Способ получения 2-гетарилпроизводных бензотиазола и бензоксазола
Владельцы патента RU 2371442:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" (RU)
Изобретение относится к способу получения 2-гетероарилпроизводных бензотиазола и бензоксазола формулы
путем кипячения в 1-метил-2-пирролидоне амина общей формулы
с хлорангидридом общей формулы
,
где R=2-фурил или 2-тиенил, Х=S или О. Способ позволяет повысить выход продукта до 78-90% и экологическую чистоту процесса. 2 табл.
Изобретение может найти применение в фармакологии и для получения новых фотолюминесцентных препаратов.
Известен способ получения 2-(2'-фурил)бензотиазола (Bogert M.T., Stull А. // J.Am.Chem.Soc., 1926, Vol.48, p.248-253).
а) К 2,74 г (21 ммоль) хлорангидрида пирослизевой кислоты добавляют 2,5 г (10 ммоль) 2,2'-диаминодифенилдисульфида. Реакция начинается немедленно. Смесь нагревают 1 час при 100°С, затем охлаждают, продукт промывают избытком гидроксида натрия и кристаллизуют из 95%-ного этилового спирта. Получают 2,3 г (66%) 2,2'-дифуроиламинодифенилдисульфида с Тпл 160,5°С.
б) Смесь 0,8 г 2,2'-дифуроиламинодифенилдисульфида, 5 мл концентрированной соляной кислоты, 45 мл воды и 5 г гранулированного олова кипятят 30 мин. Образуется прозрачный раствор, к нему добавляют избыток шестинормального гидроксида натрия и выдерживают 1 час при 100°С. По охлаждении отделяют 2-(2'-фурил)бензотиазол и кристаллизуют его из 50%-ного спирта. Выход 0,37 г (42%).
Тпл 105°С.
Наиболее близким является способ получения 2-(5'-метил-2'-фурил)- и 2-(5'-бром-2'-тиенил)бензотиазолов (Киприанов А.И., Шулежко А.А. // ЖОХ, 1964, 34, №2, С.3932-3936).
Смесь 4,4 г хлорангидрида 5-метил-2-фуранкарбоновой кислоты и 2,75 г о-аминотиофенола в 20 мл бензола нагревали на водяной бане 1 час. После промывки раствором едкого натра бензол был отогнан, твердый остаток перекристаллизован из спирта. После повторной кристаллизации получено 4,6 г (71%) продукта.
По аналогичной методике в диметилформамиде были получены 2-(2'-фурил)- и 2-(2'-тиенил)бензотиазолы с выходами 69 и 64% соответственно (Корнилов М.Ю., Рубан Е.М., Федчук В.Н. и др. // ЖОрХ, 1973, т.9, №12, C.2577-2582).
Однако эти способы не являются достаточно общими, продолжительны во времени, имеют большую себестоимость, экологически небезопасны и не имеют преимуществ по сравнению с предлагаемым с точки зрения технологичности и чистоты.
Задача изобретения - расширение ассортимента целевых продуктов при упрощении и экологическом очищении процесса получения известных и новых 2-гетарилбензоксазолов и 2-гетарилбензотиазолов.
Задача решается так, что 2-гетарилпроизводные бензотиазола и бензоксазола общей формулы
в отличие от структурного аналога получают с использованием амина общей формулы
и хлорангидридов общей формулы
где R=2-фурил или 2-тиенил, Х=S или О
при кипячении в 1-метил-2-пирролидоне.
Эти условия значительно повышают экологическую чистоту и технологичность процесса в связи с тем, что ранее в качестве растворителя применялся диметилформамид, в котором выходы 2-гетарилбензотиазолов составляют ~60% (Киприанов А.И., Шулежко А.А. // ЖОХ, 1964, 34, №2, С.3932-3936), а 2-гетарилбензоксазолы в этих условиях не получены. Их трехстадийный фотохимический синтез осуществлен с выходами 35-45% (Tauer E., Grellmann K.H. // J.Org. Chem., 1981, 46, p.4252-4258).
Диметилформамид, как известно, канцерогенное высокоопасное вещество 2 класса с очень низкой (0,03 мг/м3) ПДК, в то время как 1-метил-2-пирролидон является малоопасным соединением 4 класса и ПДК 100 мг/м3.
Пример получения 2-(2'-фурил)бензотиазола. К раствору 10 ммоль о-аминотиофенола в 10 мл 1-метил-2-пирролидона прибавляют 10 ммоль хлорангидрида 2-фуранкарбоновой кислоты. Смесь кипятят в колбе с обратным холодильником в течение 0,5-1 часа и выливают предварительно охлажденную реакционную массу в 50 мл воды. Выпавший осадок отделяют, тщательно промывают холодной водой, кристаллизуют из этилового спирта и сушат при комнатной температуре. Выход 85%.
Пример получения 2-(2'-тиенил)бензоксазола. К раствору 10 ммоль о-аминофенола в 10 мл 1-метил-2-пирролидона прибавляют 10 ммоль хлорангидрида 2-тиофенкарбоновой кислоты. Смесь кипятят в колбе с обратным холодильником в течение 0,5-1 часа и выливают предварительно охлажденную реакционную массу в 50 мл воды. Выпавший осадок отделяют, тщательно промывают холодной водой, кристаллизуют из этилового спирта и сушат при комнатной температуре. Выход 90%.
Предлагаемый метод позволяет синтезировать соединения, обладающие биологической активностью. Так, например, 2-(5'-нитро-2'-тиенил)- и 2-(5'-нитро-2'-пирролил)бензотиазол и бензоксазол обладают антигельминтной активностью на мышах против Pinworm infection (Dunn G.Z., Actor P., Di Pasquo V.J. // J.Med. Chem., 1966, V.9, №5, p.751-753).
Кроме того, они являются синтонами для получения большой серии препаратов с фунгицидной и антимикробной активностью (Ельчанинов М.М. и др. // Авт. свид. №1072434, 1983) и люминофоров (Корнилов М.Ю. // ЖОрХ, 1973, т.9, №12, С.2577-2582).
Физико-химические константы соединений представлены в таблицах 1 и 2.
| Таблица 1 | |||||||||||
| 2-Гетарилпроизводные бензотиазола и бензоксазола | |||||||||||
| Соединение | R | Х | Тпл, °С (из спирта) | Найдено, % | Брутто-формула | Вычислено, % | Выход, % | ||||
| С | Н | N | С | Н | N | ||||||
| 1 | 2-фурил | S | 106-107 | 65,3 | 3,5 | 6,7 | C11H7NOS | 65,7 | 3,5 | 7,0 | 85 |
| 2 | 2-тиенил | S | 99-100 | 61,1 | 3,2 | 6,2 | C11H7NS2 | 60,8 | 3,3 | 6,4 | 88 |
| 3 | 2-фурил | O | 86-87 | 69,9 | 3,5 | 7,7 | C11H7NO2 | 71,3 | 3,8 | 7,6 | 78 |
| 4 | 2-тиенил | O | 104-105 | 65,9 | 3,7 | 7,1 | C11H7NOS | 65,7 | 3,5 | 7,0 | 90 |
| Таблица 2 | ||||
| Спектры ЯМР 1Н. | ||||
| Соединение | Спектр ЯМР 1Н, δ, м.д. (СОСl3) | |||
| H'5 | Н'4 | Н'3 | Ароматические протоны | |
| 1 | 7,61 д | 6,61 м | 7,20 д | 7,38 т (Н-6); 7,49 т (Н-5); 7,90 д (Н-7); 8,05 д (Н-4) |
| 2 | 7,63 д | 7,12 т | 7,57 д | 7,33 т (Н-6); 7,44 т (Н-5); 7,83 д (Н-7); 8,02 д (Н-4) |
| 3 | 7,67 д | 6,62 м | 7,28 д | 7,35 т (Н-6); 7,36 т (Н-5); 7,56 м (Н-7); 7,76 м (Н-4) |
| 4 | 7,57 д | 7,19 т | 7,35 д | 7,33 т (Н-6); 7,54 т (Н-5); 7,73 м (Н-7); 7,91 м (Н-4) |
Способ получения 2-гетарилпроизводных бензотиазола и бензоксазола общей формулы
с использованием амина общей формулы
и хлорангидридов общей формулы
,
где R=2-фурил или 2-тиенил, Х=S или О, отличающийся тем, что взаимодействие происходит при кипячении в 1-метил-2-пирролидоне.
