Способ получения бис-(3-метоксибензамидил)-тетратиадиазациклоалканов

Способ получения бис-(3-метоксибензамидил)-тетратиадиазациклоалканов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения бис-(3-метоксибензамидил)-тетратиадиазациклоалканов формулы (1):

Циклические азот- и серусодержащие соединения перспективны в качестве биологически активных соединений [Z.Brzozowski, F.Saczewski, М.Gdaniec. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2003, №11, p. 3673; R.B.Pawar, V.V.Mulwad. ХГС, 2004, №2, c.257], селективных сорбентов и экстрагентов благородных и драгоценных металлов [Ю.И.Муринов, В.Н.Майстренко, Н.Г.Афзалетдинова. Экстракция металлов S,N-органическими соединениями. - М.: Наука, 1993, 192 с.].

Известен способ [М.S.Chande, Meera Н.Uchil, Р.А.Barve. Regioselective N-alkylation for the Synthesis of Novel Aminotriazolophanes. Heteroatom Chem., 2006, 17, 4, 330-336] получения азот- и серусодержащего макроцикла (2) взаимодействием 4-амино-5-тио-1,2,4-триазолидин-3-она с 1,5-пропандибромидом в присутствии КОН/МеOН с выходом 40%.

Известным способом не могут быть получены бис-(3-метоксибензамидил)-тетратиадиазациклоалканы формулы (1).

В литературе отсутствуют сведения о селективном получении бис-(3-метоксибензамидил)-тетратиадиазациклоалканов формулы (1).

Предлагается новый способ селективного получения бис-(3-метоксибензамидил)-тетратиадиазациклоалканов формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии α,ω-алкандитиолов HS(CH₂)₃(CH₂)_nSH (где n=1, 2) с формальдегидом (СH₂О, 37%-ный водный раствор) при 20°С с последующим добавлением мета-метоксибензгидразида формулы m-СН₃ОС₆Н₄С(O)NHNH₂ в присутствии катализатора SmCl₃·6Н₂O, взятых в мольном соотношении гидразид.: α,ω-алкандитиол : формальдегид : SmCl₃·6Н₂О=10:10:20:(0.3-0.7), предпочтительно 10:10:20:0.5, при температуре 75-85°С и атмосферном давлении в смеси хлороформ-этиловый спирт (1:1 объемные) в качестве растворителя в течение 20-26 ч. Выход бис-(3-метоксибензамидил)-тетратиадиазациклоалканов (1) составляет 50-64%. Реакция проходит по схеме:

Бис-(3-метоксибензамидил)-тетратиадиазациклоалканы (1) образуются только лишь с участием мета-метоксибензгидразида, формальдегида и α,ω-алкандитиолов. В присутствии других гидразидов (например, алкилгидразиды) целевые продукты (1) не образуются. В присутствии других α,ω-дитиолов (например, 1,2-этандитиол или 1,8-октандитиол) или других альдегидов (например, уксусный, масляный) целевые продукты (1) не образуются. Изменение стехиометрического соотношения исходных реагентов в сторону увеличения или уменьшения содержания формальдегида или α,ω-алкандитиола по отношению к исходному гидразиду приводит к снижению селективности реакции и выхода целевого продукта (1).

Проведение указанной реакции в присутствии катализатора SmCl₃·6H₂O больше 7 мол.% по отношению к α,ω-дитиолу не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование катализатора SmCl₃·6H₂O меньше 3 мол.% снижает выход (1), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе.

Реакции проводили при температуре 75-85°C. При температуре выше 85°C (например, 100°C) снижается селективность реакции и увеличиваются энергозатраты, а при температуре ниже 75°C (например, 40°C) существенно снижается скорость реакции. В качестве растворителя использовали смесь растворителей хлороформ-этиловый спирт, т.к. в ней хорошо растворимы исходные реагенты и целевые продукты.

Существенные отличия предлагаемого способа.

В предлагаемом способе в реакцию с мета-метоксибензгидразидом вовлекается водный раствор формальдегида и α,ω-дитиол в присутствии каталитических количеств SmCl₃·6H₂O. Реакция идет с селективным образованием бис-(3-метоксибензамидил)-тетратиадиазациклоалканов формулы (1).

В известном способе макроцикл формулы (2) получают конденсацией 4-амино-5-тио-1,2,4-триазолидин-3-она с 1,5-пропандибромидом.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:

Способ позволяет получать с высокой селективностью и выходами бис-(3-метоксибензамидил)-тетратиадиазациклоалканы формулы (1).

Способ поясняется примерами.

Пример 1. В стеклянный реактор, установленный на магнитной мешалке, помещают 0.12 г (10 ммоль) 1,4-бутандитиола, 0.15 мл (20 ммоль 40%-ного водного раствора) формальдегида и перемешивают в течение 30 мин при комнатной температуре (~20°C). Затем в реактор добавляют 0.17 г (10 ммоль) мета-метоксибензгидразида и 0.018 г (0.5 ммоль) катализатора SmCl₃·6H₂O в 10 мл смеси растворителей хлороформ-этиловый спирт (1:1 объемные).

Реакционную смесь перемешивают 24 ч при температуре 80°С, выделяют 3,12-бис-(3-метоксибензамидил)-1,5,10,14-тетратиа-3,12-диазациклооктадекан (1) с выходом 57%.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл. 1.

Все опыты проводили в смеси растворителей этиловый спирт-хлороформ (1:1 объемные).

Спектральные характеристики 3,12-бис-(3-метоксибензамидил)-1,5,10,14-тетратиа-3,12-диазациклооктадекана (I)

Т. пл. 183-185°С. ИК-спектр, ν/см-¹: 688, 796, 879, 957, 1037, 1085, 1142, 1246, 1300, 1377, 1463, 1547, 1587, 1646, 2854-2924, 3225. Спектр ЯМР ¹H (CDCl₃, δ, м.д., J/Гц): 1.70 (уш.с, 8Н, СН₂ (7, 8, 16, 17)); 2.74 (уш.с, 8Н, СН₂ (6, 9, 15, 18)); 3.80 (с, 6Н, СН₃(27, 27′)), 4.11 (уш.с, 8Н, Н₂С(2, 4, 11, 13)); 7.09-7.38 м (8Н, Ar); 9.52 с (2Н, NH(19,19′)). Спектр ЯМР ¹³С (δ, м.д., CDCl₃): 29.22 (С(6, 9, 15, 18)); 29.77 (С(7, 8, 16, 17)); 55.75 (С(27, 27′)); 56.62 (С(2, 4, 11, 13)); 113.03 (С(25, 25′)); 117.03 (С(24, 24′)); 119.99 (С(26, 26′)); 129.87 (С(22, 22′)); 135.63 (С(21, 21′)); 159.56 (C(23,23′)); 165.87 (C(20,20′)). Масс-спектр, m/z (I_отн., %): 647.178 (100) [M+Na]⁺. C₂₈H₄₀N₄S₄O₄Na.

Спектральные характеристики 3,13-бис-(3-метоксибензамидил)-1,5,11,15-тетратиа-3,13-диазациклоэйкозана (I)

ИК-спектр, ν/см^-1: 688, 732, 876, 910, 1040, 1093, 1143, 1238, 1290, 1431-1458, 1586, 1660, 2854-2929, 3286. Спектр ЯМР ¹H (CDCl₃, δ, м.д., J/Гц): 1.50 уш.с (4Н, СН₂(8,18)); 1.66 м (8Н, СН₂ (7,9,17,19)); 2.72 м (8Н, СН₂ (6,10,16,20)); 3.86 с (6Н, СН₃(29,29′)), 4.31 м (8Н, Н₂С(2,4,12,14)); 7.04-7.35 м (8Н, Ar); 7.68 с (2Н, NH(21,21′)). Спектр ЯМР ¹³C (δ, м.д., CDCl₃): 27.38 (C(8,18)); 29.34 (C(6,10,16,20)); 32.30 (C(7,9,17,19)); 55.49 (C(29,29′)); 58.81 (C(2,4,12,14)); 112.71 (C(27,27′)); 118.04 (C(26,26′)); 119.44 (C(28,28′)); 129.89 (C(24,24′)); 134.47 (C(23,23′)); 154.65 (C(25,25′)); 160.48 (C(22,22′)). Масс-спектр, m/z (I_0ТН., %): 675.192 (100) [M+Na]⁺. C₃₀H₄₄N₄S₄O₄Na.

Способ получения бис-(3-метоксибензамидил)-тетратиадиазациклоалканов формулы (1): отличающийся тем, что мета-метоксибензгидразид подвергается взаимодействию с α,ω-дитиолом [HS(CH₂)₃(CH₂)_nSH, где n=1, 2], предварительно смешанным при 20°C с водным раствором формальдегида, в присутствии катализатора кристаллогидрата хлорида самария SmCl₃·6H₂O при мольном соотношении гидразид : α,ω-алкандитиол : формальдегид : SmCl₃·6H₂O=10:10:20:(0.3-0.7), предпочтительно 10:10:20:0.5 при 75-85°C и атмосферном давлении в течение 20-26 ч.