Способ получения 4,18,32-трис-арил-11,25,39-триокса-2,6,16,20,30,34-гексатиа-4,18,32-триазагептацикло[38.2.2.27,10.212,15.221,24.226,29.235,38]тетрапентаконта-1(43),7(54),8,10(53),12(52),13,15(51),21(50),22,24(49),26(48),27,29(47),35(46),36,38(45),40,41-октадекаенов

Способ получения 4,18,32-трис-арил-11,25,39-триокса-2,6,16,20,30,34-гексатиа-4,18,32-триазагептацикло[38.2.2.27,10.212,15.221,24.226,29.235,38]тетрапентаконта-1(43),7(54),8,10(53),12(52),13,15(51),21(50),22,24(49),26(48),27,29(47),35(46),36,38(45),40,41-октадекаенов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения 4,18,32-трис-арил-11,25,39-триокса-2,6,16,20,30,34-гексатиа-4,18,32-триазагептацикло[38.2.2.2^7,10.2^12,15.2^21,24.2^26,29.2^35,38]тетрапентаконта-1(43),7(54),8,10(53),12(52),13,15(51),21(50),22,24(49),26(48),27,29(47),35(46),36,38(45),40,41-октадекаенов общей формулы (1):

Циклические азот-, кислород- и серусодержащие макроциклы перспективны в качестве селективных лигандов (Eds. Y. Inoue, G.W. Gokel. Cation Binding by Macrocycles. Marcel Dekker. New York. 1990. R.M. Izatt, K. Pawlak, J.S. Bradshaw, R.L. Bruening. Chem. Rev., 1991, 91, 1721 p) для экстракции и разделения катионов металлов (А.Т. Yordanov, D.M. Roundhill. Coord. Chem. Rev. 1998. 170, 93 р. K. Gloe, H. Graubaum, M. Wust, T. Rambusch, W. Seichter. Coord. Chem. Rev. 2001. 222. 103 p), для транспорта ионов через мембраны (Р. Bushlmann, E. Pretsch, E. Bakker. Chem. Rev. 1998, 98, 1593 р), в фоточувствительных системах (В. Valeur, I. Leray. Coord. Chem. Rev. 2000. 205. 3 р), выступают в роли межфазных катализаторов, моделирующих ферментативную активность (М.С. Feiters. In comprehensive Supramolecular Chemistry. Pergamon Press. Oxford. 1996, 9. 267 р).

Известен способ (M.S. Chande, Meera H. Uchil, P.A. 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-пентандибромидом в присутствии KOH/МеОН с выходом 40%.

Известным способом не могут быть получены 4,18,32-трис-арил-11,25,39-триокса-2,6,16,20,30,34-гексатиа-4,18,32-триазагептацикло[38.2.2.2^7,10.2^12,15.2^21,24.2^26,29.2^35,38]тетрапентаконта-1(43),7(54),8,10(53),12(52),13,15(51),21(50),22,24(49),26(48),27,29(47),35(46),36,38(45),40,41-октадекаены формулы (1).

Известен способ (G.R. Khabibullina, V.R. Akhmetova, M.F. Abdullin, T.V. Tyumkina, L.M. Khalilov, A.I. Ibragimov. Multicomponent reactions of amino alcohols with CH₂O and dithiols in the synthesis of 1,3,5-dithiazepanes and macroheterocycles. Tetrahedron., 2014, 70, 3502-3509) получения 2-[18,32-бис(2-гидроксиэтил)-11,25,39-триокса-2,6,16,20,30,34-гексатиа-4,18,32-триазагептацикло[38.2.2.2^7,10.2^12,15.2^21,24.2^26,29.2^35,38]тетрапентаконта-1(43),7(54),8,10(53),12(52),13,15(51),21(50),22,24(49),26(48),27,29(47),35(46),36,38(45),40,41-октадекаен-4-ил]-1-этанола (5) с выходом 62% в смеси с побочным макрогетероциклом (6) циклоконденсацией моноэтаноламина (3) с CH₂O и 4,4′-димеркаптодифенилоксидом (4) (мольное соотношение 1:2:1) в растворе хлороформа за 4 ч.

Известным способом не могут быть получены 4,18,32-трис-арил-11,25,39-триокса-2,6,16,20,30,34-гексатиа-4,18,32- триазагептацикло[38.2.2.2^7,10.2^12,15.2^21,24.2^26,29.2^35,38]тетрапентаконта-1(43),7(54),8,10(53),12(52),13,15(51),21(50),22,24(49),26(48),27,29(47),35(46),36,38(45),40,41-октадекаены формулы (1).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения о селективном получении 4,18,32-трис-арил-11,25,39-триокса-2,6,16,20,3 0,34-гексатиа-4,18,32-триазагептацикло[38.2.2.2^7,10.2^12,15.2^21,24.2^26,29.2^35,38]тетрапентаконта-1(43),7(54),8,10(53),12(52),13,15(51),21(50),22,24(49),26(48),27,29(47),35(46),36,38(45),40,41-октадекаенов формулы (1).

Предлагается новый способ получения 4,18,32-трис-арил-11,25,39-триокса-2,6,16,20,30,34-гексатиа-4,18,32-триазагептацикло[38.2.2.2^7,10.2^12,15.2^21,24.2^26,29.2^35,38]тетрапентаконта-1(43),7(54),8,10(53),12(52),13,15(51),21(50),22,24(49),26(48),27,29(47),35(46),36,38(45),40,41-октадекаенов общей формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии N,N-бис(метоксиметил)-N-арил(о-метоксифенил, м-метилфенил, n-метилфенил)амина с 4,4′-димеркаптодифенилоксидом в присутствии катализатора азотнокислого самария, взятых в мольном соотношении N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламин : 4,4′-димеркаптодифенилоксид : Sm(NO₃)₃·6H₂O=1:1:(0.03-0.07), предпочтительно 1:1:0.05, при комнатной (~20°C) температуре и атмосферном давлении в этиловом эфире уксусной кислоты в качестве растворителя в течение 6-8 ч, предпочтительно 7 ч. Выход соответствующих 4,18,32-трис-арил-11,25,39-триокса-2,6,16,20,30,34-гексатиа-4,18,32-триазагептацикло[38.2.2.2^7,10.2^12,15.2^21,24.2^26,29.2^35,38]тетрапентаконта-1(43),7(54),8,10(53),12(52),13,15(51),21(50),22,24(49),26(48),27,29(47),35(46),36,38(45),40,41-октадекаенов общей формулы (1) составляет 70-83%. Реакция протекает по схеме:

4,18,32-Трис-арил-11,25,39-триокса-2,6,16,20,30,34-гексатиа-4,18,32-триазагептацикло[38.2.2.2^7,10.2^12,15.2^21,24.2^26,29.2^35,38]тетрапентаконта-1(43),7(54),8,10(53),12(52),13,15(51),21(50),22,24(49),26(48),27,29(47),35(46),3 6,38(45),40,41-октадекаены общей формулы (1) образуются только лишь с участием N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламинов и 4,4′-димеркаптодифенилоксида, взятых в стехиометрических количествах. При другом соотношении исходных реагентов снижается выход целевых продуктов (1). Без катализатора реакция не идет.

Проведение указанной реакции в присутствии катализатора Sm(NO₃)₃·6H₂O больше 7 мол. % в расчете на исходный N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламин не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование катализатора Sm(NO₃)₃*6H₂O менее 3 мол. % снижает выход (1), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. Реакции проводили при температуре 20°C. При температуре выше 20°C (например, 60°C) увеличиваются энергозатраты, а при температуре ниже 20°C (например, 0°C) снижается скорость реакции. Опыты проводили в этиловом эфире уксусной кислоты, т.к. в нем хорошо растворяются исходные реагенты и целевые продукты.

Существенные отличия предлагаемого способа:

В предлагаемом способе в реакцию с N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламинами вовлекается 4,4′-димеркаптодифенилоксид в присутствии каталитических количеств Sm(NO₃)₃·6H₂O. Реакция идет с селективным образованием 4,18,32-трис-арил-11,25,39-триокса-2,6,16,20,30,34-гексатиа-4,18,32-триазагептацикло[38.2.2.2^7,10.2^12,15.2^21,24.2^26,29.2^35,38]тетрапентаконта-1(43),7(54),8,10(53),12(52),13,15(51),21(50),22,24(49),26(48),27,29(47),35(46),36,38(45),40,41-октадекаенов формулы (1).

В известном способе макроцикл формулы (5) получают в смеси с побочным гетероциклом (6) трехкомпонентной конденсацией аминоэтанола с формальдегидом и 4,4′-димеркаптодифенилоксидом.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:

Способ позволяет получать с высокой селективностью и выходами 4,18,32-трис-арил-11,25,39-триокса-2,6,16,20,30,34-гексатиа-4,18,32-триазагептацикло[38.2.2.2^7,10.2^12,15.2^21,24.2^26,29.2^35,38]тетрапентаконта-1(43),7(54),8,10(53),12(52),13,15(51),21(50),22,24(49),26(48),27,29(47),35(46),36,38(45),40,41-октадекаены формулы (1).

Способ поясняется следующими примерами:

ПРИМЕР 1. В сосуд Шленка, установленный на магнитной мешалке, помещают 0.21 г (1 ммоль) N,N-бис(метоксиметил)-N-(о-хлорфенил)амина и 0.23 г (1 ммоль) 4,4′-димеркаптодифенилоксида, 5 мл этилового эфира уксусной кислоты, 0.02 г [5 мол. % в расчете на N,N-бис(метоксиметил)-N-о-хлорфениламин] Sm(NO₃)₃·6H₂O, перемешивают при комнатной (~20°С) температуре 7 ч, выделяют 4,18,32-трис(о-метоксифенил)-11,25,39-триокса-2,6,16,20,30,34-гексатиа-4,18,32-триазагептацикло[38.2.2.2^7,10.2^12,15.2^21,24.2^26,29.2^35,38]тетрапентаконта-1(43),7(54),8,10(53),12(52),13,15(51),21(50),22,24(49),26(48),27,29(47),35(46),36,38(45),40,41-октадекаен (1) с выходом 72%.

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

Спектральные характеристики 4,18,32-трис(о-метоксифенил)-11,25,39-триокса-2,6,16,20,30,34-гексатиа-4,18,32-триазагептацикло[38.2.2.2^7,10.2^12,15.2^21,24.2^26,29.2^35,38]тетрапентаконта-1(43),7(54),8,10(53),12(52),13,15(51),21(50),22,24(49),26(48),27,29(47),35(46),3 6,3 8(45),40,41-октадекаена:

Спектр ЯМР ¹H (δ, м.д., CDCl₃), J/Гц): 3.88 (с, 9Н, OCH₃); 4.72 (с., 12Н, NCH₂S); 6.80-6.84 (м, 3Н, Ph); 6.94-6.7 (м, 15Н, Ph); 7.38-7.41 (м, 15Н, Ph); 7.49-7.51 (м, 3Н, Ph). Спектр ЯМР ¹³С (δ, м.д., J/Гц): 51.85 (ОМе); 55.55 (NCH₂S); 109.95; 112.11; 118.37; 119.55; 121.23; 128.72; 134.78; 135.78; 147.45; 156.87 (Ph). Maldi tof tof, m/z: 1143.220 [М+Н]⁺.

Спектральные характеристики 4,18,32-трис(м-метилфенил)-11,25,39-триокса-2,6,16,20,30,34-гексатиа-4,18,32-триазагептацикло[38.2.2.2^7,10.2^12,15.2^21,24.2^26,29.2^35,38]тетрапентаконта-1(43),7(54),8,10(53),12(52),13,15(51),21(50),22,24(49),26(48),27,29(47),35(46),36,38(45),40,41-октадекаена:

Спектр ЯМР ¹Н (δ, м.д., CDCl₃), J/Гц): 2.40 (с, 9Н, CH₃); 4.70 (с., 12Н, NCH₂S); 6.80-6.84 (м, 3Н, Ph); 6.79-6.98 (д, 12Н, J 9.5 Ph); 7.47-7.54 (м, 21Н, Ph). Спектр ЯМР ¹³С (δ, м.д., J/Гц): 21.94 (Me); 60.47 (NCH₂S); 111.24; 114.73; 118.16; 119.40; 129.30; 131.82; 135.27; 136.14; 139.32; 145.58; 156.54 (Ph). Maldi tof tof, m/z: 1096.220 [М]⁺.

Спектральные характеристики 4,18,32-трис(n-метилфенил)-11,25,39-триокса-2,6,16,20,30,34-гексатиа-4,18,32-триазагептацикло[38.2.2.2^7,10.2^12,15.2^21,24.2^26,29.2^35,38]тетрапентаконта-1(43),7(54),8.10(53),12(52),13,15(51),21(50),22,24(49),26(48),27,29(47),35(46),36,38(45),40,41-октадекаена:

Спектр ЯМР ¹Н (δ, м.д., CDCl₃, J/Гц): 2.34 (с, 9Н, CH₃); 4.71 (с., 12Н, NCH₂S); 6.74-6.82 (м, 18Н, Ph); 7.34-7.39 (м, 18Н, Ph). Спектр ЯМР ¹³С (δ, м.д., J/Гц): 20.40 (Me); 60.68 (NCH₂S); 114.21; 119.38; 128.40; 129.96; 135.18; 143.20; 156.64 (Ph). Maldi tof tof, m/z: 1096.220 [M]⁺.

Способ получения 4,18,32-трис-арил-11,25,39-триокса-2,6,16,20,30,34-гексатиа-4,18,32-триазагептацикло[38.2.2.2^7,10.2^12,15.2^21,24.2^26,29.2^35,38]тетрапентаконта-1(43),7(54),8,10(53),12(52),13,15(51),21(50),22,24(49),26(48),27,29(47),35(46),36,38(45),40,41-октадекаенов общей формулы (1): отличающийся тем, что N,N-бис(метоксиметил)-N-арил(o-метоксифенил, м-метилфенил, n-метилфенил)амины подвергают взаимодействию с 4,4′-димеркаптодифенилоксидом в присутствии катализатора кристаллогидрата азотнокислого самария Sm(NO₃)₃·6H₂O, в мольном соотношении N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламин : 4,4′-димеркаптодифенилоксид : Sm(NO₃)₃·6H₂O=1:1:(0.03-0.07) в этиловом эфире уксусной кислоты в качестве растворителя при комнатной температуре (~20°C) и атмосферном давлении в течение 6-8 ч.