CC BY
51УДК 547.793.2 А.И. Степанов1, В.С. Санников2,
Д.В. Дашко3, А.А. Астратьев4
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
АМИДОКСИМА
4-АМИНОФУРАЗАН-
3-КАРБОНОВОЙ
КИСЛОТЫ В СИНТЕЗЕ
ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ (ОБЗОР)
ФГУП Специальное конструкторско-технологическое бюро «Технолог». 192076 Советский проспект 33-А, С.-Петербург, Российская Федерация. e-mail: [email protected]
Рассмотрены методы получения и химические свойства амидокси-ма 4аминофуразан-3-карбоновой кислоты. Показано, что указанное соединение представляет собой ценный синтон в синтезе разнообразных полигетероциклических производных 1,2,5-оксдиазола
Ключевые слова: фуразан, 4-аминофуразан-3-карбоновая кислота, амидоксим, 1,2,4-оксадиазол
DOI: 10.15217/issn1998984-9.2014.25.32
Введение
Производные 1,2,5-оксадиазола и его 2-оксида, известные в химической литературе также как «фура-заны» [1] и «фуроксаны» [2] представляют собой весьма интересные объекты для исследования не только с точки зрения многообразия и нетривиальности их химических превращений, проявляемой биологической активности [3-16], но и с точки зрения использования их в качестве высокоэнтальпийных и высокоплотных энергоемких соединений [17-19].
Стратегия синтеза разнообразных гетероциклических систем, включающих в свой состав 1,2,5-оксади-азольные (фуразановые) циклы основана на синтезе и проведении дальнейшей химических трансформаций таких простейших производных 1,2,5-оксадиазола, как содержащие при фуразановом цикле такие заместители, как Н, Me, СН2На1, СООН, Ас и NH [20]. В этой связи амидоксим 4-аминофуразан-3-карбоновой кислоты (4-амино-М'-гидрокси-1,2,5-оксадиазол-3-карбоксимида-мин) (1) представляет собой уникальный строительный блок в химии 1,2,5-оксадиазола. Соединение 1 содержит, по крайней мере, 4 реакционных центра (две аминогруппы 1-11, оксимный фрагмент III и фуразановый цикл IV, рисунок 1). Кроме того амидоксим 1 является одним из наиболее синтетически доступных соединений в ряду 1,2,5-оксадиазола.
iv
N
о
I h2n
hon
Рисунок 1. Возможные реакционные центры в амидоксиме 4-аминофуразан-3-карбоновой кислоте (1)
Некоторые методы получения, строение и реакционная способность ряда оксимов пятичленных гетероциклических соединений обобщены в обзорах [21, 22]. В настоящей публикации нами рассмотрены получение и свойства амидоксима 4-аминофуразан-3-карбоновой кислоты (1).
Синтез амидоксима 4-аминофуразан-3-карбоновой кислоты
Исходным соединением для получения амидоксима 1 является коммерчески доступный динитрил малоновой кислоты (2) [23, 24]. В общем случае синтез соединения 1 включает следующие стадии: нитрозирование динитрила малоновой кислоты, взаимодействие полученного изонитрозомалонодинитрила (3) с гидроксилами-ном, циклизация образующегося 1,3-диамино-1,2,3-три-оксиминопропана (4) в щелочной среде с образованием искомого амидоксима 1 (схема 1). Процесс получения амидоксима 1 может быть осуществим в однореактором исполнении [25] (one pot synthesis) путем последователь-
2
1 Степанов Андрей Игоревич, нач. технол. лаб. ПУ-3, e-mail: [email protected]
2 Санников Владимир Сергеевич, инженер отд. 41, e-mail: [email protected]
3 Дашко Дмитрий Владимирович, канд. хим. наук, нач. отд., e-mail: [email protected]
4 Астратьев Александр Александрович, д-р хим. наук, зам. директора по научной работе, e-mail: [email protected] Дата поступления - 26 июля 2014 года
ного введения необходимых компонентов без выделения промежуточных продуктов. Максимальный выход целевого продукта 1 достигается только при условии четкого соблюдения оптимальных режимов проведения каждой стадии процесса (схема 1), а при масштабировании процесса получения амидоксима 1 необходимо принять во внимание, что ряд протекающих реакций носит выраженный автокаталитический характер.
CN.
NOH
H/NNN° NC^CN ^CN NH2OH HON^J^NOH
CN H+ N=O """" NOH " h2n 4 NH2
2 3a 3b
to
OH
h2NTT
4
to
NH,
К ,N O O 5
H2O
4
85%
N4 ^N NOH O
1
Схема 1
Достаточная для вытеснения азотистой кислоты (рКа 3.49 (0 °С), 3.34 (12.5 °С) [26]) из нитрита щелочного металла кислотность образующегося в ходе нитрозирования изонитрозомалононитрила (3Ь) (рКа 4.11+0.07 [27]) позволяет отказаться от использования предложенного в ранних методиках добавления избытка по отношению к нитриту натрия соляной [28] или уксусной [29] кислот, т.е. для проведения реакции достаточна добавка каталитического количества уксусной кислоты [30]. Отмечено, что нитрозирование ма-лононитрила (2) может проходить как прямое С-нит-розирование или М-нитрозирование с последующим внутримолекулярным N^C переносом нитрозогруп-пы [31]. Согласно расчетным данным [31] С-нитрози-рование термодинамически более выгодно, но кинетически предпочтительно протекание М-нитрозирования. В любом случае нитрозосоединение 3а далее изоме-ризуется в термодинамически более устойчивое изо-нитрозосоединение 3Ь. Автокаталитический характер процесса, а также гидролитическая нестабильность изонитрозосоеинения требует тщательного контроля температурного режима протекания реакции. Максимальный выход целевого изонитрозосоединения 5 может быть достигнут в интервале температур 5-20 °С (рисунок 2), использование более низких температур нам представляется нецелесообразным из-за резкого уменьшения скорости реакции нитрозирования. Взаимодействие 3Ь с избытком гидроксиламина приводит к образованию 1,3-диамино-1,2,3-триоксиминопропана (4). Оптимальная температура проведения процесса на этой стадии 15-25 °С (Кинетические исследования этой стадии приведены в работе [32]). (При необходимости препаративного выделения хорошо растворимого в воде триоксима 4, реакцию проводят в спиртовой среде [33]). Последующее нагревание реакционной массы до температуры кипения приводит к отщеплению молекулы воды от триоксима 4 и замыканию двух соседних оксимных групп в фуразановый цикл [34]. В ходе оптимизации методики получения амидокима 1 нами было установлено, что циклизацию триоксима 4 необходимо проводить при температуре не менее 98 °С (оптимально 105 °С) в течение 3 часов и при значении рН реакционной смеси в диапазоне 7-8 (рисунок 2). При более длительном времени проведения процесса выход амидоксима 1 уменьшается за счет его гидролиза, приводящего к образованию 4-аминофуразан-3-карбоновой кислоты (5).
Рисунок 2. Зависимость выхода амидоксима 1 от условий проведения реакции: А — влияние температуры на стадии нитрозирования 2, В — влияние времени кипячения, С — влияние рН реакционной массы на стадии циклизации триоксима 4
Физические и спектральные характеристики амидоксима 4-аминофуразан-3-карбоновой кислоты
Согласно данным рентгеноструктурного анализа оксимная группа амидоксима 1 находится в Z-конформации [35]. Асимметричная кристаллическая ячейка указанного соединения включает три кристаллически независимых молекулы, связанные межмолекулярными водородными связями [36]. Плотность монокристалла составляет величину 1.667 г-см-3 (293 К).
ИК спектр (KBr), v, см-1: 3441, 3386, 3333 (NH2); 3200 (N-OH); 1669, 1006 (фуразановый цикл) [30]. УФ спектр (MeCN/H2O 2/3 по об.), Amax, нм: 194, 280 [37]. XH ЯМР, 5, м.д. (ДМСО^6): 7.55(1H, c., OH); 5.98(2H, c., NH2) 5.49(2H, c., NH2) [30]; 10.46(1H, c, OH); 6.26(2H, s, NH2) 6.17(2H, c., NH2) [38]. 13C ЯМР, 5, м.д. (ДМСй^): 154.4 144.1; 139.8 [35]; 154.7; 144.3; 140.3 [38]; 154.6; 144.2 140.2 [34]. Масс-спектр, m/z, M(/0™, %): [M]+ 143(75.0); [M - OH]+ 126(1.0); [M - 2NHJ+ 111(2.0); [фуразан]+ 68(25.0); [HCNO]+ 43(30.0); [NO]+ 30(20.0) [37]. Т. пл. 188.9-191.2 °С [35].
Амидоксим 1 является достаточно термически устойчивым соединением, методами дифференцирующей сканирующей калориметрии было показано, что потеря в массе образца начинается при 126.7 °С, а пик интенсивного разложения приходится на 203.4 °С [34].
Методом изотопной метки установлено [39], что нагревание амидоксима 1 до 130-140 °С в присутствии щелочных агентов сопровождается его вырожденной перегруппировкой (схема 2). Реакция проходит через изомеризацию Z-формы оксима в Е-изомер. Для введения изотопной метки была использована реакция присоединения N15H2OH к 4-амино-3-цианофуразану [40] (см. схему 2).
ч
// \\ 15
„N 15M-OH O
N^ -N. 15N O' O K*
Схема 2
- //1П 15
HO—N N N 15
4o'
Химические свойства амидоксима 4-аминофуразан-3-карбоновой кислоты
Одна из наиболее ранних работ, связанных с изучением возможности использования амидоксима 1 в синтезе гетероциклических соединений, посвящена синтезу аденина (6), получаемого в результате взаимодействия амидоксима 1 с муравьиной кислотой в присутствии восстановителя [28] (схема 3).
NH
H2N-
тт
N4 /-N O
<
NOH
HCOOH
Red.
(Red. = Ni-Re; Zn; Pd/C)
HN
H„N
HN
Замыкание амино- и оксимной групп амидоксим-ного фрагмента молекулы 1 с функциональными произ-
личеств эфирата трехфтористого бора [42], реакция может быть проведена даже при комнатной температуре. В
водными карбоновых кислот приводит к образованию реакцию с ортоэфирами далее может вовлекаться также
1,2,4-оксадиазольного цикла. Наиболее гладко протекает реакция амидоксима 1 с триметилортоформиатом и Вильсмейера затрагивается только аминогруппа фураза-триметилортоацетатом в присутствии каталитических ко- нового цикла (схема 4).
МеОСН=Ы 9
БЮС=Ы Ме 10
О
аминогруппа фуразанового цикла (схема 4). С реактивом рагивается ма 4).
НС(ОМе)3
N
О
ТТЛ
N .ы ЫОН
МеС(ОБЦ
НСОЫН 8
з НЫ
// \\ N N
41
НС(ОМе)3
BFзEt2O
Н2Ы-
ЫН,
BF3■Et2O
2ЫТГЛ
ыч ЫОН
О
BF3■Et2O
О
Н2О
MeC(OEt)3
BF3■Et2O
1
НСОЫМе. РОС!,
НС1
2
Ме2ЫСН=Ы-
EtOC=N
С=ЫТТ
м м
»« N N Ы' Ме
11
НС(ОМе)
ТТ
О
Ме2ЫСН=Ы II ^ ^
13
12
ЫОН О
BF3■Et2O
В реакции амидоксима 1 с этиловым эфиром три- лем ортоэфира, но в результате внутримолекулярной этоксиуксусной кислоты промежуточно образующийся ими- реакции циклизации образуется фуразанопиримидин 15 ноэфир 14 не вступает во взаимодействие со вторым мо- (схема 5).
EtOOC
2МТТ1
ЫН2 (EtO)3CCOOEt
ЫОН О 1
EtOCO=N■ OEt
ттт
ЫОН О
14
Схема 5
// V
О
ЫОН
15
диацильных производных, замыкающихся при нагревании Взаимодействие амидоксима 1 с трифторуксус- в соответствующие М-ацилированные 5-тригалогенметил-ным ангидридом или хлорангидридом трихлоруксусной 1,2,4-оксадиазолы (16), легко дезацилирующиеся в процес-кислоты приводит к промежуточному образованию N,0- се их выделения (схема 6).
ЫН
Н„Ы
2
N
.СХ,
2ЫТИ
> ЫОН О 1
СХ3СОЫН-
16
ч
// \\
н2ы-
ч
N
СХ
// \\ О
17
i = ^3С0)20, X = F; ii = СС13СОС1, X = С1
Схема 6
В работе [41] отмечено, что реакция амидокси- цикл и приводит только к последовательному ацилиро-ма 1 с уксусным ангидридом непригодна для замыкания ванию оксимной и амино групп (схема 7). оксимной и аминогрупп в 5-метил-1,2,4-оксадиазольный
ЫН
Н,Ы
'2
Ас2О
2' // \\ \\
мч > ЫОН 1 О
Ас2О
ЫН
^ ЫОАс
О
АсЫН-
18
2
19
ТТЛ
ЫОАс
О
+
7
Схема 4
Ы
Для формирования 1,2,4-оксадиазольного цикла в качестве производных карбоновых кислот были также использованы нитрилы, амиды и сложные эфиры соответствующих кислот [42] (схема 8). Реакцию проводили в
N4.
h2n-
С
Т1ГТ
O
NOH
достаточно жестких условиях путем сплавлении реагентов, в результате выходы целевых продуктов невысоки и не превышают 50 %.
RX
h2n-
Схема 8
TT"
O
ч
N
R
N'
O
20a-c
Дальнейшие трансформации аминогруппы синтезированных таким образом 4-амино-3-(5^-1,2,4-ок-садиазол-3-ил)фуразанов (20а-с) включают получение 4-азидопроизводных (через стадию диазотирования аминогруппы нитрозилсерной кислотой), 4-нитропроизводных (окислением аминогруппы фуразанового цикла трифтор-надуксусной кислотой), а также получение соответствующих М-ацилпроизводных [42].
3,5-бис(4-Нитрофуразан-3-ил)-1,2,4-оксадиа-зол (DNFO) (21), получаемый окислением аминогрупп 3,5-бис(4-аминофуразан-3-ил)-1,2,4-оксадиазола (20с) в заявке на патент США [38] предложен для использования в качестве плавкого безопасного ВВ (т. пл. 60-62 °С). Согласно заявке на патент [38] диамин 20с синте-
зирован взаимодействием амидоксима 1 с 4-амино-3-цианофуразаном (22) (получение 22 см. ниже, схема 26). Реакция проводится нагреванием исходных компонентов в м-диметоксибензоле при 170 °С в присутствии колидина (выход 75 %), или проведением конденсации исходного амидоксима 1 и нитрила 22 в присутствии ZnCl2 при пропускании газообразного HCl, HBr или добавлением в реакционную массу H2SO4, или л-толуол-сульфокислоты (выходы 35-62 %). Окисление проводилось смесями 50-90 % H2O2 с трифторуксусной и/или серной кислотой (выход до 62 %). В качестве примеси методом колоночной хроматографии был выделен также 3-(4-аминофуразан-3-ил)-5-(4-нитрофуразан-3-ил)-1,2,4-оксадиазол (ANFO) (23) (т. пл. 92-93 °С) (схема 9).
NH,
h2nTTA\
{ + NCTT
-NH2 ZnCl2, H+
Nn ^N NOH O 1
N
o2n-
-( TTT
v N N
OO
N. .n
O
22
-NH,
// \\ Nn /N
Nx /N N
ANFO 23
N
H„N-
■( TTT
v n N N
-NH,
// W N4 yN
N4 M N о NO O 20c
N
o2n-
TTT
v .П N N OO
-NO,
Il W Nn /N
N4 ,N N -O
DNFO 21
H2O2
CF3COOH
Схема 9
4-Амино-3-(5-амино-1,2,4-оксадиазол-3-ил)фу-разан (24) получен при обработке амидоксима 1 бром-цианом в водной среде в присутствии гидрокарбоната калия. Большая реакционная способность аминогруппы при фуразановом цикле подтверждена реакциями диазотирования, с последующим образованием 4-азидопро-изводного 25, а также образованием азосоединения 26 в
результате окислительной димеризации 24 [42]. Конденсация 24 с 2,2,2-тринитрэтиловым спиртом также протекает по аминогруппе фуразанового цикла и приводит к получению 4-(2,2,2-тринитроэтиламино)-3-(5-амино-1,2,4-оксадиазол-3-ил)фуразана (27), исследованного в качестве энергоемкого соединения под шифром LLM-199 [43] (схема 10).
NH
HN
'2
BrCN
2N h \\ w --
N N NOH KHCO3/H2O 1
h2n
(O2N)3C
NHTT
Nx /N LLM-199 O 27
(O2N)3CCH2OH
N;
.NH„
"tt vn-o
N4 /N N O 24
KMnO,
MeOH/DMF, t HCl
1. NOHSO4
H2SO4
2. NaN,
H2N
O
^ ZNH2
"TT
Nx „N N
O
25
N=N
К /N O
O 26
t
1
t
+
2
2
Диазотирование амидоксима 1 в 20 %-й соляной ной кислоте выход а-хлороксима 29а может быть доведен кислоте приводит к замещению аминогруппы на атом хло- до 80 % [46]. ра [44, 45] (схема 11). За счет снижения модуля по соля-
NH
h2n-
1
«
NaNO.
// \\ ^ hc| n in n-oh hc|
H2NTin
{
+ ■ n2 ci-
28
N4 yN N-OH O
Схема 11
- N
C|
h2nTT^
{
29a
N4 ^N N-OH O
3-Амино-4-хлор(бром)оксииминометилфураза-ны 29а,Ь могут быть получены также окислением амидоксима 4-аминофуразан-3-карбоновой кислоты 1 бромом в соляной (или бромоводородной) кислотах [47] (авторы
допускают промежуточное образование в ходе реакции нитрилоксида 30) (схема 12), в качестве побочного продукта наблюдается образование амида 4-аминофуразан-3-карбоновой кислоты (31).
NH
H2N // \\ \\
{
O
Br2, HX
Nn ^N NOH O-50C
X
H2NTX
{
h2n-
HX
29a,b
Ns ^N NOH O
TT о
-=n—о
KM
30
HN-
NH„
{
ттт
Nn ^N о
O
31
Схема 12
Термическая устойчивость а-хлороксима 29а изучена в работе [48]. Согласно данным дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC) интенсивное разложение а-хлороксима 29а начинается при 197 °С. Эмпирическое уравнение зависимости теплоемкости от температуры в интервале 283K^354 K имеет вид Ср(Дж-д-1-К-1) = 1.6041x10-7T3 - 1.6121x10-4T2 + 5.6467x10-2T - 5.6373.
Атом галогена в а-галогенксимах (29a,b) весьма подвижен и может быть легко замещен на нукле-офил. В частности в реакции с азидом натрия был получен Z-изомер 1-азидо-(4-аминофуразан-3-ил)-аль-
доксима (32а) [49], устойчивый при хранении в течение длительного времени. Для достижения максимального выхода азодооксима 32а реакцию следует проводить в водно-спиртовой среде постепенным добавлением раствора азида натрия к раствору а-хлороксима 29a (выход 80 %) [50]. Под действием HCl в эфире Z-форма ок-сима 32а изомеризуется в менее стабильную Е-форму 32b, которая самопроизвольно циклизуется в 1-гидрок-ситетразол 33. Аналогичным образом проходит реакция с роданидом калия [49], конечным итогом которой является образование 3-(4-аминофуразан-3-ил)-5-имино-1,4,2-оксатиазола (35) (схема 13).
ОН
ОН
h2n
Cl NaN,
H2N
О
29a
KSCN
h2n
N
3 HCl
// W
VN 32a
Et2O
OH
N.
// V о
N. >l
NCS
34
H2N
HO~N
I I W N. /N О
32b
H2N
O
h2n
// V N. /N О
35
// V
Nx_>l
33
Схема 13
+
1
N
N
3
Окисление азидооксима 32а проходит довольно необычным образом [50] (схема 14). Реакция с КМп04 приводит к смеси продуктов, из которой с выходом 40 % был выделен 4,4'-дициано-3,3'-азодифуразан (36). Под
действием кислорода воздуха азидооксим 32а окисляется до 4-азидо-3-цианофуразана (37), строение которого было доказано образованием при присоединении гидрок-силамина 4-азидофуразан-3-карбоксамид оксима (38).
ОН
ОН
2 ЫН2ОН
// V ЧО
СЫ
// \\ чо'
О2
Н2Ы
Ы3 КМпО.
48И, 20оС
38
37
// V ЧО
32а
ЫС
СЫ
НС!
N. /Ы О
36
7~1
ЧО
N. /Ы
Схема 14
В результате реакции 1,3-диполярного циклоп- Реакция протекает региоселективно. Авторами были изу-рисоединения ацетиленов по азидогруппе ¿-изомера чены дальнейшие превращения функциональных групп 1-азидо(4-аминофуразан-3-ил)альдоксима (32а) были полученных соединений, некоторые из которых отобра-получены замещенные производные 1,2,3-триазола [51]. жены на схеме 15.
N Т
N
''ТТЛ
КС=СН
1. ЫОНБО4
N. М О
ЫОН 100оС
32а
ЫОН
О
42
СН2С!
МеСЫ
Н2БО4
N X
N
39
О
ЫОН
2. ЫаЫ К = РИ
3"ТИ
3
40
N.
О
ЫОН
БОС!2 К = СН2ОН
'У
К = СН2С!
1. ЫОНБО4 Н2БО4
2. ЫаЫ
3
НЫ
N. м О
ЫОН
41
Замещение атома хлора а-хлороксима 29а в реакции с аминами на аминогруппу приводит к получению соответствующих ¿-изомеров амидоксима (43а,Ь). NN Дизамещенные ¿-изомеры амидоксимов 43а являются нестабильными соединениями, которые изомеризуют-ся в Е-изомерные формы амидоксима 44а. Нагревание последних в присутствии щелочи сопровождается перегруппировкой с размыканием фуразанового цикла и за-
Схема 15
мыканием нового фуразановго цикла (см. рассмотренную выше вырожденную перегруппировку амидоксима 1, схема 2), приводящей к получению М-замещенных аминофу-разанов (45а). В случае М-монозамещенных амидоксимов 43Ь и 44Ь равновесие реакции изомеризации изначально сдвинуто в сторону ¿-изомера 43Ь. Обработка последнего щелочью также приводит к образованию аминофураза-нов 45Ь [52, 53] (схема 16).
ОН
ОН
Н2Ы
С! К2ЫН
Н2Ы
// V ^О
30а
// V ОН
43а
Н2Ы
// V О
ЫНК
43Ь
Н2Ы
НО—'
// V чо
N. м
Н2Ы
НО—'
// V чо
N. М
ЫНК
44Ь
ОН-
44а
ОН-
ЫОН
Н2Ы
// \\ V
ЫОН
Н2Ы
45а
ЫНК
45Ь
7 \\
О'
Ы
Ы
Ы
3
Ы
3
2
2
2
Ы
Реакция замещения атома хлора а-хлороксима (48) [55], а также для получения изомерных 3(4)-ами-29а на цианогруппу была использована в альтернатив- но-4(3)-(4-аминофуразан-3-ил)-фуроксанов (49а,Ь) [54] ном методе синтеза [54] 4,4'-диамино-3,3'-дифуразана (схема 17).
OH
OH
OH
H2N
С1 KCN
// \\ N. /N O
EtOAc/
H2O
O
29a
H2N
H2N
NH2OH
H2N
л N—OH
W //
// V O
N—N 49b
// V O
NX_,N
NaHCO
3
// V
N .N
4 \
O
46
K3[Fe(CN)6]
H2N
N^V'0"
7 V
O 49a
Схема 17
H2N
47
NaOH/H2O
// Y SO
48
В синтезе 4-азидо-3-(1-гидрокситетразол-5-ил) фуразана (50) из а-хлороксима 29а использована реакция диазотирования малоосновной аминогруппы соединения 29а раствором нитрозилсерной кислоты в концентрированной серной кислоте. Обработка полученного раствора диазониевой соли (51) азидом натрия приводит к получению 4-азидофуразано-3-карбогид-роксимоил хлорида (52) (в силу низкой концентрации в
кислой среде анионов атом хлора в данной реакции не затрагивается). Последующая замена атома хлора в полученном соединении 52 на азидную может быть выполнена обработкой азидом натрия в водном спирте. Действие на 4-азидофуразан-3-карбогидроксимоил азид (53) хлороводорода в эфире приводит к замыканию оксимной и азидной групп в тетразольный цикл 50 [50] (схема 18).
OH
/ N.
H2N4 Cl NOHSO,
n ;n h2so4
4o'
29a
OH _
N
Cl
// \\ V
N./N
51
NaN
3 N,
OH
N
Cl
N. /N O 52
N
// w
N. /N O 50
HCl
Et2O
OH
/
N.
N3x N3
7 W J
O 53
N./N
NaN3 EtOH/H2O
Схема 18
Дегидрогалогенирование а-хлороксима 29а под действием акцепторов хлороводорода сопровождается образованием крайне химически лабильного нитрилокси-да 30 (схема 19), мгновенно вступающего в реакции ди-меризации [56].
Cl
HN
2nTT1
■ HCl
h2n-
29a
N4 ^N NOH O
Base
7ГТ
N. .N O
O
30
В зависимости от используемого акцептора га-логеноводорода и растворителя в результате димери-зации 30 имеет место преимущественное образование или 1,4,2,5-диоксадиазинового, или 1,2,5-оксадизол-2-оксидного (фуроксанового) циклов (схема 20) (соответственно 3,6-бис(4-аминофуразан-3-ил)-1,4,2,5-диоксадиазина (54) и 3,4-бис(4-аминофуразан-3-ил) фуроксана (55) [57]). Детально влияние условий проведения реакции на состав продуктов димеризации нит-рилоксида 30 рассмотрено в работе [58].Сообщается, что при замене системы К2С03/Е^0 на систему Ад2С03/ ТГФ [46] выход соединения 55 может быть увеличен до 80 %.
N
N
N
2
t
2
2
+
Ы-О
// О-Ы
54
N
EtзN
С!
н,ы-
// \\ ^
МеСЫ | 'ОН Et2O
29а
Схема 20
N N
К2СО3
Н2Ы
// V чо
К
55
Ч \\
у
О
Дегидрогалогенирование а-хлороксима азидофу-разана 52 было применено в одном из вариантов синтеза 3,4-бис(4-азидофуразан-3-ил)фуроксана (56) [56, 59] (схема 21).
С!
N
3"ТО
О
Ыч ^ ЫОН
К2СО3
Et2O
^ +.о
М» /Г
Ы
52
// V о
о' 56
Схема 21
Строение 3,6-бис(4-аминофуразан-3-ил)-1,4,2,5-диоксадиазина (54) было установлено на основании спектроскопии ЯМР 13С (три сигнала атомов углерода, 5, 135.9; 153.5 и 155.0 м.д.), а также образованием при его гидрировании амида 3-амино-4-фуразанкарбоновой кислоты (58) [49] (схема 22).
54
Ы-О * о
О-Ы
Н2, Pd/C
57
Схема 22
Выше уже было отмечено, что высокая реакционная способность образующегося в результате дегидро-галогенирования а-хлороксима 29а нитрилоксида 30 не позволяет выделить его в свободном виде [56], однако на образование нитрилоксида 30 в качестве интермедиата реакции дегидрогалогенирования а-хлороксима 29а указывают результаты следующих экспериментов. Если реакцию дегидрогалогенирования а-хлороксима 29а проводить в присутствии соединений с кратными связями углерод-углерод, то образующийся нитрилоксид 30 вступает с ними в реакции циклоприсоединения с получением соответственно производных изоксазолина (соединение 58) и изоксазола (соединение 59). При присоединении к связи C=N диметилгидразона ацетона получено производное 4,5-дигидро-1,2,4-оксадиазола (62) [49]. Присоединение по С=О бензоилхлорида приводит в конечном итоге к получению 3-амино-4-(М-бензоилоксиаминокарбо-нил)фуразана (61) [60] (схема 23).
Н2М
К
/Ы N О 58
К'
Н2Ы
КСН=СНК'
РИСОС!
Н2Ы
С!
N Ы-О-СОРИ
о'
гт
н2ы
-с=ы—о
ы^М 30
О
Ме2С=ЫЫМе2
Л
Н2О Н2Ы
гт
-0
О
Н2Ы
Ме2Ы
2 \
ЫН-О-СОРИ
гт
К"
н^ок" ПГ\ко
59
о
Ме Ме
О
62
60 ~ 61
R = Н, R' = OEt, СООМе, С^ R" = Ph, СН2ОН [49], R = Н, R' = СК ОСОМе, п-Ви; R, R' = -(СН2)4- [60]
Схема 23
На реакции окисления аминогрупп соединений 54, 55 основано получение двух изомерных высокоплотных энергоемких соединений - 3,6-бис(4-нитро-
фуразан-3-ил)-1,4,2,5-диоксадиазина (63) (BNDD) [61] и 3,4-бис(4-нитрофуразан-3-ил)фуроксана (64) (BNFF) [58] (схема 24).
2
N
2
Ы
3
Ы
N
N-0
N
0. 0 0 N 0—N
54
Ид / \ ^и2
// \\ // \\ ■ ч
55
1Чч ^ N N
О О
90%-И202/И2Б04
№^04
02N
/М\ N
0—N
63, BNDD 0 + 0 N N
30%-И202/И2304 02^
N N
О
64, BNFF
Схема 24
Отмечено, что для получения BNDD проведение реакции окисления аминогрупп фуразанового цикла требует использования значительно более жестких условий, чем в случае синтеза BNFF [61]. Диоксадиазин 63 характеризуется высокой чувствительностью к механическим воздействиям [62], приближающим его к уровню ИВВ. Согласно данным рентгеноструктурного анализа диоксадиазиновый цикл BNDD антиароматичен и имеет твист форму, средний торсионный угол фрагмента С^-О-С составляет величину 24.37 °. Получение и ряд физико-химических и энергетических свойств BNFF рассмотрен в работах [58, 63].
При проведении реакции нитрования аминогрупп 1,4,2,5-диоксадиазина 54 был выделен терми-
чески малостабильный М,М -динитрамин 65, бурно разлагающийся при температуре 95 °С. Сообщается, что М,М -динитрамин 65 образует характеризующиеся значительно большей термической стабильностью (т. разл. 150-165 оС) соли с некоторыми азотсодержащими основаниями: NH3, N^0^ NH=C(NH2)2, NH2C(=NH)NHNH2, 4-амино-1,2,4-триазолом, 1,5-ди-аминотеразолом. Диазотирование аминогрупп 1,4,2,5-диоксадиазина 54 нитрозилсерной кислотой с последующей обработкой диазоноевой соли 66 водным раствором азида натрия приводит к получению 3,6-бис(4-азидофуразан-3-ил)-1,4,2,5-диоксадиазина (67), плавящегося с бурным разложением при 107109 °С [64] (схема 25).
N
I
0-
// N
N
N
И^
N-0
0—N
54
№ИБ04 И2Э04
N-0
0—N
2ИБ04
N.
И№3
66
N,N0,
'2
N—0 N 0—N
65
N
N
N—0 0—N
N
67
Схема 25
Весьма продуктивным для получения разнообразных гетероциклических соединений, включающих в свой состав 4-амино-3^-фуразановый фрагмент, являются синтезы на основе 4-амино-3-цианофуразана (22)
(см. схему 27). Искомое соединение 22 образуется при окислении амидоксима 1 оксидом свинца(1^ в среде уксусной кислоты [40] (схема 26).
2
+
/Ж2 РЬ02 /МИ2 ,т /МИ2
2 / Г№И АС0И ^ > + N N 0 + N N №Ас
^ 1 0 22 0 57 18 0
Реакция осложнена побочными процессами образования амида 4-аминофуразан-3-карбоновой кислоты (57) и О-ацетиламидоксима (18), затрудняющими выделение продукта 22 в чистом виде.
Вследствие влияния сильно электроноакцептор-ного фуразанового цикла нитрильная группа 4-амино-3-цианофуразана 22 является крайне чувствительной по отношению к атаке различными нуклеофилами [40]. Например, щелочной гидролиз нитрильной группы до амид-ной быстро протекает при 50-60 °С под действием карбо-
ната калия. Присоединение гидразина и гидроксиламина наблюдается уже при комнатной температуре. Для присоединения менее активных нуклеофилов требуются более жесткие условия [40].
Окисление аминогрупп двух молекул нитрила 22 перманганатом калия в кислой среде приводит к азосо-единению 71 (детально синтез 71 рассмотрен в работе [65]). Нитрозирование соединения 22 NaNO2 в соляной кислоте сопровождается раскрытием фуразанового цикла с образованием хлорцианоглиоксима 72 (схема 27).
N
* I N
ЫН
НЫО
2 НЫ
О
69 ЫН
2'ТИ
Ы Ы ЫЫН 68 О
МН2
о
Н2Ы
2
Т1А-
' ОН
Ы15НОН Н2Ы-
Ы2Н4Н2О
СЫ
О
1
КМпОи
ЫС
ТТ ЫЫ
О
71
тт
О
НС! СЫ
ЫЫ
ЫЫ
2
АсОН, t
Н2Ы
ЫН
тт ЫЫ
О 22
ЫаЫО2 1 НС!
С!^1ГСЫ ЫЫ
I I
ОН ОН 72
НЫ
= Ы-Ы=<
ЫЫ О
2
ТТ ЫН2
ЫН
ЫЫ О
70
H2NNHCOOEt
НЫ
ЫН
2
2' // \\ \\
N-NHCOOEt
О
73
Схема 27
\
Выраженные кислотные свойства 4-амино-3-(5-тетразол)фуразана (69) были использованы для получения широкого спектра энергоемких солей с различными неорганическими и органическими основаниями: аммиаком, гидразином, гуанидином, амино-диамино-, триаминогуанидинами, гуанилмочевиной, биуретом, производными имидазола, симм-триазола и тетразола [66-68]. Рассматриваемые соли удачно сочетают термическую устойчивость фуразанового цикла с энергией тетразольного фрагмента. Они проявляют замечательную термическую устойчивость (темпера-
тура разложения лежит в интервале 170-289 °С), имеют высокие положительные энтальпии образования (от 177 до 30 кДж/моль) и с этой точке зрения могут быть классифицированы как безопасные малочувствительные ВВ.
Другой ряд аналогичных высокоэнергоемких солей с однозарядными и двухзарядными азотистыми основаниями был получен на основе 4,4'-окси-бис[3,3'-(1Н-5-тетразол)]фуразана (74) [69], синтез которого основан на химии 4-амино-3-цианофуразана (22) [70, 71] (схема 28).
Н2Ы-
тт
-СЫ 50%Н2О2 О2Ы ! ^ СЫ
22 Na2WO4
О
22
Н2БО4
75
Ыа2СО3
МеСЫ
ЫС
УГОТГ
ОО
СЫ
76
2B+(B2+)
ЫаЫ3 гпС!2 *Н2О
Ы
Ы
N
/) ЫЫ
Ы
Ы
ЫЫ
N 2B+(B2+) Н|
N " N
у
Ы
ЫН
ЫЫ
ЫЫ
О
О
О
О
77
74
Схема 28
Соли бистетразола 77 характеризуются высокой термостабильностью (т. пл. 212-289 °С), высокими положительными энтальпиями образования (344-1370 кДж-моль-1) и достаточно высокими плотностями (1.64-1.86 г-см-3) [69].
Получены и охарактеризованы также соли 3,3'-бис(тетразол-5-ил)-4,4'-азофуразана (78) с амино- и диаминогуанидином, гуанилмочевиной и бигуанидом [71]. Исходное соединение 78 получено окислением 4-амино-
3-(5-тетразол)фуразана (69) перманганатом калия в кислой среде [68, 73] (схема 29).
Ы^ ^Ы N
КМп0,
ИС1
ИИ I
N.
V
N1;
0
69
... тт^^гл.
N ^ ^ N. ^ N 0
N I
N1,
0
78
Схема 29
4-Нитро-3-(5-тетразол)фуразан (80) (т.пл. 123124 °С) был получен окислением аминогруппы соединения 70 смесью пероксида водорода, конц. серной кислоты и вольфрамата натрия [68, 73].
И^-
0
N
I
69
Схема 30
79
л
N
//
N N1'
'NИ
I
N
Согласно расчетным данным [68] соединение 79 имеет плотность р 1.67 гсм-3, скорость детонации VD8258 м^с-1, энтальпию образования ДН^°298 +415.41
кДж^моль-1, интенсивное разложение образца начинается при 224 °С.
В работах [74, 75] рассмотрена возможность использования комплексов соединения 79 с пентааммика-том кобальта(Ш), включающие анион тетразола во внутренней сфере (схема 31), в качестве «зеленых» ИВВ.
2+
■ 2Х-
80
Схема 31
Присоединением гидроксиламина к нитрильным группам 3,3'-бисцианодифуразанового эфира (76), последующим диазотированием полученного бис-амидокси-ма 81 в среде соляной кислоты нитритом натрия и проведением затем замены атомов хлора в бис-а-хлороксиме 82 на гидроксиламиные группы был осуществлен синтез 3,3'-бис(М-гидроксиамидоксим)дифуразанового эфира (83) [76] (схема 32).
NC-
тт 0
-0-
76
ТТ 0
-CN 2 NИ20И
И^.
И0N
N4 ^ 0
0
81
NH,
NaN02
№И ИС1
H0NH
// // \\ 0 // \\ \\ И0N N > N ^ №И 0
83
NH0H 2 1\1И20И
С1
// // \\ 0 // \\ \\ И0N ^ > К ^ №И 0
С1
0
0
82
Схема 32
И2N
N
50% И202
N
H2S°4
0
N3^0
Амидразон 4-аминофуразан-3-карбоновой кислоты (68) в реакции с бромцианом был использован для синтеза триазола 84, а также некоторых его производных [77] (схема 33).
И^
N1^ В^
^ // \\ \1К1и KИC°/И° ^ Л" ^И
N N NNИ2 KИC°з/И2° ^ ^ N
■О
V .мн
"ч х'" ......2 " - "ч
0 67 0
Схема 31
84
Присоединением метанола по нитрильной группе 4-амино-3-цианофуразана (22) в присутствии каталитического количества метилата натрия был получен ими-ноэфир 4-аминофуразан-3-карбоновой кислоты (85) [77] (схема 33).
И^
ГТ
0
-CN Me0И/Me0Nз
ЫИ
И^
ТХЛ
N N 0-Ме
22
85
0
Схема 33
Иминоэфир 85 легко вступает в реакции замещения метоксигруппы на М-нуклеофил (гидроксила-мин, ароматические амины, арилгидразины, гидразиды кислот) с образованием соответственно амидоксима 1, М-арилзамещенного амидина 86, М-ариламидразонов 87 и М-ациламидразонов 88. Нагревание образующихся при реакции иминоэфира 86 с моноацильными производными гидразина карбоксамидразонов 88 выше температуры плавления сопровождается отщеплением воды и приводит к их замыканию в триазольный цикл (соединение 89). Реакция иминоэфира 85 с о-фенилендиамином, о-амино-фенолом, этилендиамином может быть использована для синтеза соответственно 2-(4-аминофуразан-3-ил)-1Н-бен-зимидазола (90) [78], 2-(4-аминофуразан-3-ил)-бензокса-зола (91) и 2-(4-аминофуразан-3-ил)-4,5-дигидро-1Н-ими-дазола (92) [79] (схема 34).
R = CH2OMe, (CH2)5OH, 4-метилфуразан-3-ил; R' = Cl. NO2
Схема 34
Экспериментальная часть
Температуры плавления исследованных соединений измерены на столике Коффлера, ИК-спектры записаны на инфракрасном Фурье-спектрометре ФСМ-1201 (таблетки с KBr), Спектры ЯМР ХН и 13С при естественном содержании изотопов регистрировали на спектрометре «Bruker DRX-400» в DMSO-de при 400 и 100 МГц соответственно с использованием ДМСО-dG в качестве растворителя. Масс-спектры получены на спектрометре Finnigan MAT INCOS 50 (электронный удар, энергия 70 эВ).
Синтез амидоксима 4-аминофуразан-3-карбоновой кислоты (1).
а) Получение изонитрозомалондинитрила (3).
В реактор заливают 90 мл холодной воды, при работающей мешалке заливают 66 г (1 моль) расплавленного малононитрила (2), загружают 69 г (1 моль) нитрита натрия. При температуре 5-15 °С прибавляют 1.5 мл уксусной кислоты и дают выдержку при этой температуре в течение 2 часов. Реакция экзотермична, необходимо охлаждение. В процессе выдержки эмульсия малононитрила растворяется, и реакционная масса окрашивается в вишневый цвет. К концу выдержки тепловыделение прекращается. При использовании больших загрузок добавление малононитрила осуществляют равными порциями в несколько приемов. Продукт далее перерабатывался без выделения. Аналитическая порция образца может быть выделена охлаждением реакционной смеси до 5оС, с последующей фильтрацией выпавшего желтого осадка (в виде натриевой соли соединения 3). ХН-ЯМР, 5, м.д. - сигналов Н нет. 13С-ЯМР, 5, м.д. 115.8; 110.6; 109.5. ИК, см-1: 2230 (C^N); 1630 (-C=N-); 1350 (N-O). Найдено, %: С 31.0; Н 0.2; N 36.4. C3HON3Na. Вычислено, %: C 30.77; H 0.00; N 35.90. Т. пл. (Н2О) 288-289 °С (лит. [80] 291.57 °С).
б) 1,3-Диамино-1,2,3-триоксиминопропан (4).
В реактор заливают 150 мл воды, при работающей мешалке загружают 148 г (2.13 моль) солянокислого гидрок-
силамина, и при охлаждении дозируют при температуре до 25оС раствор 66 г (1,65 моль) гидроксида натрия в 66 мл воды. Полученный раствор медленно прибавляют к раствору амидоксима 1, полученному по п.а) поддерживая температуру не выше 25 °С. Реакция сопровождается тепловым эффектом. В процессе дозировки наблюдается последовательное образование осадков промежуточно образующихся цианаминоглиоксима и диаминотриокси-минопропана (4), которые к концу дозировки растворяются. Аналитическая порция образца 1,3-диамино-1,2,3-триоксиминопропана (4) может быть отфильтрована из реакционной массы и перекристаллизована из воды. УФ (вода), Лтах(£): 264 нм (4850). ХН-ЯМР, 5, м.д., 5.50 (с, 2Н, NH2); 6.20 (с, 2Н, NH2); 9.5 (уш., 1Н, N0^, 10.12 (с, 1Н, N0^, 11.98 (уш., 1Н, N0^.
13С-ЯМР, 5, м.д., 143.8; 145.3; 148.2. ИК спектр, см-1: 3550, 3510, 3470 (ОН); 3370, 3290 ^Н). Найдено, %: С 22.30; Н 4.50; N 43.21. С3Ну^03. Вычислено, %: С 22.36; Н 4.38; N 43.47.
в) Амидоксим 4-аминофуразан-3-карбоновой кислоты (1)
После добавления всего полученного водного раствора гидроксиламина полученную по п. б) реакционную массу нагревают до начала экзотермического эффекта (обычно 90-95 °С), при этом наблюдается саморазогрев реакционной массы до ее температуры кипения - 104-105 °С. По окончании тепловыделения (обычно 20-30 минут) дают выдержку при 100-105 °С в течение 2-3 часов. В процессе выдержки начинается образование осадка продукта (1). Содержимое реактора охлаждают до 15-20 °С, осадок отфильтровывают, промывают на фильтре холодной водой, сушат при 80-100 °С.
Выход амидоксима 3: 119-125 г (около 85 %). Т. пл. 186 °С (техн. продукт), после перекристаллизации из воды 190-191 °С. ХН-ЯМР, 5, м.д., 10.5 (с, 1Н, ОН); 6.26 (с, 2Н, NH2); 6.16 (с, 2Н, NH2) 13С-ЯМР, 5, м.д., 154.5; 144.0; 140.1.
ИК спектр, см-1: 3439 (ОН); 3387; 3334; 3282; 3202^Н2); 1671(С=^; 1609; 1574; 1531; 1419; 1396; 1185;
1007; 943; 924; 912; 800; 719; 643; 570; 430; 418. Найдено, %: C 25.07; H 3.50; N 48.82. C3H5N5O2. Вычислено, %: C 25.20; H 3.29; N 48.69.
Выводы
Таким образом, есть все основания утверждать, что в ряду простейших производных фуразана амидок-сим 4-аминофуразан-3-карбоновой кислоты (1) является одним из наиболее ценных и полифункциональных строительных блоков для синтеза разнообразных полигетероциклических производных 1,2,5-оксадиазола. Несомненно, что синтетические возможности амидоксима никоим образом не могут быть ограничены приведенными выше примерами его использования в химии гетероциклических соединений и ждут своих исследователей для проведения дальнейших исследований в этой чрезвычайно интересной области химии гетероциклических соединений.
Литература
1. Wolf L. Über Glyoylpropionsäure und einige Abkömmlinge derselben // Justus Liebigs Ann. Chem. 1890. Bd. 260. S. 79-136.
2. Wieland H., Semper L. Die Constitutionder Glyoximperoxyde // Liebigs Ann., 1908. Bd. 358. No1. S. 36-70.
3. Бойер Д. Оксадиазолы // В кн.: Гетероциклические соединения. Под ред. Р. Эльдерфильда, М.: Мир, 1965. Т.7. С. 357-388.
4. Behr L.C. Furazans // in: The Chemistry of Heterocyclic Compounds, Ed. A.Weissberger, Interscience, N.-Y.: 1962, Vol.17. Р. 295.
5. Stuart K. L. Furazans // Heterocycles. 1975. Vol. 3. P. 651-690
6. Ruccia M., Vivona N., Spinelli D. Mononuclear Heterocyclic Rearrangements // Adv. Heterocycl. Chem., Academic Press. 1981. Vol. 29. P. 141-169.
7. Андрианов В. Г., Еремеев А. В. Аминофура-заны // ХГС. 1984. №9. С.1155-1170 [Chem. Heterocycl. comp. 1984. Vol. 20. No9. P. 937-951].
8. Sliwa W. The Chemistry of Furazans // Hetero-cycles. 1984. Vol. 22. No7. P. 1571-1589.
9. Paton R.M. 1,2,5-Oxadiazoles and their Benzo Derivatives // in: Comprehensive Heterocyclic Chemistry, Eds. A. R. Katritzky, C. W. Rees, E. F. V. Scriven, Oxford: Pergamon Press, 1984.Vol. 6. P. 393-426.
0. Paton R.M. 1,2,5-Oxadiazoles // in: Comprehensive Heterocyclic Chemistry-II, Eds. A. R. Katritzky, C. W. Rees, E. F. V. Scriven, Oxford: Pergamon Press, 1996. Vol. 4. P. 229-265.
1. SheremetevA.B. Chemistry of Furazans Fused to Five-Membered Rings // J. Heterocycl. Chem. 1995. Vol. 32. P. 371-385.
2. Хмельницкий Л.И., Новиков С.С., Годовни-кова Т.И. Химия фуроксанов: Строение и синтез, 2-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1996 383 с.
3. Хмельницкий Л.И., Новиков С.С., Годовико-ва Т.И. Химия фуроксанов: реакции и применение, 2-е изд., перераб. и доп.. М.: Наука, 1996. 430 с.
4. Шереметев А.Б. Химия фуразанов, конденсированных к шести- и семичленным гетероциклами с одним гетероатомом // Успехи химии. 1999. Т. 68. № 2. С. 154-166. [Russ. Chem. Rev. 1999. Vol. 68. No 2. P. 137-148].
5. Sheremetev A.B., Makhova N.N., Friedrichsen W. Monocyclic Furazans and Furoxans // Adv. Heterocycl. Chem., Academic Press. 2001. Vol.78. P.65-188.
6. Шереметев А. Б., Юдин И. Прогресс в химия фуразано[3,4-^пиразинов и их аналогов // Успехи химии. 2003. Т. 72. № 1. С. 93-107 [Russ. Chem. Rev. 2003. Vol. 72. No1. P. 87-100].
7. Шереметев А. Б. Нитро- и нитраминофура-заны // Российский хим. журн. (Журн. Рос. хим. обще-
ства им. Д.И.Менделеева). 1997. Т. 41. № 2. С. 43-54.
8. Астратьев А.А., Степанов А.И., Дашко Д.В., Санников В.С. Успехи в химии производных трис-1,2,5-оксадиазола // Известия СПбГТИ(ТУ). 2013. № 21(47). С. 4-15.
9. Мельникова С. Ф., Целинский И. В. Производные 1,2,5-оксадиазола как энергонасыщенные соединения // Известия СПбГТИ(ТУ). 2013. № 21(47) С. 25-29.
20. Шереметьев А.Б. Функциональные производные фуразана и их применение в органическом синтезе: дис. ... д-ра хим. наук. СПб ТИ(ТУ), 2005. 275 c. [Sheremetev A.B. Functional Derivatives of Furazanes and their Use in Organic Synthesis. Dissertation for doctor degree on chemical sciences. Moscow. 2005, 275 p. (in Russian)].
21. Абеле Э., Абеле Р., Лукевиц Э. Оксимы пя-тичленных гетероциклических соединений с тремя и четырьмя гетероатомами. 1. Синтез и строение // Химия гетероцикл. соед. 2008. № 6. С. 803-816 [Chem. Heterocycl. Comp. 2008. Vol. 44. Iss. 6. P. 637-649].
22. Абеле Э., Абеле Р., Лукевиц Э. Оксимы пя-тичленных гетероциклических соединений с тремя и четырьмя гетероатомами. 2. Синтез производных, реакции и биологическая активность // Химия гете-роцикл. соед. 2008, № 7, 963-990 [Chem. Heterocycl. Comp. 2008. Vol. 44. Iss.7. P. 769-792].
23. Цинсстаг Ч. Способ получения динитри-ла малоновой кислоты: пат. 185288 СССР. № 939520; заявл. 19.01.1965; опубл. 01.01.1966. БИ. №16, 1966.
24. Чен П., Хоффнер И., Мюллер А., Фукс Р. Способ получения динитрила малоновой кислоты: пат. 2225391 Рос. Федерация. № 99105594/04, за-явл.18.03.1999; опубл. 20.01.2001.
25. Chen Q., Dong M., Zhang F. Green Synthesis of 3-Amino-4-aminoximinofurazan. // J. Liaodong University (Natural Sciences). 2010. Vol.17. No4. P. 281-283.
26. Klemenc A., Hayek E. Zur Kenntnis der Dissoziationskonstante der salpetrigen Säure // Monatsh. fur Chemie. 1929. Vol. 53/54. P. 407-412.
27. Fathalla M. F., Khattab. Spectrophotometric Determination of pKa's of 1-Hydroxybenzotriazole and Oxime Derivatives in 95% Acetonitrile-Water // J. Chem. Soc. Pak. 2011. Vol.33. No.3. P. 324-330.
28. Ichikawa T., Kato T., Takenishi T. A New Synthesis of Adenine and 4-amino-imidazole-5-caroxamide // J. Heterocycl. Chem. 1965. Vol.2. P.253-255.
29. Ferris J.P., Sanchez R.A., Mancuso R.W. Ami-nomalononitrile p-Tolyensulfonate. // Org. Synth. 1968. Vol. 48. P. 1-4.
30. Wang B., Luo Y., Zhou Y., Lia W., Lio Q. Reaction Mechanism Studies on Synthesis of 3-Amino-4-am-idoximinofurazan. // Chinese J. Energ. Mater. 2009. Vol. 17. No6. P. 674-677.
31. Yang K., Chen X., Liu J., Lai W., Wang B. Nitro-sation of malononitrile by HONO, ClNO and N2O3: A theoretical study. // J. Mol. Model. 2011. Vol. 17. P. 1017-1027.
32. Znan Z., Chen X., Lei M., Zhou Y., Zhang Z. Kinetics Study of the Synthesis of 1,3-Diamino-1,2,3-tri-oximinopropane from the Reaction of Malononitrileoxime with Hydroxylamine // Acta Chim. Sinica. 2011. Vol. 69. No 9. P. 1131-1134.
33. Arulsamy N., Bohle D.S. Nucleophilic Addition of Hydroxylamine, Methoxylamine, and Hydrazine to Malononitrileoxime. // J. Org. Chem. 2000. Vol. 65. P. 1139-1143.
34. Zhou Y., Zhou C., Wang B., Li J., Huo H., Zhang Y., Wang X., Luo Y. Synthesis of 3-Amino-4-amidoximinofurazan with High Yield // Chin. J. Energet. Mater. 2011. Vol. 19. No5. P.509-512.
35. Wang J., Dong H., Huang Y., Li J. Crystal Structure of 3-Amino-4-acylaminoximinofurazan // Chin. J. Energet. Mater. 2006. Vol. 14. No 6. P. 441-445.
36. Zhang H, Jian F. (Z)-4-Amino-1,2,5-oxadiazole-3-carboxamide oxime // Acta Crystallographica, Sect. E. 2009. E65, o2911.
37. Wang J., Dong H., Huang Y., Zhou X., Li J. 500 Gram-grade Synthesis of 3-Amino-4-aminoximinofura-zan // Chin. J. Energet. Mater. 2006. Vol. 14. No 1, P. 27-28
38. Pagoria P.F., Zhang M.X. Melt-castable Energetic Compounds Comprising Oxadiazoles and Methods of Production thereof: Заявка на пат. 2013/0263982 США A1, 10.10.2013
39. Андрианов В.Г., Семеникина В.Г., Еремеев А.В., Гаукман А.П. Вырожденная перегруппировка
3-амино-1,2,5-оксадиазол-4-карбоксамидоксима // Химия гетероцикл. соединений. 1988. № 12. С. 1701 [Chem. Heterocycl. Comp. 1988. Vol. 24. Iss. 12. P. 1410].
40. Андрианов В. Г., Еремеев А.В. Синтез и свойства 4-амино-3-цианофуразана. // Химия гетероцикл. соединений. 1994. № 5. C. 693-696 [Chem. Heterocycl. Comp. 1994. Vol. 30. Iss. 5. P. 608-611].
41. Андрианов В.Г., Рожков Е.Н., Еремеев А.В. Реакции циклизации 4-аминофуразан-3-карбоксиамидоксимов // Химия гетероцикл. соединений. 1994. № 4. С. 534-538 [Chem. Heterocycl. Comp. 1994. Vol. 30. Iss. 4. P. 470-474].
42. Шапошников С.Д., Коробов Н.В., Сергиевский
A.В., Пирогов С.В., Мельникова С.Ф., Целинский И.В. Новые гетероциклы с 3-аминофуразанильным заместителем // Журн. орг химии. 2002. Т. 38. № 9. С. 1405-1408 [Russ. J. Org. Chem.. 2002. Vol. 38. No 9. P. 1351-1355].
43. DeHoppe A., Pagoria P.F., Parrish D. New polynitro alkylamino furazans // 16th International Seminar New Trends in Research of Energetic Materials (NTREM). April 10-12., Pardubice, Czech Republic: University of Pardubice, 2013. P. 129-135.
44. Николаев В.Д., Целинский И.В., Мельникова С.Ф., Соколова М.В., Спиридонова Н.П., Бровко
B.А., Вергизов С.Н. 4,4'-динитро-3,3'-дифуразанил и 3,4-(4-нитрофура-занил-3)фуроксан. Синтез и свойства: отчет НИР, СКТБ «Технолог» ЛТИ им. Ленсовета, Проблемная и комплексная лаб. каф. 0814, Ленинград, 1979. 16 с. НР 3519.
45. Lim C.H., Kim Т.К., Kim K.H., Chung K.-H. Synthesis and Characterization of Bisnitrofurazanofuroxane. // Bull. Korean. Chem. Soc. 2010. Vol. 31. No 5. P. 1400140246. Pagoria P., Zhang M., DeHope A., Lee G., Mitchell A., Leonard P. «Green» energetic materials synthesis at LLNL // Proc. of the 15th Seminar on New Trends in Research of Energetic Materials (NTREM), April 18-20. Pardubice, Czech Republic: University of Pardubice, 2012. P. 54-64
47. Андрианов В.Г., Еремеев А.В. Галогениды
4-аминофуразан-3-карбогидроксамовых кислот // Химия гетероцикл. соединений. 1994. № 3. С. 420-421 [Chem. Heterocycl. Comp. 1994. Vol. 30. Iss. 3. P. 370371].
48. Yan B., Li H., Ma H., Song J., Zhao F. Thermal Behavior, Non-Isothermal Decomposition Reaction Kinetics and Thermal-Safety Evaluation on 3-Amino-4-chlorox-imidofurazan // J. Chem. Soc. Pak. 2013. Vol. 35. No 2. P. 516-520.
49. Андрианов В.Г., Семенихина В.Г., Еремеев, А.В. 4-Аминофуразан-3-имидоилхлорид. // Химия гетероцикл. соединений. 1992. № 5. С. 687-691. [Chem. Heterocycl. Comp., 1992. Vol. 28. Iss. 5. P.581-585].
50. Целинский И.В., Мельникова С.Ф., Романова Т.В. Синтез и реакционная способность карбогидроксимоили азидов. II. 4-Замещенные 1,2,5-оксадиазол-3-карбогидроксимоил азиды и 1-гидрокси-5-(4^-1,2,5-оксадиазол-3-ил)тетразолы // Журн. орг. химии. 2001. Т. 37. № 11. С. 1708-1712. [Russ. J. Org. Chem.. 2001. Vol. 37. No 11. P. 1638-1642].
51. Романова Т.В., Мельникова С.Ф., Целинский И.В. Синтез и реакционная способнеость азидооксимов:
III. 1-Азидо(4-аминофуразан-3-ил)альдоксим в реакциях циклоприсоединения // Журн. орг. химии. 2003. Т. 39. № 4. С. 610-615. [Russ. J. Org. Chem. 2003. Vol. 39. No4. P.574-578].
52. Андрианов В.Г., Семенихина В.Г., Еремеев А.В. Синтез, строение и перегруппировка амидоксимов 4-аминофуразан-3-карбоновой кислоты // Журн. орг. химии. 1993. Т. 29. № 5. С. 1062-1066.
53. Андрианов В.Г., Семенихина В.Г., Еремеев
A.В. Перегруппировки 1-окса-2-азолов. 2. Строение и изомериизция пентаметилен амидорксимов 4-аминофуразан-3-карбоновой кислоты // Химия гетероцикл. соединений. 1991. № 1. С. 122-123. [Chem. Heterocycl. Comp. 1991. Vol.27. Iss.1. P.102-104].
54. Епишина М.А., Куликов А.С., Махова
H.Н. Синтез макроциклицеских систем на основе 4,4'-диамино-3,3'-би-1,2,5-оксадиазола и 3(4)-амино-4(3)-(4-амино-1,2,5-оксадиазол-3-ил)-1,2,5-оксадиазол-2-оксида // Изв. АН. Сер. хим. 2008. № 3. С. 631-638. [Russ. Chem. Bull.. 2008, Vol. 57. No 3. P. 644-651].
55. Coburn M.D. Picrylamino-substituted Hetero-cycles // J. Heterocyclic Chem., 1968. Vol. 5. P. 83-87.
56. Целинский И.В., Мельникова С.Ф., Романова Т.В., Спиридонова Н.П., Дундукова Е.А. Димеризация нитрилоксидов 1,2,5-оксадиазолов // Журн. орг. химии. 2001. Т. 37. № 9. С. 1419-1420. [Russ. J. Org. Chem. 2001. Vol. 37. No 9. P. 1355-1356].
57. Wang J., Li J., Liang Q., Huang Y., Dong H. A Novel Insensitive High Explosive 3,4-Bis(Aminofurazano) Furoxan // Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 2008. Vol. 33. P. 347-352.
58. Lim C.H., Kim Т.К., Kim K.H., Chung K.-H. Synthesis and Characterization of Bisnitrofurazanofurox-ane // Bull. Korean. Chem. Soc. 2010. Vol. 31. No 5. P. 1400-1402.
59. Zhou Y., Wang B, Zhou C., Li J., Zhiqun C., Lian P., Zhang Z. Synthesis, Characterization and Crystal Structure Study on 3,4-Bis(4'-azidofurazano-3'-yl) furoxan // Chin. J. Org. Chem. 2010. Vol.30. No 7. P. 1044-1050.
60. Yifen Luo, Bozhou Wang, Huan Huo, Qian Liu, Peng Lian. Capture and Characterization of 3-Amino-4-ox-ycyanofurazan // Chin. J. Org. Chem. 2010. Vol. 30. No 3. P. 444-448.
61. Kim T.K., Lee B.W., Chung K.-H. Synthesis and Characterization of Bisnitrofurazanodioxadiazine (BN-FOZ) // Bull. Korean Chem. Soc. 2011. Vol. 32. No. 10. P. 3802-3804
62. Leonard P.W, Pollard C.J., Chavez D.E., Rice
B.M., Parrish D.A. 3,6-Bis(4-nitro-1,2,5-oxadiazol-3-yl)-
I,4,2,5-dioxadiazene (BNDD): A Powerful Sensitive Explosive // Synlett. 2011. No 14. P. 2097-2099.
63. Zhou Y., Wang B., Li J., Zhou C., Hu L., Chen Z., Zhang Z. Study on Synthesis, Characterization and Properties of 3,4-Bis(4'-nitrofurazano-3'-yl)furoxan // Acta Chimica Sinica. 2011. Vol. 69. No 14. P. 1673.
64. Шапошников С.Д., Романова Т. В., Спиридонова Н.П., Мельникова С.Ф., Целинский И.В. Некоторые реакции 3,6-бис(4-амино-1,2,5-оксадиазол-3-ил)-1,4,2,5-диоксадиазина // Журн. орг. химии. 2004. Т. 4. № 6. С. 922-925. [Russ. J. Org. Chem. 2004. Vol. 40. No 6. P.884-888].
65. Fan Y.J., Wang B.Z., Zhou Y.S., Jia S.Y., Huo H. Synthesis and crystal structure of 3,3'-dicyano-4,4'-azofurazan (DCAF) // Chinese J. Energet. Mater. 2009. Vol. 17. P. 385-388
66. Wang R., Guo Y., Zeng Z., Twamley B., Shreeve J. M. Furazan-Functionalized Tetrazolate Based Salts: A New Family of Insensitive Energetic Materials // Chem. Eur. J. 2009. Vol. 15. P. 2625-2634.
67. Gao H., Shreeve J. M. Azole-Based Energetic Salts // Chem. Rev. 2011. Vol. 111. No 11. P. 7377-7436.
68. Wang B, Zhang G., Huo H., Fan Y., Fan X. Synthesis, Characterization and Thermal Properties of Energetic Compounds Derived from 3-Amino-4-(tetrazol-5-yl) furazan // Chin. J. Chem. 2011. Vol. 29. Iss. 5. P. 919-924.
69. Liang L., Huang H., Wang K., Bian C., Song J., Ling L., Zhao F., Zhou Z. Oxy-bridged bis(1H-tetrazol-5-yl)furazan and its energetic salts paired with nitrogen-rich cations: highly thermally stable energetic materials with low sensitivity // J. Mater. Chem. 2012. Vol. 22. P. 2195421964.
70. Fan Y., Wang B., Lai W., Lian P., Jiang J., Wang X., Xue Y. Synthesis, Characterization and Quantum Chemistry Study on 3,3'-Dicyanodifurazanyl Ether (FOF-2) // Chin. J. Org. Chem. 2009. Vol. 29. No 4. P. 614-620.
71. Li H., Wang B., Yu Q., Li Y., Shang Y. Synthesis and Characterization of 3,3-Bis(tetrazol-5-yl)difurazanyl Ether // Chin. J. Energet. Materials. 2012. Vol. 20. No 1. P. 18-21.
72. Li H., Yu Q., Wang B., Lai W., Ge Z., Li Y., Liu N. Synthesis and Thermal Properties of 3,3'-Bis(tetrazo-5-yl)-4,4'-azofurazan and its Energetic Salts // Chin. J. Energet. Materials. 2013. Vol. 21. No 6. P. 821-824.
73. Gao L., Yang H., Wu B., Cheng G., Lu C. New Synthetic Route of Five Furazan Derivatives // Chin. J. Energet. Materials. 2013. Vol. 21. No 2. P. 226-229.
74. Ilyushin M. A., Tselinsky I. V., Shugalei I. V. Environmentally Friendly Energetic Materials for Initiation Devices // Central Eur. J. Energet. Mater., 2012. Vol. 9. No4. P. 293-327.
75. Илюшин М.А., Шугалей И.В., Целинский И.В., Гарабаджиу А.В. Некоторые экологические проблемы использования энергонасыщенных соединений для средств инициирования и пути их решения // Экол. химия. 2012. Т. 21. № 3. С. 154-163.
76. Zhai L., Wang B., Yo H., Li H., Li Y., Huagn X., Liu N. Synthesis and Disproportionation Reactions of 3,3-Bis(N-hydroxyamidoxime)difurazanyl Ether // Chin. J. Energet. Materials. 2013. Vol. 21. No 6. P. 697-701.
77. Целинский И.В., Мельникова С.Ф., Пирогов С.В., Сергиевский А.В. О синтезе и свойствах имино-эфира 3-аминофуразан-4-карбоновой кислоты // Журн. орг. химии. 1999. Т. 35. Вып. 2. С. 315-319. [Russ. J. Org. Chem. 1999. Vol. 35. No 2. P.296-300].
78. Сергиевский А.В., Пирогов С.В., Мельникова С.Ф., Целинский И.В. Реакции метил 4-аминофура-зан-3-карбокимидата с азотсодержащими нуклеофила-ми // Журн. орг. химии. 2001. Т. 37. № 5. С. 755-758. [Russ. J. Org. Chem. 2001. Vol.37. No 5. P.717-720].
79. Сергиевский А.В., Красночек О.А., Мельникова С.Ф., Целинский И.В. Иминоэфир 4-аминофура-зан-3-карбоновой кислоты в реакции с N, О-нуклеофи-лами // Журн. орг. химии. 2002. Т. 38. № 6. С. 915-917. [Russ. J. Org. Chem. 2002. Vol. 38. No 6. P.872-874].
80. Yi-fen L., Ling M., Bo-Zhou W., Yan-Shui Z., Huan H., Si-yuan J. Synthesis and Characterization of 3,3'-Dicyano-4,4'-azofuroxan // Chinese J. Energetic Materials. 2010. Vol. 18. P.1-4.
