Способ получения 1,4-диазабицикло[2.1.1]гексана

Предлагаемое изобретение относится к способу получения 1,4-диазабицикло[2.1.1]гексана формулы (1), который находит применение в синтезе веществ, обладающих биологической активностью. Способ осуществляют путем взаимодействия 1,2-этандиамина с N,N,N,N-тетраметилметандиамином (бисамин) взятыми в мольном соотношении 1,2-этандиамин: бисамин = 10:(20-24) при температуре 40-60°C и атмосферном давлении в течение 1-3 ч. Технический результат - получение 1,4-диазабицикло[2.1.1]гексана с высоким выходом и селективностью. 1 табл., 1 пр.

 

Предлагаемое изобретение относится к органической химии, в частности к способу получения 1,4-диазабицикло[2.1.1]гексана общей формулы (1):

1,4-Диазабициклоалканы находят применение в тонком органическом синтезе, а также в синтезе веществ с биологической активностью. Например, 5-тиа-1,4-диазабицикло[4.2.0]октан-3,8-диоксопроизводные относятся к соединениям, которые применяются в качестве активных компонентов для включения в определенных количествах в состав фармацевтических препаратов, эффективных при подавлении опухолевых клеток (Патент РФ №2136284, 1999).

Известен способ (Кузнецова Т.А., Истомина Н.В., Кривдин Л.Б. // Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения, 1999, №2) получения производных 2,4-диазабицикло[1.1.0]бутана (2) по реакции формальдегида с алифатическими первичными аминами в гидроксиламинсульфоновой кислоте:

Известным способом не может быть получен 1,4-диазабицикло[2.1.1]гексан общей формулы (1).

Известен способ (D.J.Anderson and A.Hassner, Sinthesis, 1975, 483) получения бициклических диазасоединений, в частности замещенного 1,3-диазабицикло[3.1.0]гексана общей формулы (3), взаимодействием азирина с нестойким азометин-илидом, генерируемым in situ путем термического раскрытия цикла в азиридинах, по схеме:

Известным способом не может быть получен 1,4-диазабицикло[2.1.1]гексан общей формулы (1).

Предлагается новый способ получения 1,4-диазабицикло[2.1.1]гексана общей формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии 1,2-этандиамина с N,N,N,N-тетраметилметандиамином (бисамин), взятыми в мольном соотношении этандиамин: бисамин = 10:(20-24), предпочтительно 10:22, при температуре 40-60°C и атмосферном давлении в течение 1-3 ч. Выход 1,4-диазабицикло[2.1.1]гексана (1) составляет 86-98%. Реакция протекает по схеме:

1,4-Диазабицикло[2.1.1]гексан (1) образуется только лишь с участием 1,2-этандиамина и бисамина. В присутствии других диаминов (1,3-пропандиамин, 1,2-фенилендиамин) целевой продукт (1) не образуется.

Реакции проводили при температуре 40-60°C. При более высокой температуре (например, 80°C) увеличиваются энергозатраты, а при меньшей температуре (например, 20°C) целевой продукт (1) не образуется.

Существенные отличия предлагаемого способа

В отличие от известных предлагаемый способ позволяет получать 1,4-диазабицикло[2.1.1]гексан (1) с высокими выходами и селективностью.

Способ поясняется следующими примерами.

ПРИМЕР 1. В стеклянный реактор, установленный на магнитной мешалке, помещают 10 ммолей 1,2-этандиамина и 22 ммолей бисамина, перемешивают 2 ч при температуре 50°C. Из реакционной массы выделяют 1,4-диазабицикло[2.1.1]гексан с выходом 93%.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл.1.

Таблица 1
№№ п/п	Соотношение 1,2-этандиамин: бисамин, ммоль	Время реакции, час	Температура, °C	Выход (1), %
1	10:22	2	50	93
2	10:24	2	50	95
3	10:20	2	50	90
4	10:22	3	50	98
5	10:22	1	50	86
6	10:22	2	60	97
7	10:22	2	40	89

Спектральные характеристики 1,4-диазабицикло[2.1.1]гексана (1).

Белое кристаллическое вещество. Т.пл. 175-176°C. R_f 0.3 (хлороформ: этанол (4:1)). ИК-спектр, ν, см^-1: 1073, 2920. Найдено (%): C, 55.52; H, 10.77; N, 31.31. C₄H₈N₂. Вычислено (%): C, 57.11; H, 9.59; N, 33.30. Масс-спектр, m/z (I_отн (%)): 84 [М]⁺ (100). Спектр ЯМР ¹H (δ, м.д., CDCl₃): 3.25 с (4H, H-2, H-3); 3.97 с (4H, H-5, H-6). Спектр ЯМР ¹³C (δ, м.д.): 58.61 т (C-2, C-3); 73.79 т (C-5, C-6).

Способ получения 1,4-диазабицикло[2.1.1]гексана общей формулы (1):

отличающийся тем, что 1,2-этандиамин подвергают взаимодействию с N,N,N,N-тетраметилметандиамином (бисамин), взятыми в мольном соотношении 1,2-этандиамин : бисамин, равном 10:(20-24), при температуре 40-60°C и атмосферном давлении в течение 1-3 ч.