СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ α,ω-БИС-[2-(N,N-ДИМЕТИЛАМИНО)ТИЕН-5-ИЛ]АЛКАНОВ Российский патент 2011 года по МПК C07D409/06 

Предлагаемое изобретение относится к органической химии, конкретно к способу получения α,ω-бис-[2-(N,N-диметиламино)тиен-5-ил]алканов общей формулы (1):

где n=1, 2, 4.

Тиофенамины могут найти применение в качестве биологически активных соединений, присадок к маслам и технологическим смазкам, а также в тонком органическом синтезе.(Ф. Пинкс, Химия тиофенов, в сб. Гетероциклические соединения, под ред. Эльдерфильда, т.1, M.1953, с.165-218; Cronowitz S., Recent advances in the chemistry, v.1, N.Y. - L., 1963).

Известен способ ([1] R.K. Smalley, W.A. Strachan, H. Suschitzky (Synthesis of 2-alkoxy-alkoxycarbonyl-3H-azepines) // Synthesis (1974) 503-504) получения бензотиофенамина формулы (2) фотолизом азидобензо[b]тиофена и диэтиламина по схеме:

Известным способом не могут быть получены α,ω-бис-[2-(N,N-диметиламино)тиен-5-ил]алканы общей формулы (1).

Известен способ ([2] A. Corsaro, F. Guerrera, M.C. Sarva, M.A. Siracusa. (The light induced conversion of thieno[2.3-c]-isothiazoles into thiophenos) // Heterocycles, 27 (1988) 2539-2544)) получения тиофенаминов общей формулы (3) взаимодействием тиено[2,3-с]изотиазолов с элементной серой по схеме:

Известный способ не позволяет синтезировать α,ω-бис-[2-(N,N-диметиламино)тиен-5-ил]алканы общей формулы (1).

Предлагается новый способ синтеза α,ω-бис-[2-(N,N-диметиламино)-тиен-5-ил]алканов общей формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии избытка элементной серы (S₈) с α,ω-бис-[(N,N-диметиламинометил)этинил]алканами, где (алкан=пропил, бутил, гексил), в присутствии трехкомпонентного катализатора, состоящего из ацетилацетоната кобальта Со(асас)₂, трифенилфосфина Рh₃Р и триэтилалюминия Еt₃Аl, взятых в мольном соотношении α,ω-бис-[(N,N-диметиламинометил)этинил]алкан:S₈:Со(асас)₂:РH₃Р:Et₃Al=10:(40-60):(0.3-0.7):(0.6-1.4):(0.9-2.1) предпочтительно 10:50:0.5:1.0:1.5 ммолей, при температуре 125-135°С и атмосферном давлении в течение 5-7 ч. Выход α,ω-бис-[2-(N,N-диметиламино)тиен-5-ил]алканов (1) составляет 76-92%. Реакция протекает по схеме:

α,ω-Бис-[2-(N,N-диметиламино)-тиен-5-ил]алканы (1) образуются только лишь с участием элементной серы и α,ω-бис-[(N,N-диметиламинометил)этинил]алканов. В присутствии других соединений серы (например, сероводород, сероуглерод, тионилхлорид, полухлористая сера) или других пропаргиламинов (например, 1-(аминометил)-2-алкил(фенил)ацетилены) целевые продукты (1) не образуются. Без катализатора реакция не идет.

Проведение указанной реакции в присутствии Со(асас)₂ в составе трехкомпонентного катализатора больше 0.7 ммолей не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование в составе катализатора Со(асас)₂ менее 0.3 ммолей снижает выход (1), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. Реакции проводили при температуре 125-135°С. При температуре выше 135°С (например, 150°С) снижается селективность реакции и увеличиваются энергозатраты, а при температуре ниже 125°С (например, 110°С) снижается скорость реакции.

Существенные отличия предлагаемого способа.

В известном способе реакция идет с участием в качестве исходных соединений тиено[2,3-с]изотиазолов. Известный способ не позволяет синтезировать индивидуальные α,ω-бис-[2-(N,N-диметиламино)тиен-5-ил]алканы общей формулы (1).

В предлагаемом способе в качестве исходных реагентов применяются α,ω-бис-[(N,N-диметиламинометил)этинил]алканы, а Со(асас)₂, Рh₃Р, Еt₃Al применяются в каталитических количествах. В отличие от известных предлагаемый способ позволяет синтезировать индивидуальные α,ω-бис-[2-(N,N-диметиламино)тиен-5-ил]алканы общей формулы (1).

Способ поясняется следующими примерами.

ПРИМЕР 1. В сосуд Шленка, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона при температуре ~ 0°С помещают 2 мл толуола, 0.5 ммоль Со(асас)₂, 1 ммоль Рh₃Р и 1.5 ммоль Еt₃Al, перемешивают 5-10 мин, добавляют 10 ммоль N,¹N,¹N,⁹N⁹-тетраметил-2,7-нонадиин-1,9-диамина в 5 мл толуола, 50 ммоль элементной серы. Реакционную смесь нагревают до ~ 20°С, переносят в «пальчиковый» автоклав и выдерживают при перемешивании и температуре 130°С в течение 6 ч. Из реакционной массы выделяют α,ω-бис-[2-(N,N-диметиламино)тиен-5-ил]метан с выходом 85%.

Спектральные характеристики α,ω-бис-[2-(N,N-диметиламино)тиен-5-ил]алканов (1)

Спектр ЯМР¹³С (CDCl₃, δ, м.д.) α,ω-бис-[2-(N,N-диметиламино)тиен-5-ил]метана (1): 45.69, 47.73, 121.77, 121.89, 129.99, 149.50.

Спектр ЯМР¹³С (CDСl₃, δ, м.д.) α,ω-бис-[2-(N,N-диметиламино)тиен-5-ил]этана (1): 28.72, 45.63, 120.77, 120.89, 129.99, 149.50.

Спектр ЯМР¹³С (CDCl₃, δ, м.д.) α,ω-бис-[2-(N,N-диметиламино)тиен-5-ил]бутана (1): 27.77, 31.52, 45.69, 120.79, 120.93, 129.90, 148.96.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл.1.

Таблица 1 №№ п/п Исходные α,ω-бис-[(N,N-диметиламинометил)этинил]-алканы Соотношение α,ω-бис-[(N,N-диметиламинометил)-этинил]алкан:S₈:Со(асас)₂:Ph₃P:Еt₃Al, ммоль Время реакции, ч Температура, °С Выход (1), % 1 N¹,N¹,N⁹,N⁹-тетраметил-2,7-нонадиин-1,9-диамин 10:50:0.5:1.0:1.5 6 130 85 2 -«- 10:60:0.5:1.0:1.5 6 130 87 3 -«- 10:40:0.5:1.0:1.5 6 130 81 4 -«- 10:50:0.7:1.4:2.1 6 130 92 5 -«- 10:50:0.3:0,6:0.9 6 130 76 6 -«- 10:50:0.5:1.0:1.5 7 130 89 7 -«- 10:50:0.5:1.0:1.5 5 130 80 8 -«- 10:50:0.5:1.0:1.5 6 135 86 9 -«- 10:50:0.5:1.0:1.5 6 125 79 10 N¹,N¹,N¹⁰,N¹⁰-тетраметил-2,8-декадиин-1,10-диамин 10:50:0.5:1.0:1.5 6 130 83 11 N¹,N¹,N¹²,N¹²-тетраметил-2,10-додекадиин-1,12-диамин 10:40:0.5:1.0:1.0 5 125 77

Изобретение относится к органической химии, конкретно к способу получения α,ω-бис-[2-(N,N-диметиламино)тиен-5-ил]алканов, который заключается во взаимодействии α,ω-бис-[(N,N-диметиламинометил)этинил]алкана, где (алкан=пропил, бутил, гексил), с избытком элементной серы (S₈) в присутствии трехкомпонентного катализатора, состоящего из ацетилацетоната кобальта Со(асас)₂, трифенилфосфина Рh₃Р и триэтилалюминия Et₃Al, взятых в мольном соотношении α,ω-бис-[(N,N-диметиламинометил)этинил]алкан:S₈:Со(асас)₂:Рh₃Р:Еt₃Аl=10:(40-60):(0.3-0.7):(0.6-1.4):(0.9-2.1) предпочтительно 10:50:0.5:1.0:1.5, при температуре 125-135°С и атмосферном давлении в течение 5-7 ч. Технический результат - получены новые соединения, которые могут найти применение в качестве биологически активных соединений, присадок к маслам и технологическим смазкам, в тонком органическом синтезе. 1 табл.

Способ получения α,ω-бис-[2-(N,N-диметиламино)тиен-5-ил]алканов общей формулы (I):
,
где n=1, 2, 4,
отличающийся тем, что α,ω-бис-[(N,N-диметиламинометил)этинил]алкан, где (алкан=пропил, бутил, гексил), подвергают взаимодействию с избытком элементной серы (S₈) в присутствии трехкомпонентного катализатора, состоящего из ацетилацетоната кобальта Со(асас)₂, трифенилфосфина Рh₃Р и триэтилалюминия Еt₃Al, взятых в мольном соотношении α,ω-бис-[(N,N-диметиламинометил)этинил] алкан:S₈:Со(асас)₂:Рh₃Р:Et₃Al=10:(40-60):(0,3-0,7):(0,6-1,4):(0,9-2,1), предпочтительно 10:50:0,5:1,0:1,5, при температуре 125-135°С и атмосферном давлении в течение 5-7 ч.