СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИС-2,4-ДИАЛКИЛ-1,5,3-ДИТИАЗЕПАН-3-ИЛОВ
METHOD OF PRODUCING BIS-2,4-DIALKYL-1,5,3-DITHIAZEPAN-3-YLS

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, конкретно, способу получения бис-2,4-диалкил-1,5,3-дитиазепан-3-илов общей формулы (I):
n
n
R=Me, Et, Pr, Bu.
Соединения дитиазепанового ряда известны как антибактериальные, антигрибковые и антивирусные агенты (Stillings M.R., Welbourn A.P., Walter D.J. Substituted 1,3,4-thiadiazoles with anticonvulsant activity // Med. Chem. 1986. 29. P.2280-2284. Kidwai M, Negi N., Chaudhary S.R. Cyclothiomethylation of arge hydrazines with formaldehyde // Acta Pharma. 1995. 45. P.511. Тюкавкина Н.А., Зурабян С.Э., Белобородов В.Л. и др. Органическая химия. M.: Дрофа, 2008. 66-67).
2
2
Известен способ ([1]. В.Р.Ахметова, Г.Р.Надыргулова, С.Р.Хафизова, P.P.Хайруллина, Е.А.Парамонов, Р.В. Кунакова, У.М.Джемилев. Циклоконденсация гидразина, формальдегида и сероводорода в присутствии кислот и оснований. ЖОрХ, 2006, 1, С.151-153) получения N-, S-содержащего бициклического соединения (2) циклоконденсацией гидразина с HS и СНО в присутствии промотора BuONa при температуре 0-5°С по схеме:
Известным способом не может быть осуществлен синтез бис-2,4-диалкил-1,5,3-дитиазепан-3-илов общей формулы (1).
2
2
Известен способ ([2]. В.Р.Ахметова, Г.Р.Надыргулова, Н.Н.Мурзакова, З.А.Старикова, М.Ю.Антипин, Р.В.Кунакова. Особенности гетероциклизации гидразина с уксусным альдегидом и HS // Изв. АН., Сер. хим., 2009, 5, С.1063-1065) получения смеси N- и S-содержащих гетероциклических соединений со связями N-N [(2,4,6,8-тетраметил-3,7-дитиа-1,5-диазабицикло[3.3.0]октан (3), 2,4,6-триметил-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)амин (4), бис-дитиазинан (5)] взаимодействием гидразина со смесью уксусного альдегида и HS в соотношениях 1:6:4 при 0°С по схеме:
Известным способом не могут быть получены бис2,4-диалкил-1,5,3-дитиазепан-3-илы общей формулы (1).
Таким образом, в литературе отсутствуют сведения по получению бис-2,4-диалкил-1,5,3-дитиазепан-3-илов общей формулы (1).
Предлагается новый способ получения бис-2,4-диалкил-1,5,3-дитиазепан-3-илов общей формулы (1).
Сущность способа заключается в предварительном перемешивании альдегида (уксусный или пропионовый, или масляный, или валериановый) с этандитиолом при температуре 0°С в течение 30 мин с последующим добавлением гидразингидрата (60%), взятых в мольном соотношении альдегид:этандитиол:гидразин=40:20:10. Смесь перемешивают 2-4 ч при температуре 0°С и атмосферном давлении, выделяют бис-2,4-диалкил-1,5,3-дитиазепан-3-илы формулы (1) с выходом 64-86%. Реакция протекает по схеме:
Бис-2,4-диалкил-1,5,3-дитиазепан-3-илы формулы (1) образуются только лишь с участием алкилзамещенных альдегидов, этандитиола и гидразина, взятых в мольном соотношении 40:20:10. При другом соотношении исходных реагентов снижается селективность реакции. В присутствии других альдегидов (например, арилзамещенные альдегиды), других серусодержащих соединений (например, сероуглерод, сероводород) или других замещенных гидразинов (например, диалкилгидразины, диарилгидразины, алкиларилгидразины) целевые продукты (1) не образуются.
Реакции проводили при температуре 0°С. При температуре выше 0°С (например, 40°С) снижается селективность реакции и увеличиваются энергозатраты, а при температуре ниже 0°С (например, -10°С) снижается скорость реакции.
Существенные отличия предлагаемого способа:
В предлагаемом способе в качестве исходных реагентов применяются алкилзамещенные альдегиды, этандитиол и гидразингидрат (60%), взятые в мольном соотношении 40:20:10 (в пересчете на гидразин), реакция идет при температуре ~0°С. В отличие от известных способов предлагаемый способ позволяет синтезировать индивидуальные бис-2,4-диалкил-1,5,3-дитиазепан-3-илы общей формулы (1).
Способ поясняется следующими примерами:
ПРИМЕР 1. В стеклянный реактор, снабженный механической мешалкой, капельной воронкой при температуре 0°С помещают 40 ммоль ацетальдегида, перемешивают с этандитиолом (20 ммоль) в течение 30 мин, добавляют 10 ммоль гидразина (гидразингидрат 60%). Реакционную смесь перемешивают при температуре ~0°С в течение 3 ч, экстрагируют хлороформом бис-2,4-диметил-1,5,3-дитиазепан-3-ил с выходом 72%.
Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл.1.
Таблица 1
№ п/п
Исходный альдегид
Время реакции, час
Выход (1), %
1
ацетальдегид
3
72
2
-«-
4
77
3
-«-
2
64
4
пропионовый
3
71
5
масляный
3
75
6
валериановый
3
86
Все опыты проводили при температуре около 0°С. Исходные алкилзамещенные альдегиды, этандитиол и гидразин взяты в мольном соотношении 40:20:10.
Спектральные характеристики бис-2,4-диалкил-1,5,3-дитиазепан-3-илов общей формулы (1).
Бис-2,4-диметил-1,5,3-дитиазепан-3-ил.
<img file="00000005.tif" he="24" wi="46" img-content="undefined" img-format="tif" />
Масло светло-желтого цвета. Найдено (%): С, 44.32; Н, 7.09; N, 8.24; S, 39.39. C<sub>12</sub>H<sub>24</sub>N<sub>2</sub>S<sub>4</sub>. Вычислено (%): С, 44.40; Н, 7.45; N, 8.63; S, 39.52. Спектр ЯМР <sup>1</sup>H (δ, м.д., J, Гц, 20°С): 1.2 (с, 12Н, СН<sub>3 </sub>(8, 16, 17, 18)); 2.9 (с, 8Н, СН<sub>2</sub> (6, 7, 12, 13)); 3.1 (с, 4Н, СН (2,4,10,15)). Спектр ЯМР <sup>13</sup>С (δ, м.д.): 24.0 (к, С (8, 16, 17, 18)); 37.7 (т, С (6, 7, 12, 14)); 42.3 (д, С (2, 4, 10, 15)).
Бис-2,4-диэтил-1,5,3-дитиазепан-3-ил.
<img file="00000006.tif" he="24" wi="46" img-content="undefined" img-format="tif" />
Масло светло-желтого цвета. Найдено (%): С, 50.08; Н, 8.29; N, 7.15; S, 33.32. C<sub>16</sub>H<sub>32</sub>N<sub>2</sub>S<sub>4</sub>. Вычислено (%): С, 50.48; Н, 8.47; N, 7.36; S, 33.69. Спектр ЯМР <sup>1</sup>H (δ, м.д., J, Гц, 20°С): 0.77 (т, 12Н, СН<sub>3 </sub>(9, 18, 20, 21)); 1.61 (к, 8Н, СН<sub>2</sub> (8, 17, 19, 20)); 2.73 (д, 4Н, СН (7, 6, 13, 14), J=4.3); 4.59 (т, 4Н, СН (2, 4, 11, 16)). Спектр ЯМР <sup>13</sup>С (δ, м.д.): 10.9 (к, С(9, 18, 20, 21)); 28 (т, С (8, 17, 19, 20)); 34.2 (т, С (7, 6, 13, 14); 67.6 (д, С (2, 4, 11, 16)).
Бис-2,4-дипропил-1,5,3-дитиазепан-3-ил.
<img file="00000007.tif" he="24" wi="46" img-content="undefined" img-format="tif" />
Масло светло-желтого цвета. Найдено (%): С, 54.58; Н, 9.19; N, 6.00; S, 29.32. C<sub>20</sub>H<sub>40</sub>N<sub>2</sub>S<sub>4</sub>. Вычислено (%): С, 54.99; Н,
9.24; N, 6.41; S, 29.36. Спектр ЯМР <sup>1</sup>H (δ, м.д., J, Гц, 20°С): 0.84-0.91 (уш.с, 12Н, СН<sub>3 </sub>(10, 20, 26, 34)); 1.1-1.7 (уш.с, 16Н, СН<sub>2</sub> (8, 9, 18, 19, 21-25)); 2.85 (д, 8Н, СН<sub>2</sub> (6, 7, 14, 15), J<sub>.</sub>=6.8); 4.83 (т, 4Н, СН (2, 4, 12, 17), J<sub>1</sub>=6.8, J<sub>2</sub>=7.6). Спектр ЯМР <sup>13</sup>С (δ, м.д.): 11.8 (к, С (10, 20, 26, 34)); 17.34 (т, С (9, 19, 22, 25)); 20.47 (т, С (8, 18, 21, 24)); 37.53 (т, С (7, 6, 15, 14)); 66.2 (д, С (2, 4, 12, 17)).
Бис-2,4-дибутил-1,5,3-дитиазепан-3-ил.
<img file="00000008.tif" he="24" wi="46" img-content="undefined" img-format="tif" />
Масло светло-желтого цвета. Найдено (%): С, 58.38; Н, 9.19; N, 5.50; S, 25.92. C<sub>24</sub>H<sub>48</sub>N<sub>2</sub>S<sub>4</sub>. Вычислено (%): С, 58,48; Н, 9.82; N, 5.68; S, 26.02. Спектр ЯМР <sup>1</sup>H (δ, м.д., J, Гц, 20°С): 0.74 (уш.с, 12Н, СН<sub>3 </sub>(11, 22, 26, 30)); 0.9-1.4 (уш.с, 16Н, СН<sub>2</sub> (9, 10, 20, 21, 24, 25, 28, 29)); 1.56 (с, 8Н, СН<sub>2</sub> (8, 19, 23, 27)); 2.59 (т, 4Н, СН<sub>2</sub> (7, 6, 15, 16), J<sub>1</sub>=3.54, J<sub>2</sub>=5.46); 4.74 (т, 4Н, СН (2, 4, 13, 18) J<sub>1</sub>=6.8, J<sub>2</sub>=7.3). Спектр ЯМР <sup>13</sup>С (δ, м.д.): 13.5 (к, С (11, 22, 26, 30)); 21.7 (т, С (10, 21, 25, 29)); 28.2 (т, С (9, 20, 24, 28)); 29.0 (т, С (8, 19, 23, 27)); 34.7 (т, С (7, 6, 15, 16)); 66.12 (д, С (2, 4, 13, 18)).