1-амино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксиды

Размещено на http://www.allbest.ru/

1-амино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксиды

Ташбаев Гуламжон Аскарович,

доктор химических наук, профессор,

Тухтасунов Обиддин,

кандидат химических наук,

Джумаев А. Т., аспирант.

Институт химии им. В.И.Никитина АН Республики Таджикистан, Таджикский университет технологии.

амин диоксид ароматический

Приводятся результаты реакции нуклеофильного замещения 1-бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксида с алифатическими и ароматическими аминами. Синтезированы новые производные 1-амино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксида.

Ключевые слова: бензо[с]тиофен - 1,3-дигидробензо[с]тиофен - 1,3 дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксид - 1-бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен-2,2диоксид - амины - ариламины - 1- N-алкил -1,3-дигидробензо[с]тиофен-2,2-диоксид - нуклеофильное замещение.

The reaction of 1-bromo-1,3-dihydrobenzo[c]thiophene2,2-dioxide with alyphatik and aromatic amins afforded N-alkyl- and arylamins of the 1,3-dihydrobenzo[c]thiophene2,2-dioxide in satisfactory yields.

Keywords: benzo[c]thiophene - 1,3-dihydrobenzo[c]thiophene - 1,3-dihydrobenzo[c]thiophene2,2-dioxide - 1-bromo-1,3-dihydrobenzo[c]thiophene-2,2-dioxide - amins - N-alkylamino-1,3-dihydrobenzo[c]thiophene-2,2-dioxide - nucleophylic reaction.

Производные бензо[с]тиофена, в частности 1,3-дигидробензо[с]тиофен 2,2 - диоксид (1), исследуются в последние годы интенсивно, что связано с широким применением их в качестве полупродуктов в синтезе биологически активных веществ, синтонов в тонком органическом синтезе, а также для конструирования поликонденсированных систем, в том числе природного происхождения. С другой стороны, N-алкиламины ароматического ряда широко используются в синтезе фармакологических препаратов и соединений химических средств защиты растений.

В связи с этим синтез N-замещенных 1-амино-1,3-дигидробензо[с]- тиофен2,2-диоксидов представляет определенный интерес.

Данная работа посвящена синтезу и исследованию свойства замещенных 1-амино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2 - диоксида (2).

Известно, вторичные и третичные амины получаются по реакции Гоффмана т. е. исчерпающим алкилированием аммиака, первичных или вторичных аминов [1], алкилированием триазинов [2], также модификацией аминов за счет С-алкилирования в б- или в-положении к атому азота [3].

Для синтезов замещенных 1-амино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2 - диоксида применяли реакцию Гоффмана - нуклеофилное замещение алкилгалогенидов с аминами.

Необходимый-бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксид (3) - получали галогенированем 1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксида с N-бромсукцинимидом (NBS) в присутствии перекиси бензоила.

При акилировании аминов алкилгалогенидами по Гоффману сначала образуются алкиламмоний галогениды, а при обработки с щелочью последнего образуются алкил амины. Для предотвращения образования аммониевой соли, мы использовали большой избыток амина. Так, при взаимодействии 1-бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диксида 3 и 25 %-него аммиака с хорошим выходом получили 1-амино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диксида 3.

Реакция проводили в среде этанола и реагирующих компонентов в соотношении 1:10, при температуре 60 оС в течение 3 часов.

Структура амина 2 доказана на основании данных ИК-спектров и спектров ПМР. В его ИК-спектре имеются характерные полосы поглощения группы SO2 (1140 см-1 ,1330 см-1), CH2 (1440см-1) NH2 (1040, 1210 см-1). В спектре ПМР присутствуют сигналы протонов аминогруппы (д 2.00 м.д.), метиленовой группы (д 4.67 м.д.), группы СН (д 4.45 м.д.) и протонов ароматического кольца (д 6.96-7.10 м.д.).

Далее мы исследовали нуклеофильные реакции 1-бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен 2,2 - диоксида с более реакционно способными алкил аминами. Так при взаимодействии метиламина с 1-бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен 2,2 - диоксидом с хорошим выходом образуется N-метиламино-1,3- дигидробензо[с]тиофен 2,2 - диоксид.

Структура амина 4 доказана на основании данных ИК-спектров и спектров ПМР. В его ИК-спектре имеются характерные полосы поглощения группы SO2 (1330 см-1), CH2 (1440см-1) NH2 (1040, 1210 см-1) и замещенного ароматического кольца. В спектре ПМР присутствуют сигналы протонов метильной группы (д 1.66 м.д.), аминогруппы (д 2.10 м.д.), метиленовой группы (д 4.67 м.д.), группы СН (д 4.45 м.д.) и протонов ароматического кольца (д 6.96-7.10 м.д.).

Реакцию проводили с добавлением хлоргидрата метиламина к спиртовому раствору 1-бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен 2,2 -диоксида в присутствии триэтиламина.

В этой реакции также были исследованы нуклеофильное замещение н - бутиламина и бензиламина с 1-бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2 - диоксида. В результате с хорошими выходами синтезировали N-н-бутиламино-1,3- дигидробензо[с]тиофен2,2 - диоксид 5 и N-бензиламино-1,3- дигидробензо[с]тиофен2,2 - диоксид 6.

Применением вторичных аминов как диэтиламина, пиперидина и морфолина в этой реакции с высокими выходами синтезировали 1-(N,N-диэтиламино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2 -диоксид 7, 1-N-пиперидил-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксид 8 и 1-N-морфолил-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2 -диоксид 9.

Нами также были исследованы реакционные способности 1-бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2 -диоксида к ароматичеким аминам.

Реакции с анилином проводили в диоксане в при температуре 80 оС в течение 5 часов, в результате 74 %-ным выходом синтезировали 1-N-фениламино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксид 10. Для предотвра-щения образования гидробромида амина реакцию проводили с добавлением триэтиламина.

Структура амина 10 доказана на основании данных ИК-спектров и спектров ПМР. В его ИК-спектре имеются характерные полосы поглощения сульфоногруппы (1140 см-1 ,1330 см-1), метиленовой группы (1440см-), аминогруппы (1040 см -1, 1210 см-1) и ароматического кольца (730 см -1, 770 см -1, 780 см -1, 830 см -1, 870 см -1, 930 см -1). В спектре ПМР присутствуют сигналы протонов аминогруппы (д 5.60 м.д.), метиленовой группы (д 4.67 м.д.), группы СН (д 4.45 м.д.) и протонов ароматического кольца (д 6.96-7.14 м.д.).

Так применениенм п-толуидина, п-хлоранилина и п-нитроанилина в этой реакции нами с хорошими выходами синтезированы 1-N-(п-метил)фениламино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксид 11 и 1-N-(п-хлор)фениламино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксид 12 1-N-(п-нитро)фениламино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксид 13.

Таким образом, исследование показало, что в реакцию нуклеофильного замещения 1-бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2 -диоксид с алкиламинами легче вступают, чем ароматические амины.

Структура амина 10-13 доказана на основании данных ИК-спектров и спектров ПМР.

Экспериментальная часть. н-Бутиламин. Синтезировали по описанной методике т.пл. 74-75 оС, лит. 75-76 оС [4].

Бензиламин. Синтезировали по описанной методике т.пл. 76-78 оС, /10 мм рт.ст, лит. 182-186 оС [5].

1-Бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксид 3. Синтезировали по описанной методике т.пл. 74-75 оС, лит. 75-76 оС [6].

Другие амины, вспомогательные реактивы и растворители использованы перегонкой или перекристаллизацией товарных продуктов.

1-Амино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксид 2.

В 2-х горлую колбу емк. 100 мл, снабженную капельной воронкой и обратным холодильником загружают 1.3 г (0.005 М) 1-бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксида и 50 мл этанола. К смеси при перемешивании и комнатной температуре по каплям добавляют 3.4 г или 4 мл (0.05 М) 25%-ного раствора аммиака в течение 0.5 часа, перемешивают при 60 оС в течение 3 часов. Затем реакционную смесь охлаждают, отфильтровывают осадок, промывают эфиром, фильтрат упаривают до объема 10 мл. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают эфиром и объединяют с основным продуктом и сушат. Выход продукта 0.68 г (74.3 %), т.пл. 66-67 оС, Rf=0.45 (этилацетат-бензол 1:1). Найдено, %: С 52.26, 52.33; Н 4.61, 4.74; N 7.49 , 7.56; S 17.40, 17.51; С8Н9NO2S; вычислено, %: С 52.46; Н 4.92; N 7.65; S 17.48.

ИК спектры, г, см -1 : 730, 770, 780, 830, 870, 930 (аром); 1040, 1210, (-NH2); 1440 (CH2); 1140, 1330 (SO2).

ПМР, д, м.д.: 4.45 (Н, СН) 4.67 (4 H, СН2); 6.96, 7.00, 7.02 (3H, СН); 2.00 (2H, NH2).

1-N-Метиламино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксид 4.

В колбу Эрленмейера емк 50 мл снабженную обратным холодильником, на магнитной мешалке загружают 0.75 г (0.003 М) 1-бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксида и 0.68 г (0.01 М) хлоргидрата метиламина и 20 мл спирта. При комнатной температуре и перемешивании по каплям добавляют 1.5 г или 1.8 мл триэтиламина в течение 20 минут. Затем, смесь нагревают при 60 оС в течение 2 часов. Из реакционной смеси отгоняют 15 мл растворителя, выливают в 50 мл холодной воды. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают холодной водой, сушат. Перекристаллизовывают из этанола, выход продукта 0.60 г (61 %), т.пл. 72-73 оС, Rf=0.42 (этилацетат-бензол 1:1). Найдено, %: С 54.66, 54.72; Н 5.28, 5.34; N 7.01 , 6.98; S 16.11, 16.14; С9Н11NO2S; вычислено, %:С 54.82; Н 5.58; N 7.11; S 16.24.

ИК спектры, г, см -1 : 730, 770, 780, 830, 870, 930 (аром); 1040, 1210, (NH); 1440 (CH2); 1140, 1330 (SO2).

ПМР, д, м.д.: 1.66 (3Н, СН3); 4.45 (Н, СН); 4.67 (4 H, СН2); 5.50 (H, NH); 6.96, 7.00, 7.02 (3H, СН).

1-N-н-Бутиламино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксид 5.

В колбу Эрленмейера емк 50 мл, снабженную обратным холодильником, на магнитной мешалке загружают 0.75 г (0.003 М) 1-бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксида и 10 мл диоксана. При комнатной температуре и перемешивании по каплям добавляют смесь 0.4 г или 0.57 мл (0.005 М) н-бутиламина и 0.5 г или 0.7 мл триэтиламина в течение 20 минут. Смесь перемешивают при 20 оС в течение 0.5 часов и при 60 оС в течение 2 часов. Затем смесь охлаждают и выпавший гидробромид триэтиламина отфильтровывают, фильтрат выливают в 50 мл ледяной воды, выпавший осадок отфильтровывают, промывают холодной водой, сушат. Перкристаллизовывают из этанола, выход продукта 0.55 г (76 %), т.пл. 62-63 оС, Rf=0.53 (этилацетат-бензол 1:1).Найдено, %: С 59.07, 60.11; Н 6.89, 6.97; N 5.65 , 5.77; S 13.11, 13.22; С12Н17NO2S; вычислено, %: С 60.25; Н 7.11; N 5.86; S 13.39.

ИК спектры, г, см -1 : 730, 770, 780, 830, 870, 930 (аром); 1040, 1210, (NH); 1440 (CH2); 1140, 1330 (SO2).

ПМР, д, м.д.: 1.66 (3Н, СН3); 4.45 (Н, СН); 4.33 (4 H, СН2), 4.67 (2 H, СН2); 5.60 (H, NH); 6.96, 7.00, 7.02 (3H, СН) 9.10 (H, NH).

1-N-Бензиламино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксид 6.

Синтезировали аналогично по 5 из 0.5 г (0.002 М) 1-бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксида и 0.3 г (0.003 М) бинзиламина, выход продукта 0.44 г(80.5 %), т.пл. 92-93 оС, Rf=0.42 (этилацетат-бензол 1:1). Найдено, %: С 65.79, 65.86; Н 5.28, 5.34; N 4.89 , 4.96; S 11.66, 11.54; С15Н15NO2S; вычислено, %: С 65.93; Н 5.49; N 5.13; S 11.72.

ИК спектры, г, см -1 : 730, 770, 780, 830, 870, 930 (аром); 1040, 1210, (NH); 1440 (CH2); 1140, 1330 (SO2).

ПМР, д, м.д.: 4.25 (2 H, СН2); 4.45 (Н, СН); 4.67 (4 H, СН2); 5.55 (H, NH); 6.96, 7.00, 7.02, 7.14 (3H, СН).

1-N,N-Диэтиламино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксид 7. В колбу Эрленмейера емк 50 мл, снабженную обратным холодильником, на магнитной мешалке загружают 0.75 г (0.003 М) 1-бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксида и 10 мл диоксана. При охлаждении и перемешивании добаляют раствор 0.79 г (0.01 М ) диэтиламина в 5 мл диоксан. Смесь перемешивают при 20 оС в течение 1 часа и при 60 оС в течение 2 часов. Затем смесь охлаждают и выпавший гидробромид диэтиламина отфильтровывают. Отгоняют 1 мл растворителя, остаток выливают в 50 мл ледяной воды, выпавший осадок отфильтровывают, промывают холодной водой, сушат. Перкристаллизовывают из этанола, выход продукта 0.67 г (94 %), т.пл. 116-117 оС, Rf=0.48 (этилацетат-бензол 1:1). Найдено, %: С 60.08, 59.93; Н 6.89, 7.62; N 5.75, 5.53; S 13.12, 13.23; С12Н17NO2S; вычислено, %: С 60.25; Н 7.11; N 5.86; S 13.39.

ИК спектры, г, см -1 : 730, 770, 780, 830, 870, 930 (аром); 1040, 1210, (NH); 1440 (CH2); 1140, 1330 (SO2).

ПМР, д, м.д.: 1.66 (6Н, СН3); 4.45 (Н, СН); 2.30 (4 H, СН2), 4.67 (2 H, СН2); 6.96, 7.06, 7.14 (3H, СН).

1-Пиперидиламино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксид 8.

Синтезировали аналогично по 7 из 0.75 г (0.003 М) 1-бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксида и 0.85 г (0.01 М) пиперидина, выход продукта 0.66 г (88 %), т.пл. 125-126 оС, Rf=0.38 (этилацетат-бензол 1:1). Найдено, %: С 61.96, 62.04; Н 6.58, 6.61; N 5.44 ,5.35; S 12.66, 12.55; С13Н17NO2S; вычислено, %: С 62.15; Н 6,77; N 5.58; S 12.75.

ИК спектры, г, см -1 : 730, 770, 780, 830, 870, 930 (аром); 1040, 1210, (NH); 1440 (CH2); 1140, 1330 (SO2).

ПМР, д, м.д.: 4.25 (10 H, СН2); 4.45 (Н, СН); 4.67 (2 H, СН2); 6.96, 7.00, 7.02, 7.14 (3H, СН).

1-Морфолино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксид 9.

Синтезировали аналогично по 7 из 0.75 г (0.003 М) 1-бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксида и 0.75 г (0.01 М) морфолина, выход продукта 0.69 г (90.7 %), т.пл. 132-133 оС, Rf=0.41 (этилацетат-бензол 1:1). Найдено, %: С 56.82, 56.95; Н 5.88, 5.74; N 5.38 ,5.61; S 12.44, 12.56; С12Н15NO3S; вычислено, %: С 56.92; Н 5.93; N 5.53; S 12.65.

ИК спектры, г, см -1 : 730, 770, 780, 830, 870, 930 (аром); 1040, 1210, (NH); 1440 (CH2); 1140, 1330 (SO2).

ПМР, д, м.д.: 1.56 (2 H, СН2) ;3.60 (2 H, СН2) ; 4.45 (Н, СН); 4.67 (4 H, СН2); 6.96, 7.00, 7.02, 7.14 (3H, СН).

1-N-Фениламино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксид 10.

В колбу Эрленмейера емк 50 мл, снабженную обратным холодильником на магнитной мешалке загружают 1.00 г (0.004 М) 1-бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксида и 10 мл диоксана. При комнатной температуре и перемешивании по каплям добаляют раствор 0.5 г (0.005 М ) анилина в 5 мл диоксане в течение 10 минут, затем добавляют 0.5 г триэтиламина в 5 мл диоксане в течение 10 минут. После добавления аминов через 15 минут смесь нагревают при 80 оС в течение 2 часов. Затем из реакционный смеси отгоняют 15 мл растворителя, остаток выливают в 50 мл ледяной воды, выпавший осадок отфильтровывают, промывают холодной водой, сушат.

Перкристаллизовывают из этанола, выход продукта 0.77 г (74.3 %), т.пл. 158-159 оС, Rf=0.48 (этилацетат-бензол 1:1). Найдено, %: С 64.74, 64.66; Н 4.84, 5.11; N 5.36, 5.49; S 12.31, 12.22; С14Н13NO2S; вычислено, %: С 64.86; Н 5.02; N 5.40; S 12.36.

ИК спектры, г, см -1: 730, 770, 780, 830, 870, 930 (аром); 1040, 1210, (NH); 1440 (CH2); 1140, 1330 (SO2).

ПМР, д, м.д.: 4.45 (Н, СН); 4.67 (2 H, СН2); 5.60 (H, NH); 6.96, 7.02, 7.06, 7.07, 7.14 (9H, СН).

1-N-(п-Метил)фениламино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксид 11.

Синтезировали аналогично по 10 из 0.75 г (0.003 М) 1-бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксида и 0.37 г (0.004 М) п-толуидина, выход продукта 0.59 г (72 %), т.пл. 132-133 оС, Rf=0.41 (этилацетат-бензол 1:1). Найдено, %: С 65.82, 65.98; Н 5.28, 5.34; N 5.08 ,4.96; S 1165, 11.56; С15Н15NO2S; С 65.93; Н 5.49; N 5.13; S 11.72.

ИК спектры, г, см -1 : 730, 770, 780, 830, 870, 930 (аром); 1040, 1210, (NH); 1440 (CH2); 1140, 1330 (SO2).

ПМР, д, м.д.: 1.66 (3H, СН3) ; 4.67 (4 H, СН2);4.45 (Н, СН); 5.50 (H, NH); 6.94, 6.96, 7.00, 7.02, 7.14 (8H, СН).

1-N-(п-Хлор)фениламино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксид 12.

Синтезировали аналогично по 10 из 0.75 г (0.003 М) 1-бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксида и 0.5 г (0.004 М) п-хлоранилина, выход продукта 0.54 г (61 %), т.пл. 171-172 оС, Rf=0.29 (этилацетат-бензол 1:1). Найдено, %: С 57.01, 57.31; Н 3.88, 3.96; Cl 12.20, 11.89; N 4.55 ,4.61; S 10.78, 10.81; С14Н12ClNO2S; вычислено, %: С 57.24; Н 4.09; Cl 12.10; N 4.77; S 10.90.

ИК спектры, г, см -1 : 730, 770, 780, 830, 870, 930 (аром); 1040, 1210, (NH); 1440 (CH2); 1140, 1330 (SO2).

ПМР, д, м.д.: 4.67 (2H, СН2); 4.45 (Н, СН); 5.65 (H, NH); 6.94, 6.96, 7.00, 7.01, (8H, СН).

1-N-(п-Нитро)фениламино-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксид 13.

Синтезировали аналогично по 10 из 0.75 г (0.003 М) 1-бромо-1,3-дигидробензо[с]тиофен2,2-диоксида и 0.55 г (0.004 М) п-нитроанилина, выход продукта 0.51 г (56 %), т.пл. 186-187 оС, Rf=0.22 (этилацетат-бензол 1:1). Найдено, %: С 55.01, 54.89; Н 3.76, 3.87; N 9.10, 9.04; S 10.35, 10,42; С14Н12N2O4S; вычислено, %: С 55.26; Н 3.95; N 9.21; S 10.53.

ИК спектры, г, см -1 : 730, 770, 780, 830, 870, 930 (аром); 1040, 1210, (NH); 1440 (CH2); 1140, 1330 (SO2).

ПМР, д, м.д.: 4.67 (2H, СН2); 4.45 (Н, СН); 5.55 (H, NH); 6.94, 6.96, 7.00, 7.01, (8H, СН).

Литература

1. Challis B.C. In. The Chemistry of the amino Group ed. Patai- London, Interscience, 1968. B cc. Chapter 2 , p.277.

2. Ohshiro Y., Komatsu M., Agawa T. Synthesis, 1971, p. 89.

3. Olofson R.A., Schnur R.C., Bunes L., Pepe J.B. Tetrahedron Letters 1977, p. 1567.

4. Вейганд К. - Методы эксперимента в органической химии, М.: ИЛ, 1950, ч.2, с. 251.

5. Агрономов А.Е., Шабаров Ю.С. - Лабораторные работы в органическом практикуме, М.: Химия, 1974, с.93.

6. Ташбаев Г.А. - Химия бензостиофена, Душанбе, Дониш 2007, с.282.

Размещено на Allbest.ru