СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-ФЕНИЛ(БЕНЗИЛ)-(1,3,5-ДИТИАЗИНАН-5-ИЛ)АМИНОВ Российский патент 2012 года по МПК C07D285/15 

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения N-фенил(бензил)-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)аминов общей формулы (1):

Замещенные 1,3,5-дитиазинаны применяются в качестве добавок, модифицирующих и интенсифицирующих вкус и ароматы бекона, жареного мяса, тертого орехового ядра, ракообразных, кондитерских изделий, карамели, продуктов переработки плодов и овощей [Пат. 4228278 США; Р.Ж.Хим., 11, 11Р268П (1981), Пат. 4235938 США; Р.Ж.Хим., 23, 23Р282 (1981), Пат. 4200741 США; Р.Ж.Хим., 2, 2Р248 (1981)]. Производные 1,3,5-дитиазинана перспективны в качестве комплексообразователей [C.J.Galvez-Ruiz, C.Guadarrama-Perez, H.Nöth, A.Flores-Parra. Eur.J.Inorg.Chem., 601 (2004); Inorg. Chem., 23, 7569 (2003)], селективных сорбентов и экстрагентов драгоценных металлов [Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt vormals Roessler. F.P. 1,341,792/1963 (Chem. Abs., 1964, 60, 5528d)], специальных реагентов для подавления жизнедеятельности бактерий в различных средах от легкой промышленности до нефтеперерабатывающей (Джемилев У.М., Алеев Р.С, Дальнова Ю.С., Кунакова Р.В., Хафизова СР., Ковтуненко СВ., Калимуллин А.А., Андрианов В.М., Исмагилов Ф.Р., Гафиатуллин P.P. Средство для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий. Пат.РФ №2160233, 2000; Джемилев У.М., Алеев Р.С, Дальнова Ю.С, Кунакова Р.В., Хафизова С.Р. Средство для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий. Пат. РФ №2206726, 2003).

Известен способ [Пат. 4228278 США; Р.Ж.Хим., 11, 11Р268П (1981), Пат. 4235938 США; Р.Ж.Хим., 23, 23Р282 (1981), Пат. 4200741 США; Р.Ж.Хим., 2, 2Р248 (1981)] получения производных 1,3,5-дитиазинана, в частности 2,4,6-триизобутил-1,3,5-дитиазинана формулы (2) взаимодействием аммиака с сероводородом и изовалериановым альдегидом при 20°C по схеме:

Известный способ не позволяет получать N-фенил(бензил)-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)амины общей формулы (1).

Известен способ [Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt vormals Roessler. F.P. 1,341,792/1963 (Chem. Abs., 1964, 60, 5528d)] получения производных, 1,3,5-дитиазинана, в частности 5-[2-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)этил]-1,3,5-дитиазинана формулы (3) с выходом 91% взаимодействием этилендиамина с гидросульфидом натрия и формальдегидом при 20°C по схеме:

Известным способом не могут быть получены N-фенил(бензил)-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)амины общей формулы (1).

Известен способ (В.Р.Ахметова, Г.Р.Надыргулова, С.Р.Хафизова и др., ЖОрХ, 2006, 1, 151) получения производных 1,3,5-дитиазинана, в частности N-метилен-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)амина формулы (4) взаимодействием гидразина с формальдегидом и сероводородом (CH₂O-H₂S-NH₂NH₂=4:2:1) в присутствии промотора n-BuONa с выходом 56% по схеме:

Известный способ не позволяет получать N-фенил(бензил)-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)амины общей формулы (1).

Известен способ (В.Р.Ахметова, Г.Р.Надыргулова, С.Р.Хафизова и др., Журн. орган химии, 2006, 1, с.151) получения N-бензил-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)амина общей формулы (1) в смеси с соединением 1,3,4-тиадиазолидинового ряда (5) циклотиометилированием бензилгидразина с помощью CH₂O и H₂S в нейтральной среде (соотношение исходных реагентов, соответственно, 1:3:2, температура ~20°C).

Известный способ не селективный и позволяет получать N-бензил-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)амин общей формулы (1) в смеси с соединением 1,3,4-тиадиазолидинового ряда (5).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения о селективном получении N-фенил(бензил)-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)аминов формулы (1).

Предлагается новый способ селективного получения N-фенил(бензил)-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)аминов общей формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии фенилгидразина или бензилгидразина с N-метил-1,3,5-дитиазинаном в присутствии катализатора Cp₂TiCl₂, взятыми в мольном соотношении фенилгидразин (бензилгидразин): N-метил-1,3,5-дитиазинан: Cp₂TiCl₂=10:(10-12):(0.3-0.7), предпочтительно 10:11:0.5, при комнатной температуре (20°C) и атмосферном давлении в течение 1-3 ч. Выход N-фенил(бензил)-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)аминов (1) составляет 80-94%. Реакция протекает по схеме:

N-фенил(бензил)-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)амины (1) образуются только лишь с участием фенилгидразина (бензилгидразина) и N-метил-1,3,5-дитиазинана. В присутствии других соединений гидразина (например, алкилгидразины, диарилгидразины, алкиларилгидразины) или других N-замещенных 1,3,5-дитиазинанов (например, N-арил-1,3,5-дитиазинаны) целевые продукты (1) не образуются. Без катализатора реакция идет с выходом, не превышающим 15%.

Проведение указанной реакции в присутствии катализатора Cp₂TiCl₂ больше 0.7 ммолей не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование катализатора Cp₂TiCl₂ менее 0.3 ммолей снижает выход (1), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. Реакции проводили при температуре 20°C. При температуре выше 20°C (например, 60°C) снижается селективность реакции и увеличиваются энергозатраты, а при температуре ниже 20°C (например, -10°C) снижается скорость реакции. Опыты проводили в хлороформе, т.к. в нем хорошо растворяется N-метил-1,3,5-дитиазинан.

Существенные отличия предлагаемого способа:

В известном способе реакция идет с участием в качестве исходных соединений фенил(бензил)гидразина, формальдегида и токсичного газообразного сероводорода в присутствии промотора n-BuONa. Способ не селективный и позволяет получать N-бензил-(1,3,5-дитиазин-5-ил)амин (1) в смеси с соединением 1,3,4-тиадиазолидинового ряда (5).

В предлагаемом способе в качестве исходных реагентов применяются фенилгидразин (бензилгидразин) и N-метил-1,3,5-дитиазинан, a Cp₂TiCl₂ применяется в каталитических количествах. В отличие от известных способов предлагаемый способ позволяет синтезировать индивидуальные N-фенил(бензил)-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)амины (1).

Способ поясняется следующими примерами:

ПРИМЕР 1. В сосуд Шленка, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 5 мл хлороформа, 0.5 ммоль Cp₂TiCl₂, 10 ммоль фенилгидразина, 11 ммоль N-метил-1,3,5-дитиазинана. Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре (~20°C) в течение 2 ч. Из реакционной массы выделяют N-фенил-1,3,5-дитиазинан-5-амин с выходом 87%.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл.

Все опыты проводили в хлороформе при комнатной температуре (-20°C).

Спектральные характеристики N-фенил-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)амина (1): Спектр ЯМР ¹H (δ, м.д., CDCl₃, J/Гц): 4.79 (с, 2H, H₂C(2)); 5.20 (с, 4H, H₂C (4,6)); 7.37-8.13 (м, 5H, H₂C (8-13)). Спектр ЯМР ¹³C (δ, м.д., J/Гц): 32.19 (т, C(2)); 58.64 (т, C(4,6)); 114.45 (д, C(9,13)), 120.28 (д, C(10,12)), 129.13 (д, C(11)), 145.87 (с, С(8)).

Спектральные характеристики N-бензил-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)амина (1): Спектр ЯМР ¹H (δ, м.д., CDCl₃, J/Гц): 4.25 (с, 2H, H₂C(2)); 4.63 (с, 2H, H₂C(8)); 4.72 (с, 4H, H₂C(4,6)); 7.87-8.05 (уш.с, 5H, H₂C (9-14)). Спектр ЯМР ¹³C (δ, м.д., J/Гц): 31.74 (т, C(2)); 58.17 (т, C(4,6)); 59.03 (т, C(8)); 127.34 (д, C(12)); 128.42 (д, C(11,13)); 129.04 (д, C(10,14)); 138.15 (с, C(9)).

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения N-фенил(бензил)-(1,3,5-дитиазин-5-ил)аминов общей формулы (1):

который заключается в том, что фенилгидразин или бензилгидразин подвергают взаимодействию с N-метил-1,3,5-дитиазинаном в присутствии катализатора Cp₂TiCl₂, при мольном соотношении фенилгидразин (бензилгидразин):N-метил-1,3,5-дитиазинан:Cp₂TiCl₂=10:(10-12):(0.3-0.7), предпочтительно 10:11:0.5, при комнатной температуре (20°С) и атмосферном давлении в течение 1-3 ч. Технический результат - разработан новый способ получения N-фенил(бензил)-(1,3,5-дитиазин-5-ил)аминов, которые могут найти применение в качестве веществ, модифицирующих и интенсифицирующих вкус и ароматы кондитерских изделий, а также в качестве селективных сорбентов и экстрагентов драгоценных металлов, специальных реагентов для подавления жизнедеятельности бактерий в различных средах. 1 табл., 1 пр.

Способ получения N-фенил(бензил)-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)аминов общей формулы (1):

отличающийся тем, что фенилгидразин или бензилгидразин подвергают взаимодействию с N-метил-1,3,5-дитиазинаном в присутствии катализатора Cp₂TiCl₂ при мольном соотношении фенилгидразин (бензилгидразин): N-метил-1,3,5-дитиазинан: Cp₂TiCl₂=10:(10-12):(0.3-0.7), предпочтительно 10:11:0.5, при комнатной температуре (20°С) и атмосферном давлении в течение 1-3 ч.