Способ получения n-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)-тиомочевины

Авторы патента:

Ахметова Внира Рахимовна (RU)

Кунакова Райхана Валиулловна (RU)

Хайруллина Регина Радиевна (RU)

Джемилев Усеин Меметович (RU)

C07D285/15 - шестичленные кольца

Владельцы патента RU 2414460:

Учреждение Российской академии наук Институт нефтехимии и катализа РАН (RU)

Изобретение относится к области органического синтеза. Полученная предлагаемым способом N-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)-тиомочевина может найти применение в качестве селективных сорбентов и экстрагентов благородных и драгоценных металлов. Сущность способа заключается во взаимодействии насыщенного сероводородом формальдегида с предварительно приготовленной смесью тиосемикарбазид-BuONa/BuOH (pH>11.5) при соотношении тиосемикарбазид:BuONa/BuOH: CH₂O:H₂S, равном 1:3:3:2, в течение 7 ч (40°С) с последующей нейтрализацией расчетным количеством разбавленной HCl. Выход целевой N-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)-тиомочевины составил 92%.

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, а именно к способу синтеза N-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)-тиомочевины формулы

Представленное соединение может найти применение в качестве модифицированного селективного сорбента благородных и драгоценных металлов [Муринов Ю.И., Майстренко В.Н., Афзалетдинова Н.Г. Экстракция металлов S,N-органическими соединениями, М., Наука, 1993, с 192] и как низкомолекулярный биорегулятор (инсектицид, гербицид, биоцид) [Harvey M. Loux., Patent U.S. №3.466.280, 9, 1969].

Синтез N-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)-тиомочевины в литературе не описан.

В литературе описан синтез соответствующих 4,6-диимино-1,3,5-дитиазинанов (IV, V) в реакциях взаимодействия 1,5-дифенилтиобиурета (II) с бромистым метиленом [Underwood H.G., Dains F.B. The Actions of Perthiocyanic Acid on Amines // J. Am. Chem. Soc, 1935, V.57, p.1768-1771] или (II) с 1-ароил-2-фенилацетиленами (III) в присутствии BF₃*Et₂O [Глотова Т.Е., Процук Н.И., Албанов А.И. и др. Синтез новых производных 1,3,5-дитиазинана. // ЖОХ, 2003, т.73, вып.5, с 834-838].

Известен способ получения гидробромидов 4,6-диимино-1,3,5-дитиазина (VIIa-г) при взаимодействии тиомочевины (VIa-г) с бромистым метиленом в EtOH [Grogan C.H., Rice L.M. Dithiazanes or Methylenediisothiuronium Salts // J. Org. Chem. 1963, V.28, №9, p.2486-2487], тогда как в реакции тиомочевины (VIa) с дивинилсульфидом (VIII) в присутствии сильных кислот происходит образование ненасыщенного 1,3,5-дитиазинана (IX) [Трофимов Б.А., Гаврилова Г.М., Калабин Г.А., Баиров В.В, Амосова С.В. Циклоприсоединение дивинилсульфида к тиомочевине // Химия гетероциклических соединений, 1979, №11, с.1466-1469].

Из литературных данных известно, что алифатические амиды (Ха-д), вступая в реакцию циклотиометилирования в присутствии BuONa/BuOH, образуют N-ацил-1,3,5-дитиазинаны (XIa-д) [В.Р.Ахметова, P.P.Хайруллина, Г.Р.Надыргулова, Р.В.Кунакова, У.М.Джемилев. Мультикомпонентная гетероциклизация амидов карбоновых кислот с H₂S и CH₂O. Журнал органической химии, 2008, т.44, №21, с 200-206].

Перечисленными выше способами не может быть получена N-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)-тиомочевина.

Задачей изобретения является получение N-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)-тиомочевины однореакторной конденсацией гидразинкарботиоамида (тиосемикарбазида) с формальдегидом и сероводородом.

Предлагаемый нами способ синтеза 1,3,5-дитиазинанов заключается во взаимодействии насыщенного сероводородом формальдегида со свежеприготовленной смесью тиосемикарбазид-BuONa/BuOH (pH>11.5) при соотношении тиосемикарбазид:BuONa/BuOH, равном 1:3. Реакция осуществляется при соотношении тиосемикарбазид:формальдегид:сероводород, равном 1:3:2. Реакционную смесь перемешивают 7 ч, поддерживая заданную температуру (40°C), затем нейтрализуют расчетным количеством разбавленной HCl. Образующуюся N-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)-тиомочевину отфильтровывают и промывают EtOH. Реакция протекает по схеме:

Преимущества предлагаемого способа

На основании предложенного способа можно селективно получать N-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)-тиомочевину, синтез которой в литературе ранее не описан. Предлагаемый способ препаративно прост, в качестве растворителя используется н-бутиловый спирт, процесс не требует больших энергозатрат, и не образуются токсичные отходы.

Способ поясняется примерами

ПРИМЕР. В стеклянный реактор, снабженный магнитной мешалкой, обратным холодильником, газопроводящей трубкой и капельной воронкой, при 40°C помещали 3 моля формальдегида, барботированием насыщали его сероводородом в течение 20 мин. В другом реакторе при комнатной температуре (20°C) смешивали тиосемикарбазид с BuONa/BuOH при соотношении 1:3 (pH>11.5) и прибавляли по каплям в раствор, полученный барботированием газообразного H₂S в формальдегид. Реакционную смесь перемешивали 7 ч, поддерживая заданную температуру (40°C), затем нейтрализовали расчетным количеством разбавленной HCl. Образующуюся N-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)-тиомочевину отфильтровывали и промывали EtOH. Выход составил 92%.

Спектральные характеристики

N-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)-тиомочевины

Выход 92%, т.пл. 145-146°C. ИК-спектр, ν/см^-1: 710, 1010, 1190, 1270, 1370, 1465, 2920, 3280. Спектр ЯМР ¹H (δ, м.д., ДМСО-d₆): 3.60 (т, 1H, CH_2e(2)), 3.96 (т, 2Н, СН_2е(4,6)), 4.60 (т, 1H, СН_2а(2)), 4.92 (т, 2Н, СН_2а(4,6)); 7.66 (c, 2Н, H₂N(9); 8.22 (c, 1H, HN(7)). Спектр ЯМР ¹³С (δ, м.д., ДМСО-d₆): 31.02 (c C(2)); 58.25 (c С(4,6)); 179.89 (c, C(8)). Масс-спектр, m/z (l_отн., %): 196 (100) [М+1]⁺; 161 (38) [M-S]⁺; 136 (13) [M-CH₂SCH₂]⁺; 122 (31) [M-SCH₂S]⁺; 102 (72) [M-CH₂SCH₂S]⁺; 76 (47) [M-NCH₂SCH₂SCH₂]⁺. Вычислено (%): C, 24.60; H, 4.64; N, 21.51; S, 49.25. C₄H₉N₃S₃. Найдено (%): C, 24.15; H, 4.39; N, 22.10; S, 48.94.

* - Спектры ЯМР ¹Н и ¹³С записаны на спектрометре "Bruker AVANCE 400" с рабочей чистотой 300 и 100 МГц, внутренний стандарт ТМС. ИК-спектры снимали на спектрометре "Specord 75IR" в вазелиновом масле. Хромато-масс-спектрометрический анализ проведен на приборе «Shimadzu LCMS-2010 EV» в режиме химической ионизации при атмосферном давлении (ХИАД). Максимальная температура ионного источника (APCI probe) 500°C; температура нагревателя 200°C, температура испарителя 250°C. Скорость жидкого потока 0.05 мл/мин. Скорость газа-распылителя составила 2.5 мл/мин. Напряжение на источнике ионов (+) 4.5 кВ, (-) 3 кВ. Элементный анализ образцов определяли на элементном анализаторе фирмы Karlo Erba, модель №1106.

Способ получения N-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)-тиомочевины формулы:

отличающийся тем, что насыщенный сероводородом формальдегид взаимодействует с предварительно приготовленной смесью тиосемикарбазид - BuONa/BuOH (pH>11.5) при соотношении тиосемикарбазид: BuONa/BuOH: CH₂O: H₂S, равном 1:3:3:2, температуре 40°С в течение 7 ч с последующей нейтрализацией расчетным количеством разбавленной HCl.

Способ получения n-[1',3',5'-дитиазинан-5'-ил-карбонил]-1,3,5-дитиазинан-5-карбоксамида // 2342370

Способ получения 2,4-бис(1,3,5-дитиазинан-5-ил)-4-оксомасляной кислоты // 2327693

Изобретение относится к способу получения 2,4-бис(1,3,5-дитиазинан-5-ил)-4-оксомасляной кислоты формулы: включающий взаимодействие насыщенного сероводородом водного раствора формальдегида с водным раствором моноамида -аминоянтарной кислоты.

Способ получения 5-[орто-(пара-)-гидроксифенил]-1,3,5-дитиазинов // 2291865

Изобретение относится к способу получения 5-[орто-(пара-)-гидроксифенил]-1,3,5-дитиазинов. .

Способ получения n-метилен-4h-1,3,5-дитиазинил-5(6h)амина // 2291864

Изобретение относится к способу получения N-метилен-4Н-1,3,5 -дитиазинил-5(6Н)амина, которое может найти применение в качестве потенциального антибактериального и антивирусного препарата, экстрагента драгметаллов, специального реагента, для подавления жизнедеятельности бактерий в различных средах.

Способ получения n-фенил-1,3,5-дитиазин-5-амина // 2291151

Изобретение относится к области органического синтеза. .

Способ получения 5-ацил-пергидро-1,3,5-дитиазинов // 2291150

Изобретение относится к области органического синтеза. .

Замещенные 3,7-диазобицикло[3.3.1]нонаны, фокусированная библиотека и комбинаторная библиотека // 2228934

5- @ 2-хлор-4-[(2-окси-3,5-дибромбензоил)амино]-фенокси @ бензо-2,1,3-тиадиазол, проявляющий активность при гименолепидозе белых мышей // 1756319

Изобретение относится к гетероциклическим соединениям, в частности к 5-{2- хлор-4- 2-окси-3,5-дибромбензоил)эммно фенокси}бензо-2,1,3-тиадизолу, проявляющему активность при гименолепидозе, и может быть использовано в медицине.

N-(4-хлорфенил)-2-[(бензо-2,1,3-тиадиазол-4-сульфонил)амино] -5-хлорбензамид, обладающий антигельминтной активностью // 1705292

Изобретение относится к гетероциклическим соединениям. .

Способ селективного получения 2-, 3- и 4-(1,3,5-дитиазинан-5-ил) тиофенолов // 2425039

Изобретение относится к области органического синтеза, а именно к способу селективного получения 2-, 3- и 4-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)тиофенолов (1-3): , который заключается во взаимодействии аминофенолов с водным раствором формальдегида, насыщенного сероводородом, при мольном соотношении реагентов 1:3:2 в среде этанола и отличается тем, что в качестве исходного аминофенола используют изомерные о-, м- или п-аминотиофенолы и реакцию проводят при 0°С в течение 3 часов

Способ получения n-[4-нитро(2,4-динитро)фенил]-1,3,5-дитиазинан-5-аминов // 2434857

Изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения N-[4-нитро(2,4-динитро)фенил]-1,3,5-дитиазинан-5-аминов общей формулы (1): , который заключается в том, что 4-нитрофенилгидразин или 2,4-динитрофенилгидразин подвергают взаимодействию с N-метил-1,3,5-дитиазинаном в присутствии катализатора Cp2TiCl2, при мольном соотношении 4-нитрофенилгидразин (2,4-динитрофенилгидразин): N-метил-1,3,5-дитиазинан: Cp2TiCl2 = 10:(10-12):(0.3-0.7), предпочтительно 10:11:0.5 ммолей, при комнатной температуре (20°С) и атмосферном давлении в течение 1-3 ч

Способ получения n-фенил(бензил)-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)аминов // 2443692

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения N-фенил(бензил)-(1,3,5-дитиазин-5-ил)аминов общей формулы (1): который заключается в том, что фенилгидразин или бензилгидразин подвергают взаимодействию с N-метил-1,3,5-дитиазинаном в присутствии катализатора Cp2TiCl2, при мольном соотношении фенилгидразин (бензилгидразин):N-метил-1,3,5-дитиазинан:Cp 2TiCl2=10:(10-12):(0.3-0.7), предпочтительно 10:11:0.5, при комнатной температуре (20°С) и атмосферном давлении в течение 1-3 ч

Способ получения 2- и 4-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)-фенолов // 2443693

Изобретение относится к органической химии, а именно к способу получения 2- и 4-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)фенолов общей формулы (1) ,который заключается в том, что о- или n-аминофенол подвергают взаимодействию с N-метил-1,3,5-дитиазинаном в присутствии катализатора кристаллогидрата нитрата самария [Sm(NO 3)2·6Н2О], взятыми в мольном соотношении о-, n-аминофенол : N-метил-1,3,5-дитиазинан : Sm(NO 3)2·6H2O=10:(10-12):(0.3-0.7), в атмосфере аргона в среде ЕtOН-СНСl3 в качестве растворителя при температуре 50-70°С и атмосферном давлении в течение 2.5-3.5 ч

Способ получения n-арил-1,3,5-дитиазинанов // 2443694

Изобретение относится к органической химии, а именно к способу получения N-арил-1,3,5-дитиазинанов общей формулы (1) ,где Ar=фенил (а), 4-метоксифенил (b), 2-нитрофенил (с), который заключается в том, что ариламины (Ar-NH 2) подвергают взаимодействию с N-метил-1,3,5-дитиазинаном в присутствии катализатора кристаллогидрата нитрата самария (Sm(NO 3)2 6H2O), взятыми в мольном соотношении ариламин : N-метил-1,3,5-дитиазинан : Sm(NO3)2 6H2O=10:(10-12):(0.3-0.7), в атмосфере аргона в хлороформе в качестве растворителя при комнатной температуре (20-21°С) и атмосферном давлении в течение 3-5 ч

Способ получения n-арил(бензил)-(1,3,5-дитиазиан-5-ил)аминов // 2464265

Изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения N-арил(бензил)-(1,3,5-дитиазин-5-ил)аминов общей формулы (1): который заключается в том, что N-арил(бензил)-гидразины (фенилгидразин, бензилгидразин, n-нитрофенилгидразин, o-,n-динитрофенилгидразин) подвергают взаимодействию с 1,3,5-тритианом в присутствии катализатора Cp2TiCl2 при мольном соотношении N-арил(бензил)-гидразин: 1,3,5-тритиан: Cp2TiCl2=10:(10-12):(0.3-0.7), предпочтительно 10:11:0.5, при комнатной температуре (20°C) и атмосферном давлении в течение 3-5 ч

Способ получения 2,4,6-триметил-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)амина // 2481337

Изобретение относится к области органического синтеза, а именно к способу получения 2,4,6-триметил-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)-амина , который заключается во взаимодействии предварительно перемешанной при температуре 0°С в течение 15 мин смеси гидразингидрата (60%) и уксусного альдегида с сероводородом до достижения мольного соотношения реагентов гидразин:уксусный альдегид:сероводород=1:4:2 и последующем перемешивании реакционной массы в течение 1 ч при 0°С

Способ получения 2- и 4-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)-фенолов // 2566374

Изобретение относится к органической химии, конкретно к способу получения 2- и 4-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)-фенолов формулы (1). Способ осуществляют путем взаимодействия о- или n-аминофенола с 1,3,5-тритианом в присутствии катализатора кристаллогидрата хлорида железа [FeCl3*6H2O], взятыми в мольном соотношении о-, n-аминофенол : 1,3,5-тритиан : FeCl3*6H2O = 10:(10-12):(0.3-0.7), в атмосфере аргона в среде ацетонитрила в качестве растворителя при температуре 50-70°С и атмосферном давлении в течение 5-7 ч. Технический результат - усовершенствованный способ получения 2- и 4-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)-фенолов, позволяющий снизить токсичность процесса. 1 табл., 1 пр.