Спосіб одержання циклічного сульфону алкенілзаміщеного тіобензімідазолу

Реферат: UA 72090 U UA 72090 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до галузі хімічних технологій, а точніше до органічної хімії і може бути використана для одержання ароматичних конденсованих сульфонів похідних 2меркаптобензімідазолу, які в свою чергу мають високу фізіологічну активність і використовуються для виготовлення лікарських препаратів, зокрема антимікробних та антиалергічних. Відомий метод окиснення сульфідів до сульфонів 30 % водневим розчином гідроген пероксиду в оцтовій кислоті або ацетоні при 20 °С поступово втрачає своє значення, так як в результаті реакції одержується суміш продуктів реакції сульфоксид, сульфон та незначна кількість сульфокислоти. Повне окиснення сульфідів до сульфонів здійснюється дією сильних окисників в жорстких умовах. Окиснення сульфідів в жорстких умовах при 55-80 °С надлишком гідроген пероксиду або третбутилгідропероксиду в оцтовій кислоті є найбільш поширеним методом одержання сульфонів. [Див. Одно- и двухатомные спирты, простые эфиры и их сернистые аналоги: Метод, пособ. по орг. химии / Курц А.Л., Брусова Г.П., Демьянович В.М. - М: Моск. гос. унив. им М.В. Ломоносова, 1999. - 65с.]. Проте проведення окиснення 3-бромо(йодо)-4-феніл-10Н-2,3,4тригідротіазино[2,3-b]бензімідазолів в таких умовах призводить до розпаду конденсованих циклів й унеможливлює одержання відповідних 3-бромо(йодо)-4-феніл-10Н-2,3,4-тригідро-1,1діоксотіазино[2,3-b]-бензімідазолів. Найбільш близьким за суттю до запропонованого способу є спосіб одержання сульфоксидів та сульфонів похідних тіобензімідазолу, оксазолу і тіазолу окисненням цих сульфідів пероксидом водню із розрахунку сульфід: Н2О2 = 1:1 в середовищі льодяної оцтової кислоти при постійному перемішуванні і охолодженні до 0 °С та подальшому перемішуванні при кімнатній температурі впродовж 16-18 годин. [Див. Рамазанова П.А., Вагабов М.В., Тараканова А.В., Ахмедов Н.Г., Анисимов А.В. Окислительные превращения 2-аллилтиобензимидазола, оксазола и -тиазола. Вестник московского университета. Сер. 2. Химия. - 2000. - Т. 41, № 2. - С. 119-121]. Спосіб, описаний в даній статті, має суттєві недоліки: в результаті проведення реакції окиснення при таких умовах одержується суміш продуктів окиснення, а безпосередньо сульфон, що є конденсованим похідним тіобензімідазолу, в чистому вигляді виділити не вдається, так як підібрані умови окиснення є досить жорсткими. Задача, на вирішення якої спрямована корисна модель, що заявляється, є забезпечення можливості одержання сульфонів 3-бромо(йодо)-4-феніл-10Н-2,3,4-тригідро-1,1діоксотіазино[2,3-b]бензімідазолів без домішок, шляхом зміни технологічного процесу та підбору умов проведення реакції окиснення. Поставлена задача вирішується таким чином: У відомому способі одержання сульфону алкенілзаміщеного тіобензімідазолу, що передбачає операцію окиснення вихідного продукту гідроген пероксидом із розрахунку сульфід : Н2О2 = 1:1 в льодяній оцтовій кислоті, згідно з корисною моделлю, що заявляється, попередньо одержують спиртові розчини 3-бромо(йодо)-4-феніл-10Н-2,3,4-тригідротіазино[2,3b]бензімідазолів охолоджені до 0-5 °С, у які додають гідроген пероксид у співвідношенні 1:10, здійснюють синтез при перемішуванні у присутності каталізатора K2WO42Н2О (1:4), виділяють продукт реакції шляхом додавання 10 % водного розчину бісульфіту натрію після витримки у часі реакційної суміші та ідентифікують одержані речовини як 3-бромо(йодо)-4-феніл-10Н-2,3,4тригідро-1,1-діоксотіазино[2,3-b]бензімідазоли. Крім того, час витримки реакційної суміші складає 110-120 год. Схема синтезу: N N S N . H2O2,K2WO4 2H2O O S N O C2H5OH Hlg 50 Hlg:Br(а),I(б) Hlg . Заявлений спосіб можна проілюструвати на прикладах, проведених у лабораторних умовах: Приклад 1 До розчину 3 г (0.0086 моль) 3-бромо-4-феніл-10Н-2,3,4-тригідротіазино[2,3-b]бензімідазолу і 0.45 г (0.0021 моль) K2WO4  2Н2О в 30 мл оцтової кислоти при перемішуванні додають 5,1 мл (0.086 моль) 30 % гідроген пероксиду. Реакційну суміш гріють на водяній бані при температурі 1 UA 72090 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 55-60 °С. По закінченні реакції (контроль за допомогою тонкошарової хроматографії (ТШХ), елюент : хлороформ-етанол-діетиламін 20:4:2) до розчину додають 25 мл 10 % водного розчину натрій бісульфіту, який використовують для розкладу надлишкових пероксидів. Осад, що утворився відфільтровують, промивають водою, кристалізують із метанолу. Встановленням будови продукту реакції підтверджують розпад тіазинового циклу з утворенням 2сульфокислоти бензімідазолу (вихід 67 %). В результаті технологічного процесу, проведеного за таких умов (параметри процесу: температура проведення синтезу 55-60 °С, використання каталізатора K2WO42Н2О, розчинник оцтова кислота) отримати 3-бромо-4-феніл-10Н-2,3,4-тригідро-1,1-діоксотіазино[2,3b]бензімідазол неможливо. Приклад 2 До розчину 3 г (0.0086 моль) 3-бромо-4-феніл-10Н-2,3,4-тригідротіазино[2,3-b]бензімідазолу в 30 мл етанолу при перемішуванні додають 5.1 мл (0.086 моль) 30 % гідроген пероксиду. Реакційну суміш витримують при кімнатній температурі 5 діб. По закінченні реакції (контроль за допомогою ТШХ, елюент: хлороформ-етанол-діетиламін 20:4:2) до розчину додають 25 мл 10 % водного розчину натрій бісульфіту, який використовують для розкладу надлишкових пероксидів. Осад, що утворився відфільтровують, промивають водою, кристалізують із суміші метанол-вода (1:2). Встановленням будови продукту реакції підтверджують одержання суміші продуктів окиснення. В результаті технологічного процесу проведеного за таких умов (параметри процесу: кімнатна температура, без використання каталізатора, розчинник - етанол) отримати індивідуально 3-бромо-4-феніл-10Н-2,3,4-тригідро-1,1-діоксотіазино-[2,3-b]бензімідазол неможливо. Приклад 3 До розчину 3 г (0.0086 моль) 3-бромо-4-феніл-10Н-2,3,4-тригідротіазино[2,3-b]бензімідазолу і 0.45 г (0.0021 моль) K2WO4  2Н2О в 30 мл етанолу охолодженого до 0 °С, повільно, при перемішуванні додають 5.1 мл (0.086 моль) 30 % гідроген пероксиду. Реакційну суміш витримують при кімнатній температурі 5 діб. По закінченні реакції (контроль за допомогою ТШХ, елюент: хлороформ-етанол-діетиламін 20:4:2) до розчину додають 25 мл 10 % водного розчину натрій бісульфіту, який використовують для розкладу надлишкових пероксидів. Через 5-10 хв. випадає кристалічний продукт, який відфільтровують, промивають водою та діетиловим етером. Перекристалізацією із суміші етанол-вода (1:2) одержують 2.68 г, 82 % білого осаду 3-бромо-4феніл-10Н-2,3,4-тригідро-1,1-діоксотіазино[2,3-b]бензімідазолу. Тпл. 178-179 °С (вода:етанол - 2:1). Елементний аналіз для C16H13BrN2O2S. Знайдено, %: С 51.09; Н 3.58; Вr 21.31; N 7.31; S 8.40. Вирахувано, %: С 50.93; Н 3.44; Вr 21.18; N 7.42; S 8.50. Н Спектр 1 -ЯМР в ДМСО-D6 (, м.д., J, Гц): 3.73, 4.06 (2Н, м, д, J=7.2, SCH 2); 5.62 (1Н, м, CHBr); 6.63 (1Н, д, J=10.5, CH-C6H5); 7.32...7.71 (4H, м, Наром.). Спектр ІЧ в таблетках KBr (, см 1 ): 1350, 1130 (відповідно асиметричне та симетричне валентні коливання групи SO2). Аналогічним чином одержують 2.69 г, 83 % 3-йодо-4-феніл-10Н-2,3,4-тригідро-1,1діоксотіазино[2,3-b]бензімідазолу. Тпл. 197-198 °С (вода:етанол-2:1). Елементний аналіз для C16H13IN2O2S. Знайдено, %: С 45.41; Н 3.14; І 30.04; N 6.57; S 7.48. Вирахувано, %: С 45.27; Н 3.07; І 29.92; N 6.61; S 7.56. Н Спектр 1 -ЯМР в ДМСО-D6 (, м.д., J, Гц): 3.69, 3.98 (2Н, м, д, J=7.2, SCH2); 5.39 (1Н, с, СНІ); 6.39 (1Н, д, J=15.0, CH-C6H5); 7.11...7.60 (4H, м, Наром). -1 Спектр ІЧ в таблетках KBr (, см ): 1345, 1130 (відповідно асиметрично та симетрично валентні коливання групи SO2). Із наведених даних слідує, що запропонований спосіб (приклад 3) одержання конденсованих сульфонів - 3-бромо(йодо)-4-феніл-10Н-2,3,4-тригідро-1,1-діоксотіазино[2,3-b]бензімідазолів є доцільним і якісним, так як в результаті його застосування одержуються цільові продукти окиснення. Отже, оптимальні умови проведення реакції окиснення, виділення цільового продукту реакції та доцільність використання каталізатора дають можливість одержувати сульфони галогеноциклічних похідних цинамілтіобензімідазолу. Корисна модель може бути використана для одержання сульфонів конденсованих похідних бензімідазолу чи продуктів окиснення інших галогеноциклічних сполук в заводських та науководослідних лабораторіях, а також у серійному виробництві. 60 2 UA 72090 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 1. Спосіб одержання циклічного сульфону алкенілзаміщеного тіобензімідазолу, що передбачає операцію окиснення вихідного продукту гідроген пероксидом із розрахунку сульфід: Н 2О2=1:1 в льодяній оцтовій кислоті, який відрізняється тим, що попередньо одержують спиртові розчини 3-бромо(йодо)-4-феніл-10Н-2,3,4-тригідротіазино[2,3-b]бензімідазолів охолоджені до 0-5 °C, у які додають гідроген пероксид у співвідношенні 1:10, здійснюють синтез при перемішуванні у присутності каталізатора K2WO4  2Н2О (1:4), виділяють продукт реакції шляхом додавання 10 % водного розчину натрій бісульфіту після витримки у часі реакційної суміші та ідентифікують одержані речовини як 3-бромо(йодо)-4-феніл-10Н-2,3,4-тригідро-1,1-діоксотіазино[2,3-b]бензімідазоли. 2. Спосіб одержання циклічного сульфону алкенілзаміщеного тіобензімідазолу за п. 1, який відрізняється тим, що час витримки реакційної суміші складає 110-120 год. Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3