Способ совместного получения 3,4-дифенил-1,3,4-тиадиазолидина и 5,6- дифенилтетрагидро-1,3,5,6- дитиадиазепина

Способ совместного получения 3,4-дифенил-1,3,4-тиадиазолидина и 5,6- дифенилтетрагидро-1,3,5,6- дитиадиазепина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к способам получения новых органических соединений, в частности к способу получения 3,4-дифенил-1,3,4-тиадиазолидина и 5,6-дифенилтетрагидро-1,3,5,6-дитиадиазепина общей формулы соответственно (1а) и (1b):

Соединения тиадиазолидинового ряда могут найти применение в качестве комплексообразователей, селективных сорбентов и экстрагентов драгоценных металлов, специальных реагентов для подавления жизнедеятельности бактерий в различных средах (от легкой промышленности до нефти), биологически активных веществ для синтеза различных лекарственных препаратов, таких как антибактериальные, антигрибковые и антивирусные агенты.

Известен способ (N.P.Neureiter. Monomeric formaldazine - sinthesis of 1,3,4-thiadiazolidine - a new heterocycle. J. Am. Chem. Soc., 1959, 81, p.2910) получения производных 1,3,4-тиадиазолидина (2) взаимодействием соответственно гидразина, водного формальдегида и сероводорода по схеме:

Известный способ не позволяет получать 3,4-дифенил-1,3,4-тиадиазолидин (1а) и 5,6-дифенилтетрагидро-1,3,5,6-дитиадиазепин (1b).

Известен способ (Р.Г.Костяновский, П.Радемахер, Ю.И.Эльнатанов, Г.К.Кадоркина, Г.А.Никифоров, И.И.Червин, С.В.Усачев, В.Р.Костяновский. Асимметрический азот. Сообщение 78. Пространственно-затрудненная инверсия атомов в циклических гидразинах: N,N'диалкил-1,3,4-оксадиазолидины; 1,3,4-тиадиазолидин; 4,5-бензо-1,2,3,6-тетрагидропиридазин. Изв. АН., 1997, №7. 1346-1354) получения производных 1,3,4-тиадиазолидина (3) взаимодействием соответственно 1,2-диизопропилгидразина в МеОН, параформа и сероводорода по схеме:

Известный способ не позволяет получать 3,4-дифенил-1,3,4-тиадиазолидин (1а) и 5,6-дифенилтетрагидро-1,3,5,6-дитиадиазепин (1b).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения по совместному получению 3,4-дифенил-1,3,4-тиадиазолидина (1а) и 5,6-дифенилтетрагидро-1,3,5,6-дитиадиазепина (1b).

Предлагается новый способ совместного получения 3,4-дифенил-1,3,4-тиадиазолидина (1а) и 5,6-дифенилтетрагидро-1,3,5,6-дитиадиазепина (1b).

Сущность метода заключается во взаимодействии насыщенного сероводородом водного раствора формальдегида (37%) с 1,2-дифенилгидразином в буферной среде н-BuONa/н-BuOH, взятыми в мольном соотношении гидразин: формальдегид: сероводород: н-BuOHa=1:2:1:2, при температуре 20-40°С и перемешивании в течении 3 часов. Образуется 3,4-дифенил-1,3,4-тиадиазолидин (1а) и 5,6-дифенилтетрагидро-1,3,5,6-дитиадиазепин (1b). Реакция протекает по схеме:

Целевые продукты 3,4-дифенил-1,3,4-тиадиазолидин (1а) и 5,6-дифенилтетрагидро-1,3,5,6-дитиадиазепин (1b) образуются только с участием 1,2-дифенилгидразина в присутствии буферного раствора бутанол-бутилата натрия, формалина и сероводорода. В присутствии других производных гидразина (например, аммиака, триазана, тетразана), других альдегидов (например, уксусного, пропионового), других меркаптанов (например, этил- или амилмеркаптаны) целевые продукты (1а) и (1b) не образуются. Реакции проводили при температуре 20-40°С. При более низкой температуре (например, 0°С) выход целевых продуктов снижается, а при высокой температуре (например, 80°С) реакции продукты (1а) и (1b) не образуются.

Реакцию проводили с использованием бутилового спирта в качестве растворителя. В других растворителях (например, метиловом или изопропиловом спирте) снижается селективность реакции.

Отличия предлагаемого способа:

В предлагаемом способе для получения 3,4-дифенил-1,3,4-тиадиазолидина (1а) и 5,6-дифенилтетрагидро-1,3,5,6-дитиадиазепин (1b) используется буферный раствор бутанол-бутилата натрия (н-BuONa/н-BuOH), в известном способе (н-BuONa/н-BuOH) не используется.

Предлагаемый способ в отличие от известных позволяет получать с высокой региоселективностью 3,4-дифенил-1,3,4-тиадиазолидин (1а) и 5,6-дифенилтетрагидро-1,3,5,6-дитиадиазепин (1b), синтез которых в литературе не описан.

Способ поясняется примером:

В стеклянный реактор, снабженный механической мешалкой, обратным холодильником, газоподводящей трубкой и капельной воронкой, при комнатной (20-21°С) температуре помещают 2 моля формальдегида (37% водный раствор), барботированием насыщают раствор формалина сероводородом в течение 1 ч, прикапывают 1 моль 1,2-дифенилгидразина в среде буферного раствора бутанол-бутилат натрия (2 моля BuONa), перемешивают 3 ч. При 20-40°С выделяют 3,4-дифенил-1,3,4-тиадиазолидин (1а) с выходом до 39% и 5,6-дифенилтетрагидро-1,3,5,6-дитиадиазепин (1b) с выходом до 22%.

Спектральные характеристики ^*3,4-дифенил-1,3,4-тиадиазолидина (1а)

Спектр ЯМР ¹Н (δ, м.д., CDCl₃,. J/Гц): 4.65 (уш. с, 4Н, Н₂С (2,5), W¹/₂=24 Гц); 6.88-8.10 (м, 10Н, НС (6-11,6'-11')).

Спектр ЯМР ¹³С (5, м.д, CDCl₃): 53.0 (т, С(2, 5)); 115.1 (д, С(7, 11,7', 11')); 122.0 (д, С(9, 9')); 129.5 (д. С(8, 10, 8', 10')); 148.2 (т. С(6, 6')).

Масс-спектр, m/z (I_отн (%)):242 [M]⁺ (62); 195 [М-CH₂S]⁺ (100); 136 [C₆H₅NCH₂SH]⁺ (12); 104 [C₆H₅NHN]⁺ (38); 91 [С₆Н₅N]⁺ (16); 77 [С₆Н₅]⁺ (77); 51 [CN-NC]⁺ (53), 46 [CH₂S]⁺ (13).

Спектральные характеристики 5,6-дифенилтетрагидро-1,3,5,6-дитиадиазепина (1b):

Спектр ЯМР ¹Н (5, м.д., CDCl₃, J/Гц): 4.00 (с, 2Н, Н₂С(2)); 4.91 (д, 2Н, На(С(4, 7), ²J=14.88)); 5.03 (д, 2Н, Hb(С(4, 7), ²J=14.88)); 6.93-7.00 (м, 6Н, НС(9, 9', 11, 11', 13, 13')); 7.30-7.40 (м, 4Н, HC(10, 10', 12, 12')).

Спектр ЯМР ¹³С (δ, м.д., CDCl₃): 36.31 (т, С(2)); 55.1 (т, С(4, 7)); 113.6 (д, С(9, 13, 9', 13')); 120.4 (д, С(11, 11')); 129.7 (д, С(10, 12, 10', 12')); 145.3 (т, С(8, 8')).

^*Спектры ЯМР ¹Н зарегистрированы на спектрометре "Tesla BS-487" (80 МГц), ЯМР ¹³С на спектрометре "Jeol FX 90Q" (89.55 и 22.50 МГц). Хромато-масс-спектральный анализ проводили на приборе "Finigan", модель 4021 (стеклянная капиллярная колонка 50000·0.25 мм неподвижная фаза НР-5, газ-носитель-гелий, программирование температуры от 50 до 300°С со скоростью 5 град/мин, температура испарителя 250°С, температура источников ионов 250°С, 70 эВ).

Способ совместного получения 3,4-дифенил-1,3,4-тиадиазолидина формулы (1а) и 5,6-дифенилтетрагидро-1,3,5,6-дитиадиазепина формулы (1b):

отличающийся тем, что насыщенный сероводородом водный раствор формальдегида взаимодействует с 1,2-дифенилгидразином в буферном растворе бутанол-бутилата натрия н-BuONa/н-BuOH в мольном соотношении 1,2-дифенилгидразин : формальдегид : сероводород : бутилат натрия, равном 1 : 2 : 1 : 2, при температуре 20-40°С и перемешивании в течение 3 ч.