Ottimizzazione delle sintesi di :5-cloro-7-fluoro-3,4-diidro-2H-1,4-benzotiazina e 6-cloro-7-fluoro-3,4-diidro-2H-1,4-benzotiazin-3-one.

PROGAMMA DI RICERCA 
 
Benzotiazine Alogenate 
 
Particolare interesse rivestono le benzotiazine alogenate; infatti alcune 
benzotiazine dialogenate 3 (Tav.1) sono state riportate in letteratura per la loro 
attività farmacologica. In particolare, il composto 1-(5-cloro-7-fluoro-3-metil-
4H-1,4-benzotiazin-2-yl) etanone  3d e il composto  etil-5-cloro-7-fluoro-
3metil-4H-1,4 benzotiazina-2-carbossilato 3s sono stati riportati come potenziali 
agenti anticancro 
[37]
. Inoltre il corrispondente acido del composto metil 6-cloro-
7-fluoro-4H-1,4-Benzotiazin-2-carbossilato 3k è stato testato per la sua analogia 
ai chinoloni antibatterici 
[38]
. 
Continuando gli studi finalizzati alla sintesi dei composti aza a tiaza etero-bi- e 
triciclici potenzialmente bio-attivi 
[39,40]
, come ampliamento delle ricerche sulla 
sintesi di nuovi composti benzotiazinici  dialogenati tipo 3 (Tav.1), si é deciso di 
programmare la sintesi di una serie di nuovi composti benzotiazinici 2,3-diidro 
di alogenati tipo 4 (Tav. 1), secondo gli schemi riportati in seguito (Schema 1 e 
Schema 2). 
Nello Schema 1 i composti sintetizzati nel mio lavoro di tesi sono evidenziati in 
giallo.
Tavola 1 
 
S
N
H
F
R
2
R
3
Cl
S
N
H
Cl
F
O
CH
3
CH
3
S
N
H
F
Cl
O
O CH
3
CH
3
S
N
H
Cl
F
O
O CH
3
3
3d
3s
3k
 
 
 
    
     
4
Schema 1 
S
N
F
NH
2
Cl
 
 
 
1 a-c 
a = 4 Cl 
b = 5 Cl 
c = 6 Cl 
      
           
Reflux:
50% NaOH
for 24 h
 
      
                        
SH
NH
2
F
Cl
 
 
2 a-c 
 
2a = 3 Cl 4a, d, g, j, m = 5 Cl 
 
2b = 4 Cl 4b, e, h, k, n = 6 Cl 
 
2c = 6 Cl 4e, f, i, l, o = 8 Cl 
S
N
H
F R2
R3
R4
Cl
 
 
         4 a-o 
 
 
 
 Reagents 
 
Cpd  5 6 8  R
2
 R
3
 R
4
 
2a 
2b 
2c 
1,2-dibromoethane
CH
2
CH
2
Br Br
 
 
4a Cl    H H H 
4b[2a]  Cl   H H H 
4c[2a]   Cl  H H H 
2a 
2b 
2c 
CH
2
COPh Br
2-bromo-1-phenylethanone
 
 
4d Cl    H H Ph 
4e  Cl   H H Ph 
4f   Cl  H H Ph 
2a 
2b 
2c 
1-chloropropan-2-one
CH
2
COCH
3
Cl
 
 
4g Cl    H H Me 
4h  Cl   H H Me 
4i   Cl  H H Me 
2a 
2b 
2c 
chloroacetic acid
CH
2
COOH Cl
 
 
4j Cl    H O 
4k[2a]  Cl   H O 
4l[2a]   Cl  H O 
2a 
2b 
2c 
bromo(phenyl)acetic acid
CH Br
Ph
COOH
 
4m Cl    Ph O 
4n  Cl   Ph O 
4o   Cl  Ph O 
 
 
 
Successivamente si valuterà l‟attività antimicrobica dei suddetti composti per 
valutarne la SAR (Relazione Struttura-Attività).
Schema 2 
 
    
S
N
Cl
NH
2
F
 
 
 
      1 a’-c’ 
      a' = 4 F 
       b„ = 5 F 
       c„ = 6 F 
      
                       
Reflux:
50% NaOH
for 24 h
 
      
SH
NH
2
Cl
F
 
  
                             2 a’-c’ 
 
   2a' = 3 F 4a, d, g, j, m = 5 F 
   
2b„ = 4 F 4b, e, h, k, n = 6 F 
 
2c„= 6 F 4e, f, i, l, o = 8 F 
S
N
H
Cl R2
R3
R4
F
 
 
         4 a’-o’ 
 
 
 
 Reagents 
 
Cpd  5 6 8  R
2
 R
3
 R
4
 
2a' 
2b„ 
2c„ 
1,2-dibromoethane
CH
2
CH
2
Br Br
 
 
4a Cl    H H H 
4b[2a]  Cl   H H H 
4c[2a]   Cl  H H H 
2a' 
2b' 
2c‟ 
CH
2
COPh Br
2-bromo-1-phenylethanone
 
 
4d Cl    H H Ph 
4e  Cl   H H Ph 
4f   Cl  H H Ph 
2a' 
2b‟ 
2c‟ 
1-chloropropan-2-one
CH
2
COCH
3
Cl
 
 
4g Cl    H H Me 
4h  Cl   H H Me 
4i   Cl  H H Me 
2a' 
2b‟ 
2c‟ 
chloroacetic acid
CH
2
COOH Cl
 
 
4j Cl    H O 
4k[2a]  Cl   H O 
4l[2a]   Cl  H O 
2a' 
2b‟ 
2c‟ 
bromo(phenyl)acetic acid
CH Br
Ph
COOH
 
4m Cl    Ph O 
4n  Cl   Ph O 
4o   Cl  Ph O
RICERCA DELLE NOTIZIE RICAVABILI DALLA 
LETTERATURA E DA TESI PRECEDENTI 
 
Lo scopo che la presente tesi si prefigge è quello di sintetizzare 3 dei composti 
riportati nello schema 1, e precisamente i seguenti  composti: 
 5-cloro-7-fluoro-3,4-diidro-2H-1,4-benzotiazina (4a) 
 6-cloro-7-fluoro-3,4-diidro-2H-1,4-benzotiazin-3-one (4 k) 
 5-cloro-7-fluoro-3-metil-3,4-diidro-2H-1,4-benzotiazina (4g) 
 
- Il precursore benzotiazolico riportato nello Schema 2 per la sintesi delle 
benzotiazine 5-F-sostituite( 4 c’, 4 f ’,4 i ’,4 l ’, 4 o ’): 
 2-ammino-5-fluoro-7-cloro-benzotiazolo (1a’) 
 
E‟ stata condotta una ricerca bibliografica su Sci Finder , al fine di verificare se 
tali composti, e i loro precursori: 
 2-ammino-4-cloro-6-fluoro-benzotiazolo (1 a) 
 2-ammino-5-cloro-6-fluoro-benzotiazolo (1b) 
 2-ammino-7-cloro-6-fluoro-benzotiazolo (1c) 
 2-ammino-3-cloro-5-fluoro-tiofenolo (2a) 
 2-ammino-4-cloro-5-fluoro-tiofenolo (2b) 
 2-ammino-6-cloro-5-fluoro-tiofenolo (2c) 
 2-ammino-5-fluoro-7-cloro-benzotiazolo (1a’) 
 
fossero già stati sintetizzati in precedenza e riportati in letteratura.
Dalla ricerca è emerso che: 
I composti Benzotiazinici : 
- 4a (5-cloro-7-fluoro-3,4-diidro-2H-1,4-benzotiazina) e 4g (5-cloro-7-fluoro-3-
metil-3,4-diidro-2H-1,4-benzotiazina)   non sono noti in letteratura. 
Il composto Benzotiazinico: 
- 4k  (6-cloro-7-fluoro-3,4-diidro-2H-1,4-benzotiazin-3-one) è noto in 
letteratura. 
I composti tiofenolici:  
- 2a (2-ammino-3-cloro-5-fluoro-tiofenolo) non è noto in letteratura; 
- 2b (2-ammino-4-cloro-5-fluoro-tiofenolo) e 2c (2-ammino-6cloro-5-fluoro-
tiofenolo), risultano essere presenti in letteratura
[45]
 e sintetizzati a partire da una 
miscela di rispettivi benzotiazoli. 
I composti benzotiazolici:  
- 1a (2-ammino-4-cloro-6-fluoro-benzotiazolo) non è noto in letteratura, ma 
compare come nucleo inserito in un composto più complesso 
[44]
, avente “patent 
number WO98337962”, del quale però non sono descritte né la preparazione né 
le caratteristiche chimico-fisiche, trattandosi di un composto coperto da 
brevetto; 
-  Il composto 1c (2-ammino-6-fluoro-7-cloro-benzotiazolo) è noto in  
    letteratura
[20]
 in miscela con il composto 1b (2-ammino-5-cloro-6-fluoro-      
benzotiazolo). 
- Il composto 1a’ (2-ammino-5-fluoro-7-cloro-benzotiazolo) non è noto in 
letteratura. 
Nelle pagine seguenti vengono riportate le preparazioni dei composti descritti in 
letteratura e in tesi precedenti.
A)Ricerca bibliografica sui composti Benzotiazinici: 
  Composto 6-cloro-7-fluoro-3,4-diidro-2H-1,4-benzotiazina (4a) 
 
Per quanto riguarda il composto sopra citato 4a, non noto in letteratura, di 
seguito viene riportata la preparazione illustrata in letteratura
[46]
 per un composto 
analogo avente il cloro in posizione 6 anziché 5; 
 
 
 
Una miscela di 2-ammino-5-cloro-6-fluoro-benzotiazolo e 2-ammino-6-fluoro-7-cloro-
benzotiazolo (21g) viene portato a riflusso con 300 ml di una soluzione al 50% di NaOH fino 
a cessazione di sviluppo di ammoniaca (circa 24 ore). Dopo raffreddamento, la miscela di 
reazione viene filtrato con carbone vegetale lavato e la risultante soluzione è acidificata con 
acido acetico. Il precipitato raccolto viene lavato con acqua, acidificato ed estratto con etanolo 
bollente. All‟estratto (circa 80 ml) vengono aggiunti 6g di NaOH e 2ml di acqua e la risultante 
soluzione è portata a riflusso per 20 min. Tale soluzione viene aggiunta poi ad  una soluzione 
di acido monocloroacetico (10g) in 10ml di acqua e portata a riflusso per 1 ora. La miscela di 
reazione viene versato in acqua e ghiaccio e acidificato con HCl. Il solido separato viene
raccolto, lavato con acqua e poi asciugato per dare 10,30g di una miscela, che viene separato 
mediante flash cromatografia eluendo con esano-etile acetato 7:3, ottenendo 4g (Resa = 
17.8%) di 8-cloro-7-fluoro-3-oxo-3,4-diidro-2H-1,4-benzotiazina,e 4,5g (Resa = 20%) di 6-
cloro-7-fluoro-3-oxo-3,4-diidro-2H-1,4-benzotiazina. 
Successivamente una soluzione di 6-cloro-7-fluoro-3-oxo-3,4-diidro-2H-1,4-benzotiazina 
(6,5g, 0,030mol), in THF anidro (500ml) viene aggiunta goccia a goccia a una sospensione di 
LiAlH
4 
(1,55g, 0,040 mol), in THF anidro (50ml). La miscela, dopo l‟aggiunta, viene lasciato  
a temperatura ambiente per 1 ora; si aggiunge HCl diluito per distruggere l‟eccesso di LiAlH
4 
. Il grezzo di reazione viene filtrato e la soluzione viene alcalinizzata con NaOH al 10% e poi 
estratta con cloroformio. L‟estratto cloroformico viene lavato con acqua ed evaporato a 
secchezza dando un olio rosso che viene purificato in colonna cromatografica con gel di silice 
eluendo con cloroformio per dare 4a (90%). 
 
Inoltre nella pubblicazione 
[47] 
si illustra la preparazione di un composto analogo 
non alogenato e cioè la 2,3-diidro-4H-1,4-benzotiazina : 
 
 
SH
NH
2
+
CH
2
CH
2
Br
Br
N
H
S
 
 
Si pongono 10 g (0.08 moli) di amminotiofenolo in 10 ml di metanolo e 66g (0.35 moli) di 
1,2-dibromo-etano, si riscalda a riflusso sotto una corrente di azoto. In seguito si aggiungono 
0.8 N di Metilato sodico (100ml, 0.08moli) e si continua a riscaldare per altre due ore. Dopo 
raffreddamento il grezzo di reazione si versa in una soluzione di bicarbonato di sodio al 10% 
e si estrae con diclorometano. La soluzione organica si disidrata con sodio solfato, filtrata e 
portata a secco. Si ottiene un olio giallo di 11,1g. 
10,6 g di questo olio sono posti a riflusso e sotto agitazione magnetica in 300 ml di metanolo 
e 14 g di sodio carbonato per 3 ore. Il grezzo viene versato in acqua ed estratto con
diclorometano. Si porta a secco la fase organica ottenendo 6.9g (58%) di olio giallo che viene 
di seguito caratterizzato: 
 P.f. = 118-120°C 
 
 
1
H-NMR (CDCl
3
)      
 
δ: 6.9-6.2 (m, 4H,asimmetrici) 
 4.7 (s,large, 1H,NH,scompare con D
2
O) 
 3.5-3.3 (m, 2H, N-CH
2
 ) 
 2.8-2.7 (m, 2H, S-CH
2
 ) 
 
 Analisi elementare   C
8
H
9
NS: 
 
 
 
 
 
 
Valori nei limiti del   0,4%. 
 
Tale composto è stato anche sintetizzato nel nostro laboratorio, secondo la 
procedura riportata nella tesi 
[47a]
, ottenendo una resa dell‟89,3%. 
 
 Composto 6-cloro-7-fluoro-3,4-diidro-2H-1,4-benzotiazin-3-one (4 k) 
 
 
Calcolato 
(%) 
Trovato 
(%) 
C 63.5 63.7 
H 5.9 5.9 
N 
9.3 9.2
Per quanto riguarda il composto 4k, obiettivo finale della Tesi,: 
 è noto in letteratura, è stato  possibile prepararlo seguendo il metodo illustrato o 
nella pubblicazione sopra citata
[46]
 o nella pubblicazione
[12]
 ,dove si mostra la 
preparazione di un composto analogo non alogenato: 
 
 
 
  
Si pongono a reagire 2.5g di o-amminotiofenolo con 25 ml di una soluzione di NaOH all‟1% 
a temperatura ambiente e sotto agitazione magnetica. Successivamente si aggiunge, goccia a 
goccia, una soluzione di acido α-cloro acetico 2.65g (0.028 moli), in 7 ml di acqua. Mettiamo 
a reagire in corrente di azoto e sotto blando riscaldamento per 1 ora. Il grezzo si raffredda, si 
lava con acqua e si estrae con etile acetato. La fase oraganica si disidrata con sodio solfato 
anidro e si filtra. Si porta  a secco e si ottiene un solido di colore verde scuro. 
Il solido viene caratterizzato con le seguenti analisi: p.f., TLC, analisi 
elementare, 
1
H-NMR. 
 
 
 
Composto 3-metil-5-cloro-7-fluoro-3,4-diidro-2H-1,4-benzotiazina 
(4g). 
 
Per quanto riguarda questo composto, da una ricerca effettuata su “Sci Finder” 
non risulta essere noto in letteratura. Per questo motivo si è proceduto
utilizzando metodologie  già utilizzate nel nostro laboratorio. Risulta però noto il 
composto 3-metil non alogenato
[40]
: 
 
A una miscela di 2-amminotiofenolo (2g. 16 mmol) in etere etilico anidro e sotto azoto, viene 
aggiunto α-cloroacetone(1.48g, 16mmol).La miscela viene mantenuta in agitazione a 
temperatura ambiente e al buio per 20h. In seguito, la miscela vieni filtrata, lavata 
ulteriormente con etere, e trattata con una soluzione acquosa di NaOH al 4%. Il filtrato 
anidrificato con Na
2
SO
4
 viene portato a secco. Il residuo grezzo (1.7g) è stato solubilizzato in 
una miscela di acido acetico – metanolo (1-1 v/v), raffreddato a 0°C e trattato con NaBH
4
 
(3.9g , 0.1 mol). Dopo completa addizione del NaBH
4 
(3h), la miscela viene mantenuta sotto 
agitazione a temperatura ambiente per 18h. La miscela è stata concentrata a pressione ridotta, 
viene alcalinizzata con NaOH e sottoposta a estrazioni con cloroformio(3 x 30 ml). La 
miscela viene anidrificata con Na
2
SO
4 
e potata a secco. Il residuo è un olio giallo 
essenzialmente puro. 
 
 
 
B) Ricerca bibliografica sui composti tiofenolici: 
 
Composto 2-ammino-3-cloro-5-fluoro-tiofenolo (2 a)
Il composto 2-ammino-3-cloro-5-fluoro-tiofenolo (2a) è stato preparato in una 
tesi precedente
[43a]
 mediante una reazione di idrolisi del 2-ammino-4-cloro-6-
fluoro benzotiazolo (1a) con una soluzione di  NaOH 50%. 
 
S
N
Cl
F
NH
2
F
Cl
SH
NH
2
      NaOH 50%
                1a                                                                                                     2a
 
 
Nella tesi
[43a]
 viene riportata la seguente preparazione: 
 
5g di 2-Ammino-4-Cloro-6-Fluoro-Benzotiazolo si pongono a riflusso con 82,80g di 
soluzione di NaOH al 50 % fino a completa cessazione di sviluppo di ammoniaca (24h circa). 
Dopo raffreddamento la soluzione viene ripresa con acqua distillata e sottoposta ad una serie 
di estrazioni con etile acetato, finché tutto il prodotto non sia passato nella fase organica. La 
fase organica è stata anidrificata con sodio solfato anidro filtrata e portata a secco a pressione 
ridotta. Si è ottenuto un solido polverulento verde dal peso di 2,65g (R.T.=4,38 g; 
R.P.=60,50%), il quale è stato caratterizzato. 
 
E‟ da notare che nella tesi
[43a]
 il composto 2a, ottenuto come sopra riportato, è 
stato preparato seguendo il metodo di letteratura
[20]
 che descriveva la miscela di  
composti analoghi 2-ammino-4-cloro-5-fluoro-tiofenolo e 2-ammino-5-fluoro-6-
cloro-tiofenolo (2b + 2c).
Sempre nella tesi precedente
[43a]
, il composto 2a è stato caratterizzato mediante: 
p.f., TLC (etere di petrolio/etile acetato 7:3), IR(nujol), 
1
H-NMR (CDCl
3
), 
Gc/Ms e analisi elementare. 
 
 
Composto 2-ammino-4-cloro-5-fluoro-tiofenolo(2b) 
in miscela con il 
Composto 2-ammino-6-cloro-5-fluoro-tiofenolo(2c) 
Per quanto riguarda i composti 2b+2c, vengono preparati in letteratura
[20]
,  
partendo dalla miscela di composti 1b (2-ammino-5-cloro-6-fluoro-
benzotiazolo) e 1c (2-ammino-6-fluoro-7-cloro-benzotiazolo) secondo la 
seguente preparazione: 
 
 
 
 
La miscela di 2-ammino-5-cloro-6-fluoro-benzotiazolo e 2-ammino-6-fluoro-7-
cloro-benzotiazolo è posta a riflusso con una soluzione di NaOH al 50%, fino a 
S
N
F
NH
2
Cl
S
N
F
NH
2
Cl
+
F SH
NH
2
Cl
F SH
NH
2
Cl
1b                                                                                                       2b
  1c                                                                                                   2c
completa cessazione di sviluppo di ammoniaca. Dopo raffreddamento, il grezzo 
di reazione si filtra su carbone vegetale ed il filtrato si acidifica con acido 
acetico glaciale. 
Si forma un precipitato che si separa per filtrazione, si lava più volte con acqua 
distillata, si secca e si estrae con EtOH al 95% bollente. 
 
 
C) Ricerca bibliografica sui composti benzotiazolici: 
 
Composto 2-ammino-4-cloro-6-fluoro benzotiazolo (1c)
 
 
Il composto 2-ammino-4-cloro-6-fluoro benzotiazolo (2 a) è stato preparato in 
una tesi precedente mediante una reazione di condensazione che coinvolge 
la 2-cloro-4-fluoro-anilina e potassio tiocianato, in presenza di bromo: 
 
 
Nella tesi
[49a]
 viene riportata la seguente preparazione: 
12 ml di 2-cloro-4-fluoro-anilina e 20 g di potassio tiocianato si solubilizzano in 250 ml di acido 
acetico glaciale, a temperatura ambiente e sotto agitazione magnetica. Con un