Спосіб одержання 3-меркаптопохідних сполук

1. Спосіб одержання 3-меркаптопохідних сполук загальної формули (І) R-S-CH2-CH2-X, (І) де R означає Н або -CH2-CH2 -X, Х означає -SO2, -CN, -COOH, -C(O)R’, R’ означає Alk- або Ar-групу, що включає взаємодію в воднолужному середовищі при температурі до 85°С сірковуглецю з 3-оксипохідною сполуки формули (ІІ) C2 2 (19) 1 3 при кімнатній температурі протягом 20 хвилин, а після цього додавали розчин сірковуглецю 45,3 мл (0,75 М) в 100 мл 1,4-діоксану і продовжували перемішувати 1 годину при температурі 30-35°С і 7 годин при кімнатній температурі, підкисляли соляною кислотою до рН=5, розчинник випаровували на водяній бані при температурі 60°С під вакуумом водоструменевого насосу на 25 % об'єму (приблизно 150 мл). Залишок екстрагували хлороформом (40мл х 3). Екстракти об'єднували і випаровували. З кінцевого залишку 37,8 г фракційною розгонкою в вакуумі водоструменевого насосу виділяли 10,0 г (0,115 М) 29,0 % 3-меркаптопропіонітрилу при температурі 65-67°С (10 мм рт. ст.) та 10,5 г (0,061 Μ) 24,4 % 3(2-ціано-етансульфаніл)-пропіонітрилу при температурі 185-188°С (10ммрт. ст.). б) В двохгорлому реакторі ємністю 1,5 л, оснащеному зворотним холодильником та крапельною лійкою, розчиняють 80,0 г (2 Μ) гідроокису натрію в 1000 мл дистильованої води, додають 66,6 мл (1 М) акрилонітрилу і витримують 6 днів при кімнатній температурі або 0,25 год. при 35-45°С. Після цього додають 150 мл 1,4-діоксану і 80 мл (1,33 М) сірковуглецю. Реакційну масу інтенсивно перемішують на магнітній мішалці 10 годин при температурі 30-35°С, підкисляють соляною кислотою до рН=5 і екстрагують хлороформом (60мл x 4). Екстракти об'єднують і випаровують. Із кінцевого залишку 46,0 г фракційною розгонкою в вакуумі водоструменевого насосу виділяють 24,61 г (0,29 Μ) 28,2 % 3-меркаптопропіонітрилу при температурі 65-67°С (10 мм рт. ст.) і 21,0 г (0,13 М) 12,2 % 3-(2-ціано-етансульфаніл)-пропіонітрилу при температурі 185-187°С(10ммрт. ст.). Елементний аналіз 3-меркаптопропіонітрилу: Обчислено, %: С - 41,35; Η - 5,78; S - 36,80. C3H5NS. Знайдено, %: С - 41,40; Η - 5,70; S - 36,30. Елементний аналіз 3-(2-ціано-етансульфанш)пропіонітрила: Обчислено, %: С - 51,40; Η - 5,75; S - 22,86. C6H8N2S. Знайдено, %: С - 51,40; Η - 5,80; S - 22,70. Структура синтезованих сполук підтверджена даними інфрачервоних спектрів, які були зняті на приладі SPECORD між двома кристалами хлориду натрію. Наявність смуг поглинання валентних коливань при 2542 та 2230 см-1 для -SH і -CN- груп відповідно свідчать на користь обраної структури, а саме 3-меркаптопропіонітрилу, а при 660 та 2219 см-1 для -C-S-C- і -CN- груп відповідно свідчать на користь обраної структури, а саме 3-(2-ціаноетансульфаніл)-пропіонітрилу. Приклад 2 Синтез 4-меркаптобутанону-2 та 4(3-оксо-бутилсульфаніл)-бутан-2-она В двогорлому реакторі ємністю 1,5 л, оснащеному зворотним холодильником та крапельною лійкою, розчиняли 24,0 г (0,6 Μ) гідроокису натрію в 400 мл дистильованої води. До цього розчину додавали 22,02 г (0,25 Μ) 4гідроксибута-нону-2. Реакційну суміш перемішують 82253 4 за допомогою магнітної мішалки і з використанням крапельної лійки додають розчин сірковуглецю в кількості 30,2 мл (0,5 М) в 80 мл тетрагідрофурану при температурі 25-30°С. Цю суміш перемішують при кімнатній температурі 9 годин, додають 10%ий розчин соляної кислоти до рН=3, а після цього розчин випаровують на водяній бані при температурі 60°С під вакуумом водоструменевого насосу на 1/4 об'єму, охолоджують до кімнатної температури, екстрагують хлороформом (50мл х 4). Екстракти об'єднують і випаровують. З залишку 24,5 г фракційною розгонкою у вакуумі водоструменевого насосу виділяють 12,0 г (0,115 Μ) — 46,1 % 4-меркаптобутанону-2 при 48-51 °С (10 мм рт. ст.) та 6,5 г (0,35 Μ) — 25,2 % 4-(3-оксобутилсульфаніл)-бутан-2-ону при 128-131°С (9 мм рт. ст.). Елементний аналіз 4-меркаптобутанону-2: Обчислено, %: С - 46,12; Η - 7,74; S - 30,78. C4H8SO. Знайдено, %: С - 46,80; Η - 7,70; S - 30,70. Елементний аналіз 4-(3-оксо-бутилсульфаніл)бутан-2-ону: Обчислено, %: С - 55,14; Η - 8,10; S - 18,40. C8H1402S. Знайдено, %: С - 54,90; Η - 7,90; S - 18,40. Структура синтезованих сполук підтверджена даними інфрачервоних спектрів, які були зняті на приладі SPECORD між двома кристалами хлориду натрію. Наявність смуг поглинання валентних коливань при 2559 та 1724 см-1 для -SH і -СОгруп, відповідно, свідчать на користь обраної структури, а саме 4-меркаптобутанону-2, а при 663 і 1734 см-1 для -C-S-C- і -СО-груп відповідно свідчать на користь обраної структури, а саме 4-(3оксо-бутилсульфаніл)-бутан-2-ону. Приклад 3 Синтез 4-піперидиніл-1,1-діоксотетрагідротіафен-3-тіола В двогорлому реакторі ємністю 250 мл, оснащеному зворотнім холодильником та крапельною лійкою розчиняли 8,2 г (0,04 Μ) З-оксі-4-піперидиніл 1,1-діоксотетрагідротіафену в суміші з 90 мл дистильованої води та 70 мл тетрагідрофурану. Потім в цю суміш додавали розчин гідроокису натрію 8,0 г (0,2 Μ) в 60 мл дистильованої води, перемішують за допомогою магнітної мішалки при кімнатній температурі 30 хвилин. До даної суміші за допомогою крапельної лійки додають розчин сірковуглецю в кількості 6,0 мл (0,1 М) в 30 мл тетрагідрофурану і при кімнатній температурі перемішують протягом 4-х годин, 20 хвилин при 40-66°С, а потім перемішують ще 3 години при кімнатній температурі. Реакційну масу підкислюють 10 % розчином соляної кислоти до рН=6,5-7,0 і випаровують на водяній бані в вакуумі водоструменевого насосу на 1/2 первинного об'єму. Осад відфільтровують і кристалізують із 50% водного розчину метанолу. Вихід 4пшервдиніл-1,1-діоксо-тетрагідротіафен-3-тіолу становив 38 % (3,6 г), температура плавлення 181182°С. Елементний аналіз 1,1-діоксо-піперидиніл-1тетрагідротіафен-3 тіолу: 5 Обчислено, %: С - 45,92; Η - 7,28; S - 27,24. C9H17NO2S2. Знайдено, %: С - 45,90; Η - 6,90; S - 27,40. Структура одержаної сполуки підтверджена також даними інфрачервоного спектру, знятого на приладі SPECORD у таблетці калію броміду, в якому присутні характеристичні смуги поглинання: при 2511 см-1 для S-H групи; при 1291 і 1081 см-1 для -SO2- групи. Приклад 4 Синтез 3-меркаптопропіонової кислоти та 3-(2-карбоксі-етилсульфанш)пропіонової кислоти В трьохгорловому реакторі ємністю 2,5 л, оснащеному зворотним холодильником, крапельною лійкою і механічною мішалкою, розчиняють 120,0 г (3,0 М) гідроокису натрію в 1200 мл води. До даного розчину додають по краплях і при інтенсивному перемішуванні 80 мл (1,18 М) акрилової кислоти і витримують при кімнатній температурі 5 діб або 2 год. при 35-45°С. Після цього до даної реакційної маси додають по краплях розчин 90 мл (1,5М) сірковуглецю в 150 мл 1,4-діоксину і інтенсивно перемішують 6 годин при кімнатній температурі і 6 годин при 75-85 С, охолоджують до кімнатної температури, підкисляють соляною кислотою до рН=4-5 і екстрагують хлороформом 5 раз по 60 мл. Екстракти об'єднують і випаровують на водяній бані при 60°С. З залишку 100 г, в вакуумі водоструменевого насосу виділяють 54,0 г (43,1 %) 3-меркаптопропіонової кислоти, при температурі кипіння 101-103°С (10 мм. рт. ст.). Твердий залишок 20,5 г кристалізують із води вихід побічного продукту — 3-(2-карбоксіетилдісульфаніл)-пропіонової кислоти 4,0 г;водний маточник після кристалізації випаровують, а залишок 10,0 г (9,5 %) - 3-(2-карбоксіетилсульфаніл)-пропіонової кислоти кристалізують із бензолу, а потім води, температура плавлення 127—129°С. Елементний аналіз З-меркаптопропіонової кислоти: Обчислено, %: С - 33,95; Η - 5,69; S - 30,20. С3Н6О2S. Знайдено, %: С - 34,10; Η - 5,80; S - 30,10. Елементний аналіз 3-(2-карбоксіетилсульфаніл)-пропіонової кислоти: Обчислено, %: С - 40,44; Η - 5,65; S - 17,99. C6H10O4S. Знайдено, %: С - 40,50; Η - 5,60; S - 17,80. Елементний аналіз 3-(2-карбоксіетилдисульфаніл)-пропіонової кислоти: Обчислено, %: С - 34,27; Η - 4,79; S - 30,50. C6H10O4S2 Знайдено, %: С - 34,40; Η - 4,60; S - 30,70. Структура синтезованих сполук підтверджена також даними інфрачервоних спектрів, які були зняті на приладі SPECORD. Наявність смуг поглинання валентних поглинань при 2573,1723 і 1403 см-1 для -SH, -С=О, С-О груп, відповідно, свідчать на користь структури, а саме, 3-меркаптопропіонової кислоти, а при 669, 1724 і 1424 см-1 для -C-S-C-, С=О і С-О груп, відповідно, свідчать на користь структури, а саме, 3-(2-карбоксі-етилсульфаніл)-пропіонової 82253 6 кислоти; при 515,1680,1395 см-1 для -S-S-, -С=0, С0 груп, свідчать на користь сполуки — 3-(2карбоксі-етилдисульфаніл)-пропіонової кислоти Приклад 5 Синтез 3-меркапто-(1,1-діоксотетрагідротіофена) та біс-(1,1-діоксотетрагідротіофеніл-3)-сульфіда В трьохгорловому реакторі ємністю 2,5 л, оснащеному зворотним холодильником, крапельною лійкою і механічною мішалкою, розчиняють 120,0 г (3 М) гідроокису натрію і 145,0 г (1.23 Μ) 2,5-дігідро-1,1- діоксотіофена в 1000 мл води і витримують при кімнатній температурі 7 діб або 4-6 год. при 35-45°С для отримання 1,1-діоксотетрагідротіофен-3-олу. Після цього додають по краплях розчин 100,9 мл (1,67 М) сірковуглецю в 130 мл 1,4-діоксина, інтенсивно перемішують 3-5 годин при 30-55°С і 4 години при 70-80°С. Осадок, 45 гр (27,06 %), біс-(1,1-діоксо-тетрагідротіофеніл3)-сульфід кристалізують із води, температура плавлення 189-192°С, аналогічно продукту, отриманому раніше [2]. Маточник екстрагують хлороформом 4 рази по 50 мл. Екстракти об'єднують і випаровують. Залишок, 46,2 г (24,7 %) 3-меркапто-(1,1-діоксотетрагідротіофена) переганяють в вакуумі при 150153°С (2 мм рт. ст.), аналогічно [1]. Структура синтезованих сполук підтверджена елементним аналізом, а також даними інфрачервоних спектрів, які були зняті на приладі SPECORD. Елементний аналіз 3-меркапто-(1,1-діоксотетрагідротіофена): Обчислено, %: С - 31,56; Η - 5,30; S - 42,13. C4H8O2S2. Знайдено, %: С - 31,40; Η - 5,20; S - 42,20. Елементний аналіз біс (1,1-діоксотетрагідротіофеніл-3)-сульфіда: Обчислено, %: С - 35,54; Η - 5,22; S - 35,58. C8H14O4S3. Знайдено, %: С - 35,40; Η - 5,30; S - 35,70. Наявність смуги поглинання валентних коливань при 2536 см-1 для -SH групи, свідчать на користь структури, а саме, 3-меркапто-(1,1-діоксотетрагідротіофена), а при 676 см-1 та 1296 і 1111 см-1 для -C-S-C- і SO2 груп, відповідно, для (1,1діоксо-тетрагідротіофеніл-3)-сульфіда. Джерела інформації 1. Ав. свид. СССР №794012 от 8.09.1980 г. Дульнев П.Г., Безменова Т.Э. 2. Безменова Т.Э. Химия тиорен-1,1диоксидов. - Киев: "Наукова думка", 1981. -161с.