способ получения 2,5-диалкил-3-фенил(бензил)-1,3,4-тиадиазолидинов

Формула изобретения

Способ получения 2,5-диалкил-3-фенил(бензил)-1,3,4-тиадиазолидинов общей формулы (1):



где R¹ - Me, Et, ⁿPr, ⁿBu, ⁿPent; R² - Ph, Bz,

отличающийся тем, что насыщенный сероводородом алкилзамещенный альдегид (уксусный, пропионовый, масляный, валериановый, капроновый) подвергают взаимодействию с фенилгидразином (бензилгидразином) при мольном соотношении исходных реагентов альдегид:сероводород:фенилгидразин (бензилгидразин)=20:10:10 при температуре 0°С и атмосферном давлении в течение 2-4 ч.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения 2,5-диалкил-3-фенил(бензил)-1,3,4-тиадиазолидинов общей формулы (I):

R¹=Me, Et, ⁿPr, ⁿBu, ⁿPent; R²=Ph, Bz

Соединения тиадиазолидинового ряда известны как антибактериальные, антигрибковые и антивирусные агенты (Stillings M.R., Welbourn A.P., Walter D.J. Substituted 1,3,4-thiadiazoles with anticonvulsant activity // Med. Chem. - 1986. - 29. - P.2280-2284. Kidwai M., Negi N., Chaudhary S.R. Cyclothiomethylation of arge hydrazines with formaldehyde.// Acta Pharma. - 1995. - 45. - P. 511. Тюкавкина H.A., Зурабян С.Э., Белобородов В.Л. и др. Органическая химия. - M.: Дрофа, 2008. - 66-67). Они перспективны в качестве катализаторов, биологически активных комплексообразователей, селективных сорбентов и экстрагентов драгоценных металлов [Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt vormals Roessler. F.P. 1341792/1963 (Chem. Abs., 1964, 60, 5528d)], специальных реагентов для подавления жизнедеятельности бактерий в различных технических средах (от легкой промышленности до нефти) (Джемилев У.М., Алеев Р.С., Дальнова Ю.С., Кунакова Р.В., Хафизова С.Р., Ковтуненко С. В., Калимуллин А.А., Андрианов В.М., Исмагилов Ф.Р., Гафиатуллин Р.Р. Средство для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий. Пат.РФ № 2160233, 2000; Джемилев У.М., Алеев Р.С., Дальнова Ю.С., Кунакова Р.В., Хафизова С.Р. Средство для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий. Пат. РФ № 2206726, 2003).

Известны способы получения 2,5-алкилзамещенных 1,3,4-тиадиазолидинов общей формулы (2) конденсацией карбонильных соединений, гидразина и сероводорода (Buter J., Wassenaar S., Kellogg R.M. Thiocarbonyl Ylides. Generation, Properties and Reactions. // J. Org. Chem. - 1972. - Vol.37.- № 25 - P.4045-4060; R hlmann K. fer die Synthese von 1,3,4-Thiadiazolidinen und 1,3,4-Thiadiazolen // J. Prakt. Chem. 1959. - № 5-6 - P.285-291) или смешением сероводорода с азинами (Neureiter N.P. Monomeric formaldazin - synthesis of 1,3,4-thiadiazolidine - a new heterocycle // J. Am. Chem. Soc. - 1959 - V.81 - P.2910; Kellogg R.M., Noteboom M, Kaiser J.K. Thiocarbonyl Ylides. Stereochemical Properties of 4-tret-Butylcyclohexyl Derivatives. // J. Org. Chem. - 1975. - Vol.40. - № 17. - P.2573-2574).

Известный способ не позволяет получать 2,5-диалкил-3-фенил(бензил)-1,3,4-тиадиазолидины общей формулы (1).

Известен способ (В.Р.Ахметова, Г.Р.Надыргулова, С.Р.Хафизова, Р.Р. и др., Журн. орган. химии, 2006, 1, с.151) получения 3-фенил-1,3,4-тиадиазолидина формулы (3) взаимодействием солянокислого фенилгидразина с СН₂О и H₂ S в соотношении 1:3:2 (рН 0.45-0.5) при 0°С с выходом 35% по схеме:

Известным способом не могут быть получены 2,5-диалкил-3-фенил(бензил)-1,3,4-тиадиазолидины общей формулы (1).

Известен способ (В.Р.Ахметова, Г.Р.Надыргулова, С.Р.Хафизова, Р.Р. и др., Журн. орган. химии, 2006, 1, с.151) совместного получения производных 1,3,4-тиадиазолидинового (4) и 1,3,5-дитиазинанового (5) ряда циклотиометилированием бензилгидразина с помощью СН₂О и H₂S в нейтральной среде (соотношение исходных реагентов, соответственно, 1:3:2, температура ~20°С).

Известный способ не позволяет получать 2,5-диалкил-3-фенил(бензил)-1,3,4-тиадиазолидины общей формулы (1).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения по получению 2,5-диалкил-3-фенил(бензил)-1,3,4-тиадиазолидинов формулы (1).

Предлагается новый способ получения 2,5-диалкил-3-фенил(бензил)-1,3,4-тиадиазолидинов общей формулы (1).

Сущность способа заключается в предварительном насыщении алкилзамещенного альдегида (уксусный, пропионовый, масляный, валериановый, капроновый) сероводородом при температуре 0°С с последующим добавлением фенилгидразина (бензилгидразина), взятых в мольном соотношении альдегид:сероводород:фенилгидразин (бензилгидразин)=20:10:10. Смесь перемешивают 2-4 ч при температуре 0°С и атмосферном давлении, выделяют 2,5-диалкил-3-фенил(бензил)-1,3,4-тиадиазолидины формулы (1) с выходом 48-83%. Реакция протекает по схеме:

R¹=Me, Et, ⁿPr, ⁿBu, ⁿPent; R²=Ph, Bz

2,5-Диалкил-3-фенил(бензил)-1,3,4-тиадиазолидины (1) образуются только лишь с участием алкилзамещенных альдегидов, сероводорода и фенилгидразина (бензилгидразина), взятых в мольном соотношении 20:10:10. При другом соотношении исходных реагентов снижается селективность реакции. В присутствии других альдегидов (например, арилзамещенные альдегиды), других серусодержащих соединений (например, сероуглерод, двуокись серы) или других замещенных гидразинов (например, диалкилгидразины, диарилгидразины, алкиларилгидразины) целевые продукты (1) не образуются.

Реакции проводили при температуре 0°С. При температуре выше 0°С (например, 40°С) снижается селективность реакции и увеличиваются энергозатраты, а при температуре ниже 0°С (например, -10°С) снижается скорость реакции.

Существенные отличия предлагаемого способа:

В известном способе реакция идет с участием в качестве исходных соединений бензилгидразина, формальдегида и H₂S, взятых в мольном соотношении 1:3:2, при температуре ~20°С. Известный способ не позволяет получать 2,5-диалкил-3-фенил(бензил)-1,3,4-тиадиазолидины общей формулы (1).

В предлагаемом способе в качестве исходных реагентов применяются алкилзамещенные альдегиды, сероводород и фенилгидразин (бензилгидразин), взятые в мольном соотношении 20:10:10, реакция идет при температуре ~0°С. В отличие от известных способов предлагаемый способ позволяет получать индивидуальные 2,5-диалкил-3-фенил(бензил)-1,3,4-тиадиазолидины общей формулы (1).

Способ поясняется следующими примерами.

ПРИМЕР 1. В стеклянный реактор, снабженный механической мешалкой, газоподводящей трубкой и капельной воронкой при температуре 0°С помещают 20 ммоль уксусного альдегида, насыщают сероводородом (10 ммоль) в течение 15 мин, добавляют 10 ммоль фенилгидразина. Реакционную смесь перемешивают при температуре ~0°С в течение 3 ч, экстрагируют хлороформом, выделяют 2,5-диметил-3-фенил-1,3,4-тиадиазолидин с выходом 65%. Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл.1.

Таблица 1
№ № п/п	Исходный альдегид	Исходный гидразин	Время реакции, час	Выход (1), %
1	ацетальдегид	фенилгидразин	3	65
2	-«-	-«-	4	72
3	-«-	-«-	2	48
4	пропионовый	-«-	3	68
5	масляный	-«-	3	73
6	валериановый	-«-	3	77
7	капроновый	-«-	3	83
8	ацетальдегид	бензилгидразин	3	71
9	пропионовый	-«-	3	75
10	масляный	-«-	3	77
11	валериановый	-«-	3	79
12	капроновый	-«-	3	82

Все опыты проводили при температуре (~ 0°С).

Спектральные характеристики 2,5-диалкил-3-фенил(бензил)-1,3,4-тиадиазолидинов общей формулы (I):