Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ (1,11-ДИОКСА-4,8-ДИТИА-6-АЗАЦИКЛОТРИДЕКАН-6-ИЛ)-ХИНОЛИНОВ

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения (1,11-диокса-4,8-дитиа-6-азациклотридекан-6-ил)-хинолинов общей формулы (1):

Макрогетероциклы, содержащие в своей структуре бензольные кольца, обладают жестким каркасом, что имеет важное значение при комплексообразовании [Yordanov А.Т., Roundhill D.M. // Coord. Chem. Rev., 1998, 170, 93; Gloe K., Graubaum H., Wust M., Rambusch Т., Seichter W. Coord. Chem. Rev., 2001, 222, 103]. В основе применения макроциклических соединений, имеющих в структуре электронодонорные (О, S, N) гетероатомы, лежит способность избирательно захватывать строго определенные ионы в соответствии с размером полости кольца. В связи с этим O, S, N-содержащие макрогетероциклы перспективны в качестве сорбентов и экстрагентов драгоценных металлов, а также селективных комплексообразователей иридия [Akhmetova V.R., Rakhimova Е.В., Vagapov R.A., Minnebaev A.B., Kopylova E.V., Buslaeva T.M., Kunakova R.V. // Trends in Heterocyclic Chemistry, 2011, 15(9), 33], палладия [Behcini Α., Bianchi Α., Dappoto P. J. // Chem. Soc. Chem. Commun., 1990, 1382; Bencini Α., Bianchi Α., Dapporto P. // Inorg. Chem., 1993, 32, 1204], меди и цинка [W.A. Freeman, W.L. Mock, N.-Y. Shih II J. Am. Chem. Soc, 1981, 103, 7367], ртути [A. Granzhan, H. Ihmels, M. Tian. ARKIVOC 2015, vi, 494].

Известен способ [Pop A.M. Abstract PhD Thesis. Cluj-Napoca, Romania, 2012] получения краунэфира (2) взаимодействием 1-окса-4,7-дитиа-10-азациклододекана со стехиометрическим количеством 2-бромбензилбромида в присутствии карбоната калия при кипячении

Известным способом не могут быть получены (1,11-диокса-4,8-дитиа-6-азациклотридекан-6-ил)-хинолины общей формулы (1).

Известен способ [S.L. Selektor, О.А. Raitman, D.A. Silant'eva, N.V. Ivanova, G. Yonusauskas, E.V. Lukovskaya, P. Batat, V.V. Arslanov. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 2011, 47, 4, 484] получения 1,4-диокса-7,13 -дитиа-10-азациклопентадекана (3) взаимодействием тризамещенного производного диэтаноламина с 3,6-диокса-1,8-октандитиолом в присутствии карбоната цезия

Известным способом не могут быть получены (1,11-диокса-4,8-дитиа-6-азациклотридекан-6-ил)-хинолины общей формулы (1).

Известен способ [N.N. Makhmudiyarova, L.V. Mudarisova, E.S. Meshcheryakova, A.G. Ibragimov, U.M. Dzhemilev. Tetrahedron, 2015, 259] получения 6-(галогенфенил)-1,11-диокса-4,8-дитиа-6-азациклотридеканов (4) реакцией N,N-бис(метоксиметил)-N-галогенфениламинов с 3,6-диокса-1,8-октандитиолом в присутствии катализатора на основе меди

Известным способом не могут быть получены (1,11-диокса-4,8-дитиа-6-азациклотридекан-6-ил)-хинолины общей формулы (1).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения по получению (1,11-диокса-4,8-дитиа-6-азациклотридекан-6-ил)-хинолинов общей формулы (1).

Предлагается новый способ получения (1,11-диокса-4,8-дитиа-6-азациклотридекан-6-ил)-хинолинов общей формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии 2-, или 3-, или 6-, или 8-аминохинолина с 1,6,9-триокса-3,12-дитиациклотридеканом в присутствии катализатора Sm(NO₃)₃⋅6H₂O, взятыми в мольном соотношении аминохинолин: 1,6,9-триокса-3,12-дитиациклотридекан: Sm(NО₃)₃⋅6Н₂O=1:1:(0.03-0.07), предпочтительно 1:1:0.05, при комнатной температуре (~20°С) и атмосферном давлении в среде растворителей этанол-хлороформ (1:1, объемное соотношение) в течение 2.5-3.5 ч. Выход (1,11-диокса-4,8-дитиа-6-азациклотридекан-6-ил)-хинолинов (1) составляет 75-88%. Реакция протекает по схеме:

(1,11-Диокса-4,8-дитиа-6-азациклотридекан-6-ил)-хинолины общей формулы (1) образуются только лишь с участием 2-, или 3-, или 6-, или 8-аминохинолина и 1,6,9-триокса-3,12-дитиациклотридекана, взятых в стехиометрических количествах. При другом соотношении исходных реагентов снижается выход целевых продуктов (1). Без катализатора Sm(NO₃)₃⋅6H₂O реакция идет с выходом, не превышающим 25%. Проведение реакции в присутствии катализатора Sm(NO₃)₃⋅6H₂O больше 7 мол. % по отношению к аминохинолину не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование в реакции катализатора Sm(NO₃)₃⋅6H₂O менее 3 мол. % снижает выход (1), что связано с уменьшением каталитически активных центров в реакционной массе. Реакции проводили при комнатной температуре ~20°С. При более высокой температуре (например, 60°С) увеличиваются энергозатраты, при меньшей температуре (например, 0°С) 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 N,N-бис(метоксиметил)-N-галогенфениламина и 3,6-диокса-1,8-октандитиола в присутствии катализатора CuCl с образованием 6-(галогенфенил)-1,11-диокса-4,8-дитиа-6-азациклотридеканов (4). Известный способ не позволяет получать (1,11-диокса-4,8-дитиа-6-азациклотридекан-6-ил)-хинолины общей формулы (1).

В предлагаемом способе в качестве исходных реагентов применяются 2-, или 3-, или 6-, или 8-аминохинолин и 1,6,9-триокса-3,12-дитиациклотридекан. Реакция осуществляется в присутствии катализатора Sm(NO₃)₃⋅6H₂O.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:

Способ позволяет получать с высокой селективностью индивидуальные (1,11-диокса-4,8-дитиа-6-азациклотридекан-6-ил)-хинолины общей формулы (1), синтез которых в литературе не описан.

Способ поясняется следующими примерами.

ПРИМЕР 1. В круглодонную колбу, установленную на магнитной мешалке, помещают 0.23 г (1 ммоль) 1,6,9-триокса-3,12-дитиациклотридекана в 5 мл СНСl₃ и 0.022 г (0.05 ммоль) Sm(NO₃)₃⋅6H₂O, затем прибавляют по каплям 0.14 г (1 ммоль) 2-аминохинолина в 5 мл ЕtOН. Реакционную смесь перемешивают при температуре ~20°С в течение 3 ч, колоночной хроматографией на SiO₂ выделяют 2-(1,11-диокса-4,8-дитиа-6-азациклотридекан-6-ил)-хинолин с выходом 80%.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице 1.

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

Спектральные характеристики 2-(1,11-диокса-4,8-дитиа-6-азациклотридекан-6-ил)--хинолина¹: (¹ Контроль реакции осуществляли методом ТСХ на пластинах Sorbfil (ПТСХ-АФ-В), проявляли парами I₂. Для колоночной хроматографии использовали силикагель KCK (100-200 мкм). Спектры ЯМР 1D (¹Ή, ¹³С) и 2D (COSY, HSQC, НМВС) сняты на спектрометре Bruker Avance 400 (100.62 МГц для ¹³С и 400.13 МГц для ¹H) по стандартным методикам фирмы Bruker, внутренний стандарт Me₄Si, растворитель - CDCl₃. Масс-спектры получены на приборе MALDI TOF / TOF AUTOFLEX III фирмы Bruker.):

Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃, δ, м.д., J/Гц): 2.80 д (4Н, Н^{3', 9'}, J 6 Гц); 3.52 д (4Н, H^{12', 13'}, J 4 Гц); 3.68 д (4Н, H^{2', 10'},J 6 Гц); 5.07 д (4Н, Н^{5', 7'}, J 7 Гц); 7.10 д (2Н, H⁴, J 9 Гц); 7.23-7.28 м (1Н, Н⁶); 7.53-7.61 м (2Н, Н^{5, 7}); 7.68-7.71 м (1Н, Н⁸); 7.89 д (1Н, Н³, J 9 Гц). Спектр ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 30.4 (С^{3', 9'}), 49.8 (С^{5', 7'}), 70.2 (С^{12', 13'}), 71.5 (С^{2', 10'}), 109.5 (С⁴), 122.8 (С⁶), 123.4 (С^4а), 126.7 (С⁸), 127.2 (С⁵), 129.6 (С⁷), 137.8 (С³), 147.3 (С^8а), 155.3 (С²). Масс-спектр (MALDI TOF / TOF), m/z (I_отн., %): 351 [М+Н]⁺(100).

Спектральные характеристики 3-(1,11-диокса-4,8-дитиа-6-азациклотридекан-6-ил)--хинолина:

Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃, δ, м.д., J / Гц): 2.72 т (4Н, Н^{3', 9'}, J 4.5 Гц); 3.72 уш.с (4Н, Н^{12', 13'}); 3.92 т (4Н, Н^{2', 10'}, J 4.5 Гц); 5.23 уш.с (4Н, Н^{5', 7'}); 7.45 т (2Н, Н^5,6, J 3.6 Гц); 7.49 д (1Н, Н⁴, J 2.8 Гц); 7.69-7.71 м (1H, Н⁸); 7.98 д (1Н, Н⁷, J 7.2 Гц); 8.91 д (1Н, Н², J 2.8 Гц). Спектр ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 29.3 (С^{3', 9'}), 54.8 (С^{5', 7'}), 70.2 (C^{12', 13'}), 74.7 (С^{2', 10'}), 114.7 (С⁴), 125.7 (С⁶), 126.5 (С⁸), 126.8 (С⁵), 128.3 (С^4а), 128.8 (С⁷), 139.1 (С³), 140.7 (С²), 142.1 (С^8а). Масс-спектр (MALDI TOF / TOF), m/z (I_отн, %): 350 [M]⁺(33); 351 [М+Н]⁺(100).

Спектральные характеристики 6-(1,11-диокса-4,8-дитиа-6-азациклотридекан-6-ил)--хинолина:

Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃, δ, м.д., J / Гц): 2.72 т (4Н, Н^{3', 9'}, J 4.5 Гц); 3.68 уш.с (4Н, Н^{12', 13'}); 3.89 т (4Н, Н^{2', 10'}, J 4.5 Гц); 5.20 уш.с (4Н, Н^{5', 7'}); 7.14 т (1Н, Н⁵, J 2 Гц); 7.27 дд (1Н, Н⁸, J 8 Гц); 7.60 дд (1Н, Н⁷, J 8 и 2 Гц); 8.00 д (2Н, Н^{3, 4}, J 8 Гц); 8.66 д (1H, H², J4Гц). Спектр ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 29.4 (С^{3', 9'}), 55.2 (С^{5', 7'}), 70.3 (C^{12', 13'}), 74.7 (С^{2', 10'}), 107.1 (С⁵), 119.2 (С⁷), 121.3 (С⁸), 129.4 (С^4а), 130.2 (С³), 134.5 (С⁴), 143.0 (С^8а), 143.9 (С⁶), 147.0 (С²). Масс-спектр (MALDI TOF / TOF), m/z (I_отн, %): 350 [M]⁺(100).

Спектральные характеристики 8-(1,11-диокса-4,8-дитиа-6-азациклотридекан-6-ил)--хинолина:

Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃, δ, м.д., J / Гц): 2.81 т (4Н, Н^{3', 9'}, J 6.4 Гц); 3.64-3.67 м (4Н, Н^{12', 13'}); 3.72 т (4Н, Н^{2', 10'}, J 6.4 Гц); 4.72-4.77 м (4Н, Н^{5', 7'}); 6.85-6.92 м (1Н, Н⁷); 7.15 т (1Н, Н³, J 6.8 Гц); 7.34-7.38 м (1H, Н⁵); 7.43 т (1Н, Н⁶, J 6.4 Гц); 8.06-8.10 м (1Н, Н⁴); 8.70-8.73 м (1Н, Н²). Спектр ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 30.2 (С^{3', 9'}), 47.0 (С^{5', 7'}), 70.5 (C^{12', 13'}), 72.1 (С^{2', 10'}), 107.0 (С⁷), 115.4 (С³), 121.5 (С⁵), 127.6 (С⁶), 128.7 (С^4а), 136.1 (С⁴), 138.7 (С^8а), 142.3 (С⁸), 147.2 (С²).