Способ получения n-[4-(ти)оксо-1,3,5-триазинан-1-ил]ариламидов

Способ получения n-[4-(ти)оксо-1,3,5-триазинан-1-ил]ариламидов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения N-[4-(ти)оксо-1,3,5-триазинан-1-ил]ариламидов общей формулы (1):

1,3,5-Триазинан-2-(ти)оны перспективны в качестве эффективных пестицидов [О.П. Горбатова, А.В. Жербев, О.В. Королева. Триазиновые пестициды: структура, действие на живые организмы, процессы дегидратации. Успехи биологической химии, т.46, 2006, с.323-348], а также синтонов при получении алкалоида Agelastatina A [M. Movassaghi, D.S. Siegel, and S. Han. Total Synthesis of all (-)-Agelastatin Alkaloids. J. of the Royal Society of Chemistry, 2010, p.1-140).

Известен способ [Bunnenberg R., Jochims J.C. Oxalyl-isothiocyanate und Carbonyl-halogenid-isothiocyanate. Chem. Ber., 1981, 114, s.1746] получения замещенного 1,3,5-триазинан-2-она (2) конденсацией N-метил-тиомочевины с изоцианатом с выходом 69%.

Известным способом не могут быть получены N-[4-(ти)оксо-1,3,5-триазинан-1-ил]ариламиды общей формулы (1).

Известен способ [Wm. J. Burke. Synthesis oftetrahydro-5-substituted-2(1)-s-triazones. JACS, 1947, 69, p.2136] получения 5-алкил-1,3,5-триазинан-2-онов (3) конденсацией диметилолмочевины с первичными аминами с выходом 36-62%.

Известный способ не позволяет получать N-[4-(ти)оксо-1,3,5-триазинан-1-ил]ариламиды общей формулы (1).

Известен способ [Лазарев Д.Б., Рамш С.М., Иваненко А.Г. Циклические тиокарбамиды в качестве ингибиторов окисления кумола. ЖОХ, 2000, 70, 3, с.475] получения 1,3,5-триазинан-2-тионов (4) конденсацией первичных алкиламинов с формальдегидом и тиомочевиной с выходами 5-40%.

Известным способом не могут быть получены N-[4-(ти)оксо-1,3,5-триазинан-1-ил]ариламиды общей формулы (1).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения о селективном получении N-[4-(ти)оксо-1,3,5-триазинан-1-ил]ариламидов общей формулы (1).

Предлагается новый способ селективного получения N-[4-(ти)оксо-1,3,5-триазинан-1-ил]ариламидов общей формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии N,N′-бис[диметиламинометил](тио)мочевины общей формулы (Me)₂NCH₂C(X)CH₂N(Me)₂, где X=S, О, с гидразидами арилкарбоновых кислот общей формулы RC(O)NHNH₂, где R=m-C₅H₄N, o-MeOC₆H₅, m-МеОС₆Н₅, в присутствии катализатора кристаллогидрата хлорида самария SmCl₃·6H₂O, взятыми в мольном соотношении N,N′-бис[диметиламинометил](тио)мочевина : RC(O)NHNH₂ : SmCl₃·6H₂O=10:10:(0.8-1.2), предпочтительно 10:10:1, при температуре 75-85°С, предпочтительно 80°С и атмосферном давлении в течение 22-26 ч, предпочтительно 24 ч. Выход N-[4-(ти)оксо-1,3,5-триазинан-1-ил]ариламидов (1) составляет 52-66%. Реакция протекает по схеме:

Целевые продукты (1) образуются только лишь с участием арилгидразидов кислот и N,N′-бис[диметиламинометил](тио)мочевины, взятых в стехиометрическом соотношении. Увеличение или уменьшение содержания N,N′-бис[диметиламинометил](тио)мочевины по отношению к гидразидам карбоновых кислот приводит к снижению выхода целевого продукта (1).

Проведение указанной реакции в присутствии катализатора SmCl₃·6H₂O больше 1.2 ммолей не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование катализатора SmCl₃·6H₂O менее 0.8 ммолей снижает выход (1), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. Без катализатора реакция не проходит.

Реакции проводили при температуре 75-85°С. При температуре выше 85°С (например, 100°С) снижается селективность и увеличиваются энергозатраты, а при более низкой температуре (например, 50°С) снижается скорость реакции. В качестве растворителя использовали этиловый спирт, т.к. в нем хорошо растворимы исходные реагенты.

Существенные отличия предлагаемого способа

В предлагаемом способе в реакцию с N,N′-бис[диметиламинометил](тио)мочевиной вовлекаются арилгидразиды в присутствии SmCl₃·6H₂O в качестве катализатора. Реакция идет с селективным образованием N-[4-(ти)оксо-1,3,5-триазинан-1-ил]ариламидов общей формулы (1).

В известном способе 1,3,5-триазинан общей формулы (4) получают конденсацией первичных алкиламинов с формальдегидом и тиомочевиной.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:

Способ позволяет получать с высокой селективностью и хорошими выходами N-[4-(ти)оксо-1,3,5-триазинан-1-ил]ариламиды общей формулы (1).

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1. В стеклянный реактор, установленный на магнитной мешалке, помещают 0.167 г (10 ммоль) N,N′-бис[диметиламинометил]мочевины в 3 мл этилового спирта, 0.036 г (1 ммоль) катализатора SmCl₃·6H₂O и 0.174 г (10 ммоль) о-метоксибензгидразида в 2 мл этилового спирта. Реакционную смесь перемешивают 24 ч при температуре 80°С. Из реакционной массы выделяют N-[4-оксо-1,3,5-триазинан-1-ил]-орто-метоксибензамид с выходом 60%.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл.1

Таблица 1
№п/п	Исходный арилгидразид	Исходная N,N′-бис[диметиламинометил]-(тио)мочевина	Соотношение ArC(O)NHNH2 : N,N′-бис[диметиламинометил](тио)мочевина : SmCl3·6H2O, ммоль	Время реакции, ч	Т, °С	Выход (1), %
1			10:10:1	24	80	60
2	-//-	-//-	10:10:1.2	24	80	66
3	-//-	-//-	10:10:0.8	24	80	52
4	-//-	-//-	10:10:1	26	80	61
5	-//-	-//-	10:10:1	22	80	57
6	-//-	-//-	10:10:1	24	75	55
7	-//-	-//-	10:10:1	24	85	64
8			10:10:1	24	80	63
9		-//-	10:10:1	24	80	59

Все опыты проводили в этиловом спирте.

Способ получения N-[4-(ти)оксо-1,3,5-триазинан-1-ил]ариламидов общей формулы (1): где R = m-C₅H₄N, o-MeOC₆H_4, m-MeOC₆H₄, X = O, S, отличающийся тем, что N,N′-бис[диметиламинометил](тио)мочевина общей формулы (Me)₂NCH₂C(X)CH₂N(Me)₂, где X = S, О, подвергается взаимодействию с гидразидом общей формулы RC(O)NHNH₂ [R = указанные выше] в присутствии катализатора кристаллогидрата хлорида самария SmCl₃·6H₂O при мольном соотношении N,N′-бис[диметиламинометил](тио)мочевина:RC(О)NHNH₂:SmCl₃·6H₂O=10:10:(0.8-1.2) в этаноле при 75-85°С и атмосферном давлении в течение 22-26 ч.