СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-(1,5,3-ДИТИАЗОЦИНАН-3-ИЛ)АМИДОВ
METHOD FOR PREPARING N-(1,5,3-DITHIAZOCYNAN-3-YL)AMIDES

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения N-(1,5,3-дитиазоцинан-3-ил)амидов общей формулы (I):
p
o
5
4
3
3
3
6
4
где R=-CHN (a), (CH)CO (b), -CHOCH (c)
Циклические азот- и серусодержащие соединения перспективны в качестве биологически активных соединений [Z.Brzozowski, F.Saczewski, M.Gdaniec. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2003, №11, p.3673; R.B.Pawar, V.V.Mulwad. ХГС, 2004, №2, с.257], селективных сорбентов и экстрагентов благородных и драгоценных металлов (Ю.И.Муринов, В.Н.Майстренко, Н.Г.Афзалетдинова. Экстракция металлов S,N- органическими соединениями. M: Наука, 1993, 192 с.).
Известен способ [Preiss M. l,2,5-Thiazolidin-1,1-dioxid und Homologe. Chem. Ber., 1978, 111, p 1915-1921] получения 1,2,8-тиадиазоцин-1,1-диоксида (2) взаимодействием сульфамида с 1,5-пентандиамином с выходом не более 13%.
Известным способом не могут быть получены N-(1,5,3-дитиазоцинан-3-ил)амиды общей формулы (1).
2
3
Известен способ [Z.Regainia, J-Y.Winum, F-Z.Smaine et al. General synthesis of n-membered cyclic sulfamides. Tetrahedron, 2003, 59, p.6051-6056] получения 1,2,8-тиадиазоцинана (3) конденсацией сульфамида с 1,5-дибромпентаном в присутствии KСО или NaOH.
Известный способ не позволяет получать N-(1,5,3-дитиазоцинан-3-ил)амиды общей формулы (1).
Таким образом, в литературе отсутствуют сведения о селективном получении N-(1,5,3-дитиазоцинан-3-ил)амидов формулы (1).
Предлагается новый способ селективного получения N-(1,5,3- дитиазоцинан-3-ил)амидов общей формулы (1).
N
,N
,N
,N
p
о
1
1
7
7
2
5
4
3
3
3
6
4
3
3
2
2
3
3
2
Сущность способа заключается во взаимодействии диаминодисульфида (-тетраметил-2,5-дитиагептан-1,7-диамин) с гидразидом общей формулы RC(O)NHNH, где R=-CHN, (СН)СО, -СНОСН (изоникотин-гидразид, трет-бутилгидразинкарбоксилат, 2-метоксибензгидразид) в присутствии катализатора Sm(NO)·6HO, взятыми в мольном соотношении RC(O)NHNH: диаминодисульфид: Sm(NO)·6HO=10:10:(0.3-0.7), предпочтительно 10:10:0.5, при температуре 65-75ºС и атмосферном давлении в смеси растворителей этиловый спирт - хлороформ (1:1 объемные) в течение 20-26 ч. Выход N-(1,5,3-дитиазоцинан-3-ил)амидов (1) составляет 24-42%. Реакция протекает по схеме:
2
1
1
7
7
N-(l,5,3-дитиазоцинан-3-ил)амиды (1) образуются только лишь с участием гидразидов общей формулы RC(O)NHNH (изоникотингидразид, трет-бутилгидразинкарбоксилат, 2-метоксибензгидразид) и N,N,N,N-тетраметил-2,5-дитиагептан-1,7-диамина. В присутствии других гидразидов (например, алкилгидразиды) целевые продукты (1) не образуются. В присутствии других диаминодисульфидов целевые продукты (1) не образуются. Изменение стехиометрического соотношения исходных реагентов в сторону увеличения или уменьшения содержания диаминодисульфида по отношению к исходному гидразиду приводит к снижению селективности реакции и выхода целевого продукта (1).
3
3
2
3
3
2
Проведение указанной реакции в присутствии катализатора Sm(NO)·6HO больше 0.7 ммолей не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование катализатора Sm(NO)·6HO менее 0.3 ммолей снижает выход (1), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. В отсутствии катализатора целевые N-(1,5,3-дитиазоцинан-3-ил)амиды (1) не образуются.
Реакции проводили при температуре 65-75ºС. При температуре выше 75ºС (например, 100ºС в автоклаве) снижается селективность реакции и увеличиваются энергозатраты, а при температуре ниже 65ºС (например, 40ºС) 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:
1
1
7
7
3
3
2
В предлагаемом способе в реакцию с гидразидами вовлекается N,N,N,N-тетраметил-2,5-дитиагептан-1,7-диамин в присутствии каталитических количеств Sm(NO)·6HO. Реакция идет с селективным образованием N-(1,5,3- дитиазоцинан-3-ил)амидов общей формулы (1).
2
3
В известном способе в реакцию с 1,5-дибромпентаном вовлекается сульфамид в присутствии KCO или NaOH с получением 1,2,8-тиадиазоцинана общей формулы (3).
Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:
Способ позволяет получать с высокой селективностью N-(1,5,3-дитиазоцинан-3-ил)амиды общей формулы (1).
Способ поясняется примерами:
N
,N
,N
,N
1
1
7
7
3
3
2
Пример 1. В стеклянный реактор, установленный на магнитной мешалке, помещают 10 ммоль -тетраметил-2,5-дитиагептан-1,7-диамина, 10 ммоль изоникотингидразида и 0.5 ммоль катализатора Sm(NO)·6HO в 10 мл смеси этиловый спирт-хлороформ (1:1), перемешивают реакционную смесь 24 ч при температуре 70ºС. Из реакционной массы выделяют N-(l,5,3-дитиазепан-3-ил)изоникотинамид (1а) с выходом 36%. Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл.1.
таблица 1
№п/п
Исходный гидразид RC(O)NHNH<sub>2</sub>
Соотношение диаминодисульфид: RC(O)NHNH<sub>2</sub>: Sm(NO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>·6H<sub>2</sub>O, ммоль
Т р-ции, ºC
Время реакции, час
Выход (1), %
1
изоникотингидразид
10:10:0.5
70
24
36
2
-//-
10:10:0.7
70
24
42
3
-//-
10:10:0.3
70
24
24
4
-//-
10:10:0.5
70
26
39
5
-//-
10:10:0.5
70
20
31
-//-
10:10:0.5
65
24
25
-//-
10:10:0.5
75
24
40
6
трет-бутилгидразин-карбоксилат
10:10:0.5
70
24
41
7
2-метоксибензгидразид
10:10:0.5
70
24
27
Все опыты проводили в смеси растворителей этиловый спирт-хлороформ.
при температуре 70ºС.
Спектральные характеристики N-(1,5,3-дитиазепан-3-ил) амидов.
N-(1,5,3-дитиазоцинан-3-ил)-изоникотинамид (Ia).
-1
1
13
+
+
3
2
2
2
3
отн.
3
ИК-спектр, ν/см: 680, 1075, 1165, 1301, 1376, 1490, 1554, 1661, 1679, 2854-2924, 3188. Спектр ЯМР Н (δ, м.д., CDCl): 2.45 (с, 2Н, СН(7)); 2.89 (с, 4Н, СН(6,8)); 4.24 (с, 4Н, НС(2,4)); 7.67 (уш.с, 2Н, НС(13,14)); 8.78 (уш.с, 2Н, НС(12,15)); 8.72 (с, 1Н, NH(9)). Спектр ЯМР С (δ, м.д., CDCl): 29.74 (с, С(7)); 30.00 (с, С(6,8)); 58.43 (с, С(2,4)); 121.26 (д, С(12,15)); 141.00 (д, С(11)); 150.53 (д, С(13,14)); 164.37 (с, С(10)). Масс-спектр, m/z (I, %): 302 (80) [М+СНОН+H], 270 (100) [M+H].
N-(1,5,3-дитиазоцинан-3-ил)-трет-бутилкарбамат(Ib).
-1
1
13
6
3
2
2
2
6
ИК-спектр, ν/см: 697, 834, 1051, 1133, 1234, 1364, 1479, 1730, 2851-2967, 3188. Спектр ЯМР Н (δ, м.д., ДМСО-d): 1.42 (с, 9Н, СН(12,13,14)); 2.01 (с, 2Н, СН(7)), 2.74 (уш.с, 4Н, СН(6,8)), 4.71 (с, 4Н, НС(2,4)); 6.25 (с, 1Н, NH(9)). Спектр ЯМР С (δ, м.д., ДМСО-d): 28.25 (с, С(12,13,14)); 30.01 (с, С(6,8)); 31.14 (с, С(7)); 60.41 (с, С(2,4)); 80.62 (с, С(11)); 154.75 (с, С(10)).
N-(1,5,3-дитиазоцинан-3-ил)-о-метоксибензоиламид (Ic).
-1
1
13
14
15
16
13
3
2
2
3
2
3
ИК-спектр, ν/см: 740, 1005, 1100, 1265, 1370-1445, 1595, 1640, 2840, 2900, 3340. Спектр ЯМР H (δ, м.д., CDCl): 1.92 (с, 2Н, СН (7)); 2.74 (с, 4Н, СН (6,8)); 3.96 (с, 3Н, СН(17)), 4.69 (с, 4Н, НС(2,4)); 6.95 уш.с (1Н, Н); 7.03 уш.с (1Н, Н); 7.43 уш.с (1Н, Н); 8.09 уш.с (1Н, Н); 9.38 с (1Н, NH(9)). Спектр ЯМР С (δ, м.д., CDCl): 29.61 с (С(6,8)); 31.25 с (С(7)); 56.24 с (С(17)); 63.63 с (С(2,4)); 111.52 с (С(13)); 120.06 с (С(12)); 121.46 с (С(14)); 132.22 с (С(16)); 133.34 с (С(15)); 157.38 с (С(11)); 164.35 с (С(10)).