Способ получения 3-(о, м, n-галогенфенил)-3, 4-дигидро-2н-бензо[f][1, 5, 3]дитиазепинов

Изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения 3-(o,м,n-галогенфенил)-3,4-дигидро-2Н-бензо[f][1,5,3]дитиазепинов общей формулы (1):

Технический результат: получены новые 3-(o,м,n-галогенфенил)-3,4-дигидро-2Н-бензо[f][1,5,3]дитиазепины, которые могут найти применение в качестве селективных лигандов, для экстракции и разделения катионов металлов, межфазных катализаторов, моделирующих ферментативную активность. 1 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения 3-(o,м,n-галогенфенил)-3,4-дигидро-2Н-бензо[f][1,5,3]дитиазепинов общей формулы (1):

Циклические азот-, кислород- и серосодержащие макроциклы перспективны в качестве селективных лигандов (Eds. Y. Inoue, G.W. Gokel. Cation Binding by Macrocycles. Marcel Dekker. New York. 1990; R.M. Izatt, K. Pawlak, J.S. Bradshaw, R.L. Braening. Chem. Rev., 1991, 91, 1721 p) для экстракции и разделения катионов металлов (А.Т. Yordanov, D.M. Roimdhill. Coord. Chem. Rev., 1998, 170, 93 p; K. Gloe, H. Graubaum, M. Wust, T. Rambusch, W. Seichter. Coord. Chem. Rev., 2001, 222, 103 p), для транспорта ионов через мембраны (P. Bushlmann, Е. Pretsch, Е. Bakker. Chem. Rev., 1998, 98, 1593 p), в фоточувствительных системах (В. Valeur, I. Leray. Coord. Chem. Rev., 2000, 205, 3 p), выступают в роли межфазных катализаторов, моделирующих ферментативную активность (М.С. Feiters. In comprehensive Supramolecular Chemistry. Pergamon Press. Oxford. 1996, 9, 267 p).

Известен способ (К.К. Ellis, В. Wilke, Y. Zhang, S. Diver. A new method for the synthesis of imidazolidinone- and benzimidazalone-containing[2.2]cyclophanes. Organic Letters, 2000, 2, 24, 3785-3788) получения гетероциклофанов (2) взаимодействием производных бензо-1,4-диметантиола с 1,3-бис(метоксиметил)имидазолидин-2-оном при кипячении в хлористом метилене в присутствии 1% трифторуксусной кислоты с выходом 40%.

Известным способом не могут быть получены 3-(o,м,n-галогенфенил)-3,4-дигидро-2Н-бензо[f][1,5,3]дитиазепины формулы (1).

Известен способ (G.R. Khabibullina, V.R. Akhmetova, M.F. Abdullin, T.V. Tyumkina, L.M. Khalilov, A.G. Ibragimov. Multicomponent reactions of amino alcohols with CH₂O and dithiols in the synthesis of 1,3,5-dithiazepanes and macroheterocycles. Tetrahedron, 2014, 70, 3502-3509) получения 2-[18,32-бис(2-гидроксиэтил)-11,25,39-триокса-2,6,16,20,30,34-гексатиа-4,18,32-триазагептацикло[38.2.2.2^7,10.2^12,15.2^21,24.2^26,29.2^35,38]тетрапентаконта-1(43),7(54),8,10(53),12(52),13,15(51),21(50),22,24(49),26(48),27,29(47),35(46),36,38(45),40,41-октадекаен-4-ил]-1-этанола (3) с выходом 62% в смеси с побочным макрогетероциклом (4) циклоконденсацией моноэтаноламина с CH₂O и 4,4'-димеркаптодифенилоксидом (мольное соотношение 1:2:1) в растворе хлороформа за 4 ч.

Известным способом не могут быть получены 3-(o,м,n-галогенфенил)-3,4-дигидро-2Н-бензо[f][1,5,3]дитиазепины формулы (1).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения о селективном получении 3-(o,м,n-галогенфенил)-3,4-дигидро-2Н-бензо[f][1,5,3]дитиазепинов формулы (1).

Предлагается новый способ получения 3-(o,м,n-галогенфенил)-3,4-дигидро-2Н-бензо[f][1,5,3]дитиазепинов общей формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии N,N-бис(метоксиметил)-N-(o,м,n-галогенфенил)(o,м,n-хлорфенил, o,м,n-бромфенил, o,м,n-фторфенил)амина с бензол-1,2-дитиолом в присутствии катализатора кристаллогидрата азотнокислого самария Sm(NO₃)₃*6H₂O, взятыми в мольном соотношении N,N-бис(метоксиметил)-N-(o,м,n-галогенфенил)амин : бензол-1,2-дитиол : Sm(NO₃)₃*6H₂O = 1:1:(0.03-0.07), предпочтительно 1:1:0.05, при комнатной (~20°C) температуре и атмосферном давлении в этиловом эфире уксусной кислоты в качестве растворителя в течение 6-8 ч, предпочтительно 7 ч. Выход соответствующих 3-(o,м,n-галогенфенил)-3,4-дигидро-2Н-бензо[f][1,5,3] дитиазепинов общей формулы (1) составляет 71-84%. Реакция протекает по схеме:

3-(o,м,n-Галогенфенил)-3,4-дигидро-2Н-бензо[f][1,5,3]дитиазепины общей формулы (1) образуются только лишь с участием N,N-бис(метоксиметил)-N-(o,м,n-галогенфенил)аминов и бензол-1,2-дитиола, взятых в стехиометрических количествах. При другом соотношении исходных реагентов снижается выход целевых продуктов (1). Без катализатора реакция не идет.

Проведение указанной реакции в присутствии катализатора Sm(NO₃)₃*6H₂O больше 7 мол. % в расчете на исходный N,N-бис(метоксиметил)-N-(o,м,n-галогенфенил)амин не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование катализатора Sm(NO₃)₃*6H₂O менее 3 мол. % снижает выход (1), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. Реакции проводили при температуре 20°C. При температуре выше 20°C (например, 60°C) увеличиваются энергозатраты, а при температуре ниже 20°C (например, 0°C) снижается скорость реакции. Опыты проводили в этиловом эфире уксусной кислоты, т.к. в нем хорошо растворяются исходные реагенты и целевые продукты.

Существенные отличия предлагаемого способа:

В предлагаемом способе в реакцию с N,N-бис(метоксиметил)-N-(o,м,n-галогенфенил)аминами вовлекается бензол-1,2-дитиол в присутствии каталитических количеств Sm(NO₃)₃*6H₂O. Реакция идет с селективным образованием 3-(o,м,n-галогенфенил)-3,4-дигидро-2Н-бензо[f][1,5,3]дитиазепинов формулы (1).

В известном способе макроцикл формулы (3) получают в смеси с побочным гетероциклом (4) трехкомпонентной конденсацией аминоэтанола с формальдегидом и 4,4-димеркаптодифенилоксидом.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:

Способ позволяет получать с высокой селективностью и выходами 3-(o,м,n-галогенфенил)-3,4-дигидро-2Н-бензо[f][1,5,3] дитиазепины формулы (1).

Способ поясняется следующими примерами:

ПРИМЕР 1. В сосуд Шленка, установленный на магнитной мешалке, помещают 0.21 г (1 ммоль) N,N-бис(метоксиметил)-N-(n-хлорфенил)амина и 0.14 г (1 ммоль) бензол-1,2-дитиола, 5 мл этилового эфира уксусной кислоты, 0.02 г [5 мол. % в расчете на N,N-бис(метоксиметил)-N-n-хлорфениламин] Sm(NO₃)₃*6H₂O, перемешивают при комнатной (~20°C) температуре 7 ч, выделяют 3-(n-хлорфенил)-3,4-дигидро-2Н-бензо[f][1,5,3]дитиазепин (1) с выходом 73%.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл. 1.

Спектральные характеристики 3-(o-хлорфенил)-3,4-дигидро-2Н-бензо[f][1,5,3]дитиазепина:

Спектр ЯМР 1H (δ, м.д., CDCl3, J/Гц): 4.78 (с., 4Н, NCH2S); 7.14-7.69 (м, 8Н, Ph). Спектр ЯМР 13C (δ, м.д., J/Гц): 60.43 (NCH2S); 125.93; 127.48; 127.97; 129.59; 130.54; 134.35; 142.30; 144.75(Ph)

Спектральные характеристики 3-(м-хлорфенил)-3,4-дигидро-2Н-бензо[f][1,5,3] дитиазепина:

Спектр ЯМР 1H (δ, м.д., CDCl3, J/Гц): 4.89 (с., 4Н, NCH2S); 6.67-7.67 (м, 8Н, Ph). Спектр ЯМР 13C (δ, м.д., J/Гц): 57.21 (NCH2S); 115.67; 117.76; 120.54; 128.08; 130.53; 134.65; 141.37; 146.00 (Ph).

Спектральные характеристики 3-(n-хлорфенил)-3,4-дигидро-2Н-бензо[f][1,5,3] дитиазепина:

Спектр ЯМР 1H (δ, м.д., CDCl3, J/Гц): 4.88 (с., 4Н, NCH2S); 6.87-7.66 (м, 8Н, Ph). Спектр ЯМР 13C (δ, м.д., J/Гц): 57.51 (NCH2S); 119.02; 125.77; 128.04; 129.49; 134.64; 141.45; 143.46 (Ph).

Способ получения 3-(о,м,n-галогенфенил)-3,4-дигидро-2Н-бензо[f][1,5,3]дитиазепинов общей формулы (1):

отличающийся тем, что N,N-бис(метоксиметил)-N-(o,м,n-галогенфенил)(о,м,n-хлорфенил, о,м,n-бромфенил, о,м,n-фторфенил)амины подвергают взаимодействию с бензол-1,2-дитиолом в присутствии катализатора кристаллогидрата азотнокислого самария Sm(NO₃)₃*6H₂O, взятыми в мольном соотношении N,N-бис(метоксиметил)-N-(o,м,n-галогенфенил)амин : бензол-1,2-дитиол : Sm(NO₃)₃*6H₂O = 1:1:(0.03-0.07) в этиловом эфире уксусной кислоты в качестве растворителя при комнатной температуре (~20°С) и атмосферном давлении в течение 6-8 ч.