СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1-(5-БЕНЗОИЛ-1,3-ДИТИАН-5-ИЛ)-1-ЭТАНОНА Российский патент 2009 года по МПК C07D339/08 

Предлагаемое изобретение относится к органической химии, в частности к способу получения 1-(5-бензоил-1,3-дитиан-5-ил)-1-этанона (1):

Соединения дитианового ряда могут найти применение в качестве селективных сорбентов, экстрагентов, комплексообразователей и биологически активных веществ.

Известен четырехстадийный способ (By E. Juaristi, L. Valle, B.A.Valenzuela and M.A.Aguilar. S-C-P Anomeric Interactions. 4. Conformational Analysis of

2-(Diphenylphosphinoyl)-1,3-dithiane. J. Am. Chem. Soc., 1986, p.2000-2005) получения производных 1,3-дитиана, в частности 5-метил-1,3-дитиана (5), взаимодействием на первой стадии диэтилового эфира 2-метилмалоновой кислоты (2) с алюмогидридом лития в присутствии диэтилового эфира, затем p-TsCl в пиридине с образованием тозилата 3-метилпропан-1,3-диола (3). На следующей стадии соединение (3) под действием калиевой соли ацетилсульфида в этаноле и этилендиамине превращается в 3-метилпропан-1,3-дитиол (4). На последней стадии соединение (4) под действием диметилацеталь формаля и эфирата трехфтористого бора образует 5-метил-1,3-дитиан (5). Реакция протекает по следующей схеме:

Известный способ не позволяет получать 1-(5-бензоил-1,3-дитиан-5-ил)-1-этанон (1).

Известен четырехстадийный способ (Е.Yuaristi, J.Tarta and R.Mendes. Study anomeric effect in 2-substituted 1,3-dithianes. Tetrahedron Vol.24, №5, 1986, р.1253-1264) получения 4,6-диметил-1,3-дитиана (8) взаимодействием на первой стадии ацетилацетона (6) с гидроборатом натрия, затем с p-TsCl в пиридине с образованием тозилата пентан-2,4-диола (7). На следующей стадии соединение (7) под действием калиевой соли ацетилсульфида в этаноле и этилендиамине превращается в дитиол, а затем под действием диметилацеталь формаля и эфирата трехфтористого бора образуется 4,6-диметил-1,3-дитиан (8). Реакция протекает по следующей схеме:

Известным способом не может быть получен 1-(5-бензоил-1,3-дитиан-5-ил)-1-этанон (1).

Предлагается новый способ синтеза 1-(5-бензоил-1,3-дитиан-5-ил)-1-этанона (1).

Сущность метода заключается во взаимодействии насыщенного сероводородом водного раствора формальдегида (37%) с бензоилацетоном, смешанным с гидроксидом кальция, являющимся катализатором, взятыми в мольном соотношении бензоилацетон:формальдегид:сероводород = 1:3:2, при комнатной температуре 20°С и перемешивании в течение 3 часов. Образуется 1-(5-бензоил-1,3-дитиан-5-ил)-1-этанон (1). Реакция протекает по следующей схеме:

Целевой продукт 1-(5-бензоил-1,3-дитиан-5-ил)-1-этанон (1) образуется только с участием бензоилацетона в присутствии Ca(OH)₂, формальдегида (37%) и сероводорода. Реакцию проводили при комнатной температуре ~20°С. При более высокой температуре не наблюдается существенного увеличения выхода целевого продукта, наблюдается увеличение образования побочных продуктов конденсации CH₂O и Н₂S - 1,2,4 - тритиолана и 1,2,4,6 - тетратиепана, а при меньшей температуре (например, 0°С) снижается скорость реакции.

Изменение соотношения исходных реагентов в сторону увеличения содержания формальдегида (37%) по отношению к бензоилацетону не приводит к существенному повышению выхода целевого продукта (1), образуются побочные продукты конденсации CH₂O и H₂S - 1,2,4 - тритиолан и 1,2,4,6 - тетратиепан. По данному способу происходит образование 1,3-дитианового цикла только с использованием бензоилацетона.

Существенные отличия предлагаемого способа.

В предлагаемом способе в качестве исходного соединения используется бензоилацетон, в известных способах в качестве исходных реагентов при получении 5-метил-1,3-дитиана (5) из диэтилового эфира 2-метилмалоновой кислоты (2) применяют алюмогидрид лития, диэтиловый эфир, p-TsCl, пиридин, калиевую соль ацетилсульфида, этанол, этилендиамин, диметилацеталь формаля, эфират трехфтористого бора, а при получении 4,6-диметил-1,3-дитиана (8) из ацетилацетона (6) в реакцию вовлекают вышеуказанные исходные реагенты, применяемые в синтезе 5-метил-1,3-дитиана (5), однако вместо алюмогидрида лития используют гидроборат натрия. В известных способах образование 1,3-дитианового цикла сопровождается четырьмя стадиями, в предлагаемом способе получение 1,3-дитиана осуществляется в одну стадию однореакторным методом синтеза.

Преимущества предлагаемого способа.

Способ позволяет получать с высокой региоселективностью 1-(5-бензоил-1,3-дитиан-5-ил)-1-этанон (1), синтез которого в литературе не описан. Разработанный нами метод отличается простотой проведения эксперимента в одну стадию из доступных исходных реагентов и осуществляется однореакторным методом синтеза.

Способ поясняется примером.

ПРИМЕР 1. В стеклянный реактор, снабженный механической мешалкой, обратным холодильником, газоподводящей трубкой и капельной воронкой, при комнатной температуре 20°С помещают 3 моля формальдегида (37% водный раствор), барботированием насыщают раствор формальдегида сероводородом в течение 3 ч, прикапывают 1 моль бензоилацетона, смешанного с Ca(OH)₂, являющегося катализатором, перемешивают 3 ч. Экстрагированием хлороформом при 20°С выделяют 1-(5-бензоил-1,3-дитиан-5-ил)-1-этанон (1) с выходом 24%.

Спектральные характеристики (спектры ЯМР ¹Н зарегистрированы на спектрометре "Bruker АМ-300" (300 МГц) и "Tesla BS-487" (100 МГц), ЯМР ¹³С на спектрометре "Jeol FX 90Q" (89.55 и 22.50 МГц), внутренний стандарт ТМС, растворитель CDCl₃ и d₆-ДМСО) 1-(5-бензоил-1,3-дитиан-5-ил)-1-этанона (1):

  Бесцветное масло. ИК-спектр, ν/см^-1: 720 (-C-S-), 870 (-С-О-), 1450 (-СН₂-; -СН₃), 1590 (-С₆Н₅), 1680 (С=О), 2900 (-С-Н).   Спектр ЯМР ¹Н δ, м.д.: (d₆-ДМСО) 2.20 (уш. с, 3Н, СН₃ (8); 3.10 (уш. с, 2Н, Н₂С (2)); 4.87 (д, 4Н, Н₂С (4, 6)); 7.30 - 8.20 (м, 5Н, НС (11-15)).   Спектр ЯМР ¹³С δ, м.д.: (d₆-AMCO) 27.57 (к, С(8)); 29.79 (т,
С(4, 6)); 37.47 (т, С(2)); 54.37 (т, С(5)); 128.65 (д, С(12,14)); 129.00 (д, С(11,15)); 199.70 (с, С(7)); 205.05 (с, (9)).   Найдено (%): С, 58.97; Н, 5.46; S, 24.08. C₁₃H₁₄O₂S₂.   Вычислено (%): С, 58.65; Н, 5.26; S, 24.06.

Изобретение относится к области органического синтеза, в частности к способу получения 1-(5-бензоил-1,3-дитиан-5-ил)-1-этанона (1), который может найти применение в качестве селективного экстрагента, сорбента, комплексообразователя и биологически активного вещества. Сущность способа получения (1) заключается во взаимодействии насыщенного сероводородом водного раствора формальдегида с бензоилацетоном при комнатной температуре 20°С и перемешивании в течение 3 часов. Выход целевого продукта составляет 24%. Предложенный способ позволяет получить 1-(5-бензоил-1,3-дитиан-5-ил)-1-этанон одностадийным методом из доступных исходных реагентов с высокой региоселективностью.

Способ получения 1-(5-бензоил-1,3-дитиан-5-ил)-1-этанона(1)
,
отличающийся тем, что насыщенный сероводородом водный раствор формальдегида (37%) взаимодействует с бензоилацетоном в присутствии Ca(OH)₂ в мольном соотношении бензоилацетон: формальдегид: сероводород, равном 1:3:2, при комнатной температуре 20°С и перемешивании в течение 3 ч.