Патент на изобретение №2317987
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3-ТИА-1,5-ДИАЗАБИЦИКЛО[3.2.1]ОКТАНА ИЛИ 6-МЕТИЛ-3-ТИА-1,5-ДИАЗАБИЦИКЛО[3.2.1]ОКТАНА ИЛИ 5-[2-[1,3,5-ДИТИАЗИНАН-5-ИЛ]-1-МЕТИЛЭТИЛ]1,3,5-ДИТИАЗИНАНА
(57) Реферат:
Настоящее изобретение относится к способу получения 3-тиа-1,5- диазабицикло[3.2.1]октана (1б) или 6-метил-3-тиа-1,5-диазабицикло[3.2.1]октана (1а) или 5-[2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]-1-метилэтил]-1,3,5-дитиазинана (2а) формул 1а, б и 2а
Способ заключается во взаимодействии насыщенного сероводородом водного раствора формалина с 1,2-диаминопропаном или 1,2-диаминоэтаном в мольном соотношении 1,2-диаминопропан (1,2-диаминоэтан):формальдегид:сероводород, равном 1:6:4, при температуре 0°С в случае получения 3-тиа-1.5-диазабицикло[3.2.1]октана (1а) и 6-метил-3-тиа-1.5-диазабицикло[3.2.1]октана (1б) или 80°С в случае получения 5-[2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]-1-метилэтил]-1,3,5-дитиазинана (2а) и перемешивании в течение 3 часов. Полученные предлагаемым способом вещества могут найти применение в качестве селективных сорбентов и экстрагентов драгметаллов, специальных реагентов для подавления жизнедеятельности бактерий в различных средах.
Предлагаемое изобретение относится к органической химии, в частности к способу получения 6-метил-3-тиа-1,5-диазабицикло[3.2.1]октана (1а), 5-[2-[1,3,5-дитиазин-5-ил]-1-метилэтил]1,3,5-дитиазинана (2а), 3-тиа-1,5-диазабицикло[3.2.1]октана (1б) общей формулы соответственно (1а, б) и (2а):
Подобные N,S-содержащие соединения могут найти применение в качестве селективных сорбентов и экстрагентов, средств защиты кожи, меха, тканей от биоповреждений, биологически активных веществ по отношению к различным микроорганизмам и сульфатредуцирующим бактериям. Так, например, соединение 5-[2-(1,3,5-дитиазинан-5-ил) этил] 1,3,5-дитиазинан (26) используется в качестве селективного сорбента и экстрагента драгоценных металлов (Fr. Pat. 1963, 1,341,792; Chem. Abstr. 1964. V.60. №5. P.398)
Известны вещества дитиазинанового ряда, такие как 2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]-1-этанол (3) (Патент РФ №2160233; БИ №34, 2000,) и 2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]-уксусная кислота (4) (Патент РФ №2206726; БИ №17, 2003), которые способны подавлять развитие сульфатвосстанавливающих бактерий в различных технологических средах, в частности, в нефтяной промышленности.
Известен способ [С.Р.Хафизова, В.Р.Ахметова, Л.Ф.Коржова, Т.В.Хакимова, Г.Р.Надыргулова, Р.В.Кунакова, Э.А.Круглов, У.М.Джемилев. Многокомпонентная конденсация алифатических диаминов с формальдегидом и сероводородом (Изв. АН. Сер. хим. 2005, 2, 423)] с получением бис-1,3,5-дитиазина, в частности 5-[2-[1,3,5-дитиазин-5-ил]этил]1,3,5-дитиазинана (2б), взаимодействием 1,2-диаминоэтана с сероводородом и формальдегидом по схеме:
Известен способ [Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt vormals Roessler. F.P. 1,341,792/1963 (Chem. Abs., 1964, 60, 5528d)] получения производных бис-1,3,5-дитиазина, в частности 5-[2-[1,3,5-дитиазин-5-ил]этил]1,3,5-дитиазина (2б), взаимодействием гидросульфида натрия (NaHS) с 1,2-диаминоэтаном и формальдегидом по схеме:
Таким образом, в литературе отсутствуют сведения о получении 6- метил-3-тиа-1,5-диазабицикло[3.2.1]октана (1а), 3-тиа-1.5-диазабицикло [3.2.1]октана (1б), 5-[2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]-1-метилэтил] 1,3,5-дитиазинана (2а). Авторами предлагается способ получения 6-метил-3-тиа-1,5-диазабицикло[3.2.1]октана (1а), 5-[2-[1,3,5-дитиазин-5-ил]-1-метилэтил]1,3,5-дитиазинана (2а), 3-тиа-1,5-диазабицикло [3.2.1] октана (1б). Сущность способа заключается во взаимодействии насыщенного сероводородом водного раствора формальдегида (37%) с 1,2-диаминопропаном (5а) или 1,2-диаминоэтаном (5б), взятыми в мольном соотношении диамин:формальдегид:сероводород, равном 1:6:4 при температурах 0 или 80°С и перемешивании в течение 3 часов. При 0°С селективно образуется 6-метил-3-тиа-1,5-диазабицикло[3.2.1]октан (1а) (из 1,2-диаминопропана) с выходом 87% и 3-тиа-1,5-диазабицикло[3.2.1]октан (1б) (из 1,2-диаминоэтана) с выходом 85%. При 80°С селективно образуется 5-[2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]-1-метилэтил]-1,3,5-дитиазинан (2а) с выходом 73% (из 1,2-диаминопропана). Реакция протекает по схеме:
Реакцию проводили при температурах 0°С или 80°С. При температуре 80°С из 1,2-диаминопропана образуется исключительно 5-[2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]-1-метилэтил]1,3,5-дитиазинан (2а) с выходом 73%. При температуре 0°С из 1,2-диаминопропана образуется селективно 6-метил-3-тиа-1,5-диазабицикло[3.2.1]октан (1а) с выходом 87%, а из 1,2-диаминоэтана образуется исключительно 3-тиа-1,5-диазабицикло[3.2.1]октан (1б) с выходом 85%. Существенные отличия предлагаемого способа: В предлагаемом способе в качестве исходного соединения используется 1,2-диаминопропан и 1,2-диаминоэтан. Данный способ позволяет селективно получить в зависимости от температуры реакции: при 0°С из 1,2-диаминоэтана 3-тиа-1.5-диазабицикло[3.2.1]октан (1б), при 0°С из 1,2-диаминопропана 6-метил-3-тиа-1.5-диазабицикло[3.2.1] октан (1а), при 80°С из 1,2-диаминопропана 5-[2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]-1-метилэтил]-1,3,5-дитиазинан (2а). Преимущества предлагаемого способа: Способ позволяет получать с высокой региоселективностью 6-метил-3-тиа-1,5-диазабицикло[3.2.1]октан (1а), 5-[2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]-1-метилэтил]-1,3,5-дитиазинан (2а), 3-тиа-1,5-диазабицикло[3.2.1]октан (1б), синтез которых в литературе не описан. Способ отличается простотой проведения эксперимента и не требует применения дорогостоящего и высокоочищенного гидросульфида натрия. Способ поясняется примером: Пример 1: В стеклянный реактор, снабженный магнитной мешалкой, газоподводящей трубкой и капельной воронкой, помещают 0,06 моль (4,42 мл) формалина (37% водный раствор), барботированием насыщают раствор формалина сероводородом 0,04 моля (0,896 л, 1,36 г) в течение 30 мин, прикапывают при температуре 80°С 0,01 моль (0,74 г) 1,2-диаминопропана, перемешивают 3 часа. Выделяют селективно 5-[2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]-1-метилэтил]-1,3,5-дитиазинан (2а) с выходом 73%. Соединение очищают методом колоночной хроматографии на SiO2 (элюент гексан:этилацетат, 2:5) Rf 0.78 (проявитель I2). Тпл=94-95°С. В качестве побочных продуктов образуется смесь тритиолана, тетратиепана и непрореагирующего исходного диамина, от которых избавляются с помощью колоночной хроматографии. Пример 2: В стеклянный реактор, снабженный магнитной мешалкой, газоподводящей трубкой и капельной воронкой, помещают 0,06 моля (4,42 мл) формалина (37% водный раствор), барботированием насыщают раствор формалина сероводородом 0,04 моля (0,896 л, 1,36 г) в течение 30 мин, прикапывают при температуре 0°С 0,01 моль (0,74 г) 1,2-диаминоэтана, перемешивают 3 часа. Выделяют 3-тиа-1.5-диазабицикло [3.2.1]октан (1б) с выходом 85%. Соединение очищали методом колоночной хроматографии на SiO2 (элюент гексан:этилацетат, 4:3) Rf 0.24 (проявитель I2). В качестве побочных продуктов образуется смесь тритиолана, тетратиепана и непрореагирующего исходного диамина, от которых избавляются с помощью колоночной хроматографии. Пример 3: В стеклянный реактор, снабженный магнитной мешалкой, газоподводящей трубкой и капельной воронкой, помещают 0,06 моля (4,42 мл) формалина (37% водный раствор), барботированием насыщают раствор формалина сероводородом 0,04 моля (0,896 л, 1,36 г) в течение 30 мин, прикапывают при температуре 0°С 0,01 моль (0,74 г) 1,2-диаминопропана, перемешивают 3 часа. Выделяют селективно 6-метил-3-тиа-1,5-диазабицикло[3.2.1]октан (1а) с выходом 87%. Соединение очищали методом колоночной хроматографии на SiO2 (элюент гексан:этилацетат, 2:5) Rf 0.17 (проявитель I2). В качестве побочных продуктов образуется смесь тритиолана, тетратиепана и непрореагирующего исходного диамина, от которых избавляются с помощью колоночной хроматографии. Идентификация соединений (1а, б и 2а) выполнена с помощью 1D и 2D ЯМР спектроскопии 1Н и 13С, ГХ-МС и элементного анализа. Физико-химические характеристики1(1Спектры ЯМР 1Н зарегистрированы на спектрометре “Bruker AM-300” (300 МГц) и “Tesla BS-487” (100 МГц), ЯМР 13С на спектрометре “Jeol FX 90Q” (89.55 и 22.50 МГц), внутренний стандарт ТМС, растворитель CDCl3 и d6-ДМСО. Хромато-масс-спектральный анализ соединений проводили на приборе Finigan 4021.) 6-метил-3-тиа-1.5-диазабицикло [3.2.1] октана (1а):
Масло темно-желтого цвета, выход при 1:6:4 – 2.54 г (87%), Rf 0.17 (элюент гексан-этилацетат, 2:5). Найдено (%): S 23.17; Н 8.07; С 50.31; N 18.11. C6H13N2S. Вычислено (%): S 22.23; Н 8.39; С 49.96; N 19.42: ИК-спектр, Физико-химические характеристики 3-тиа-1.5-диазабицикло[3.2.1]октана (1б)
Масло желтого цвета, выход при соотношении 1:3:2 – 1.32 г (54%), при 1:6:4 – 2.21 г (85%), Rf 0.24 (элюент гексан-этилацетат, 4:3). Найдено (%): S, 25.29; Н, 7.59; С, 45.57; N, 20.47. C5H10N2S. Вычислено (%): S, 24.63; Н, 7.74; С, 46,10; N, 21.51. ИК-спектр, Физико-химические характеристики 5-[2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]-1-метилэтил]-1,3,5-дитиазинана (2а):
Кристаллы белого цвета, выход 3.50 г (73%), Rf 0.78 (элюент гексан-этилацетат, 2:5) Тпл=94-95°С. Найдено (%): S, 45.37; Н, 6.23; С, 37.91; N, 9.62. C9H18N2S4. Вычислено (%): S, 45.4; Н, 6.42; С, 38.26; N, 9.92. ИК-спектр,
Формула изобретения
Способ получения 3-тиа-1,5-диазабицикло[3.2.1]октана (1б) или 6-метил-3-тиа-1,5-диазабицикло[3.2.1]октана (1а) или 5-[2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]-1-метилэтил]-1,3,5-дитиазинана (2а) формул 1а, б и 2а
заключающийся в том, что насыщенный сероводородом водный раствор формальдегида подвергают взаимодействию с 1,2-диаминопропаном или 1,2-диаминоэтаном в мольном соотношении 1,2-диаминопропан (1,2-диаминоэтан):формальдегид:сероводород, равном 1:6:4, при температуре 0°С в случае получения соединений 1а и 1б или 80°С в случае получения соединения 2а и перемешивании в течение 3 ч.
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 02.06.2008
Извещение опубликовано: 20.06.2010 БИ: 17/2010
|
||||||||||||||||||||||||||
/см-1: 750, 1100, 1400, 1450, 2850, 2900. 1Н NMR (CDCl3) 
0.91 (д, 3Н-9), 3J=6.8 Hz), 2.38 (дд, 1H, H-7endo, 2J=12.0, 3J=4.8 Hz), 3.34-3.44 (м, 2Н, На-8, Н-7ехо), 3.48 (дд, 1H, Нe-2, 2J=12.5, 4J=1.4 Hz), 3.52 (дд, 1H, Не-4, 2J=12.5, 4J=1.4 Hz), 3.62 (м, 1Н, Н-6endo), 3.90 (дт, Нb-8, 2J=11.1, 4J=1.4 Hz), 4.59, 4.60 (д, 2Н, На-2, Hа-4, 2J=12.5 Hz); 13C NMR (CDCl3): 
