Способ получения n,n,n1,n1-тетразамещенных ди[4-(аминометилсульфанил)]фениловых эфиров

Способ получения n,n,n1,n1-тетразамещенных ди[4-(аминометилсульфанил)]фениловых эфиров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения N,N,N¹,N¹-тетразамещенных ди[4-(аминометилсульфанил)]фениловых эфиров общей формулы (1):

Соединения формулы (1) перспективны в качестве новых модифицированных средств защиты растений от корневых гнилей и средств, повышающих урожайность сельскохозяйственных культур [Н.Б.Трошина, Л.Г.Яруллина, О.Б.Сурина, И.В.Максимов. Индикаторы устойчивости растений и активные формы кислорода. III. Влияние бисола-2 и байтана на морфогенез и защитный ответ клеток неморфогенных каллусов пшеницы, инфицированных возбудителем твердой головни. // Цитология, Т. 48, №6, 2006, с.495-499].

Известен способ [Мовсумзаде М.М., Гасанова Е.Т., Билалов С.Б. и др. Нефтехимия, 42, №5, 2002, с.398-400] получения N,N-бис-(алкилтиометил)-N-aлкил(бeнзил)aминoв общей формулы (2) взаимодействием алкил(бензил)тиолов с формальдегидом и первичными аминами по схеме

Известным способом не могут быть получены N,N,N¹,N¹-тетразамещенные ди[4-(аминометилсульфанил)]фениловые эфиры общей формулы (1).

Известен способ [Вацуро К.В., Мищенко Г.Л. Именные реакции в органической химии. М: Химия, 1976, 528 с.] получения N-[(t-бутилсульфанил)метил]-N,N-диэтиламина (3) с выходом до 37% реакцией аминометилирования t-бутилтиола с помощью диэтиламина и формальдегида.

Известный способ не позволяет получать N,N,N¹,N¹-тетразамещенные ди[4-(аминометилсульфанил)]фениловые эфиры общей формулы (1).

Известен способ [Дронов В.И., Никитин Ю.Е. Успехи химии, Реакции тиоалкилирования, 1985, Том 54, Вып 6, 941 с.] получения М-[(арилсульфанил)метил]аминов (4) и (5) с выходами 22-93% аминометилированием ароматических тиолов с помощью вторичных аминов (пиперидин, морфолин) и формальдегида.

Известный способ не позволяет получать N,N,N¹,N¹-тетразамещенные ди[4-(аминометилсульфанил)]фениловые эфиры общей формулы (1).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения по селективному получению N,N,N¹,N¹-тетразамещенных ди[4-(аминометилсульфанил)]фениловых эфиров общей формулы (1).

Предлагается новый способ получения N,N,N¹,N¹-тетразамещенных ди[4-(аминометилсульфанил)]фениловых эфиров общей формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии ди-(4-сульфанил)фенилового эфира (p-НS-С₆Н₄)₂О) с формальдегидом (СН₂О) и вторичными аминами, выбранными из ряда RR¹NH (N-бензиланилин, пиперидин, морфолин) в присутствии катализатора кристаллогидрата нитрата самария Sm(NO₃)₃·6Н₂O, взятыми в мольном соотношении ди-(4-сульфанил)-фениловый эфир:СН₂О:RR'NH:Sm(NО₃)₃·6Н₂O=10:20:20:(0.3-0.7), предпочтительно 10:20:20:0.5, при температуре 20°С в течение 0.5-1.5 ч, предпочтительно 1 ч. Выход N,N,N¹,N¹-тетразамещенных ди[4-(аминометилсульфанил)]фениловых эфиров общей формулы (1) составляет 64-95%. Реакция протекает по схеме

Целевые продукты (1) образуются только лишь с участием соответствующих вторичных аминов, формальдегида и ди-(4-сульфанил)фенилового эфира. В присутствии других α,ω-дитиолов (например, 1,4-бутандитиол, 1,6-гександитиол) или других альдегидов (например, уксусный, масляный) целевые продукты (1) не образуются. Изменение стехиометрического соотношения исходных реагентов в сторону увеличения или уменьшения содержания формальдегида или вторичного амина по отношению к исходному ди-(4-сульфанил)фениловому эфиру приводит к снижению селективности реакции и выхода целевого продукта (1).

Проведение указанной реакции в присутствии катализатора Sm(NO₃)₃·6Н₂O больше 0.7 ммолей не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование катализатора Sm(NО₃)₃·6Н₂O менее 0.3 ммолей снижает выход (1), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. Без катализатора реакция идет с выходом, не превышающим 30%.

Реакции проводили при температуре 20°С. При меньшей температуре (например, 0°С) снижается скорость реакции, при большей температуре (например, 70°С) существенно увеличиваются энергозатраты. В качестве растворителя использовали хлороформ, т.к. в нем хорошо растворимы исходные реагенты и целевые продукты.

Существенные отличия предлагаемого способа

В предлагаемом способе в реакцию вовлекается α,ω-дитиол(ди-(4-сульфанил)фениловый эфир) с участием в качестве катализатора Sm(NO₃)₃·6Н₂O. Реакция идет с селективным образованием целевых продуктов (1).

В известном способе в реакцию вовлекаются ароматические α-монотиолы, позволяющие получать в условиях реакции аминометилирования аминосульфиды общей формулы (4) и (5).

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами

Способ позволяет получать с высокой селективностью и выходами N,N,N¹,N¹-тетразамещенные ди[4-(аминометилсульфанил)]фениловые эфиры общей формулы (1). Предлагаемый способ технологически прост, не образуются токсичные отходы, процесс не требует больших энергозатрат.

Способ поясняется примерами

Пример 1. В стеклянный реактор, установленный на магнитной мешалке, помещают 10 ммоль ди-(4-сульфанил)фенилового эфира, 20 ммоль формальдегида и перемешивают в течение 40 мин при комнатной температуре (~20°С). Затем в реактор добавляют 20 ммоль вторичного амина (морфолин) и 0.5 ммоль катализатора Sm(NO₃)₃·6Н₂O. Реакционную смесь перемешивают 1 ч при температуре ~20°С. Из реакционной массы выделяют ди{4-[(морфол-4-ил)-метилсульфанил]}фениловый эфир (1) с выходом 90%. Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл.1.

Таблица 1
№ п/п	Исходный амин RR'NH	Соотношение (p-НS-С6Н4)2:RR'NH:СН2O:Sm(NO3)3·6Н2O, ммоль	Время реакции, час	Выход (1), %
1	морфолин	10:20:20:0.5	1	90
2	-//-	10:20:20:0.7	1	92
3	-//-	10:20:20:0.3	1	85
4	-//-	10:20:20:0.5	1.5	95
5	-//-	10:20:20:0.5	0.5	64
6	N-бензиланилин	10:20:20:0.5	1	75
7	пиперидин	10:20:20:0.5	1	88

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

Спектральные характеристики N,N,N¹,N¹-тетразямещениых ди[4-(аминометилсульфанил)]фениловых эфиров (1)

Ди[4-(N-бензил-N-фениламинометил-сульфанил)]фениловый эфир

Т.пл. 118-120°С. ИК-спектр, ν/см^-1: 535, 690-746, 826, 956, 1166, 1214, 1242, 1388, 1453-1503, 1595, 2854-2923. Спектр ЯМР ¹Н δ, м.д.: 4.57 с (4Н, Н^15,15'); 4.98 с (4Н, Н^7,7'); 6.69-6.91 налож. сигналов (10Н, H^{3,10,12,14,22,3',10',12',14',22'}); 7.23-7.32 налож. сигналов (14Н, H^{17-21,11,13,17'-21',11',13'}); 7.45 д (4Н, Н^4,23,4',23', J=8.8). Спектр ЯМР ¹³С δ, м.д.: 54.19 с (С^15,15'); 60.75 с (С^7,7'); 114.37 с (С^{10,14,10',14'}); 118.73 с (С^12,12'); 119.46 с (С^3,22,3',22'); 126.87 с (С^{17,21,17',21'}); 127.17 с (С^19,19'); 128.67 с (С^{11,17,11',17'}); 129.19 с (С^{18,20,18',20'}); 129.48 с (С^5,5'); 135.56 с (С^4,23,4',23'); 137.98 с (С^16,16'); 147.39 с (С^9,9'); 156.74 с (С^2,2'). Масс-спектр, m/z (I_отн., %): 623.160 (100) [М-Н]⁺. Найдено (%): С, 76.65; Н, 5.80; N, 4.57; S, 10.99. C₄₀H₃₆N₂OS₂. Вычислено (%): С, 76.89; Н, 5.81; N, 4.48; S, 10.26.

Ди{4-[(пиперидин-1 -ил)-метилсульфанил]}фениловый эфир

Т.пл. 48-50°С. ИК-спектр, ν/см^-1: 568, 656, 834, 936, 998, 1102, 1180, 1250, 1309, 1378, 1463-1484, 1583, 2853-2923. Спектр ЯМР ¹Н δ, м.д.: 1.43 м (4Н, Н^11,11'); 1.58 м (8Н, H^{10,12,10',12'}); 2.60 т (8Н, Н^9,13,9',13'); 4.47 с (4Н, Н^7,7'); 6.92 д (4Н, Н^3,14,3',14', J=8.6); 7.46 д (4Н, Н^4,15,4',15', J=8.6). Спектр ЯМР ¹³С δ, м.д.: 23.58 с (С^11,11'); 25.71 с (С^{10,12,10',12'}); 69.81 с (С^7,7'); 119.34 с (С^3,14,3',14'); 132.37 с (С^5,5,); 133.79 с (С^4,15,4',15'); 155.93 с (С^2,2'). Масс-спектр, m/z (I_отн., %): 427.287 (100) [M-H]⁺. Найдено (%): С, 67.05; Н, 7.55; N, 6.71; О, 3.70; S, 14.99. С₂₄Н₃₂N₂S₂O. Вычислено (%): С, 67.25; Н, 7.52; N, 6.54; О, 3.73; S, 14.96.

Ди{4-[(морфол-4-ил)-метилсульфанил]}фениловый эфир

Т.пл. 35-38°C. ИК-спектр, ν/см^-1: 668, 775, 860, 1004, 1113, 1143, 1290, 1314, 1376, 1456, 1583, 2862-2925. Спектр ЯМР ¹Н δ, м.д.: 2.65 т (4Н, H^9,13,9',13'); 3.70 т (8Н, Н^{10,12,10',12'}); 4.39 с (4Н, Н^7,7'); 6.93 д (4Н, Н^3,14,3',14'); 4.48 д (4Н, Н^4,15,4',15'). Спектр ЯМР ¹³С δ, м.д.: 50.64 с (С^9,13,9',13'); 66.65 с (С^{10,12,10',12'}); 68.11 с (С^7,7'); 119.43 с (С^3,14,3',14'); 131.78 с (С^5,5'); 133.95 с (С^4,15,4',15'); 156.07 с (С^2,2'). Масс-спектр, m/z (I_отн., %): 431.284 (100) [М-Н]⁺. Найдено (%): С, 61.05; Н, 6.65; N, 6.57; О, 10.80; S, 14.89. C₂₂H₂₈N₂S₂O₃. Вычислено (%): С, 61.08; Н, 6.52; N, 6.48: О, 11.10; S, 14.82.

Способ получения N,N,N¹,N¹-тетразамещенных ди[4-(аминометилсульфанил)]фениловых эфиров общей формулы (1): отличающийся тем, что ди-(4-сульфанил)фениловый эфир подвергают взаимодействию с водным формальдегидом и вторичными аминами (N-бензиланилин, пиперидин, морфолин) в присутствии катализатора кристаллогидрата нитрата самария Sm(NO₃)₃·6Н₂O при мольном соотношении ди-(4-сульфанил)фениловый эфир:СН₂О:RR'NH:Sm(NO₃)₂·6Н₂O=10:20:20:(0,3-0,7), при комнатной температуре (20°С) и атмосферном давлении в течение 0,5-1,5 ч.