1,4,7(8,9)-Тритиа 2,9(10,11)-диазациклоалкан 1,1-диоксиды и способ их получения
1,4,7(8,9)-TRITIA 2,9(10,11)-DIAZACYCLOALKANE 1,1-DIOXIDES AND METHOD FOR THEIR PREPARATION

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения 1,4,7(8,9)-тритиа-2,9(10,11)-диазациклоалкан 1,1-диоксидов общей формулы (1):
Циклические производные сульфамидов перспективны в качестве противомикробных и антиоксидантных агентов [J.R. Badgujar, D.Н. More, Jy. S. Меshram. Synthesis, Antimicrobial and Antioxidant Activity of Pyrazole Based Sulfonamide Derivatives. Indian J. Microbiol., 2018, Vol 58, Issue 1, pp. 93-99], препаратов для лечения язвы желудка [В.С.Ross, J.D. Michael, С.J. Cousins Thiatriazine derivatives. Pat. EP №0104611 A3, 1985], являются антагонистами рецептора 5HT-1A [A. Tait, A. Luppi, S. Franchini, E. Preziosi, C. Parenti, M. Buccioni, G. Marucci, A. Leonardi, E. Poggesi, L. Brasili.l,2,4-Benzothiadiazine derivatives as al and 5-HT1A receptor ligands. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 2005, 15, pp. 1185-1188], а также в качестве лекарства для лечения астмы и хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) [A. Tait, A. Luppi, A. Hatzelmann, P. Fossa, L. Mosti. Synthesis, biological evaluation and molecular modelling studies on benzothiadiazine derivatives as PDE4 selective inhibitors. Bioorganic & Medicinal Chemistry 2005, 13, pp. 1393-1402] и агентов с противоопухолевыми и цитотоксическими свойствами [D. Vullo, A. Innocenti, I. Ni-shimori, J. Pastorek, A. Scozzafava, S. Pastorekova, С.T. Supuran. Carbonic an-hydrase inhibitors. Inhibition of the transmembrane isozyme XII with sulfonamides-a new target for the design of antitumor and antiglaucoma drags. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 2005, 15, pp. 963-969].
4
2
4
Известен способ [R.М. Bannister, R. Jones, Ch.W. Rees, D.J. Williams 1,3,5,2,4-Trithiadiazines; a New Ring System. J. CHEM. SOC, CHEM. COMMUN., 1987, pp. 1546-1548] получения 1,3λδ,5,2,4-тритиадиазинов (2) с выходом 6-50% реакцией алкандисульфенилдихлоридов с 1,3-бис(триметилсилил)-2λ-диазатиа-1,2-диеном при кипячении в дихлорметане.
Известный способ не позволяет получать 1,4,7(8,9)-тритиа-2,9(10,11)-диазациклоалкан 1,1-диоксиды общей формулы (1).
3
2
3
Известен способ [R.R. Khairullina, A.R. Geniyatova, Т.V. Tyumkina, D.S. Karamzina, A.G. Ibragimov, U.М. Dzhemilev Synthesis of a new class of hete-rocycles l,7-dithia-3,5-diazacycloalkan(e)-4-(thi)ones using Cs- and Rb-containing catalysts. Tetrahedron, 2017, Vol 73, Issue 50, pp. 7079-7084] получения 1,7-дитиа-3,5-диазациклоалкан-4-(ти)онов (3) взаимодействием (тио)мочевины с бис(N,N-диметиламино)метаном и α,ω-дитиолами в присутствии RbNO или CSCO в качестве катализатора с выходами 65-80% соответственно.
Известным способом не могут быть получены 1,4,7(8,9)-тритиа-2,9(10,11)-диазациклоалкан 1,1-диоксиды общей формулы (1).
Известен способ [P. Du, Н. Zhou, Yu. Sui, Q. Liu, K. Zou. Asymmetric synthesis of 3,4-dihydro-2H-1,2,4-benzothiadiazine-1,1-dioxides catalyzed by scandium(III)-inda-Pybox. Tetrahedron, 2016, 24, pp. 1573-1578] получения 3,4-дигидро-2H-1,2,4-бензотиадиазин-1,1-диоксидов (4) конденсацией 2-аминобензолсульфамидов с альдегидами в присутствии солей скандия с выходами 35-81% соответственно.
Известный способ не позволяет получать 1,4,7(8,9)-тритиа-2,9(10,11)-диазациклоалкан 1,1-диоксиды общей формулы (1).
Таким образом, в литературе отсутствуют сведения о 1,4,7(8,9)-тритиа-2,9(10,11)-диазациклоалкан 1,1-диоксидах общей формулы (1) и селективном их получении.
Предлагается новый способ селективного получения 1,4,7(8,9)-тритиа-2,9(10,11)-диазациклоалкан 1,1-диоксидов общей формулы (1).
3
3
2
Сущность способа заключается во взаимодействии сульфамида с формальдегидом (параформ) и α,ω-дитиолами, а именно 1,2-этан-, 1,3-пропан-, 1,4-бутандитиолами в присутствии в качестве катализатора Sm(NO)⋅6HO, взятыми в мольном соотношении сульфамид: параформ: α,ω-дитиол: [кат]=10:(15-25):10:(1-3), предпочтительно 10:20:10:2, при температуре 60 - 80°С, предпочтительно 70°С, в течение 6.5 - 7.5 ч, предпочтительно 7 ч, в смеси растворителей хлороформ:этанол = 1:1. Выход 1,4,7(8,9)-тритиа-2,9(10,11)-диазациклоалкан 1,1-диоксидов общей формулы (1) составляет 31-70%. Реакция проходит по схеме:
Способ поясняется примерами:
3
3
2
3
2
Пример 1. В стеклянный реактор, снабженный магнитной мешалкой помещают сульфамид 0.096 г (1 ммоль), параформ 0.060 г (2 ммоль), EtOH (5 мл) и катализатор 0.088 г (0.2 ммоль) Sm(NO)⋅6HO, 0.094 г (1 ммоль) 1,2-дитиола и CHCl (5 мл). Реакционную массу перемешивают 7 ч при температуре 70°С. Затем методом колоночной хроматографии на SiO выделяют 1,4,7,2,9-тритиадиазонан 1,1-диоксид общей формулы (1) с выходом 65%. Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице.
Спектральные характеристики 1,4,7(8,9)-тритиа-2,9(10,11)-диазациклоалкан 1,1-диоксидов общей формулы (1)
-1
1
3
13
+
-
2
2
2
2
отн.
1,4,7-тритиа-2,9-диазонан 1,1-диоксид. Выход 65%, т.пл. 176-178°С. ИК-спектр (KBr), ν/cm: 3262 (N-H); 2923-2854 (СН); 1616, 1414 (NH); 1385 (СН); 1331 (S=O), 1300, 1206 (С-S); 1149 (S=O); 720 (C-S). Спектр ЯМР H, δ, м.д.: 2.83 с (4Н, CHS); 4.10 уш.с (4Н, NCHS); 7.66 т (2Н, NH, J=6.0 Гц). Спектр ЯМР С, δ, м.д.: 30.60 (CHS); 44.81 (NCHS). Масс-спектр MALDI TOF / TOF: m/z 212.828 [M-H]. Масс-спектр (ХИАД), m/z (I, %): 212.9 (100) [M-H].
-1
1
3
13
+
+
+
+
2
2
2
2
2
2
отн.
3
4
8
2
3
4
2
3
1,4,8-тритиа-2,10-диазекан 1,1-диоксид. Выход 53%, вязкое, смолообразное вещество. ИК-спектр (KBr), ν/см: 3459 (N-H); 2923-2853 (СН); 1619, 1455 (NH); 1384 (СН); 1329 и 1150 (S=O); 1069 (C-N); 772 (C-S). Спектр ЯМР H, δ, м.д.: 1.83 м (2Н, CH); 2.67 м (4Н, CHS); 4.04 д (4Н, NCHS, J=8.0 Гц); 7.61 т (2Н, NH, J=8.0 Гц). Спектр ЯМР С, δ, м.д.: 28.99 (CHS); 29.52 (СН); 44.76 (NCHS). Масс-спектр, MALDI TOF / TOF: m/z 227.086 [M-H]. Масс-спектр (ХИАД), m/z (I, %): 270 [M+H+CHCN], 150 [M-CHS+H+CHCN], 121 [M-CHSO+H+CHCN].
-1
1
13
+
2
2
2
2
2
2
1,4,9-тритиа-2,11-диазациклоундекан 1,1-диоксид. Выход 39%, т.пл. 98-100°С.ИК-спектр (KBr), ν/cm: 3269 (N-H); 2924-2854 (СН); 1618, 1422 (NH); 1377 (СН); 1326 и 1147 (S=O); 1050 (C-N); 722 (C-S). Спектр ЯМР Н, δ, м.д.: 2.62 м (4Н, CH); 2.61 м (4Н, CHS); 4.03 уш.с (4Н, NCHS); 7.59 уш.с (2Н, NH). Спектр ЯМР С, δ, м.д.: 28.36 (CHS); 29.97 (СН); 44.72 (NCHS). Масс-спектр, MALDI TOF / TOF: m/z 241.148 [M-H].