Tionačný spôsob a tionačné činidlo

Číslo patentu: E 15989

Dátum: 03.02.2012

Autori: Bergman Jan, Pettersson Birgitta, Svensson Per, Hasimbegovic Vedran

Je ešte 8 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Predkladaný vynález sa týka tionačného spôsobu. Konkrétnejšie sa predkladaný vynález týka spôsobu transfonnácie oxoskupiny (CO) v zlúčenine na tioskupinu (CS) alebo tautomérnu formu uvedenej tioskupiny.0002 V roku 1951 Klingsberg a kol. opísali použitie P 4810 rozpusteného v pyridíne ako tionačného činidla. Pyridln a P 4810 reaguje ľahko za vzniku obojakých iónov, zlúčeniny bez zá achu, ktorej zloženie, P 2 S 5-2 C 5 H 5 N, skúmali až V 196 - 1968 nemeckí anorganickí chemiciz ktorí ziskali dôkaz pre jeho štruktúru pomocou P NMR dát, rovnako ako aj porovnaním s príbuznými moiekulami.0003 Napriek informáciám uvedeným v Klingsberg a kol., prevažne používaným činidlom v reakcii tionácie zlúčenln obsahujúcich oxoskupinu bol tzv. Lawessonov reagent (IUPAC názov 2,4-bis(4 metoxyfenyl)-1,3,2,4-ditiadifosfetán-2,4-ditión), ktorý je tu ďalej označovaný ako LR. LR bol zavedený v roku 1968 pre transformácie v organickej chémii a používal sa s veľkým počtom reaktantov, ako sú amidy a ketóny, ktoré boli tionované vo veľkom rozsahu. Avšak LR ako tionačné činidlo má rad nevýhod. Napríklad jeho tepelná stabilita je priemerná dokonca sa uvádza, že LR sa začína rozkladať nad 110 ° C. Ďalej LR má všeobecne nízku rozpustnosť, čo si často vyžadovalo použitie hexametylfosforamidu (HMPA) ako rozpúšťadla. U HMPA je podozrenie, že je karcinogénny pre človeka a jeho použitie je zakázané v mnohých krajinách. Ďalšie nevýhody v použití LR sú silný, nepríjemný zápach zlúčeniny samotnej. a skutočnosť, že v priebehu reakcie sa zvyčajne vyskytuje tvorba páchnucich vedľajších produktov, ktoré možno len ťažko oddeliť od požadovaných reakčných produktov (často sa vyžaduje stlpcová Chromatografia).0004 Zdá sa, že stále existuje potreba zlepšeného spôsobu tionácie zlúčenín obsahujúcich oxoskupinu, ako aj zlepšeného tionačného činidla na použitie v takomto spôsobe.0005 Podľa prvého aspektu je tu poskytnutý spôsob transformácie skupiny CO (l) v zlúčenine na skupinu CS (ll) alebo tautomérnu formu skupiny (II) v reakcii, ktorá poskytuje tionovaný reakčný produkt, použitím kryštalického P 2 S 5-2 C 5 H 5 N ako tionačného činidla, pričom uvedené tionačné činidlo sa odseparuje z materského roztoku, v ktorom bolo pripravené.Stručný opis výkresov 0006Obrázok 1 znázorňuje (A) molekulárnu štruktúru a (B) kryštálovú štruktúru P 2852 C 5 H 5 N. Obrázok 2 znázorňuje (A) molekulárnu štruktúru a (B) kryštálovú štruktúru pyridinium dihydrogénmonotiofosfátu.0007 Pôvodcovia predkladaného vynálezu určili kryštálovú štruktúru P 2 S 5 ~ 2 C 5 H 5 N pomocou RTG analýzy, ktorej detaily sú uvedené v experimentálne časti. Ortep reprezentácia molekulovej štruktúry zlúčeniny je znázornená na Obrázku 1. Molekuly sú vzájomne pripojené pomocou niekoľkých van der Waalsových interakcií. Najsilnejší van der Waalsov kontakt (C-HS) spája spoločne molekuly do nekonečného reťazca pozdĺž c-osi. Koeficient zaplnenia (percento vyplneného van der Waalsovho priestoru v jednotkovej bunke je 67,7 , indikujúc účinný molekulový rámec v tuhom stave. Molekulové zaplnenie je uľahčené aromatickým Tl usporiadaním. Vzdialenosť medzi rovinami dvoch susedných aromatických skupín je približne 3,5 Á.0008 Ako už bolo uvedené vyššie, predkladaný vynález poskytuje použitie tionačného činidla pozostávajúceho z kryštalického P 2 S 5-2 C 5 H 5 N. Veľmi výhodne je toto činidlo skladovateľné po dlhé časové obdobie a navyše je bez nečistôt, ktoré sú vlastné konvenćnému tionačnému činidlu,pretože nečistoty (z P 4810) sa odstránia pomocou pyridinového materského roztoku.-2 0009 Zlepšená čistota bude viest k čistejším tionačným produktom a oveľa ľahším pracovným postupom. Konkrétnou výhodou je fakt, že tionačné činidlo môže byt prenesené do rozpúšťadiel,akými sú napríklad acetonitril a dimetylsulfón.0010 V skutočnosti kryštalická zlúčenina s obojakým iónom má vyhovujúcu rozpustnosť v horúcom acetonitrile a dobrú rozpustnost v horúcom pyridíne. Má taktiež dobrú rozpustnost v cyklických sulfónoch alebo v nižších alkylsulfónoch, akým je napríklad dimetylsulfón.0011 Vjednom uskutočnení spôsobu podľa vynálezu sa tionačné činidlo a zlúčenina, ktorá sa má tionovať ponechajú reagovať v kvapalnom rozpúšťadlovom médiu pre zlúčeninu a pre tionačné činidlo. lnými slovami, tionačné činidlo sa používa rozpustené v kvapalnom rozpúšťadlovom médiu. 0012 Vjednom uskutočnení spôsobu podľa vynálezu sa tionačné činidlo použije vo forme taveniny, miešanej so zlúčenínou, ktora sa má tionovat. V tomto uskutočnení sa tionačné činidlo zahreje na svoju teplotu topenia (167 - 169 °C) a zlúčenina, ktorá sa má tionovať, sa zmieša s tionačným činidlom pred zahrievaním, po zahrievani alebo počas zahrievania.0013 Rozpúšťadlové médium môže byt vybrané z aprotických rozpúšťadiel. V jednom uskutočnení je kvapalným médiom organické rozpúšťadlo, ktoré je kvapalné pri teplote miestnosti a ktoré môže byt zohríevané na vhodnú reakčnú teplotu, napriklad na teplotu 60 - 200 C, napriklad 60 - 100 °C, akým je napríklad acetonitril, ktorý je kvapalný pri teplote miestnosti (bod topenia - 42 °C) a má teplotu varu 82 °C. V tomto prípade sú kryštalický PzS 5-2 C 5 H 5 N a zlúčenina, ktora sa má tíonovať, obidva rozpustené v organickom rozpúšťadle, ktoré je voliteľne zohrievane, napríklad na reflux.0014 V jednom uskutočnení sa kryštalický PgS 5-2 C 5 H 5 N primiešava do rozpúšťadlového média,pri teplote pod bodom topenia rozpúšťadlového média a kryštalického P 2 S 5-2 C 5 H 5 N a zmes sa zohrieva, aby sa tak získal kvapalný roztok, obsahujúci PzS 5-2 C 5 H 5 N rozpustený v kvapalnom rozpúšťadlovom médiu.0015 Zlúčenína, ktorá sa má tionovat, môže byt primiešaná s inými zložkami reakönej zmesi v ktoromkoľvek bode procesu, napríklad pred, alebo po topení a/alebo rozpustení.0016 Napríklad teplota topenia dimetylsulfónu je 107 - 109 °C. V prípade, že sa použije roztopený dimetylsulfón ako kvapalné rozpúšťadlové médium pre reakciu, kryštalický P 2352 C 5 H 5 N a tuhý dimetylsulfón môžu byť zmiešané napríklad pri teplote miestností a zohrievané na teplotu prinajmenšom približne 109 °C, pričom sa v tomto čase získa roztok P 2 S 5-2 C 5 H 5 N v kvapalnom dimetylsulfóne. V tomto reakćnom médiu sa môže uskutočňovať tionácia zlúčenín obsahujúcich oxoskupinu.0017 Výhodnou vlastnosťou P 2 S 5-2 C 5 H 5 N je jeho tepelná stabilita, ktorá umožňuje uskutočnenie tionačnej reakcie pri teplotách viac než 100 °C, napriklad pri teplote 100 - 200 °C, alebo 115 - 180 °C, alebo pri teplote 150 - 175 °C, obzvlášť pri teplote 165 - 175 °C, hoci sa môžu použiť aj nižšie teploty, napriklad 60 - 100 °C. V niektorých uskutočneniach sa reakcia uskutočňuje pri teplote varu kvapalného rozpúštadlového média.0018 V súčasnosti nie je jasné, ći je to P 2 S 5-2 C 5 H 5 N per se, ktorý po rozpustení sa v kvapalnom rozpúšťadlovom médiu tionuje zlúčeninu, alebo či reakcia prebieha cez disociáciu na nejaké iné medziproduktové, reaktívne druhy. Avšak pre potreby predkladaného vynálezu nie je podrobný mechanizmus reakcie newhnutný a uvedením, že rozpustený P 2 S 5-2 C 5 H 5 N sa ponechal reagovať s rozpustenou zlúčenínou, sa mysli to, že zahrnuje reakčný mechanizmus prostredníctvom akéhokoľvek medzíproduktu, vedúceho k požadovanemu tionovanému produktu.0019 V prítomnosti vody alebo protného rozpúšťadla, akým je napríklad nižší alkohol, napriklad metanol alebo etanol. P 2 S 5-2 C 5 H 5 N rýchlo podlieha rozsiahlej degradácii. Napríklad pridavok vody k horúcemu roztoku/suspenzii P 2 S 5 ~ 2 C 5 H 5 N v acetonitrile bude mať rýchlo za následok číry roztok soli pyridinu a kyseliny tíofosforečnej, viz. pyridinium dihydrogénmonotiofosfát, vzorca0020 Táto soľ je okamžite rozpustná vo vode a jej soľ je ľahko rozpustná vo vode a jej okamžitá tvorba a vysoká rozpustnost môžu byť výhodne využité pri spracovaní tionovaného reakčného produktu podľa predkladaného vynálezu, napríklad tioamidov. Teda, v typickej reakcii podľa vynálezu sa štyri ekvivalenty amidu zohrievajú s 1,1 ekvivalentom kryštalickeho P 2 S 5 ~ 2 C 5 H 5 N v suchom acetonitrile, pričom akékoľvek nezreagované tionačné činidlo sa rýchlo odstráni pridavkom vody.-3 0021 P 2 S 5-2 C 5 H 5 N sa bude taktiež rozkladať. ked sa opracuje alkoholmi. napríklad opracovanie P 2 S 5 ~ 2 C 5 H 5 N etanolom poskytne pyridínium QO-dietylditiofosfonàt, vzorca0022 Teda. jednou výhodou podľa predkladaného vynálezu je, že požadovaný tionovaný produkt sa ľahko separuje od akéhokoľvek zostávajúceho tionačného činidla P 2 S 5-2 C 5 H 5 N opracovaním protným rozpúšľadlom, akým je voda alebo nižší alkohol, napríklad etanol.0023 Preto v jednom uskutočnení podľa predkladaného vynálezu sa poskytuje spôsob na transformáciu skupiny CO (I) v zlúčenine na skupinu CS (ll) alebo tautomérnu formu skupiny(ll) uvedením zlúčeniny do kontaktu s P 2852 C 5 H 5 N, aby sa tak získal tionovaný reakčný produkt zahrnujúci primiešanie kryštalického P 2 S 5-2 C 5 H 5 N k uvedenej zlúčeníne v kvapalnom rozpúšťadlovom médiu pre zlúčeninu a pre kryštalický P 2852 C 5 H 5 N, aby sa tak získal kvapalný roztok zlúčeniny a P 2852 C 5 H 5 N a ponechanie P 2 S 5 ~ 2 C 5 H 5 N a zlúčeninu vzájomne reagovať v roztoku. po čom nasleduje prídavok protného rozpúšťadla do roztoku.0024 Po prídavku protného rozpúšťadla k roztoku sa soľ, ktorá je výsledkom rozkladu zostávajúceho P 2852 C 5 H 5 N, bude ľahko oddeľovať od tionovanej zlúčeniny, napríklad extrakciou vodným roztokom alebo vodou. V niektorých uskutočneniach bude mať pridanie protného rozpúšťadla, akým je voda, za následok zrážanie tionovaného reakčného produktu. ktorý môže byt potom separovaný z vodnej fázy, napríklad jednoduchou filtráciou. Ďalšie čistenie reakčného produktu sa môže voliteľne uskutočniť napríklad rekryštalizáciou.0025 Skupina CO (I), ktorá sa má transformovať na skupinu CS (ll), môže byť prítomná napríklad v ketónovej alebo amidovej funkčnej skupine a môže byt prítomná v zlúčenine,obsahujúcej jednu alebo viacero funkčných skupín, pričom v takomto prípade sa môže dosiahnut selektívna tionácía, ako sa zobrazí v príkladoch uvedených nižšie v texte.0026 Vjednom uskutočnení je skupina (I) prítomná v amidovej funkčnej skupine, -C(0)-N,napríklad v zlúčeninekde R môže byť napríklad vybrané z C 1-C 12 hydrokarbylov a R a R môžu byť nezávisle vybrané z H a C 1-C 12 hydrokarbylov, alebo kde R a R a/alebo R a R môžu byť vzájomne spojené, čím vytvoria spoločne s amidovým uhlíkom a/alebo dusíkom, ku ktorému sú pripojené, mono- alebo polycyklický kruh, napríklad mono- alebo polycyklický 5 - zo-členný kruh, voliteľne obsahujúci jeden alebo niekoľko ďalších heteroatómov, napríklad jeden alebo niekoľko heteroatómov vybraných z 0,N a S, kde kruh môže byt nasýtený alebo nenasýtený a aromatický alebo nearomatický.0027 Vjednom uskutočnení je zlúčeninou peptid, oligopeptid alebo polypeptid. napríklad peptid,obsahujúci od 1 do 10 skupín (l) v hlavnom reťazci, alebo od 1 do 5 oxoskupln (l).0028 Vjednom uskutočnení je skupina (l) prítomná v ketónovej funkčnej skupine, ako napríklad v zlúčeninekde R a R môžu byť napríklad nezávisle vybrané z H a C 1-C 12 hydrokarbylov, alebo môžu byť navzájom pripojené, aby tak vytvorili spoločne s ketónovým uhlíkom mono- alebo polycyklický kruh,napríklad mono- alebo polycyklický 5 - 20-členný kruh, voliteľne substituovaný jedným alebo niekoľkými heteroatómami, napríklad jedným alebo niekoľkými heteroatómami vybranými z O, N a S, pričom kruh môže byť nasýtený alebo nenasýtený a aromatický alebo nearomatický.0029 Skupiny R, R a R môžu byť voliteľne a nezávisle substituované jedným alebo viacerými substituentami, napríklad jednou alebo viacerými ďalšími oxoskupinami alebo jednou, alebo viacerými inými funkčnými skupinami.0030 Keď je skupina (l) prítomná v ketónovej funkčnej skupine, mala by tam byť výhodne v zlúćenine prítomná prinajmenšom jedna elektrón poskytujúca skupina, čo bude mat za následok zvýšenú elektrónovú hustotu skupiny (l). Takouto elektrón poskytujúcou skupinou napríklad môže byť skupina, ktorá má voľný elektrónový pár, schopná zvýšiť elektrónovú hustotu keto-skupiny delokalizovanlm uvedeného elektrónového páru cez jednu alebo viacero dvojitých väzieb,umiestnených medzi EDG a keto-skupinou. Elektrónová hustota keto-skupiny sa môže taktiež zvýšiť indukčnými efektmi.0031 Produkt tionačnej reakcie podľa vynálezu je tionovaná zlúčenína obsahujúca skupinu CS0032 Kryštalický P 2852 C 5 H 5 N je výhodne primiešaný v molárnom pomere ku skupine (I), ktorá sa má transformovať 1 mol P 2852 C 5 H 5 N na 1 -4 móly skupiny (I), napríklad 1 mol P 2352 C 5 H 5 N na 2- 4 móly skupiny (I), obzvlášť 1 mol P 2552 C 5 H 5 N na 3 - 4 móly skupiny (I). Preto v prípade, že zlúčenina obsahuje viac ako jednu skupinu (I), ktorá sa má transfonrnovat na skupinu (ll), molárny pomer P 2352 C 5 H 5 N k zlúčenine bude zodpovedajúce vyšší. Napríklad v pripade, že zlúčenina obsahuje 2 skupiny (I), ktoré sa majú transformovať na 2 skupiny (II), kryštalický P 2 S 5-2 C 5 H 5 N je výhodne primiešaný v molárnom pomere so zlúčeninou, ktorá sa má tionovat 1 mol P 2852 C 5 H 5 N na 0,5 - 2 móly zlúčeniny, napríklad 1 mol P 2352 C 5 H 5 N na 1 - 2 móly zlúčeniny, alebo 1 mol P 2852 C 5 H 5 N na 1,5 - 2 móly zlúčeniny.0033 Vo všeobecnosti pre zlúčeninu obsahujúcu n funkčných skupín, vybraných napríklad z ketónových funkčných skupín a amidových funkčných skupín, môže byt molárny pomer medzi P 2852 C 5 H 5 N a zlúčeninou od n/4 do n alebo od n/4 do n/2, napríklad od n/4 do nl 3.0034 Výhodnou črtou P 2852 C 5 H 5 N ako tionačného činidla je jeho selektivita. Takže napríklad funkčné skupiny esterov karboxylových kyselín vo všeobecnosti nereagujú s P 2852 C 5 H 5 N, a preto predkladaný vynález taktiež poskytuje spôsob selektívnej tionácie, napríklad amidovej alebo ketofunkčnej skupiny v zlúčenine, taktiež obsahujúcej funkčnú skupinu esteru karboxylovej kyseliny. 0035 vynález sa ďalej opíše v nasledovných, neobmedzujúcich príkladoch.0036 Sulfid fosforečný (P 4810, 44,5 g, 0,1 mol) sa pridal po častiach k suchému pyridínu (560 mL) pri teplote 80 °C použitím miešacieho vybavenia. Po uplynutí doby pod refluxom (1 hodina) sa získal žltý roztok, ktorý obsahoval svetložlté kryštáliky, keď sa roztok nechal och|adit. Po 2 hodinách sa kryštáliky zozbierali, premyli sa suchým acetonitrilom anakoniec sa preniesli do exikátora (obsahujúceho kadičku skoncentrovanou kyselinou sírovou), aby sa tam odstránil akýkolvek prebytok pyridínu, výťažok 62,3 (84 ), teplota topenia 167 - 169 °C, lR vm 3088,3040, 1608, 1451, 1197, 1044, 723, 668 cm cf. Obr. 1.0037 Kryštalický P 2852 C 5 H 5 N (3,80 g, 10 mmol) sa zohrieval pri teplote refluxu v acetonitrile (35 mL) obsahujúci vodu (1,0 mL). Čistý roztok (získaný v priebehu 3 minút) sa skoncentroval a produkt sa nechal krystalizovať, 3,15 g, (79 ). Kryštály boli vhodné pre RTG kryštalografiu, teplotatopenia 110 - 120 °C, rozklad svývojom HZS H NMIŽ (300 MHz, DMSO-de) ô 7,51 (m, 2 H, 3-H),7,95 (dd, 1 H, 4-H), 8,63 (d, 2 H, 2-H), 9,7 (br s, 3 H) C NMR (75,5 MHz, DMSO~d 5) ô 124,7 (d),138,5 (d), 147,8 (d) cf. Obr. 2.0038 Kryštalický P 2852 C 5 H 5 N (1 ,O g) sa zohrieval pri teplote refluxu v etanole (5 mL) v priebehu 5 minút, čistý roztok sa odparil, čo poskytlo olej, ktorý čoskoro stuhol (100 ).

MPK / Značky

MPK: C07C 325/02, C07D 239/93, C07D 213/06, C07D 207/24, C07D 213/63, C07D 211/84, C07D 241/06, C07B 45/00, C07C 327/44, C07D 211/72, C07D 209/30, C01B 25/14

Značky: spôsob, tionačný, tionačné, činidlo

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/16-e15989-tionacny-sposob-a-tionacne-cinidlo.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Tionačný spôsob a tionačné činidlo</a>

Podobne patenty