Синтезы сульфонамидов бензо-1,4-диоксана
Ташбаев Гуламжон Аскарович,
доктор химических наук, профессор,
Тухтасунов Обиддин,
кандидат химических наук,
Турдиалиев Муроджон Зокирович,
аспирант.
Горно-металлургический институт Таджикистана,
Институт химии им. В.И.Никитина АН Республики Таджикистан.
Synthesis of sulfonamides of the 6-aminobenzo-1,4-dioxane
O. Tuhtasunov, G.A.Tashbaev, M.Z.Turdialiev.
V.I.Nikitin Institute of chemistry, Academy of Scinces of the Republic of Tajikistan.
Приводятся результаты исследования реакции сульфирования 6-аминобензо-1,4-диоксана с ароматическими сульфохлоридами. Синтезированы новые производные сульфонамида фрагментом 1,4-диоксана.
Ключевые слова: амины, бензо-1,4-диоксан, 6-аминобензо-1,4-диоксан, сульфонамиды, арилсульфонамиды.
The new substituted of the sulfonamide were synthesized from the 6-aminobenzo-1,4-dioxan and urea.
Keywords: аmines, benzo-14-dioxan, aminobenzo-14-dioxan, sulfonamides, arylsulfonamides.
Сульфонамиды успешно применяются при лечении таких опасных болезней, как крупозное воспаление легких, менингит, газовое гангрена, рожистое воспаление и т.п. [1]. Среди них найдены эффективные гербициды и другие средства защиты растений [2].
Сульфонамиды с фрагментом мочевины оказались высокоэффективными, что позволяет значительно сократить количество вносимого в почву вещества [3].
В связи с этим синтез сульфонамидов на основе 6-аминобензо-1,4-диоксана (1) является актуальной задачей.
Известно [4, 5], что сульфонамиды получают обработкой сульфонилхлоридов аммиаком, первичными и вторичными аминами часто в присутствии оснований. Вышеописанные методы были использованы для проведения реакции амина 1 с ароматическими сульфонилхлоридами.
Исходный 6-аминобензо-1,4-диоксан 1 синтезировали нитрованием и последующим восстановлением бензо-1,4-диоксана.
Необходимые бензол- и п-толуолсульфохлориды в этой реакции применены из товарных продуктов, а другие синтезированы из соответствующих ароматических соединений сульфированием с хлорсульфоновой кислотой.
Физико-химические характернистики исходных сульфохлоридов идентичны литературным данным.
Так при взаимодействии 6-аминобензо-1,4-диоксана 1 с бензолсульфохлоридом (TsCl) 2 c хорошим выходом получается 6-фенилсульфониламинобензо-1,4-диоксан 3.
Реакцию проводили в среде диоксана или спирта в присутствии основания. При температуре 40-80 оС, в течение 5-8 часов.
В этой реакции с использованием бензолсульфонилхлорида, 3,4-диметилбензолсульфонилхлорида, п-ацетиламинобензолсульфонилхлорида с хорошими выходами синтезированы соответствующие сульфонамиды 4-6.
Нами впервые синтезированы неописанные следующие сульфонамиды:
6-(N-фенилсульфонил)аминобензо1,4-диоксан 3, 6-(N-п-метилфенил-сульфонил)аминобензо1,4-диоксан 4, 6-(N-3I,4I-диметилфенилсульфо-нил)аминобензо1,4-диоксан 5 и 6-(N-п-ацетиламинофенилсульфонил)-аминобензо1,4-диоксан 6.
Структура сульфонамида 3 доказана на основании данных ИК-спектров и спектров ПМР. В его ИК-спектре имеются характерные полосы поглощения моно- и тризамещенного бензольного кольца (730, 765, 900 см-1), сульфоногруппы (1130, 1320 см-1), сульфонамидных групп (1160, 1170 1340 см-1) и метиленовой группы (1440см-1). В спектре ПМР кроме, сигнала ароматических протонов при 6.96-7.10 м.д., содержатся сигналы протонов метиленовой группы при 4.26 м.д., а также сигнал протона сульфонамидной группы при 9.05м.д.
Синтезированные сульфонамиды 3-6 представляет собой кристаллические продукты, которые очищались перекристаллизацией из водного раствора спирта.
Полученные продукты 4-6 также охарактеризованы физико-химическими константами, данными элементного анализа, их структура установлена ИК- и ПМР-спектрами.
Ход реакции и чистота полученных продуктов контролировались методом тонкослойной хроматорграфии, на пластинке silufol проявлением парами йода.
Экспериментальная часть
6-Аминобензо-1,4-диоксан 1. Синтезирован нитрованием и восстановлением из бензо-1,4-диоксана т.кип 170-173оС/15мм рт.ст. лит. 158-159оС/9мм рт.ст. [6].
Общая методика получения ароматических сульфохлоридов: В колбу емкостью 100 мл загружают 0.2 моль ароматического соединения и растворяют в 50 мл безводного хлороформа, к смеси по каплям прибавляют 0.4 моль хлорсульфоновой кислоты прихорошем перемешивании и охлаждении до -5-10оС. Перемешивают при этой температуре до начала сильного выделения хлористого водорода. Затем, нагревают до комнатной температуры и перемешивают до окончания выделения хлористого водорода.
После окончания выделения хлористого водорода, перемешивают еще 0.5 ч., затем реакционную смесь выливают на измельченный лед. Выпавший сульфохлорид отфильтровывают, промывают холодной водой, раствором соды и снова водой, сушат и кристаллизуют.
Получены следущие сульфохлориды:
а) 4-метоксибензолсульфохлорид, 65 %, т. пл. 41-42оС, лит 42-43оС [7].
б) 3,4-диметилбензолсульфохлорид, 70 %, т. пл. 50-51оС, лит 51-52оС [7].
в) 3,4-диметоксибензолсульфохлорид, 75 %, т. пл. 68-69оС.
г) 3,4-этилендиоксибензолсульфохлорид, 65 %, т. пл. 66-67оС.
Общая методика синтеза сульфонамидов 2-6: В колбу емкостью 100 мл помещают 1.9 г (0.01 М) гидрохлорида аминобензо-1,4-диоксана, 10 мл диоксана и при перемешивании по каплям добавляют 1 г или 1.2 мл (0.01 М) триэтиламина, выпавший осадок отфильтровывают. К фильтрату при охлаждени в ледяной бане по каплям добавляют 0.02 моль ароматического сульфохлорида в 10 мл диоксане, затем, при перемешивании, по каплям добавляют 1.5 г или 1.7 мл (0.015 М) триэтиламина. Смесь перемешивают при комнатной температуре 2 ч. При температуре 50-80оС 3-6 ч. Затем смесь выливают 50 мл ледяной воды, отфильтровывают выпавший осадок, промывают холодной водой, сушат и перекристаллизовывают из водного раствора этанола (1:1).
6-(N-фенилсульфонил)аминобензо1,4-диоксан 3. Выход 55 %, т.пл.136-137оС, Rf=0.28 (бензол).
Найдено, %: С 57.69, 57.56; Н 4.33, 4.27; N 4.68, 4.71; S 10.76, 10.82; С14H13 NO4S; вычислено, С 57.73; Н 4.47; N 4.81; S 11.00.
ИК спектры, γ, см -1: 730, 765, 900 см-1 (аром); 1130, 1320 см-1 (SO2); 1160,1170 см-1 (NHSO2); 1340 см-1 (NHSO2); 1440 см-1 (CH 2).
ПМР, δ, м.д.: 4.26 (4 H, СН2); 7.25-7.50 (7 H, СН); 9.05 (H, NH).
6-(N-п-метилфенилсульфонил)аминобензо1,4-диоксан 4. Выход 83 %, т.пл.147-148оС, Rf=0.37 (бензол).
Найдено, %: С 58.89, 58.76; Н 4.83, 4.77; N 4.48, 4.41; S 10.36, 10.42; С15H15 NO4S; вычислено, С 59.02; Н 4.92; N 4.59; S 10.49.
ИК спектры, γ, см -1: 740, 755, 910 (аром); 1140, 1330 см-1 (SO2); 1165 см-1 (NHSO2); 1345 см-1 (NHSO2); 1440 см-1 (CH 2).
ПМР, δ, м.д.: 2.30 (3 H, СН3); 4.26 (4 H, СН2); 7.25-7.50 (7 H, СН); 9.05 (H, NH).
6-(N-3I,4I-диметилфенилсульфонил)аминобензо1,4-диоксан 5. Выход 72 %, т.пл.156-157оС, Rf=0.43 (бензол).
Найдено, %: С 59.98, 60.21; Н 5.24, 5.17; N 4.29, 4.41; S 10.06, 9.89; С16H17 NO4S; вычислено, С 60.19; Н 5.33; N 4.39; S 10.03.
ИК спектры, γ, см -1: 730, 760, 920 (аром); 1145, 1320 см-1 (SO2); 1160 см-1 (NHSO2); 1340 см-1 (NHSO2); 1440 см-1 (CH 2).
ПМР, δ, м.д.: 2.20 (6 H, СН3); 4.26 (4 H, СН2); 7.25-7.50 (6 H, СН); 9.05 (H, NH).
6-(N-п-ацетиламинофенилсульфонил)аминобензо1,4-диоксан 6. Выход 78 %, т.пл.125-126оС, Rf=0.25 (бензол).
Найдено, %: С 54.97, 55.02; Н 4.36, 4.44; N 8.12, 7.89; S 9.03, 8.99; С16H16 N2O5S; вычислено, С 55.17; Н 4.60; N 8.05; S 9.20.
ИК спектры, γ, см -1: 720, 770, 930 (аром); 1140, 1325 см-1 (SO2); 1155 см-1 (NHSO2); 1345 см-1 (NHSO2); 1440 см-1 (CH 2).
ПМР, δ, м.д.: 2.20 (6 H, СН3); 4.26 (4 H, СН2); 7.25-7.50 (7 H, СН); 9.10 (2 H, NH).
Литература
1. Мелентьева Г.А. Фармацевтическая химия. - М.: Медицина, 1976, т.1, 294 с.
2. Мельникоа Н.Н., Новожилов К.В., Белан С.Р., Пылова Т.Н., Справочник по пестицидам. - М.: Химия 1985, 352 с.
3. Hassel K.A., The Chemistry of Pesticides. - Hong Kong, Macmilan Press, 1982, p. 372.
4. Hawking F., Lawrence J.S., The Sulfonamides. - London, Academic Press, 1950, 234 p.
5. Общая органическая химия. - М.: Химия 1983, т.5, cc. 529-530.
6. Агрономов А.Е., Шабаров Ю.С., Лабораторные работы в органическом практикуме. – М.: Химия, 1974, с.189.
7. Свойства органических соединений. – Ленинград, Химия, 1984, 520 с.
Поступила в редакцию 20.04.2012 г.