СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ (1,5,3-ДИТИАЗЕПИНАН-3-ИЛ)(ТИО)ФЕНОЛОВ Российский патент 2013 года по МПК C07D285/36 

Описание патента на изобретение RU2478623C2

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения (1,5,3-дитиазепинан-3-ил)(тио)фенолов общей формулы (1):

Азот и серосодержащие гетероциклы известны как антибактериальные, антигрибковые и антивирусные агенты (Stillings M.R., Welbourn А.Р., Walter D.J. Substituted 1,3,4-thiadiazoles with anticonvulsant activity // Med. Chem. 1986. 29. P.2280-2284; Kidwai M., Negi N., Chaudhary S.R. Cyclothiomethylation of arge hydrazines with formaldehyde // Acta Pharma. 1995. 45. P.511; Тюкавкина H.A., Зурабян С.Э., Белобородов В.Л. и др. Органическая химия. - М.: Дрофа, 2008. с.66-67). Они перспективны в качестве катализаторов, биологически активных комплексообразователей, 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 технических средах (от легкой промышленности до нефти) (Джемилев У.М., Алеев Р.С., Дальнова Ю.С., Кунакова Р.В., Хафизова С.Р., Ковтуненко С. В., 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 (U.Wellmar. Urea as Leaving Group in the Synthesis of 3-(tert-Butyl)perhydro-l,5,3-dithiazepine. J.Heterocyclic Chem., 1998, 35, p.1531) получения 3-(трет-бутил)пергидро-1,5,3-дитиазепина (2) с выходом 45% взаимодействием 5-(трет-бутил)-2-оксогексагидро-1,3,5-триазина с 1,2-этандитиолом в присутствии BF3·2HOAc при комнатной температуре за 2 ч по схеме:

Известным способом не могут быть получены (1,5,3-дитиазепинан-3-ил)(тио)фенолы общей формулы (1).

Известен способ (В.Р.Ахметова, Г.Р.Надыргулова, С.Р.Хафизова, Т.В.Тюмкина, А.А.Яковенко, М.Ю.Антипин, Л.М.Халилов, Р.В.Кунакова, У.М.Джемилев. Взаимодействие аминофенолов с формальдегидом и сероводородом. Изв. АН. Сер. хим., 2006, №3, с.305) получения шестичленных N, S-содержащих гетероциклов, а именно (1,3,5-дитиазинан-5-ил)фенолов (3) взаимодействием, соответственно, o-, n-аминофенолов, водного формальдегида (37%) и сероводорода при температуре 40°C по схеме:

Известный способ не технологичен, так как предполагает применение газообразного и чрезвычайно токсичного сероводорода, который при высокой концентрации не имеет запаха, но даже однократное его вдыхание может вызвать мгновенную смерть. Кроме того, известный способ не позволяет осуществить синтез (1,5,3-дитиазепинан-3-ил)(тио)фенолов общей формулы (1).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения по получению (1,5,3-дитиазепинан-3-ил)(тио)фенолов общей формулы (1).

Предлагается новый способ получения (1,5,3-дитиазепинан-3-ил)(тио)фенолов общей формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии амино(тио)фенолов (o-аминофенол, n-аминофенол, n-аминотиофенол) с 1,3,6-оксадитиапинаном в присутствии катализатора Sm(NO3)3·6H2O, взятыми в мольном соотношении амино(тио)фенол: 1,3,6-оксадитиапинан: Sm(NO3)3·6H2O=10:10:(0.3-0.7), предпочтительно 10:10:0.5, при комнатной температуре (~20°C) и атмосферном давлении в растворителе этанол-хлороформ (объемное соотношение 1:1) в течение 2.5-3.5 ч. Выход (1,5,3-дитиазепинан-3-ил)(тио)фенолов (1) составляет 74-98%. Реакция протекает по схеме:

(1,5,3-Дитиазепинан-3-ил)(тио)фенолы общей формулы (1) образуются только лишь с участием амино(тио)фенолов и 1,3,6-оксадитиапинана под действием катализатора Sm(NO3)3·6H2O. В присутствии других аминов (например, ариламины или фенилендиамины) или без катализатора целевые продукты (1) не образуются.

Проведение реакции в присутствии катализатора Sm(NO3)3·6H2O больше 7 мол.% по отношению к амино(тио)фенолу не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование в реакции катализатора Sm(NO3)3·6H2O менее 3 мол.% снижает выход (1), что связано с уменьшением каталитически активных центров в реакционной массе. Реакции проводили при комнатной температуре ~20°C. При более высокой температуре (например, 60°C) снижается селективность реакции и увеличиваются энергозатраты, при меньшей температуре (например, 0°C) снижается скорость реакции. Опыты проводили в системе растворителей хлороформ-этанол (1:1), т.к. в них хорошо растворяются исходные и целевые продукты.

Существенные отличия предлагаемого способа:

В известном способе реакция идет с участием в качестве исходных реагентов газообразного сероводорода и водного раствора формальдегида при температуре 40°C с образованием (1,3,5-дитиазинан-5-ил)фенолов (3). Известный способ не позволяет получать индивидуальные (1,5,3-дитиазепинан-3-ил)(тио)фенолы общей формулы (1).

В предлагаемом способе в качестве исходных реагентов применяются амино(тио)фенолы и 1,3,6-оксадитиапинан, реакция идет при температуре 20°C под действием катализатора Sm(NO3)3·6H2O.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:

Способ позволяет получать с высокой селективностью индивидуальные (1,5,3-дитиазепинан-3-ил)(тио)фенолы общей формулы (1), синтез которых в литературе не описан.

Способ поясняется следующими примерами:

ПРИМЕР 1. В сосуд Шленка, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 10 ммолей о-аминофенола в 5 мл этанола, 0.5 ммолей Sm(NO3)3·6H2O, затем прикапывают 10 ммолей 1,3,6-оксадитиапинана в 5 мл хлороформа. Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре (~20°C) в течение 3 ч. Затем добавляют 2 мл дистиллированной воды и экстрагируют хлороформом (20 мл). Хлороформную фракцию хроматографируют на колонке с SiO2 и выделяют o-(1,5,3-дитиазепинан-3-ил)фенол с выходом 89%.

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

Таблица 1 №№ п/п Исходный амино(тио)фенол Соотношение амино(тио)фенол:1,3,6-оксадитиапинан:Sm(NO3)3·6H2O, ммоль Время реакции, час Выход (1), % 1 о-аминофенол 10:10:0.5 3 89 4 -«- 10:10:0.7 3 93 5 -«- 10:10:0.3 3 74 6 -«- 10:10:0.5 3.5 92 7 -«- 10:10:0.5 2.5 80 8 n-аминофенол 10:10:0.5 3 94 9 n-аминотиофенол 10:10:0.5 3 78

Все опыты проводили в растворителях этанол-хлороформ (1:1), т.к. в них хорошо растворяются исходные и целевые продукты при комнатной температуре (~20°C).

Спектральные характеристики 2-(1,5,3-дитиазепинан-3-ил)-фенола1:

1Контроль реакции осуществляли методом ТСХ на пластинах Silufol W-254, проявляли парами I2. Для колоночной хроматографии использовали силикагель КСК (100-200 мкм). Температуры плавления определены на приборе РНМК 80/2617. Спектры ЯМР 1D (1H, 13C) и 2D (COSY, NOESY, HSQC, HMBC) сняты на спектрометре Bruker Avance 400 (100.62 МГц для 13С и 400.13 МГц для 1H) по стандартным методикам фирмы Bruker, внутренний стандарт Me4Si, растворитель - CDCl3. Масс-спектры высокого разрешения получены на приборе MALDI TOF/TOF AUTOFLEX III фирмы Bruker.

Т.пл. 82-84°C. Элюент толуол:этилацетат:ацетон (8:1:1), Rf 0.9. Спектр ЯМР 1H, δ, м.д.: 3.08 (уш.с, 4Н, СН2 (6,7)); 4.55 (уш.с, 4Н, СН2 (2,4)); 6.76 (уш.с, 1Н, OH (14)); 6.88 (т, J=7.6 Hz, 1H, СН (10)); 6.96-6.98 (д, 1H, J=7.6 Hz, СН (9)); 7.14 (т, J=7.6 Hz, 1H, СН (11)); 7.51-7.53 (д, J=6.8 Hz, 1H, СН (12)). Спектр ЯМР 13С, δ, м.д.: 38.02 (т, C-6, C-7), 59.38 (т, C-2, C-4), 114.66 (д, C-9), 120.36 (д, C-10), 124.60 (д, C-12), 127.71 (д, C-11), 136.85 (с, C-8), 151.66 (с, C-13).

Спектральные характеристики 4-(1,5,3-дитиазепинан-3-ил)фенола:

Т.пл. 91-93°C. Элюент толуол:этилацетат:ацетон (4:1:1), Rf 0.8. Спектр ЯМР 1Н, δ, м.д.: 3.08 (уш.с, 4Н, СН2 (6,7)); 4.73 (уш.с, 4Н, СН2 (2,4)); 6.80-6.82 (д, J=8 Hz, 2Н, СН (9,13)); 6.88-6.90 (д, J=8 Hz, 2Н, СН (10,12)). Спектр ЯМР 13С, δ, м.д.: 36.05 (т, C-6, C-7), 56.43 (т, C-2, C-4), 116.11 (д, C-9, C-13), 118.71 (д, C-10, C-12), 140.50 (с, C-8), 149.82 (с, C-11). MALDI TOF, m/z: 227.913 [M+H]+. C10H13NOS2. M 227.348.

Спектральные характеристики 4-(1,5,3-дитиазепинан-3-ил)-тиофенола:

Элюент толуол:этилацетат:ацетон (8:1:1), Rf 0.8. Спектр ЯМР 1H, δ, м.д.: 3.06 (уш.с, 4Н, СН2 (6,7)); 4.76 (уш.с, 4Н, СН2 (2,4)); 6.83-6.85 (д, J=8.8 Hz, 2Н, СН (9,13)); 7.42-7.45 (д, J=8.4 Hz, 2Н, СН (10,12)). Спектр ЯМР 13С, δ, м.д.: 37.70 (т, C-6, C-7), 54.48 (т, C-2, C-4), 116.24 (д, C-9, C-13), 128.25 (с, C-8), 132.05 (д, C-10, C-12), 145.81 (с, C-11). MALDI TOF, m/z: 242.332 [M-H]+. C10H13NS3. M 243.415.

Похожие патенты RU2478623C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3,3'-(1,2-ФЕНИЛЕН)-БИС-1,5,3-ДИТИАЗЕПИНАНА И 3,3'-[МЕТИЛЕН-БИС-(1,4-ФЕНИЛЕН)]-БИС-1,5,3-ДИТИАЗЕПИНАНА 2011
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Рахимова Елена Борисовна
  • Васильева Инна Владимировна
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
  • Яныбин Василий Михайлович
RU2467006C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2- И 4-(1,5,3-ДИТИАЗОЦИНАН-3-ИЛ)ФЕНОЛОВ 2011
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Рахимова Елена Борисовна
  • Васильева Инна Владимировна
  • Яныбин Василий Михайлович
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
RU2478627C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 4-(1,5,3-ДИТИАЗЕПИНАН-3-ИЛ)-БЕНЗОЙНОЙ И 5-(1,5,3-ДИТИАЗЕПИНАН-3-ИЛ)-2-ГИДРОКСИБЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТ 2012
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Рахимова Елена Борисовна
  • Васильева Инна Владимировна
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
RU2529516C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2- И 4-(1,5,3-ДИТИАЗЕПИНАН-3-ИЛ)ФЕНОЛОВ 2011
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Рахимова Елена Борисовна
  • Васильева Инна Владимировна
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
  • Ахметова Внира Рахимовна
RU2466995C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-АРИЛ-1,5,3-ДИТИАЗЕПАНОВ 2011
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Мурзакова Наталия Наильевна
  • Прокофьев Кирилл Игоревич
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
  • Коржакова Любовь Фёдоровна
RU2466996C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ (1,5,3-ДИТИАЗЕПАН-3-ИЛ)-АЛКАНДИОЛОВ 2013
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
  • Зайнуллин Радик Анварович
  • Рахимова Елена Борисовна
  • Исмагилов Ринат Арфикович
RU2559367C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ α,ω-БИС-(1,5,3-ДИТИАЗЕПИНАН-3-ИЛ)АЛКАНОВ 2011
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Рахимова Елена Борисовна
  • Ефремова Екатерина Александровна
  • Сайфутдинов Шамиль Улфатович
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
RU2466999C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3-АРИЛ-1,5,3-ДИТИАЗЕПАНОВ 2011
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Мурзакова Наталия Наильевна
  • Прокофьев Кирилл Игоревич
  • Ибрагимова Асхат Габдрахманович
  • Коржова Любовь Фёдоровна
RU2466997C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3-АРИЛ-1,5,3-ДИТИАЗОЦИНАНОВ 2012
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
  • Рахимова Елена Борисовна
  • Тулябаев Артур Радисович
  • Васильева Инна Владимировна
RU2538603C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ (1,5,3-ДИТИАЗЕПАН-3-ИЛ)-АЛКАНДИОЛОВ 2013
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
  • Зайнуллин Радик Анварович
  • Рахимова Елена Борисовна
  • Исмагилов Ринат Арфикович
RU2559359C2

Реферат патента 2013 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ (1,5,3-ДИТИАЗЕПИНАН-3-ИЛ)(ТИО)ФЕНОЛОВ

Изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения (1,5,3-дитиазепинан-3-ил)(тио)фенолов общей формулы (1):

,

который заключается в том, что амино(тио)фенолы (о-аминофенол, n-аминофенол, n-аминотиофенол) подвергают взаимодействию с 1,3,6-оксадитиапинаном в присутствии катализатора Sm(NO3)3·6H2O в мольном соотношении амино(тио)фенол: 1,3,6-оксадитиапинан: Sm(NO3)3·6H2O=10:10:(0.3-0.7) в растворителях хлороформ-этанол (объемное соотношение 1:1) в атмосфере аргона в течение 2.5-3.5 ч. Технический результат - разработан способ получения новых (1,5,3-дитиазепинан-3-ил)(тио)фенолов, которые могут найти применение в качестве антибактериальных, антигрибковых и антивирусных агентов, в качестве комплексообразователей, селективных сорбентов и экстрагентов драгоценных металлов, специальных реагентов для подавления жизнедеятельности бактерий в различных технических средах. 1 табл., 1 пр.

Формула изобретения RU 2 478 623 C2

Способ получения (1,5,3-дитиазепинан-3-ил)(тио)фенолов общей формулы (1):

отличающийся тем, что амино(тио)фенол (о-аминофенол, п-аминофенол, п-аминотиофенол) подвергают взаимодействию с 1,3,6-оксадитиапинаном в присутствии катализатора Sm(NO3)3·6H2O в мольном соотношении амино(тио)фенол:1,3,6-оксадитиапинан:Sm(NO3)3·6H2O=10:10:(0,3-0,7) в растворителях хлороформ-этанол (объемное соотношение 1:1) в атмосфере аргона в течение 2,5-3,5 ч.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2478623C2

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 5-[ОРТО-(ПАРА-)-ГИДРОКСИФЕНИЛ]-1,3,5-ДИТИАЗИНОВ 2005
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Ахметова Внира Рахимовна
  • Надыргулова Гузель Ражаповна
  • Хафизова Светлана Ринатовна
  • Кунакова Райхана Валиулловна
  • Тюмкина Татьяна Викторовна
RU2291865C1
RU 2009102797 А, 10.08.2010
RU 2002123631 А, 20.03.2004
US 3281417 А, 25.10.1966.

RU 2 478 623 C2

Авторы

Джемилев Усеин Меметович

Рахимова Елена Борисовна

Васильева Инна Владимировна

Тулябаев Артур Радисович

Ибрагимов Асхат Габдрахманович

Даты

2013-04-10Публикация

2011-05-30Подача