Новости химической науки > Найдена замена метилизоцианату

Исследователи из Канады сообщают, что разработали новую альтернативу метилизоцианату [methyl isocyanate (MIC)], веществу, утечка которого послужила причиной трагедии 1984 года в Бхопале. Разработанное соединение-замена кристаллическое, его просто производить и хранить, а также его можно использовать при проведении реакций, протекающих в воде.

Хотя и маловероятно, что это соединение сможет заменить метилизоцианат в промышленных масштабах, однако, оно должно сделать лабораторные исследования проще и безопаснее.

Роб Бэйти (Rob Batey) и его группа из Университета Торонто начали искать замену метилизоцианату в рамках синтеза природного соединения агеластатина А (agelastatin A). Бэйти заявляет, что в ходе синтеза исследователям нужно было ввести в структуру соединения метилмочевинный фрагмент, причем ранее для этой операции применялся значительный избыток метилизоцианата. Тем не менее, метилизоцианат представляет собой очень нежелательное соединение с точки зрения лабораторной практики, и, не желая его использовать, исследователи решили найти эквиваленты. Несмотря на то, что такие эквиваленты существовали и ранее, они отличались своими собственными недостатками, поэтому исследователи из группы Бэйти решили разработать альтернативу, воспользовавшись собственным опытом работы с солями производных имидазола.

Карбамоилимидазолы могут быть без проблем получены из карбонилдиимидазола, они реагируют по такой же схеме, как и метилизоцианат. (Рисунок из J. Org. Chem., 2012, DOI:10.1021/jo302084a)

Исследователи провели реакцию часто применяющегося реагента карбоилдиимидазола [carbonyl diimidazole (CDI)] с метиламином и получили N-метилкарбамоилимидазол. Бэйти подчеркивает, что карбоилимидазолы применялись в качестве альтернативы метилизоцианату и ранее, особенно – их версии, содержащие арильные заместители. Тем не менее, получение простой версии этого соединения с алкильными фрагментами представляет собой непростую задачу, так как обычным продуктом реакции карбоилдиимидазола с аминами являются мочевины. Более того, в единственном протекающем с высоким выходом синтезе N-метилкарбамоилимидазола исходным веществом является метилизоцианат, что не позволяло говорить о N-метилкарбамоилимидазоле как о приемлемой замене метилизоцианату.

Исследователи из группы Бэйти стали искать решение проблемы карбоилимидазола, пытаясь ингибировать реакцию образования мочевины. Это удалось, взяв в качестве исходного соединения не метиламин, а его гидрохлорид. Новый синтетический протокол позволяет получать граммовые количества N-метилкарбамоилимидазола с выходом, близким к 100%. Полученное соединение можно хранить длительное время, поэтому нет необходимости получать его непосредственно перед использованием. Исследователям удалось расширить метод на ряд других солей алкиламмония, добившись при этом таких же успехов.

Дерек Лёве (Derek Lowe), специалист по медицинской химии, отмечает, что канадские коллеги разработали хорошую идею, однако высказывает предположение о том, что новое соединение вряд ли сможет стать хорошей альтернативой метилизоцианату в промышленной химии, объясняя это тем, что для промышленного процесса более удобна жидкость с небольшой молекулярной массой, чем твердое вещество, взаимодействие которого с субстратом приводит к образованию сопродукта – имидазола.

Бэйти соглашается, заявляя, что карбамоилимидазолы более подходят для применения в рамках лаборатории, в рамках исследовательских работ они позволят прекратить использовать опасные изоцианаты, в особенности – низкомолекулярные, как метилизоцианат.

Источник: J. Org. Chem., 2012, DOI:10.1021/jo302084a

метки статьи: #органическая химия, #органический синтез