СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ (1,5,3-ДИТИАЗЕПАН-3-ИЛ)-АЛКАНДИОЛОВ

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения (1,5,3-дитиазепан-3-ил)-алкандиолов общей формулы (I)

S,N-Содержащие гетероциклы известны как антиоксидантные (А.С. Березин, Е.А. Ломкова, Ю.А. Скорик, Изв. АН. Сер. хим., 778, 2012), фунгицидные (V. Ambrogi, G. Grandolini, L. Perioli, M. Ricci, C. Rossi, L. Tuttobello, European Journal of Medicinal Chemistry, 25, 403, 1990), противомикробные агенты (А.А. Bialy Serry, A.M. Abdelal, A.El-Shorbagi, M.M. Kheira Samy, Archiv der Pharmazie, 338, 38, 2005), а также как селективные комплексообразователи (J.C. Gálvez-Ruiz, E. Solano-Ruiz, S.A. Sanchez-Ruiz, R. Contreras, A. Flores-Parra, ARKIVOC, v., 81, 2008).

Известен способ (Murzakova N.N., Rakhimova E.B., Vasilieva I.V., Prokof′yev K.I., Ibragimov A.G., Dzhemilev U.M. (2011). Tetrahedron Lett., 52, 4090) получения 2- и 4-(1,5,3-дитиазинан-3-ил)фенолов (2) реакцией 1,3,5-тритиана с o-, n-аминофенолами под действием FeCl₃·6H₂O.

Известным способом не могут быть получены (1,5,3-дитиазепан-3-ил)-алкандиолы общей формулы (1).

Известен способ (Е.Б. Рахимова, И.В. Васильева, Л.М. Халилов, А.Г. Ибрагимов, У.М. Джемилев. ХГС, 2012, 7, 1132) получения 2- и 4-(1,5,3-дитиазепан-3-ил)фенолов (3) реакцией каталитического переаминирования N-трет-бутил-1,5,3-дитиазепана с помощью o- и n-аминофенолов под действием Sm(NO₃)₃·6H₂O.

Известным способом не могут быть получены (1,5,3-дитиазепан-3-ил)-алкандиолы общей формулы (1).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения по получению (1,5,3-дитиазепан-3-ил)-алкандиолов общей формулы (1).

Предлагается новый способ получения (1,5,3-дитиазепан-3-ил)-алкандиолов общей формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии аминоалкандиолов (2-аминопропан-1,3-диол; 2-амино-2-метилпропан-1,3-диол; 3-аминопропан-1,2-диол) с 1-окса-3,6-дитиациклогептаном в присутствии катализатора SmCl₃·6H₂O, взятыми в мольном соотношении аминоалкандиол:1-окса-3,6-дитиациклогептан:SmCl₃·6H₂O=1:1:(0.03-0.07), предпочтительно 1:1:0.05, при комнатной температуре (~20°C) и атмосферном давлении в среде растворителей этанол-хлороформ (1:1, объемное соотношение) в течение 2.5-3.5 ч. Выход (1,5,3-дитиазепан-3-ил)-алкандиолов (1) составляет 63-78%. Реакция протекает по схеме:

(1,5,3-Дитиазепан-3-ил)-алкандиолы общей формулы (1) образуются только лишь с участием аминоалкандиолов и 1-окса-3,6-дитиациклогептана, взятых в стехиометрических количествах. При другом соотношении исходных реагентов снижается селективность реакции. Без катализатора SmCl₃·6H₂O реакция идет с выходом, не превышающим 20%. Проведение реакции в присутствии катализатора SmCl₃·6H₂O больше 7 мол.% по отношению к аминоалкандиолу не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование в реакции катализатора SmCl₃·6H₂O менее 3 мол.% снижает выход (1), что связано с уменьшением каталитически активных центров в реакционной массе. Реакции проводили при комнатной температуре ~20°C. При более высокой температуре (например, 60°C) увеличиваются энергозатраты, при меньшей температуре (например, 0°C) снижается скорость реакции. Опыты проводили в среде растворителей этанол-хлороформ (1:1, объемное соотношение), т.к. в них хорошо растворяются исходные реагенты и целевые продукты.

Существенные отличия предлагаемого способа.

В известном способе реакция идет с участием в качестве исходных реагентов аминофенолов и N-трет-бутил-1,5,3-дитиазепана в присутствии катализатора Sm(NO₃)₃·6H₂O с образованием 2- и 4-(1,5,3-дитиазепан-3-ил)фенолов (3). Известный способ не позволяет получать (1,5,3-дитиазепан-3-ил)-алкандиолы общей формулы (1).

В предлагаемом способе в качестве исходных реагентов применяются аминоалкандиолы (2-аминопропан-1,3-диол; 2-амино-2-метилпропан-1,3-диол; 3-аминопропан-1,2-диол) и 1-окса-3,6-дитиациклогептан, реакция идет под действием катализатора 8 SmCl₃·6H₂O.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами.

Способ позволяет получать с высокой селективностью индивидуальные (1,5,3-дитиазепан-3-ил)-алкандиолы общей формулы (1), синтез которых в литературе не описан.

Способ поясняется следующими примерами.

ПРИМЕР 1. В сосуд Шленка, установленный на магнитной мешалке, помещают 91 мг (1 ммоль) 2-аминопропан-1,3-диола в 5 мл этанола, 18 мг (0.05 ммоль) SmCl₃·6H₂O и 136 мг (1 ммоль) 1-окса-3,6-дитиапиклогептана в 5 мл хлороформа. Реакционную смесь перемешивают при температуре ~20°C в течение 3 ч, колоночной хроматографией на SiO₂ выделяют 2-(1,5,3-дитиазепан-3-ил)пропан-1,3-диол с выходом 72%.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Все опыты проводили при комнатной температуре (-20°C) в среде растворителей этанол-хлороформ (1:1, объемное соотношение), т.к. в них растворяются исходные и целевые продукты.

Спектральные характеристики

2-(1,5,3-дитиазепан-3-ил)пропан-1,3-диола: (Контроль реакции осуществляли методом ТСХ на пластинах Sorbfil (ПТСХ-АФ-В), проявляли парами I₂. Для колоночной хроматографии использовали силикагель КСК (100-200 мкм). Спектры ЯМР 1D (¹Н, ¹³С) и 2D (COSY, HSQC, HMBC) сняты на спектрометре Bruker Avance 400 (100.62 МГц для ¹³С и 400.13 МГц для ¹Н) по стандартным методикам фирмы Bruker, внутренний стандарт Me₄Si, растворитель - CDCl₃. Масс-спектры получены на приборе MALDI TOF/TOF AUTOFLEX III фирмы Bruker).

Тпл. 59-60°C. Элюент толуол : этилацетат : ацетон (1:1:1), R_f 0.3. Спектр ЯМР ¹Н, δ, м.д.: 2.79 (уш.с, 2H, OH); 3.09 (уш.с, 5H, CH₂ (6, 7), CH (8)); 3.71 (уш.с, 4H, CH₂ (9, 9′)); 4.39 (уш.с, 4H, CH₂ (2, 4)). Спектр ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 36.61 (C-6, C-7), 57.00 (C-2, C-4), 60.57 (C-9, C-9′), 64.60 (C-8). MALDI TOF, m/z: 208.235 [M-H]⁺ (C₇H₁₄NO₂S₂).

Спектральные характеристики

2-(1,5,3-дитиазепан-3-ил)-2-метилпропан-1,3-диола:

Элюент толуол:этилацетат:ацетон (1:1:1), R_f 0.35. Спектр ЯМР ¹Н, δ, м.д.: 1.33 (уш.с, 3H, CH₃ (10)); 3.11 (уш.с, 4H, CH₂ (6, 7)); 4.45 (уш.с, 4H, CH₂ (2, 4)); 4.49 (уш.с, 4H, CH₂, (9, 9′)). Спектр ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 22.37 (C-10), 36.44 (C-6, C-7), 54.43 (C-2, C-4), 66.40 (C-8), 88.44 (C-9, C-9′). MALDI TOF, m/z: 222.245 [M-H]⁺ (C₈H₁₆NO₂S₂).

Спектральные характеристики

3-(1,5,3-дитиазепан-3-ил)пропан-1,2-диола:

Элюент толуол:этилацетат:ацетон (1:1:1), R_f 0.3. Спектр ЯМР ¹H, δ, м.д.: 2.60 (дд, J₁=4, J₂=13.2, 1H, CH₂ (8)); 2.89 (дд, J₁=9.6, J₂=13.2, 1H, CH₂ (8)); 3.02 (уш.с, 4H, CH₂ (6, 7)); 3.38 (уш.с, 2H, CH₂); 3.48 (дд, J₁=5.6, J₂=11.6, 1H, CH₂ (10)); 3.68 (дд, J₁=8.4, J₂=11.6, 1H, CH₂ (10)); 3.76-3.80 (м, 1H, CH (9)); 4.18 (дд, J₁=4, J₂=18.2, 4H, CH₂ (2, 4)). Спектр ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 35.9 (C-6, C-7), 53.8 (C-8), 59.7 (C-2, C-4), 64.6 (C-10), 68.3 (C-9). MALDI TOF, m/z: 208.272 [M-H]⁺ (C₇H₁₄NO₂S₂).