Содержание к диссертации
Введение
1. Синтез и свойства иминов галогенкарбонильных соединений (литературный обзор) 10
1.1 Синтез иминов галогенкарбонильных соединений 10
1.1.1. Получение иминов полигалогенальдегидов и кетонов на основе реакций амидов и галогенкарбонильных соединений 10
1.1.2. Реакции а-хлоризоцианатов с нуклеофилами 15
1.1.3. Синтез галогенсодержащих иминов на основе взаимодействия ТКГ-дихлорамидов с 1,2-полигалогенэте-нами 18
1.1.4. Другие методы получения иминов галогенкарбонильных соединений 21
1.2. Реакционная способность иминов галогенкарбонильных соединений 23
Т.2.1. Взаимодействие с О-нуклеофилами 23
1.2.2. Взаимодействие с NH-нуклеофилами 24
1.2.3. Взаимодействие с S-и Р-нуклеофилами 28
1.2.4. Реакции с 0,S- и >1,8-бифункциональными нуклеофилами 29
1.2.5. Реакции циклоприсоединения 30
1.2.6. Взаимодействие с С-нуклеофилами 33
1.2.6.1. С-Амидоалкилирование с участием алифатических атомов углерода 33
1.2.6.2. С-Амидоалкилирование ароматических соединений 35
2. Синтез и свойства полигалогенэтилиден- и этилзамещенных амидов биссульфоновых кислот дифенила, дифенилметана и дифенилоксида (обсуждение результатов) 44
2.1. Синтез бис(полигалогенэтилиден)амидов дисульфокислот 44
2.1.1. Синтез КД^,К',№-тетрахлордифенил-4,4'-дисульфонамида,ЫД^-дихлор-4-[4-(К,К-дихлорамино)сульфонилбензил]бензолсуль-фонамида и М,К-дихлор-4-[4-(М,М-дихлорамино)сульфонил-феноксил бензолсульфонамида 45
2.1.2. Бис дихлораминосульфонил дифенил, - дифенилметан и -дифенилоксид в реакциях с 1,2-полигалогенэтенам
2.1.2.1. Взаимодействие N,N,N',N'-TeTpaxflopaMHflOB биссульфокислот с 1,2-дихлорэтиленом 48
2.1.2.2. Взаимодействие М,К,К',К'-тетрахлорамидов биссульфокислот с трихлорэтиленом 51
2.1.2.3. Взаимодействие Ы,К,К',М'-тетрахлорамидов биссульфокислот и ^КГ-дихлорамидов аренсульфокислот с три-бромэтиленом 53
2.1.2.3.1. Взаимодействие NjN-дихлорамидов аренсульфокислот с трибромэтиленом 53
2.1.2.3.2. Взаимодействие МД^КГ'Д^Г'-тетрахлорамидов биссульфокислот с трибромэтиленом 56
2.1.2.4 Взаимодействие N,N-flH^iop-4,4'-[(N,N-
дихлорамино)сульфонил]феноксибензолсульфонамида с фенилацетиленом 57
2.1.3. Синтез М,М-дихлорамидов, К-(2,2,2-трихлорэтилиден)- и Щ2,2,2-трихлорэтил)амидов тиенилсульфокислот 59
2.1.3.1. Сульфохлорирование тиофена, 2-хлортиофена Синтез и свойства дихлорамидов тиенилсульфокислот 59
2.1.3.2. Сульфохлорирование 2,5-дихлор(бром)тиофенов 60
2.1.4. NjN-Дихлорамид 5-хлор-(2-тиенил)сульфокислоты в реакции с трихлорэтиленом 65
2.2. Строение иминов полигалогенальдегидов по данным ЯМР спектроскопии и квантовохимических расчетов 66
2.3. Реакционная способность бис(полигалоген-этилиденаминосульфонил)- и бис(полигалогенэтиламино- сульфонил) замещенных производных дифенила, дифенилметана, дифенилоксида 71
2.3.1. Бисаренсульфонилимины полигалогенальдегидов в реакции с О-нуклеофилами 72
2.3.1.1. Реакции с водой и метиловым спиртом 72
2.3.1.2. Взаимодействие бис полихлорэтилиден)амидов дисульфокислот дифенила, дифенилоксида с этиленгликолем 77
2.3.2. Бис(К-2-полихлорэтилиден)амиды аренсульфокислот в реакции с амидами карбоновых кислот 79
2.3.3. Бис полигалогенэтилиденаминосульфонил)- и 6HC(N-2- полигалогенэтиламиносульфонил)замещенные производные дифенила, дифенилметана, дифенилоксида в реакциях С-амидоалкилирования ароматических и гетероциклических соединений 81
2.3.3.1. Реакции С-амидоалкилирования толуола, анизола 82
2.3.3.2. Амидоалкилированные арены на основе иминов дибромхлоруксусного и трибромуксусного альдегидов 84
2.3.3.3. Амидоалкилирование бисиминами полихлоральдегидов тиофена и 2-хлортиофена 85
2.3.3.3.1. Исследование инсектицидной активности N-[2,2,2- трихлор-1 -(5-хлор-2-тиенил)этил]-4-[4-(2,2,2-трихлор-1 -(5-хлор-2- тиенил)этил)аминосульфонил]феноксибензолсульфонамида 88
2.3.3.4. С-Амидоалкилирование N-бензилиндола и N-бензилпиррола 90
2.4. Реакционная способность -трихлорзтилиден)амида 5-хлор-2-тиенилсульфокислоты 93
2.5. Изучение реакций гидролитического преобразования трихлорэтиламидов биссульфоновых и аренсульфоновых кислот до N-сульфонилзамещенных аминоуксусных кислот 95
2.5.1. Синтез N-арилсульфонил-а-тиенилглицинов из амидотри-хлорэтилзамещенньгхтиофенов .,.. 95
3. Методические подробности^экспериментальная часть) 100
Выводы 133
Список используемых^сточников 135
- Синтез галогенсодержащих иминов на основе взаимодействия ТКГ-дихлорамидов с 1,2-полигалогенэте-нами
- Бис дихлораминосульфонил дифенил, - дифенилметан и -дифенилоксид в реакциях с 1,2-полигалогенэтенам
- Сульфохлорирование тиофена, 2-хлортиофена Синтез и свойства дихлорамидов тиенилсульфокислот
- Реакционная способность -трихлорзтилиден)амида 5-хлор-2-тиенилсульфокислоты
Введение к работе
Актуальность работы
N-Сульфонилимины галогенкарбонильных соединений, содержащие сильные электроноакцепторные сульфонильные и полигалогеналкильные заместители при азометиновой группе, представляют значительный интерес для дальнейших химических превращений. Электронодефицитный характер С=1М-связи таких иминов позволяет вовлекать их во взаимодействие с нуклеофилами различного типа, в реакции С-амидоалкилирования аренов и гетаренов, в процессы циклоприсоединения. Это позволяет решить проблему доступности широких рядов производных сульфонамидов - потенциальных биологически активных веществ,' предшественников а-аминоальдегидов, а-аминокислот, гетероциклических систем и других важных соединений.
Логично ожидать, что структуры, содержащие несколько привлекательных электрофильных азометиновых фрагментов, должны обладать еще более широкими синтетическими возможностями. Однако синтетический потенциал таких полииминов в настоящее время практически не изучен. Так, в литературе имеется лишь единичное упоминание о получении перфторированных бисацилиминов. [1].
В связи с этим важной задачей является разработка путей синтеза новых представителей активированных галогенсодержащих азометинов, исследование их строения и реакционной способности.
Актуальность работы в данной области обусловлена так же и тем, что имины такого типа могут являться исходными в синтезе рядов полифункциональных галогеналкиламидных ансамблей ациклического или .. циклического строения, содержащих фармакофорные фрагменты, представляющих интерес в качестве сильных NH кислот, потенциальных лигандов, реагентов и субстратов для асимметрического синтеза и супрамолекулярной химии.
Так, производные амидов бис(сульфоновых) кислот применяются для создания катализаторов асимметрического синтеза [2-4], обладают рядом ценных биологических свойств [5, 6], могут быть использованы в составе электрофотографических тонеров [7], комплексообразователей [8-Ю] и являются исходными соединениями при получении макроциклов [И].
Исследования, проведенные в рамках настоящей диссертационной работы, выполнены в соответствии с планом НИР Иркутского института химии им. А. Е. Фаворского СО РАН по теме: «Направленный синтез и развитие синтетического потенциала галогенорганических соединений: получение функциональных гетероатомных соединений, новых синтонов и катализаторов, исследование их молекулярного и надмолекулярного строения в различных фазах» номер государственной регистрации 0120.0406376. Отдельные разделы работы были поддержаны Российским фондом фундаментальных исследований (грант 05-03-97202), Президиумом РАН в рамках Программы "Фундаментальные науки - медицине": междисциплинарный интеграционный проект СО РАН № 146 и 54 «Разработка лекарственных и профилактических препаратов для медицины. Фундаментальные основы и реализация», тема «Создание новых экологически безопасных инсектоакарицидов нового поколения для борьбы с переносчиками клещевого энцефалита, боррелиозов».
Цель работы
При систематическом развитии синтетических подходов к активированным азометиновым системам на основе реакций М,М,Ы',К'-тетрахлорамидов и 1,2-полигалогенэтенов осуществить синтез неизвестных ранее бис(полигалогенэтилиден)амидов дисульфокислот на основе дифенила, дифенилметана, дифенилоксида. Изучить реакции новых иминов полигалогенальдегидов с О-, N-нуклеофилами, ароматическими и гетероциклическими соединениями. Исследовать строение синтезированных соединений физико-химическими методами.
Научная новизна и практическая ценность
При выполнении работы на основе взаимодействия М,К,№,>Г-тетрахлордифенил-4,4'-дисульфонамида, N,N-flHXflop-4-[4-(N,N-дихлорамино)сульфонилбензил]бензолсульфонамида и М,М-дихлор-4-[4-(М,Н-дихлорамино)сульфонилфенокси]бензолсульфонамида с 1,2-дихлор-этиленом, трихлорэтиленом и трибромэтиленом разработаны удобные синтетические подходы к бис-4,4'-(полигалогенэтилиденаминосульфонил)-дифенилу, -дифенилметану, -дифенилоксиду - новым соединениям, сочетающим в своей структуре два азометиновых фрагмента, активированных сильными электроноакцепторными заместителями.
Продемонстрировано, что в реакции с 1,2-дихлорэтиленом изученные хлорированные бисамиды проявляют хемоспецифичность в отличие от ранее описанных в литературе NjN-дихлорамидов аренсульфокислот и образуют биссульфонилимины дихлоруксусного альдегида без примеси иминов хлораля.
С помощью физико-химических методов и различных химических
превращений установлено, что взаимодействие Ы,Ы-дихлорамидов
ароматических моносульфокислот и. 4,4-дисульфокислот дифенила и
дифенилоксида с трибромэтиленом приводит к образованию смесей
соответствующих сульфонилиминов дибромхлоруксусного и
трибромуксусного альдегидов, выходы и соотношения которых определяются условиями проведения реакций.
Реакционная способность и синтетическая значимость новых активированных диазометиновых соединений была показана на примере взаимодействия с типичными представителями О-, N- нуклеофилов (водой, спиртами, амидами), с аренами и гетаренами.
Обнаружено, что реакции амидоалкилирования ряда ароматических соединений (толуола, анизола, тиофена, а-хлортиофена, N-бензилиндола, N-бензилпиррола) протекают региоспецифично с образованием пара-
замещенных производных бензола, продуктов С-амидоалкилированния тиофенов и пиррола в положение 2, индола - в положение 3.
Строение №(трихлорэтилиден)аренсульфонамидов и впервые синтезированных хлорсодержащих бисиминов было изучено методами ЯМР 'Н, 13С спектроскопии и квантово-химическими расчетами. При этом установлено, что азометиновые производные хлораля и дихлоруксусного альдегида существуют в растворах органических растворителей в виде ^-изомеров.
Апробация работы и публикации
По материалам диссертации опубликовано 4 статьи и тезисы 6 докладов.
Результаты работы представлены на Молодежной научной школе -конференции «Актуальные проблемы органической химии», Новосибирск, 2003, VII Молодежной научной школе - конференции по органической химии, Екатеринбург, 2004, IV Международной конференции молодых ученых по органическому синтезу, Санкт-Петербург, 2005, VIII Молодежной научной школе-конференции по органической химии, Казань, 2005, Международной конференции по органической химии «Органическая химия от Бутлерова и Бельштейна до современности», Санкт-Петербург, 2006.
Объем и структура работы
Диссертация состоит из введения, литературного обзора, посвященного обобщению известных данных по синтезу и реакционной способности галогенсодержащих азометинов, обсуждения результатов собственных исследований, экспериментальной части, выводов и списка литературы из 150 наименований.
Диссертация включает 152 страницы основного текста, 2 таблицы и 4 рисунка.
Синтез галогенсодержащих иминов на основе взаимодействия ТКГ-дихлорамидов с 1,2-полигалогенэте-нами
В ранних обзорных работах [24, 25] было продемонстрировано, что галогенсодержащие алкил-а-хлоризоцианаты, могут являться предшественниками ацил-, алкоксикарбонил-, аминокарбонилиминов различных галогенкарбонильных соединений.
Реакции фторалкилизоцианатов с самыми разнообразными нуклеофилами (спиртами [38], карбоновыми кислотами с последующим декарбоксилированием [39], дифениламином [40], амидами, имидами карбоновых кислот [41]) приводят к иминам фторированных кетонов. Аналогичным образом протекают превращения 1-R-1,2,2,2-тетрахлорэтилизоцианатов и др. перхлорированных изоцианатов [42-48]
Преимущества такого синтетического подхода к активированным галогенсодержащим азометиновым соединениям обусловлены удобными методами получения соответствующих изоцианатхлоридов, которые основаны на легко протекающей реакции галогенсодержащих карбонильных соединений с уретанами и обработкой образующихся полуаминалей РСІ5 [49]:
Кроме описанных выше хлоризоцианатов можно использовать сходные по реакционной способности изоцианаты, содержащие в а-положении к изоцианатной группе какие-либо другие легко уходящие заместители: ацилоксильный [50], арилоксильный или алкоксильный [48, 51], хотя соединения такого типа значительно менее доступны:
Следует отметить, что в последнее время синтетический подход, основанный на хлоризоцианатах и других изоцианатах, используется в основном для получения фторсодержащих азометинов.
Так, реакцией фторсодержащих изоцианатов с ариламинами [52], фенолами [53, 54], 4-нитрофенолом [55], К,М -диметилмочевиной [56], этиловым эфиром p-N-метиламинокротоновой кислоты [57], орто-меркаптофенолом и орто-димеркаптобензолом [58], нафтолами и нафтиламинами [59] был получен ряд новых иминов фторированных кетонов.
Следует отметить, что если во взаимодействие с изоцианатами вовлекаются полифункциональные нуклеофильные соединения, то реакция завершается образованием гетероциклических систем, поскольку высокоэлектрофильные имины в момент образования реагируют со второй функциональной группой.
Например, реакция с тиогликолевой кислотой, приводящая к образованию тиазолидиноновых производных, протекает, по-видимому, через соответствующие имины трифторметиларилкетонов [60]:
Высокоэлектрофильные хлоралкилизоцианаты способны реагировать с такими нуклеофилами, как пиридин. Взаимодействие с 2-(метилциано)пиридином в присутствии триэтиламина протекает с образованием пиридо[1,2-с]-пиримидин-1-она [61]. Интересно отметить, что в других условиях (нагревание без EtjK) наблюдается карбамоилирование активной метиленовой группы с образованием пиридо[1,2-с]пиримидин-3-она. В обоих случаях процесс протекает через стадию образования соответствующих иминов трифторметиларилкетонов [61]:
Те же хлоризоцианаты в присутствии триэтиламина взаимодействуют с производными бензимидазола и бензотиазола. Образующиеся в результате этого активированные имины вступают в реакции внутримолекулярного С-амидоалкилирования метиленой группы, давая в конечном счете пиримидо[6,1-6][1,3]бензотиазолы [62] и бензимидазо[1,2-с]пиримидины [63]:
По схеме N-карбамоилирования в присутствии органических оснований идут реакции 2-метилцианопиридина, бензимидазолов и бензотиазолов с 1,1-дихлор-2,2,2-трифторэтилизоцианатом [61-63] или 2-метилцианопиридина и бензимидазолов с 1-хлоралкилкарбодиимидами CF3(Ar)(Cl)CN=C=NAr [61,63].
Синтез галогенсодержащих иминов на основе взаимодействия дигалогенамидов с 1,2-полигалогенэтенами
Ранее было показано, что взаимодействие К,№дихлорамидов карбоновых, карбаминовых, фосфоновых и арилсульфоновых кислот с 1,2-дихлорэтиленом, трихлорэтиленом и трибромэтиленом [23, 64, 65] приводит к образованию соответствующих N-ацил-, фосфонил-, сульфонилиминов дихлоруксусного альдегида, хлораля, дибромхлоруксусного альдегида. В указанных работах продемонстрированы преимущества и ограничения такого подхода. Так, было показано, что имины образуются с высокими, а в случае производных сульфоновых кислот и трихлорэтилена - с количественными выходами. В качестве исходных соединений используются промышленные, либо легко доступные реагенты. Процесс не является трудоемким, приводит к целевым соединениям в одну стадию и позволяет использовать их для дальнейших синтетических целей без выделения из реакционной смеси, в . которой они образуются. Особенностью этого синтетического подхода, которую можно считать преимуществом, является возможность варьирования количества атомов хлора или брома в альдегидной части молекулы - в Р-положении к азоту. В других методах необходимо использовать галогенсодержащий альдегид или его синтетический эквивалент, уже содержащие атомы хлора и брома, а такие соединения являются малодоступными.
К недостаткам рассматриваемого метода следует отнести образование побочных соединений молекулярного хлора и высококипящих продуктов хлорирования исходных полигалогенэтенов. Так же, в ряде случаев происходит образование смесей бис(амидо)полигалогенэтанов, полихлорэтил- и полихлорэтилиденамидов с различным количеством атомов хлора [24]. Кроме того, существуют ограничения по использованию исходных N-галогенсодержащих соединений. Имины можно получить только из г -дигалогенамидов. М,К-Дигалогенамины подобным образом с полигалогенэтенами не реагируют [24]. При этом следует учитывать, что многие галогенамиды являются малоустойчивыми соединениями, что препятствует их использованию для отмеченных синтетических целей.
Несмотря на эти недостатки, данный метод синтеза галогенсодержащих иминов интенсивно развивается, и с момента опубликования последних обзоров [24, 64, 65] появились новые примеры использования такого подхода для синтеза сульфонилиминов хлораля и дихлоруксусного альдегида.
Бис дихлораминосульфонил дифенил, - дифенилметан и -дифенилоксид в реакциях с 1,2-полигалогенэтенам
N-Функциональнозамещенные полигалогенальдимины и кетимины с успехом зарекомендовали себя в качестве значимых реагентов для тонкого органического синтеза [24]. Наличие в структуре этих соединений азометиновой группы, активированной сильными электроноакцепторными заместителями, позволяет использовать их при решении разнообразных синтетических задач и открывает удобные подходы к широким рядам полифункциональных галогенсодержащих алкиламидных производных.
Логично ожидать, что структуры, содержащие несколько электрофильных азометиновых фрагментов, должны обладать еще более широкими синтетическими возможностями. Однако, свойства таких галогенсодержащих азометиновых систем в настоящее время практически не изучены. Так, в литературе имеется лишь одна работа, в которой описан синтез перфторированных бисацилиминов [1].
В связи с этим разработка путей синтеза неизвестных ранее активированных галогенсодержащих бисиминов, исследование их строения и реакционной способности является важной задачей, актуальность которой не вызывает сомнений.
Химия иминов галогенсодержащих альдегидов и кетонов начала интенсивно развиваться в начале 60-х годов, когда были разработаны первые препаративные методы синтеза этих соединений. Обзор публикаций, посвященных этим интересным объектам, позволяет сделать вывод о том, что наиболее удобный подход к сульфонилиминам полихлор(бром)альдегидов,
основан на взаимодействии ІМ -дигалогенамидов сульфокислот с полигалогенэтенами [24]. Преимущества этого метода заключаются в простоте эксперимента, высоких выходах целевых продуктов, дешевых и доступных реагентах и одностадийном процессе, в котором в качестве сопутствующих продуктов образуются полигалогеналканы, которые также находят или могут найти применение в качестве растворителей для лаков, красок, полимеров и др.
Поэтому, именно этот метод был использован нами при получении базовых объектов для дальнейших исследований - бис(полигалоген-этилиден)амидов дисульфокислот, в которых сульфониламиноэтилиденовые фрагменты связаны дифенильным, дифенилметановым или дифенилоксидным мостиками.
Биссульфохлориды на основе дифенила, дифенилметана и дифенилоксида мы получали по описанному в литературе методу [118]. После окончания реакции целевые сульфохлориды отделяли от реакционной массы и промывали водой, затем немедленно обрабатывали водным раствором аммиака и в результате получили соответствующие биссульфонамиды (1-ІЙ) с выходами до 98%.
Для синтеза Ы Ы -тетрахлорамидов биссульфоновых кислот дифенила, дифенилметана и дифенилоксида мы осуществили хлорирование выделенных бисамидов (I-III).
Впервые сведения о методах синтеза N-хлорированных диамидов ароматических дисульфокислот появились в литературе еще в 1905 году. Более ста лет назад Шатавей Ф.Д. занимался получением N-хлорпроизводных бензол-л ета-дисульфонамида и осуществил синтез N,N,N ,N -тетрахлор-л/е/яя-бензолдисульфонамида [119]. В основе метода лежала обработка дисульфонамида насыщенным раствором хлорной извести и уксусной кислотой. В 1946 году Зильберг И.Г. с сотрудниками модифицировал метод Шатавея Ф.Д., заменив хлорную известь на гипохлорит натрия [120]. Дальнейшие модификации включали замену хлорирующих агентов на газообразный хлор, а уксусную кислоту на различные минеральные кислоты [120].
В 1974 году американский ученый S. Е. Cantor с сотрудниками [121] использовали уже описанный метод Зильберга И.Г. - хлорирование гипохлоритом натрия и осаждение М -тетрахлорамидов соляной кислотой -для получения широкого ряда хлорированных полиамидов ароматических бис- и трисульфокислот с общей формулой YtSC NCyn, где Y- дифенил, дифенилоксид, дифенилметан и т.д. При этом сообщалось, что выход целевых соединений составлял 100 %.
Указанные методы имели промышленную направленность. Они основаны на процессе диспропорционирования в кислой среде образующихся in situ N-монохлорамидов до целевых Т\Г,1Ч-дихлорамидов и исходных нехлорированных амидов, а потому характеризовались лишь 50%-ной конверсией исходных амидов. При попытке получить целевые тетрахлорамиды (IV-VI) по предложенному методу [121] нам не удалось достигнуть указанных авторами выходов требуемых соединений, а также синтезировать их с требуемой степенью чистоты.
В связи с этим мы оптимизировали методы получения хлорированных амидов (IV-VI) для увеличения конверсии исходных амидов (1-ІЙ) и получения МД М -тетрахлорамидов высокой степени чистоты, требуемой для дальнейших синтетических целей.
Установлено, что воздействие свежеприготовленного гипохлорита натрия на дисульфонамиды (1-ІЙ) в водной среде при одновременном и постоянном пропускании газообразного хлора приводит к образованию целевых хлорированных амидов (IV-VI) с выходом 85-88%.
Строение М,г 1,К ,№-тетрахлорамидов (IV-VI) установлено методами ЯМР Н и ИК спектроскопии и подтверждается данными элементного анализа (см. экспериментальную часть). Температуры плавления синтезированных нами соединений (IV-VI) соответствуют литературным данным [121].
Полученные продукты (IV-VI) представляют собой бесцветные или слабо окрашенные кристаллические вещества, нерастворимые в воде, ограниченно растворимые в ароматических и хлорорганических растворителях.
Сульфохлорирование тиофена, 2-хлортиофена Синтез и свойства дихлорамидов тиенилсульфокислот
При изучении взаимодействия 2,5-дихлор-, 2,5-дибромтиофенов с хлорсульфоновой кислотой, при использовании 4-6-ти кратного мольного избытка HOSO2CI и разбавлении реакционной смеси СС14 при температурах -25 -г- -30 С, мы наблюдали образование 5-хлор(бром)тиенилсульфохлоридов и дигалогензамещенных сульфохлоридов, строение которых предполагает миграцию атомов галогена из положения 2 в положение 3 или 4.
Поскольку образовавшиеся в результате реакции смеси тиенилсульфохлоридов оказались малоустойчивыми при выделении и хранении (по-видимому, вследствие легкого гидролиза и межмолекулярной конденсации) мы сразу обрабатывали их аммиачной водой, превращая тем самым в смеси соответствующих устойчивых тиенилсульфонамидов, строение и состав которых изучали далее физико-химическими методами.
Изучение продуктов аминирования показало, что в результате сульфохлорирования образуются 5-галоген-2-тиенилсульфохлориды, а также 4,5-дигалоген-З-тиенилсульфохлориды. Образование 3,5-дигалоген-2-тиенилсульфохлорида отмечено лишь при реакции 2,5-дибромтиофена.
Следует добавить, что в отмеченных условиях моногалогензамещенный . 2-хлортиофен сульфохлорируется без замещения атома хлора, образуя только 5-хлортиен-2-илсульфохлорид (XVII б).
Вероятно, воздействие такой сильной кислоты, как хлорсульфоновая, является достаточным, чтобы генерировались устойчивые галогензамещенные тиофениевые ионы - катионные о-комплексы, как для исходных дигалогентиофенов, так и для их сульфохлорированных производных. Дальнейшие превращения таких тиофениевых катионов могли бы привести к образованию соответствующих сульфохлорированных галоген- и дигалогензамещенных производных тиофена и к целевым дисульфохлоридам.
Диспропорционирование 2,5-дихлор(дибром)тиофениевых ионов, приводящее в конечном итоге к образованию 2-хлор(бром)-, 2,4-дихлор(дибром)тиофенов в присутствии сильных кислот Бренстеда и Льюиса в хлорорганических растворителях описано и обсуждается в работах [127-130]. Однако, в литературе отсутствуют сведения о подобных превращениях дигалогентиофенов под действием хлорсульфоновой кислоты.
Кроме того, в работах [127-130] не описано образование 2,3-дигалогензамещенных производных тиофена.
Состав смесей тиенилсульфонамидов установлен с помощью спектроскопии ЯМР и хромато-масс-спектрометрии. Соединение (XVIII б) было получено нами ранее (см. раздел 2.1.3.1.).
Масс-спектры исследуемых галогензамещенных тиенилсульфонамидов (XVIII б, XX-XXII) характеризуются устойчивым пиком молекулярного иона (М1" ), диссоциативная ионизация которых отражает все характерные черты распада арилсульфонамидов [131-133].
В спектре ЯМР Н смеси хлорпроизводных тиенилсульфонамидов (XVIII б, XXI а) проявляются два дублетных сигнала 7.20 и 7.43 м.д. с константой ДН,Н) = 4.0 Гц, соответствующие соединению (XVIII б), синглет 7.31 м.д., соответствующий (XXI а) и уширенный сигнал аминогрупп 7.79 м.д. обоих соединений. В спектре ЯМР 13С наблюдаются восемь сигналов, три из которых соответствуют метановым атомам углерода, а пять -четвертичным.
В двумерном спектре HSQC Н- С наблюдаются кросс-пики между протонами 7.20, 7.43 и 7.31 м.д. и атомами углерода 127.51, 129.78 и 126.48 м.д. соответственно. Для отнесения четвертичных атомов углерода был использован метод НМВС Н- С, оптимизированный на значение константы V(C,H) = 10 Гц (рис. 1). В спектре НМВС сигнал протона 7.20 м.д. дает три кросс-пика: C2(XVIII б) - 144.0 м.д., 3ДС,Н) = 11.1 Гц, C5(XVIII б) - 133.15 м.д., 2ДС,Н) = 2.2 Гц и C3(XVIII б) - 129.78 м.д., 2J(C,H) = 5.5 Гц, что однозначно доказывает строение (XVIII б). Протону 7.31 м.д. соответствует три кросс-пика: С3(ХХ1 а) - 140.17 м.д., 2J(C,H) = 3.2 Гц, С4(ХХ1 а) - 126.94 м.д., 3ДС,Н) = 13.5 Гц и С5(ХХ1 а) - 125.81 м.д., V(C,H) 1 Гц, что подтверждает структуру (XXI а). Данное отнесение сигналов было проведено с учетом того, что вицинальные КССВ С- Н значительно превышают по абсолютной величине геминальные, т.е. V(C,H) V(C,H). Кроме того, дополнительным аргументом в пользу предложенных структур (XVIII б) и (XXI а) является то обстоятельство, что в спектре NOESY проявляются кросс-пики H4(XVIII б) 7.43 м.д. и Н5(ХХ1 а) 7.31 м.д. с сигналом аминогруппы 7.79 м.д.
Реакционная способность -трихлорзтилиден)амида 5-хлор-2-тиенилсульфокислоты
Для изучения свойств иминов дибромхлор- и трибромуксусного альдегидов, а также для подтверждения структуры иминов, образующихся при взаимодействии К-дихлорамидов бензол- и 4-хлорбензолсульфокислот с трибромэтиленом, мы вовлекли полученные смеси иминов дибромхлор- и трибромуксусного альдегидов (XIII а,б - XIV а,б) в реакции С-амидоалкилирования толуола и бензола. При этом мы учитывали, что соответствующие амидоалкилированные ароматические производные, в отличие от иминов (XIII а,б - XIV а,б), являются химически устойчивыми и более удобными для исследований физико-химическими методами.
Реакции С-амидоалкилирования аренов идут аналогично изученным ранее реакциям аренсульфонил- и трифторметилсульфонилиминов хлораля в присутствии олеума и за 5 ч приводят к продуктам региоспецифичного С-амидоалкилирования аренов - соответствующим N-(l-apmi-2-полигалогенэтил)амидам сульфокислот (XLII a,6-XLV а,б).
Образование смесей амидоалкилированных аренов доказано физико-химическими методами. В ЯМР Н спектрах смеси продуктов алкилирования бензола (XLII а,б и XLIII а,б) и толуола (XLIV а,б и XLV а,б) фрагмент NH-CH представлен двумя дублетами для NH и двумя дублетами для СН групп при таком же соотношении интегральной интенсивности сигналов, как и отношение интенсивностей сигналов азометиновых протонов в исходных смесях азометинов (XIII-XIV). В спектрах ЯМР 13С присутствуют сигналы групп СВг2С1 (65 - 68 м.д.) и СВгз (46 - 50 м.д.), а атомы углерода метиновой группы и ароматических колец представлены тесно расположенными двойными сигналами, что соответствует смеси двух схожих по строению амидов, содержащих дибромхлорметильную и трибромметильную группы.
Таким образом, полученные данные достоверно подтверждают, что взаимодействие тетрахлорамидов аренсульфокислот с трибромэтиленом приводит к образованию смеси аренсульфонилиминов бромаля и дибромхлоруксусного альдегида.
Мы продолжили исследование амидоалкилирующей способности новых бисаренсульфонилиминов полихлоральдегидов и изучили реакции этих активированных азометинов с тиофеном и 2-хлортиофеном.
Реакция бисимина (XII) с тиофеном протекает за 5-6 ч при 4-кратном мольном избытке гетероароматического соединения в растворе трихлорэтилена (без выделения имина из реакционной смеси, в которой он образуется) в присутствии каталитических количеств кислоты Льюиса (BF3 OEt2). При этом образуется АГ-[2,2,2-трихлор-1 -(тиен-2-ил)этил]-4-[2,2,2-трихлор-1-(тиен-2-ил)этил)аминосульфонил]феноксибензолсульфонамид. Замещение протекает региоспецифично в положение 2 гетероароматического кольца.
Также было изучено взаимодействие бисимина (XII) с одним эквивалентом тиофена, чтобы выяснить, возможно ли вовлечение в процесс только одной азометиновой группы с сохранением второй для последующих превращений. Установлено, что процесс приводит к образованию смеси соединений, среди которых идентифицированы К,г Р-бис(1-гидрокси-2,2,2-трихлорэтил)амид (XXIX б), амидоалкилированное тиофеновое производное (XLVI) и соединение (XLVII), в котором одна азометиновая группа вступила в реакцию С-амидоалкилирования тиофена, а другая - присоединила воду. В ЯМР Н спектрах смеси присутствуют дополнительные сигналы тиофенового и ароматических колец, а также две дополнительные пары дублетов протонов, соответствующие фрагментам NH-CH с характерными химическими сдвигами. При этом химические сдвиги одного NH-CH фрагмента соединения (XLVII) близки сигналам гидроксипроизводного (XXIX б), а другого - соответствующим сигналам амидоалкилированного тиофенового производного (XLVI).
Нам представлялось актуальным изучить инсектицидную активность тиенил) этил)аминосульфонил]феноксибензолсульфонамида (XL VIII), поскольку проведенные на блохах грызунов (Xenopsylla cheopis) и таежном клеще {Ixodes persulcatus) испытания в 2005 году показали, что наиболее выраженным действием на блох грызунов и имаго таежного клеща обладал 2-([1-трифторметилсульфонамидо-2,2,2-трихлор]этил)-5-хлортиофен [145].
Актуальность проблемы противоклещевой защиты человека и животных возросла в связи с широким распространением в последние годы популяций таежных клещей в заповедных, парковых зонах, садоводствах, что приводит к возрастающему числу заболеваний клещевым энцефалитом, боррелиозами у населения.
Ранее в ИрИХ СО РАН были получены новые представители инсектоакарицидных препаратов из класса производных аренсульфонамидов, некоторые из которых по данным лабораторных испытаний вызывали 100 % гибель иксодовых клещей и блох - переносчиков чумы, во всех фазах развития насекомых и по результатам ограниченных полевых испытаний в двух природных очагах чумы были рекомендованы для экстренной дезинсекции.
При осуществлении реакций С-сульфонамидотрихлорэтилирования а-хлортиофена получено вещество (XLVIII) с уникальным сочетанием в своей структуре фрагментов, входящих как в оригинальный препарат N-(1-гидрокси-2,2,2-трихлорэтил)-4-хлорбензолсульфонамид (трихлорметильная, сульфонамидная), так и в ДДТ (трихлорметильные) и в инсектоакарициды тиофенового ряда [145,146].
В опытах с блохами 1%-ным раствором соединения (XLVIII) в ацетону пропитывали песок, на который после его просушивания помещали взрослых насекомых, выращенных в инсектарии. Перед опытом имаго кормили на белых мышах. Контакт имаго с обработанным песком продолжался до окончания наблюдений. Гибель блох учитывали через 1, 24, 48 и 72 часа. Инсектицидную активность синтезированных соединений сравнивали с действием 0.05 % фипронила, одного из наиболее эффективных в настоящее время инсектоакарицидов. В экспериментах использовано более 500 X. cheopis
![3-аминотиено[2,3-b]пиридины и гетероциклические системы на их основе: синтез, свойства и биологическое действие](/i/i/4435/49289.png "3-аминотиено[2,3-b]пиридины и гетероциклические системы на их основе: синтез, свойства и биологическое действие Осипова Анжелика Автандиловна")