Способ получения n,n-диметил-5-алкил-2-тиофенаминов

Способ получения n,n-диметил-5-алкил-2-тиофенаминов

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к органической химии, конкретно к способу получения N,N-диметил-5-алкил-2-тиофенаминов общей формулы (1)

где R=С₃Н₇, С₅Н₁₁, С₇Н₁₅.

Тиофенамины могут найти применение в качестве биологически активных соединений, присадок к маслам и технологическим смазкам, в тонком органическом синтезе.

Известен способ [1] R.K. Smalley, W.A. Strachan, H. Suschitzky (Synthesis of 2-alkoxy-alkoxycarbonyl-3H-azepines) // Synthesis (1974) 503-504) получения бензотиофенамина формулы (2) фотолизом азидобензо[b]тиофена и диэтиламина по схеме

Известным способом не могут быть получены N,N-диметил-5-алкил-2-тиофенамины общей формулы (1).

Известен способ [2] A. Corsaro, F. Guerrera, M.C. Sarva, M.A. Siracusa (The light induced conversion of thieno[2.3-c]-isothiazoles into thiophenos) // Heterocycles, 27 (1988) 2539-2544) получения тиофенаминов общей формулы (3) взаимодействием тиено[2,3-с]изотиазолов с элементной серой по схеме

Известный способ не позволяет синтезировать N,N-диметил-5-алкил-2-тиофенамины общей формулы (1).

Предлагается новый способ синтеза N,N-диметил-5-алкил-2-тиофенаминов общей формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии избытка элементной серы (S₈) с N,N-диметил-3-алкил-2-пропин-1-амином (где алкил=С₃Н₁₇, C₅H₁₁, C₇H₁₅) в присутствии трехкомпонентного катализатора, состоящего из ацетата кобальта, нанесенного на γ-окись алюминия [Со(ОАс)₂/Аl₂O₃], трифенилфосфина (Ph₃P) и триэтилалюминия (Еt₃Аl), взятых в мольном соотношении N,N-диметил-3-алкил-2-пропин-1-амин:S₈:Со(ОАс)₂/Аl₂O₃:Ph₃Р:Еt₃Al=10:(35-45):(0.3-0.7):(0.6-1.4):(0.6-1.4), предпочтительно 10:40:0.5:1.0:1.0 ммолей, при температуре 120-130°С и атмосферном давлении в течение 4-6 ч. Выход N,N-диметил-5-алкил-2-тиофенаминов (1) составляет 52-69%. Реакция протекает по схеме

где R=C₃H₇, C₅H₁₁, C₇H₁₅.

N,N-Диметил-5-алкил-2-тиофенамины (1) образуются только лишь с участием элементной серы и N,N-диметил-3-алкил-2-пропин-1-аминов. В присутствии других соединений серы (например, сероводород, сероуглерод, тионилхлорид, полухлористая сера) или других третичных аминов (например, N,N-диметилариламины, N,N-диметилалкениламины) целевые продукты (1) не образуются. Без катализатора реакция не идет.

Проведение указанной реакции в присутствии Со(ОАс)₂/Аl₂O₃ в составе трехкомпонентного катализатора больше 0.7 ммолей не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование в составе катализатора Со(ОАс)₂/Аl₂О₃ менее 0.3 ммолей снижает выход (1), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. Реакции проводили при температуре 120-130°С. При температуре выше 130°С снижается селективность реакции и увеличиваются энергозатраты, а при температуре ниже 120°С снижается скорость реакции.

Существенные отличия предлагаемого способа

В известном способе реакция идет с участием в качестве исходных соединений тиено[2,3-с]изотиазолов.

В предлагаемом способе в качестве исходных реагентов применяются N,N-диметил-3-алкил-2-пропин-1-амины, а Со(ОАс)₂/Аl₂O₃, Рh₃Р, Et₃Al применяются в каталитических количествах. В отличие от известных предлагаемый способ позволяет синтезировать индивидуальные N,N-диметил-5-алкил-2-тиофенамины общей формулы (1).

Способ поясняется следующими примерами.

ПРИМЕР 1. В сосуд Шленка, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона при температуре ~ 0°С помещают 2 мл толуола, 0.5 ммоль Со(ОАс)₂/Аl₂O₃, 1 ммоль Рh₃Р и 1.0 ммоль Еt₃Al, перемешивают 5-10 мин, добавляют 10 ммоль N,N-диметил-3-бутил-2-пропин-1-амина в 5 мл толуола, 40 ммоль элементной серы. Реакционную смесь нагревают до ~ 20°С, переносят в «пальчиковый» автоклав и выдерживают при перемешивании и температуре 125°С в течение 5 ч. Из реакционной массы выделяют N,N-диметил-5-пропил-2-тиофенамин с выходом 61%.

Спектральные характеристики N,N-диметил-5-алкил-2-тиофенаминов (1):

Спектр ЯМР¹³С (СDСl₃, δ, м.д.) N,N-диметил-5-пропил-2-тиофенамина (1): 14.11, 25.63, 30.73, 45.73, 120.44, 120.69, 132.03, 148.92.

Спектр ЯМР¹³С (СDСl₃, δ, м.д.) N,N-диметил-5-пентил-2-тиофенамина (1): 13.19, 14.56, 24.38, 25.68, 31.00, 45.69, 120.32, 120.58, 132.15, 148.95.

Спектр ЯМР¹³С (CDCl₃, δ, м.д.) N,N-диметил-5-гептил-2-тиофенамина (1): 14.16, 24.12, 25.00, 30.68, 31.04, 31.56. 32.60, 35.03, 45.46, 120.39, 120.65, 132.11, 148.90.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице.

№№ п/п	Исходный N,N-диметил-3-алкил-2-пропин-1-амин	Соотношение N,N-диметил-3-алкил-2-пропин-1-амин:S8:Со(ОАс)2/Аl2O3:Ph3P:Et3Al, ммоль	Время реакции, час	Температура, °C	Выход (1), %
1	N,N-диметил-3-бутил-2-пропин-1-амин	10:40:0.5:1.0:1.0	5	125	61
2	-«-	10:45:0.5:1.0:1.0	5	125	64
3	-«-	10:35:0.5:1.0:1.0	5	125	55
4	-«-	10:40:0.7:1.4:1.4	5	125	69
5	-«-	10:40:0.3:0.6:0.6	5	125	52
6	-«-	10:40:0.5:1.0:1.0	6	125	66
7	-«-	10:40:0.5:1.0:1.0	4	125	54
8	-«-	10:40:0.5:1.0:1.0	5	130	63
9	-«-	10:40:0.5:1.0:1.0	5	120	53
10	N,N-диметил-3-гексил-2-пропин-1-амин	10:40:0.5:1.0:1.0	5	125	59
11	N,N-диметил-3-октил-2-пропин-1-амин	10:40:0.5:1.0:1.0	5	125	55

Способ получения N,N-диметил-5-алкил-2-тиофенаминов общей формулы (1): где R - С₃Н₇, С₅Н₁₁, C₇H₁₅,характеризующийся тем, что N,N-диметил-3-алкил-2-пропин-1-амин, (где алкил=С₃Н₇, С₅Н₁₁, C₇H₁₅) подвергают взаимодействию с избытком элементной серы (S₈) в присутствии трехкомпонентного катализатора, состоящего из ацетата кобальта, нанесенного на γ-окись алюминия [Со(ОАс)₂/Аl₂О₃], трифенилфосфина (Рh₃Р) и триэтилалюминия (Et₃Al), взятых в мольном соотношении N,N-диметил-3-алкил-2-пропин-1-амин:S₈:[Со(ОАс)₂/Аl₂O₃]:Рh₃Р:Еt₃Al=10:(35-45):(0,3-0,7):(0,6-1,4):(0,6-1,4), предпочтительно 10:40:0,5:1,0:1,0, при температуре 120-130°С и атмосферном давлении в течение 4-6 ч.