RU2702358C1 - Method of producing 2,2,4-trialkyl-2,3-dihydro-1h-1,5-benzodiazepines - Google Patents
Method of producing 2,2,4-trialkyl-2,3-dihydro-1h-1,5-benzodiazepines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2702358C1 RU2702358C1 RU2019117406A RU2019117406A RU2702358C1 RU 2702358 C1 RU2702358 C1 RU 2702358C1 RU 2019117406 A RU2019117406 A RU 2019117406A RU 2019117406 A RU2019117406 A RU 2019117406A RU 2702358 C1 RU2702358 C1 RU 2702358C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zeolite
- phenylenediamine
- benzodiazepines
- reaction
- catalyst
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D243/00—Heterocyclic compounds containing seven-membered rings having two nitrogen atoms as the only ring hetero atoms
- C07D243/06—Heterocyclic compounds containing seven-membered rings having two nitrogen atoms as the only ring hetero atoms having the nitrogen atoms in positions 1 and 4
- C07D243/10—Heterocyclic compounds containing seven-membered rings having two nitrogen atoms as the only ring hetero atoms having the nitrogen atoms in positions 1 and 4 condensed with carbocyclic rings or ring systems
- C07D243/14—1,4-Benzodiazepines; Hydrogenated 1,4-benzodiazepines
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, в частности, к способу получения 1,5-бензодиазепинов общей формулы:The present invention relates to the field of organic chemistry, in particular, to a method for producing 1,5-benzodiazepines of the general formula:
Производные 1,5-бензодиазепина (БДА) относятся к классу важных азотсодержащих гетероциклов с широким спектром биологической активности. Они нашли применение в качестве психотропных [Aastha Р, Navneet K, Anushu A, Pratima S, Dharma K. 1,5-Benzodiazepines: Overview of properties and synthetic aspects. Res J Chem Sci. 2013; 3:90-103], противосудорожных [Salve PS, Mali DS. 1,5-benzodiazepine: A versatile pharmacophore. Int J Pharma Bio Sci. 2013; 43(11):345-370], противоэпилептических [Bariwal JB, Upadhyay KD, Manvar AT, Trivedi JC, Singh JS, Jain KS et al. Eur J Med Chem. 2008; 43(11):2279-2290], противораковых [Chen Y, Le V, Xu X, Shao X, Liu J, Li Z. Bioorg Med Chem Lett 2014; 24(16):3948-3951], противовирусных [Ilango SS, Remya PU, Ponnuswamy S.. Indian J Chem. 2013; 52B:136-140], противогрибковых, антибактериальных [Kumaraswamy MN, Vaidya VP, Chandrashekhar C, Parthima-Mathias DA, Shivakumar H, Mahadevan KM. International Journal of pharmaceutical, chemical and biological Sciences. 2013; 3(2):281-287], обезболивающих, противовоспалительных, жаропонижающих и противоязвенных средств [Nikas Р, Gatta Е, Cupello A, Di Braccio М, Grossi G, Pellistri F et al. Neuroscience. 2013; 243:158-164]. Кроме того, производные 1H-1,5-бензодиазепинов используются в качестве красителей для акриловых волокон [Harris, R.С; Straley, J.М. U.S. Pat. 1,537,757, 1968].Derivatives of 1,5-benzodiazepine (BDA) belong to the class of important nitrogen-containing heterocycles with a wide spectrum of biological activity. They have found use as psychotropic [Aastha P, Navneet K, Anushu A, Pratima S, Dharma K. 1,5-Benzodiazepines: Overview of properties and synthetic aspects. Res J Chem Sci. 2013; 3: 90-103], anticonvulsants [Salve PS, Mali DS. 1,5-benzodiazepine: A versatile pharmacophore. Int J Pharma Bio Sci. 2013; 43 (11): 345-370], antiepileptic [Bariwal JB, Upadhyay KD, Manvar AT, Trivedi JC, Singh JS, Jain KS et al. Eur J Med Chem. 2008; 43 (11): 2279-2290], anti-cancer [Chen Y, Le V, Xu X, Shao X, Liu J, Li Z. Bioorg Med Chem Lett 2014; 24 (16): 3948-3951], antiviral [Ilango SS, Remya PU, Ponnuswamy S .. Indian J Chem. 2013; 52B: 136-140], antifungal, antibacterial [Kumaraswamy MN, Vaidya VP, Chandrashekhar C, Parthima-Mathias DA, Shivakumar H, Mahadevan KM. International Journal of pharmaceutical, chemical and biological Sciences. 2013; 3 (2): 281-287], painkillers, anti-inflammatory, antipyretic and antiulcer drugs [Nikas P, Gatta E, Cupello A, Di Braccio M, Grossi G, Pellistri F et al. Neuroscience. 2013; 243: 158-164]. In addition, derivatives of 1H-1,5-benzodiazepines are used as dyes for acrylic fibers [Harris, R. C; Straley, J.M. U.S. Pat. 1,537,757, 1968].
Одним из основных методов синтеза производных БДА является конденсация 1,2-фенилендиамина с α,β-ненасыщенными карбонильными соединениями, кетонами, β-галокетонами. Реакция катализируется различными гомогенными катализаторами, например BF3⋅OEt2 [Herbert, J.A.L.; Suschitzky, H. J Chem. Soc, Perkin Trans 1 1974, 2657], NaBH4 [Morales, H.R.; Bulbarela, A.; Contreras, R. Heterocycles 1986, 24, 135], Ga(OTf)3 [Pan, X.-Q.; Zou, J.-P.; Hauang, Z.-H.; Zhang, W. Tetrahedron Lett 2008, 49, 5302], L-пролином [Sivamurugan, V.; Deepa, K.; Palanichamy, M.; Muragesan, V. Synth Commun. 2004, 34, 3833], молекулярным йодом [Chen, W.Y.; Lu, J. Synlett.2005, 1337], уксусной кислотой в условиях микроволнового излучения [Minothora, P.; Julia, S.S.; Constantinos, А. Т. Tetrahedron Lett 2002, 43, 1755], ионных жидкостей [Jarikote, D. V.; Siddiqui, S. A.; Rajagopal, R.; Thomas, D.; Lahotiands, R. J.; Srinivasan, K.V. Tetrahedron Lett. 2003, 44, 1835]. Многие из этих способов характеризуются длительным временем реакции, образованием побочных продуктов, жесткими условиями реакции, низким выходом и многостадийной процедурой отделения катализатора и выделения продукта.One of the main methods for the synthesis of BDA derivatives is the condensation of 1,2-phenylenediamine with α, β-unsaturated carbonyl compounds, ketones, β-haloketones. The reaction is catalyzed by various homogeneous catalysts, for example BF 3 ⋅ OEt 2 [Herbert, JAL; Suschitzky, H. J Chem. Soc, Perkin Trans 1 1974, 2657], NaBH 4 [Morales, HR; Bulbarela, A .; Contreras, R. Heterocycles 1986, 24, 135], Ga (OTf) 3 [Pan, X.-Q .; Zou, J.-P .; Hauang, Z.-H .; Zhang, W. Tetrahedron Lett 2008, 49, 5302], L-proline [Sivamurugan, V .; Deepa, K .; Palanichamy, M .; Muragesan, V. Synth Commun. 2004, 34, 3833], molecular iodine [Chen, WY; Lu, J. Synlett. 2005, 1337], with acetic acid under microwave irradiation [Minothora, P .; Julia, SS; Constantinos, A. T. Tetrahedron Lett 2002, 43, 1755], ionic liquids [Jarikote, DV; Siddiqui, SA; Rajagopal, R .; Thomas, D .; Lahotiands, RJ; Srinivasan, KV Tetrahedron Lett. 2003, 44, 1835]. Many of these methods are characterized by a long reaction time, by-product formation, harsh reaction conditions, low yield and a multi-stage procedure for separating the catalyst and isolating the product.
Для разработки новых эффективных способов синтеза бензодиазепинов более перспективно использовать гетерогенные катализаторы.To develop new effective methods for the synthesis of benzodiazepines, it is more promising to use heterogeneous catalysts.
Один из примеров гетерогенно-каталитического осуществления циклоконденсации 1,2-фенилендиамина с карбонильными соединениями описан в [Raquel G. Jacob, Catia' S. Radatz, Mariele B. Rodrigues, Diego Alves, Gelson Perin,1 Eder J. Lenardao, and Lucielli Savegnago//Heteroatom Chem. V. 22, N 2, p. 180-185, 2011]. Авторы синтезировали производные БДА реакцией 1,2-фенилендиамина с алкил-, арил- и циклическими кетонами в присутствии катализатора SiO2/ZnCl2 (схема 1), без растворителя при комнатной температуре или при микроволновом облучении (мощность облучения - 200 Вт) и 50°С. Мольное соотношение кетон : фенилендиамин = 2,5:1, количество катализатора - 30%. Выход бензодиазепинов составлял 79-95%.One example of the heterogeneous catalytic cyclocondensation of 1,2-phenylenediamine with carbonyl compounds is described in [Raquel G. Jacob, Catia 'S. Radatz, Mariele B. Rodrigues, Diego Alves, Gelson Perin, 1 Eder J. Lenardao, and Lucielli Savegnago // Heteroatom Chem. V. 22, N 2, p. 180-185, 2011]. The authors synthesized BDA derivatives by the reaction of 1,2-phenylenediamine with alkyl, aryl, and cyclic ketones in the presence of a SiO 2 / ZnCl 2 catalyst (Scheme 1), without solvent at room temperature or under microwave irradiation (irradiation power - 200 W) and 50 ° C. The molar ratio of ketone: phenylenediamine = 2.5: 1, the amount of catalyst is 30%. The yield of benzodiazepines was 79-95%.
Схема 1Scheme 1
К основным недостаткам данного метода можно отнести использование специального оборудования для микроволнового облучения и большой избыток катализатора.The main disadvantages of this method include the use of special equipment for microwave irradiation and a large excess of catalyst.
В работе [
Циклоконденсация о-фенилендиамина и ацетона в присутствии природного цеолита TNZ описана в [Maulidan Firdaus, Meyta Dyah Prameswari. Synthesis of 2,2,4-Trimethyl-2,3-dihydro-1H-1,5-benzodiazepine using Treated Natural Zeolite Catalyst // Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Catalysis. 2019. 14 (1), p. 9-16]. Цеолит предварительно обрабатывали раствором соляной кислоты при 50°С в течение 1 ч с последующим выдерживанием в растворе хлорида аммония в течение 5 дней. Количество катализатора в опытах изменяли от 15% до 60% мас, мольное соотношение фенилендиамин : ацетон составляло 1;4, температура реакции 50°С. Бензодиазепин 1 получали с выходом 73%.Cyclocondensation of o-phenylenediamine and acetone in the presence of the natural zeolite TNZ is described in [Maulidan Firdaus, Meyta Dyah Prameswari. Synthesis of 2,2,4-Trimethyl-2,3-dihydro-1H-1,5-benzodiazepine using Treated Natural Zeolite Catalyst // Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Catalysis. 2019.14 (1) p. 9-16]. The zeolite was pretreated with a solution of hydrochloric acid at 50 ° C for 1 h, followed by aging in a solution of ammonium chloride for 5 days. The amount of catalyst in the experiments was varied from 15% to 60% wt, the molar ratio of phenylenediamine: acetone was 1; 4, and the reaction temperature was 50 ° C. Benzodiazepine 1 was obtained in 73% yield.
Недостатками данного метода являются недостаточно высокий выход бензодиазепина, сложная многостадийная обработка катализатора, нестабильность состава природных цеолитов.The disadvantages of this method are the insufficiently high yield of benzodiazepine, complex multi-stage processing of the catalyst, and the instability of the composition of natural zeolites.
Предложен способ [Sheikh Abdul Majid, Waheed Ahmad Khanday, and Radha Tomar / Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2012. Volume 2012, P. 1-5] синтеза бензодиазепинов реакцией о-фенилендиамина и циклических или ациклических кетонов в присутствии цеолита Н-МСМ-22. Реакцию проводили при комнатной температуре в растворе ацетонитрила в течение 1-3 ч. Выход 1.5-бензодиазепина 1, образующегося при взаимодействии о-фенилендиамина с ацетоном - 30-88%. Максимальные выходы получены при использовании катализатора в количестве 80% мас. в расчете на реакционную массу.A method is proposed [Sheikh Abdul Majid, Waheed Ahmad Khanday, and Radha Tomar / Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2012. Volume 2012, P. 1-5] synthesis of benzodiazepines by reaction of o-phenylenediamine and cyclic or acyclic ketones in the presence of zeolite H-MSM-22. The reaction was carried out at room temperature in a solution of acetonitrile for 1-3 hours. The yield of 1.5-benzodiazepine 1 formed by the interaction of o-phenylenediamine with acetone was 30-88%. Maximum yields were obtained using a catalyst in an amount of 80% wt. calculated on the reaction mass.
Недостатками данного метода являются недостаточно высокий выход бензодиазепина, большой избыток катализатора.The disadvantages of this method are not high enough benzodiazepine yield, a large excess of catalyst.
В работе [K. Sucheta, В. Vittal Rao. Microwave induced solvent-free synthesis of substituted 1,5-benzodiazepine derivates. // Indian J. of Chem. 2005. Vol. 44B, p, 2152-2154] описано применение мезопористого катализатора для синтеза 1.5-бензодиазепинов. Авторы синтезировали бензодиазепины взаимодействием о-фенилендиамина с производными хинолинонов в присутствии мезопористого материала МСМ-41 как под действием микроволнового излучения, так и без него. В первом случае использовали порошкообразную смесь мезопористого материала МСМ-41 с силикагелем, время реакции составляло 5-10 мин. Выход продуктов реакции достигает 90-98%. Во втором случае реакцию осуществляли в растворе этанола при кипении в течение 8 ч. Выход бензодиазепинов составляет 50-63%.In [K. Sucheta, W. Vittal Rao. Microwave induced solvent-free synthesis of substituted 1,5-benzodiazepine derivates. // Indian J. of Chem. 2005. Vol. 44B, p, 2152-2154] describes the use of a mesoporous catalyst for the synthesis of 1.5-benzodiazepines. The authors synthesized benzodiazepines by the interaction of o-phenylenediamine with quinolinone derivatives in the presence of the mesoporous material MCM-41, both under the influence of microwave radiation and without it. In the first case, a powder mixture of the mesoporous material MCM-41 with silica gel was used, the reaction time was 5-10 minutes. The yield of reaction products reaches 90-98%. In the second case, the reaction was carried out in a solution of ethanol at the boil for 8 hours. The yield of benzodiazepines is 50-63%.
К недостаткам способа можно отнести высокую стоимость мезопористого материала МСМ-41, при синтезе которого используют большие количества дорогих темплатов.The disadvantages of the method include the high cost of the mesoporous material MCM-41, the synthesis of which use large quantities of expensive templates.
Авторами [Mahmood Tajbakhsh, Majid М. Heravi, Bagher Mohajerani, Amir N. Ahmadi/ Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2006 V. 247. N1-2. P. 213-215] разработан метод циклоконденсации о-фенилендиамина и ацетона с образованием БДА 1 в присутствии природного цеолита гейландита HEU (Si/Al=5) и синтетических цеолитов H-ZSM-5 (Si/Al=28) и H-Y (Si/Al=2,5). Мольное соотношение реагентов - фенилендиамин : кетон = 1:4, реакцию проводили в течение 3-7 ч при кипячении при 50-55°С. Выход БДА 1 на цеолите HEU составляет 81%, на цеолите H-Y- 82%, на цеолите Н-ZSM-5 - 52%. При взаимодействии о-фенилендиамина с 2-бутаноном получали БДА 2 с выходом 79% (цеолит H-Y) и 77% (цеолит HEU).Authors [Mahmood Tajbakhsh, Majid M. Heravi, Bagher Mohajerani, Amir N. Ahmadi / Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2006 V. 247. N1-2. P. 213-215] a method was developed for cyclocondensation of o-phenylenediamine and acetone with the formation of BDA 1 in the presence of natural zeolite heulandite HEU (Si / Al = 5) and synthetic zeolites H-ZSM-5 (Si / Al = 28) and HY (Si / Al = 2.5). The molar ratio of reagents is phenylenediamine: ketone = 1: 4, the reaction was carried out for 3-7 hours while boiling at 50-55 ° C. The output of BDA 1 on HEU zeolite is 81%, on H-Y zeolite is 82%, on H-ZSM-5 zeolite is 52%. The reaction of o-phenylenediamine with 2-butanone gave BDA 2 with the yield of 79% (zeolite H-Y) and 77% (zeolite HEU).
К недостаткам данного метода можно отнести небольшой выход целевого продукта.The disadvantages of this method include a small yield of the target product.
Авторы [Mariappan Jeganathan and Kasi Pitchumani. Solvent-Free Syntheses of 1,5-Benzodiazepines Using HY Zeolite as a Green Solid Acid Catalyst. ACS Sustainable Chem. Eng., 2014, 2 (5), pp 1169-1176] синтезировали 1.5-бензодиазепины реакцией фенилендиамина и его производных с кетонами в присутствии цеолита H-Y при 50-75°С в течение 4-10 ч без растворителя с выходами 75-93%). Показано, что выход 1.5-бензодиазепинов в значительной степени зависит от количества катализатора, температуры и времени реакции. Максимальные выходы 1.5-бензодиазепинов получены при 50°С и выше (75°С), количестве катализатора 100-200 мг и времени реакции 4-10 ч. Указанное количество катализатора (100-200 мг) в расчете на смесь исходных соединений (фенилендиамина и ацетона в мольном соотношении 1:2) составляет 50-100 мас. %.Authors [Mariappan Jeganathan and Kasi Pitchumani. Solvent-Free Syntheses of 1,5-Benzodiazepines Using HY Zeolite as a Green Solid Acid Catalyst. ACS Sustainable Chem. Eng., 2014, 2 (5), pp 1169-1176] synthesized 1.5-benzodiazepines by the reaction of phenylenediamine and its derivatives with ketones in the presence of zeolite HY at 50-75 ° C for 4-10 hours without solvent in 75-93% yields ) It was shown that the yield of 1.5-benzodiazepines is largely dependent on the amount of catalyst, temperature and reaction time. The maximum yields of 1.5-benzodiazepines were obtained at 50 ° С and higher (75 ° С), the amount of catalyst was 100-200 mg and the reaction time was 4-10 hours. The indicated amount of catalyst (100-200 mg) calculated on a mixture of the starting compounds (phenylenediamine and acetone in a molar ratio of 1: 2) is 50-100 wt. %
Недостатками данного метода является большое количество используемого катализатора, что затрудняет перемешивание реакционной массы, осложняет отделение катализатора, приводит к потерям продукта.The disadvantages of this method is the large amount of catalyst used, which complicates the mixing of the reaction mass, complicates the separation of the catalyst, leads to loss of product.
Задачей настоящего изобретения является разработка более простого селективного гетерогенно-каталитического способа синтеза 2,2,4-триалкил-2,3-дигидро-1H-1,5-бензодиазепинов 1,2.The present invention is to develop a simpler selective heterogeneous catalytic method for the synthesis of 2,2,4-trialkyl-2,3-dihydro-1H-1,5-benzodiazepines 1,2.
Решение этой задачи достигается тем, что синтез 2,2,4-триалкил-2,3-дигидро-1H-1,5-бензодиазепинов (1,2) осуществляют реакцией о-фенилендиамина с кетонами (например, ацетоном или бутан-2-оном) в присутствии гранулированного цеолита Y в Н-форме (H-Ymmm) высокой степени кристалличности, имеющего иерархическую (микро-мезо-макропористую) структуру.The solution to this problem is achieved in that the synthesis of 2,2,4-trialkyl-2,3-dihydro-1H-1,5-benzodiazepines (1,2) is carried out by the reaction of o-phenylenediamine with ketones (for example, acetone or butane-2- Onom) in the presence of granular zeolite Y in the H-form (H-Ymmm) of a high degree of crystallinity, having a hierarchical (micro-meso-macroporous) structure.
Степень декатионирования (обмена катионов Na+ на Н+) цеолита Н-Ymmm составляет 50-95%. Реакцию проводят в присутствии 5-30% мае. катализатора H-Ymmm при 25-100°С в растворе метанола в течение 5 ч при мольном соотношении о-фенилендиамин : кетон = 1:1-5.The degree of decationation (exchange of Na + cations for H + ) of zeolite H-Ymmm is 50-95%. The reaction is carried out in the presence of 5-30% of May. H-Ymmm catalyst at 25-100 ° C in a methanol solution for 5 hours at a molar ratio of o-phenylenediamine: ketone = 1: 1-5.
Конверсия о-фенилендиамина составляет 44-100%). Основным продуктом реакции являются 1,5-бензодиазепины 1,2, образующиеся с селективностью 83-100%) (схема 2).The conversion of o-phenylenediamine is 44-100%). The main reaction product is 1,5-benzodiazepines 1,2, which are formed with a selectivity of 83-100%) (Scheme 2).
Схема 2Scheme 2
Применение цеолита H-Ymmm в реакциях синтеза производных бензодиазепина из 1,2-фенилендиамина и кетонов неизвестно.The use of zeolite H-Ymmm in the synthesis of benzodiazepine derivatives from 1,2-phenylenediamine and ketones is unknown.
Цеолит H-Ymmm синтезирован в виде гранул без связующих веществ; его гранулы представляют собой единые сростки цеолитных кристаллов и обладают степенью кристалличности, близкой к 100%. Пористая структура гранул состоит из микропористой структуры самого цеолита Y и мезопористой структуры, сформировавшейся между сростками кристаллов. Существенным преимуществом цеолита H-Ymmm перед высокодисперсными цеолитами является то, что он синтезируется в гранулах. Гранулированный катализатор обладает лучшими физическими свойствами: не пылит, не слеживается, легко рассеивается и легко отделяется от реакционной массы фильтрованием (в отличие от высокодисперсного, который быстро забивает фильтр или проходит через полотно фильтра).Zeolite H-Ymmm is synthesized in the form of granules without binders; its granules are single intergrowths of zeolite crystals and have a degree of crystallinity close to 100%. The porous structure of the granules consists of a microporous structure of zeolite Y itself and a mesoporous structure formed between intergrowths of crystals. A significant advantage of H-Ymmm zeolite over highly dispersed zeolites is that it is synthesized in granules. A granular catalyst has better physical properties: it does not dust, does not cake, easily disperses and is easily separated from the reaction mass by filtration (in contrast to the highly dispersed one, which quickly clogs the filter or passes through the filter cloth).
Обычно гранулированные цеолиты синтезируют следующим образом: смешивают высокодисперсный цеолит со связующим материалом, а затем полученную смесь формуют в гранулы. Введение связующего материала в состав гранул снижает адсорбционную емкость и каталитическую активность цеолитов по сравнению с высокодисперсными цеолитами, а в ряде случаев не удается обеспечить механическую прочность получаемых таким образом гранулированных материалов. Гранулы катализатора H-Ymmm на 100% состоят из цеолита Y, в них отсутствует связующее вещество.Typically, granular zeolites are synthesized as follows: a highly dispersed zeolite is mixed with a binder material, and then the resulting mixture is formed into granules. The introduction of a binder material in the composition of the granules reduces the adsorption capacity and catalytic activity of zeolites in comparison with highly dispersed zeolites, and in some cases it is not possible to ensure the mechanical strength of the granulated materials thus obtained. H-Ymmm catalyst pellets are 100% zeolite Y, they do not have a binder.
Кроме того, известно, что при глубоком декатионировании микропористых цеолитов Y (до степени ионного обмена катионов Na+ на Н+ выше 90-95%о) происходит их частичная аморфизация и степень кристалличности уменьшается. Цеолит H-Ymmm имеет комбинированную микро-мезопористую кристаллическую структуру, которая высокостабильна и не разрушается в процессе декатионирования.In addition, it is known that upon deep decationation of microporous Y zeolites (to the degree of ion exchange of Na + cations for Н + above 90-95% о), their partial amorphization occurs and the degree of crystallinity decreases. Zeolite H-Ymmm has a combined micro-mesoporous crystalline structure that is highly stable and does not break down during decationation.
Использование предлагаемого способа имеет следующие преимущества перед известными:Using the proposed method has the following advantages over known:
1. Катализатор цеолит H-Ymmm используется в виде гранул, в то время как в известных способах используют высокодисперсный (порошкообразный) цеолит H-Y.1. The catalyst zeolite H-Ymmm is used in the form of granules, while in the known methods use highly dispersed (powdered) zeolite H-Y.
2. Применение гранулированного катализатора гораздо технологичнее, чем высоко дисперсного.2. The use of granular catalyst is much more technologically advanced than highly dispersed.
3. Иерархическая пористая структура цеолита H-Ymmm позволяет преодолеть характерные для микропористых цеолитных катализаторов диффузионные ограничения и создает более благоприятные возможности для синтеза объемных молекул 1,5-бензодиазепинов.3. The hierarchical porous structure of zeolite H-Ymmm allows one to overcome diffusion limitations characteristic of microporous zeolite catalysts and creates more favorable possibilities for the synthesis of bulk molecules of 1,5-benzodiazepines.
4. Катализатор H-Ymmm позволяет эффективно, с высокой конверсией фенилендиамина селективно синтезировать 1,5-бензодиазепины.4. The H-Ymmm catalyst allows efficiently, with high phenylenediamine conversion, the synthesis of 1,5-benzodiazepines selectively.
Предлагаемый способ синтеза 1,5-бензодиазепинов 1,2 осуществляют следующим образом.The proposed method for the synthesis of 1,5-benzodiazepines 1,2 is as follows.
Используют о-фенилендиамин и карбонильные соединения: ацетон, бутан-2-он.O-phenylenediamine and carbonyl compounds are used: acetone, butan-2-one.
В качестве катализатора используют гранулированный без связующих веществ цеолит H-Ymmm, синтезированный в Na-форме по методу, приведенному в [O.S. Travkina, M.R. Agliullin, N.A. Filippova, A.N. Khazipova, I.G. Danilova, N.G. Grigor'eva, N. Narender, M.L. Pavlov, B.I. Kutepov // RSC Advances. 7 (2017) 32581-32590. M.Л. Павлов, О.С.Травкина, А.Н. Хазипова, Р.А. Басимова, Н.Н. Шавалеева, Б.И. Кутепов. // Нефтехимия, 2015, т. 55, №5, С. 406. Патент РФ №2540086. Павлов М.Л., Травкина О.С., Кутепов Б.И. Басимова Р.А., Эрштейн А.С., Шавалеева Н.Н. Бюл. №3, 2015. Патент РФ №2553876. Шавалеев Д.А., Павлов М.Л., Кутепов Б.И., Травкина О.С., Шавалеева Н.Н., Басимова Р.А., Эрштейн А.С. Бюл. №17, 2015]. Путем ионного обмена из раствора NH4NO3 цеолит Na-Ymmm переводят в NH4-форму; последующей прокалкой при 540°С в течение 4 ч полученные образцы переводят в Н-форму с различной степенью ионного обмена - 0,5H-Na-Ymmm, 0,95H-Ymmm (цифры перед обозначением цеолита показывают степень обмена ионов Na+ на H+). В процессе ионного обмена с промежуточными термообработками аморфизации кристаллического каркаса цеолита не происходит. Удельная поверхность образцов, определяемая методом ртутной порометрии, составляет 12.1 м2/г, а объемы микро-, мезо- и макропор составляют 0.27; 0.15 и 0.15 см3/г, соответственно. Транспортные поры, в основном, представлены порами с радиусом 50-100 нм и 100-1000 нм.As a catalyst, zeolite H-Ymmm granulated without binders is used, synthesized in Na-form according to the method described in [OS Travkina, MR Agliullin, NA Filippova, AN Khazipova, IG Danilova, NG Grigor'eva, N. Narender, ML Pavlov , BI Kutepov // RSC Advances. 7 (2017) 32581-32590. M.L. Pavlov, O.S. Travkina, A.N. Khazipova, R.A. Basimova, N.N. Shavaleeva, B.I. Kutepov. // Petrochemistry, 2015, vol. 55, No. 5, P. 406. RF patent No. 2540086. Pavlov M.L., Travkina O.S., Kutepov B.I. Basimova R.A., Erstein A.S., Shavaleeva N.N. Bull. No. 3, 2015. RF patent No. 2553876. Shavaleev D.A., Pavlov M.L., Kutepov B.I., Travkina O.S., Shavaleeva N.N., Basimova R.A., Ershtein A.S. Bull. No. 17, 2015]. By ion exchange from a solution of NH 4 NO 3, the Na-Ymmm zeolite is converted to the NH 4 form; subsequent calcination at 540 ° C for 4 h, the obtained samples are converted into the H-form with different degrees of ion exchange - 0.5H-Na-Ymmm, 0.95H-Ymmm (the numbers before the zeolite indicate the degree of exchange of Na + ions for H + ) In the process of ion exchange with intermediate heat treatments, amorphization of the zeolite crystalline framework does not occur. The specific surface of the samples, determined by the method of mercury porosimetry, is 12.1 m 2 / g, and the volumes of micro-, meso- and macropores are 0.27; 0.15 and 0.15 cm 3 / g, respectively. Transport pores are mainly represented by pores with a radius of 50-100 nm and 100-1000 nm.
Синтез 1,5-бензодиазепинов проводят в металлическом автоклаве. В автоклав загружают 1,2-фенилендиамин, кетон (ацетон, бутан-2-он), катализатор и растворитель, герметично закрывают и помещают в термостатируемый шкаф, где автоклав непрерывно вращается при выбранной температуре. По окончании реакции реакционную массу охлаждают, отфильтровывают от нее катализатор. Состав продукта анализируют методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Условия ВЭЖХ-анализа: хроматограф Shimadzu LC-20AT, пламенно-ионизационный детектор, Колонка-Agilent С18 (4,6*250 мм), элюент - СН3CN:Н2О/80:20, скорость подачи элюента - 1 мл/мин.The synthesis of 1,5-benzodiazepines is carried out in a metal autoclave. 1,2-Phenylenediamine, ketone (acetone, butan-2-one), a catalyst and a solvent are loaded into the autoclave, hermetically closed and placed in a thermostatic cabinet, where the autoclave rotates continuously at the selected temperature. At the end of the reaction, the reaction mass is cooled, the catalyst is filtered off from it. The composition of the product is analyzed by high performance liquid chromatography. Conditions for HPLC analysis: Shimadzu LC-20AT chromatograph, flame ionization detector, Column-Agilent C18 (4.6 * 250 mm), eluent - CH3CN: H2O / 80: 20, eluent flow rate - 1 ml / min.
Идентификацию продуктов реакции осуществляли с помощью 1D и 2D методик ЯМР 1Н и 13С спектроскопии, их брутто-состав подтверждали регистрацией пика молекулярного иона в ГХ-МС спектре.The reaction products were identified using 1D and 2D 1 H and 13 C NMR spectroscopy; their gross composition was confirmed by recording the peak of the molecular ion in the GC-MS spectrum.
Изобретение иллюстрируется следующим примером:The invention is illustrated by the following example:
Пример 1. В автоклав загружают 0.1 мг (0,93 ммоль) 1,2-фенилендиамина, затем 0,35 мл (4,8 ммоль) ацетона, 1 мл метанола и 0,04 г (10% маc. в расчете на исходную смесь) цеолитного катализатора 0,95Н-Ymmm, автоклав герметично закрывают и помещают в термостатируемый шкаф. Реакцию проводят при температуре 55°С, 5 ч при непрерывном вращении автоклава. После окончания реакции реакционную массу охлаждают до комнатной температуры, отфильтровывают катализатор и хроматографируют на колонке (SiO2, элюент гексан → смесь гексан-этилацетат). Конверсия 1,2-фенилендиамина 99%, селективность образования 1,5-бензодиазепина 1 100%.Example 1. 0.1 mg (0.93 mmol) of 1,2-phenylenediamine, then 0.35 ml (4.8 mmol) of acetone, 1 ml of methanol and 0.04 g (10% by weight based on the starting material) are loaded into the autoclave mixture) of a zeolite catalyst 0.95N-Ymmm, the autoclave is hermetically sealed and placed in a thermostatic cabinet. The reaction is carried out at a temperature of 55 ° C for 5 hours with continuous rotation of the autoclave. After completion of the reaction, the reaction mass was cooled to room temperature, the catalyst was filtered off and chromatographed on a column (SiO 2 , eluent hexane → hexane-ethyl acetate mixture). The conversion of 1,2-phenylenediamine is 99%, the selectivity for the formation of 1,5-benzodiazepine is 1 100%.
Пример 2. В автоклав загружают 0,1 мг (0,93 ммоль) 1,2-фенилендиамина, затем 0,4 мл (4,5 ммоль) бутан-2-она, 1 мл метанола и 0,04 г (10% маc. в расчете на исходную смесь) цеолитного катализатора 0,95Н-Ymmm, автоклав герметично закрывают и помещают в термостатируемый шкаф. Реакцию проводят при температуре 80°С, 5 ч при непрерывном вращении автоклава. После окончания реакции реакционную массу охлаждают до комнатной температуры, отфильтровывают катализатор и хроматографируют на колонке (SiO2, элюент гексан → смесь гексан-этилацетат). Конверсия 1,2-фенилендиамина 96%, селективность образования 1,5-бензодиазепина 2 100%.Example 2. 0.1 mg (0.93 mmol) of 1,2-phenylenediamine, then 0.4 ml (4.5 mmol) of butan-2-one, 1 ml of methanol and 0.04 g (10%) are charged into the autoclave based on the initial mixture) of a 0.95N-Ymmm zeolite catalyst, the autoclave is hermetically sealed and placed in a thermostatic cabinet. The reaction is carried out at a temperature of 80 ° C for 5 hours with continuous rotation of the autoclave. After completion of the reaction, the reaction mass was cooled to room temperature, the catalyst was filtered off and chromatographed on a column (SiO 2 , eluent hexane → hexane-ethyl acetate mixture). The conversion of 1,2-phenylenediamine 96%, the selectivity of the formation of 1,5-benzodiazepine 2 100%.
Другие примеры осуществления способа приведены в таблице.Other examples of the method are shown in the table.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019117406A RU2702358C1 (en) | 2019-06-04 | 2019-06-04 | Method of producing 2,2,4-trialkyl-2,3-dihydro-1h-1,5-benzodiazepines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019117406A RU2702358C1 (en) | 2019-06-04 | 2019-06-04 | Method of producing 2,2,4-trialkyl-2,3-dihydro-1h-1,5-benzodiazepines |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2702358C1 true RU2702358C1 (en) | 2019-10-08 |
Family
ID=68170778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019117406A RU2702358C1 (en) | 2019-06-04 | 2019-06-04 | Method of producing 2,2,4-trialkyl-2,3-dihydro-1h-1,5-benzodiazepines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2702358C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2259360C2 (en) * | 1999-10-15 | 2005-08-27 | Ф.Хоффманн-Ля Рош Аг | Derivatives of benzodiazepine and medicinal agent comprising thereof |
| US20140073633A1 (en) * | 2008-06-17 | 2014-03-13 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Ene Alt. | Inhibitors of the shiga toxins trafficking through the retrograde pathway |
| US20150376224A1 (en) * | 2013-02-22 | 2015-12-31 | Centre National De La Recherche Scientifique | Use of compositions obtained by calcining particular metal-accumulating plants for implementing catalytical reactions |
-
2019
- 2019-06-04 RU RU2019117406A patent/RU2702358C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2259360C2 (en) * | 1999-10-15 | 2005-08-27 | Ф.Хоффманн-Ля Рош Аг | Derivatives of benzodiazepine and medicinal agent comprising thereof |
| US20140073633A1 (en) * | 2008-06-17 | 2014-03-13 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Ene Alt. | Inhibitors of the shiga toxins trafficking through the retrograde pathway |
| US20150376224A1 (en) * | 2013-02-22 | 2015-12-31 | Centre National De La Recherche Scientifique | Use of compositions obtained by calcining particular metal-accumulating plants for implementing catalytical reactions |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Naeimi et al. | Sulfonated diatomite as heterogeneous acidic nanoporous catalyst for synthesis of 14-aryl-14-H-dibenzo [a, j] xanthenes under green conditions | |
| Martín et al. | Organic synthesis of high added value molecules with MOF catalysts | |
| Sadjadi et al. | Cu (OAc) 2/MCM-41: An efficient and solid acid catalyst for synthesis of 2-arylbenzothiazoles under ultrasound irradiation | |
| Majid et al. | Synthesis of 1, 5‐benzodiazepine and its derivatives by condensation reaction using H‐MCM‐22 as catalyst | |
| Boinski et al. | Calixarenes with naphthalene units: calix [4] naphthalenes and hybrid [4] arenes | |
| RU2702358C1 (en) | Method of producing 2,2,4-trialkyl-2,3-dihydro-1h-1,5-benzodiazepines | |
| Mosaddegh et al. | An efficient, simple and green Zn (Phen) 2Cl2 complex catalyzed synthesis of 4-H-benzo [b] pyrans in water at ambient temperature | |
| Shang et al. | Synthesis, characterization and catalytic application of bifunctional catalyst: Al-MCM-41-NH2 | |
| Ghogare et al. | A simple and efficient protocol for the synthesis of 3, 4-disubstituted isoxazol-5 (4H)-ones catalyzed by succinic acid using water as green reaction medium | |
| Ma et al. | HZSM-35 zeolite catalyzed aldol condensation reaction to prepare acrylic acid and its ester: Effect of its acidic property | |
| Kalita et al. | Room temperature solvent free aza-Michael reactions over nano-cage mesoporous materials | |
| Catrinescu et al. | Selective methoxylation of α-pinene to α-terpinyl methyl ether over Al3+ ion-exchanged clays | |
| Zhi et al. | The synthesis of cyclohexenone using l-proline immobilized on a silica gel catalyst by a continuous-flow approach | |
| Gupta et al. | Hydroxyapatite supported caesium carbonate as a new recyclable solid base catalyst for the Knoevenagel condensation in water | |
| RU2702359C1 (en) | Method of producing 2,2,4-trialkyl-2,3-dihydro-1h-1,5-benzodiazepines | |
| Long et al. | Synthesis, resolution, and chiroptical properties of hemicryptophane cage controlling the chirality of propeller arrangement of a C3 triamide unit | |
| Shamzhy et al. | The effect of synthesis conditions and nature of heteroelement on acidic properties of isomorphously substituted UTL Zeolites | |
| Sreekumar et al. | Aromatic 3-aza-Cope rearrangement over zeolites | |
| CN101766993B (en) | Overall chiral stationary phase of silica gel capillary and preparation method thereof | |
| WO2013054129A1 (en) | Novel chromatography method using mesoporous silicon imide derivatives as the stationary phase | |
| Ghiaci et al. | Internal versus external surface active sites in ZSM-5 zeolite: Part 1. Fries rearrangement catalyzed by modified and unmodified H3PO4/ZSM-5 | |
| CN104829518A (en) | Synthesis method of glycine derivatives | |
| CN114276304A (en) | A method for preparing 1, 5-benzodiazepine derivative as medicinal intermediate containing fused ring | |
| Kolli et al. | Highly efficient one-pot synthesis of α-aminophosphonates using nanoporous AlSBA-15 catalyst in a three-component system | |
| RU2609028C1 (en) | Method of producing 2, 2, 4-trimethyl-1, 2-dihydroquinoline |