Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов

Классы МПК:C07D273/01 с одним атомом азота
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ НЕФТЕХИМИИ И КАТАЛИЗА РАН (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-12-14
публикация патента:

Изобретение относится к области органической химии, в частности, к способу получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов общей формулы (1a-i): способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507 R=H (a), m-СН3 (b), p-СН3 (с), о-ОСН 3 (d), m-ОСН3 (e), p-ОСН3 (f), o-NO 2 (g), m-NO2 (h), p-NO2 (i), отличающийся тем, что N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламин (арил = фенил, m- и p-метилфенил, о-, m- и p-метоксифенил, о-, m- и p-нитрофенил) подвергают взаимодействию с 1,2-этиленгликолем в присутствии катализатора Sm(NO3)3·6H2 O, взятыми в мольном соотношении N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламин : 1,2-этиленгликоль :Sm(NO3)3·6H 2O = 10:10:(0.3-0.7), предпочтительно 10:10:0.5 при комнатной (~20°С) температуре и атмосферном давлении в хлороформе в качестве растворителя в течение 1-2 ч. Технический результат: разработан способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов общей формулы (1a-i), которые могут найти применение в качестве антибактериальных, антигрибковых и антивирусных агентов, а также в тонком органическом синтезе. 1 табл., 1 пр.

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, в частности, к способу получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов общей формулы (1a-i):

способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507

R=H (a), m-СН3 (b), p-CH 3 (с),

о-ОСН3 (d), m-OCH3 (e), p-OCH3 (f),

o-NO2 (g), m-NO2 (h), p-NO2 (i)

Кислород- и азотсодержащие гетероциклы оксазепинового ряда широко применяются в медицине в качестве средств, обладающих анальгетической, антипиритической, седативной, противораковой, фунгицидной активностью (U.K. Patent No. 1,164,579. 17.09.1969; Nagarajan et al. Indian Journal of Experimental Biology. 1974, 12, 217-224, at p.229; Иво Монкович, Лотте Ванг. Патент РФ № 2086545 от 10.08.1997; Levy О., Erez М., Varon D., Keinan E. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2001, 11, 2921. Serrano-Wu M.H., St Laurent D.R., Chen Y., Huang S., Lam K.R., Matson J.A., Mazzucco C.E., Stickle T.M., Tully T.P., Wong H.S., Vyas D.M., Balasubramanian B.N. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2002, 12(19), 2757-2760).

Известен способ (H.Kapnang, G.Charles. Perhydro dioxazepincs-1,5,3:methode generale de synthese. Tetrahedron Lett., 1980, 21, p.2949-2950) получения N,O-содержащих гетероциклов, а именно, 3-алкил(циклоалкил)-пергидро-2H-1,5,3-диоксазепинов (2) с выходом 50-80% взаимодействием первичных алкил(циклоалкил)аминов с 1,2-этиленгликолем и параформальдегидом в кипящем бензоле по схеме:

способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507

R=алкил, циклоалкил

Известный способ не технологичен и пожароопасен, так как предполагает применение бензола (мутаген) в качестве растворителя при температуре его кипения. Кроме того, известным способом не могут быть получены 3-арил-1,5,3-диоксазепаны общей формулы (1a-i).

Известен способ (В.Ф.Матюшов, Т.М.Гриценко. Синтез производных пергидро-1,5-диокса-3-азепина. ХГС, 1971, 1, р.25-26) получения N,O-содержащих гетероциклов, а именно, 3-алкил(ацетил-, пропионил-, карбомстокси-, карбэтокси-, фенилсульфонил)пергидро-1,5-диокс-3-азепинов (3) с выходом 14-19% взаимодействием первичных амидов и уретанов с 1,2-этиленгликолем и формальдегидом в кипящем ксилоле в присутствии концентрированной HCl в качестве катализатора по схеме:

способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507

Х=СОСН3, СОС2 Н5, СООСН3, COOC2H5 , SO2C6H5

Известным способом не могут быть получены 3-арил-1,5,3-диоксазепаны общей формулы (1a-i).

Известен способ (Shibata, Yasushi, Imagawa, Tsutomu. Jpn. Kokai TokkyoKoho, 2009096744, 2009) получения N,O-содержащих гетероциклов, а именно, 3-бензил-1,5,3-диоксазепана (4) с выходом 60% взаимодействием бензиламина с 1,2-этиленгликолем и параформальдегидом в кипящем толуоле по схеме:

способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507

Известный способ не позволяет получить 3-арил-1,5,3-диоксазепаны общей формулы (1a-i).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения о получении 3-арил-1,5,3-диоксазепанов общей формулы (1a-i).

Предлагается новый способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазенанов общей формулы (1a-i).

Сущность способа заключается во взаимодействии N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламина (арил=фенил, m- и p-метилфенил, о-, m- и p-метоксифенил, о-, m- и p-нитрофенил) с 1,2-этиленгликолем в присутствии катализатора Sm(NO3 )3·6H2O, взятыми в мольном соотношении N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламин:1,2-этиленгликоль:Sm(NO 3)3·6H2O=10:10:(0.3-0.7), предпочтительно 10:10:0.5 при комнатной (~20°С) температуре и атмосферном давлении в хлороформе в качестве растворителя в течение 1-2 ч, предпочтительно 1,5 ч. Выход соответствующих 3-арил-1,5,3-диоксазепанов общей формулы (1a-i) составляет 77-92%. Реакция протекает по схеме:

способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507

R=H (a), m-CH3 (b), p-CH 3 (c), o-OCH3 (d), m-OCH3 (e), p-OCH 3 (f),

o-NO2 (g), m-NO2 (h), p-NO2 (i)

3-Арил-1,5,3-диоксазепаны общей формулы (1a-i) образуются только лишь с участием N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламинов и 1,2-этиленгликоля, взятых в стехиометрических количествах. При другом соотношении исходных реагентов снижается селективность реакции. В присутствии других кислородсодержащих соединений (например, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол) 3-арил-1,5,3-диоксазепаны (1a-i) не образуются. Без катализатора реакция идет с выходом, не превышающим 10%.

Проведение указанной реакции в присутствии катализатора Sm(NO3)3·6H2 O больше 7 мол.% не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование катализатора Sm(NO3 )3·6H2O менее 3 мол.% снижает выход (1), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. Реакции проводили при температуре 20°С. При температуре выше 20°С (например, 60°С) снижается селективность реакции и увеличиваются энергозатраты, а при температуре ниже 20°С (например, 10°С) снижается скорость реакции. Опыты проводили в хлороформе, т.к. в нем хорошо растворяются исходные реагенты и целевые продукты.

Существенные отличия предлагаемого способа:

В известном способе реакция идет с участием в качестве исходных реагентов бензиламина и параформальдегида в кипящем толуоле с образованием бензил-1,5,3-диоксазепана (4).

В предлагаемом способе в качестве исходных реагентов применяются N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламины (арил=фенил, m- и p-метилфенил, о-, m- и p-метоксифенил, о-, m- и p-нитрофенил), реакция идет в хлороформе в качестве растворителя при комнатной температуре под действием каталитических количеств NiCl2. В отличие от известных предлагаемый способ позволяет получать индивидуальные 3-арил-1,5,3-диоксазепаны общей формулы (1a-i).

Способ поясняется следующими примерами.

ПРИМЕР 1. В сосуд Шленка, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 1.53 г (10 ммоль) N,N-бис(метоксиметил)-N-фенцламина и 0.62 г (10 ммоль) 1,2-этиленгликоля, 5 мл хлороформа, 0.22 г (0.5 ммоль) катализатора Sm(NO3)3·6H 2O, перемешивают при комнатной (~20°С) температуре 1.5 ч, выделяют 3-фенил-1,5,3-диоксазепан (1а) с выходом 84%.

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

Таблица 1
№ № п/пИсходный N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламин Соотношение N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламин: 1,2-этандиол: Sm(NO3)3·6H2 O, ммольспособ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507 способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507
Время реакции, час Выход (1), %
способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507 способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507
1 N,N-бис(метоксиметил)-N-фениламин10:10:0.5 1,584
2-«- 10:10:0.31,577
3-«- 10:10:0.71,5 92
4-«- 10:10:0.51 79
5-«- 10:10:0.52 86
6N,N-бис(метоксиметил)-N-м-метилфениламин 10:10:0.51,5 80
7N,N-бис(мстоксиметил)-N-n-метилфениламин 10:10:0.51,5 82
8N,N-бис(метоксиметил)-N-o-метоксифениламин 10:10:0.51,5 85
9N,N-бис(метоксиметил)-N-м-метоксифениламин 10:10:0.51,5 87
10N,N-бис(метоксиметил)-N-n-метоксифениламин 10:10:0.51,5 81
11N,N-бис(метоксиметил)-N-о-нитрофениламин 10:10:0.51,5 79
12N,N-бис(метоксиметил)-N-м-нитрофениламин 10:10:0.51,5 83
13N,N-бис(метоксиметил)-N-n-нитрофениламин 10:10:0.51,5 78

Все опыты проводили в хлороформе при комнатной температуре (~20°С).

3-Фенил-1,5,3-диоксазепан (Ia).

способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507

Спектр ЯМР 1H, способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507 , м.д.: 3.08 (с, 4Н, СН2); 4.80 (с, 4H, СН 2); 6.91-7.35 (м, 4H, CH).

Спектр ЯМР 13С способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507 , м.д.: 35.78(С6,7); 54.92(С2,4); 115.93(С9,13); 119.95(С11); 129.30(С 10,12); 145.83(С8). Масс-спектр, m/z (I отн, %): 179 [M]+(100), 159 [C9H 13NO]+ (30), 104 [C4H14 O2]+ (15), 92 [C6H6 N]+ (45).

3-(m-Метилфенил)-1,5,3-диоксазепан (Ib).

способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507

Спектр ЯМР 1Н, способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507 , м.д.: 2.65 (с, 3Н, СН3); 3.88 (с, 4Н, СН 2); 4.89 (с, 4Н, СН2); 6.70-7.28 (м, 4Н, СН). Спектр ЯМР 13С, способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507 , м.д.: 21.33(С14); 62.29(С6,7) 82.90(С 2,4); 108.98(С13); 113.66(С9); 120.56(С 11); 129.97(С10); 147.48(С12); 148.93(С 8). Масс-спектр, m/z (Iотн, %): 193 [М] + (40), 180 [C10H15NO2 ]+ (15), 136 [C8H10NO]+ (37), 106 [C7H8N]+ (100), 104 [C4H10O2]+ (15), 92 [C6H7]+ (32), 77 [C6 H5]+ (54).

3-(p-Метилфенил)-1,5,3-диоксазепан (Ic).

способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507

Спектр ЯМР 1Н, способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507 , м.д.: 2.36 (с, 3Н, СН3); 3.87 (с, 4Н, СН 2); 4.44 (с, 4Н, СН2); 6.75-7.23 (м, 4Н, СН). Спектр ЯМР 13С, способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507 , м.д.: 21.34(С14); 67.34(С6,7) 83.22(С 2,4); 114.22(С9,13); 120.18(С10,12 ); 141.46(С11); 147.55(С8).

3-(о-Метоксифенил)-1,5,3-диоксазепан (Id).

способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507

Спектр ЯМР 1Н, способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507 , м.д.: 3.53-3.79 (м, 7Н, СН2, СН3 ); 4.94 (с, 4Н, СН2); 6.37-7.23 (м, 4Н, СН). Спектр ЯМР 13С, способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507 , м.д.: 55.23(С15); 68.77(С6,7); 80.88(С2,4); 102.01(С10); 104.98(С 13); 109.21(С12); 130.06(С11); 146.93(С 8); 160.61 (С9). Масс-спектр, m/z (Iотн , %): 209 [M]+ (5), 196 [С10Н14 О3]+ (5), 166 [C9H12 NO2]+ (21), 122 [C7H8 NO]+ (31), 107 [C7H14NO)] + (23), 104 [C4H10O2] + (100), 77 [C6H5]+ (58).

3-(m-Метоксифенил)-1,5,3-диоксазепан (Ie).

способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507

Спектр ЯМР 1Н, способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507 , м.д.: 3.47-3.82 (м, 7Н, СН2, СН3 ); 4.87 (с, 4Н, СН2); 6.28-7.15 (м, 4Н, СН). Спектр ЯМР 13С, способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507 , м.д.: 55.14(С15); 69.40(С6,7); 80.66(С2,4); 102.18(С9); 105.46(С11 ); 108.33(С13); 129.78(С12); 147.80(С 8); 158.26(С10).

3-(p-Метоксифенил)-1,5,3-диоксазепан (If).

способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507

Спектр ЯМР 1H, способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507 , м.д.: 3.43-3.70 (м, 7Н, СН2, СН3 ); 4.87 (с, 4Н, СН2); 6.40-7.28 (м, 4Н, СН). Спектр ЯМР 13С, способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507 , м.д.: 59.89(С15); 73.83(С6,7); 81.07(С2,4); 112.66(С10,12); 129.92(С 9,13); 146.74(С8); 160.69(С11).

3-(о-Нитрофенил)-1,5,3-диоксазепан (Ig).

способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507

Спектр ЯМР 1Н, способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507 , м.д.: 3.69 (м, 4Н, СН2); 5.27 (с, 4Н, СН 2); 7.31-7.83 (м, 4Н, СН). Спектр ЯМР 13С, способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507 , м.д.: 68.27(С6,7); 79.30(С2,4); 109.10(С10); 114.07(С13); 120.56(С 12); 129.75(С11); 147.02(С8); 149.09(С 9). Масс-спектр, m/z (Iотн, %): 224 [М] + (60), 195 [C9H11N2O 3]+ (50), 151 [C7H7N 2O2]+ (100), 137 [C6H 5N2O2]+ (15), 104 [C 4H10O2]+ (35), 77 [C 6H5]+ (23).

3-(m-Нитрофенил)-1,5,3-диоксазепан (Ih).

способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507

Спектр ЯМР 1Н, способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507 , м.д.: 3.78 (м, 4Н, CH2); 5.04 (с, 4H, CH 2); 7.24-7.90 (м, 4Н, СН). Спектр ЯМР 13С, способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507 , м.д.: 69.52(С6,7); 80.16(С2,4); 109.95(С9); 114.35(С11); 121.17(С13 ); 129.02(С12); 147.48(С8); 148.51(С 10).

3-(p-Нитрофенил)-1,5,3-диоксазепан (I).

способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507

Спектр ЯМР 1Н, способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507 , м.д.: 3.54 (м, 4Н, СН2); 4.97 (с, 4Н, СН 2); 7.38-7.90 (м, 4Н, СН). Спектр ЯМР 13С, способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507 , м.д.: 71.05(С6,7); 82.62(С2,4); 109.60(С10,12); 128.93(С9,13); 146.98(С 8); 149.20(С9).

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов общей формулы (1a-i):

способ получения 3-арил-1,5,3-диоксазепанов, патент № 2529507

R=H (a), m-СН3 (b), p-СН3 (с),

о-ОСН3 (d), m-ОСН3 (e), p-ОСН 3 (f),

o-NO2 (g), m-NO2 (h), p-NO2 (i)

отличающийся тем, что N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламин (арил = фенил, m- и p-метилфенил, о-, m- и p-метоксифенил, о-, m- и p-нитрофенил) подвергают взаимодействию с 1,2-этиленгликолем в присутствии катализатора Sm(NO3)3·6H 2O, взятыми в мольном соотношении N,N-бис(метоксиметил)-N-ариламин : 1,2-этиленгликоль :Sm(NO3)3·6H 2O = 10:10:(0.3-0.7), предпочтительно 10:10:0.5 при комнатной (~20°С) температуре и атмосферном давлении в хлороформе в качестве растворителя в течение 1-2 ч.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2529507

patent-2529507.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C07D273/01 с одним атомом азота

Патенты РФ в классе C07D273/01:
способ получения 3-(м-, п-метилфенил)-тетрагидро-2н-1,5,3-диоксазепинов -  патент 2490263 (20.08.2013)
способ получения 3-(о-, м-, п-нитрофенил)-тетрагидро-2н-1,5,3-диоксазепинов -  патент 2490262 (20.08.2013)
способ получения 3-(о-,м-,п-метоксифенил)-тетрагидро-2н-1,5,3-диоксазепинов -  патент 2478096 (27.03.2013)
макролидные конъюгаты с противовоспалительной активностью -  патент 2355699 (20.05.2009)
азагетероциклы, комбинаторная библиотека, фокусированная библиотека, фармацевтическая композиция, способ получения -  патент 2345078 (27.01.2009)
замещенные азадиоксоциклоалкены, способы их получения, промежуточные продукты, фунгицидные средства и способ их получения, способ борьбы с нежелательными грибами -  патент 2258066 (10.08.2005)
нитропроизводные n-алкилбензоазакраун-соединений и способ их получения -  патент 2215738 (10.11.2003)
производные 10-дигидро-10-дезоксо-11-азаэритронолида а и их фармацевтически приемлемые соли и способ их получения -  патент 2007398 (15.02.1994)

Наверх