Использование перегруппировки ньюмана-кварта в синтезе тиолированных динафтилметанов и каликс[4]резорцинаренов Тарасенко Дмитрий Викторович

Содержание к диссертации

Введение

II. Использование перегруппировки Ньюмана-Кварта в синтезе ароматических тиолов (литературный обзор) 7

11.1. Тиокарбамоилирование гидроксоароматических соединений 8

11.2. Термическая перегруппировка Ньюмана-Кварта 16

11.3. Восстановление арилкарбамоилтиолов 34

11.4. Современные направления развития химии тиолированных ароматических соединений 41

III. Использование перегруппировки Ньюмана-Кварта в синтезе тиолированных динафтилметанов и каликс[4]резорцинаренов (Обсуждение результатов) 54

111.1. Тиокарбамоилирование олигогидроксиароматических соединений 56

111.1.1. Тиокарбамоилирование олигогидроксидинафтилметанов 56

111.1.2. Тиокарбамоилирование резорцинаренов 60

111.2. Перегруппировка Ньюмана-Кварта тиокарбаматов 66

111.2.1. Термолиз 2,2-ди(тиокарбамоил)динафтилметана 67

111.2.2. Термолиз 2,2,7,7-тетра(тиокарбамоил)динафтилметана 72

111.2.3. Термолиз тиокарбамоилированных каликс[4]резорцинаренов

111.3. Восстановление 2,2-ди(карбамоилтио)динафтилметана 84

111.4. Комплексообразование производных ди- и тетрадинафтилметанов с солями Pd и Nd 89

IV. Экспериментальная часть 93

V. Выводы 110

VI. Список литературы 112

• Термическая перегруппировка Ньюмана-Кварта
• Современные направления развития химии тиолированных ароматических соединений
• Тиокарбамоилирование резорцинаренов
• Термолиз тиокарбамоилированных каликс[4]резорцинаренов

Введение к работе

Актуальность работы. Функционализированные ароматические соединения широко применяются в самых различных областях органической и прикладной химии. В частности, большими возможностями использования в качестве прекурсоров для синтеза новых лекарственных препаратов, лигандов в металлокомплексном катализе, дендримеров, полимеров, супрамолекулярных систем и т.д. обладают ароматические тиолы. Сфера их применения зависит от природы, количества и взаимного расположения функциональных групп и арильных ядер. В связи с этим важную роль приобретают поиск и разработка эффективных путей синтеза новых ароматических тиолированных субстратов, способных к последующей регулируемой модификации.

В настоящее время известно много методов получения арилмеркаптанов на основе ароматических углеводородов, галогенидов, аминов и спиртов. Однако для создания полиядерных ароматических систем с несколькими тиольными группами наиболее часто используется маршрут, ключевой реакцией которого является перегруппировка Ньюмана-Кварта (НК) - термическая перегруппировка O-арилтиокарбаматов в соответствующие S-арилкарбаматы. В большинстве случаев первичными субстратами для трансформации служат гидроксиароматические соединения различной сложности: фенолы, нафтолы, фенантренолы, каликсарены. Они легко подвергаются модификации, что позволяет вводить в молекулу различные функциональные группы, связки и структурные блоки с заданной ориентацией в пространстве. К соединениям такого типа относятся и рассматриваемые в данной работе олигогидроксидинафтилметаны и каликс[4]резорцинарены.

Цель работы. Разработка эффективного метода тиолирования ди- и тетрагидроксидинафтилметанов и каликс[4]резорцинаренов с использованием перегруппировки Ньюмана-Кварта; создание нового семейства полиядерных ароматических систем, содержащих две, четыре и восемь карбамоилтиольных групп, различающихся ориентацией в пространстве и реакционной способностью, что может служить определяющим фактором в регулировании направления дальнейшей трансформации этих соединений; поиск возможных путей модификации полученных карбамоилтиолов.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

осуществление тиокарбамоилирования ди- и тетрагидроксидинафтилметанов и С-арилкаликс[4]резорцинаренов;

поиск эффективного метода термической перегруппировки Ньюмана-Кварта тиокарбамоилированных производных динафтилметана и каликс [4]резорцинаренов;

оптимизация термолиза ди- и тетра(тиокарбамоил)динафтилметанов и окта(тиокарбамоил)каликс[4]резорцинаренов, направленная на достижение селективности процесса и увеличение выхода целевых продуктов;

установление состава и структуры полученных соединений с использованием комплекса физико-химических методов;

поиск возможных путей модификации полученных тиосодержащих производных динафтилметана и резорцинаренов;

Научная новизна. Впервые исследована возможность создания новой связи S-арил с использованием в качестве первичных субстратов ди-, тетрагидроксидинафтилметанов и каликс[4]резорцинаренов, а в качестве ключевой реакции OS перегруппировки Ньюмана-Кварта. Впервые осуществлено тиокарбамоилирование олигогидроксидинафтилметанов и С-арилрезорцинаренов и изучен термолиз синтезированных тиокарбаматов в различных условиях. Показано, что направленность процесса, состав и структура продуктов реакции определяются условиями проведения и способами активации перегруппировки. Установлено, что «классический» термолиз расплавов тиокарбамоилдинафтилметанов приводит к образованию карбамоилтиольных продуктов, а дополнительная микроволновая активация способствует внутримолекулярной циклизации с образованием циклических тиопиреновых производных. Термолизом расплава С-фенилэтилрезорцинарена при воздействии микроволнового излучения впервые получен кавитанд, содержащий в верхнем ободе молекулы дисульфидные мостики.

Практическая значимость. Найдены оптимальные условия

тиокарбамоилирования олигогидроксидинафтилметанов и С-

арилрезорцинаренов, с высокими выходами получены ди-, тетра- и
октатиокарбаматы. Разработан эффективный метод OS перегруппировки
Ньюмана-Кварта тиокарбамоилированных динафтилметанов и резорцинаренов
в растворе 1,2-дихлорбензола с использованием микроволнового реактора.
Продемонстрирована возможность трансформации синтезированных

карбамоилтиолов в арилмеркаптаны. Синтезированы тиокарбамоилированные, карбамоилтиольные, тиопиреновые, дисульфидное и меркапто производные динафтилметана, а также дисульфидное и карбамоилтиольные производные каликс[4]резорцинаренов. Показано, что синтезированные тиосодержащие динафтилметаны способны к формированию комплексов с солями тяжелых металлов.

Степень достоверности результатов. Достоверность результатов проведенных исследований подтверждается использованием ряда физико-химических методов: ИК-спектроскопии, спектроскопии ЯМР ¹Н, ¹³С, масс-спектрометрии, элементного анализа и рентгеноструктурного анализа.

Апробация работы. Результаты работы были представлены на Всероссийской научной конференции (Москва, 2011), XIX Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Волгоград, 2011), II Всероссийской научной конференции «Успехи синтеза и комплексообразования» (Москва, 2012), кластере конференций по органической химии «Орг. Хим. - 2013» (С.-Петербург, 2013), доложены и обсуждены на III Всероссийской научной конференции «Успехи синтеза и комплексообразования» c международным участием (Москва, 2014), а также представлены на международном конгрессе «Кост-2015» по химии гетероциклических соединений (Москва, 2015).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 12 научных публикациях, в том числе 5 статьях в изданиях, рекомендованных ВАК для размещения материалов диссертаций и 7 тезисах докладов.

Работа выполнена в Институте биологии и химии на кафедре
органической химии федерального государственного бюджетного

образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Московский педагогический государственный университет» при финансовой поддержке РФФИ (гранты № 09-03-00201а, 12-03-00213а, 15-03-03345а).

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 127 страницах. Содержит 11 таблиц и 26 рисунков. Работа состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов, и списка цитируемой литературы, включающего 105 наименований. Литературный обзор, посвященный использованию перегруппировки Ньюмана-Кварта в синтезе ароматических тиолов, состоит из 4 разделов: тиокарбамоилирование гидроксиароматических соединений, перегруппировка Ньюмана-Кварта, восстановление карбамоилтиолов и современные направления развития химии тиолированных ароматических соединений. В обсуждении результатов рассматриваются собственные результаты автора полученные при изучении перегруппировки Ньюмана-Кварта тиокарбамоилированных динафтилметанов и каликс[4]резорцинаренов. В экспериментальной части приведены методики синтезов и физико-химические характеристики полученных соединений.

Рентгенодифракционное исследование проведено к.ф-м.н. А.И. Сташем (Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова, ФГУП), запись спектров ЯМР выполнена к.х.н. Л.К. Васяниной (МПГУ) и И.И. Левиной (Институт биохимической физики им. Н.М. Эммануеля, РАН), запись спектров ИК выполнена д.х.н. А.Т. Телешевым (МПГУ), масс-спектрометрические исследования выполнены отделом протеомных исследований «Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича».

Автор выражает глубокую благодарность и признательность своему научному руководителю д.х.н. профессору В.И. Масленниковой, к.х.н. доценту О.С. Серковой за активную помощь и консультации при выполнении и написании работы, а также Л.К. Васяниной и И.И. Левиной за помощь при обсуждении данных спектров ЯМР.

Термическая перегруппировка Ньюмана-Кварта

Механизм тион-тиольной перегруппировки для ароматических тиокарбаматов был предложен Д. Плантом с соавторами в 1955 г. [25]. Проведя серию экспериментов по исследованию зависимости температуры и длительности реакции, а также выходов продуктов, от электронных эффектов заместителей в ароматических ядрах, авторы установили, что скорость перегруппировки для XLIII падает в ряду: 4-нитро 2,4-дихлор 2- и 4-хлор 4-бром 2,4- и 2,6-диметил [25].

Исходя из полученных данных, авторы пришли к выводу, что термическая перегруппировка происходит за счет нуклеофильного замещения атома кислорода в ароматическом кольце атомом серы через четырехчленное циклическое переходное состояние XLVI. Более сильная нуклеофильность серы по сравнению с кислородом является движущей силой реакции, приводящей к одному продукту, в котором сера становится на место кислорода. В 1956 г. предположение Д. Планта подтвердили данные, полученные Д. Пауверсом и С. Тарбелом, изучившим кинетику процесса перехода бис(4-хлорфенил)тионкарбамата XLV в карбамат XLVII [26].

В 1968 г. Г. Пизолато и К. Миадзаки исследовали кинетический аспект перегруппировки в дифениловом эфире для N,N-диметилтиокарбамоильных фенилов [27, 28], а в 2003 г. С. Вудворд рассчитал энергию активации образования переходных состояний, которая для XLIXa составляла 35,3 ккалмоль-1, а для XLIXb - 38,7 ккалмоль-1 [29].

В связи с тем, что барьер активации перегруппировки НК для типичных арилтиокарбаматов является весьма существенным (35-43 ккалмоль-1), для его преодоления необходима высокая температура (200 300С). Одним из последствий таких жестких условий является частичное или значительное разрушение, «обугливание», субстрата и продукта при их длительном контакте со стенками реакционного сосуда, посредством которого энергия передается от источника тепла к реакционной смеси. Эта проблема наиболее ярко выражена у субстратов с электрононасыщенными ароматическими кольцами и, следовательно, имеющими более высокие барьеры активации, или у соединений с термочувствительными функциональными группами, а также у стереоизомеров [29]. Обеспечение более равномерного способа нагревания - это один из подходов к сокращению времени контакта реакционной смеси с источником тепла.

Чаще всего реакцию проводят в расплаве путем нагревания твердого тиокарбамата при высокой температуре в течение определенного промежутка времени, за который осуществляется перегруппировка и существует возможность избежать разрушений компонентов реакционной смеси.

Первым термическую тион-тиольную перегруппировку арилтиокарбаматов различного типа осуществил М. Ньюман [4]. Реакции проводились в расплаве, поэтому температура процесса варьировалась в зависимости от используемого субстрата. В результате с высокими выходами были получены карбамоилтиолы LI - LV.

В тоже время при термолизе расплавов соединений Va, Vb в запаянной трубке (383-387C) выход карбамоилтиола LVII снижался до 70%, а в случае использования тиокарбамата Va тион-тиольная перегруппировка в указанных условиях не происходила. Высокие выходы, селективность и сохранение хиральности ароматического остова наблюдались при перегруппировке в расплаве тиокарбамоилированных производных сложных конденсированных систем, таких как гелицен XXI. Термолиз при 280С завершался через 30 мин с высокой конверсией тиокарбамата XXI и приводил к соответствующему карбамоилтиолу LVIII [10]. образование двух соединений: продукта тион-тиольной перегруппировки LX и продукта его последующей внутримолекулярной циклизации, происходящей за счет сближенности в пространстве карбамоилтиольных групп, тиофена LXI [30, 31]. Авторы работ [30, 31], варьируя основные параметры реакции, показали, что понижение температуры и резкое увеличение длительности процесса приводит к полному исчезновению карбамоилтиольного продукта LX и высокому содержанию циклического тиофена LXI.

Помимо хороших выходов продуктов в термоперегруппировке происходит сохранение стереоизомерии исходного тиокарбамата. Зависимость направленности процесса от температуры и длительности его проведения наблюдалась и при термолизе 2,2 -ди(тиокарбамоил)-1,1 бинафтила XXVI [14, 15]. При 285С и завершении реакции через 22 мин также, как и в предыдущем случае, происходило образование двух продуктов: 2,2 -ди(карбамоилтио)-1,1 -бинафтила LXII(R) и 2,2 -тио-1,1 бинафтила LXIII. Понижение температуры процесса до 260С и увеличение его длительности до 60 мин резко повышало селективность перегруппировки, в результате реакции с количественным выходом был получен карбамоилтиол LXII(S) [16].

Современные направления развития химии тиолированных ароматических соединений

При тиокарбамоилировании фенола с трет-бутильной группой в орто положении сказывался отрицательный эффект объемной группы на скорость реакции [69-71]. Он был преодолен путем контролирования рН среды (11.5 12.5), с помощью одновременных добавок КОН и раствора тетрагидрофурана с N,N-диметилтиокарбамоил хлоридом [72]. Этот технический и синтетический нюанс был придуман именно для данной реакции тиокарбамоилирования. На этапе перегруппировки CCXXIV реакционную смесь изначально выдерживали в дифениловом эфире при 270C. Однако, в продукте реакции присутствовали две трудноотделимые примеси, показатель содержания которых был недопустим для конечного активного фармацевтического компонента. Me,N

Систематическое изучение технологических параметров процесса, заключавшееся в изменении концентрации субстрата в растворителе (25 75%), температуры (250-300C) и времени (20-180 мин) реакции, показало, что чем выше разбавление системы, тем лучше качество продукта, а увеличение температуры приводит к сокращению времени реакции. Еще одно новшество связано с использованием в качестве растворителя диглима, в котором после добавления воды происходило формирование и дальнейшее выпадение осадка. Последним нововведением стало использование на этапе термоперегруппировки непрерывного трубчатого реактора. Это позволило более эффективно контролировать температуру и увеличить производительность процесса [72].

Компания Astra Zeneca предоставила данные по масштабному производству нейрокининового ингибитора центральный нервной системы, используемого при лечении астмы [73]. В качестве способа внедрения серы на промежуточном этапе получения одного из исследуемых образцов CCXXVIII перегруппировывали тиокарбамат CCXXVI [74, 75].

Для опасных экзотермических реакций, реакций при высоких температурах, реакций с нестабильными промежуточными продуктами и реакций, связанных с опасными реагентами, иногда используют микрореакторы. Предварительное проведение перегруппировки Ньюмана-Кварта в подобных реакторах показало неплохую перспективу для килограммового производства некоторых соединений [76].

Метод доказал свою ценность при получении тиофенолов в промышленном масштабе, и это отразилось на увеличении производства основного тиокарбамоилирующего реагента, N,N-диметилтиокарбамоил хлорида [77].

Таким образом, введенная в химическое сообщество в 1966 г. М. Ньюманом и Г. Квартом общая термическая перегруппировка O-арилтиокарбаматов в соответствующие S-арилтиокарбаматы является важным синтетическим способом создания новой связи арил-сера. Перегруппировка широко применяется как в научно-академической среде, так и в промышленных компаниях. Она открывает путь к созданию арилмеркаптанов [2, 6, 8, 9], способствует получению новых лекарственных препаратов [69, 73], хиральных лигандов [71, 72] и органокатализаторов [50, 51], дендримеров [62, 63], полимеров [64] и супрамолекулярных систем [13, 46-48]. III. Использование перегруппировки Ньюмана-Кварта в синтезе тиолированных динафтилметанов и каликс[4]резорцинаренов (Обсуждение результатов)

Функционализированные ароматические соединения используются в качестве прекурсоров и бильдинг-блоков в самых различных областях органической и прикладной химии. Сфера их применения зависит от природы, количества и взаимного расположения функциональных и арильных групп.

Наиболее часто первичными субстратами для трансформации выступают гидроксиароматические соединения. Они легко подвергаются модификации, что позволяет вводить в молекулу различные функциональные группы, связки и структурные блоки с заданной ориентацией в пространстве. К соединениям такого типа относятся и рассматриваемые в данной работе олигогидроксидинафтилметаны и каликс[4]резорцинарены.

В молекуле 2,2-дигидроксидинафтилметана 1 содержится одна пара сближенных в пространстве гидроксильных групп, в молекуле 2,2,7,7-тетрагидроксидинафтилметана 2 - две пары гидроксильных групп, обладающих различной реакционной способностью (рис. 1). По данным квантово-химических расчетов, гидроксильные группы в положениях 2,2 сближены в пространстве (02-02 3.20) и образуют внутримолекулярную водородную связь (02 -Н2 2.24), а в положениях 7,7 удалены друг от друга (07-07 5.19) [78].

Равновесная геометрия молекул 2,2 -дигидроксидинафтилметана 1 и 2,2 ,7,7 -тетрагидроксидинафтилметана 2. В молекулах каликс[4]резорцинаренов 3-7 содержится по четыре пары гидроксо-групп (рис. 2). В rсtt-резорцинарене 3, находящемся в конформации кресло, они разделены в пространстве - четыре гидроксильные группы иммобилизованы на вертикально ориентированных бензольных кольцах, еще четыре находятся на планарных бензольных ядрах макроциклического остова. В rccc-резорцинаренах 4-7, основным конформационным состоянием которых является корона, все гидроксильные группы находятся по одну сторону от плоскости макроцикла и сближены в пространстве за счет образования водородных связей между ОН группами, закрепленными на соседних бензольных кольцах [79].

Конформационное состояние каликс[4]резорцинаренов 3-7 Указанные особенности молекул полиолов 1-7 позволяют регулировать степень и направленность их функционализации, что было наглядно продемонстрировано проведенными ранее исследованиями по модификации этих соединений [80-89].

С целью создания ранее неизвестных полиядерных ароматических систем, содержащих от двух до восьми карбамоилтиольных групп, различающихся ориентацией в пространстве и реакционной способностью, в представленной работе изучено тиокарбамоилирование ди- и тетрагидроксидинафтилметанов, а также каликс[4]резорцинаренов, исследована тион-тиольная перегруппировка Ньюмана-Кварта синтезированных тиокарбаматов, а также рассмотрены возможные пути модификации полученных карбамоилтиолов.

Тиокарбамоилирование резорцинаренов

После 2-х часового нагревания карбамоилтиола 16 с LiAlH4 в реакционной смеси преобладало дисульфидное производное 28, его выход после выделения составлял 26%, тогда как димеркаптодинафтилметан 27 был выделен с выходом 16%. При увеличении длительности реакции выход соединения 27 возрастал, а соединения 28 снижался. Полная конверсия карбамата 16 и максимальный выход (84%) арилмеркаптана 27 достигались при шестичасовой продолжительности процесса.

В ИК спектрах обоих продуктов отсутствовала полоса поглощения C=O связи в области 1660 см-1, в спектрах ЯМР 1Н, 13С - сигналы атомов водорода и углерода карбамоильных групп.

В спектре ЯМР 1Н арилмеркаптана 27 фиксировали шесть сигналов протонов нафталиновых колец и синглеты протонов метиленового мостика и SН-групп (рис. 21), в спектре ЯМР 13С - десять сигналов углеродных атомов нафталиновых колец в слабом поле (124-136 м.д.) и синглет атома углерода метиленового мостика в сильном поле (с 28 м.д.) (рис. 22). Такой вид спектров указывал на симметричность молекулы динафтилметана 27. Рисунок 22. Спектр ЯМР 13С 2,2-ди(меркапто)динафтилметана 27

В спектре ЯМР 1Н дисульфида 28 фиксировали двенадцать сигналов протонов нафталиновых колец и два дублетных сигнала протонов метиленового мостика (рис. 23). В спектре ЯМР 13С также наблюдался двойной набор сигналов атомов углерода нафталиновых колец (рис. 24).

Магнитная неэквивалентность ядер углерода и водорода динафтилметанового остова обусловлена образованием жесткого семичленного цикла с диранс-конфигурацией дисульфидных фрагментов и

Как видно из рисунка 25б в узлах кристаллической решетки монокристалла располагаются две независимые молекулы 28. Длина связей C-S одинакова в обеих молекулах и составляет 1.77 , аналогичные углы близки по величине: (C2-S1-S2) = 108.9, (C22 -S4-S3) 110.47; (C2 -S2-S1) = 97.54, (C22-S3-S4) 99.75 (рис. 25а).

Данные элементного анализа соответствовали наличию в соединении 28 динафтилметанового фрагмента и двух атомов серы.

Синтезированные динафтилметаны, содержащие тиокарбамоильные (8, 9), карбамоилтиольные (16) и меркапто-группы (27), являются ди- и тетрадентатными лигандами, способными к образованию с металлами комплексов за счет имеющихся в молекуле электронодонорных фрагментов [99,100].

Функциональные группы в положениях 2,2 соединений 8, 9, 16, 27 сближены в пространстве, что должно способствовать образованию моноядерных хелатных комплексов. Тиокарбамоильные группы в положениях 7,7 соединения 9 удалены друг от друга, что исключает хелатирование комплексообразователя, но не препятствует межмолекулярным взаимодействиям, которые могут привести к образованию димерных и олигомерных металлокомплексов.

С целью выявления лигандирующих способностей тиосодержащих динафтилметанов 8, 9, 16, 27 по отношению к переходным металлам и лантанидам в работе рассмотрено комплексообразование этих соединений с солями Pd(II) и Nd(III).

Взаимодействие динафтилметанов 8, 9, 16, 27 с PdCl2 и Nd(N03)36Н2О проводили в ацетоне при мольных соотношениях лиганд (8, 16, 27) : металл 1:1.5, и 1:3 для (9). Реакционные смеси выдерживали при комнатной температуре, варьируя длительность процесса от 6 до 28 дней в зависимости от используемого лиганда и комплексообразователя. Проведенные эксперименты показали, что 2,2 ди(тиокарбамоил)динафтилметан 8 и 2,2,7,7 тетра(тиокарбамоил)динафтилметан 9 способны к формированию комплексов с обоими выше указанными металлами. По совокупности данных физико-химических исследований комплексов 29-32 можно предположить, что в соответствии со структурными особенностями лигандов 8, 9 тиокарбамат 8 образует c PdCl2 и Nd(NO3)3 хелатные комплексы 29, 30 со стехиометрией лиганд : металл 1:1, тогда как тиокарбамат 9 образует димерные комплексы 31, 32, в которых динафтилметановые лиганды связаны за счет координации металла тиокарбаматными группами в положениях 7,7 нафталиновых ядер. M=PdCl2

В случае использования 2,2-ди(карбамоилтио)- и 2,2-ди(меркапто)-динафтилметанов 16, 27 выделить комплексы с PdCl2 нам не удалось. В то же время взаимодействие соединений 16, 27 с Nd(N03)3 приводило к образованию моноядерных комплексов 33, 34 аналогичных по структуре и стехиометрии комплексам 29, 30. Полученные результаты говорят о большей склонности тиолированных динафтилметанов 16, 27 к образованию комплексов с лантанидами.

Термолиз тиокарбамоилированных каликс[4]резорцинаренов

Хроматографическое исследование реакционной смеси после завершения процесса так же, как и в случае с динафтилметаном 1, показало наличие одного продукта (Rf = 0.72; Б:Д = 10:1). Тиокарбамоилирование протекало селективно с образованием 2,2,7,7 тетра(тиокарбамоил)динафтилметана 9, выход которого составил 89%. Данные элементного анализа и масс-спектрометрии тиокарбамата 9 указывали на наличие в его составе четырех тиокарбамоильных групп (табл.

В спектре ЯМР !Н соединения 9 фиксировали сигналы протонов ароматической матрицы и четыре синглетных сигнала ( 2.31, 3.12, 3.37, 3.45 м.д.) N-метильных протонов тиокарбамоильных фрагментов (рис. 5). Соотношение интегральных интенсивностей сигналов протонов метиламидных групп и метиленового мостика соответствовало наличию в молекуле четырех тиокарбамоильных групп. В ИК спектре 9 (табл. 1) наблюдали интенсивную полосу поглощения C=S связи в области 1127 см"1. В спектре ЯМР 13С 9 фиксировали четыре синглетных сигнала (с 37.87, 39.05, 42.94, 43.38 м.д.) атомов углерода N-Me групп и два синглетных сигнала (с 186.10, 187.60) тионных атомов углерода тиокарбамоильных фрагметов в положениях 2,2 и 7,7 соответственно (рис. 6). 7 6 5 4 3

Ранее в нашей группе было показано, что тиокарбамоилирование резорцинаренов 4-6, содержащих в метилиденовых мостиках алкиларильные (4) или алкильные (5, 6) заместители R, происходит в ацетоне в присутствии CS2СО3 при кипячении в течение 48 ч. Процесс протекает селективно с образованием тотально ацилированных резорцинаренов 10-12 [91, 92]. s V-NMe2 LJ-NMe2

Иммобилизация восьми объемных тиокарбамоильных фрагментов на резорцинареновом остове приводит к изменению конформационного состояния молекулы, что является следствием замедления интерконверсии лодка (1) - корона - лодка (2), вызванного «расталкиванием» сближенных в пространстве функциональных групп в конформации корона (рис. 7) [91].

Иначе ведут себя в этой реакции резорцинарены 3, 7 с арильными заместителями R [92]. В случае тетрафенилрезорцинарена 7 при использовании в качестве катализатора карбоната цезия происходит тетраацилирование молекулы. За счет образования водородных связей между гидроксильной и тионной группами, расположенными на соседних бензольных ядрах макроциклического остова, стабилизируется конформация корона с симметрией С4v.

Выход тетратиокарбамата 13 составил 58%, Rf = 0.75, (Хл : Этанол = 8:1). Об образовании тетраацилированного производного свидетельствовали данные элементного анализа и масс-спектрометрии (табл. 2).

Данные спектроскопии ЯМР тетрафенилкаликс[4]резорцинарена 13 соответствовали молекулярной структуре с симметрией С4v, которая возможна только при равномерной очередности иммобилизации гидроксильных и тиокарбамоильных групп на всех четырех бензольных ядрах макроцикла. В спектре ЯМР 1Н 13 (рис. 8) наблюдали синглет атомов водорода четырех гидроксильных групп, вырожденность сигналов протонов (H3,5) бензольных колец макроциклического остова, сигналы протонов метиламидных групп с суммарной интегральной интенсивностью, соответствующей 24 протонам. 7 6 5 4 3

В спектре ЯМР 13С фиксировали синглетный сигнал (с 186.63) тионного атома углерода, два синглетных сигнала (с 44.33, 45.03) атомов углерода аминометильных групп и четыре синглета атомов углерода резорциновых колец (рис. 9).

При иммобилизации четырех тиокарбаматных групп на дистально расположеных бензольных кольцах резорцинаренового остова протоны и углеродные атомы бензольных колец, содержащих гидроксильные и тиокарбамоильные группы, становятся химически неэквивалентными, что привело бы к удвоению сигналов этих ядер в спектрах ЯМР 1Н, 13С.

Заменив карбонат цезия на карбонат калия и увеличив время тиокарбамоилирования до 57 ч мы получили перфункционализированный продукт 14 (Rf = 0.89, Хл:Этанол = 8:1) в конформации лодка с выходом 54%.

Данные элементного анализа и масс-спектрометрии 14 (табл. 2) подтвердили образование тотально тиокарбамоилированного резорцинарена. В ИК спектре соединения 14 (табл. 2) фиксировали интенсивную полосу поглощения связи C=S в области 1163 см-1. В спектрах ЯМР 1Н, 13С резорцинарена 14 наблюдали усложнение и уширение сигналов за счет замедления интерконверсии (рис. 7), вызванного высокой стерической нагруженностью молекулы вследствие введения восьми объемных функциональных групп.

Тиокарбамоилирование тетранафтилрезорцинарена 3 в присутствии Cs2СО3 приводило к смеси соединений с различной степенью функционализации, разделить которую не удалось. Положительный результат был достигнут при использовании карбоната калия. Через 48 ч кипячения после начала реакции на хроматограмме реакционной смеси фиксировалось полное исчезновение пятна исходного соединения 3 с Rf = 0 и наблюдалось только одно новое пятно с Rf = 0.88 (Б:Д = 5:1). Октатиокарбамат 15 был выделен в виде порошка с выходом 54%.