Введение к работе
Актуальность проблемы. 5-Арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионы широко используются в органическом синтезе. На их основе получены различные линейные и циклические соединения, многие из которых обладают биологической активностью.
Бифункциональные реагенты, содержащие в своем составе аминогруппу (гид-роксиамины, меркаптоамины, оксоамины, аминокислоты, аминошприлы) раскрывают цикл 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с образованием соответствующих амидов 4-арил-2,4-диоксобутановых кислот. Продукты рециклизации образуются с моноза-мещенными цианамидами. Если нуклеофильность аминогруппы понижена (амиды и тиоамиды кислот, Р-енаминокетоны, некоторые N-арилгидразоны) раскрытие дигид-рофуранового цикла не происходит. Это создает благоприятные условия для генерирования реакционноспособных ароилкетенов и образованию различных продуктов N-ароилацетилирования. При наличии в молекуле реагента наряду с аминогруппой кратных связей углерод-азот (N-цианоамидины, дизамещенные цианамиды) образуются продукты [4+2]-циклоприсоединения. Низкая нуклеофильность аминогрупп мочевин и тиомочевин обусловливает жесткие условия проведения реакций с 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионами с образованием гидантоинов и тиогидантоинов.
Если реакции алифатических и ароматических аминонитрилов и тиомочевин с 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионами изучены достаточно подробно, то взаимодействие гетариламинонитрилов, аминоарилтиоцианатов и функционализированных тиомочевин практически не изучено. Данное направление исследований открывает широкие возможности для синтеза новых продуктов, в том числе биологически активных, которые с успехом могут найти применение в медицине и других отраслях народного хозяйства, кроме того, данные химические превращения представляют теоретический интерес, так как раскрывают неизученные свойства фурандионов и ароилкетенов, являющихся интермедиатами во многих химических реакциях.
Цель работы. Целью настоящей работы является:
-
Исследование взаимодействия 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с N-циа-но-2-нитробегоолсульфенамидом и N-цианоморфолином, содержащими в своем составе кратную связь C=N.
-
Исследование взаимодействия 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с гетари-ламинонитрилами.
-
Исследование взаимодействия 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с амино-нитрилами, содержащими в своем составе несколько аминогрупп и кратных связей CsN и C=N (диаминомалеонитрил, дифенилгидразон диаминоглиоксаля).
-
Исследование взаимодействия 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с ами-ноарилтиоцианатами.
-
Исследование взаимодействия 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с реагентами, содержащими тиомочевинный фрагмент (2-гидразинокарбонилфенилтио-
мочевина, тиокарбгидразид, гидроиодид S-метилизотиосемикарбазида).
Научная новизна. Установлено, что взаимодействие 5-арил-2,3-дигидрофу-ран-2,3-дионов (АФД) с N-цианоморфолином и Ы-циано-2-нитробензолсульфенами-дом протекает с образованием 6-арил-2-морфолино-1,3-оксазин-4-онов и 2-(2'-нитро-фенилсульфенамидо)-1,3-оксазин-4-онов. Полученные продукты являются результатом реакции циклоприсоединения ароилкетенов по цианофуппе реагентов.
Впервые исследовано взаимодействие 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с пятичленными гетариламинонитрилами. Показано, что в зависимости от характера гетероциклов, числа цианогрупп в их структуре и условий проведения процесса, реакции протекают различным образом. Так, 2-амино-3-циано-4,5-тетраметилентиофен образует с АФД продукты раскрытия дигидрофуранового цикла - 2-М-ароилпируво-ил-3-циано-4,5-тетраметилентиофены. 2-Амино-3-циано-4,5-дифенилфуран, 2-амино-1 -бензилиденамино-5 -фенил-3,4,4-трициано-2-пирролин и 5 -амино-4-циано-1 -фенил-пиразол реагируют с АФД исключительно в условиях термического декарбонилиро-вания последних, образуя соответствующие N-ароилацетильные производные.
Установлено, что реакции 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с диаминомале-онитрилом и дифенилгидразоном диаминоглиоксаля протекают с образованием циклических продуктов - 5,6-дициано-3-фенацил-1,2-дигидропиразин-2-онов и 5,6-бис-(фенилгидразоно)-3-ароилметиленпиперазин-2-онов.
В результате реакций АФД с 4-аминофенилтиоцианатом доказано образование 4-№(ароилпирувоил)аминоарилтиоцианатов. Показано, что орто-расположение ами-но- и цианогрупп приводит к образованию циклических продуктов. Так, 2-амино-5-этоксикарбонилфенилтиоцианат и 2-амино-5-сульфамидофенилтиоцианат реагируют с 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионами с образованием 6-замещенных 3-ароилпиру-воил-2-иминобензтиазолинов.
Впервые исследовано взаимодействие 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с гидроиодидом S-метилизотиосемикарбазида. Установлено, что продуктами реакции являются 3-метилтио-5-ароилметилен-1,2,5,6-тетрагидро-1,2,4-триазин-6-оны. В результате реакций гидроиодида S-метилизотиосемикарбазида с 4-арил-2,4-диоксобу-тановыми кислотами, лактонами которых являются АФД, образуются в зависимости от условий реакции, 3-метилтио-6-ароилметил-2,5-дигидро-1,2,4-триазин-5-оны или 6-ароилметил-2,3,4,5-тетрагидро-1,2,4-триазин-3,5-дионы. Полученные продукты находятся в иминоформе, что обусловлено наличием прочных межмолекулярных водородных связей в соединениях.
Впервые установлено, что взаимодействие 4-арил-2,4-диоксобутановых кислот с тиокарбгидразидом приводит к образованию 6-ароилметил-4-амино-3-тио-2,3,4,5-тетрагидро-1,2,4-триазин-5-онов.
Практическая ценность. Разработаны методы синтеза 6-арил-2-(2'-нитро-фенилсульфенамидо)-1,3 -оксазин-4-онов, 6-арил-2-морфолино-1,3-оксазин-4-онов, 2-ароилпирувоиламино-3-циано-4,5-тетраметилентиофенов, N-ароилацетильных про-
изводных 2-амино-3-циано-4,5-тетраметилентиофена, 5-амино-3-циано-4,5-дифенил-фурана, 5-амино-З-циано-1 -фенилпиразола, 2-амино-3,4-дициано-1,5-дифенилпирро-ла и 2-амино-1-бензилиденамино-5-фенил-3,4,4-трициано-2-пирролина, 5,6-дициано-3-фенацил-1,2-дигидропиразин-2-онов, 5,6-бис-(фенилгидразоно)-3-ароилметиленпи-перазин-2-онов, 4-Ы-(ароилпирувоиламино)аминоарилтиоцианатов, 6-замещенных З-ароилпирувоил-2-иминобензтиазолинов, З-метилтио-5-ароилметилен-1,2,5,6-тетра-гидро-1,2,4-триазин-6-онов, 3-метилтио-б-ароилмегил-2,5-дигидро-1,2,4-триазин-5-онов, 6-ароилметил-2,3,4,5-тетрагидро-1,2,4-триазин-3,5-дионов, 6-ароилметил-4-амино-3-тио-2,3>4,5-тетрагидро-1,2,4-триазин-5-онов, 2-(Ы-ароилпирувоилгидразино-карбонил)фенилтиомочевин.
Предлагаемые методы просты по выполнению, позволяют получать соединения с заданной комбинацией заместителей и могут быть использованы как препаративные в органической химии.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 3 статьи и 2 тезисов докладов.
Апробация. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на 19-й Всероссийской конференции по химии и технологии органических соединений серы (Казань, 1995), на 7-ом Международном совещании по химическим реактивам (Уфа -Москва, 1994), и ежегодных научно-технических конференциях ИТХ УрО РАН (1994, 1996 г.).
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа общим объемом 130 страниц машинописного текста состоит из введения, трех глав: обзора литературы, обсуждения результатов собственных исследований, экспериментальной части и выводов. Список литературы включает 115 работ отечественных и зарубежных авторов. Диссертация содержит 29 таблиц, 2 рисунка.