Каталог Рефератов - Синтез и свойства 4-замещенных 5Н-1,2,3-дитиазолов

	Информационно-образоательный портал
	Рефераты, курсовые, дипломы, научные работы,



МЕНЮ\|

поиск

Синтез и свойства 4-замещенных 5Н-1,2,3-дитиазолов

хема 49

Различные восстановители (KI, Bu4NI, Ph3Sb, Zn) были исследованы в реакции с хиноксалин-1,2,3-дитиазолиевой солью 87.[20] Наиболее подходящим реагентом оказался иодистый калий в ацетонитриле или жидком SO2 (Схема 50), однако выходы радикалов 88 оказались невысокими (~ 10%) из-за трудностей в их очистке.

Схема 50

Образование радикальных частиц может происходить и при окислении имида 1,2,5-тиадиазоло-1,2,3-дитиазолопиразина 54.[37] Однако успех этого превращения зависит от природы окислителя: бром и хлористый сульфурил не реагируют с имидом 54, а хлор оказался слишком сильным реагентом, разрывающим S-S связь дитиазольного цикла. В то же время монохлорид серы в кипящем хлорбензоле дает наилучший результат, образуя радикал 89 с 78%-ным выходом (Схема 51).

Схема 51

1.2 Химические свойства

Химические свойства неконденсированных 1,2,3-дитиазолов изучены практически только для производных соли Аппеля, особенно 5-арилимино-4-хлор-5Н-1,2,3-дитиазолов (см. раздел 1.2.1). Это в основном взаимодействие с нуклеофильными реагентами, которые приводят после атак на атомы углерода и серы к раскрытию дитиазольного кольца с элиминированием одного или двух атомов серы. Аналогичные превращения протекают при термическом воздействии на имины ряда дитиазола. Реакции 1,2,3-дитиазол-5-онов, 5-тионов и 5-алкилиденов изучены в гораздо меньшей степени. Последние достижения в области реакционной способности конденсированных 1,2,3-дитиазолов приведены в данном обзоре.

1.2.1 Реакции 5-арилимино-4-хлор-5Н-1,2,3-дитиазолов

1.2.1.1 Нуклеофильная атака на атомы серы дитиазольного цикла

Различные нуклеофильные реагенты могут атаковать атомы серы S-1 и S-2 1,2,3-дитиазольного цикла. Результатом этих реакций является образование серасодержащих гетероциклов при атаке атома серы S-1 или образование соединений с тионной группой при атаке атома серы S-2.

Неизвестные ранее 4-оксиды 1,2,4-тиадиазола 90 были получены при конденсации бензамидоксимов или их производных с солью Аппеля 1а.[49] Механизм реакции включает в себя атаку иминогруппы в промежуточно образующемся иминодитиазоле 91 на S-1 атом дитиазольного цикла. Структура 4-оксидов была подтверждена с помощью анализа масс- и ЯМР спектров 15N-обогащенного и обычного продуктов реакции и рентгеноструктурным анализом карбоксамида 92, который был получен гидролизом нитрила 90а (Схема 52).[50]

Схема 52

Метил 3-аминокротонат 93 реагирует с солью Аппеля, давая изотиазол 94 с высоким выходом.[51] Спонтанное превращение предполагаемого интермедиата 95 в изотиазол также подразумевает нуклеофильную атаку по атому серы S-1 гетероцикла (Схема 53).

Схема 53

Авторы рассматривают эту реакцию, как один из вариантов перегруппировки Боултона-Катрицкого, в которой трехатомная боковая цепь атакует пятичленное гетероциклическое кольцо с его раскрытием и образованием нового пятичленного гетероцикла. Примечательно, что эта перегруппировка протекает в необычно мягких условиях, чему способствуют легкий разрыв S-S связи в 1,2,3-дитиазольном кольце, ароматичность образующегося изотиазольного цикла и образование устойчивой нитрильной группы.[51]

Различные реагенты с нуклеофильной или восстанавливающей способностью могут атаковать атом серы S-2 дитиазольного кольца. Обработка арилиминов 96 гидроокисью натрия в водном этаноле приводит к тиокарбамоиламидинам 97 с высокими выходами (Схема 54).[52] Образование амидинов объясняется нуклеофильной атакой гидроксид-аниона по атому S-2 с последующим разрывом S-S связи дитиазольного цикла.

Схема 54

Кипячение 4-хлор-5-(2-гидроксиметилариламино)-5Н-1,2,3-дитиазолов 98 с гидридом натрия в тетрагидрофуране приводит к смеси бензоксазинов 99 (29-71%), бензотиазинов 100 (5-10%) и бензоксазин-2-тионов 101 (0-49%) (Схема 55).[53]

Схема 55

Образование основного продукта реакции - бензоксазина 99 можно представить скорее всего как нуклеофильную атаку алкоксидного аниона, который образуется из молекулы бензилового спирта и гидрида натрия, на иминный атом углерода с последующим элиминированием молекулы двухатомной серы (S2) (Схема 56).

Схема 56

Дигидро-3,1-бензоксазепин 102, структурно близкий к бензоксазинам 99, был синтезирован с 71%-ным выходом из имина 103 и гидрида натрия (Схема 57).[54]

Схема 57

Нуклеофильная атака гидрид-иона по атому серы S-2 с последующим размыканием дитиазольного цикла приводит к N-(2-гидроксиметиларил)цианотиоформамиду, который после потери HCN может образовывать 2-(гидроксиметил)арил изотиоцианат 104. Внутримолекулярная циклизация этого продукта дает бензоксазин-2-тион 101 (Схема 58).

Схема 58

Образование бензотиазина 100, как предполагают, может включать нуклеофильную атаку гидрид-иона по атому серы S-2 с последующим раскрытием дитиазольного цикла. Дальнейшее выделение сероводорода и воды и внутримолекулярная циклизация 105 приводят к бензотиазину 100 (Схема 59).

Схема 59

Трифенилфосфин и фосфониевые илиды известны как удобные реагенты для извлечения атома серы из органических соединений. Реакция 4-хлорзамещенных N-арилимино-1,2,3-дитиазолов 19 с трифенилфосфином (2 эквивалента) во влажном хлористом метилене приводит к N-арилцианотиоформамидинам 106 c хорошими выходами, одновременно с почти количественными выходами образуются трифенилфосфин оксид и сульфид.[55, 56] Данное превращение объясняется авторами как нуклеофильная атака молекулы трифенилфосфина по атому серы S-2 имина 19 с образованием тиоамид-иона 107 с последующей его атакой второй молекулой трифенилфосфина по тому же атому серы с образованием стабилизированного цианотиоформамидного ариона 108 и дикатиона 109, гидролиз которого приводит к Ph3PS и Ph3PO (Схема 60).

Схема 60

Имин 110, полученный из соли Аппеля 1а и антраниловой кислоты (без добавления пиридина на последней стадии), образует в реакции с трифенилфосфином 2-циан-3,1-бензотиазин-4-он 100 с количественным выходом.[56] Предполагается, что имин 110 образует в реакции с Ph3P тиоамид-анион 111, который может присоединять дикатион 109 с образованием промежуточного соединения 112, которое циклизуется, давая бензотиазинон 100 и другие продукты реакции (Схема 61).

Схема 61

Аналогично реагирует с Ph3P имин 113, синтезированный из 3-амино-2-нафталинкабоновой кислоты (выход тиазинона 114 составил 24%) (Схема 62).

Схема 62

4-Аминозамещенные имино-1,2,3-дитиазолы 96 реагируют с трифенилфосфином во влажном хлористом метилене так же как и имины 19, давая N-арилцианотиоформамидины 106.[57] Эти соединения также могут быть получены из иминов и стабильных фосфоранов 115 (Схема 63). Однако, основными продуктами данной реакции являются дитиометиленфосфораны 116, что однозначно подтверждает первичную атаку по атому S-2 гетероцикла.[58]

Схема 63

При действии реактива Гриньяра на имин 117 также происходит раскрытие 1,2,3-дитиазольного кольца, которое, по-видимому, начинается с атаки по атому серы S-2 гетероцикла. Добавление второго моля реактива Гриньяра в реакционную смесь приводит к образованию арилизотиоцианата 118 (Схема 64).[59]

Схема 64

Вторичные амины могут легко раскрывать дитиазольный цикл; одним из примеров такой реакции является первоначальная атака по атому серы с перегруппировкой изоксазолилимино-1,2,3-дитиазолов 119 в цианотиадиазолы 120 при реакции с пиперидином (Схема 65).[60]

Схема 65

При кипячении 4-хлор-5-(4-тозилсульфонилимино)-5Н-1,2,3-дитиазола 121 в диметилформамиде образуются элементная сера (19%) и N'-(4-толилсульфонил)-N,N-диметилцианоформамидин 122 (64%) (Схема 66).[61]

Схема 66

Выделение этого продукта позволило предположить, что диметиламин, образующийся при разложении ДМФА при высокой температуре, принимает непосредственное участие в реакции с имином 121. Действительно, было установлено, что диметиламин, как и другие первичные и вторичные амины, образуют в реакции с имином 121 при комнатной температуре цианоформамидины 123 с хорошими выходами (53-79%).[62]

Наиболее вероятный механизм образования амидинов 123 включает в себя атаку амина по атому серы S-2 1,2,3-дитиазольного цикла с образованием дисульфида 124 и последующее присоединение второй молекулы амина по иминному атому углерода с отщеплением двухатомной серы и молекулы амина, присоединенной к атому серы (Схема 67).

Схема 67

Промежуточное образование дисульфидов типа 124 было доказано их выделением из реакции арилиминодитиолов 117 с различными алкиламинами. Взаимодействие иминов 117 с первичными и вторичными алкиламинами при комнатной температуре приводит к смеси дисульфидов 125 и формамидинов 126 (Схема 68).[62]

Схема 68

Таблица 1 Реакция арилимино-1,2.3-дитиазолов 117 с первичными и вторичными аминами

№	R1	Амин (количество эквивалентов)	Выход, %
			117	125	126
1	4-OMe	Пиперидин (2.05)	0	53	32
2	4-OMe	Пирролидин (2.02)	0	65	0
3	4-OMe	Пирролидин (3.84)	0	0	88
4	4-OMe	Изопропиламин (2.02)	55	14	0
5	4-OMe	Морфолин (4.50)	0	0	87
6	4-Me	Пиперидин (2.96)	0	0	49
7	4-Me	Пирролидин (2.90)	0	0	84
8	4-Me	Изопропиламин (2.21)	49	23	0
9	4-Me	Морфолин (2.94)	0	0	77
10	4-NO2	Пиперидин (4.10)	0	47	47
11	4-NO2	Пирролидин (2.20)	0	0	18
12	4-NO2	Диэтиламин (7.92)	0	0	48
13	4-NO2	Изопропиламин (2.13)	47	0	0
14	4-NO2	трет-Бутиламин (3.92)	14	0	0
15	3-NO2	Пиперидин (5.84)	0	0	26

Реакция иминов 117 оказалась чувствительной к стерическим факторам алкиламинов, так примерно половина исходного имина 117 была возвращена из реакции с изопропиламином (примеры 4 и 8), а дисульфид 125 совсем не образуется в реакции с трет-бутиламином (пример 14). В некоторых случаях дисульфид 125 не удается зафиксировать в реакционной среде из-за его быстрого превращения в амидин 126 (см. примеры 6, 7, 9). Вывод о том, что дисульфиды 125 являются промежуточными продуктами для амидинов 126 подтверждается и тем, что выход цианоформамидинов возрастает при уменьшении количества дисульфида. И, наконец, окончательное подтверждение эта гипотеза получила в реакции некоторых дисульфидов 125 с первичными и вторичными аминами, из которых амидины 126 были выделены с выходами до 97%.

Реакция имино-1,2,3-дитиазолов 117 с избытком диалкиламина при комнатной температуре приводит к 4-диалкиламино-5-арилимино-5Н-1,2,3-дитиазолам 96 (Схема 69).[63]

Схема 69

Выходы дитиазолов 96 зависят, как от природы заместителя в фенильном кольце, так и от длины алкильного заместителя у амина. Для реакции соединения 117 (Ar = 2-Cl-5-NO2C6H4) с диэтиламином соответствующий дисульфид 125 был выделен и введен в реакцию с избытком диэтиламина при комнатной температуре, что привело к образованию 4-диалкиламинодитиазола 96 с 26%-ным выходом. Исследование УФ-спектров реакционной массы во времени показало, что стадия превращения имина 117 в дисульфид 125 проходит быстро, за ней следует медленное замыкание нового дитиазольного цикла с образованием 4-диалкиламинопроизводного 96.

Страницы: 1, 2, 3, 4

© 2003-2013
Рефераты бесплатно, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент.