СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 4,18,32-ТРИС(о,м,п-ГАЛОГЕНФЕНИЛ)-11,25,39-ТРИОКСА-2,6,16,20,30,34-ГЕКСАТИА-4,18,32-ТРИАЗАГЕПТАЦИКЛО[38.2.2.2.2.2.2.2]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-ОКТАДЕКАЕНОВ

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения 4,18,32-трис(о,м,п-галогенфенил)-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-октадекаенов 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.М. Izatt, K. Pawlak, J.S. Bradshaw, R.L. Bruening. Chem. Rev., 1991, 91, 1721 р), применяются для экстракции и разделения катионов металлов (А.Т. Yordanov, D.М. Roundhill. Coord. Chem. Rev. 1998. 170, 93 р. K. Gloe, Н. Graubaum, М. Wust, Т. Rambusch, W. Seichter. Coord. Chem. Rev. 2001. 222. 103 р), для транспорта ионов через мембраны (Р. Bushlmann, Е. Pretsch, Е. Bakker. Chem. Rev. 1998, 98, 1593 р), в фоточувствительных системах (В. Valeur, I. Leray. Coord. Chem. Rev. 2000. 205. 3 р), выступают в роли межфазных катализаторов, моделирующих ферментативную активность (М.С. Feiters. In comprehensive Supramolecular Chemistry. Pergamon Press. Oxford. 1996, 9. 267 р).

Известен способ (М.S. Chande, Meera Н. Uchil, Р.А. Barve. Regioselective N-alkylation for the Synthesis of Novel Aminotriazolophanes. Heteroatom Chem., 2006, 17, 4, 330-336) получения азот- и серусодержащего макроцикла (2) взаимодействием 4-амино-5-тио-1,2,4-триазолидин-3-она с 1,5-пентандибромидом в присутствии КОН/МеОН с выходом 40%.

Известным способом не могут быть получены 4,18,32-трис(о,м,п-галогенфенил)-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-октадекаены формулы (1).

Известен способ (G.R. Khabibullina, V.R. Akhmetova, М.F. Abdullin, Т.V. Tyumkina, L.М. Khaliloy, А.I. 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 (5) с выходом 62% в смеси с побочным макрогетероциклом (6) циклоконденсацией моноэтаноламина (3) с CH₂O и 4,4′-димеркаптодифенил оксидом (4) (мольное соотношение соотношение 1:2:1) в растворе хлороформа за 4 ч.

Известным способом не могут быть получены 4,18,32-трис(о,м,п-галогенфенил)-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-октадекаены формулы (1).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения о селективном получении 4,18,32-трис(о,м,п-галогенфенил)-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-октадекаенов формулы (1).

Предлагается новый способ получения 4,18,32-трис(о,м,п-галогенфенил)-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-октадекаенов общей формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии N,N-бис(метоксиметил)-N-арил(о-хлорфенил, м-хлорфенил, м-фторфенил, м-бромфенил, п-бромфенил)амина с 4,4′-димеркаптодифенилоксидом в присутствии катализатора азотнокислого самария, взятых в мольном соотношении N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламин : 4,4′-димеркаптодифенилоксид : Sm(NO₃)₃*6H₂O = 1:1:(0.03-0.07), предпочтительно 1:1:0.05, при комнатной (~20°С) температуре и атмосферном давлении в этиловом эфире уксусной кислоты в качестве растворителя в течение 6-8 ч, предпочтительно 7 ч. Выход соответствующих 4,18,32-трис(о,м,п-галогенфенил)-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-октадекаенов общей формулы (1) составляет 68-85%. Реакция протекает по схеме:

4,18,32-Трис(о,м,п-галогенфенил)-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-октадекаены общей формулы (1) образуются только лишь с участием N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламинов и 4,4′-димеркаптодифенилоксида, 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-ариламин 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°С. При температуре выше 20°С (например, 60°С) увеличиваются энергозатраты, а при температуре ниже 20°С (например, 0°С) 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-ариламинами вовлекается 4,4′-димеркаптодифенилоксид в присутствии каталитических количеств Sm(NO₃)₃*6H₂O. Реакция идет с селективным образованием 4,18,32-трис(о,м,п-галогенфенил)-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-октадекаенов формулы (1).

В известном способе макроцикл формулы (5) получают в смеси с побочным гетероциклом (6) трехкомпонентной конденсацией аминоэтанола с формальдегидом и 4,4′-димеркаптодифенилоксидом.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:

Способ позволяет получать с высокой селективностью и выходами 4,18,32-трис(о,м,п-галогенфенил)-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-октадекаены формулы (1).

Способ поясняется следующими примерами:

ПРИМЕР 1. В сосуд Шленка, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 0.21 г (1 ммоль) N,N-бис(метоксиметил)-N-(о-хлорфенил)амина и 0.23 г (1 ммоль) 4,4′-димеркаптодифенилоксида, 5 мл этилового эфира уксусной кислоты, 0.02 г [5 мол.% в расчете на N,N-бис(метоксиметил)-N-о-хлорфениламин] Sm(NO₃)₃*6H₂O, перемешивают при комнатной (~20°С) температуре 7 ч, выделяют 4,18,32-трис(о-хлорфенил)-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 (1) с выходом 75%.

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

Спектральные характеристики 4,18,32-трис(о-хлорфенил)-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-октадекаена:

Спектр ЯМР 1Н (δ, м.д., CDCl3, J/Гц): 4.72 (с, 12Н, NCH2S); 6.96-6.98 (м, 15Н, Ph); 7.38-7.40 (м, 12Н, Ph); 7.48-7.50 (м, 3Н, Ph); 7.21-7.24 (м, 3Н, Ph); 7.30 (д.д., 3Н, J1, Ph); 7.47 (м, 3Н, Ph). Спектр ЯМР 13С (δ, м.д., J/Гц): 51.34 (NCH2S); 119.03; 119.61; 120.29; 127.77; 129.34; 131.10; 136.18; 141.02; 157.14 (Ph). Maldi tof tof, m/z: 1132.225 [М-Na]+

Спектральные характеристики 4,18,32-трис(м-хлорфенил)-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-октадекаена:

Спектр ЯМР 1Н (δ, м.д., CDCl3, J/Гц): 4.63 (с., 12Н, NCH2S); 6.65-6.71 (м, 12Н, Ph); 6.83-6.95 (м, 15Н, Ph); 7.11-7.16 (м, 3Н, Ph); 7.35-7.47 (м, 15Н, Ph). Спектр ЯМР 13С (δ, м.д., J/Гц): 60.10 (NCH2S); 112.14; 114.40; 119.51; 130.38; 136.16; 135.80; 136.10; 147.50; 156.87 (Ph). Maldi tof tof, m/z: 1132.225 [М-Na]+

Спектральные характеристики 4,18,32-трис(м-фторфенил)-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-октадекаена:

Спектр ЯМР 1Н (δ, м.д., CDCl3, J/Гц): 4.63 (с, 12Н, NCH2S); 6.87-6.94 (м, 12Н, Ph); 7.35-7.37 (м, 12Н, Ph); 6.44 (м, 3Н, Ph); 6.49 (м, 3Н, Ph); 7.15 (м, 3Н, Ph); 7.21 (м, 3Н, Ph). Спектр ЯМР 13С (δ, м.д, J/Гц): 60.18 (NCH2S); 109.53; 110.24; 119.50; 128.34; 131.80; 135.81; 136.18; 147.25; 157.05 (Ph). Maldi tof tof, m/z: 1132.225 [М+Na]+

Спектральные характеристики 4,18,32-трис(м-бромфенил)-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-октадекаена:

Спектр ЯМР 1Н (δ, м.д, CDCl3, J/Гц): 4.71 (с, 12Н, NCH28S); 6.97 (д, 12Н, 3J=8.5 Ph); 7.39 (д, 12Н, 3J=8.5 Ph); 6.71 (м, 3Н, Ph); 6.85 (м, 3Н, Ph); 7.21 (м, 3Н, Ph); 7.47 (м, 3Н, Ph). Спектр ЯМР 13С (δ, м.д, J/Гц): 51.45 (NCH2S); 110.86; 113.47; 119.55; 128.37; 131.15; 132.61; 136.25; 141.99; 157.15 (Ph). Maldi tof tof, m/z: 1132.274 [М+Br2]+

Спектральные характеристики 4,18,32-трис(п-бромфенил)-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-октадекаена:

Спектр ЯМР 1Н (δ, м.д, CDCl3, J/Гц): 4.62 (с, 12Н, NCH2S); 6.87-6.97 (м, 18Н, Ph); 7.34-7.42 (м, 18Н, Ph). Спектр ЯМР 13С (8, м.д, J/Гц): 60.08 (NCH2S); 112.61; 119.52; 122.44; 135.41; 146.63; 156.81 (Ph).