Способ получения α, ω-{ бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]} -алканов



Способ получения α, ω-{ бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]} -алканов
Способ получения α, ω-{ бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]} -алканов
Способ получения α, ω-{ бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]} -алканов
Способ получения α, ω-{ бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]} -алканов
Способ получения α, ω-{ бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]} -алканов
Способ получения α, ω-{ бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]} -алканов
Способ получения α, ω-{ бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]} -алканов
Способ получения α, ω-{ бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]} -алканов
Способ получения α, ω-{ бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]} -алканов
Способ получения α, ω-{ бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]} -алканов
Способ получения α, ω-{ бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]} -алканов
Способ получения α, ω-{ бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]} -алканов
Способ получения α, ω-{ бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]} -алканов
Способ получения α, ω-{ бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]} -алканов

 


Владельцы патента RU 2529514:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтехимии и катализа РАН (RU)

Изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения α,ω-{бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]}-алканов общей формулы (1):

где n=1-6, отличающийся тем, что формальдегид (37%) подвергают взаимодействию с сероводородом или α,ω-дитиолом и ацетилацетоном в присутствии катализатора BF3·Et2O при мольном соотношении CH2O:сероводород:ацетилацетон:BF3·Et2O=3:2:2:(0.03-0.07) или CH2O:α,ω-дитиол:ацетилацетон:BF3·Et2O=2:1:2:(0.03-0.07), при комнатной температуре (~20°C) и атмосферном давлении в течение 5-7 ч в смеси растворителей хлороформ-этанол (объемы. 1:1). Технический результат: разработан способ получения α,ω-{бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]}-алканов, которые могут найти применение в качестве селективных сорбентов, экстрагентов, комплексообразователей и биологически активных веществ. 1 табл., 2 пр.

 

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, в частности, к способу получения α,ω-{бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]}-алканов общей формулы (1):

Подобные O,S-содержащие соединения могут найти применение в качестве селективных сорбентов, экстрагентов, комплексообразователей и биологически активных веществ [J.Zabicky. The Chemistry of Metal Enolates (Chemistry of Functional Groups). 2009, Interscience, Part 1, 1249 p.; И.В.Свистунова, E.B.Федоренко. α-Замещенные ацетилацетонаты дифторида бора. ЖОХ, 2008, т.78, №8, с.1280-1288].

Известен способ [С.Ogawa, S. Kobayashi. Iron-catalized direct-tyre hidroxymethylation of 1,3-dicarbonyl compounds in water. Chemistry Letters, 2007, vol.36, №1, p.56-57] получения 2-(гидроксиметил)-2-метил-1-фенилбутан-1,3-диона (2) гидроксиметилированием 2-метил-1-фенилбутан-1,3-диона водным раствором формальдегида в присутствии каталитического количества Fe(NO3)3·9H2O и натрия додецилбензенсульфата (НДБС), при комнатной температуре в течение 48 ч с выходом 63% по схеме:

Известный способ не позволяет получать α,ω-{бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]}-алканы общей формулы (1).

Известен способ [N.Lego. Synthesis of arylacetones from aryl halides and acetylacetonate. Chemistry Letters, 1982, p.597-600] получения арилдиацетонов (3) реакцией арилгалогенидов с ацетилацетонатами натрия и калия в присутствии медного катализатора в диметилфталате (ДМФ) при 100°C по схеме:

М=Na, K;

X=3-PhCOC6H4Br 3-AcC6H4Br, PhBr, 2-CH3C6H4Br, 4-CH3C6H4Br, 4-CH3C6H4I,4-CH3OC6H4Br, 4-NO2C6H4Br;

Y=Cl, Br, I.

Известный способ не позволяет получать α,ω-{бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]}-алканы общей формулы (1).

Известен способ [Y.Suzuki, М.Shimawaki, Е.Miyazaki, I.Osaka, К.Т. Quinoidal. Oligothiophenes with (acyl)cyanomethylene termini: synthesis, characterization, properties, and solution processed n-channel organic field-effect transistors. Chemistry of Materials, 2011, vol.23, №3, p.795-804] получения O,N,S-содержащих соединений общей формулы (4) взаимодействием бис-(2,2′-тиен-5,5′-диил)диацетонитрила с ацетилхлоридом в присутствии NaH по схеме:

Известным способом не могут быть получены α,ω-{бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]}-алканы общей формулы (1).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения по получению α,ω-{бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]}-алканов общей формулы (1).

Предлагается новый способ получения α,ω-{бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]}-алканов общей формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии формальдегида (37%) с сероводородом (H2S) или α,ω)-дитиолом и ацетилацетоном в присутствии катализатора BF3-Et2О, при мольном соотношении CH2O:сероводород:ацетилацетон:BF3-Et2O=3:2:2:(0.03-0.07), предпочтительно 3:2:2: 0.05 или СН2О: дитиол: ацетилацетон: BF3-Et2О=2:1:2:(0.03-0.07), предпочтительно 2:1:2:0.05, в растворителе CHCl32Н5ОН (объемн. 1:1), при комнатной температуре (~20°C) и атмосферном давлении в течение 5-7 ч, предпочтительно 6 ч. Выход α,ω - {бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]}-алканов общей формулы (1) составляет 61-87%. Реакция протекает по схеме:

α,ω-{Бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]}-алканы общей формулы (1) образуются только лишь с участием формальдегида, сероводорода (α,ω-дитиола) и ацетилацетона, взятыми в стехиометрическом соотношении 3(2):2(1):2. При другом соотношении исходных реагентов снижается селективность реакции. В присутствии других альдегидов (например, алкил-, арилзамещенные альдегиды), других 1,3-дикарбонильных соединений (например, диметилового эфира малоновой кислоты, ацетоуксусного эфира) целевые продукты общей формулой (1) не образуются. Без катализатора выход продуктов (1) не превышает 35%.

Проведение указанной реакции в присутствии катализатора BF3Et2O больше 7 мол. % не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование катализатора BF3-Et2O менее 3 мол. % снижает выход (1). Реакции проводили при комнатной температуре (~20°C). При температуре выше 20°C (например, 60°C) увеличиваются энергозатраты, а при температуре ниже 20°C (например, -10°C) снижается скорость реакции. Опыты проводили в смеси растворителей хлороформ-этанол (1:1 объемн.), т.к. в указанной смеси хорошо растворяются исходные реагенты и целевые продукты (1).

Существенные отличия предлагаемого способа. В предлагаемом способе в качестве исходных реагентов применяются ацетилацетон, формальдегид, H2S или дитиолы, а в качестве катализатора-эфират трехфтористого бора. Способ позволяет получать α,ω-{бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]}-алканы общей формулы (1). В известном способе в качестве исходных реагентов применяются бис-(2,2′-тиен-5,5′ -диил)диацетонитрил с ацетилхлоридом, а в качестве катализатора применяется гидрид натрия. Известным способом не могут быть получены α,ω-{бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]}-алканы общей формулы (1)

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1: В стеклянный реактор, установленный на магнитной мешалке, снабженный газоподводящей трубкой, при комнатной температуре (~20°C) помещают 30 ммоль формальдегида (37% водный раствор), насыщают сероводородом (20 ммоль) в течение 30 мин, добавляют 1.5 мл CHCl3 и 1.5 мл C2H5OH, 20 ммоль ацетилацетона и 0.05 ммоль BF3-Et2O, перемешивают при ~20°C в течение 6 ч. Из реакционной массы выделяют бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]-метан с выходом 85%.

Пример 2: В сосуд Шленка, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона при комнатной температуре (~20°C) помещают 20 ммоль формальдегида (37% водный раствор), 10 ммоль 1,2-этандитиола и перемешивают в течение 30 мин, добавляют 1.5 мл CHCl3 и 1.5 мл C2H5OH, 20 ммоль ацетилацетона и 0.05 ммоль BF3·Et2O, перемешивают при ~20°C в течение 6 ч. Из реакционной массы выделяют 1,2-{бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]}-этан с выходом 81%.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице:

№ п/п Исходный H2S или α,ω-дитиол Соотношение ацетилацетон:формальдегид:H2S или α,ω-дитиол:BF3·Et2O, ммоль Время реакции, ч Выход (1), %
2 H2S 2:3:2:0.05 6 85
3 2:3:2:0.07 6 89
4 2:3:2:0.03 6 64
5 1,2-этандитиол 2:2:1:0.05 6 81
6 2:2:1:0.07 6 87
7 2:2:1:0.03 6 61
8 2:2:1:0.05 5 67
9 2:2:1:0.05 7 78
10 1,3-пропандитиол 2:2:1:0.05 6 82
11 1,4-бутандитиол 2:2:1:0.05 6 80
12 1,5-пентандитиол 2:2:1:0.05 6 87
13 1,6-гександитиол 2:2:1:0.05 6 84

Все опыты проводили в смеси растворителей хлороформ-этанол (1:1, объемн.) при комнатной температуре (~20°C).

Спектральные характеристики соединений (1a-e).

Бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]-метан (1а)

Масло желтого цвета. Rf=0.58

ИК-спектр (ν, см-1): 720(C-S), 1074(С-О), 1420(СН2-), 1726(С=O).

Спектр ЯМР 1Н (δ, м.д., J, Гц): 2.12 (с, 12Н, СН3 (14,17,18,19)); 2.82 (м, 4Н, СН2 (4,8)); 3.65 (т, 2Н, СН(5,9)); 4.32 (уш. с, 2Н, СН2 (2), J=6.65).

Масс-спектр, m/z: 322 [М+H2O]+. Найдено (%): C, 50.82; H, 6.44; S, 20.11. C13H20O4S2. Mтеор.=304. Вычислено (%): C, 51.29; H, 6.62; S, 21.07.

1,2-{Бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]}-этан (1б)

Кристаллы белого цвета. Тпл.=138-140°C. Rf=0.6

ИК-спектр (ν, см-1): 724(C-S), 1020(С-О), 1418(СН2-), 1691 (С=O), 3434 (O-H).

Спектр ЯМР 1H (δ, м.д., J, Гц): 2.34 (с, 12Н, СН3 (15,18,19,20)); 2.55 (с, 4Н, СН2 (2,3)); 2.75(уш. с, 4Н, СН2 (5,9), 2Н, СН (6,10)).

Спектр ЯМР 13C (δ, м.д.): 22.91 (С-15,18,19,20); 30.57 (С-9,5); 32.54 (С-2,3); 106.43 (С-6,10); 192.05(С-7,11,13,16).

Масс-спектр, m/z: 341[M+Na]+. Найдено (%): C, 50.86; H, 6.80; S, 23.60. C14H22O4S2. Mтеор=318. Вычислено (%): C, 52.80; H, 6.96; S, 20.14.

1,3-{Бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]}-пропан (1в)

Масло оранжевого цвета. Rf=0.61

ИК-спектр (ν, см-1): 726(C-S), 1078(С-O), 1419(СН2-), 1698(С=O), 3446 (О-Н).

Спектр ЯМР 1H (δ, м.д., J, Гц): 1.88 (м, 2Н, СН2 (7)); 2.13 (с, 12Н, СН3 (16,19,20,21)); 2.63 (м, 4Н, СН2(6,8)); 2.71 (м, 4Н, СН2(2,10)); 3.63 (с, 2Н, СН (3,11)).

Спектр ЯМР 13C (δ, м.д.): 27.47 (C-7); 29.47 (С-16,19,20,21); 30.31 (С-2,10); 31.32 (С-6,8); 68.19 и 106.73 (С-3,11); 191.98 (С-4,12,14,17).

Масс-спектр, m/z: 355[M+Na]+. Найдено (%): C, 53.96; H, 7.52; S, 20.04. C15H24O4S2. Мтеор=332. Вычислено (%): C, 54.19; H, 7.28; S, 19.29.

1,4-{Бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]}-бутан (1 г)

Масло оранжевого цвета. Rf=0.59

ИК-спектр (ν, см-1): 718(C-S), 1021(С-О), 1417(СН2-), 1699(С=0), 3453 (О-Н).

Спектр ЯМР 1H (δ, м.д., 7, Гц): 2.28 (м, 12Н, СН3 (18,21,22,23) и 4Н, СН2 (7,8)); 2.78 (м, 4Н, СН2 (6,9)); 3.51 (с, 4Н, СН2 (2,11)); 3.76 (уш. с, 2Н, СН (3,12)).

Спектр ЯМР 13С (δ, м.д.): 22.90 (С-7,11); 29.59 (С-17,20,21,22); 30.57 (С-2,11); 32.55 (С-6,9); 68,37 (С-3,12); 192.04 (С-4,13,15,18).

Масс-спектр, m/z: 379 [М+СН3ОН+2Н]+. Найдено (%): C, 54.98; H, 7.12; S, 18.86. C16H26O4S2. Mтеор.=346. Вычислено (%): C, 55.46; H, 7.56; S, 18.51.

1,5-{Бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]}-пентан (1д)

Масло оранжевого цвета. Rf=0.62

ИК-спектр (ν, см-1): 720(C-S), 1022(С-О), 1417(СН2-), 1699(С=O), 3445 (О-Н).

Спектр ЯМР 1H (δ, м.д., J, Гц): 1.85 (м, 6Н, СН2 (7,8,9)); 2.18 (с, 12Н, СН3 (18,21,22,23)); 2.61 (м, 4Н, СН2(6,10)); 3.41 (с, 4Н, СН2(2,12)); 3.75 (с, 2Н, СН(3,13)).

Спектр ЯМР 13С (δ, м.д.): 22.94 (С-7,8,9); 29.49 (С-18,21,22,23); 30.58 (С-2,12); 32.55 (С-6,10); 106.43 (С-3,13); 192.10 (С-4,14,16,19).

Масс-спектр, m/z: 383[M+Na]+. Найдено (%): C, 56.39; H, 7.46; S, 18.07. C17H28O4S2. Мтеор.=360. Вычислено (%): C, 56.63; H, 7.83; S, 17.79.

1,6-{Бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]}-гексан (1e)

Масло оранжевого цвета. Rf=0.62

ИК-спектр (ν, см-1): 719(C-S), 1022(С-О), 1418(СН2-), 1699(С=O).

Спектр ЯМР 1H (δ, м.д., J, Гц): 1.42 (уш. с, 4Н, СН2 (8,9)); 1.62 (уш. с, 4Н, СН2 (7,10)); 2.25 (с, 12Н, СН3 (19,22,23,24)); 2.53 (т, 4Н, СН2 (6,10), J=7.2); 3.42 (с, 4Н, СН2(2,13)); 3.65 (с, 2Н, СН (3,14)).

Спектр ЯМР 13С (5, м.д.): 29.42 (С-7,10); 29.56 (С-4,15,17,20); 30.98 (С-2,13) 32.62 (С-6,11); 68.39 и 106.91 (С-3,14) (4,6,9,10,); 191.94 (С-4,15,17,20).

Масс-спектр, m/z: 397[M+Na]+. Найдено (%): C, 57.13; H, 7.95; S, 17.87. C18H30O4S2. Мтеор.=374. Вычислено (%): C, 57.72; H, 8.07; S, 17.12.

Способ получения α,ω-{бис[(пентан-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]}-алканов общей формулы (1):

где n=1-6,
отличающийся тем, что формальдегид (37%) подвергают взаимодействию с сероводородом или α,ω-дитиолом и ацетилацетоном в присутствии катализатора BF3·Et2O при мольном соотношении CH2O:сероводород:ацетилацетон:BF3·Et2O=3:2:2:(0.03-0.07) или CH2O:α,ω-дитиол:ацетилацетон:BF3·Et2O=2:1:2:(0.03-0.07), при комнатной температуре (~20°C) и атмосферном давлении в течение 5-7 ч в смеси растворителей хлороформ-этанол (объемы. 1:1).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения 1,8-{бис[(пент-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]}-3,6-диоксаоктана (1а) и 4,4′-{бис[(пент-2,4-дион-3-ил)метилсульфанил]}-дифенилоксида (1б) общей формулы (1): где ; отличающемуся тем, что формальдегид (37%) подвергают взаимодействию с α,ω-дитиолом HS-X-SH, где X=(СН)2O(CH)2O(СН)2; n-С6Н4-O-C6H4-n, и ацетилацетоном в присутствии катализатора Al2O3/SiO2, при мольном соотношении ацетилацетон:CH2O:α,ω-дитиол:Al2O3/SiO2=2:2:1:(0.03-0.07), при комнатной температуре (~20°C) и атмосферном давлении в течение 5-7 ч в смеси растворителей хлороформ-этанол (объем.

Изобретение относится к способу непрерывного получения метилмеркаптана взаимодействием исходной смеси, содержащей диалкилсульфиды и диалкилполисульфиды, с сероводородом.

Изобретение относится к способу непрерывного получения производных 3-изотиазолинона и его промежуточных продуктов, включающий непрерывное проведение четырех стадий: где По сравнению с периодическим процессом способ по настоящей заявке может снизить количество аппаратов производства, снизить энергопотребление, упростить процесс и, следовательно, может быть пригодным для масштабного производства.

Изобретение относится к способу непрерывного получения метилмеркаптана взаимодействием исходной смеси, в состав которой входят твердые, жидкие и/или газообразные углерод- и водородсодержащие соединения, с воздухом или кислородом и/или водой и серой.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения функционально замещенных фуллеренов, которые могут найти применение в качестве эффективных нанокомпонентных присадок к индустриальным маслам, а также новых материалов для оптоэлектроники.
Изобретение относится к способу непрерывного получения метилмеркаптана из сероводорода и метанола в непосредственном сочетании с получением сероводорода, для чего выходящую под давлением из реактора синтеза сероводорода реакционную смесь смешивают с метанолом и полученную смесь подают под давлением в реактор синтеза метилмеркаптана с созданием при этом между используемыми для обоих процессов синтеза реакторами перепада давлений, под действием которого поток смеси сероводорода и метанола принудительно движется в направлении реактора синтеза метилмеркаптана.

Изобретение относится к способу получения диметилсульфида превращением диметилдисульфида в присутствии катализатора - оксида алюминия, при атмосферном давлении, температуре 250-400°С с добавками к реакционной смеси метанола, взятого в количестве 0.17-0.82 г на 1 г исходного диметилдисульфида.

Изобретение относится к способу получения аминокислоты или ее солей из 2-аминобутиролактона (2ABL). Упомянутая аминокислота соответствует формуле XCH2CH2CHNH2COOH, где X такой, что X- представляет собой нуклеофильный ион. Предлагаемый способ включает следующие стадии: N-карбоксилирование 2-аминобутиролактона (2ABL) с помощью диоксида углерода и взаимодействие полученного таким образом N-карбоксила 2ABL с реагентом XH или его солями с дальнейшим подкислением. Способ позволяет увеличить выход получаемых аминокислот. Изобретение относится также к N-карбоксил-2-аминобутиролактону и его солям, которые являются промежуточными соединениями в синтезе аминокислот. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 табл., 7 пр.
Наверх