Способ получения 4н-тиопиранов

 

Изобретение относится к способу получения 4Н-тиопиранов, которые могут применяться в качестве материалов для оптоэлектроники, полупродуктов органического синтеза, лекарственных препаратов и др. Замещенные 4Н-тиопираны общей формулы I, где R = Н; Cl; ОСН₃, получают взаимодействием 1,5-дикетонов с сероводородом, источником которого является сульфид цинка, в среде метанола в присутствии эфиров фосфористой кислоты, образующихся непосредственно в реакционной смеси при добавлении в нее треххлористого фосфора. Изобретение позволяет получить 4Н-тиопираны способом, не связанным с применением газообразных сероводорода и хлористого водорода, не имеющим дополнительной стадии очистки, и по которому можно получать соединения, склонные к реакциям диспропорционирования.

I. Область применения.

4Н-Тиопираны и их производные могут применяться в качестве материалов для оптоэлектроники, полупродуктов органического синтеза, лекарственных препаратов и др. [SU 1583421, Б.И. - 1990. - №29. - С.34.; Харченко В.Г., Чалая С.Н., Коновалова Т.М. ХГС. - 1974. - №9. - C.1155-1170.; Харченко В.Г., Чалая С.Н. Тиопираны, соли тиопирилия и родственные соединения //Саратов: изд-во Сарат. ун-та. - 1987. - 60 С.; SU 225216 опубл. 16.12.1968].

II. Предшествующий уровень техники.

Известен ряд методов синтеза 4Н-тиопиранов с использованием газообразного сероводорода и восстановлением солей тиопирилия гидридами металлов [Харченко В.Г., Чалая С.Н. Тиопираны, соли тиопирилия и родственные соединения //Саратов: изд-во Сарат. ун-та. - 1987. - 60 С.]. Наиболее приемлемым методом синтеза 4Н-тиопиранов является метод, который основан на взаимодействии тетра- и пентазамещенных 1,5-дикетонов с сероводородом, который получается непосредственно в реакционной среде из сульфида цинка в условиях кислотного катализа [SU 1583421, Б.И. - 1990. - №29. - С.34.].

Недостатками данного метода являлись

а) невозможность получения тиопиранов, склонных к реакциям диспропорционирования, например триарилзамещенных 4Н-тиопиранов (в прикладном аспекте больший интерес вызывают тиопираны с меньшей степенью замещения, которые легко подвергаются реакциям диспропорционирования);

б) полученные соединения требовали дополнительной очистки, так как часть целевого продукта выпадала из реакционной смеси в виде масла;

в) для проведения реакции требовалось использования газообразного сухого хлористого водорода, которым предварительно насыщали реакционную смесь, контролируя процесс насыщения титрованием.

III. Сущность изобретения.

Целью данного изобретения является создание нового метода синтеза 4Н-тиопиранов, который не был бы связан с применением газообразных сероводорода и хлористого водорода, не имел дополнительной стадии очистки, легко мог быть внедрен в промышленность и по которому можно было получать соединения, склонные к реакциям диспропорционирования.

В связи с этим мы решили провести синтез 4Н-тиопиранов разнообразного строения при действии сероводорода in situ на 1,5-дикетоны в присутствии эфиров фосфористой кислоты и хлористого водорода.

Известно, что эфиры фосфористой кислоты пассивируют реакцию диспропорционирования 4Н-селенопиранов [Древко Б.И., Сучков М.А., Харченко В.Г. //ХГС - 1998. - №6. - С.842-843.; Древко Б.И., Сучков М.А., Филимонов А.Е., Харченко В.Г. //ЖОХ - 1999. - т.69, вып.1. - С.84-85]. Мы предположили, что аналогичный эффект будет наблюдаться и для тиопиранов.

Реакцию проводили в метаноле при комнатной температуре. Насыщение метанола хлороводородом и образование эфиров фосфористой кислоты происходило при взаимодействии РСl₃ со спиртом. Источником сероводорода служил сульфид цинка.

Для подтверждения универсальности данной методики мы провели реакцию получения 2,6-дифенил-4-(п-метоксифенил)-тиопирана, который наиболее склонен к реакциям диспропорционирования [Харченко В.Г., Чалая С.Н. Тиопираны, соли тиопирилия и родственные соединения //Саратов: изд-во Сарат. ун-та. - 1987. - 60 С].

Чистота полученных соединений контролировалась методом КГХ с масс-селективным детектором HP 5890/5972. Условия хроматографии: T_инж=200°С; t_нaч=3 мин; Т_кон=280°С; ΔТ=10°С/мин; газ-носитель гелий, ν=1 мл/мин; капиллярная колонка HP-5MS.

Для полной иллюстрации изобретения приводим конкретные методики выполнения синтеза.

Пример 1.

Получение 2,6-дифенил-4-(п-метоксифенил)-4Н-тиопирана.

К 19 мл метанола по каплям при интенсивном перемешивании и охлаждении добавляют 3,25 мл треххлористого фосфора. Затем нагревают содержимое колбы до 30°С и засыпают небольшими порциями при перемешивании 0,0025М (0,815 г) 1,5-дифенил-3-(п-метоксифенил)-пентандиона-1,5. После полного растворения дикетона (~15 мин) в колбу добавляют небольшими порциями 0,003М (0,29 г) сульфида цинка. Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре до полного исчезновения исходного дикетона по ТСХ (~3 ч). Полученные светло-желтые кристаллы отфильтровывают, промывают на фильтре 10 мл этилового спирта. Сушат в темноте на воздухе. Получают 0.734 г (90%) 2,6-дифенил-4-(п-метоксифенил)-4Н-тиопирана. Т.пл. 94-96°С (без дополнительной очистки). Лит. Т.пл. 94-96°С [SU 225216, опубл. 16.12.1968]. Данные хроматомасс-спектрометрии показали одинаковые время удерживания и масс-спектры для стандартного и опытного образца.

Реакционную колбу споласкивают 10 мл эфира и выливают содержимое в маточный раствор, добавляют 20 мл воды. Эфирный слой отделяют, промывают водой, сушат, анализируют методом хроматомасс-спектрометрии. Эфирный раствор содержит 2,6-дифенил-4-(п-метоксифенил)-4Н-тиопиран с примесью 2,6-дифенил-4-(п-метоксифенил)-2,3-дигидро-4Н-тиопирана.

Пример 2. Получение 2,4,6-трифенил-4Н-тиопирана.

Получают аналогично вышеприведенной методике, исходя из 0,0025М (0,82 г) 1,3,5-трифенил-пентандиона-1,5. Выход целевого продукта 0,755 г (92%). Т.пл. 103-105°С (без дополнительной очистки). Лит. Т.пл. 104-106°С [SU 225216, опубл. 16.12.1968]. Данные хроматомасс-спектрометрии показали одинаковые результаты для опытного и контрольного образцов (время удерживания, масс-спектры).

Маточный раствор содержал 2,4,6-трифенил-4Н-тиопиран с примесью 2,4,6-трифенил-2,3-дигидро-4Н-тиопирана.

Пример 3. Получение 2,6-дифенил-4-(п-хлорфенил)-4Н-тиопирана.

Получают аналогично вышеприведенной методике исходя из 0,0025М (0,83 г) 1,5-дифенил-3-(п-хлорфенил)-пентандиона-1,5.

Выход целевого продукта 0,73 г (88%). Т.пл. 95-97°С (без дополнительной очистки). Лит. Т.пл. 95-97°С [SU 225216, опубл. 16.12.1968]. Данные хроматомасс-спектрометрии показали одинаковые результаты для опытного и контрольного образцов (время удерживания, масс-спектры).

Маточный раствор содержал 2,6-дифенил-4-(п-хлорфенил)-4Н-тиопиран с примесью 2,6-дифенил-4-(п-хлорфенил)-2,3-дигидро-4Н-тиопирана.

Формула изобретения

Способ получения замещенных 4Н-тиопиранов общей формулы

где R=Н, Сl, ОСН₃,

включающий взаимодействие 1,5-дикетонов с сероводородом, источником которого является сульфид цинка, в среде метанола, отличающийся тем, что процесс проводят в присутствии эфиров фосфористой кислоты, образующихся непосредственно в реакционной смеси при добавлении в нее треххлористого фосфора.