Азолієві солі в синтезі похідних азолінів

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

Інститут фізико-органічної хімії і вуглехімії ім. Л.М. Литвиненка

УДК 547.78+547.79

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук

АЗОЛІЄВІ СОЛІ В СИНТЕЗІ ПОХІДНИХ АЗОЛІНІВ

02.00.03-органічна хімія

Раєнко Геннадій Федорович

Донецьк-2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в інституті фізико-органічної хімії і вуглехімії ім. Л.М.Литвиненка НАН України.

Науковий керівник: доктор хімічних наук, старший науковий співробітник

Короткіх Микола Іванович,

інститут фізико-органічної хімії і вуглехімії ім. Л.М.Литвиненка НАН України, провідний науковий співробітник відділу хімії азолів

Офіційні опоненти:

доктор хімічних наук, доцент Шпанько Ігор Васильович, Донецький державний університет, професор кафедри органічної хімії

кандидат хімічних наук Смоляр Микола Миколайович, Інститут фізико-органічної хімії і вуглехімії ім. Л.М.Литвиненка НАН України, старший науковий співробітник відділу хімії азинів

Провідна установа: Харківський національний університет ім. В.Н.Каразіна, кафедра органічної хімії. Міністерство освіти і науки України, м. Харків.

Захист відбудеться " 12 " жовтня 2000р о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 11.216.01 в Інституті фізико-органічної хімії і вуглехімії ім.Л.М.Литвиненка НАН України (83114, м.Донецьк, вул. Р. Люксембург, 70)

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту фізико-органічної хімії і вуглехімії ім.Л.М.Литвиненка НАН України

(83114, м. Донецьк, вул. Р. Люксембург, 70)

Автореферат розісланий " 5 " вересня 2000 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Шендрик О.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

карбен азолієвий луг електрофільний

Актуальність. Хімія азолінів є відносно маловивченою областю хімії гетероциклічних сполук. Способи синтезу похідних, зокрема, не заміщених в мезо-положенні (тобто в положенні між двома гетероатомами циклу) дуже обмежені, а самі сполуки цього ряду звичайно вельми лабільні при зберіганні. Між тим, такі системи становлять інтерес як потенційні лікарські речовини, модифікуючі домішки до полімерних матеріалів, ініціатори йонної полімеризації, тощо. Особливо важливою є відома їх відновлювальна функція, яка може бути дуже цінною як в хімічних перетвореннях з метою одержання нових типів гетероциклічних сполук, так і в фізіологічно активних речовинах, зумовлюючи їх антиоксидантну дію. Інтерес викликають похідні азолінів, які містять у своїй будові фрагменти з малими циклами, як додатковими функціями, що може зумовлювати певні особливості їх хімічної поведінки (напр. в реакціях з нуклеофілами), відтак і біологічних властивостей. При окисненні мезо-Н-азолінів утворюються споріднені та більш стабільні азолінони. З відкриттям стабільних карбенів з'явилася можливість передбачити нові напрямки синтезу похідних мезо-Н-азолінів, використовуючи, зокрема, здатність карбенів до реакцій вклинення у Х-Н-зв'язки (де Х = гетероатом). З іншого боку, азоліни можуть бути й джерелом стабільних карбенів. Відтак вирішення завдань синтезу нових типів похідних азолінів тісно переплітається з розробкою способів синтезу стабільних гетероароматичних карбенів, що є складною науковою проблемою. Для вирішення питань синтезу азолінів і гетероароматичних карбенів перспективним є застосування реакцій похідних азолієвих солей з основними, в т.ч. лужними, реагентами. Таким чином, сучасна хімія азолінів становить тісне сплетення, своєрідний ланцюжок окреслених хімічних проблем азолієвих солей, гетероароматичних карбенів і власне самих азолінів.

Зв'язок з науковими планами. Робота виконувалась у рамках планової бюджетної тематики відділу хімії азолів ІнФОВ НАН України 1992-1999 років (№№ держреєстрації UA01001242P, 01994U03423, 0196U013305, 0197U001492, 0197U001491).

Метою роботи є розробка нових способів синтезу похідних азолінів на основі перетворень азолієвих, конденсованих азолієвих та азинієвих солей (в т.ч. реакцій рециклізації) з основними реагентами. Досягнення цієї мети складається з вирішення двох завдань: 1) вивчення напрямків карбеногенних шляхів утворення азолінів (синтезу карбенів з азолієвих солей та основ і перетворення карбенів з електрофільними реагентами); 2) вивчення шляхів утворення конденсованих азолотіазолієвих і азолотіазинієвих солей та їх рециклізації під дією лугів у похідні азолінонів з малими циклами.

Отже, об'єктом досліждення є відновлювальні перетворення азолієвих солей, а предметом дослідження -- шляхи синтезу похідних азолінів внаслідок перетворень азолієвих солей. У відповідності до цих завдань в першій частині роботи розглядається синтез 2Н-азолінів за допомогою стабільних гетероароматичних карбенів, а також проблеми, пов'язані з синтезом останніх. Друга частина присвячена синтезу похідних азолінонів з малими циклами.

Наукова новизна. 1) Мезо-Н-азоліни вперше отримані в таких реакціях: а) 2-ціанметил-2Н-імідазоліни -- в реакції вклинення гетероароматичних карбенів у СН-зв'язок ацетонітрилу; б) 1,3-дибензил-2-трет-бутокси-2Н-бензімідазолін та 1,3-діалкіл-2-аміно-2Н-бензімідазоліни--при депротонуванні діакілбензімідазолієвих солей під дією трет-бутилату калію в середовищі трет-бутанолу або гідриду натрію у діетиламіні або морфоліні відповідно; в) 1,3-диметил-2Н-бензімідазолін -- при нагріванні N,N'-диметил-N-форміл-о-фенілендіаміну у присутності гідриду кальцію; г) 1,3-діалкіл-2Н-бензімідазоліни шляхом термічного внутрімолекулярного відновлення азолієвого катіону форміат-аніоном; д) похідні азолініліденсукциніміду селективною реакцією із 1-(1-адамантил)-3,4-ди(п-бромфеніл)-1,2,4-триазолін-5-ілідену з N-фенілмалеімідом в бензолі. 2) Розроблено нові шляхи синтезу 1,3-ді(1-адамантил)бензімідазолін-2-ілідену та 1,3,4-тризаміщених 1,2,4-триазолін-5-іліденів, які полягають в деціанметилюванні 2-ціанметил-2Н-азолінів, або в депротонуванні відповідних азолієвих солей під дією гідриду натрію в ацетонітрилі чи трет-бутилату калію в ароматичних розчинниках. 3) Вперше одержані гіпервалентні сполуки сірки з карбенами при їх взаємодії з елементною сіркою або органічними сульфідами. 4) Виявлено нові реакції карбенів: а) з фтальовим ангідридом з утворенням бетаїну; б) з епіхлоргідрином -- з утворенням мезо-гліцидилазоліївих солей. 5) Вперше встановлено, що: а) депротонування 3,5-незаміщених 1,4-ді(1-адамантил)-1,2,4-триазолієвих солей веде до утворення похідних 1-ціанамідинів; б) при адамантилюванні імідазолів, крім N-алкілювання, виявлено С-алкілювання в гетероядро. 6) Вперше знайдено основні напрямки реакції гетероциклізації 2-алілтіобензімідазолів під дією брому у 3-бромо-3,4-дигідро-2Н-бензімідазо[2,1-b]-1,3-тіазин та 2Н- та 4Н- бензімідазо[2,1-b]-1,3-тіазини, які перебігають з утворенням на проміжних стадіях 2-(2,3-дибромпропілтіо)бензімідазолів. 7) Вперше показано, що рециклізації 3-галогенобензімідазо[2,1-b]-1,3-тіазинієвих солей та 2-метил-2-галогенометил-2,3-дигідробензімідазо[2,1-b]тіазолієвих солей під дією лугів ведуть до N-(2,3-епітіопропіл)бензімідазол-2-онів.

Практичне значення роботи полягає у створенні нових методів синтезу азолінонів з малими циклами, похідних 2Н-азолінів, гетероароматичних карбенів, які можуть бути вихідними або проміжними речовинами в синтезі фізіологічно активних речовин, каталізаторами органічних реакцій. Ці методи можуть мати значення для препаративної хімії в синтезі багатьох видів органічних речовин. Похідні тіїранів і тієтанів, яких торкалася робота, є новими мономерами з гетероциклічними групами. Розробка нового способу одержання феніл-4-дифеніліл-1-імідазолілметану має практичне значення для випуску відомого фармацевтичного препарату в Україні.

Особистий внесок автора полягає у проведенні експериментальних досліджень, обробці отриманих результатів, формулюванні основних положень та висновків дисертаційної роботи.

Апробація роботи. Результати роботи доповідались на Українській конференції з органічної хімії ( Харків, 1995 р.), Українській конференції "Хімія азотвмісних гетероциклів" (Харків, 1997р.), ХVIII Українській конференції з органічної хімії (Дніпропетровськ, 1998 р.), на ХVI Менделеєвському з'їзді з загальної та прикладної хімії (Москва, 1998р.), VI конференції з хімії карбенів (Москва, 1998р.), ХVII Міжнародному конгресі з хімії гетероциклічних сполук (Відень, 1999р.)

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 7 статей та тези 8 доповідей на українських та міжнародних наукових конференціях.

Структура роботи. Дисертаційна робота викладена на 148 сторінках, складається зі вступу, трьох глав, висновків, списку з 165 найменувань використаних літературних джерел та додатку, містить 16 таблиць та 15 схем.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

СИНТЕЗ 2Н-АЗОЛІНІВ ЗА УЧАСТЮ ГЕТЕРОАРОМАТИЧНИХ КАРБЕНІВ

Раніше було встановлено, що при взаємодії незаміщених у мезо-положенні гетероядра азолів з епіхлоргідрином і сіркою утворюються N-2,3-епітіопропільні похідні азолінонів (О.П.Швайка та ін., 1990). Автори серед ймовірних шляхів перебігу реакції запропонували такий, який включає виникнення карбеноїдної ароматичної структури, що утворюється внаслідок відщеплення рухливого протону в азолієвих солях. Але у вільному стані карбен не виділявся. З метою пошуку нових методів одержання похідних мезо-Н-азолінів, нами була поставлена задача використати для цього стабільні карбени, які можна одержати, виходячи з азолієвих солей, вивчити реакції з електрофільними реагентами стабільних карбенів (зокрема з халькогенами та оксиранами), як і шляхи їх перетворення в азоліни.

Синтез 1,2,4-триазолін-5-іліденів та утворення 5Н-1,2,4-триазолінів 7,8

Створення досконалих методів синтезу карбенів є актуальною проблемою органічного синтезу. Синтез карбенів потребує спеціальних умов проведення експерименту, а також високого ступеня очистки та зневоднення розчинників і реагентів.

Розроблені тут методи синтезу 1,2,4-триазолін-5-іліденів є порівняно простими шляхами одержання цих хімічних частинок. Нами, зокрема, вперше встановлено, що при дії гідриду натрію на ацетонітрильний розчин 1,2,4-триазолієвих солей 1а-г (див. схему 1), які мають замісник у положенні 3 гетероядра, при кімнатній температурі утворюються 1,2,4-триазолін-5-ілідени 2а-г з високими виходами (68--95%), які одержуються у вигляді безбарвних кристалічних осадів. Другий новий спосіб одержання карбенів -- депротонування 1-(1-адамантил)-3,4-діарил-1,2,4-триазолієвих солей 1 під дією трет-бутилату калію в ароматичних розчинниках (бензолі, толуолі).

Останній підхід дозволив одержати 1-(1-адамантил)-3,4-дифеніл-1,2,4-триазолін-5-іліден 2а та 1-(1-адамантил)-3-феніл-4-(1-нафтил)-1,2,4-триазолін-5-іліден 2г з високою чистотою та добрими виходами (51-64 %), в той час, як ніяким іншим способом сполуку 2г одержати не вдавалося. Завдяки простоті проведення процесу та використання нерозчинного у воді розчинника, який легко зневоднюється, цей метод слід вважати найбільш перспективним для отримання різних типів гетероароматичних карбенів.

На відміну від відносно стабільних триазолініліденів (в ацетонітрильних розчинах 1-2 год), карбен 2а при нагріванні в ацетонітрилі (або in situ підчас реагування солі 1а більше 1 доби) вступає в реакцію вклинення у С-Н зв'язок ацетонітрилу з утворенням 1-(1-адамантил)-3,4- дифеніл-5- ціанметил- 5Н- азоліну 3а.

Слід відзначити, що похідні мезо-Н-азолінів виступають проміжними частинками при отриманні карбенів з азолієвих солей під дією трет-бутилату калію чи гідриду натрію. При депротонуванні 1,3-дибензилбензімідазолієвих солей трет-бутилатом калію у трет-бутанолі виділено, хоча й з низьким виходом (10 %), відповідний 2-трет-бутокси-2Н-азолін. Проведення реакції депротонування цієї солі під дією гідриду натрію у діетиламіні нами за даними спектрів ПМР, зареєстровано утворення відповідного 2-діетиламіно-2Н-азоліну, а у випадку реакції 1,3-диметилбензімідазолієвих солей та морфоліну виділено індивідуальний 1,3-диметил-2-морфоліно-2Н-бензімідазолін. Одже, в реакціях з алкоксидами або амідами металів азолієві солі утворюють відповідні мезо-Н-азоліни, які далі здатні давати карбени. Цікаво, що при депротонуванні незаміщеного у положенні 3 гетероядра 1,2,4-триазолієвої солі 1д (R1= H) (див. схему 2), на відміну від розглянутої в цьому розділі реакції солей 1а-г, спостерігається утворення 1,3-дизаміщеного 1-ціаноамідина 4д. Ця реакція, ймовірно, перебігає через проміжний карбен А і мезойонну структуру Б.

Синтез 2-ціанметил-2Н-імідазолінів та 1,3-ді-(1-адамантил)-2Н-ціанметилбензімідазоліну 5

Реакція вклинення індивідуальних карбенів в СН-зв'язок ацетонітрилу раніше не була відома. Нами вперше було встановлено, що внаслідок реакції мезо-незаміщених імідазолієвих солей 5а-г ( див. схему 3) з гідридом натрію в сухому ацетонітрилі утворюються продукти вклинення відповідних карбенів 7а-г в СН-зв'язок ацетонітрилу --2-ціанметил-2Н-азоліни 6а-г, на відміну від 1,2,4-триазолієвих солей 1а-г, які дають 1,2,4-триазолін-5-ілідени 2а-г -- карбени зі зниженою по відношенню до імідазолін-2-іліденів 7а-г нуклеофільністю.

Треба відзначити, що ця реакція відбувається навіть зі стерично утрудненим 1,3-ді(1-адамантил)бензімідазолій бромідом 5в, у якому мезоланка С2Н екранується адамантильними замісниками.

Утворення ціанметилазолінів може протікати через проміжні карбени 7а-г з наступним вклиненням у СН-зв'язок ацетонітрилу або шляхом відщеплення протону від ацетонітрилу та приєднання ціанметид-йону до азолієвого катіону.

Щоб з'ясувати, який з цих шляхів реалізується, нами проведено реакцію 2-дейтеро-1,3-дибензилбензімідазолій хлориду 5д з гідридом натрію в ацетонітрилі (див. схему 4). Повний обмін дейтерію в солі 5д на водень в кінцевому азоліні 6б однозначно свідчить про карбеновий механізм утворення ціанметилазолінів 6а-г.

Взаємодія ілідену 7в з ацетонітрилом перебігає майже миттєво при кімнатній температурі з утворенням відповідного 2-ціанметил-2Н-азоліну 6в.

Синтез 1,3-ді(1-адамантил)бензімідазолін-2-ілідену з відповідного 2-ціанметил-2Н-азоліну 7

Нами встановлено, що при нагріванні в вакуумі 1,3-ді(1-адамантил)-2-ціанметил-2Н-бензімідазоліну 6в (190 °С) здійснюється розклад цієї сполуки з a-елімінуванням ацетонітрилу та утворенням чистого карбену 7в (див. схему 5). Кип'ятіння в толуольних розчинниках дає аналогічні результати. Карбен 7в -- безбарвна високоплавка речовина, котра добре зберігається в атмосфері аргону щонайменше впродовж трьох місяців без значних змін.

Спосіб синтезу карбенів через проміжні ціанметилазоліни мабуть може бути поширений на стерично затруднені структури, подібні до 7в, тому що розклад до карбенів стерично відкритих сполук типа 6а,б,г, на жаль, не вдається, що може бути зумовлено міцністю зв'язків С2-С в останніх на відміну від поляризованої структури 6в.

Утворення 2Н-азолінів шляхом гідролізу та відновлення карбенів 8

2Н-азоліни можна отримати шляхом перетворення карбенів з протонвмісними сполуками. Відомо, що при взаємодії карбенів з водою в органічних розчинниках (діоксані, тетрагідрофурані) утворюються продукти розкриття азольного кільця N-формілдіаміни типу 8 (див. схему 6).

Пожарським зі співроб. (1985 р.) було знайдено, що при нагріванні N-формілдіамінів утворюється суміш 2Н-азолінів 9 та азолонів 10. Автори припустили, що цей процес відбувається внаслідок диспропорціонування 2-гідроксиазолінів 11. Нами вперше на прикладі 1,3-диметил- та 1,3-діадамантилзаміщених солей бензімідазолію було показано, що гідроксиди азолію, які дають в реакції диспропорціонування азоліни 11а,б, можна виділити у кристалічному стані у суміші з відповідними N-формілдіамінами 8а,в. За даними спектрів ПМР, мольне співвідношення 11а:8а (R = CH3) дорівнює 1:20, а у випадку (R = Ad) 11в:8в -- 1:1. Нами також було встановлено, що при нагріванні (160--200 °С) у присутності гідриду кальцію, відбувається селективне перетворення N-формілдіаміну 8а у 1,3-диметил-2Н-бензімідазолін 9а, яке може бути пов'язане з обміном гідроксид-йону гідридом у проміжній псевдооснові або відновленням воднем проміжного карбену.

Інший знайдений нами шлях одержання 2Н-азолінів -- термічне внутрімолекулярне відновлення азолієвого катіону форміат аніоном, яке, мабуть, відбувається через розклад проміжних 2-формілокси-2Н-азолінів А, або через відновлення проміжних карбенів Б ( див. схему 7).

Реакція з N-фенілмалеімідом 8

Взаємодія карбенів 7в, 2в з N-фенілмалеімідом в бензолі перебігає, мабуть, через проміжні карбаніони А, які стабілізуються протонним 3,4-зміщенням з утворенням похідних 2Н-азолінів -- азолініліденсукцинімідів 12а,б, а також олігомеру 13 ( див. схему 8).

Співвідношення між сполуками 12:13 залежить від умов проведення експерименту, але головне від типу реагуючого карбену. Так при взаємодії ілідену 2в з N-фенілмалеімідом при енергійному перемішуванні утворюється, головним чином, мономерний продукт 12а, у той час як при реагуванні ілідену 7в утворюється головно олігомер 13б.

Реакції азолініліденів з халькогенами 7,8

Нами вивчена реакція сполук 2а і 7в з сіркою, яку вважають найкращою пасткою для карбенів. Обидві ці сполуки реагують майже миттєво і дають відповідні тіони 14а,в. Але в реакції з 7в в бензолі, поряд з цим нами вперше виділено глибоко забарвлену у цеглисто-червоний колір сполуку 15, яка має склад (С27Н34N2)2Sn (де n=7) та може містити декілька молекул кристалізаційного бензолу ( див. схему 9).

Природа зв'язку у молекулі 15 досі є невідомою, але судячи з її властивостей можна вважати цей продукт гіпервалентною сполукою сірки. Ця речовина є виключно нестабільною по відношенню навіть до атмосферних кисню та вологи. У неабсолютованих розчинниках сполука 15 перетворюється в тіон 14в та продукт оксидації 16 -- азолієву сіль, яка містить протон у мезо-положенні. Можливість отримання цієї гіпервалентної сполуки 15 можна пояснити дуже низькою розчинністю в ароматичних розчинниках, що виводить її зі сфери реакції, і вона врешті перетворюється в кінцевий продукт тіон 14в. Слід відзначити, що при взаємодії триазолінілідену 2а з сіркою, а також триазолінілідену 2в з селеном утворення гіпервалентних сполук не зафіксовано. В реакціях з карбенами сірка виступає як електрофіл, в якості якого можуть бути й інші її сполуки, які містять електроноакцепторні групи.

Так реакція карбенів 7в і 2в з динітродифенілсульфідом та динітродифенілдисульфідом ведуть до відповідних глибокозабарвлених гіпервалентних сполук 17а-в, які можна розглядати, як сполуки з переносом заряду. Останнє підтверджується більш глибоким забарвленням сполуки 17а в порівнянні з 17б,в, що зумовлено більшими донорними властивостями карбену 2в.

Реакція 1,2,4-триазолін-5-іліденів з епіхлоргідрином 8

Взаємодія триазолініліденів 2в та 2б з епіхлоргідрином у надвишку останнього в присутності перхлорату натрію веде до алкілювання карбенового центру з утворенням 5-гліцидилтриазолієвих солей 18б,в. [де R= n-BrC6H4, R1=Ph (б); R=R1= n-BrC6H4 (в)]

Реакції азолініліденів с діоксидом вуглецю та фтальовим ангідридом

Взаємодія азолініліденів 2в та 7в з діоксидом вуглецю у бензолі у присутності води (фактично, з карбонатною кислотою) при кімнатній температурі веде до утворення відповідних гідрокарбонатів азолію 1ж та 5з, які випадають у вигляді білих кристалічних осадів. При проведенні цієї реакції з ретельно осушеним СО2 було виділено вихідні азолінілідени.

Реакція з фтальовим ангідридом веде до гідролітично нестабільного 3-ацилтриазолієвого бетаїну 19, який з водою утворює мезо-незаміщений гідрофталат азолію.

Синтез і деякі особливості утворення вихідних мезо-незаміщених азолієвих солей

Синтез вихідних мезо-незаміщених азолієвих солей (бензімідазолієвих 5, 1,2,4-триазолієвих 1) здійснювався шляхом алкілювання відповідних NH-вмісних та N-заміщених азолів типу 20 під дією алкілгалогенидів або диметилсульфату.

При адамантилюванні імідазолів 21а,б (див. схему 10), крім реакції в положення 1 (сполуки 22а,б) та наступної кватернізації у 1,3-діадамантилзаміщену імідазолієву сіль, спостерігається алкілювання в положення 4 з утворенням NH-вмісних 4-адамантилімідазолів 23а,б. Алкілювання імідазолу в оцтовій кислоті виявилося можливим здійснити під дією карбінолів, зокрема, трифенілметилкарбінолу, феніл-4-дифенілілметилкарбінолу. Реакція останнього покладена в основу синтезу нового водорозчинниого протигрибкового препарату -- гідросульфату феніл-4-дифеніліл-1-імідазолілметану, який є спорідненою речовиною до карбеноїдних солей .

СИНТЕЗ АЗОЛІНОНІВ, ЩО МІСТЯТЬ В БОКОВОМУ ЛАНЦЮЗІ МАЛІ ЦИКЛИ

Азоліни з малими циклами становлять інтерес як системи з додатковою (крім азолінових атомів азоту) функцією, які можуть бути використані для пошуку потенційних лікарських сполук. В синтезі, зокрема, оксидованих форм азолінів -- азолінонів, які би містили малі цикли, ефективними виявилися реакції рециклізації конденсованих похідних азолієвих солей.

Синтез 2-метил-2-галогенометил-2,3-дигідробензімідазо-[2,1-b]тіазолієвих солей та їх рециклізація в N-(2-метил-2,3-епітіопропіл)бензімідазол-2-они 1,3

Для синтезу 2-метил-2-галогенометил-2,3-дигідробензімідазо[2,1-b]тіазолієвих солей можуть бути використані N-алілазолтіони, гетероциклізації котрих на деяких структурах вже вивчались. Однак, спроб отримання на їх основі похідних малих циклів в літературі не було, а також не було надійних доказів ізомерних структур продуктів галогенциклізації, від яких залежить напрямок подальшої рециклізації під дією лугів. У зв'язку з цим нами досліджені напрямки галогенциклізації N-металілбензімідазол-2-тіонів 24 під дією брому.

Сполуки 24а,б отримували карбеновим синтезом із відповідних мезо-незаміщених солей 25а,б та сірки у присутності третинних амінів або в піридині. При бромциклізації тіонів 24а,б утворюються суміші 2-бромометил-2,3-дигідроазолотіазолієвих 26а,б та 3-бромо-3,4-дигідро-2Н-азоло-1,3-тіазинієвих солей 27а,б. Ці солі кристалізуються разом і розділити їх не вдається. Однак рециклізація обох типів солей веде до однакових похідних тіїранів 28а,б. Йодциклізація NH-вмісного N-металілтіону 24в веде лише до йодметилтіазолідину 29, кватернізацією якого отримується відповідна сіль 26в, яка далі рециклізується у тіїран 28а під дією лугів.

Рециклізація 26®28 перебігає через проміжні псевдооснови з наступним нуклеофільним приєднанням гідроксид-йону в мезо-положення конденсованого циклу з утворенням структури А, розкриттям тіазолієвого ядра інтермедіату й внутрімолекулярним заміщенням галогену у проміжному тіолат-аніоні Б. Аналогічно через інтермедіати В і Г перебігає також реакція 27®28.

Особливості галогенциклізації 2,3-дибромпропілтіобензімідазолів4

Окрім щойно розглянутої галогенциклізації N-алілазолтіонів, для синтезу похідних малих циклів можуть бути використані мезо-алілтіоазоли (Швайка О.П., Короткіх М.І. та ін., 1990-1991 рр). Нами встановлено, що в залежності від умов та структури при бромуванні сполук 30 утворюються 2,3-дибромпропілтіобензімідазоли 32а,б (схема 12) поряд з 3-бромометил-2,3-дигідробензімідазо[2,1-b]тіазолом 31. В більшості розчинників дибромід 32а при кімнатній температурі або легкому нагріванні циклізується у 3-бромо-3,4-дигідро-2Н-бензімідазо[2,1-b]-1,3-тіазин 33 (схема 12, шлях 1). Одночасно з цим процесом відбувається циклодегідробромування у 2Н- та 4Н-бензімідазо[2,1-b]-1,3-тіазини 34а,б та 35 а,б (шлях 2). У водно-органічних сумішах тіазин 33а утворюється з виходом 94 %. При цьому дегідроформи 34а,б та 35а,б не знайдені. Метилдибромід 32б в більш жорстких умовах (100--120°С) перетворюється лише в тіазини 34б та 35б. Циклодегідробромування відбувається також при дії лугів на диброміди 32а,б та тіазин 33а, а також при нагріванні у диметилформаміді диброміду 32б. Циклодегідробромування сполуки 32б відбувається також при кватернізації його бензилхлоридом з утворенням солі типу 36. Солі 36а,б та 37а,б одержуються при кватернізації сполук 34а,б та 35а,б диметилсульфатом. Будова гідроброміду сполуки 32а доведена зустрічним синтезом іх з бензімідазол-2-тіону та 1,2,3-трибромопропану у диметилформаміді при відсутності основ. Синтезом четвертинних солей 37а,б, 27 і 36а-г підтверджена будова солей 34а,б, 33а, 35а,б відповідно.

Таким чином, при бромуванні 2-алілтіобензімідазолів 30а,б відбувається їх гетероциклізація у трьох напрямках: у дигідроазин 33а (шлях 1), тіазини 34а,б, 35а,б (шлях 2) і у п'ятичленні тіазоліни 31 (шлях 3). Нами проведена оцінка можливостей реалізації основних напрямків гетероциклізації алілтіоазолів під дією галогенів в рамках синтетичного методу. Так, шлях 3, ймовірно, реалізується внаслідок внутрімолекулярної електрофільної циклізації у проміжному карбокатіонному інтермедіаті А, або в попередньому p-комплексі. Наявність групи NH в азолі 30 і кисле середовище (оцтова кислота) істотно утруднює реалізацію цього шляху і тому головними продуктами реакції стають диброміди 32а,б. Дибромпропільний фрагмент сполук 32 містить в своєму складі два активних електрофільних центри (С3 та С2), що підтверджує легкість нуклеофільного заміщення в реакції вказанних центрів з 1,4-діазабіцикло[2,2,2]октаном (DABCO) -- утворення солі 38. Нами встановлено, що із дибромідів 32а,б утворюються виключно шестичленні похідні і зовсім не утворюються п'ятичленні, тобто можна передбачити, що реакція перебігає шляхом внутрімолекулярного заміщення брому у сполуках 32а,б біля атому С3 дибромпропільного фрагменту, що суперечіть факту заміщення двох атомів брому при дії на дибромід 32б DABCO. Окрім того, нами доведено, що в умовах циклізації диброміду 32а (ацетонітрил, 20--80 °С) тіазини 34а та 35а не можуть отримуватися із тіазину 33а шляхом його дегідробромування. Таке перетворення здійснюється в значно жорсткіших умовах (диметилформамід, >100 °С). Навіть при кип'ятінні 33а в ацетонітрилі він не змінюється. Таким чином, найбільш ймовірними напрямками перетворення дибромідів 32а,б слід вважати процеси його дегідробромування, яким сприяє піридиновий атом азоту циклу. Продуктами такого перетворення повинні бути бромолефіни А і Б, які шляхом нуклеофільного приєднання (у випадку структури А), або нуклеофільного заміщення в галогеналкільному фрагменті у випадку структури Б утворюють відповідно дигідротіазини 33 і тіазини 34, 35.

Вплив різних факторів на напрямок галогенциклізації алілтіоазолів 2,6

У відомих з літератури синтезах азолонових похідних тіїранів, тієтанів та селенетанів з алілхалькогеназолів загальними стадіями були галогенциклізації алілхалькогеназолів та наступна рециклізація утворених конденсованих 3-галогено-3,4-дигідро-2Н-1,3-халькогеназинієвих або 3-галогенометил-2,3-дигідрохалькогеназолієвих солей під дією лугів. Однак, залишалася нез'ясованою залежність напрямку процесів утворення халькогеніранів або халькогенєтанів від природи реагентів та умов проведення синтезу.

Раніше було відомо, що при йодциклізації N-незаміщених 2-(2-метил-2-пропілтіо)- та 2-(2-метил-2-пропілселено)азолів 30 (див. схему 13) у лужному середовищі утворюються конденсовані п'ятичленні цикли -- азолохалькогеназоліни 31.

Нами встановлено, що при заміщенні йоду бромом змінюється напрямок реакції. При бромуванні металілтіобензімідазолу 30 утворюються, окрім п'ятичленного 3-бромометилтіазолідину 31 (вихід 30 %) продукт приєднання брому до олефінового зв'язку -- дибромід 32(R1=CH3). При бромуванні алілтіобензімідазолу 30 (R1=H) у діоксані або ацетоні спочатку утворюються гідробромід сполуки 32 (R1=H), який навіть при кімнатній температурі циклізується у гідробромід 3-бромдигідротіазину 33. Кватернізація основи тіазину 33 диметилсульфатом або бензилхлоридом веде до четвертинних солей 27, в результаті рециклізації яких під дією лугів отримуються тіїрани 28. Гетероциклізація 32 у 33 також перебігає паралельно з процесом кватернізації диброміда 32 диметилсульфатом при кімнатній температурі, внаслідок чого утворюється суміш солей 39.HClO4 та 27.

Слід зазначити, що дибромід 32 (R1=CH3) на відміну від аналогічного диброміду 32 (R1=H) не циклізується в тіазин 33. Він відзначається підвищеною стійкістю при зберіганні та нагріванні в органічних розчинниках. Наявність замісника у положенні 2 алільної групи азолів 30 впливає на напрямок процесу гетероциклізації. Зокрема, у випадку відсутності замісника в положенні 2, тобто сполуки типу 30 (R1=H), утворюють з бромом похідні тіазину типу 33, 27. А у випадку сполуки 30 (R1=CH3) реакція спрямовується в бік утворення тіазолієвої солі 40. Під дією лугів солі 40 рециклізуються в тієтани 41.

На напрямок бромування алілітіоазолів впливає розчинник. Гідробромід 32 утворюється в оцтовій кислоті із незаміщеного азолу 30 (R1=H) з виходом 57%. В цьому випадку приєднання брому відбувається легко також в діоксані, ацетоні, ацетонітрилі, диметилформаміді, хлороформі. Але в апротонних розчинниках, навіть при кімнатній температурі в значній мірі відбувається його гетероциклізація в тіазин 33. Найбільш високий вихід в реакції бромування 2-(2-метил-2-пропенілтіо)бензімідазолу 29 (R1=CH3) в тіазолідин 31, отриманий в піридині (вихід 30%). При проведенні реакціїї в ацетоні, тетрахлориді вуглецю, хлороформі або діоксані співвідношення продуктів реакції 31:32 декілька зменшується, а в оцтовій кислоті утворюється, головним чином, гідробромід 31 (R1=H) з виходом 53 %.

Одже, на основі одержаних нами та раніше відомих експериментальних даних можна сформулювати сукупність факторів, що впливають на напрямок гетероциклізації алілхалькогеназолів. Реакції галогенциклізації алілхалькогеназолів спрямовуються в бік халькогеназолінів 31 і 40, якщо циклізуючим агентом виступає йод, котрий має більший атомний об'єм, наявність електронодонорного замісника, наприклад, метильної групи, у положенні 2-алільної ланки та біля атома азоту гетерокільця, а також апротонні розчинники. Якщо в якості галогена виступає бром, реакційним середовищем є протонний розчинник, а в положенні 2 алільної ланки та біля атома азоту гетерокільця відсутні замісники, реакція головним чином спрямовується в бік халькогеназинів 33 та 27.

Синтез 3-(2,3-епітіопропіл)бензімідазол-2-онів із 3-галогено-3,4-дигідро-2Н- бензімідазо[2,1-b]-1,3-тіазинієвих солей 3

Окрім описаного вище методу отримання азолієвих солей на основі тіазинів 33 шляхом їх кватернізації алкілюючими агентами, нами розроблено два інших підходи до їх синтезу. Перший -- з 3-гідрокси-3,4-дигідро-2Н-бензімідазо[2,1-b]-1,3-тіазину 42, який одержано з бензімідазол-2-тіону та епіхлоргідрину в лужному середовищі шляхом заміни гідроксигрупи на хлор під дією тіонилхлориду і кватернізації утвореного 3-хлоро-3,4-дигідро-2Н-бензімідазо[2,1-b]-1,3-тіазину 33б алкілюючими агентами. Другий -- шляхом заміни гідроксигрупи на хлор у 3-гідрокси-3,4-дигідро-2Н- бензімідазо[2,1-b]-1,3-тіазинієвій солі 43а (див. схему 14). При взаємодії солі 27г з лугами спостерігається рециклізація тіазинієвого кільця з утворенням 3-(2,3-епітіопропіл)бензімідазол-2-ону 28в.

Слід зазначити, що реакції рециклізації солей 37 в тієтани 38 та 27г в тіїрани 28 перебігають аналогічно до перетворення раніше згаданих солей 27а,б через проміжні псевдооснови, з наступним приєднанням гідроксид-йону до мезо-положення відповідних катіонів, розкриттям азолієвих або азинієвих циклів та нуклеофільним заміщенням галогену у тіолат-аніоні. На користь такого механізму свідчить той факт, що галогеналкільна група містить пасивніший електрофільний центр, ніж вузловий атом вуглецю (спроби замінити бром на гідроксильну групу під дією лугів в тіазолах 31 або на амонієву групу під дією DABCO в солях 37 були невдалими, а азин 33 в таких умовах зазнає дегідробромування).

РЕКОМЕНДАЦІЇ ДО ПРАКТИЧНОГО ЗАСТОСУВАННЯ СИНТЕЗОВАНИХ СПОЛУК

Доступні способи одержання гетероароматичних карбенів можуть мати значення для виробництва цих цінних та рідкісних сполук, як реактивів, каталітична активність яких вже відома для ряду органічних реакцій, але застосування обмежується їх доступністю. Крім того, карбени та продукти на їх основі можуть бути використані в препаративній практиці синтезу азолінів та інших гетероциклічних сполук, створенні перспективних фізіологічно-активних сполук. Розроблений спосіб синтезу 1-заміщених азолів з карбінолів та азолів в оцтовій кислоті застосовано в синтезі солей феніл-4-дифеніліл-1-імідазолілметану, які виявляють протигрибкові властивості. Найбільш цінним з солей є гідросульфат феніл-4-дифеніліл-1-імідазолілметану -- новий водорозчинний антимікозний засіб, технологія отримання якого розроблена при участі автора та передбачається впровадження її у виробництво. Азолінони з малими циклами є новими мономерами та модифікаторами полімерних композицій, реакції малих циклів яких з нуклеофілами можуть бути використані для синтезу нових похідних азолінонів.

ВИСНОВКИ

1. В дисертації розв'язано важливу для органічної хімії задачу синтезу похідних азолінів та азолініліденів на основі перетворень азолієвих і конденсованих азолієвих солей з основними реагентами.

2. Синтез гетероароматичних карбенів ряду 1,2,4-триазолу вперше проведено з відповідних азолієвих солей в ацетонітрилі під дією гідриду натрію або в ароматичних розчинниках під дією трет-бутилату калію.

3. 1,3-Ді(1-адамантил)бензімідазолін-2-іліден вперше синтезовано шляхом розкладу відповідного 2-ціанметил-2Н-азоліну при нагріванні в вакуумі.

4. Гетероароматичні карбени є вихідними сполуками в синтезі мезо-Н-азолінів, зокрема, мезо-ціанметилазолінів, 2Н-бензімідазолінів, 2-аміно- та 2-алкокси-2Н-бензімідазолінів, мезо-азолінтіонів та селенонів, азолініліден-3-сукцинімідів.

5. Реакції гетероароматичних карбенів з жорсткими електрофільними реагентами -- ангідридами кислот (фтальовим ангідридом) ведуть до гетероциклічних бетаїнів, а з м'якими електрофілами, що містять вакантні d-орбіталі (сіркою, діарилсульфідами та дисульфідами, активованими нітро-групою в ароматичних ядрах), -- до гіпервалентних сполук сірки.

6. Вперше показано, що алкілювання імідазолів (1-бромоадамантаном) здатне здійснюватися в 4 положення гетероядра.

7. Карбеноїдна реакція N-алілбензімідазолієвих солей з сіркою в присутності основ, з наступними галогенциклізацією одержаних тіонів та рециклізацією утворених конденсованих 2-галогенметилазолотіазолієвих та 3-галогеназолотіазинієвих солей є ефективним способом синтезу азолінонів з боковою N-тіїранілметильною ланкою.

8. Напрямок утворення тієтанільних та тіїранілметильних похідних азолінонів визначається умовами реакції галогенциклізації мезо-алілтіоазолів. Зокрема, застосування йоду, алкільні замісники в 2-положенні алільної групи та біля атома азоту алілтіоазолів, основні розчинники сприяють утворенню 3-галогенметилазолотіазолієвих солей та на їх основі похідних тієтанів, а застосування брому, відсутність замісників в 2-положенні алільної групи та біля атома азоту алілтіоазолів та кислотні розчинники спрямовують реакцію в бік 3-галогеноазолотіазинієвих солей та похідних тіїранів на їх основі.

9. Гетероциклізація 2,3-дибромпропілтіобензімідазолів відбувається селективно в напрямку 3-бромо-3,4-дигідро-2Н-бензімідазо[2,1-b]-1,3-тіазину в м'яких температурних умовах (20 °С), в сумішах апротонних розчинників і води; при нагріванні в апротонних розчинниках паралельно йде циклодегідробромування у відповідні 2Н- та 4Н-1,3-тіазини.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

1. Коротких Н.И., Раенко Г.Ф., Асланов А.Ф., Швайка О.П. Реакции рециклизации. 31. Синтез 2-метил-2-галогенметилбензимидазо[2,1-b] тиазолидиниевых солей и их превращения в N-(2-метил-2,3-эпитиопропил) бензимидазол-2-оны // Химия гетероцикл. соед. -- 1994. -- № 5. -- С. 706

2. Коротких Н.И., Раенко Г.Ф., Швайка О.П. Гетероциклизация 2-аллилтиобензимидазолов в производные бензимидазо[2,1-b]-1,3-тиазинов // Химия гетероцикл. соед. -- 1995. -- № 3. -- С. 410--415.

3. Коротких Н.И., Асланов А.Ф., Раенко Г.Ф. Реакции рециклизации.32. Синтез 3-(2,3-эпитиопропил)бензимидазол-2-онов из 3-галогенбензимидазо-[2,1-b]-1,3-тиазаниевых солей // Журн. орг. хим. -- 1995. -- Т.31, вып. 5. -- С. 779--782.

4. Коротких Н.И., Раенко Г.Ф., Асланов А.Ф. Гетероциклизации 2-аллилтиобензимидазолов под действием брома. //Журн. орг. хим. -- 1996. -- Т.32, вып. 4. -- С. 632--640.

5. Короткіх М.І., Раєнко Г.Ф., Пехтерева Т.М., Швайка О.П. Вклинення гетероароматичних карбенів в С-Н зв'язок ацетонітрилу. Синтез 2-ціанметил-2Н-азолінів. // Доп. НАН України.-- 1998.-- №6.--С.149--153.

6. Коротких Н.И., Асланов А.Ф., Раенко Г.Ф., Швайка О.П. Галогенциклизации и реакции рециклизации: синтез тиирановых, тиетановых и селенетановых производных азолонов //Журн. орг. хим. -- 1999.-- Т.35,

7. Короткіх М.І, Раєнко Г.Ф., Швайка О.П. Нові підходи до синтезу стабільних гетероароматичних карбенів. // Доп. НАН України.-- 2000. -- №2.--С.135--140.

8. Korotkikh N.I., Rayenko G.F., Shvaika O.P. Aromatic carbenes of benzimidazole and 1,2,4-triazole series and their transformations with electrophilic agents. // Rep. at the 17th International Congress of Heterocyclic Chemistry

Раєнко Г.Ф. Азолієві солі в синтезі похідних азолінів.-Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.03- органічна хімія.- Інститут фізико-органічної хімії і вуглехімії ім. Л.М.Литвиненка НАН України, м. Донецьк, 2000 р.

Дисертація присвячена проблемам синтезу похідних мезо-Н-азолінів, а також азолінонів з малими циклами в боковому ланцюзі, проміжних продуктів їх синтезу. В роботі розроблено нові способи одержання стабільних гетероароматичних карбенів, реакції яких з електрофільними реагентами ведуть до утворення похідних мезо-Н-азолінів. Створено нові способи синтезу карбенів ряду 1,2,4-триазолу шляхом депротонування триазолієвих солей під дією гідриду натрію в ацетонітрилі або трет-бутилату калію у бензолі. Вперше одержано 1,3-ді(1-адамантил)бензімідазолін-2-іліден шляхом розкладу відповідного 2-ціанметил-2Н-азоліну при нагріванні в вакуумі. Вивчено реакції гетероароматичних карбенів, що ведуть до утворення мезо-Н-азолінів, з ацетонітрилом, водою, відновлювальними агентами, N-фенілмалеімідом, халькогенами, діоксидом вуглецю та епоксидними сполуками. Розроблено карбеновий синтез азолонових похідних тіїранів; з'ясовано умови, які визначають напрямок утворення тієтанільних та тіїранілметильних похідних азолінонів; знайдено, що галогенциклізація алілтіоазолів перебігає через 2,3-дибромопропілтіобензімідазоли. Результати роботи мають значення для препаративної хімії в синтезі азолінів та інших видів гетероциклічних сполук.

Ключові слова: азоліни, азолінони, карбени, азоли, азациклічні похідні малих циклів, реакції рециклізації.

Rayenko G.F. Azolium salts in synthesis of azoline derivatives.- Manuscript.

Thesis for a candidate's degree by speciality 02.00.03 - organic chemistry. The L.M.Litvinenko Institute of Physical Organic & Coal Chemistry, The Ukrainian Academy of Sciences, Donetsk, 2000.

The thesis is devoted to the problems of synthesis of meso-H-azoline and also azolinone derivatives with small rings in side chain, intermediates of their synthesis. In the work the new pathways for the preparation of stable heteroaromatic carbenes are created which reactions with electrophilic reagents lead to azoline derivatives. It is worked out new pathways for synthesis of carbenes of a 1,2,4-triazole series by the deprotonation of the corresponding triazolium salts under the action of sodium hydride in acetonitrile or potassium tert-butylate in aromatic solvents. For the first time 1,3-di(1-adamantyl)-benzimidazoline-2-ylidene was synthesized by decomposition of the corresponding 2-cyanomethyl-2Н-azoline upon heating in vacuum. The reactions of heteroaromatic carbenes were studied which lead to formation of meso-H-azolines: with acetonitrile, water, reducing agents, N-phenylmaleimide, chalcogenes and epoxides. The carbene synthesis of azolonecontaining derivatives of thiiranes is developped. The conditions, which define the directions of formation of thietanyl and thiiranylmethyl derivatives of azolinones are found. It is shown that halogencyclization of allylthioazoles to 3-bromo-3,4-dihydro-2H-benzimidazo[2,1-b]-1,3-thiazines proceeds via 2,3-dibromopropylthiobenzimidazoles. The results of the work are of importance for preparative chemistry, in synthesis of many types of organic compounds.

The keywords: azolines, azolinones, carbenes, azoles, azacyclic derivatives of small rings, recyclization reactions.

Раенко Г.Ф. Азолиевые соли в синтезе производных азолинов.-Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.03- органическая химия.- Институт физико-органической химии и углехимии им. Л.М.Литвиненко НАН Украины, г. Донецк, 2000 г.

Диссертация посвящена проблемам синтеза производных мезо-Н-азолинов а также азолинонов с малыми циклами в боковой цепи, промежуточным продуктам их синтеза. Разработаны новые способы синтеза стабильных гетероароматических карбенов, реакции которых с электрофильными реагентами ведут к образованию производных мезо-Н-азолинов. Разработаны новые способы синтеза карбенов ряда 1,2,4-триазола путем депротонирования 1,2,4-триазолиевых солей под действием гидрида натрия в ацетонитриле или трет-бутилата калия в бензоле. Установлено, что депротонирование бензимидазолиевых солей трет-бутилатом калия в среде трет-бутанола происходит через промежуточные 2-трет-бутокси-2Н-бензимидазолины. Впервые получен 1,3-ди(1-адамантил)бензимидазолин-2-илиден путем разложения соответствующего 2-цианметил-2Н-азолина при нагревании в вакууме. Изучены направления реакций гетероароматических карбенов с ацетонитрилом, водой, восстанавливающими агентами, N-фенилмалеимидом, халькогенами и эпоксидными соединениями. Найдено, что 1,2,4-триазолин-5-илидены взаимодействуют с ацетонитрилом при нагревании или в течение нескольких суток при комнатной температуре с образованием 5-цианметил-5Н-1,2,4-триазолинов, в отличие от имидазолин-2-илиденов, которые почти мгновенно реагируют с ацетонитрилом при комнатной температуре, что связано с их повышенной нуклеофильностью по сравнению с 1,2,4-триазолин-5-илиденами. При взаимодействии 1,3-дизамещенных бензимидазолин-2-илиденов с водой, вследствие раскрытия азольного кольца, наблюдается образование N-формилдиаминов, при нагревании которых в присутствии гидрида кальция происходит их селективное превращение в 2Н-азолины. Последние также образуются при нагревании соответствующих формиатов бензимидазолия через промежуточные 2-формилокси-2Н-азолины. Взаимодействие карбенов с N-фенилмалеимидом в бензоле ведет к образованию производных азолинилиденсукцинимида, а также олигомеров, которые содержат в среднем два сукцинимидных фрагмента. При реагировании 1,3-ди(1-адамантил)бензимидазолин-2-илидена с серой в бензоле, кроме соответствующего тиона, образуется нестабильное гипервалентное соединение, которое под действием воды и кислорода превращается в соответствующие тион и 2-незамещенную азолиевую соль. Взаимодействие 1,2,4-триазолин-5-илиденов с эпихлоргидрином дает 5-глицидилазолиевые соли. 1,2,4-Триазолин-5-илидены и бензимидазолин-2-илиден реагируют в присутствии воды с углекислым газом с образованием соответствующих гидрокарбонатов азолия. Получен 1-(1-адамантил)-3,4-ди-(4-бромфенил)-5-(бензоил-2-карбоксилат)-1,2,4-триазолия при взаимодействии 1-(1-адамантил)-3,4-ди(п-бромфенил)-1,2,4-триазолин-5-илидена с ангидридом фталевой кислоты в бензоле. Изучены основные направления реакции гетероциклизации 2-аллилтиобензимидазолов под действием брома в 3-бромо-3,4-дигидро-2Н-бензимидазо[2,1-b]-1,3-тиазин и 2Н- и 4Н-бензимидазо[2,1-b]-1,3-тиазины, которые протекают с образованием на промежуточных стадиях 2-(2,3-дибромпропилтио)бензимидазолов. Найдено, что рециклизации 3-галогено-3,4-дигидро-2Н-бензимидазо[2,1-b]-1,3-тиазиниевых солей и 2-метил-2-галогенометил-2,3-дигидробензимидазо[2,1-b]-тиазолиевых солей под действием щелочей ведут к N-(2,3-эпитиопропил)бензимидазол-2-онам. Разработаны два подхода к синтезу 3-галогено-3,4-дигидро-2Н-бензимидазо[2,1-b]-1,3-тиазиниевых солей: первый включает получение 3-галогено-3,4-дигидро-2Н-бензимидазо[2,1-b]-1,3-тиазинов и их кватернизацию диметилсульфатом или бензилхлоридом, второй -- обмен гидроксигруппы на хлор в 3-гидрокси-3,4-дигидро-2Н-бензимидазо[2,1-b]-1,3-тиазиниевых солях. Галогенциклизации 1-аллилбензимидазолтионов ведут к смесям 3-галогено-3,4-дигидро-2Н-бензимидазо[2,1-b]-1,3-тиазиниевых и 2-метил-2-галогенометил-2,3-дигидробензимидазо[2,1-b]-тиазолиевых cолей. При адамантилировании имидазолов в их избытке, кроме реакции в положение 1, наблюдается алкилирование в положение 4 с образованием N-незамещенных 4-адамантилимидазолов. Практическое значение работы заключается в создании новых способов синтеза производных 2Н-азолинов, азолинонов с малыми циклами, гетероароматических карбенов, которые могут быть использоваными в синтезе физиологически активных веществ, в полимерной химии. Полученные в работе производные тииранов, тиетанов и селенетанов являются новыми мономерами с гетероциклическими группами.

Ключевые слова: азолины, азолиноны, карбены, азолы, азациклические производные малых циклов, реакции рециклизации.

Размещено на Allbest.ru