Способ получения солей 2-имино-4-алкил(арил)тио-5,5-диалкил- 2,5-дигидрофуранов

Способ получения солей 2-имино-4-алкил(арил)тио-5,5-диалкил- 2,5-дигидрофуранов

Реферат

 

Изобретение относится к гетероциклическим соединениям, в частности к получению солей 2-имино-4-алкил(арил)тио-5,5-диалкил-2,5-дигидрофуранов ф-лы , где R₁ - метил или этил, R₂ -этил, изопропил, бутил, гидрооксиэтил или фенил, X - Cl^- или NO^-₃, которые используются в синтезе биологически активных веществ, а также как ингибиторы при травлении электротехнической стали в соляной кислоте. Цель - получение новых соединений новым способом. Получение ведут из соответствующего 3-гидрокси-3-метил-2-алкил(арил)тио-1-алкенокарбонитрила, HCl и HNO₃ при молярном соотношении реагентов 1:2-20. Предпочтительно процесс проводят в среде этанола при 20-50^oC. Выход 87-96%. Процесс проводят в одну стадию. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к новому способу получения новых соединений, а именно солей 2-имино-4-алкил (арил) тио-5,5-диалкил-2,5-дигидрофуранов, которые могут быть использованы в синтезе биологически активных веществ, а также как ингибиторы при травлении электротехнической стали в соляной кислоте. Цель изобретения получение новых производных в ряду 2-имино-2,5-дигидрофуранов путем взаимодействия соответствующего 3-гидрокси-3-метил-2-алкил(арил) тио-1-алкенокарбонитрила с соляной или азотной кислотой при соответствующем молярном соотношении реагентов. Пример 1. Гидрохлорид 2-имино-4-этилтио-5,5-диметил-2,5-гидрофуран (Ia). Смесь, состоящую из 0,34 г (2 ммоль) 3-гидрокси-3-метил-2-этилтио-1-бутенокарбонитрила и 0,4 мл (4 ммоль) конц. HCl, перемешивают в течение 3 ч при комнатной температуре. Избыток HCl удаляют в вакууме. Выделяют 0,41 г (91% ) светло-желтых кристаллов соединения (Ia), температура плавления 185-187^oC (с разложением) (ацетон-эфир). Найдено, C 45,88, H 7,34, N 6,38, S 14,24, Cl 17,01. C₈H₁₄NSOCl. Вычислено, C 46,28, H 6,70, N 6,74, S 15,42, Cl 17,10. ИК-спектр, см^-1 1000-1200 (C-O-C), 1520 (S-C=CH), 1650 (C=N), 2700-3000, свидетельствует об образовании соли. Спектр ПМР ( м.д.) 6,35 с (1H, СH ), 3,21 т (2H, SCH₂), 1,63 с (6H, 2CH₃, 1,42 т (3H, 1CH₃). Пример 2. Гидрохлорид 2-имино-4-изопропилтио-5,5-диметил-2,5- дигидрофурана (Iб). Получают аналогично примеру 1 из 0,32 г (2 ммоль) 3-гидрокси-3-метил-2- изопропилтио-1-бутенокарбонитрила, 0,4 мл (4 ммоль) концентрированной HCl в 0,4 мл C₂H₅OH. Получают 0,42 г (94,8%) светло-желтых кристаллов целевого продукта (Iб). Температура плавления 118-120^oC (с разложением) (ацетон-эфир). Найдено, C 48,83, H 7,12, N 6,28, S 14,70, Cl 16,80. C₉H₁₆NSOCl. Вычислено, C 48,75, H 7,22, N 6,32, S 14,45 Cl 16,02. ИК-спектр, см^-1: 1000-1120 (C-O-C), 1550 (S-C=CH), 1650 (C=N), 2700-3100 свидетельствует об образовании соли. Спектр ПМР( s м.д.): 6,32 с (1H,CH), 3,72 кв (1H,), 1,59 с (6H, 2CH₃), 1,43 д (6H, 2CH₃). Пример 3. Гидрохлорид 2-имино-4-бутилтио-5,5-диметил-2,5-дигидрофурана (Iв). Получают аналогично примеру 1 из 0,4 г (2 ммоль) 3-гидрокси-3-метил-2-бутилтио-1-бутенокарбонитрила, 0,4 мл (4 ммоль) концентрированной HCl в 0,4 мл этанола. Получают 0,45 г (95,7%) светло-желтых кристаллов соединения (Iв), температура плавления 195-197^oC (с разложением) (ацетон-эфир). Найдено, C 50,53, H 8,08, N 6, 26, S 13,64, Сl 14,96. С₁₀H₁₈NSOCl. Вычислено, C 50,95, H 7,64, N 5,94, S 13,59, Cl 15,05 ИК-спектр, см^-1: 1000-1130 (C-O-C), 1510 (S-C=CH), 1630 (C=N), 2700-3100 свидетельствует об образовании соли. Спектр ПМР ( м.д.) 6,31 с (1H,CH), 3,19 м (2H, 1SCH₂), 1,61, 1,42 м (10H, 2CH₃, 2CH₂), 0,91 т (3H, 1CH₃). Пример 4. Гидрохлорид 2-имино-4-этилтио-5-метил-5-этил-2,5-дигидрофурана (Iг). Получают аналогично примеру 1 из 0,37 г (2 ммоль) 3-гидрокси-3-метил-2-этилтио-1-пентенокарбонитрила, 0,8 мл (4 ммоль) концентрированной HCl в 0,4 мл этанола. Получают 0,39 г (88%) светло-желтых кристаллов, температура плавления 208-210^oC (с разложением) (ацетон-эфир). Найдено, C 49,08, H 7,50, N 6,49, S 14,37, Cl 15,98. C₉H₁₆NSOCl. Вычислено, C 48,75, H 7,22, N 6,32, S 14,45, Cl 16,02. ИК-спектр, см^-1: 1000-1130 (C-O-C), 1510 (S-C=CH), 1660 (C=N), 2650-2960 свидетельствует об образовании соли. Спектр ПМР ( s м.д.) 6,41 с (1H,CH), 3,22 к (2H, 1SCH₂), 1,98 м (4H, 2CH₂), 1,65 с (3H, 1CH₃), 0,99 т (3H, 1CH₃), 0,84 т (3H, 1CH₃). Пример 5. Гидрохлорид 2-имино-4-изопропилтио-5-метил-5-этил-2,5-дигидрофурана (1д). Аналогично примеру 1 из 0,3 г (1,5 ммоль) 3-гидрокси-3-метил-2-изопропилтио-1-пентенокарбонитрила и 0,6 мл (6 ммоль) концентрированной HCl получают 0,34 г (96% ) светло-желтых кристаллов соединения (Iд), температура плавления 194-196^oС (с разложением) (ацетон-эфир). Найдено, C 50,32, H 8,10, N 6,06, S 13,20, Cl 15, 48. C₁₀H₁₈NSOCl. Вычислено, C 50,95, H 7,64, N 5,94, S 13,59, Cl 15,05. ИК-спектр, см^-1: 1000-1130 (C-O-C), 1540 (S-C=CH), 1640 (C=N), 2650-3000, свидетельствует об образовании соли. Спектр ПМР (s м.д.): 6,41 с (1Н,CH), 3,80м (1H,), 2,03 м (2H, 1CH₂); 1,48 д(6H, 2CH₃), 0,83 т (3H, 1CH₃). Пример 6. Гидрохлорид 2-имино-4-бутилтио-5-метил-5-этил-2,5-дигидрофурана (Iе). Аналогично примеру 1 из 0,43 г (2 ммоль) 3-гидрокси-3-метил-2-бутилтио-1-пентенокарбонитрила и 0,8 мл (8 ммоль) концентрированной HCl выделяют 0,48 г (96% ) светло-желтых кристаллов целевого продукта (Iе), температура плавления 173-175^oC (с разложением) (ацетон-эфир). Найдено, C 53,04, H 8,13, N 5,90, S 12,77, Cl 14,27. C₁₁H₂₀NSOCl. Вычислено, C 52,90, H 8, 08, N 5,61, S 12,8, Cl 14,22. ИК-спектр, см^-1: 1000-1140 (C-O-C), 1510 (S-C=CH), 1770 (C=N), 2750-2980 свидетельствует об образовании соли. Спектр ПМР( м.д.): 6,41 с (1H,CH), 3,22 т (2H, 1SCH₂), 1,98 м (4H, 2CH₂), 1,65 с (3H, 2CH₂), 0,99 т (3H, 1CH₃), 0,84 т (3Н, 1СН₃). Пример 7. Гидрохлорид 2-имино-4-(2-гидроксиэтил) тио-5,5-диметил-2,5-дигидрофурана (Iж). Смесь, состоящую из 0,3 г (1,6 ммоль) 3-гидрокси-3-метил-2-(2-гидроксиэтил) тио-1-бутенокарбонитрила и 0,34 мл (3,4 ммоль) конц. HCl, перемешивают при температуре 50^oC в течение 5 ч. Обрабатывают аналогично примеру 1. Получают 0,31 г (86,6%) белых кристаллов целевого продукта (Iж), температура плавления 160-162^oC (с разложением) (ацетон-эфир). Найдено, C 42,80, H 6,05, N 6,25, S 15,08, Cl 15,44. C₈H₁₃NSO₂Cl. Вычислено, C 43,14, H 5,84, N 6,29, S 14,38, Cl 15,96. ИК-спектр, см^-1: 1000-1120 (C-O-C), 1570 (S-C=CH), 1660 (C=N), 2760-3030 свидетельствует об образовании соли. Спектр ПМР (s м.д.): 6,37 с (1H,CH), 3,90 т (2H, 1OCH₂), 3,35 т (2H, 1SCH₂), 1,68 с (6H, 2CH₃). Пример 8. Гидрохлорид 2-имино-4-фенилтио-5,5-диметил-2,5-дигидрофурана (Iз). Смесь из 0,25 г (1 ммоль) 3-гидрокси-3-метил-2-фенилтио-1- бутенокарбонитрила и 2 мл (20 ммоль) концентрированной HCl, перемешивают в течение 5 ч при комнатной температуре. Обрабатывают аналогично примеру 1. Получают 0,26 г (93% ) соединения (Iз), температура плавления 180-185^oC (с разложением) (из эфира). Найдено, C 55,46, H 6,26, N 5,84, S 13,31, Cl 15,24. C₁₂H₁₄NSOCl. Вычислено, C 56,36, H 5,48, N 5,48, S 12,52, Cl 13,89. ИК-спектр, см^-1: 1000-1140 (C-O-C), 1530 (S-C=CH), 1570 (C₆H₅), 1680 (C= N), 2700-3200, свидетельствует об образовании соли. Спектр ПМР (s м. д.): 7,70 м (5H, C₆H₅), 5,63 с (1H,CH), 1,83 с (6H, 2CH₃). Пример 9. Гидрохлорид 2-имино-4-фенилтио-5-метил-5-этил-2,5-дигидрофурана (Iи). Получают аналогично примеру 8 из 0,3 г (1,3 ммоль) 3-гидрокси-3-метил-2-фенилтио-1-пентенокарбонитрила и 2 мл (20 ммоль) конц. HCl. Получают 0,32 г (94%) соединения (Iи), температура плавления 208-212^oC (с разложением) (из эфира). Найдено, С 57,91, Н 6,31, N 5,29, S 12,08, Сl 13,65. C₁₃H₁₆NSOCl. Вычислено, C 57,88, H 5,94, N 5,19, S 12,52, Cl 13,89. ИК-спектр, см^-1: 1000-1140 (C-O-C), 1530 (S-C=CH), 1560 (C₆H₅), 1680 (C= N), 2760-3100 свидетельствует об образовании соли. Спектр ПМР (s м. д.): 7,60 м (5H, C₆H₅), 5,56 с (1H,CH), 2,08 м (2H, 1CH₂), 1,73 с (3H, 1CH₃, 0,89 т (3H, 1CH₃). Пример 10. Нитрат 2-имино-4-изопропилтио-5,6-диметил-2,5-дигидрофурана (Iк). Смесь из 0,3 г (11,58 ммоль) 3-гидрокси-3-метил-2-изопропилтио-1-бутенокарбонитрила и 0,4 мл (6,32 ммоль) конц. HNO₃ перемешивают 3 ч при комнатной температуре. Получают 0,28 г (71%) нитрата (Iк), температура плавления 125-127^oC (с разложением) (ацетон-эфир). Найдено, C 44,01, H 6,63, N 11,28, S 12,7. C₉H₁₆N₂SO₄. Вычислено, C 43,58, H 6,45, N 11,29, S 12,96. ИК-спектр, см^-1: 1000-1120 (C-O-C), 1510 (S-C=CH), 1630 (C=N), 2840-3100 свидетельствует об образовании соли, Спектр-ПМР (s, м. д ): 6,25 c (1H,CH), 3,60 м (1H, , 1,61 с (6H, 2CН₃), 1,42 д (6H, 2CH₃). Пример 11. Гидрохлорид 2-имино-4-бутилтио-5,5-диметил-2,5-дигидрофурана (Iв). Раствор, состоящий из 0,3 г (1,5 ммоль) тиоакрилонитрила (Iв), 0,15 мл (1,5 ммоль) конц. HCl в 2 мл этанола, перемешивают 3 ч при комнатной температуре. Растворитель удаляют в вакууме. Получают 0,12 г (34%) гидрохлорида (Iв), температура плавления 195-197^oС (с разложением) (ацетон-эфир). Пример 12. Гидрохлорид 2-имино-4-бутилтио-5,5-диметил-2,5-дигидрофурана (Iв). Смесь из 0,8 г (4 моль) тиоакрилонитрила, 2,5 мл 10%-ного раствора HCl (5,5 ммоль) в 5 мл этанола перемешивают 8 ч при 50^oC. Вакуумированием в вакууме удаляют растворитель. Выделяют исходный тиоакрилонитрил. Пример 13. Методика получения 3-гидрокси-3-метил-2-этилтио-1-бутенокарбонитрила. К раствору, состоящему из 0,31 г (5 ммоль ) этантиола в 5 мл триэтиламина, прибавляют по каплям 0,54 мл (5 ммоль) 3-гидрокси-3-метил-2-бутинокарбонитрила с такой скоростью, чтобы температура реакционной смеси не превышала 30^oC. Смесь перемешивают при комнатной температуре 5 ч. Перегонкой в вакууме получают 0,82 г (96% ) тиоакрилонитрила, температура кипения 123^oC/5 мм рт. ст. n²_D³, 5190. Найдено, C 55,77, H 7,42, N 8,45, S 18,19. C₈H₁₃NSO. Вычислено, C 55,81, H 8,12, N 8,12, S 18,60. ИК-спектр, см^-1: 1580 (C=CH), 2200 (C=N), 3460 (OH). Спектр ПМР ( м. д.): 6,08 с (1H,CH), 3,23 т (2H, SCH₂), 1,43 с (6H, 2CH₃), 0,82 т (3H, 1CH₃). Пример 14. Циклизация 3-гидрокси-3-метил-2-бутилтио-1-бутенокарбонитрила (Iв) в присутствии (LiOH). Раствор 0,2 г (1 ммоль) тиокарбонитрила (пример 3), 0,06 г LiOH в 2 мл диоксана перемешивают 5 ч при 50^oC. Смесь пропускают через колонку с Al₂O₃ (элюент хлороформ-бензол-спирт 20:4:1), удаляют растворитель, получают 0,17 г исходного тиоакрилонитрила. Выходы целевых продуктов и их физико-химические константы представлены в табл. 1 и 2. Строение всех полученных соединений Iа-Iк доказано методами ИК- и ПМР-спектроскопии. В их ИК-спекрах, снятых в таблетках с KBr, присутствуют интенсивные полосы поглощения 1000 1120 (C-O-C), 1520 (S-C=CH), 1650 (C=N) см ^-1, широкая полоса поглощения в области 2750-3100 см^-1 свидетельствует об образовании соли, полностью отсутствуют полосы поглощения нитрильной группы (2200 см^-1 и группы OH (3400-3500 см^-1). В спектрах ПMP (CD₃OD) соединения Iа имеется сигнал олефинового протона в области 6,35 м.д. сигнал 3,21 м.д. (SCH₂), метильные протоны проявляются в области 1,63 и 1,42 м.д. Таким образом, данный способ получения солей-2-имино-4-алкил(арил)тио-5,5-диалкил-2,5-дигидрофуранов прост и осуществляется в одну стадию с количественными выходами (87-96% ). Процесс предпочтительно проводят в среде растворителя этанола, так как в спирте хорошо растворяются исходные соединения и с этим же раствором хорошо смешиваются кислоты. Кроме того, этанол легко удаляется из реакционной массы. 2-Имино-4-изопропилтио-5,5-диметил-2,5-дигидрофуран гидрохлорид испытан в качестве ингибитора при травлении электротехнической стали в 15%-ной соляной кислоте. Установлено, что при температуре 20^oC и концентрации 1,0 г/л этот реагент имеет защитный эффект 87% Применение ингибитора при травлении стали позволит снизить расход кислоты и уменьшить загрязнение сточных вод.

Формула изобретения

1. Способ получения солей 2-имино-4-алкил(арил)тио-5,5-диалкил-2,5-дигидрофуранов общей формулы I где R₁ метил или этил; R₂ этил, изо-пропил, бутил, гидрооксиэтил или фенил; X Cl или NO^-₃ , отличающийся тем, что соответствующий 3-гидрокси-3-метил-2-алкил(арил)тио-1-алкенокарбонитрил общей формулы II где R₁ и R₂ имеют указанные значения, подвергают взаимодействию с концентрированной соляной или азотной кислотой при молярном соотношении соединения II и кислоты 1 (2 20) соответственно. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс проводят в среде этанола при 20 50^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2