生物活性物質的中間體，例如制備殺蟲劑的中間體。(參見EP-A0376279和EP-A0428941)。
制備實例例一
用大約4.2g的75％硝酸，中和5.2g(0.05摩爾)的30％甲胺水溶液，然后，減壓蒸掉水。
加入15ml正丁醇和2.2g氨基氰，將混合物導入50ml高壓反應器中。然后將混合物加熱8小時，保持內部溫度130℃。降壓后，蒸出正丁醇，在冷卻(-5℃-+5℃)和攪拌條件下，往殘留物中謹慎地加入8.5ml濃硫酸。30分鐘后，加入50g冰，過濾混合物，并用少量冷水洗滌。
這樣得到5.5g(相當理論產值的93％)的N-甲基-N′-硝基胍，熔點160℃。例2
用大約4.2g的75％硝酸，中和5.2g(0.05摩爾)的30％甲胺水溶液，然后減壓蒸出水。
加入15ml正丁醇和2.2g氨基氰，將混合物引入30ml高壓反應器中。將混合物加熱8小時，并保持內部溫度140℃。降壓后，混合物冷卻到0℃-5℃，濾出。濾餅被干燥，并在冷卻(-5℃-+5℃)和攪拌條件下、謹慎地加入9.5ml濃硫酸。20分鐘后，加入50g冰，過濾混合物，并用少量冷水洗滌。
這樣制得5.3g(相當于理論值的89.6％)N-甲基-N′-硝基胍，熔點160℃。例3在0℃冷卻下向82.7g(0.8摩爾)30％甲胺水溶液中滴加100.8g(0.8摩爾)50％硝酸，在0℃攪拌30分鐘后，加熱到室溫，蒸除水。然后加入400ml正丁醇，并蒸餾直到除去剩余的水。然后加入30g(0.72摩爾)氨基氰，在高壓釜中在攪拌下于130℃加熱8小時。冷卻，濾出沉出的固體，用少量的正丁醇洗滌，干燥。將固體物在0℃攪拌下計量加入250g98％硫酸中(在10-15分鐘內)。隨后在40℃加熱并在該溫度下攪拌5-10分鐘。再冷卻到0℃，與750g冰混合。濾出沉出的固體，干燥。得到77.3g(就所用的氨基氰而言，占理論量的91％)甲基硝基胍(HPLC和毛細管電泳測得含量100％)。
權利要求
1.制備化學式(1)的N-烷基-N′-硝基胍的方法，式中R是C1-C6烷基，
該方法的特征在于，用硝酸中和烷基胺，然后同氨基氰反應，將形成的烷基胍硝酸鹽脫水。
2.按照權利要求1的方法，其特征在于，同氨基氰的反應是在壓力和80-180℃溫度下進行。
3.按照權利要求1制備化學式(1)的N-烷基-N′-硝基胍的方法，其特征在于R是具有1到4個碳原子的烷基。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備化學式(1)的N－烷基－N′－硝基胍的新方法,其中R=C
文檔編號C07C277/08GK1251089SQ98803645
公開日2000年4月19日 申請日期1998年3月12日 優(yōu)先權日1997年3月27日
發(fā)明者R·蘭特茨希 申請人:拜爾公司