Способ получения 4-арил-1-морфолино-3-(2-оксо-2Н-бензо[b][1,4]тиазин-3(4Н)-илиден)-бутан-1,2,4-трионов, проявляющих флуоресцентные свойства Российский патент 2022 года по МПК C07D417/12 

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения новых индивидуальных соединений класса 4-арил-1-морфолино-3-(2-оксо-2Н-бензо[b][1,4]тиазин-3(4Н)-илиден)-бутан-1,2,4-трионов, которые могут участвовать в дальнейшем построении новых гетероциклических систем, а также использоваться в промышленности для изготовления светоотражающих красок и маркировки образцов, ценных бумаг, в медицине, ветеринарии и сельском хозяйстве для диагностических целей.

Структурным аналогом заявленных соединений является 1-морфолино-2-(10H-фенотиазин-1-ил)этан-1,2-дион (1), который получают реакцией пирроло[3,2,1-kI]фенотиазин-1,2-диона (2) с морфолином (3) при перемешивании в хлороформе или бензоле в течение 1 ч при комнатной температуре [Pinto A.D., Hollins R.A. // Journal of Heterocyclic Chemistry. 1997. Vol.14. P. 677-678. DOI: 10.1002/JHET.5570140428]:

Однако данным способом невозможно получить целевой продукт, что является его существенным недостатком.

Задачей изобретения является разработка простого способа синтеза неописанных в литературе 4-арил-1-морфолино-3-(2-оксо-2H-бензо[b][1,4]тиазин-3(4H)-илиден)-бутан-1,2,4-трионов.

Поставленная задача осуществляется путем нагревания 3-ароилпирроло[2,1-с][1,4]бензотиазин-1,2,4-трионов (Ia-в) в присутствии морфолина (II) в безводном толуоле при температуре 113°С в течение 1 ч. Схема синтеза отражена ниже:

Выделение целевого продукта заключается в осаждении н-гексаном из реакционной массы.

Из патентной и технической литературы не были выявлены способы получения 4-арил-1-морфолино-3-(2-оксо-2H-бензо[b][1,4]тиазин-3(4H)-илиден)-бутан-1,2,4-трионов, имеющие сходные признаки с заявленным способом - не использовались исходные продукты, растворитель.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. 1-Морфолино-3-(2-оксо-2H-бензо[b][1,4]тиазин-3(4H)-илиден)-4-фенилбутан-1,2,4-трион (IIIa)

Получение (IIIa): в смесь, содержащую соединение (Ia) 0.15 г (0.447 ммоль) и 3 мл безводного толуола, добавляют 38.3 мкл (0.447 ммоль) морфолина (II). Нагревают реакционную массу в течение 1 ч при температуре 113°С, затем остужают до комнатной температуры. Растворитель упаривают при пониженном давлении (15-20 мм рт.ст.) на 2/3 первоначального объема, затем продукт осаждают 5 мл н-гексана, фильтруют, сушат на воздухе. Выход 0.13 г, (69%), т. пл. 151-153°С (разл.).

Соединение (IIIa) - оранжевое порошкообразное вещество, легкорастворимое в ароматических углеводородах, хлороформе, ДМСО и ДМФА, ацетоне, 1,2-дихлорэтане, 1,4-диоксане, этилацетате, четыреххлористом углероде, труднорастворимое в алканах и нерастворимое в воде. Устойчиво при хранении в обычных условиях.

ИК спектр соединения (Ша) снят в виде пасты в вазелиновом масле: 3462, 1728, 1651, 1640 см^-1.

Спектр ЯМР ²Н соединения (Ша) снят в растворе ДМСО-d₆ при частоте 400 МГц: δ=14.15 (с, 1Н), 7.84-7.17 (гр. с, 9Н), 3.65 (м, 2Н), 3.54 (м, 2Н), 3.44 (м, 2Н), 3.35 (м, 2Н) м.д.

Спектр ЯМР ¹³С соединения (IIIa) снят в растворе ДМСО-d₆ при частоте 100 МГц: δ=192.8, 188.5, 180.6, 164.2, 143.7, 139.2, 132.0, 129.2, 128.7, 128.1 (4С), 126.1, 125.2, 120.3, 118.3, 105.5, 65.7, 63.2, 45.9, 41.0 м.д.

Соединение (IIIa) C₂₂H₁₈N₂O₅S. Найдено, %: С 62.92; Н 4.33; N 6.60. Вычислено, %: С 62.55; Н 4.29; N 6.63.

Пример 2. 1-Морфолино-3-(2-оксо-2H-бензо[b][1,4]тиазин-3(4Н)-илиден)-4-(n-толил)бутан-1,2,4-трион (IIIб)

Получение (IIIб): в смесь, содержащую соединение (Iб) 0.15 г (0.429 ммоль) и 3 мл безводного толуола, добавляют 37.0 мкл (0.447 ммоль) морфолина (II). Нагревают реакционную массу в течение 1 ч при температуре 113°С, затем остужают до комнатной температуры. Растворитель упаривают при пониженном давлении (15-20 мм рт.ст.) на 2/3 первоначального объема, затем продукт осаждают 5 мл н-гексана, фильтруют, сушат на воздухе. Выход 0.08 г, (44%), т. пл. 125-127°С (разл.).

Соединение (IIIб) - оранжевое порошкообразное вещество, легкорастворимое в ароматических углеводородах, хлороформе, ДМСО и ДМФА, ацетоне, 1,2-дихлорэтане, 1,4-диоксане, этилацетате, четыреххлористом углероде, труднорастворимое в алканах и нерастворимое в воде. Устойчиво при хранении в обычных условиях.

ИК спектр соединения (IIIб) снят в виде пасты в вазелиновом масле: 3630, 1721, 1657, 1651 см^-1.

Спектр ЯМР ¹Н соединения (IIIб) снят в растворе ДМСО-d₆ при частоте 400 МГц: δ=14.14 (с, 1Н), 7.76-7.20 (гр. с, 8Н), 3.75 (м, 1Н), 3.65 (м, 1Н), 3.54 (м, 2Н), 3.43 (м, 2Н), 3.35 (м, 2Н), 2.35 (м, 3Н) м.д.

Спектр ЯМР ¹³С соединения (IIIб) снят в растворе ДМСО-d₆ при частоте 100 МГц: δ=192.3, 184.6, 164.4 (2С), 142.2, 136.8, 129.7, 129.0, 128.7 (2С), 128.4, 128.2 (2С), 126.1, 125.1, 122.2, 114.4, 105.6, 65.7, 63.2, 45.9, 42.8, 21.0 м.д.

Соединение (IIIб) C₂₃H₂₀N₂O₅S. Найдено, %: С 63.11; Н 4.68; N 6.44. Вычислено, %: С 63.29; Н 4.62; N 6.42.

Пример 3. 1-Морфолино-3-(2-оксо-2H-бензо[b][1,4]тиазин-3(4H)-илиден)-4-(4-хлорфенил)бутан-1,2,4-трион (IIIв)

Получение (IIIв): в смесь, содержащую соединение (1в) 0.15 г (0.410 ммоль) и 3 мл безводного толуола, добавляют 35.4 мкл (0,410 ммоль) морфолина (II). Нагревают реакционную массу в течение 1 ч при температуре 113°С, затем остужают до комнатной температуры. Растворитель упаривают при пониженном давлении (15-20 мм рт.ст.) на 2/3 первоначального объема, затем продукт осаждают 5 мл н-гексана, фильтруют, сушат на воздухе. Выход 0.07 г, (37%), т. пл. 110-112°С (разл.).

Соединение (IIIв) - оранжевое порошкообразное вещество, легкорастворимое в ароматических углеводородах, хлороформе, ДМСО и ДМФА, ацетоне, 1,2-дихлорэтане, 1,4-диоксане, этилацетате, четыреххлористом углероде, труднорастворимое в алканах и нерастворимое в воде. Устойчиво при хранении в обычных условиях.

ИК спектр соединения (IIIв) снят в виде пасты в вазелиновом масле: 3638, 1724, 1649 с^-1.

Спектр ЯМР ¹Н соединения (IIIв) снят в растворе ДМСО-d₆ при частоте 400 МГц: δ=14.13 (с, 1Н), 7.87-7.12 (гр. с, 8Н), 3.67 (м, 2Н), 3.58 (м, 2Н), 3.44 (м, 2Н), 3.36 (м, 2Н) м.д.

Спектр ЯМР С соединения (IIIв) снят в растворе ДМСО-d₆ при частоте 100 МГц: 191.8, 188.2, 180.8, 164.4, 143.7, 138.0, 136.8, 130.6, 129.9 (2С), 128.7, 128.2 (2С), 126.1, 125.3, 120.3, 118.3, 105.0, 65.8, 63.2, 46.0, 42.8 м.д.

Соединение (IIIв) C₂₂H₁₇C1N₂0₅S. Найдено, %: С 58.02; Н 3.71; N 6.19. Вычислено, %: С 57.83; Н 3.75; N 6.13.

Пример 4. Исследование флуоресценции 4-арил-1-морфолино-3-(2-оксо-2H-бензо[b][1,4]тиазин-3(4H)-илиден)-бутан-1,2,4-трионов.

Исследование флуоресценции проводилось на 4-арил-1-морфолино-3-(2-оксо-2H-бензо[b][1,4]тиазин-3(4H)-илиден)-бутан-1,2,4-трионах (IIIa-в) в твердом состоянии на приборе PETROLASER TLC-254/365 при облучении УФ-лампами λ=254 нм и λ=365 нм.

Было выявлено, что 4-арил-1-морфолино-3-(2-оксо-2H-бензо[b][1,4]тиазин-3(4H)-илиден)-бутан-1,2,4-трионы (IIIa-в) в твердом состоянии обладают устойчивой флуоресценцией при облучении УФ-лампой λ=365 нм, при этом наблюдается излучение в области желтого цвета (λ=580-595 нм). При облучении УФ-лампой λ=254 нм излучения в спектре видимого света не наблюдается.

Флуоресценция сохраняется при хранении образцов в течение длительного времени без специальных условий.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения 4-арил-1-морфолино-3-(2-оксо-2Н-бензо[b][1,4]тиазин-3(4Н)-илиден)-бутан-1,2,4-трионов общей формулы IIIа-в. Способ заключается во взаимодействии 3-ароилпирроло[2,1-c][1,4]бензотиазин-1,2,4-трионов формулы Iа-в с морфолином в апротонном растворителе при нагревании по указанной ниже схеме. В формулах Iа-в и IIIа-в Ar = C₆H₅ (а), C₆H₄Me-4 (б), C₆H₄Cl-4 (в). Предлагаемый способ позволяет получать соединения формулы IIIа-в, которые обладают флуоресценцией и могут использоваться для построения новых гетероциклических систем. 4 пр.

Способ получения 4-арил-1-морфолино-3-(2-оксо-2Н-бензо[b][1,4]тиазин-3(4Н)-илиден)-бутан-1,2,4-трионов, при котором осуществляют взаимодействие 3-ароилпирроло[2,1-c][1,4]бензотиазин-1,2,4-трионов с морфолином в апротонном растворителе при нагревании по следующей схеме:

,

I, III: Ar = C₆H₅ (а); Ar = C₆H₄Me-4 (б); Ar = C₆H₄Cl-4 (в).