The synthesis of N-substituted ureas I: The N-alkylation of ureas

Summary

Urea and N-alkylureas are N′-alkylated in low yields using aprotic dipolar solvents, like dimethylsulfoxide, solid potassium hydroxide, and alkyl halides. Phase transfer catalysis with tetrabutylammonium chloride in refluxing toluene results in high yield regioselective N′-alkylation of N-alkylureas by means of alkyl halides, tosylates, mesylates, and sulfates as alkylating agents and alkali hydroxide as the base — however, N-arylureas are not alkylated under these conditions. Kinetic studies point to a S_N2 type reaction which obeys the Kornblum rule.

Zusammenfassung

Harnstoffe und N-alkylierte Harnstoffe werden in aprotisch dipolaren Lösungsmitteln, wie Dimethylsulfoxid, durch Alkylhalogenide in Gegenwart von Kaliumhydroxid in geringen Ausbeuten N′-alkyliert. Phasentransferkatalyse mit Tetrabutylammoniumchlorid in kochendem Toluol ergibt aus N-Alkylharnstoffen bei Verwendung von Alkyl-Halogeniden, Tosylaten, Mesylaten und Sulfaten als Alkylierungsmittel und Alkalihydroxid als Base hohe Ausbeuten der regioselektiv N′-alkylierten Derivate — allerdings werden N-Arylharnstoffe unter diesen Bedingungen nicht umgesetzt. Untersuchung der Kinetik ergab Hinweise auf eine S_N2-Typ Reaktion, die der Regel von Kornblum gehorcht.