🔍 Поиск работ

Синтез и исследование гетероциклизации 1-алкенилтетразол-5-тионов и 5-непредельных производных 1-метилтетразол-5-тиона

Работа №207639

Тип работы

Дипломные работы, ВКР

Предмет

химия

Объем работы53
Год сдачи2020
Стоимость4390 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
10
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


ВВЕДЕНИЕ 7
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Синтез и свойства незамещенного тетразола 9
1.2 Синтез замещенных тетразолов 9
1.3 Синтез и таутомерия 1-К-тетразол-5(4Я)-тионов 14
1.4 Реакции алкилирования 1-К-тетразол-5(4Я)-тионов 17
1.5 Механизмы электрофильной гетероциклизации 22
2 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
2.1 Синтез 1-алкенилтетразол-5(4Я)-тионов 25
2.2 Синтез S-непредельных производных 1-метилтетразол-5(4Я)-тиона 30
2.3 Гетероциклизация 1-алкенилтетразол-5(4Я)-тионов 37
2.4 Гетероциклизация S-непредельных производных 1-метилтетразол-
5(4Я)-тиона 43
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Синтез 1-алкенилтетразол-5(4Я)-тионов (общая методика [20]) 47
3.2 Синтез S-непредельных производных 1-метилтетразол-5(4Я)-тиона 47
3.3 Гетероциклизация 1-алкенилтетразол-5(4Я)-тионов 49
3.4 Гетероциклизация S-непредельных производных 1-метилтетразол-
5(4Я)-тиона 50
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 55
ABSTRACT

Тетразолы - пятичленные ароматические гетероциклы с четырьмя атомами азота и одним атомом углерода. Они находят применение в медицине в качестве гипотензивных препаратов (Losartan, Valsartan, Candesartan, Irbesartan), диуретиков (Azosemid), ингибиторов тромбообразования (Cilostazol), препаратов с антиаллергенным действием (Pranlucast, Tazanoplast, Pemiroplast) [1, 2], противоопухолевой [2], антибактериальной, антигрибковой и антивирусной активностью (Cefazolin, Ceftezole, Cefamandole, Latamoxef) [2 - 4], в том числе против Mycobacterium tuberculosis,вызывающей туберкулез [4]. Также применяются в биохимии (конденсирующий агент в синтезе олигонуклеатидов [5]), аналитической химии (соли тетразолия как экстрагенты для редкоземельных металлов) [6], в качестве катализаторов (№(1Н-тетразол-5-ил)бензамид для окисления органосульфидов [7], 5-[(2А)-пирролидин-2-ил]-1Н-тетразол для стереоселективной N-нитрозоальдольной реакции альдегидов с образующимися in situнитрокарбонильными соединениями [8]), ингибиторов коррозии [2, 9, 10], перспективны в качестве высокоэнергоемких компонентов смесевых топлив, пиротехнических, взрывчатых и газогенерирующих составов, в том числе за счет своей термодинамической устойчивости в конденсированном состоянии, обеспечивающей безопасность в обращении [2, 11 - 13].
Среди различных производных тетразолов отдельно следует отметить 5-тиопроизводные, особенно интересные за счет реакционного центра на атоме серы, обладающего большей нуклеофильностью. Многие из них являются перспективными фармакологическими препаратами [1, 4, 13 - 15]. 1-Фенил- тетразол-5-тион и его производные используются в качестве светочувствительных материалов и реагентов, улучшающих четкость, термостабильность фотоизображения, предотвращающих обесцвечивание фотографий. Также 1-фенилтетразол-5-тион ингибирует коррозию стали, железа, меди, никеля, бронзы и сплавов Cu-Zn и Fe-B в кислых средах за счет образования устойчивых инертных комплексов с ионами металла, тем самым предотвращая его от разрушения [9].
В литературе мало изучены 1-алкенилтетразол-5(4Я)-тионы: есть данные о синтезе 1-аллилтетразол-5(4Я)-тиона, но нет информации о других производных. S-Производные 1-метилтетразол-5(4Я)-тиона изучены лучше, но тоже не полностью: так, в литературе нет данных о метил[4-(1-метилтетразол- 5-ил)сульфанилкротонате] и 5-металлилсульфанил-1-метилтетразоле. Также в литературе отсутствует информация о гетероциклизации 1-алкенилтетразол- 5(4Я)-тионов и S-производных 1-метилтетразол-5(4Я)-тиона. Именно поэтому изучение методов получения и гетероциклизации 1-алкенилтетразол-5(4Я)-тионов и S-производных 1-метилтетразол-5(4Я)-тиона является актуальной задачей.
Таким образом, целью данной работы является синтез 1-алкенилтетразол- 5(4Я)-тионов и S-алкенильных производных 1-метилтетразол-5(4Я)-тиона и исследование их гетероциклизации под действием брома и иода.
Для достижения поставленной цели: сформулированы следующие задачи:
1. Обзор литературы по методам синтеза и алкилирования тетразолов и известным способам их гетероциклизации.
2. Синтез 1-аллилтетразол-5(4Я)-тиона и 1-металлилтетразол-5(4Я)-тиона из изотиоцианатов и азида натрия в система пиридин-вода-ТЭБАХ.
3. Разработка метода алкилирования 1-метилтетразол-5(4Я)-тиона алкенил- галогенидами (металлилхлоридом, (Е)-циннамилхлоридом, пренилбромидом, метил 4-бромкротонатом).
4. Разработка методов гетероциклизации синтезированных 1-алкенилтетразол- 5(4Я)-тионов и 5-алкенилсульфанил-1-метилтетразолов под действием брома и иода.
5. Идентификация структуры полученных соединений с помощью ГХ-МС, ЯМР 1Н и 13С спектроскопии.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!
ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ
КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

По результатам проведенных исследований в работе сделаны следующие выводы:
1. Впервые взаимодействием металлилизотиоцианата и азида натрия в системе пиридин-вода-ТЭБАХ получен 1-металлилтетразол-5(4Я)-тион, структура которого доказана методами ГХ-МС и спектроскопии ЯМР Щ и 13С.
2. Осуществлен синтез 5-металлилсульфанил-1-метилтетразола, (Е)-1-метил- 5-циннамилсульфанилтетразола, 1-метил-5-пренилсульфанилтетразола и метил- [4-(1-метилтетразол-5-ил)сульфанилкротоната] алкилированием 1-метилтетразол- 5(4Я)-тиона в системе K2CO3-Me2CO (или MeCN) 2-метил-3-хлорпропеном, (Е)-3-фенил-1-хлорпропеном, 4-бром-2-метил-2-бутеном и метил(4-бромбутен- 2-оатом), соответственно. Из указанных S-производных 5-металлилсульфанил- 1-метилтетразол и метил[4-(1-метилтетразол-5-ил)сульфанилкротонат] получены нами впервые. Структуры синтезированных соединений исследованы методом спектроскопии ЯМР 1Н.
3. Разработаны методы синтеза ряда новых галогенсодержащих [1,3]тиазоло- тетразолиевых и тетразоло[1,3]тиазиниевых гетероциклических систем с мостиковым атомом азота:
- найдено, что бромирование 1-аллилтетразол-5(4Я)-тиона и 1-металлил-
тетразол-5(4Я)-тиона в CH2Cl2приводит в обоих случаях к образованию смеси двух продуктов гетероциклизации, бромидов 5-бромметил-5-К-5,6-дигидро[1,3]- тиазоло[3,2-^]тетразолия и 6-бром-6-К-6,7-дигидро-5Н-тетразоло[5,1-6][1,3]-
тиазиния (R = H или Me), но в различном соотношении - 1,2:1,0 и 1,0:0,1, соответственно;
- гетероциклизацией 1-метил-5-пренилсульфанилтетразола под действием двукратного избытка иода в CHCl3 синтезирован ранее неизвестный индивидуальный полииодид 6-иод-3,7,7-триметил-3,5,6,7-тетрагидротетразоло- [5,1-^][1,3]тиазиния.



1 Островский, В.А. Медицинская химия тетразолов / В.А Островский, Р.Е. Трифонов, Е.А. Попова // Изв. АН. Сер. Хим. - 2012. - № 4. - С. 765-777.
2 Ostrovskii, V.A. Developments in Tetrazole Chemistry (2009 - 16) /
V.A. Ostrovckii. E.A. Popova, R.E. Trifonov // Adv. Heterocycl. Chem. - 2017. - V. 123. - P. 1-62.
3 Synthesis and Biological Properties of New 10-Methylcarbapenems Having Tetrazolothioether Moiety / K.J. Shim, K.D. Koo, D.C. Kim et al. // Bioorg. Med. Chem. Lett. - 2000. - V. 10, № 13. - P. 1421-1425.
4 1-Substituted-5-[(3,5-dinitrobenzyl)sulfanyl]-1H-tetrazoles and Their Isosteric
Analogs: A New Class of Selective Antitubercular Agents Active Against
Drug-Susceptible and Multidrug-Resistant Mycobacteria / G. Karabanovich, J. Roh, J. Nemecek et al. // Eur. J. Med. Chem. - 2014. - V. 82, № 23. - P. 324-340.
5 Карпышев, Н.Н. Фосфитный синтез олигодезоксирибонуклеатидов //
Н.Н. Карпышев // Успехи химии. - 1988. - № 9. - С. 1546-1564.
6 Колдобский, Г.И. Тетразолы / Г.И. Колдобский, В.А. Островский // Успехи химии. - 1994. - Т. 63. - № 10. - С. 847-865.
7 Tetrazole Amides as Hydrogen-Bonding Donor Catalysts in the Chemoselective Oxidation of Sulphides and Disulphides / F. Secci, M. Arca, A. Frongia et al. // Catal. Sci. Technol. - 2014. - V. 4. - P. 1407-1415.
8 Maji, B. Proline-Tetrazole-Catalyzed Enantioselective N-Nitroso Aldol Reaction of Aldehydes with In Situ Generated Nitrosocarbonyl Compounds / B. Maji, H. Yamamoto // Angew. Chem. Int. Ed. - 2014. - V. 53. - P. 1-5.
9 Гапоник, П.Н. Металлопроизводные тетразолов / П.Н. Гапоник, С.В. Войтехович, О.А. Ивашкевич // Успехи химии. - 2006. - Т. 75. - № 6. - С. 569-603.
10 Electrochemical and DFT Study on the Inhibition of 316L Stainless Steel Corrosion in Acidic Medium by 1-(4-Nitrophenyl)-5-amino-1H-tetrazole / A. Elsani, M.G. Mahjani, R. Moshrefi et al. // RSC Adv. - 2014. - V. 4, № 38. - P. 20031-20037.
11 Синтез тетразола и его производных гетероциклизацией первичных аминов, ортоэфиров и азидов / Ю.В. Григорьев, С.В. Войтехович, В.П. Каравай и др. // Химия гетероцикл. соединений. - 2017. - № 6. - С. 670-681.
12 Механизм цинк-катализируемого присоединения азид-иона к ненасыщенным соединениям: синтез 5-замещенных 1Н-'тетразолов из нитрилов и 1-замещенных 1Н-тетразол-5-тионов из изотиоцианатов / Л.В. Мызников, С.В. Ворона, Т.В. Артамонова и др. // Журн. общ. химии. - 2017. - Т. 87, № 4. - С. 597-604.
13 Синтез энергоемких триазол- и тетразолсодержащих олигомеров и полимеров / В.Н. Кижняев, Т.В. Голобокова, Ф.А. Покатилов и др. // Химия гетероцикл. соед. - 2017. - Т. 53, № 6/7. - С. 682-692.
14 Pat. 4515958 USA. Process for Preparing 1-Alkyl-5-mercaptotetrazoles / S. Ming; applicant: Olin Corp. - Appl. № 517103 Jul., 1983. - Publ. May 7, 1985.
15 Ильиных, Е.С. Тетразолтионы: синтез и реакции S-функционализации / Е.С. Ильиных, Д.Г. Ким // Химия гетероцикл. соед. - 2016. - Т. 52. - № 6. - С. 356-358.
16 Гетероциклические соединения: в 8 т. / под ред. Р. Эльдерфильда. - М.: Мир, 1969. - Т. 8. - 364 с.
17 Зубарев, В.Ю. Методы синтеза моно- и полиядерных NH-тетразолов /
B. Ю. Зубарев, В.А Островский // Химия гетероцикл. соединений. - 2000. - № 7. -
C. 867-840.
18 Finnegan, W.G. An Improved Synthesis of 5-Substituted Tetrazoles / W.G. Finnegan, R.A. Herry, R. Lofguist // J. Am. Chem. Soc. - 1958. - V. 80. - P. 3908-3911.
19 Хайдар, С. Разработка новой методики синтеза 1-замещенных производных 1Н-тетразол-5-тиола / С. Хайдар, А.И. Северина, В.А. Георгиянц // Актуальш питання фармацевтично! i медично! науки та практики. - 2013. - № 2(12). - C. 18-21.
20 A Facile One-Pot Synthesis of 1-Substituted Tetrazole-5-thiones and
1- Substituted 5-Alkyl(aryl)sulfanyltetrazoles from Organic Isothiocyanates / S.Y. Han, J.W. Lee, H.-J. Kim et al. // Bull. Korean Chem. Soc. - 2012. - V. 33, № 1. - P. 55-59.
21 Pat. 110357829 China. Preparation Method of 5-Mercapto-1H-tetrazole Compound / G. Xibo, L. Yong, W. Hui, Y. Zhaoyu; applicant: Shandong Jincheng Courage Chemical Co., Ltd. - Appl. № 10650886 Jul. 18, 2019. - Publ. Oct. 22, 2019.
22 1-Methyl-1H-tetrazol-5-yl (MT) Sulfones in the Julia-Kocienski Olefination: Comparison with the PT and the TBT Sulfones / K. Ando, D. Kawano, D. Takama et al. // Tetrahedron Lett. - 2019. - V. 24, № 13. - P. 1566-1569.
23 Efficient Copper-Catalyzed C-S Cross-Coupling of Heterocyclic Thiols with Aryl Iodides / L.-F. Niu, Y. Cai, C. Liang et al. // Tetrahedron. - 2011. - V. 67, № 16. - P. 2878-2881.
24 Tan, B.Y.-H. Mild Ligand-Free Cu0-Catalyzed Chemoselective S-Arylation of
2- Mercaptoimidazole at Low Catalyst Loading / B.Y.-H. Tan, Y.-C. Teo // Tetrahedron. - 2016. - V. 72, N 42. - P. 6646-6653.
25 Zagipa, B. Electrolytic Partial Fluorination of Organic Compounds: 89: Regioselective Anodic Fluorination of Tetrazolyl Sulfides / B. Zagipa, H. Nagure, T. Fuchigami // J. Fluor. Chem. - 2007. - V. 128, N 10. - P. 1168-1173.
26 Pd/BIPHEPHOS is an Efficient Catalyst for the Pd-Catalyzed S-Allylation of Thiols with High «-Selectivity / T. Schlatzer, H. Schroder, M. Trobe et al. // Adv. Synth. Catal. - 2020. - V. 362, № 2. - P. 331-336.
27 Direct Synthesis of Thioethers from Carboxylates and Thiols Catalyzed by FeCl3 / K. Venkatesham, C.B. Rao, C. Babu et al. // J. Org. Chem. - 2015. - V. 80, № 22. - P. 11611-11617.
28 Siddaraju, Y. Iodine-Catalyzed Chemoselective C-N Bond-Forming Reactions Using Benzylic or Cinnamyl Alcohols with Heterocyclic Thiols and Thiones / Y. Siddaraju, K.R. Prabhu // J. Org. Chem. - 2018. - V. 83, N 18. - P. 11145-11153.
29 Jiang, X. Electrophilic Cyclization / X. Jiang, H. Liu // Comp. Org. Synth. II. - 2014. - V. 4. - P. 412 - 456.
30 Геваза, Ю.И. Электрофильная внутримолекулярная циклизация олефинов / Ю.И. Геваза, В.И. Станинец, Н.С. Зефиров. - Киев: Наукова думка, 1990. - 156 с.
31 Станинец, В.И. Реакции присоединения с внутримолекулярным образованием цикла / В.И. Станинец, Е.А. Шилов // Успехи химии. - 1971. - Т. 40. - № 3. - С. 491-512.
32 Реакции циклизации нитрилов XXIX. Региоселективный синтез и свойства
6-арил-3-циано-2-(1Я)-пиридинтионов и селенонов / Л.А. Родиновская,
Ю.А. Шаранин, А.М. Шестопалов и др. // Химия гетероцикл. соед. - 1988. - № 6. - С. 805-812.
33 Undheim, K. The Novel Dihydrothiazolo[3,2-a]pyridinium-8-olate and Closely Related Systems: Syntheses and Reactions / K. Undheim // Heterocycles. - 1981. - V. 15, N 2. - P. 1349-1394.
34 Cardillo, G. Stereocontrolled Cyclofunctionalizations of Double Bonds Through Heterocyclic Intermediates / G. Cardillo, M. Orena // Tetrahedron. - 1990. - V. 46, N 10.
- P. 3221-3408.
35 Носова, Э.В. Методы установления механизмов органических реакций: учебное пособие / Э.В. Носова. - Екатеринбург: УГТУ УПИ, 2010. - 114 с.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2026 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.