СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3-АРИЛ-1,5,3-ДИТИАЗОКАНОВ Российский патент 2014 года по МПК C07D285/38 

Описание патента на изобретение RU2536408C2

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения 3-арил-1,5,3-дитиазоканов общей формулы (1a-i):

Азот и серусодержащие гетероциклы известны как антибактериальные, антигрибковые и антивирусные агенты (Stillings M.R., Welbourn А.P., 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 (В.Р.Ахметова, З.Т.Пиатшина, Г.Р.Хабибуллина, И.С.Бушмаринов, А.О.Борисова, З.А.Старикова, Л.Ф.Коржова, Р.В.Кулакова. Синтез, кристаллическая структура и взаимные превращения новых N-арил-1,3,5-дитиазинанов, 1,3,5-тиадиазинанов и 1,5-дитиа-3,7-диазациклооктанов. Изв. АН. Сер. хим., 2010, №5, 980-986) получения восьмичленных N,N'-содержащих гетероциклов, а именно, N,N'-дифенил-1,5-дитиа-3,7-диазациклооктанов (2) взаимодействием анилина, водного формальдегида (37%) и сероводорода при температуре 0°C но схеме:

Известным способом не могут быть получены 3-арил-1,5,3-дитиазоканы общей формулы (1a-i).

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 соединений 1,5,3-дитиазепинанового ряда, а именно 5-(трет-бутил)пергидро-1,5,3-дитиазепина (3) с выходом 45% взаимодействием 5-(трет-бутил)-2-оксогексагидро-1,3,5-триазина с 1,2-этандитиолом в присутствии BF3·2НОАс при комнатной температуре за 2 ч по схеме:

Известным способом не могут быть получены 3-арил-1,5,3-дитиазоканы общей формулы (1a-i).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения по получению 3-арил-1,5,3-дитиазоканов общей формулы (1a-i).

Предлагается новый способ получения 3-арил-1,5,3-дитиазоканов общей формулы (1a-i).

Сущность способа заключается во взаимодействии N,N-бис(метоксимстил)-N-ариламина (арил=фенил, m- и p-метилфенил, o-, m- и p-метоксифенил, o-, m- и p-нитрофенил) с 1,3-пропандитиолом в присутствии катализатора Sm(NO3)3·6H2O, взятыми в мольном соотношении N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламин:1,3-пропандитиол:Sm(NO3)3·6H2O=10:10:(0.3-0.7), предпочтительно 10:10:0.5 при комнатной (~20°C) температуре и атмосферном давлении в хлороформе в качестве растворителя в течение 30-60 минут. Выход соответствующих 3-арил-1,5,3-дитиазоканов общей формулы (1a-i) составляет 62-89%. Реакция протекает по схеме:

3-Арил-1,5,3-дитиазоканы общей формулы (1a-i) образуются только лишь с участием N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламинов и 1,3-пропандитиола, взятых в стехиометрических количествах. При другом соотношении исходных реагентов снижается селективность реакции. В присутствии других серусодержащих соединений (например, 1,2-пропандитиол, 1,4-бутандитиол) 3-арил-1,5,3-дитиазоканы не образуются. Без катализатора реакция идет с выходом, не превышающим 10%.

Проведение указанной реакции в присутствии катализатора Sm(NO3)3·6H2O больше 7 мол.% не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1a-i). Использование катализатора Sm(NO3)3·6H2O менее 3 мол.% снижает выход (1a-i), 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 растворяются исходные реагенты и целевые продукты.

Существенные отличия предлагаемого способа:

В известном способе реакция идет с участием в качестве исходного реагента 5-(трет-бутил)-2-оксогексагидро-1,3,5-триазина в присутствии BF3·2HOAc с образованием 3-(трет-бутил)пергидро-1,5,3-дитназеиина (4). Известный способ не позволяет получать индивидуальные 3-арил-1,5,3-дитиазоканы общей формулы (1a-i).

В предлагаемом способе в качестве исходных реагентов применяются N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламины (арил=фенил, m- и p-метилфенил, o-, m- и p-метоксифенил, o-, m- и p-нитрофенил), реакция идет в хлороформе в качестве растворителя при комнатной температуре под действием каталитических количеств Sm(NO3)3·6H2O. В отличие от известных предлагаемый способ позволяет получать индивидуальные 3-арил-1,5,3-диотиазоканы общей формулы (1a-i).

Способ поясняется следующими примерами.

ПРИМЕР 1. В сосуд Шлепка, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 1.53 г (10 ммоль) N,N-бис(метоксиметил)-N-фениламина и 1.08 г (10 ммоль) 1,3-пропандитиола, 5 мл хлороформа, 0.22 г (0.5 ммоль) катализатора Sm(NO3)3·6H2O, перемешивают при комнатной (~20°C) температуре 45 мин, выделяют 3-фенил-1,5,3-дитиазокан (1а) с выходом 70%.

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

Таблица 1 №№ п/п Исходный N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламин Соотношение N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламин; 1,3-пропандитиол:Sm(NO3)3·6H2O, ммоль Время реакции, мин. Выход (1),% I N,N-бис(метоксиметил-N-фениламин 10:10:0.5 45 70 2 -«- 10:10: 0.3 45 62 3 -«- 10:10:0.7 45 78 4 -«- 10:10:0.5 30 63 5 -«- 10:10:0.5 60 76

6 N,N-бис(метоксиметил)-N-м-метилфениламин 10:10:0.5 45 80 7 N,N-бис(метоксиметил)-N-n-метилфениламин 10:10:0.5 45 89 8 N,N-бис(метоксиметил)-N-о-метоксифениламин 10:10:0.5 45 87 9 N,N-бис(метоксиметил)-N-м(-метоксифениламин 10:10:0.5 45 85 10 N,N-бис(метоксиметил)-N-n-метоксифениламин 10:10:0.5 45 83 11 N,N-бис(метоксиметил)-N-о-нитрофениламин 10:10:0.5 45 86 12 N,N-бис(метоксиметил)-N-м-нитрофениламин 10:10:0.5 45 79 13 бис(метоксиметил)-N-n-нитрофениламин 10:10:0.5 45 73

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

3-Фенил-1,5,3-дитиазокан (1a)

Спектр ЯМР 1H, δ, м.д: 1.79-1.84 (м, 2Н, СН2); 2,74 (т, 4Н, СН2 J=5.6); 4.78 (с, 4Н, СН2); 6.88-7.37 (м, 5Н, СН). Спектр ЯМР 13C, δ, м.д.: 29.00(C7); 29.16(С6,8); 55.16(С24); 114.66(С12); 119.58(С14); 120.94(C11); 128.78(С13); 143.31(С10); 144.38(C9). Масс-спектр, m/z (Iотн, %): 225 [М]+ (10), 77 [С6Н5]+ (20), 91 [C6H5N]+ (80), 107 [C5H7N]+ (20); 120 [C8H10N]+ (100). M 225.

3-(м-Метилфенил)-1,5,3-дитиазокан (1b)

Спектр ЯМР 1Н, δ, м.д.: 1,79 (м, 2Н, СН2); 2,43 (с, 3Н, СН3); 2.76 (т, 4Н, СН2 J=5.6); 4.78 (с, 4Н, СН2); 6.76-7.28 (м, 5Н, СН). Спектр ЯМР 13С, δ, м.д.: 22.21(С15); 29.05(C7); 32.29(С6,8); 56.70(С2,4); 111.01(С14); 113.25(С12); 119.66(С13); 129.23(С11); 139.04(С10); 143.47(С9). Масс-спектр, m/z (Iотн, %): 239 [М]+ (20), 91 [С7Н7]+ (80), 105 [C7H7N]+ (100), 150 [C8H9NS]+ (50); 180 [C10H16NS]+ (100). M 239.

3-(p-Метилфенил)-1,5,3дитиазокан (1c).

Спектр ЯМР 1H, δ, м.д.: 1,83 (м, 2Н, СН2); 2,36 (с, 3H, CH3); 2.71 (т, 4Н, СН2 J=5.6); 4.72 (с, 4Н, СН2); 6.80-7.29 (м, 5Н, СН). Спектр ЯМР 13C, δ, м.д.: 22.04(C15); 30.42(C7); 32.92(C6,8); 56.77(С2,4); 114.30(С14,10); 126.51(С11,13); 138.98(С12); 142.90(С9).

3-(o-Метоксифенил)-1,5,3-дитиазокан (1d)

Спектр ЯМР 1H, δ, м.д.: 1,82 (м, 2Н, СН2); 2,66 (м, 4H, СН2); 3.77 (с, 3H, СН3); 4.72 (с, 411, СН2); 6.77-7.74 (м, 5Н, СН). Спектр ЯМР 13C, δ, м.д.: 29.17(С7); 30.36(С6,8); 53.79(С16); 55.16(С2,4); 106.33(C11); 127.61(C14); 129.93(C13); 131.57(C12); 144.81(C9); 160.42(C10). Масс-спектр, m/z (Iотн, %): 255 [M]+ (20), 107 [С7Н7О]+ (10), 121 [C7H7NO]+ (70); 135 [C8H9NO]+ (25); 149 [C9H11NO]+ (100). M 255.

3-(м-Метоксифенил)-1,5,3-дитиазокан (1e)

Спектр ЯМР 1H, δ, м.д.: 1,78 (м, 2Н, СН2); 2,83 (т, 4Н, СН2 J=5.6); 3.83 (с, 3H, СН3); 4.74 (с, 4Н, СН2); 6.55-7.28 (м, 5Н, СН). Спектр ЯМР 13C, δ, м.д.: 29.00(C7); 32.14(C6,8); 55.24(С16); 55.59(C2,4); 100.32(С10); 103.91(C12); 107.91(C14); 130.07(С13); 147.20(С9); 160.74(C11).

3-(p-Метоксифенил)-1,5,3-дитиазокан (1f).

Спектр ЯМР 1H, δ, м.д.: 1,81 (м, 2Н, СН2); 2,73 (т, 4Н, СН2 J=5.6); 3.80 (с, 3H, СН3); 4.76 (с, 4Н, СН2); 6.81-7.27 (м, 5Н, СН). Спектр ЯМР 13C, δ, м.д.: 29.99(C7); 32.26(С6,8); 55.65(С16); 7.04(С2,4); 114.36(C11,13); 114.89(C10,14); 137.34(C9); 152.85(C12).

3-(o-Нитрофенил)-1,5,3-дитиазокана (1g)

Спектр ЯМР 1H, δ, м.д.: 1,57 (м, 2Н, СН2); 2,63 (м, 4Н, СН); 4.52 (с, 4Н, СН2); 6.77-7.74 (м, 5Н, СН). Спектр ЯМР 13C, δ, м.д.: 38.67(C7); 29.47(C6,8); 55.46(С2,4); 114.81(С10,14); 116.85(С12); 126.92(C11,13); 136.02(C9). Масс-спектр, m/z (Iотн, %): 270 [M]+ (20), 122 [C6H4NO2]+ (80), 136 [C6H4N2O2]+ (100); 150 [C7H6N2O2]+ (40); 196 [C8H8N2O2S]+ (20). M 270.

3-(м-Нитрофенил)-1,5,3-дитиазокан (1h)

Спектр ЯМР 1H, δ, м.д: 1,92 (м, 2Н, СН2); 2,28 (м, 4H, СН2); 4.51 (с, 4Н, СН2); 7.01-8.23 (м, 5Н, CH). Спектр ЯМР 13C, δ, м.д., J/Гц): 27.99(C7); 32.00(С6,8); 53.98(С2,4); 111.33(С14); 118.85(С12); 121.27(С10); 129.80(C11); 138.90(C13); 141.60(C9).

3-(p-Нитрофенил)-1,5,3-дитиазокан (1i).

Спектр ЯМР 1H, δ, м.д.: 1,84 (м, 2Н, СН2); 2,72 (т, 4Н, СН2, J=6, J=5.6); 4.78 (с, 4Н, СН2); 7.93-8.22 (м, 5Н, СН). Спектр ЯМР 13C, δ, м.д.: 29.17(C7); 31.77(C6,8); 56.56(C2,4); 112.87(C10,14); 125.72(C11,13); 139.63(С12); 148.70(C9).

Похожие патенты RU2536408C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3-АРИЛ-1,5,3-ДИОКСАЗЕПАНОВ 2012
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Махмудиярова Наталия Наильевна
  • Прокофьев Кирилл Игоревич
  • Мударисова Лилия Вазилевна
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
RU2529507C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3-АРИЛ -1,5,3-ДИТИАЗЕПАНОВ 2013
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
  • Халилов Леонард Мухибович
  • Махмудиярова Наталия Наильевна
  • Прокофьев Кирилл Игоревич
  • Мударисова Лилия Вазилевна
RU2536132C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3-АРИЛ-1,5,3-ДИТИАЗЕПАНОВ 2013
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
  • Халилов Леонард Мухибович
  • Махмудиярова Наталья Наильевна
  • Прокофьев Кирилл Игоревич
  • Мударисова Лилия Вазилевна
RU2536149C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3-АРИЛ-1,5,3-ДИТИАЗОКАНОВ 2012
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
  • Халилов Леонард Мухибович
  • Махмудиярова Наталия Наильевна
  • Прокофьев Кирилл Игоревич
  • Мударисова Лилия Вазилевна
RU2538600C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-АРИЛ-1,5,3-ДИТИАЗОНАНОВ 2014
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
  • Махмудиярова Наталия Наильевна
  • Веклов Виталий Александрович
RU2559361C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 6-(м,n-ГАЛОГЕНФЕНИЛ)-1,11-ДИОКСА-4,8-ДИТИА-6-АЗАЦИКЛОТРИДЕКАНОВ 2014
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
  • Махмудиярова Наталия Наильевна
  • Мударисова Лилия Вазилевна
  • Хатмуллина Гузелия Магавиевна
RU2565786C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3-ПИРИДИНИЛ-1,5,3-ДИТИАЗЕПИНАНОВ 2012
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
  • Махмудиярова Наталия Наильевна
  • Прокофьев Кирилл Игоревич
  • Мударисова Лилия Вазилевна
RU2532923C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-ЦИКЛОАЛКИЛЗАМЕЩЕННЫХ 1,5,3-ДИТИАЗЕПАНОВ 2017
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
  • Рахимова Елена Борисовна
  • Исмагилов Ринат Арфикович
RU2664654C2
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 3-АРИЛ-1,5,3-ДИТИАЗЕПАНОВ 2011
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Мурзакова Наталия Наильевна
  • Прокофьев Кирилл Игоревич
  • Ибрагимова Асхат Габдрахманович
  • Коржова Любовь Фёдоровна
RU2466997C1

Реферат патента 2014 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3-АРИЛ-1,5,3-ДИТИАЗОКАНОВ

Изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения 3-арил-1,5,3-дитиазоканов формулы (1a-i), где R=H (a), m-CH3 (b), p-CH3 (c), o-OCH3 (d), m-OCH3 (e), p-OCH3 (f), o-NO2 (g), m-NO2 (h), p-NO2 (i), заключающийся во взаимодействии N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламина (арил=фенил, m- и p-метилфенил, o-, m- и p-метоксифенил, o-, m- и p-нитрофенил) с 1,3-пропандитиолом в присутствии катализатора Sm(NO3)3·6H2O в мольном соотношении N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламин:1,3-пропандитиол:Sm(NO3)3·6H2O=10:10:(0.3-0.7) при комнатной (~20°C) температуре и атмосферном давлении в хлороформе в качестве растворителя в течение 30-60 минут. Технический результат: разработан способ получения производных 3-арил-1,5,3-дитиазоканов, 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 2 536 408 C2

Способ получения 3-арил-1,5,3-дитиазоканов общей формулы (1a-i):

отличающийся тем, что N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламин (арил=фенил, m- и p-метилфенил, o-, m- и p-метоксифенил, o-, m- и p-нитрофенил) подвергают взаимодействию с 1,3-пропандитиолом в присутствии катализатора Sm(NO3)3·6H2O в мольном соотношении N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламин:1,3-пропандитиол:Sm(NO3)3·6H2O=10:10:(0.3-0.7) при комнатной (~20°C) температуре и атмосферном давлении в хлороформе в качестве растворителя в течение 30-60 минут.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2536408C2

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3-АРИЛ-ТЕТРАГИДРО-2Н,6Н-1,5,3-ДИТИАЗОЦИНОВ 2011
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Мурзакова Наталия Наильевна
  • Прокофьев Кирилл Игоревич
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
  • Коржова Любовь Фёдоровна
RU2467000C1
Murzakova, N
N
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Искроудержатель для паровозов 1920
  • Бакалейников П.Г.
SU588A1
U.WELLMAR: "Urea as leaving group in the synthesis of

RU 2 536 408 C2

Авторы

Джемилев Усеин Меметович

Ибрагимов Асхат Габдрахманович

Халилов Леонард Мухибович

Махмудиярова Наталия Наильевна

Прокофьев Кирилл Игоревич

Мударисова Лилия Вазилевна

Даты

2014-12-20Публикация

2013-01-25Подача