СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N,N,-ДИЗАМЕЩЕННЫХ N-{[АЛКИЛ(БЕНЗИЛ)СУЛЬФАНИЛ]МЕТИЛ}АМИНОВ
METHOD OF OBTAINING N,N-DISUBSTITUTED N-{[ALKYL(BENZYL)SULFANYL]METHYL} AMINES

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения N,N-дизамещенных N-{[алкил(бензил)сульфанил]метил} аминов общей формулы (I):
Соединения формулы (1) перспективны в качестве новых модифицированных средств защиты растений от корневых гнилей и средств, повышающих урожайность сельскохозяйственных культур [Н.Б.Трошина, Л.Г.Яруллина, О.Б.Сурина, И.В.Максимов. Индикаторы устойчивости растений и активные формы кислорода. III. Влияние бисола-2 и байтана на морфогенез и защитный ответ клеток неморфогенных каллусов пшеницы, инфицированных возбудителем твердой головни. // Цитология, Т 48, №6, 2006, с.495-499].
Известен способ [Bohme H., Otto H.H. // Arch. Pharm., 1967, 300, s.647] получения диэтиламинометилтиокарбоматов (2) взаимодействием соли хлорметилдиэтиламина с ксантогенатом калия по схеме:
Известным способом не могут быть получены N,N-дизамещенные N-{[алкил(бензил)сульфанил]метил} амины общей формулы (1).
Известен способ [Мовсумзаде М.М., Гасанова Е.Т., Билалов С.Б. и др. Нефтехимия, 42, №5, 2002, с.398-400] получения N,N-бис-(алкилтиометил)-N-алкил(бензил)аминов (3) взаимодействием алкилтиолов с формальдегидом и первичными аминами по схеме:
3
7
4
9
5
11
12
25
6
5
2
R=н-СH; н-СH; н-СH; н-СH; СHCH;
3
3
7
4
9
6
5
2
R'=CH; i-CH; t-CH; СHCH
Известным способом не могут быть получены N,N-дизамещенные N-{[алкил(бензил)сульфанил]метил} амины общей формулы (1).
Известен способ [Grillot G.F., Felton H.R., Grarrett B.R., Greenberg H., Green R., Clementi R., Moskowitz M.J. Amer. Chem. Soc., 1954, v.76, p.3969] получения N-[(арилсульфанил)метил] аминов (4) и (5) с выходами 22-96% аминометилированием ароматических тиолов с помощью эквимолярных количеств вторичных аминов (пиперидин, морфолин) и водного формальдегида (37%) при температуре 80°С.
Известный способ предполагает получение N-[(арилсульфанил)метил] аминов трехкомпонентной конденсацией арилтиолов с водным раствором формальдегида и вторичными аминами.
Предлагается новый способ получения N,N-дизамещенных N-{[алкил(бензил)сульфанил]метил} аминов общей формулы (1).
2
2
2
2
2
2
2
2
Сущность способа заключается во взаимодействии вторичного амина общей формулы RRNH (пиперидин, морфолин, NN-дифениламин) с N,N-диметил-N-{[алкил(бензил)сульфанил]метил} амином общей формулы MeN-CH-SR', где R'=Am, i-Pr, Bz, в присутствии катализатора ZnCl·2HO, взятыми в мольном соотношении RRNH: MeN-CH-SR': ZnCl·2HO=10:10:(0.3-0.7), предпочтительно 10:10:0.5, при температуре 20°С и атмосферном давлении в хлороформе в качестве растворителя в течение 5-7 ч, предпочтительно 6 ч. Выход N,N-дизамещенных N-{[алкил(бензил)сульфанил]метил} аминов общей формулы (1) составляет 82-98%. Реакция протекает по схеме:
Целевые продукты (1) образуются только лишь с участием вторичных аминов и N,N-диметил-N-{[алкил(бензил)сульфанил]метил} аминов. В присутствии первичных аминов или NN-диметил-N-[(арилсульфанил)метил] аминов целевые продукты (1) не образуются. Исходные реагенты берутся в стехиометрическом соотношении. Изменение соотношения исходных реагентов в сторону увеличения или уменьшения содержания вторичных аминов по отношению к N,N-диметил-N-{[алкил(бензил)сульфанил]метил} аминам приводит к снижению выхода целевых продуктов (1).
2
2
2
2
Проведение указанной реакции в присутствии катализатора ZnCl·2HO больше 0.7 ммолей не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование катализатора ZnCl·2HO менее 0.3 ммолей снижает выход (1), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. Без катализатора реакция идет с выходом, не превышающим 15%.
Реакции проводили при температуре 20°С. При меньшей температуре (например, 0°С) снижается скорость реакции, при большей температуре (например, 70°С) существенно увеличиваются энергозатраты. В качестве растворителя использовали хлороформ, т.к. в нем хорошо растворимы исходные реагенты и целевые продукты.
Существенные отличия предлагаемого способа.
В известном способе N-[(apилcyльфaнил)мeтил] амины получают трехкомпонентной конденсацией арилтиолов с водным раствором формальдегида и вторичными аминами. Реакция идет при температуре 80°С.
2
2
В предлагаемом способе N,N-дизамещенные N-{[алкил(бензил)сульфанил]метил} амины получают реакцией переаминирования N,N-димeтил-N-{[aлкил(бeнзил)cyльфaнил]мeтил} аминов с помощью вторичных аминов в присутствии каталитических количеств ZnCl·2HO. Реакция идет при температуре 20°С.
Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:
Способ позволяет получать с высокой селективностью и выходами N,N-дизамещенные N-{[алкил(бензил)сульфанил]метил} амины общей формулы (1) при комнатной температуре. Предлагаемый способ технологически прост, процесс не требует больших энергозатрат.
Способ поясняется примерами.
2
2
Пример 1. В стеклянный реактор, установленный на магнитной мешалке, помещают 10 ммолей N,N-диметил-N-[(пентилсульфанил)метил]амина, 10 ммолей морфолина, 0.5 ммоль катализатора ZnCl·2HO и перемешивают 6 ч при температуре 20°С. Из реакционной массы выделяют 4-[(пентилсульфанил)метил]морфолин (1) с выходом 94%. Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл.1.
Таблица 1
№ п/п
Исходный амин RRNH
R'
Соотношение Me<sub>2</sub>N-CH<sub>2</sub>-SR: RRNH: ZnCl<sub>2</sub>-2H<sub>2</sub>O,ммоль
Время реакции, час
Выход (1), %
1
морфолин
Am
10:10:0.5
6
94
2
-//-
-//-
10:10:0.7
6
98
3
-//-
-//-
10:10:0.3
6
82
4
-//-
-//-
10:10:0.5
7
95
5
-//-
-//-
10:10:0.5
5
85
6
пиперидин
-//-
10:10:0.5
6
91
7
N,N-дифениламин
-//-
10:10:0.5
6
87
8
морфолин
i-Pr
10:10:0.5
6
97
9
-//-
Bz
10:10:0.5
6
89
Все опыты проводили в хлороформе при комнатной температуре (20°С).
Спектральные характеристики N,N-дизамещенных N-{[алкил(бензил)сульфанил]метил}аминов (1)
-1
1
8
6,7
5
4,9,13
10,12
2
13
8
7
6
5
4
9,13
2
10,12
10
21
4-[(Пентилсульфанил)метил]морфолин. ИК-спектр, ν/см: 669, 775, 862, 939, 1005, 1117, 1237, 1312, 1376, 1452, 2688-2957. Спектр ЯМР H, δ м.д.: 0.88 м (3Н, Н); 1.33 м (4Н, Н); 1.58 м (2Н, Н); 2.54-2.58 налож. сигн. (6Н, Н); 3.69 т (4Н, Н); 3.85 уш.с (2Н, Н). Спектр ЯМР С δ, м.д.: 13.95 с (С); 22.27 с (С); 29.91 с (С); 31.04 с (С); 33.32 с (С); 51.12 с (С); 63.06 с (С); 66.77 с (С). Найдено (%): С, 59.02; Н, 10.24; N, 6.37; S, 15.87. CHNOS. Вычислено (%): С, 59.07; Н, 10.41; N, 6.89; S, 15.77.
-1
1
8
6,7
11
5,10,12
4,9,13
4
2
13
8
7
11
10,12
6
5
4
9,13
2
11
23
N-[(Пентилсульфанил)метил]пиперидин. ИК-спектр, ν/см: 648, 762, 993, 1112, 1267, 1308, 1379, 1450, 2676-2933. Спектр ЯМР Н δ, м.д.: 0.88 м (3Н, Н); 1.34 м (4Н, Н); 1.41 м (4Н, Н); 1.58 налож. сигн. (6Н, Н); 2.52-2.58 налож. сигн. (6Н, Н); 2.55 т (2Н, Н); 3.99 уш.с (2Н, Н). Спектр ЯМР С δ, м.д.: 13.95 с (С); 22.29 с (С); 23.75 с (С); 25.81 с (С); 30.21 с (С); 31.11 с (С); 34.10 с (С); 51.73 с (С); 64.62 с (С). Найдено (%): С, 65.31; Н, 11.54; N, 6.87; S, 16.28. СНNS. Вычислено (%): С, 65.61; Н, 11.51; N, 6.96; S, 15.92.
-1
1
8
6
7
5
4
2
12,12'
10,14,10',14'
11,13,11',13'
13
8
7
6
5
4
2
10,14,10',14'
12,12'
11,13,11',13'
9,9'
18
23
N,N-Дифeнил-N[(пeнтилcyльфaнил)мeтил]-амин. ИК-спектр, ν/см: 692, 749, 837, 1066, 1093, 1231, 1310, 1358, 1494, 1592, 2856-3086. Спектр ЯМР H δ, м.д.: 0.92 м (3Н, Н); 1.28 м (4Н, Н'); 1.51 м (2Н, Н); 2.50 м (2Н, Н); 5.01 уш.с (2Н, Н); 7.08 т (2Н, Н); 7.16 д (4Н, н, J 7.6); 7.34 т (4Н, Н). Спектр ЯМР С 6, м.д.: 14.02 с (С); 22.26 с (С); 29.82 с (С); 31.05 с (С); 32.28 с (С); 56.62 с (С); 121.61 с (С); 122.35 с (С); 129.35 с (с); 147.17 с (С). Найдено (%): С, 75.72; Н, 8.14; N, 4.87; S, 11.27. CHNS. Вычислено (%): С, 75.74; Н, 8.12; N, 4.91; S, 11.23.
1
5,5'
6,10
4
7,9
2
13
5,5'
4
6,10
2
7,9
8
17
4-[(Изо-пропилсульфанил)метил]морфолин. ИК-спектр, ν/cм-1: 614, 774, 862, 1005, 1117, 1146, 1290,1382,1453,2805-2958. Спектр ЯМР Н δ, м.д.: 1.17 д (6Н, H, J=6.8); 2.47 т (4Н, Н); 2.86 м (1Н, Н); 3.59 т (4Н, Н); 3.73 с (2Н, Н). Спектр ЯМР С δ, м.д.: 23.82 с (С); 35.47 с (С); 51.14 с (С); 60.86 с (С); 66.67 с (С). Найдено (%): С, 54.61; Н, 9.56; N, 8.03; S, 18.69. CHNOS. Вычислено (%):С, 54.82; Н, 9.78; N, 7.99; S, 18.29.
1
11,15
12,14,2
4
6,7,8,9,10
13
4
12,14
2
11,15
8
6,10
7,9
5
12
17
4-[(Бензилсульфанил)метил]морфолин. ИК-спектр, ν/cm-1: 615, 774, 861, 1005, 1116, 1116, 1311, 1452, 1494,2807-2958. Спектр ЯМР H δ, м.д.: 2.56 т (4Н, H); 3.71-3.73 наложение сигн. (6Н, Н); 3.79 с (2Н, Н); 7.25-7.33 наложение сигн. (5Н, Н). Спектр ЯМР С δ, м.д.: 36.19 с (С); 51.30 с (С); 61.12 с (С); 66.87 с (С); 126.96 с (С); 128.46 с (С); 129.03 с (С); 138.65 с (С). Найдено (%): С, 64.43; Н, 7.55; N, 6.38; S, 14.42. CHNOS. Вычислено (%):С, 64.54; Н, 7.67; N, 6.27; S, 14.36.