КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ 3-(3-ФЕНИЛПРОП-2-ИН-1-ИЛ)-1,3-ОКСАЗОЛИДИНА

Изобретение относится к области приготовления катализаторов, в частности катализатора - хелатного S,S-комплекса дихлорида димеди(I) 1,2-бис[(3,5-диметилизоксазол-4-ил)метилсульфанил]этана (1) для эффективного получения 3-(3-фенилпроп-2-ин-1-ил)-1,3-оксазолидина, который может найти применение в синтезе биологически активных соединений [G. Brahmachari. Green synthetic approaches for biologically relevant heterocycles: An Overview. Amsterdam: Elsevier, 2015, 632 p.; A. Marchese, G.C. Schito. The oxazolidinones as a new family of antimicrobial agent // Clin. Microbial. Infect., 2001, V. 7, P. 66-74; J.V.N. Vara Prasad. New oxazolidinones. Curr. Opin. Microbiol., 2007, V. 10(5), P. 454-604; Л.И. Касьян, В.А. Пальчиков, А.В. Токарь. Оксазагетероциклы на основе аминоспиртов, эпоксидов и азиридинов. Д.: ДНУ, 2012, 644 с.].

Известен катализатор [М. Vasylyev, Н. Alper. Synthesis of morpholin-2-ones by chemoselective intramolecular rhodium-catalyzed reductive ring expansion of oxazolidines // Org. Lett., 2008, V. 10, №7, P. 1357-1359] для получения замещенных N-(этоксикарбонилметил)оксазолидинов (2) реакцией алкилирования энантиомерно чистых аминоспиртов с этилбромацетатом и последующей циклизацией с параформальдегидом в присутствии каталитического количества N-этил-N-i-пропилпропан-2-амина с среде толуола по схеме:

Известный катализатор не позволяет получать 3-(3-фенилпроп-2-ин-1-ил)-1,3-оксазолидин общей формулы (5а).

Наиболее близким прототипом является катализатор [Г.Р. Хабибуллина, В.М. Яныбин, А.Г. Ибрагимов, У.М. Джемилев. Синтез 3-(алк-2-ин-1-ил)-1,3-оксазолидинов с участием медьсодержащих катализаторов. ХГС, №5, 2014, С. 788-796] для получения 1,3-оксазолидинов (3-5), состоящий из солей меди (CuCl, CuBr, CuI, CuCl₂, CuCl₂⋅2H₂O-Al₂O₃, Cu(OAc)₂, CuSO₄). С участием указанных медных катализаторов получают 3-(алк-2-ин-1-ил)-1,3-оксазолидины (3-5) аминометилированием терминальных ацетиленов с бис-(1,3-оксазолидина-3-ил)метаном при мольном соотношении 1:1 соответственно, в среде толуола при 80°C в течение 6 ч с выходом 24-72% по схеме:

Недостатком известных катализаторов является легкое образование в условиях реакции из солей меди взрывоопасных ацетиленидов меди [З. Гауптман, Ю. Грефе, X. Ремане. Органическая химия. М.: «Химия», 1979, с. 252].

Предлагается новый катализатор для эффективного получения 3-(3-фенилпроп-2-ин-1-ил)-1,3-оксазолидина (5а).

Результат достигается тем, что в качестве селективного катализатора предлагается хелатный S,S-комплекс дихлорида димеди(I) 1,2-бис[(3,5-диметилизоксазол-4-ил)метилсульфанил]этана (1). В присутствии указанного катализатора (1) селективно образуется 3-(3-фенилпроп-2-ин-1-ил)-1,3-оксазолидин (5а). Реакция осуществляется аминометилированием фенилацетилена реагентом бис(1,3-оксазолидин-3-ил)метаном под действием катализатора (1), при мольном соотношении фенилацетилена : бис(1,3-оксазолидин-3-ил)метан : катализатор (1)=1:1:(0.03-0.07), предпочтительно 1:1:0.05 ммолей, в атмосфере аргона при температуре 80°C и атмосферном давлении в течение 5-7 ч, предпочтительно 6 ч, в толуоле в качестве растворителя.

Выход 3-(3-фенилпроп-2-ин-1-ил)-1,3-оксазолидина (5а) 75-98%. Реакция протекает по схеме:

Количество катализатора (1), необходимое для проведения реакции, составляет 3-7 мол. % по отношению к исходному фенилацетилену. Без катализатора (1) реакция не идет. Проведение реакции в присутствии катализатора (1) больше 7 мол. % не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (5а). Использование катализатора (1) менее 3 мол. % снижает выход (5а), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. Повышение температуры реакции выше 80°C (например, 100°C) увеличивает энергозатраты и не приводит к существенному увеличению выхода 3-(3-фенилпроп-2-ин-1-ил)-1,3-оксазолидина (5а). Понижение температуры ниже 80°C (например, 60°C) снижает выход целевого продукта (5а).

Отличия предлагаемого катализатора от известных

В известном способе используются катализаторы на основе солей меди (CuCl, CuBr, CuI, CuCl₂, CuCl₂⋅2H₂O-Al₂O₃, Cu(OAc)₂, CuSO₄), способные в условиях реакции давать 3-(алк-2-ин-1-ил)-1,3-оксазолидины с выходами 24-72%. Известные катализаторы склонны к образованию в условиях реакции взрывоопасных ацетиленидов меди. В предлагаемом способе используется новый катализатор - хелатный S,S-комплекс дихлорида димеди(I) 1,2-бис[(3,5-диметилизоксазол-4-ил)метилсульфанил]этана, позволяющий синтезировать целевой продукт 3-(3-фенилпроп-2-ин-1-ил)-1,3-оксазолидин (5а) с выходами 75-98%. В хелатном комплексе (1) атомы серы координируются к иону меди, что затрудняет образование взрывоопасных ацетиленидов меди.

Способ поясняется следующими примерами.

Синтез хелатного S,S-комплекса дихлорида димеди(I) 1,2-бис[(3,5-диметилизоксазол-4-ил)метилсульфанил]этана (1).

В стеклянную колбу, снабженную термометром, в атмосфере аргона загружали 0.03 г (0.14 ммоль) Cu₂Cl₂, добавляли частями 0.09 г (0.28 ммоль) 1,2-бис[сульфанилметил(3,5-диметилизоксазол-4-ил)]этана, полученного по методике [В.Р. Ахметова, Н.С. Ахмадиев, Е.С. Мещерякова, Л.М. Халилов, А.Г. Ибрагимов. Многокомпонентный синтез и биологическая активность (сульфанилалкил)-замещенных азагетероциклов. ХГС, 2014, №5, с. 806-815], 4 мл CH₃CN и перемешивали в течение 10 мин. Затем реакционную смесь перемешивали при температуре 60°C в течение 3 ч. По истечении времени охладили до комнатной температуры, отфильтровали образовавшийся осадок. Получили комплекс (1) в виде белого порошка с выходом 60%.

Пример 1. Синтез 3-(3-фенилпроп-2-ин-1-ил)-1,3-оксазолидина (5а).

В реактор Шленка, снабженный мешалкой, в атмосфере аргона загружают 0.16 г (1 ммоль) бис(оксазолидин-3-ил)метана, 0.11 мл фенилацетилена (1 ммоль), 0.03 г (0.05 ммоль) хелатного S,S-комплекса дихлорида димеди(I) 1,2-бис[(3,5-диметилизоксазол-4-ил)метилсульфанил]этана и 3 мл толуола, перемешивают 6 ч при 80°C. Из реакционной массы выделяют 0.16 г (85%) 3-(3-фенилпроп-2-ин-1-ил)-1,3-оксазолидина (5а).

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице.

Реакции проводили в среде толуола при температуре 80°C.

Спектральные характеристики хелатного S,S-комплекса дихлорида димеди(I) 1,2-бис[(3,5-диметилизоксазол-4-ил)метилсульфанил]этана (1).

Выход 0.31 г (60%), белый порошок. ИК-спектр, ν/см^-1: 294 (Cu-N), 320 (Cu-S), 734 (C-S) 886 (C-N), 1197 (C-O), 1702 (C=C). Спектр ЯМР ¹H (500 МГц, ДМСО-D₆), δ, м.д. (J, Гц): 2.13 (6Н, с, CH₃); 2.26 (6Н, с, CH₃); 2.67 (4Н, м, SC₂H₄S); 3.58 (4Н, с, CH₂). Спектр ЯМР ¹³С (125 МГц, ДМСО-D₆), δ, м.д. (J, Гц): 10.18 (CCH₃); 11.02 (CCH₃); 23.38 (С-7,12); 31.43 (SC₂H₄S); 110.87 (С-4,18); 166.59 (С-5,22); 166.70 (С-3,19). t. пл. 221-223°C. Найдено, %: С 32.44; Н 3.82; Cl 13.41; N 5.43; S 12.85. Вычислено, %: С 32.68; Н 4.70; Cl 13.78; N 5.44; S 12.46.

Спектральные характеристики 3-(3-фенилпроп-2-ин-1-ил)-1,3-оксазолидина (5а).

Выход 0.16 г (85%), желтое прозрачное масло. Масс-спектр, m/z (I_отн, %) 3-(3-фенилпроп-2-ин-1-ил)-1,3-оксазолидина (5а): 186 [М-Н]⁺ (42). Спектральные характеристики соответствуют [Г.Р. Хабибуллина, В.М. Яныбин, А.Г. Ибрагимов, У.М. Джемилев Синтез 3-(алк-2-ин-1-ил)-1,3-оксазолидинов с участием медьсодержащих катализаторов. ХГС, №5, 2014, с. 788-796].