способ получения 5-{2-[5-{2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]этил}-4-метил-1,3,5-тиадиазинан-3-ил]этил}-1,3,5,-дитиазинана

Формула изобретения

Способ получения 5-{2-[5-{2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]этил}-4-метил-1,3,5-тиадиазинан-3-ил]этил}-1,3,5-дитиазинана формулы (1)

включающий взаимодействие метилтриэтилтетраамина с насыщенным сероводородом водным раствором формальдегида.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к органической химии, в частности к способу получения 5-{2-[5-{2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]этил}-4-метил-1,3,5-тиадиазинан-3-ил]этил}-1,3,5-дитиазинана (1), имеющего формулу

Подобные N,S-содержащие соединения могут найти применение в качестве селективных сорбентов и экстрагентов, средств защиты кожи, меха, тканей от биоповреждений, биологически активных веществ по отношению к различным микроорганизмам и сульфатредуцирующим бактериям. Так например, соединение 5-[2-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)этил]1,3,5-дитиазинан (2) используется в качестве селективного сорбента и экстрагента драгоценных металлов (Fr. Pat. 1963, 1341792; Chem. Abstr. 1964. V.60. № 5. P.398).

Известны вещества дитиазинанового ряда, такие как 2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]-1-этанол (3) (патент РФ № 2160233; БИ, 2000, № 34) и 2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил] - уксусная кислота (4) (патент РФ № 2206726; БИ, 2003, №17), которые способны подавлять развитие сульфатвосстанавливающих бактерий в различных технологических средах, в частности в нефтяной промышленности.

Известен способ (Fr. Pat. 1341792/1963 (Chem. Abs., 1964, 60, 5528d)) получения производных бис-1,3,5-дитиазинана, в частности 5-[2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]этил]1,3,5-дитиазинана (2), взаимодействием гидросульфида натрия (NaHS) с этилендиамином и формальдегидом по схеме

Известен способ (Le Fevre C.S., Le Fevre R.I.W. The interaction of ammonium and alkylammonium sulphides with agueous formaldehyde. // J. Chem. Soc. - 1932. - P.1142-1148) вовлечения в конденсацию с СН₂O и Н ₂S водного аммиака (NH₄OH) при различных соотношениях реагентов и температуре 15-70°С с образованием 1,3,5-дитиазинана (5), уротропина (6) и 3,7-дитиа-1,5-диазабицикло[3.3.1]нонана (7)

Наиболее близким является способ (С.Р.Хафизова, В.Р.Ахметова, Л.Ф.Коржова, Т.В.Хакимова, Г.Р.Надыргулова, Р.В.Кунакова, Э.А.Круглов, У.М.Джемилев. Многокомпонентная конденсация алифатических аминов с формальдегидом и сероводородом. Изв. АН. Сер. хим. 2005, 2, 423) получения 5-[2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]этил]1,3,5-дитиазинана (2) барботированием сероводорода через смесь формальдегида с этилендиамином (в соотношении исходных реагентов этилендиамин:формальдегид:сероводород 1:6:4). Выход соединения (2) составляет 24.4% при 60°С и 44.1% при 80°С.

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения о получении 5-{2-[5-{2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]этил}-4-метил-1,3,5-тиадиазинан-3-ил]этил}-1,3,5-дитиазинана (1).

Перед авторами стояла задача селективного получения 5-{2-[5-{2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]этил}-4-метил-1,3,5-тиадиазинан-3-ил]этил}1,3,5-дитиазинана (1). Поставленная цель достигается взаимодействием насыщенного сероводородом водного раствора формальдегида (37%) с метилтриэтилтетраамином, взятыми в мольном соотношении полиамин:формальдегид:сероводород, равном 1:6:4, при температуре 20°С и перемешивании в течение 3 часов. При этом селективно образуется 5-{2-[5-{2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]этил}-4-метил-1,3,5-тиадиазинан-3-ил]этил}-1,3,5-дитиазинан (1) с выходом 63.5%. При проведении реакции с повышением температуры наряду с соединением (1) образуются полиметиленсульфиды, а выход целевого продукта уменьшается.

Реакция протекает по схеме

Существенные отличия предлагаемого способа

В предлагаемом способе в качестве исходного соединения используется метилтриэтилтетраамин. Данный способ позволяет селективно получить 5-{2-[5-{2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]этил}-4-метил-1,3,5-тиадиазинан-3-ил]этил}1,3,5-дитиазинан (1). В отличие от прототипа (С.Р.Хафизова, В.Р.Ахметова, Л.Ф.Коржова, Т.В.Хакимова, Г.Р.Надыргулова, Р.В.Кунакова, Э.А.Круглов, У.М.Джемилев. Многокомпонентная конденсация алифатических аминов с формальдегидом и сероводородом. Изв. АН. Сер. хим. 2005, 2, 423) реакция проводится при комнатной температуре (20°С).

Преимущества предлагаемого способа:

Способ позволяет селективно получить 5-{2-[5-{2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]этил}-4-метил-1,3,5-тиадиазинан-3-ил]этил}1,3,5-дитиазинан (1), синтез которого в литературе не описан. Способ отличается простотой проведения эксперимента и не требует применения дорогостоящего и высокоочищенного гидросульфида натрия.

Способ поясняется примером:

Пример: В стеклянный реактор, снабженный магнитной мешалкой, барботером, капельной воронкой и термостатированный при заданной температуре, помещают 6 моля формалина (37% водный раствор). Барботированием насыщают раствор формалина сероводородом в течение 30 мин. Затем при температуре 20°С добавляют по каплям 1 моль метилтриэтилтетраамина, разбавленного дистиллированной водой. Перемешивают 3 часа. Полученную смесь экстрагируют хлороформом. Выделяют селективно 5-{2-[5-{2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]этил}-4-метил-1,3,5-тиадиазинан-3-ил]этил}-1,3,5-дитиазинан (1) с выходом 63.5%.

Спектральные характеристики ¹ (¹ Спектры ЯМР ¹Н зарегистрированы на спектрометре "Tesla BS-4S7" (100 МГц), ЯМР ¹³С на спектрометре "Jeol FX 90Q" (89.55 и 22.50 МГц), внутренний стандарт Me ₄Si, растворитель CDCl₃. ИК-спектры зарегистрированы на спектрофотометре "Specord 75 IR" в суспензии в вазелиновом масле) 5-{2-[5-{2-[1,3,5-дитиазинан-5-ил]этил}-4-метил-1,3,5-тиадиазинан-3-ил]этил}-1,3,5-дитиазинана (1):

Соединение 1 (C₁₄H ₂₈N₄S₅). Выход 63,5%.

Найдено (%): С, 39.47; Н, 6.88; N, 13.51; S, 38.12.

Вычислено (%): С, 40.74; Н, 6.84; N, 13.57; S, 38.85.

ИК-спектр, /см^-1: 690-750 (C-S), 1100 (C-N), 1380 (СН₃), 1420 (S-CH₂ ), 2900 (CH₂). Спектр ЯМР ¹³С (м.д., ): 18.22 д СН₃ (23); 33.59 т СН ₂ (2, 20); 47.50 т СН₂ (8, 15); 51.27 т СН₂ (7, 16); 53.06 т СН ₂ (10, 12); 58.50 т СН₂ (4, 6, 18, 22); 75.66 к СН (14). Спектр ЯМР ¹Н (м.д., ): 1.15 (д, 3Н, СН₃ (23)); 2.30-3.40 (м, 12Н, CH₂ (7, 8, 10, 12, 15, 16)); 3.92 (с, 1Н, СН(14)); 4.14 (с, 4Н, СН₂ (2, 20)); 4.50 (с, 8Н, СН₂ (4, 6, 18, 22)).