Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Обзор литературы 10
1.1. Факторы, определяющие реакционную способность перфторолефинов... 12
1.1.1. Факторы, связанные с одноэлектронным переносом 13
1.1.2. Структурно-стерические факторы 15
1.2. Реакции интернальных перфторолефинов с нуклеофильными реагентами ..21
1.2.1. Реакции, включающие гидридный перенос 21
1.2.2. Реакции с фторид-ионом 23
1.2.3. Реакции с кислород- и азот-центрированными нуклеофилами 28
1.2.3.1. Реакции N-нуклеофилов 28
1.2.3.2. Реакции О-нуклеофилов 38
1.2.4. Реакции с углерод-центрированными нуклеофилами 49
1.2.5. Реакции с сера- и фосфор-центрированными нуклеофилами 53
ГЛАВА 2. Реакции перфтор-2-метилпент-2-ена с гетероциклическими соединениями, имеющими два потенциальных нуклеофильных центра ...59
2.1. Реакция перфтор-2-метилпент-2-ена с бензоимидазолин-2-тионом 59
2.2. Взаимодействие перфтор-2-метилпент-2-ена с урацилом и 5-фтор-урацилом 62
ГЛАВА 3. Исследование процессов получения гетероциклических соединений на основе перфтор-3-изотиоцианато-2-метилпент-2-ена и перфтор-3- изоцианато-2-метилпент-2-ена 65
3.1. Реакции перфтор-3-изотиоцианато-2-метилпент-2-ена с нуклеофильными реагентами 65
3.1.1. Реакции с S-нуклеофильными реагентами 65
3.1.2. Особенности поведения фосфорсодержащих нуклеофильных реагентов в реакциях с перфтор-3-изотиоцианато-2-метилпент-2-еном 71
3.1.3. Реакции с амбидентными N,0- и Н,8-нуклеофилами 79
3.1.4. Реакции с азотсодержащими нуклеофильными реагентами 85
3.1.4.1. Реакции с азолами 86
3.1.4.2. Синтез, свойства и молекулярная структура некоторых 2-замещенных производных перфтор-5,5-диметил-4-этилиден-4,5-дигидротиазола.. 90
3.1.4.3. Реакции с вторичными аминами (4)-2-(1Н-имидазол-1-ил)-4-(тетра-фторэтилиден)-5,5-бис(трифторметил)-4,5-дигидро-1,3-тиазола 99
3.1.4.4. Получение производных 6Н-[1,3]тиазина 103
3.2. Реакции перфтор-3-изоцианато-2-метилпент-2-ена с нуклеофильными реагентами 106
ГЛАВА 4. Перфтор-2-метилпент-2-ен в реакциях с азолами 109
ГЛАВА 5. Экспериментальная часть 112
5.1. Физико-химические методы анализа 112
5.2. Синтез исходных соединений 112
5.3. Данные рентгеноструктурного анализа 113
5.4. Взаимодействие перфтор-2-метилпент-2-ена с бинуклеофильными агентами 116
5.4.1. Взаимодействие перфтор-2-метилпент-2-ена с бензоимидазолин-2- тионом 1 16
5.4.2. Взаимодействие перфтор-2-метилпент-2-ена с урацилами 117
5.5. Взаимодействие перфтор-3-изотиоцианато-2-метилпент-2-ена с нуклеофильными реагентами 119
5.5.1. Реакции с S-нуклеофильными реагентами 119
5.5.2. Реакции с Р-нуклеофильными реагентами 126
5.5.3. Реакции с амбидентными N,0- и М,8-нуклеофилами 129
5.5.4. Реакции с азотсодержащими нуклеофилами 135
5.6. Реакции (4)-2-(1Н-имидазол-1-ил)-4-(тетрафторэтилиден)-5,5-бис(трифторметил)-4,5-дигидро-1,3-тиазола с аминами 140
5.7. Реакции перфтор-3-изотиоцианато-2-метилпент-2-ена с нуклеофилами... 144
5.8. Реакции перфтор-3-изоцианато-2-метилпент-2-ена с нуклеофилами 149
5.9. Реакции перфтор-2-метилпент-2-ена с азолами 152
5.10. Перспективы применения и практические результаты испытаний полученных соединений 156
Выводы 158
Список литературы 160
Приложение 182
- Реакции интернальных перфторолефинов с нуклеофильными реагентами
- Реакции с углерод-центрированными нуклеофилами
- Реакции с амбидентными N,0- и Н,8-нуклеофилами
- Взаимодействие перфтор-3-изотиоцианато-2-метилпент-2-ена с нуклеофильными реагентами
Введение к работе
Разработка методов получения органических соединений определенной структуры со специфическими свойствами является одной из центральных проблем органической химии. Её решения позволяют выявлять взаимосвязи между структурой и свойствами органических веществ, которые, в отличие от метода сплошного скрининга, являются основой для рационального выбора при поиске новых соединений с улучшенными свойствами.
Известно, что введение атомов фтора и полифторированных остатков является одним из методов полезной модификации как известных соединений «углеводородного» ряда, так и поиска соединений с новым углеродным скелетом, и за прошедшие годы возросло понимание уникальности свойств соединений фтора и появились многие новые направления их использования [1-6]. Во многих случаях при введении фтора существенным образом увеличивается биологическая активность уже существующего препарата, чем и обусловлено внимание к исследованиям в этом направлении [7-Ю].
Фторорганические соединения, ошибочно включенные в обменные процессы организмом в результате эффекта маскировки, во многих случаях проявляют биологическую активность, заключающуюся в торможении различных стадий метаболизма. Примером может служить высокая фармакологическая активность фторсодержащих стероидов (противовоспалительное действие) и 5-фторурацила (канцеростатическое действие) [3,10].
Существенным известным фактором при модификации биоактивных молекул и функциональных материалов является высокая липофильность полифторированных (и особенно перфторированных) радикалов. Следует отметить, что введение в соединение атомов фтора не приводит автоматически к усилению полезных свойств, и даже не всегда позволяет их сохранить. И если некоторые свойства, такие, как эффект маскировки или проницаемость, могут быть зачастую предсказаны до синтеза, то часть результатов не может быть объяснена с помощью простых моделей по причине малости накопленных -6-данных. Такая информация может быть получена только путём изучения новых соединений и исследования их биологических свойств.
С учётом того, что доля гетероциклических соединений составляет более половины известных биоактивных соединений, представляется вполне естественным сосредоточить исследование на методах получения гетероциклов с полифторированными остатками.
Гетероциклические молекулы, содержащие атомы фтора, могут быть получены принципиально двумя методами:
Прямое введение атомов фтора либо перфторалкильных остатков.
Использование для построения гетероциклической системы строительного блока, содержащего атомы фтора.
Первый метод, несмотря на кажущуюся простоту, дорог и иногда требует применения специальной аппаратуры; даже при дальнейшем развитии метода вряд ли будут в полной мере решены вопросы совместимости высокоэлектрофильных фторирующих и полифторалкилирующих реагентов с полифункциональными молекулами.
Второй метод, особенно с учётом широкого круга фторированных продуктов, производимых промышленностью, является более перспективным, так как во многих случаях позволяет использовать хорошо изученные методы органической химии и обычное оборудование.
Одним из доступных классов фторированных соединений являются перфторолефины, которые обладают широкими возможностями для химических трансформаций. Обзор литературных данных по реакциям интернальных перфторолефинов подробно рассмотрен в главе 1.
Анализ имеющихся данных показал, что получение гетероциклических соединений с использованием интернальных перфторолефинов изучено недостаточно.
Целью настоящего исследования являлось изучение подходов к синтезу гетероциклических соединений с перфторалкильными заместителями на основе реакций перфтор-2-метилпент-2-ена и его цианатного и изотиоцианатного производных с нуклеофильными реагентами, а также изучение особенностей химических свойств некоторых полученных соединений.
Перфтор-2-метилпент-2-ен легко доступен синтетически и производится промышленностью, что при положительном результате поисковых исследований позволит непосредственно перейти к экономически выгодному крупномасштабному производству полезных соединений.
В главах 2, 3 и 4 приведены данные собственного исследования, которые указывают на ключевую роль внутримолекулярной нуклеофильной циклизации с участием полифторалкилсодержащей ненасыщенной молекулы в построении гетероциклической системы.
Показано, что при взаимодействии бензимидазолин-2-тиона с перфтор-2-метилпент-2-еном в присутствии триэтиламина образуется (2Е)-2-(тетра-фторэтилиден)-3,3-бис-(трифторметил)-2,3-дигидро-[1,3]тиазоло-[3,2-а]-бензимидазол, а в случае реакции с урацилом и 5-фторурацилом получены продуктыы замещения атома фтора при двойной связи, которые при нагревании претерпевают внутримолекулярную циклизацию с образованием (3)-6-(F или Н)-3-(тетрафторэтилиден)-2,2-бис(трифторметил)-2,3-дигидро-7Н-[1,3]-оксазоло-[3,2-а]пиримидин-7-она.
При взаимодействии перфтор-3-изотиоцианато-2-метилпент-2-ена с N,0- и К,8-амбидентными нуклеофилами (1,3-тиазолидин-2-тионом, пиридин-2(1Н)-тионом, пиридин-2(1Н)-оном, 1,3-бензотиазол-2(ЗН)-тионом, 1,3-бензоксазол-2(ЗН)-тионом, тетрагидропиримидин-2(1Н)-тионом) в присутствии триэтиламина образуются только 2-К-замещенные производные тиазолина.
Взаимодействие перфтор-3-изотиоцианато-2-метилпент-2-ена с S-нуклео-фильными реагентами (пентафтортиофенолом, изопропилмеркаптаном, бутилмеркаптаном, октилмеркаптаном, К,1Ч-диэтилдитиокарбаматом натрия и этилксантогенатом калия) приводит к образованию соответствующих 2-замещенных производных 4-(тетрафторэтилиден)-5,5-бис(трифторметил)-4,5-дигидро-1,3-тиазола, а с бензимидазолин-2-тионом в присутствии триэтиламина - к 1-[(4)-4-(тетрафторэтилиден)-5,5-бис(трифторметил)-4,5- дигидро-1,3-тиазол-2-ил]-2-[(4Е)-4-(тетрафторэтилиден)-5,5-бис(трифтор-метил)-4,5-дигидро-1,3-тиазол-2-илтио]-1 Н-бензимидазолу.
Реакции перфтор-3-изотиоцианато-2-метилпент-2-ена с трифенилфосфином и трис(диэтиламино)фосфином в присутствии тетрафторбората натрия, иодида калия и тетрафенилбората натрия приводят к образованию фосфониевых солей с остатком (4)-4-(тетрафторэтилиден)-5,5-бис(трифторметил)-4,5-дигидро-1,3-тиазола; в случае реакции с триэтилфосфитом в присутствии триметилхлорсилана и с диметил(триметилсилил)фосфитом выделены соответственно диэтил- и диметил[(4)-4-(тетрафторэтилиден)-5,5-бис(трифторметил)-4,5-дигидро-1,3-тиазол-2-ил]фосфонаты.
Взаимодействие перфтор-3-изотиоцианато-2-метилпент-2-ена с N-нуклеофилами (морфолином, дибутиламином, пиперидином) в ацетонитриле приводит к продуктам присоединения к изотиоцианатной группы - 1,1-дизамещенным 3-(1-пентафторэтил-3,3,3-трифтор-2-трифторметилпропили-ден)тиомочевинам. Продуктом реакции с диэтиламином является 2-диэтиламино-4-пентафторэтил-5-трифторметил [ 1,3]-тиазин-6-он.
Полученные производные тиомочевины под действием оснований (поташ, триэтиламин) в ДМФА дают 2-диалкиламинопроизводные 6Н-[1,3]тиазина, а 6,6-дифтор-4-(пентафторэтил)-2-пиперидин-1-ил-5-(трифторметил)-6Н-1,3-тиазин легко гидролизуется, превращаясь в 4-(пентафторэтил)-2-пиперидин-1-ил-5-(трифторметил)-6Н-1,3-тиазин-6-он.
Перфтор-3-изотиоцианато-2-метилпент-2-ен реагирует с карбазолом и фенотиазином в присутствии триэтиламина и с 2-пирролидоном в отсутствие основания, давая 2-замещенные производные (4)-4-(тетрафторэтилиден)-5,5-бис(трифторметил)-4,5-дигидро-1,3-тиазола, тогда как с 2-пирролидоном в присутствии триэтиламина выделен и продукт замещения группы N=C=S на пирролидоновый фрагмент.
Перфтор-2-метилпент-2-ен с цианатом натрия дает продукт замещения атома фтора при двойной связи - перфтор-3-изоцианато-2-метилпент-2-ен, который при нагревании реагирует далее с образованием 1,3-бис[3,3,3-трифтор-1-(пентафторэтил)-2-(трифторметил)проп-1-енил]-1,3,5-триазинан-2,4,6-триона. При взаимодействии перфтор-3-изотиоцианато-2-метилпент-2-ена с азолами (имидазолом, пиразолом, 1,2,4-триазолом, бензотриазолом) в присутствии триэтиламина в среде ацетонитрила образуются (4)-2-(1Н-азол-1-ил)-4-(тетрафторэтилиден)-5,5-бис(трифторметил)-4,5-дигидро-1,3-тиазолы, тогда как с пирролом - (4)-4-(тетрафторэтилиден)-2-{1-[(4)-4-(тетрафторэтилиден)-5,5-бис(трифторметил)-4,5-дигидро-1,3-тиазол-2-ил]-1Н-пиррол-2-ил}-5,5-бис(трифторметил)-4,5-дигидро-1,3-тиазол.
В реакциях (4)-2-(1Н-имидазол-1-ил)-4-(тетрафторэтилиден)-5,5-бис-(трифторметил)-4,5-дигидро-1,3-тиазола с аммиаком, метиламином, диэтиламином, дибутиламином, морфолином, пиперидином и азепаном в среде тетрагидрофурана выделены производные 2-аминозамещенных (4)-4-(тетрафторэтилиден)-5,5-бис(трифторметил)-4,5-дигидро-1,3-тиазола, а с пиперазином - 1,4-бис[(4)-4-(тетрафторэтилиден)-5,5-бис(трифторметил)-4,5-дигидро-1,3-тиазол-2-ил]-пиперазин.
При взаимодействии перфтор-2-метилпент-2-ена с пиразолом, имидазолом, 1,2,4-триазолом и бензо-1,2,3-триазолом в присутствии триэтиламина в ацетонитриле образуются продукты замещения атома фтора при двойной связи 1-[3,3,3-трифтор-1-(пентафторэтил)-2-(трифторметил)-проп-1-енил]-1Н-пиразол, 1 - [3,3,3 -трифтор-1 -(пентафторэтил)-2-(трифторметил)-проп-1 -енил]-1 Н-имидазол, 1 - [3,3,3 -трифтор-1 -(пентафторэтил)-2-(трифторметил)проп-1 -енил]-1Н-1,2,4-триазол и 1 -[3,3,3-трифтор-1 -(пентафторэтил)-2-(трифтор-метил)-проп-1 -енил]-1Н-1,2,3-бензотриазол соответственно.
Реакции интернальных перфторолефинов с нуклеофильными реагентами
Как уже ранее было указано, перфторолефины чувствительны к нуклеофильной атаке, и, используя в качестве нуклеофила фторид-ион, из них можно генерировать перфторкарбанионы. Такие частицы могут претерпевать ряд превращений, которые не без оснований часто называют «зеркальным отражением» реакций углеводородных карбокатионов. Уже ставшим классическим примером сравнения аналогичных реакций является димеризация перфторизобутилена под действием фторида цезия, с одной стороны, и димеризация изобутилена в кислых средах, с другой стороны [48]:
Во многих случаях действием подходящего электрофила на образующиеся перфторкарбанионы можно получить соответствующие перфторалкильные производные, и число изученных примеров такого рода весьма велико, что связано как с научным интересом, так и с решением практических задач. Тем не менее, эта область химии не является предметом рассмотрения в этой главе, и здесь будут рассмотрены лишь реакции образования собственно карбанионов и их вторичных превращений: а) изомеризация с перемещением двойной связи, б) скелетные перегруппировки, в) олигомеризация. Фторид-ион, имея малый размер, лишь в редких случаях имеет стерические ограничения при атаке двойной связи перфторолефинов, поэтому решающим фактором является стабильность образующегося карбаниона. Последняя Схема 12. Подобные соли были охарактеризованы также в растворе и в реакциях с модельными электрофилами [50]. В этой же работе было показано, что получающиеся карбанионы в растворе всегда находятся в равновесии с исходными перфторолефином и фторид-ионом. Поэтому очень важным является правильный выбор источника фторид-иона, растворимость которого в данном растворителе позволяла бы создавать необходимую концентрацию, а также эффективно стабилизировать получающийся карбанион. Наиболее стабильными являются соли цезия и трис(диметиламино)сульфония (TAS+). Стабильность солей последних такова, что стало возможным не только выделение, но и установление их кристаллической структуры методом РСА [51]. Карбанионы, получаемые из перфторолефинов типа В, никогда не были выделены, так как образующийся из них перфторкарбанион тотчас реагирует с имеющимся исходным. Так, при попытке [49] получить из олефина 8 и перфторциклобутена (9) вторичные карбанионы, в результате были лишь получены более стабильные третичные карбанионы (схема 13): Схема 13.
Подобную олигомеризацию (димеризацию) наблюдали также в случае перфторолефинов с разным числом атомов углерода в цикле; при этом более электрофильный олефин становился алкильной частью перфтор-1-циклоалкилциклоолефина [52]: Схема 14. Следует отметить, что процесс олигомеризации может идти и более глубоко[53], приводя к тримерам и тетрамерам (схема 15): Приведённые примеры показывают, каким образом фторид-ион принимает участие в наращивании углеродного скелета. Вместе с тем имеются случаи, когда присоединение фторид-иона к перфторолефинам приводит к деструкции или перегруппировкам. Так, например, при попытке получить карбанион действием TAS-F на тример гексафторпропилена 11, который весьма стерически экранирован, обнаружен лишь карбанион, производный от перфтор-2-метилпент-2-ена (2) [49] (схема 16). По причине стерических затруднений перфторолефин (CF3)2C=C(C2F5)2 при действии TAS-F даёт карбанион (CF3)2CF—C (C2F5)2 , а не (СРз)2С"— CF(C2F5)2. Примером изомеризации стерически экранированного перфторолефина типа В, сопровождающейся миграцией СР3-аниона, служит приведённая на схеме 17 реакция [54]: В ряду напряжённых четырёхчленных циклов под действием фторид-иона становится возможным раскрытие колец с последующим образованием колец большего размера [55]: Подводя итог, можно сказать, что аналогия между карбокатионами углеводородного ряда и перфторкарбанионами весьма продуктивна, и химия фтора находится лишь в самом начале пути исследования скелетных превращений при действии фторид-иона на перфторолефины. Большое число аналогов перегруппировок углеводородного ряда ещё не известно для перфторированных аналогов. Дальнейший прогресс в этой области следует связывать как с вовлечением в исследования новых перфторолефинов, так и современных источников и переносчиков фторид-иона. К их числу принадлежат, в частности, амидофосфониевые соли типа [(RR2)N]4P+Hal , производимые отечественной фирмой «Окта» (г.Пермь) [56] - октаэтилтетрамидофосфоний бромид (12) , и так называемые фосфазениевые и PPN-соли, имеющиеся, например, в каталоге фирмы Fluka-Riedel-de Наёп [57] (схема 19).Очень высокая термическая устойчивость PPN-солей, а также растворимость фосфазениевых солей в малополярных растворителях позволит существенно расширить диапазон условий получения и превращений перфторкарбанионов.
Реакции с углерод-центрированными нуклеофилами
Тример гексафторпропилен (14) при взаимодействии с аммиаком образует смесь продуктов: 2-аминоперфтор-2-метил-3-изопропил-ЗН-пентан и 4-амино-перфтор-4-метил-3-изопропилпент-2-ен. Нагревание последнего приводит к производным азетина [66] (схема 24): NH2 F3C CF3 Схема 24. Если использовать первичные амины с низкой нуклеофильностью, имеющие невысокую каталитическую активность в процессах изомеризации интернального перфторолефина в терминальный, то главным продуктом реакции является продукт присоединения по кратной связи, который путём енамино-иминной перегруппировки превращается в имин [63]: Реакция перфтор-2-метилпент-2-ена (2) с первичными алкиламинами протекает с образованием N-замещённых иминов. Так, действие двух эквивалентов пропиламина (бутиламина, изобутиламина, трет-бутиламина [67]) на эквивалент перфтор-2-метилпент-2-ена (2) даёт продукты присоединения в виде син- и янти-изомеров (соотношение »1:1) [68] (схема 26): При использовании в качестве основания триэтиламина, наряду с продуктами присоединения, имеет место образование N-алкиламинопроизводных перфтор 2-этил-З-метилазета. Выход последних возрастает с 5% до 25%, если вместо перфтор-2-метилпент-2-ена (2) использовать аддукт этого олефина с триэтиламином (получение соли описано в работе [69]).
В то же время при реакции перфтор-2-метилпент-2-ена (2) с 2-аминопроизводными 1-метилбензимидазола и 6-бромбензтиазола образуются исключительно продукты присоединения по интернальной двойной связи, последующее действие на которые поташа приводит к образованию производных азетина (схема 26). Эти данные указывают на существенное влияние природы заместителя при группе NH2 амина на направление протекания процесса с интернальным перфторолефином [68,70]. При действии на смесь пентамеров тетрафторэтилена 15 алифатическими первичными аминами, например н-бутиламином или метиламином, получены три продукта [71]: Смесь тетрамеров тетрафторэтилена 13 при пониженных температурах при действии трет-бутиламина [72] и метиламина [65] даёт продукт присоединения по двойной связи, а при нагревании образуются производные азетина: Взаимодействие перфтор-2-метилпент-2-ена (2) и ароматическими аминами с доступными орто-атомами водорода приводит к смеси соответствующего имина и образующегося из него производного хинолина, что подтверждено данными PC А [73]: . Образование производного хинолина наблюдалось этими авторами даже в том случае, когда орто-положение анилина было занято метильной группой, и электрофильная атака направлялась в ипсо-положение к ней (схема 29).
Эти данные находятся в противоречии с данными авторов [74], которые обнаружили образование имина в реакции 2,6-диметиланилином и трет-бутиламином, причём выход также был значительно выше, чем позднее получили авторы [67]. Отсутствие экспериментальных данных в работе [74] не позволяет объяснить эти расхождения. Как было показано в работах [75,76], взаимодействие перфтор-2-метилпент-2-ена (2) с эквимолярным количеством диэтиламина или дибутиламина в присутствии триэтиламина в ацетонитриле приводит к образованию 1-N,N-дибутиламино-перфтор-2-метилпент-2-ена и 1 -М,№-дибутил-аминоперфтор-2-метилпент-1-ена, тогда как с дипропиламином и диаллиламином в присутствии EtjN даёт енамин из терминального перфторолефина [75]. При действии диаллиламина на смесь тримеров гексафторпропилена образуется лишь один продукт (схема 30): В случае перфтор-1-этилциклогексена (16) реакция с диалкиламинами протекает с образованием продуктов замещения атомов фтора при кратной связи [75]:
Реакции с амбидентными N,0- и Н,8-нуклеофилами
Методы прямого введения фтора в полифункциональные соединения еще развиты недостаточно, поэтому наиболее продуктивным является подход, основанный на использовании фторированных синтетических блоков и бинуклеофильных реагентов [7]. Наличие у двойной связи гетерокумуленового остатка, например, изотиоцианатной группы N=C=S, позволяет при построении гетероциклической системы использовать мононуклеофилы. Реакции ряда амбидентных гетероциклических N,0- и К,8-нуклеофилов и перфтор-3-изотиоцианато-2-метилпент-2-ена (18) исследованы нами с целью получения биоактивных соединений, аналогов селективных ацилирующих агентов [195], и определения ведущего реакцию нуклеофильного центра. Согласно нашим данным [164 ,166 ] можно было ожидать, что реакция соединения 18 с N-нуклеофилами приведет к формированию 5-членного гетероцикла (тиазолина). Действительно, на примере взаимодействия соединения 18 с бензимидазолом в присутствии триэтиламина и фталимидом калия показано образование соединений 55 и 56 [196 ]. Поскольку остальные используемые реагенты имели два или более потенциальных нуклеофильных центра, главная задача сводилась к определению нуклеофильного центра, ответственного за образование конечных продуктов. Уравнение реакции и использованные нуклеофилы показаны ниже на схеме 86: становлено, что при взаимодействии соединения 18 с пиридин-2(1Н)-оном в присутствии триэтиламина в ацетонитриле образуется соединение 57.
Для точного определения строения соединения 57 было проведено рентгено структурное исследование (рис. 2) [196 ]. Как следует из данных РСА цикл тиазолина не вполне плоский, отклонение атома серы от плоскости остальных четырех атомов равно 0.102(3) А. Отметим также удлинение связи S-C(CF3)2 (1.852(2) А) по сравнению со средней длиной (1.817(8) А) соответствующей связи для соединений, содержащих 2-амино-4-этилиден-4,5-дигид ротиазольный фрагмент. В шестичленном цикле молекулы 57 наблюдается локализация связей, характерная для 2-пиридонового фрагмента [197]. Можно предполагать, что соединение 57 образуется путём, показанным ниже на схеме 87. По-видимому, первоначально происходит атака N-нуклеофильным центром пиридин-2(1Н)-оном по атому углерода группы N=C=S с образованием аниона А. Рис. 2. Кристаллическая структура 1-[(4)-4-(тетрафторэтилиден )-5,5-бис(трифторметил )-4,5- дигидро-1,3-тиазол-2-ил]пиридин-2(1Н)-она 57 по данным РСА. алее происходит внутримолекулярная нуклеофильная циклизация, приводящая через карбанион Б к соединению 57. При взаимодействии соединения 18 с 1,3-бензотиазол-2(ЗН)-тионом и 1,3-бензоксазол-2(ЗН)-тионом в присутствии триэтиламина в ацетонитриле образуются соединения 58 и 59 соответственно, строение которых подтверждено данными спектроскопии ЯМР Н, 13С , 19F, масс-спектрометрией и данными РСА (рис. 3, 4). Строение соединений 58 и 59 в кристалле очень близко.
Бензотиазолиновый фрагмент плоский в пределах ±0.013(2) А, а бензоксазолиновый - в пределах ±0.008(2) А. Тиазолиновый цикл в положении молекул 58 и 59 находится почти в плоскости бициклического остова, соответствующие межплоскостные углы равны 9.03(9) и 9.76(9). Этот цикл не вполне плоский, отклонение атома С(13) от плоскости остальных четырех атомов равно 0.118(5), 0.165(5) и 0.102(3) А. Отметим сокращение связи C=S (1.641(3) и 1.621(3) А) при переходе от молекулы 58 к молекуле 59, что соответствует средним значениям (1.650(14) и 1.630(9) А) для 4-х производных бензотиазолин-2-тионом и 5-ти производных -бензоксазолин-2-тионом, найденным в Кембриджской базе структурных данных [198]. В то же время связь C(2)-N(3) (1.395(4) и 1.387(4) А в 58 и 59 удлинена по сравнению с средними длинами (1.372(33) и 1.369(21) А) вышеназванных производных, а связи S(l)-C(2) (1.711(3) 3-[(4Е)-4-(тетрафторэтилиден )-5,5-бис(трифторметил)-4,5- дигидро-1,3-тиазол-2-ил]-1,3-бензотиазол-2(ЗН)-тиона и 0(1)-С(2) (1.353(4)А) укорочены относительно средних значений (1.747(12) и 1.371(15) А). Отметим также удлинение связи S-С(СРз)г (1.868(3) и 1.858(3)А соответственно в 58 и 59 по сравнению со средней длиной (1.817(8) А) соответствующей связи для соединений, содержащих 2-амино-4-этилиден-4,5-дигидротиазольный фрагмент. Установлено, что взаимодействие соединения 18 с 1,3-тиазолидин-2-тионом и пиридин-2(1Н)-тионом в присутствии триэтиламина в ацетонитриле при -10 С приводит к образованию 2-Ы-замещенных 2-[4-(тетрафторэтилиден]-5,5-бис(трифторметил)-4,5-дигидротиазола (соединения 60 и 61 соответственно). В то же время при взаимодействии соединения 18 с тетрагидропиримидин-2(1Н)-тионом в присутствии триэтиламина в ацетонитриле при -20 С образуется продукт 62, структура которого указывает на атаку соединения 18 обоими N-нуклеофильными центрами.
Взаимодействие перфтор-3-изотиоцианато-2-метилпент-2-ена с нуклеофильными реагентами
Изопропил-(1)-2,2,3,3»3-пентафтор-1-[2,2,2-трифтор-1-(трифторметил)-этил]пропилидендитиокарбамат (28). -122 соединения выделены с помощью препаративной ГЖХ. Соединение 31, т.кип. 70-71 С (20 мм рт. ст.), имело идентичные ЯМР-спектры с образцом, описанным выше. Соединение 32, т.кип. 70-71 С (20 мм рт. ст.). Найдено, m/z 370.0262 [М]+. Элементный состав C10H9FnS. Вычислено, М= 370. Масс-спектрД m/z (1отн (%)): 465 [М]+ (25.16), 446 [M-Ff (5.68), 422 [М-С3Н7]+ (3.56), 418 [М- F-C2H4]+ (42.87), 408 [М-С4Н9]+ (3.58), 396 [M-CF3]+ (3.93), 380 [М-С6Н13]+ / (3.18), 367 [М-С7Н14Г (5.78), 362 [M-F-C6H12]+(10.66), 353 [М-С8Н16]+ (50.06), / 348 [M-F-C7HI4]+ (13.12), 334[M-F-C8HI6]+ (6.81), 320 [M-SC8H17]+ (1.03),276 [S2CC8H17]+ (1.10), 145 [SC8H17]+ (8.27), 113 [C8H17]+ (1.43), 112 [C8H16]+(8.38), 100 [CF2=CF2]+ (0.96), 98 [C7H14]+ (0.73), 84 [C6H12]+(5.84), 69 [CF3]+ (51.79), 51j [C4H9]+ (65.94), 43 [C3H7]+ (100), 29 [CS]+ (49.00). Спектр ЯМ? I9F (CD2C12, 5, м.д., J, Гц) : 106.5 (3F, CF3, к.т, 1, 9), 102.7 (3F, CF3, к, 9), 86.3 (3F, CF2, к, 9), 60.2 (2F, CF2, к, 18,). Спектр ЯМ? 13C (CD2C12, б, м.д., J, Гц): 120.2 (С6, 1TCF , 276.5), 119.2 (С1, JCF 276.4), 118.0 (С5, Ь 287.9; 2JCF 35.5), 112.6 (С4, jCF 260.9; I 2JCF 39.5), 126.7 (C2,2JCF 32.7), 37.5 (C7), 30.2 (C8), 20.6 (C9), 11.5 (C10). \/ (4)-2-(октилтио)-4-(тетрафторэтилиден)-5,5-бис(трифтометил)-4,5- /\ дигидро-1,3-тиазол (33). \ Из 10.2 г (0.03 моль) соединения 18, 4.4 г (0.03 моль) н-октилмеркаптана, 3 г I (0.03 моль) триэтиламина в 30 мл ацетонитрила при 50 С в течение 5 ч ! і получали 11.7 г (83.6%) соединения 33, т.кип. 103-104 С (0.3 мм рт. ст.). j Найдено, m/z 465.0642 [М]+.
Элементный состав Ci5Hi7Fi0NS2. Вычислено, М\/ 465.0642. Масс-спектр, m/z (1отн (%)): 370 [М]+ (4.52), 341 [М-С2Н5]+ (0.54), 327 j [М-С3Н7]+ (2.99), 251 [M-C2F5]+, 194 [(CF3)2C=C=S]+ (1.84), 175 I [(CF3)(CF2)C=C=S]+(6.11), 119 [C2F5]+ (0.71), 89 [SC4H9]+ (0.87), 57 [C4H9]+y (100),56 [C4H8]+ (89.64), 47 [C3H7]+ (4.94), 29 [CS]+ (49.75). Спектр ЯМ? I3C (CDC13, 5, м.д., J, Гц): 164.1 (С2), 137.7 (С6, jCF 269.1; 2JCF 28.4), 128.9 (С4,2JCF 28.4), 115.3 (С8 9, JCF 284.4), 111.8 (С7, jCF 274.1; 2JCF 37.1), 67.7 (C5,2JCF 32.0), 26.8 (C10), 24.5 (C11), 21.9 (C12 13), 21.7 (C14), 21.4 (C15), 15.3 (C16), 6.1 (C17). (4)-2-[(пентафторфенил)тио]-4-(тетрафторэтилиден)-5,5-бис(трифтор-метил)-4,5-дигидро-1,3-тиазол (34). Смесь 10.78 г (0.02 моль) соединения 29, 4.14 г. (0.03 моль) К2С03 и 20 мл ДМФА перемешивали при 70 С в течение 2 ч, охлаждали, выливали в воду, продукты реакции экстрагировали эфиром. Эфирный экстракт сушили над СаС12. Перегонкой получено 8.5 г. (81.9%) соединения 34, т.кип. 90-92 С (0.2 мм рт. ст.). Найдено, m/z 518.9218 [М]+. Элементный состав Ci3FI5NS2. Вычислено, М 518.9232. Масс-спектр, m/z (1отн (%)): 519 [М]+ (100), 500 [M-F]+ (20.49), 450 [M-CF3]+ (79.90), 400 [M-C2F5]+ (46.48), 374 [M-CF3, CS2]+ (0.73), 320 [M-SC6F5]+ (0.77),251 [M-CFrSC6F5]+ (0.83), 201 [M-C2FS-SC6F5]+ (4.10), 199 [C6F5S]+ (43.75), 181 [NC6F5]+ (4.64), 167 [C6F5]+ (1.07), 131 [CF2=CFCF3]+ (4.23), 119 [C2F5]+ (2.03), 100[CF2=CF2]+ (2.35), 69 [CF3]+ (27.52), 44 [CS]+ (1.4).Спектр ЯМР 13C (CD3CN, 5, м.д., J, Гц): 166.8 (С2), 147.3 (С11, JCF 252.8), 146.3 (С6, JCF 273.43, 2JCF 40.47), 144.0 (С13, %F 261.1), 137.8 (С12, jCF 260), 135.2 (С10), 134.6 (С4,2JCF 28.52), 121.8 (С8 9, jCF 284.2), 118.0 (С7, CF 273.83, 2JCF 36.19), 75.7 (С5,2JCF 32.41). Раствор 12 г (0.06 моль) пентафтортиофенола, 20 г (0.06 моль) соединения 18 и 6.06 г (0.06 моль) триэтиламина в 50 мл ацетонитрила перемешивали при 70 С в течение 3 ч, реакционную смесь выливали в воду, подкисляли 5%-ной НС1, промывали водой, продукты реакции экстрагировали эфиром. Эфирный экстракт сушили MgS04. Перегонкой получено 14.4 г смеси, содержащей по данным ЯМР 19F 56.5% соединения 29 и 43.5% соединения 34 [фракция с т.кип. 70-90 С (0.2 мм рт. ст.)]. 10.4 г этой смеси и 3 г К2С03 в 50 мл ДМФА перемешивали при 70 С в течение 3 ч, реакционную смесь выливали в воду, подкисляли 5%-ной НС1, промывали водой, продукты реакции экстрагировали эфиром. Эфирный экстракт сушили над СаС12. Перегонкой получали 8.5 г соединения 34, имеющего аналогичные описанным выше спектры ЯМР С и ,9F. Смесь 3.39 г (0.01 моль) соединения 18, 0.75 г (0.005 моль) бензимидазолин-2 тиона, 1.01 (0.01 моль) триэтиламина в 25 мл ацетонитрила при перемешивании нагревали при 50 С в течение 16 ч, выливали в воду, твердый осадок отфильтровывали, растворяли в тетрагидрофуране.
Органический раствор фильтровали и растворитель удаляли на роторном вакуумном-испарителе, остаток перекристаллизовывали из бензола. Получали 3.84 г (97.5%) соединения 35, т.пл. 192-193 С. Найдено, m/z 787.9289 [М]+. Элементный состав C21H4F20N4S3. Вычислено, М 787.9278. При электронном ударе первоначально отщепляется перфтор-5,5-диметил-4-этилиден-4,5 дигидротиазольный радикал найдено m/z 467.9679 [М-радикал]+. Элементный состав C14H4F10N3S2. Вычислено, М 467.9686. Масс-спектр, m/z (I0Tll (%)): 788 [М]+ (98.00), 468 [M-C7FI0NS]+ (100), 410 [M-C7F10NS-NCS]+(45.05), 399 [М-C7F10NS-CF3]+ (22.82), 352 [C7FI0NS2]+ (6.08), 320 [C7FI0NS]+ (0.56), 148 [C6H4N2C-S]+ (0.70), 116 [C6H4N2C]+ (0.65), 76 [CS2]+ (0.84), 69 [CF3]+ (3.17). Спектр ПМР (CD2C12, б, м.д., J, Гц ) : 8.58 (д.д, 6.5, 4), 7.71 (т, 6.5), 7.31 (т, 4). Спектр ЯМР ,3С [(CD3)2C=0, 8, м.д., т,Гц] : 171.7 (С2), 146.6 (С6, JCF 268.2; 2JCF 39.6), 131.8 (С4,2JCF 29.1), 123.2 (С8,9, JCF 284.6), 119.4 (С7, jCF 274.2; 2JCF 38), 70.7 (С5,2JCF 29), 158.3 (С2 ), 131.3 (С11), 128.2 (С13), 116.3 (С12), 109.9 (С16). [(4)-4-(тетрафторэтилиден)-5,5-бис(трифторметил)-4,5-дигидро-1,3-тиазол-2-ил]диэтилкарбамат (36). Смесь 3.39 г (0.01 моль) соединения 18, 1.71 г (0.01 моль) N,N-диэтилдитиокарбамата натрия и 30 мл ацетонитрила перемешивали при 40 С в течение 16 ч, выпавший осадок отфильтровывали, сушили на воздухе и перекристаллизовывали из гексана. Получали 2.64 г (56.4%) соединения 36, т. пл. 88-89 С. Найдено, m/z 467.9869 [М]+. Элементный состав C12HioF10N2S3. Вычислено, М=467.9846. Масс-спектр, m/z (1отн (%)) : 468 [М]+ (5.54), 352 [М-S=CNEt2]+ (0.76), 320 [M-S-CSNEt2]+(1.22), 148 [SCSNEt2]+ (1.85), 116 [S=CNEt2]+ (100), 88 [S=CNHEt]+ (50.17), 76 [CS2]+ , 72 [NEt2]+ (2.19), 69 [CF3]+(4.15), 44 [CS]+ (11.25), 29 [C2H5]+ (24.77). Спектр ПМР (CD2C12, 5, м.д.): 3.97 и 3.78 (к, 4Н, СН2) и 1.34 и 1.30 (т, 6Н, СН3). Спектр ЯМР l3C (CDC13, 5,
