Синтез и исследование галогенирования ^-непредельных производных 5-И-1,3,4-тиадиазол-2-тиолов и 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола
|
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Методы синтеза 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола и его производных 8
1.2 Методы синтеза 2-амино-5-Я-1,3,4-тиадиазолов и 5-амино-1,3,4-тиадиа-
зол-2-тиолов 9
1.3 Тион-тиольная таутомерия 5-Я-1,3,4-тиадиазол-2-тиолов и 5-Я-1,2,4-три-
азол-3-тиолов 11
1.4 Реакции алкилирования 5-Я-1,2,4-триазол-3-тиолов и 5-R- 1,3,4-тиадиа-
зол-2-тиолов 11
1.5 Реакции 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола и 5-амино-1,3,4-тиадиазол-
2-тиола, протекающие по аминогруппе 15
1.6 Возможные механизмы гетероциклизации соединений, содержащих
алкенильные фрагменты 19
1.7 Синтез [1,3,4]тиадиазоло[2,3-^][1,3]тиазиниевых и [1,3]тиазоло[2,3-^]-
[1.3.4] тиадиазолиевых систем 21
1.8 Синтез [1,2,4]триазоло[5,1-^][1,3]тиазиниевых и [1,3]тиазоло[3,2-^]-
[1.2.4] триазолиевых систем 22
2 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
2.1 Реакции алкилирования 5-Ю1,3,4-тиадиазол-2-тиолов (R = H, CH3, NH2) . 25
2.2 Реакции алкилирования 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола 29
2.3 Реакции 5-амино-1,3,4-тиадиазол-2-тиола и его S'-производных с ароматическими альдегидами 33
2.4 Реакции 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола с ароматическими альдегидами ... 37
2.5 Реакции галогенирования S-алкенильных производных 5-И-1,3,4-тиадиа-
зол-2-тиолов 42
2.6 Реакции галогенирования S-алкенильных производных 5-амино-
1,2,4- триазол-3-тиола 49
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Приборы и оборудование 53
3.2 Реакции алкилирования 5-Ю1,3,4-тиадиазол-2-тиолов (R = H, CH3, NH2) . 53
3.3 Реакции алкилирования 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола 55
3.4 Реакции 5-амино-1,3,4-тиадиазол-2-тиола и его S-производных с ароматическими альдегидами 55
3.5 Реакции 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола с ароматическими альдегидами ... 57
3.6 Реакции галогенирования S-алекнильных производных 5-Р-1,3,4-тиадиа-
зол-2-тиолов 57
3.7 Реакции галогенирования S-алкенильных производных 5-амино-
1,2,4- триазол-3-тиола 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 63
ABSTRACT
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Методы синтеза 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола и его производных 8
1.2 Методы синтеза 2-амино-5-Я-1,3,4-тиадиазолов и 5-амино-1,3,4-тиадиа-
зол-2-тиолов 9
1.3 Тион-тиольная таутомерия 5-Я-1,3,4-тиадиазол-2-тиолов и 5-Я-1,2,4-три-
азол-3-тиолов 11
1.4 Реакции алкилирования 5-Я-1,2,4-триазол-3-тиолов и 5-R- 1,3,4-тиадиа-
зол-2-тиолов 11
1.5 Реакции 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола и 5-амино-1,3,4-тиадиазол-
2-тиола, протекающие по аминогруппе 15
1.6 Возможные механизмы гетероциклизации соединений, содержащих
алкенильные фрагменты 19
1.7 Синтез [1,3,4]тиадиазоло[2,3-^][1,3]тиазиниевых и [1,3]тиазоло[2,3-^]-
[1.3.4] тиадиазолиевых систем 21
1.8 Синтез [1,2,4]триазоло[5,1-^][1,3]тиазиниевых и [1,3]тиазоло[3,2-^]-
[1.2.4] триазолиевых систем 22
2 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
2.1 Реакции алкилирования 5-Ю1,3,4-тиадиазол-2-тиолов (R = H, CH3, NH2) . 25
2.2 Реакции алкилирования 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола 29
2.3 Реакции 5-амино-1,3,4-тиадиазол-2-тиола и его S'-производных с ароматическими альдегидами 33
2.4 Реакции 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола с ароматическими альдегидами ... 37
2.5 Реакции галогенирования S-алкенильных производных 5-И-1,3,4-тиадиа-
зол-2-тиолов 42
2.6 Реакции галогенирования S-алкенильных производных 5-амино-
1,2,4- триазол-3-тиола 49
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Приборы и оборудование 53
3.2 Реакции алкилирования 5-Ю1,3,4-тиадиазол-2-тиолов (R = H, CH3, NH2) . 53
3.3 Реакции алкилирования 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола 55
3.4 Реакции 5-амино-1,3,4-тиадиазол-2-тиола и его S-производных с ароматическими альдегидами 55
3.5 Реакции 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола с ароматическими альдегидами ... 57
3.6 Реакции галогенирования S-алекнильных производных 5-Р-1,3,4-тиадиа-
зол-2-тиолов 57
3.7 Реакции галогенирования S-алкенильных производных 5-амино-
1,2,4- триазол-3-тиола 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 63
ABSTRACT
Производные 1,2,4-триазола и 1,3,4-тиадиазола представляют значительный научный интерес благодаря их сферам применения. Так, например, 1,2,4-триазолы могут использоваться в качестве ингибиторов коррозии [1 - 3], дефолиантов (вещества, вызывающие опадение листьев растений) [4, 5], полимеров [6, 7], моющего средства [8] и ингибитора выцветания красителей в текстильной промышленности. Также применяются в фотографии - используются для проявления фотоснимков [9], в медицине - проявляют противоопухолевую [10, 11], противовоспалительную [12, 13], антибактериальную [14] активности, являются стимуляторами центральной нервной системы [15]; и во многих других областях.
Производные 1,3,4-тиадиазола также широко применяются в медицине. Так, различные представители данного класса проявляют высокую противомикробную [16], противовоспалительную [17], противораковую [18, 19] активности и обладают многими другими ценными свойствами [20, 21].
Кроме того, 1,2,4-триазолы и 1,3,4-тиадиазолы используются для синтеза ряда различных полициклических систем [22, 23].
Наличие реакционноспособных функциональных групп в 1,2,4-триазолах и 1.3.4-тиадиазолах способствует расширению ряда их производных за счет модификации путем введения различных заместителей. Перспективными в этом направлении являются 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиол и 5-Я-1,3,4-тиадиазол-2- тиолы.
В изученных литературных данных найдено малое количество информации о синтезе S-непредельных производных 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола и 5-R-1.3.4-тиадиазол-2-тиолов и конденсированных систем на их основе, поэтому тема данной работы является достаточно актуальной.
Целью работы является разработка методов синтеза различных производных 5^-1,3,4-тиадиазол-2-тиолов (R = H, Me, NH2) и 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола и исследование их свойств.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи :
1 Изучение литературы, посвященной 1,2,4-триазол-3-тиолам и 1.3.4-тиадиазол-2-тиолам.
2 Разработка методов алкилирования 5^-1,3,4-тиадиазол-2-тиолов и 5-амино-
1.2.4- триазол-3-тиола различными алкенилгалогенидами: циннамилхлоридом, аллилбромидом, металлилхлоридом, пренилбромидом, пропаргилбромидом.
3 Исследование взаимодействия 5 -амино-1,3,4-тиадиазол-2-тиола, 5-амино-
1.2.4- триазол-3-тиола, а также их S'-алкенильных производных с бензальдегидом и салициловым альдегидом.
4 Исследование реакций галогенирования полученных производных 5-R-1,3,4- тиадиазол-2-тиолов и 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола под действием иода и брома.
5 Идентификация структуры синтезированных соединений методами ИК спектроскопии и ЯМР 1Н.
Производные 1,3,4-тиадиазола также широко применяются в медицине. Так, различные представители данного класса проявляют высокую противомикробную [16], противовоспалительную [17], противораковую [18, 19] активности и обладают многими другими ценными свойствами [20, 21].
Кроме того, 1,2,4-триазолы и 1,3,4-тиадиазолы используются для синтеза ряда различных полициклических систем [22, 23].
Наличие реакционноспособных функциональных групп в 1,2,4-триазолах и 1.3.4-тиадиазолах способствует расширению ряда их производных за счет модификации путем введения различных заместителей. Перспективными в этом направлении являются 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиол и 5-Я-1,3,4-тиадиазол-2- тиолы.
В изученных литературных данных найдено малое количество информации о синтезе S-непредельных производных 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола и 5-R-1.3.4-тиадиазол-2-тиолов и конденсированных систем на их основе, поэтому тема данной работы является достаточно актуальной.
Целью работы является разработка методов синтеза различных производных 5^-1,3,4-тиадиазол-2-тиолов (R = H, Me, NH2) и 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола и исследование их свойств.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи :
1 Изучение литературы, посвященной 1,2,4-триазол-3-тиолам и 1.3.4-тиадиазол-2-тиолам.
2 Разработка методов алкилирования 5^-1,3,4-тиадиазол-2-тиолов и 5-амино-
1.2.4- триазол-3-тиола различными алкенилгалогенидами: циннамилхлоридом, аллилбромидом, металлилхлоридом, пренилбромидом, пропаргилбромидом.
3 Исследование взаимодействия 5 -амино-1,3,4-тиадиазол-2-тиола, 5-амино-
1.2.4- триазол-3-тиола, а также их S'-алкенильных производных с бензальдегидом и салициловым альдегидом.
4 Исследование реакций галогенирования полученных производных 5-R-1,3,4- тиадиазол-2-тиолов и 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола под действием иода и брома.
5 Идентификация структуры синтезированных соединений методами ИК спектроскопии и ЯМР 1Н.
По результатам проведенных исследований в работе сделаны следующие выводы.
1. Впервые осуществлен синтез 5-метил-2-циннамилсульфанил-1,3,4-тиа- диазола, 5-амино-2-циннамилсульфанил-1,3,4-тиадиазола, 2-металлилсульфанил-
1.3.4- тиадиазола, 5-амино-3-металлилсульфанил-4Я-1,2,4-триазола и 5-амино- 3 -пренилсульфанил-4Я- 1,2,4-триазола взаимодействием 5 -R- 1,3,4-тиадиазол-2- тиолов и 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола с алкенилгалогенидами в основной среде (EtONa-EtOH, z-PrONa-z-PrOH или MeONa-MeOH). Структура полученных соединений исследована методами ЯМР 41 и ИК спектроскопии.
2. Найдено, что реакции конденсации 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола, 5-амино-
1.3.4- тиадиазол-2-тиола и его S'-производных с бензальдегидом и салициловым альдегидом в различных условиях (MeOH, EtOH или z-PrOH) протекают не полностью. В результате образуется либо смесь исходных реагентов и продукта реакции, либо удается выделить целевой продукт конденсации, но с низким выходом:
- в частности, синтезирован неизвестный ранее 5-((2-гидроксибензилиден)- амино)-4Я-1,2,4-триазол-3-тиол с выходом 31 %.
3. Впервые с целью синтеза новых конденсированных гетероциклических систем исследовано иодирование и бромирование 5 -R-2-алкенилсульфанил-
1.3.4- тиадиазолов и 5-амино-3-алкенилсульфанил-1,2,4-триазолов:
- установлено, что 2-металлилсульфанил-1,3,4-тиадиазол реагирует с иодом и бромом в CH2Cl2 с образованием индивидуальных галогенидов 5-галогенметил- 5-метил-5,6-дигидро[1,3]тиазоло[2,3-^][1,3,4]тиадиазолия;
- показано, что при иодировании 5-метил-2-циннамилсульфанил-1,3,4-тиа- диазола в CH2Cl2 образуется смесь двух продуктов иодциклизации, иодидов
5- (иод(фенил)метил)-2-метил-5,6-дигидро[1,3]тиазоло[2,3-^][1,3,4]тиадиазолия и
6- иод-2-метил-5-фенил-6,7-дигидро-5Я-[1,3,4]тиадиазоло[2,3-^][1,3]тиазиния, а при бромировании - индивидуальный бромид 6-бром-2-метил-5-фенил- 6,7-дигидро-5Я- [1,3,4]тиадиазоло [2,3-^][1,3]тиазиния;
- найдено, что гетероциклизация 5 -амино-3-алкенилсульфанил-1,2,4-триазолов под действием иода и брома протекает крайне неэффективно (очень низкий выход продуктов), по-видимому, вследствие влияния аминогруппы.
1. Впервые осуществлен синтез 5-метил-2-циннамилсульфанил-1,3,4-тиа- диазола, 5-амино-2-циннамилсульфанил-1,3,4-тиадиазола, 2-металлилсульфанил-
1.3.4- тиадиазола, 5-амино-3-металлилсульфанил-4Я-1,2,4-триазола и 5-амино- 3 -пренилсульфанил-4Я- 1,2,4-триазола взаимодействием 5 -R- 1,3,4-тиадиазол-2- тиолов и 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола с алкенилгалогенидами в основной среде (EtONa-EtOH, z-PrONa-z-PrOH или MeONa-MeOH). Структура полученных соединений исследована методами ЯМР 41 и ИК спектроскопии.
2. Найдено, что реакции конденсации 5-амино-1,2,4-триазол-3-тиола, 5-амино-
1.3.4- тиадиазол-2-тиола и его S'-производных с бензальдегидом и салициловым альдегидом в различных условиях (MeOH, EtOH или z-PrOH) протекают не полностью. В результате образуется либо смесь исходных реагентов и продукта реакции, либо удается выделить целевой продукт конденсации, но с низким выходом:
- в частности, синтезирован неизвестный ранее 5-((2-гидроксибензилиден)- амино)-4Я-1,2,4-триазол-3-тиол с выходом 31 %.
3. Впервые с целью синтеза новых конденсированных гетероциклических систем исследовано иодирование и бромирование 5 -R-2-алкенилсульфанил-
1.3.4- тиадиазолов и 5-амино-3-алкенилсульфанил-1,2,4-триазолов:
- установлено, что 2-металлилсульфанил-1,3,4-тиадиазол реагирует с иодом и бромом в CH2Cl2 с образованием индивидуальных галогенидов 5-галогенметил- 5-метил-5,6-дигидро[1,3]тиазоло[2,3-^][1,3,4]тиадиазолия;
- показано, что при иодировании 5-метил-2-циннамилсульфанил-1,3,4-тиа- диазола в CH2Cl2 образуется смесь двух продуктов иодциклизации, иодидов
5- (иод(фенил)метил)-2-метил-5,6-дигидро[1,3]тиазоло[2,3-^][1,3,4]тиадиазолия и
6- иод-2-метил-5-фенил-6,7-дигидро-5Я-[1,3,4]тиадиазоло[2,3-^][1,3]тиазиния, а при бромировании - индивидуальный бромид 6-бром-2-метил-5-фенил- 6,7-дигидро-5Я- [1,3,4]тиадиазоло [2,3-^][1,3]тиазиния;
- найдено, что гетероциклизация 5 -амино-3-алкенилсульфанил-1,2,4-триазолов под действием иода и брома протекает крайне неэффективно (очень низкий выход продуктов), по-видимому, вследствие влияния аминогруппы.



