Способ получения 3-фенил-1,3,4-тиадиазолидина

Изобретение относится к области органического синтеза, а именно к усовершенствованному способу получения 3-фенил-1,3,4-тиадиазолидина (1) общей формулы:

в котором насыщенный сероводородом водный раствор формальдегида взаимодействует с солянокислым фенилгидразином в этаноле в мольном соотношении фенилгидразин: формальдегид: сероводород, равном 1:2:1, при температуре 0°С 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 (от легкой промышленности до нефти), биологически активных веществ для синтеза различных лекарственных препаратов, таких как антибактериальные, антигрибковые и антивирусные агенты. Выход целевого продукта (1) составляет 21%.

 

Предлагаемое изобретение относится к органической химии, в частности, к способу получения 3-фенил-1,3,4-тиадиазолидина общей формулы (1):

Соединения тиадиазолидинового ряда могут найти применение в качестве комплексообразователей, селективных сорбентов и экстрагентов драгоценных металлов, специальных реагентов для подавления жизнедеятельности бактерий в различных средах (от легкой промышленности до нефти), биологически активных веществ для синтеза различных лекарственных препаратов, таких как антибактериальные, антигрибковые и антивирусные агенты.

Известен способ (N.P.Neureiter. Monomeric formaldazine - sinthesis of 1,3,4-thiadiazolidine - a new heterocycle. J. Am. Chem. Soc., 1959, 81, p.2910) получения производных 1,3,4-тиадиазолидина (2) взаимодействием соответственно гидразина, водного формальдегида и сероводорода по схеме:

Известный способ не позволяет получать 3-фенил-1,3,4-тиадиазолидин (1).

Известен способ (Р.Г.Костяновский, П.Радемахер, Ю.И.Эльнатанов, Г.К.Кадоркина, Г.А.Никифоров, И.И.Червин, С.В.Усачев, В.Р.Костяновский. Асимметрический азот. Сообщение 78. Пространственно-затрудненная инверсия атомов в циклических гидразинах: N,N'-диалкил-1,3,4-оксадиазолидины; 1,3,4-тиадиазолидин; 4,5-бензо-1,2,3,6-тетрагидропиридазин. Изв. АН., 1997, №7, 1346-1354) получения производных 1,3,4-тиадиазолидина (3) взаимодействием соответственно 1,2-диизопропилгидразина в МеОН, параформа и сероводорода по схеме:

Известный способ не позволяет получать 3-фенил-1,3,4-тиадиазолидин (1).

Предлагается новый способ синтеза 3-фенил-1,3,4-тиадиазолидина (1).

Сущность метода заключается во взаимодействии насыщенного сероводородом водного раствора формальдегида (37%) с солянокислым фенилгидразином в этаноле, взятыми в мольном соотношении фенилгидразин: формальдегид: сероводород: = 1:2:1, при температуре 0°С и перемешивании в течении 3 часов. Образуется 3-фенил-1,3,4-тиадиазолидин (1). Реакция протекает по схеме:

Целевой продукт 3-фенил-1,3,4-тиадиазолидин (1) образуется только с участием солянокислого фенилгидразина, формальдегида и сероводорода. В присутствии других производных гидразина (например, аммиака, триазана, тетразана), других альдегидов (например, уксусного, пропионового), других меркаптанов (например, этил- или амилмеркаптаны) целевой продукт (1) не образуется. Реакции проводили при температуре (0°С). При более высокой температуре выход целевого продукта снижается.

Реакцию проводили с использованием этилового спирта в качестве растворителя. В других растворителях (например, метиловом или изопропиловом спирте) снижается селективность реакции.

Отличия предлагаемого способа:

В предлагаемом способе для получения 3-фенил-1,3,4-тиадиазолидина (1) используется солянокислый фенилгидразин, в известном способе солянокислый фенилгидразин не используется.

Преимущества предлагаемого способа:

Способ позволяет получать с высокой региоселективностью 3-фенил-1,3,4-тиадиазолидин (1), синтез которого в литературе не описан.

Способ поясняется примером:

В стеклянный реактор, снабженный механической мешалкой, обратным холодильником, газоподводящей трубкой и капельной воронкой, при комнатной (0°С) температуре помещают 2 моля формальдегида (37% водный раствор), барботированием насыщают раствор формалина сероводородом в течение 1 ч, прикапывают 1 моль солянокислого фенилгидразина, растворенного в этаноле, перемешивают 3 ч. При 0°С выделяют 3-фенил-1,3,4-тиадиазолидин (1) с выходом до 21%.

Спектральные характеристики ^*3-фенил-1,3,4-тиадиазолидина (1) (^*Спектры ЯМР ¹Н зарегистрированы на спектрометре "Tesla BS-487" (80 МГц), ЯМР ¹³С на спектрометре "Jeol FX 90Q" (89.55 и 22.50 МГц). Хромато-масс-спекгральный анализ проводили на приборе "Finigan", модель 4021 (стеклянная капиллярная колонка 50000-0.25 мм, неподвижная фаза НР-5, газ-носитель-гелий, программирование температуры от 50 до 300°С со скоростью 5 град/мин, температура испарителя 280°С, температура источников ионов 250°С, 70 эВ):

Спектр ЯМР ¹H (δ, м.д, CDCl₃, J/Гц): 4.40 (д, 2Н, Н₂С (5)); 4.60 (д, 2Н, Н₂С (2)); 7.00-7.25 (м, 5Н, Н₂С (6-11)).

Спектр ЯМР ¹³С (δ, м.д., CDCl₃): 53.82 (т, С (2)); 55.19 (т, С (5)); 115.0 (д, С (7, 11)), 121.22 (д, С (9)), 128.91 (д, С (8, 10)), 148.37 (т, С (6)). Масс-спектр, m/z (I_отн (%)): 166 [M]⁺ (2); 120 [М-CH₂S]⁺ (10); 105 [M-CH₂SCH₃]⁺ (40); 92 [М-C₆H₅NH]⁺ (16); 77 [С₆Н₅]⁺ (100); 61 [CH₂SCH₃]⁺ (36); 51 [CN-NC]⁺.

Способ получения 3-фенил-1,3,4-тиадиазолидина (1) общей формулы:

отличающийся тем, что насыщенный сероводородом водный раствор формальдегида взаимодействует с соляно-кислым фенилгидразином в этаноле в мольном соотношении фенилгидразин : формальдегид : сероводород, равном 1 : 2 : 1, при температуре 0°С и перемешивании в течение 3 ч.