Способ получения 3-(о,м,п-фторфенил)-7-метил-3,4-дигидро-2н-бензо[f][1,5,3]дитиазепинов

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения 3-(о,м,п-фторфенил)-7-метил-3,4-дигидро-2H-бензо[f][1,5,3]дитиазепинов, которые могут найти применение в качестве селективных лигандов, для экстракции и разделения катионов металлов, межфазных катализаторов, моделирующих ферментативную активность. Сущность способа заключается во взаимодействии N,N-бис(метоксиметил)-N-(о,м,п-фторфенил)аминов с 3,4-димеркаптотолуидином в присутствии катализатора кристаллогидрата азотнокислого самария Sm(NO₃)₃*6H₂O, взятыми в мольном соотношении N,N-бис(метоксиметил)-N-(о,м,п-галогенфенил)амин:3,4-димеркаптотолуидин:Sm(NO₃)₃*6H₂O=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. Выход соответствующих 3-(о,м,п-фторфенил)-7-метил-3,4-дигидро-2H-бензо[f][1,5,3]дитиазепинов общей формулы (1) составляет 80-94%. 1 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения 3-(о,м,п-фторфенил)-7-метил-3,4-дигидро-2H-бензо[f][1,5,3]дитиазепинов общей формулы (1)

Циклические азот-, кислород- и серусодержащие 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. Bruening. Chem. Rev., 1991, 91, 1721 p.), для экстракции и разделения катионов металлов (А.Т. Yordanov, D.M. Roundhill. 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 р.), 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 (K.K. 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-(о,м,п-фторфенил)-7-метил-3,4-дигидро-2H-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 СН₂O и 4,4'-димеркаптодифенилоксидом (мольное соотношение 1:2:1) в растворе хлороформа за 4 ч.

Известным способом не могут быть получены 3-(о,м,п-фторфенил)-7-метил-3,4-дигидро-2H-бензо[f][1,5,3]дитиазепины формулы (1).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения о селективном получении 3-(о,м,п-фторфенил)-7-метил-3,4-дигидро-2H-бензо[f][1,5,3]дитиазепинов формулы (1).

Предлагается новый способ получения 3-(о,м,п-фторфенил)-7-метил-3,4-дигидро-2H-бензо[f][1,5,3]дитиазепинов общей формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии Ν,Ν-бис(метоксиметил)-N-(о,м,п-фторфенил)амина с 3,4-димеркаптотолуидином в присутствии катализатора кристаллогидрата азотнокислого самария Sm(NO₃)₃*6H₂O, взятыми в мольном соотношении N,N-бис(метоксиметил)-N-(о,м,п-фторфенил)амин:3,4-димеркаптотолуидин: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-(о,м,п-фторфенил)-7-метил-3,4-дигидро-2H-бензо[f][1,5,3]дитиазепинов общей формулы (1) составляет 80-94%. Реакция протекает по схеме

3-(о,м,п-Фторфенил)-7-метил-3,4-дигидро-2H-бензо[f][1,5,3]дитиазепины общей формулы (1) образуются только лишь с участием N,N-бис(метоксиметил)-N-(o,м,п-фторфенил)аминов и 3,4-димеркаптотолуидина, 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-(о,м,п-фторфенил)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-(о,м,п-фторфенил)аминами вовлекается 3,4-димеркаптотолуидин в присутствии каталитических количеств Sm(NO₃)₃*6H₂O. Реакция идет с селективным образованием 3-(о,м,п-фторфенил)-7-метил-3,4-дигидро-2H-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-(о,м,п-фторфенил)-7-метил-3,4-дигидро-2H-бензо[f][1,5,3]дитиазепины формулы (1).

Способ поясняется следующими примерами.

ПРИМЕР 1. В сосуд Шленка, установленный на магнитной мешалке, помещают 0.19 г (1 ммоль) N,N-бис(метоксиметил)-N-(п-фторфенил)амина и 0.15 г (1 ммоль) 3,4-димеркаптотолуидина, 5 мл этилового эфира уксусной кислоты, 0.02 г [5 мол.% в расчете на N,N-бис(метоксиметил)-N-(п-фторфенил)амин] Sm(NO₃)₃*6Н₂O, перемешивают при комнатной (~20°C) температуре 7 ч, выделяют 3-(п-фторфенил)-7-метил-3,4-дигидро-2H-бензо[f][1,5,3]дитиазепин (1) с выходом 86%.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице.

Таблица

Спектральные характеристики 3-(о-фторфенил)-7-метил-3,4-дигидро-2H-бензо[f][1,5,3]дитиазепина:

Спектр ЯМР 1Н (δ, м.д., CDCl3, J/Гц): 2.35 (c., 3Н, CH3); 4.83 (уш.с., 4Н, NCH2S); 7.02-7.71 (м, 7Н, Ph). Спектр ЯМР 13С (δ, м.д., J/Гц): 20.87; 59.74 (NCH2S); 116.46, 116.43 (J=17 Гц); 124.03, 123.92 (J=11 Гц); 124.57, 124.60 (J=3 Гц); 128.81; 134.22; 134.56, 134.62 (J=6 Гц); 135.02; 138.24, 138.49 (J=25 Гц); 141.85; 154.21, 156.16 (J=195 Гц) (Ph)

Спектральные характеристики 3-(м-фторфенил)-7-метил-3,4-дигидро-2H-бензо[f] [1,5,3] дитиазепина:

Спектр ЯМР 1Н (δ, м.д., CDCl3, J/Гц): 2.34 (с., 3Н, СН3); 4.87 (уш.с., 4Н, NCH2S); 6.67-7.54 (м, 7Н, Ph). Спектр ЯМР 13С (δ, м.д., J/Гц): 20.82; 57.40 (NCH2S); 104.79, 105.00 (J=21 Гц); 107.03, 107.20 (J=17 Гц); 112.93; 128.84; 130.68, 130.76 (J=8 Гц); 134.50; 135.30; 137.81, 138.32 (J=51 Гц); 141.17; 146.52, 146.60 (J=8 Гц); 162.96, 164.90 (J=194 Гц) (Ph)

Спектральные характеристики 3-(п-фторфенил)-7-метил-3,4-дигидро-2H-бензо[f][1,5,3] дитиазепина:

Спектр ЯМР 1Н (δ, м.д., CDCl3, J/Гц): 2.33 (с., 3Н, СН3); 4.86 (уш.с., 4Н, NCH2S); 7.00-7.54 (м, 7Н, Ph). Спектр ЯМР 13С (δ, м.д., J/Гц): 20.83; 58.32 (NCH2S); 116.02, 116.20 (J=18 Гц); 119.54, 119.60 (J=6 Гц); 128.77; 134.43; 135.24; 138.03 138.22 (J=19 Гц); 141.39; 156.53, 158.44 (J=191 Гц) (Ph)

Способ получения 3-(о,м,п-фторфенил)-7-метил-3,4-дигидро-2H-бензо[f][1,5,3]дитиазепинов общей формулы (1)

отличающийся тем, что N,N-бис(метоксиметил)-N-(о,м,п-фторфенил)амины подвергают взаимодействию с 3,4-димеркаптотолуидином в присутствии катализатора кристаллогидрата азотнокислого самария Sm(NO₃)₃*6H₂O при мольном соотношении N,N-бис(метоксиметил)-N-(о,м,п-фторфенил)амин:3,4-димеркаптотолуидин:Sm(NO₃)₃*6H₂O = 1:1:(0.03-0.07) в этиловом эфире уксусной кислоты в качестве растворителя при комнатной температуре (~20°C) и атмосферном давлении в течение 6-8 ч.