Научная статья на тему 'Однореакторный синтез 3-замещенных 5-амино-1,2,4-триазолов на основе реакции аминогуанидина с карбоновыми кислотами'

Однореакторный синтез 3-замещенных 5-амино-1,2,4-триазолов на основе реакции аминогуанидина с карбоновыми кислотами Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
643
124
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АМИНО-1 / 4-ТРИАЗОЛ / АМИНОГУАНИДИН / КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ / ОДНОРЕАКТОРНЫЙ СИНТЕЗ / ГУАНИЛГИДРАЗИДЫ / 2 / AMINO-1 / 4-TRIAZOLE / AMINOGUANIDINE / CARBOXYLIC ACIDS / ONE-POT SYNTHESIS / GUANYL HYDRAZIDES

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Чернышев Виктор Михайлович, Тарасова Елена Викторовна, Чернышева Анна Владимировна

Исследовано влияние реакционных условий на выход аминотриазолов в кислотно-катализируемой реакции между аминогуанидином и карбоновыми кислотами. Разработаны методики однореакторного синтеза 3-замещенных 5-амино-1,2,4-триазолов и их гидрохлоридов из гидрокарбоната аминогуанидина, карбоновых кислот и соляной кислоты.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Чернышев Виктор Михайлович, Тарасова Елена Викторовна, Чернышева Анна Владимировна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ONE-POT SYNTHESIS OF 3-SUBSTITUTED 5-AMINO-1,2,4-TRIAZOLES BY REACTION OF AMINOGUANIDINE WITH CARBOXYLIC ACIDS

An influence of reaction conditions on the yield of aminotriazoles in acid catalyzed reaction between aminoguanidine and carboxylic acids was investigated. New procedures for one-pot synthesis of 3-substituted 5-amino-1,2,4-triazoles and their hydrochlorides from aminoguanidine hydrogen carbonate, carboxylic acids and hydrochloric acid were elaborated.

Текст научной работы на тему «Однореакторный синтез 3-замещенных 5-амино-1,2,4-триазолов на основе реакции аминогуанидина с карбоновыми кислотами»

УДК 547.792

ОДНОРЕАКТОРНЫИ СИНТЕЗ З-ЗАМЕЩЕННЫХ 5-АМИНО-1,2,4-ТРИАЗОЛОВ НА ОСНОВЕ РЕАКЦИИ АМИНОГУАНИДИНА С КАРБОНОВЫМИ

КИСЛОТАМИ

© 2013 г. В.М. Чернышев, Е.В. Тарасова, А.В. Чернышева

Чернышев Виктор Михайлович - д-р техн. наук, профессор, кафедра «Технология неорганических и органических веществ», Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт). Тел. (8635)25-56-24. E-mail: chern13@yandex.ru

Тарасова Елена Викторовна - аспирант, кафедра «Технология неорганических и органических веществ», ЮжноРоссийский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт). Тел. (8635) 25-53-45. E-mail: gryshko_ira@mail.ru

Чернышева Анна Владимировна - канд. техн. наук, доцент, кафедра «Технология неорганических и органических веществ», Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт). Тел. (8635)22-40-76. E-mail: chern13@yandex.ru

Chernyshev Victor Michailovich - Doctor of Technical Sciences, professor, department «Technology of Inorganic and Organic Substances», South-Russia State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute). Ph. (8635)25-56-24. E-mail: chern13@yandex.ru

Tarasova Elena Viktorovna - post-graduate student, department «Technology of Inorganic and Organic Substances», South-Russia State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute). Ph. (8635)25-53-45. E-mail: gryshko_ira@mail.ru

Chernysheva Anna Vladimirovna - Candidate of Technical Sciences, assistant professor, department «Technology of Inorganic and Organic Substances», South-Russia State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute). Ph. (8635) 22-40-76. E-mail: chern13@yandex.ru

Исследовано влияние реакционных условий на выход аминотриазолов в кислотно-катализируемой реакции между аминогуанидином и карбоновыми кислотами. Разработаны методики однореакторного синтеза 3-замещенных 5-амино-1,2,4-триазолов и их гидрохлоридов из гидрокарбоната аминогуанидина, карбоновых кислот и соляной кислоты.

Ключевые слова: амино-1,2,4-триазол; аминогуанидин; карбоновые кислоты; однореакторный синтез; гуанил-гидразиды.

An influence of reaction conditions on the yield of aminotriazoles in acid catalyzed reaction between ami-noguanidine and carboxylic acids was investigated. New procedures for one-pot synthesis of 3-substituted 5-amino-1,2,4-triazoles and their hydrochlorides from aminoguanidine hydrogen carbonate, carboxylic acids and hydrochloric acid were elaborated.

Keywords: amino-1,2,4-triazole; aminoguanidine; carboxylic acids; one-pot synthesis; guanyl hydrazides.

З-Замещенные 5-амино-1,2,4-триазолы (1) используются как в тонком, так и промышленном органическом синтезе в качестве реагентов для получения пестицидов, лекарств, красителей, ингибиторов коррозии и высокоэнергетических материалов [1-3]. Однако методики получения многих 3-замещенных 5-амино-1,2,4-триазолов характеризуются низким выходом либо дороговизной исходных веществ - гуанилгидразидов карбоновых кислот, хлорангидридов карбоновых кислот, иминоэфиров и др. [1]. В качестве перспективного источника 3-замещенных 5-амино-1,2,4-триазолов можно рассматривать реакцию между солями аминогуанидина и карбоновыми кислотами, протекающую с промежуточным образованием гуанилгидразидов карбоно-вых кислот ^Н) [1, 4-7], поскольку эти реагенты

легко доступны, а основным побочным продуктом является вода. Анализ термодинамических и кинетических закономерностей реакции, изученных в работах [4 - 7], показывает принципиальную возможность однореакторного синтеза ряда практически ценных 3-замещенных 5-амино-1,2,4-триазолов и их гидрохлоридов из гидрокарбоната аминогуанидина (AGH-01), карбоновых кислот и соляной кислоты в однореакторном процессе, т.е. без выделения промежуточных гуанилгидразидов с использованием реакции термической циклизации. Целью настоящего исследования является разработка общего одно-реакторного метода синтеза 3-замещенных 5-амино-1,2,4-триазолов (1) и их гидрохлоридов (2) на основе реакции между аминогуанидином и карбоновыми кислотами:

н2 хн2с03 н2

AGH-01

-n

HCl

-Н20, -С02

nh2 cl

N

AGH-02

H,

1а: R = Me (68%) 1b: R = Et (70%) 1c: R = n-Pr (47%) 1d: R = /-Pr (57%) 1e: R = CH2Ph (64%) 1f: R = (CH2)2Ph (60%)

с oh, -h20

CI" H2

nh2

An'NYF

GH 0

t

-N xHCI Il />- H2

n

■hoo

2a: R: 2b: R 2c: R 2d: R

= Me (70%) = Et (67%) = n-Pr(61%) = /-Pr( 5%)

Следует заметить, что похожий подход применялся и ранее, например, при синтезе 3-(пиридин-4-ил)-1,2,4-триазола сплавлением изоникотиновой кислоты с двукратным мольным избытком сульфата аминогуа-нидина при температуре 210 °С [8]. Однако этот способ связан с использованием сравнительно дорогостоящей соли аминогуанидина, избыток которой теряется при выделении целевого продукта.

В предлагаемом нами подходе в качестве источника аминогуанидина используется наиболее дешевое сырье - гидрокарбонат AGH-01. Образующийся в процессе синтеза гидрохлорид AGH-02 - сравнительно легкоплавкое вещество (t пл. 163 °С [9]). В отличие от сульфата, AGH-02 не разлагается при плавлении и устойчив при температурах до 200 °С. Нами исследована возможность однореакторного синтеза гидрохлоридов 3-алкил-5-амино-1,2,4-триазолов 2a-d, а также свободных аминотриазолов 1a-g из гидрокарбоната AGH-01, соответствующих карбоновых кислот и концентрированной соляной кислоты.

Экспериментальная часть

Спектры ЯМР 1H и ЯМР 13С (растворитель -ДМСО-Э6, внутренний стандарт - ТМС) записаны на спектрометре Bruker Avance 600 (600 МГц для ядер 1H и 150 МГц для ядер 13C). Масс-спектры получены на приборе Agilent 7890A с масс-детектором 5975С (ЭУ, 70 эВ), снабженным устройством ввода в детектор Chromatoprobe. Элементный анализ выполнен на анализаторе Perkin-Elmer. Температуры плавления веществ определены в запаянных капиллярах на приборе ПТП. Степень превращения аминогуанидина определяли иодатометрическим титрованием реакционных смесей по методикам, описанным в работах [4 - 7].

Общая методика синтеза гидрохлоридов 5-амино-3-алкил-1,2,4-триазолов (2a-d). Смесь 13,6 г (0,1 моль) гидрокарбоната аминогуанидина, 12,17 г (0,11 моль) 33%-го раствора HCl и 0,3 моль карбоно-вой кислоты кипятили при перемешивании в течение 1 ч (6 ч при синтезе 2d). Затем избыток карбоновой кислоты отгоняли и реакционную смесь, нагревали до 180 - 190 °С, выдерживали при этой температуре в течение 2 ч, образовавшийся расплав охлаждали до

50 - 60 °С и добавляли 20 мл этилацетата. Смесь кипятили с обратным холодильником 3-5 мин и охлаждали. Образовавшийся кристаллический осадок отфильтровывали, высушивали при 70 °С и перекри-сталлизовывали.

Гидрохлорид 5-амино-3-метил-1,2,4-триазола (2a). Выход 8,9 - 9,4 г (66 - 70 %), бесцветные кристаллы, t пл. 135 - 137 °С (из 2-пропанола). Спектр ЯМР 1Н, 5, м.д.: 2,20 с (3H, Me), 8,01 уш. с (2H, NH2). Спектр ЯМР 13С, 5, м.д. (J, Гц): 10,87 к (Me, J = 131,0), 147,42 к (C3 триазола, J = 7,7), 151,11 с (C5 триазола). Масс-спектр, m/z (7отн, %): 98 (54) [M-HCl]+, 57 (46), 42 (100). Найдено потенциометрическим титрованием: М = 134,7. Вычислено: М = 134,57. Найдено, %: С, 27,01; Н, 5,18; N, 41,39 C3H7N4Cl. Вычислено, %: C, 26,78; H, 5,24; N, 41,63.

Гидрат гидрохлорида 5-амино-3-этил-1,2,4-триазола (2b). Выход 9,91 г (67 %), бесцветные кристаллы, t пл. 70-71 °С (из ацетонитрила). Спектр ЯМР 1H, 5, м.д. (J, Гц): 1,17 т (3Н, Me, J = 7,8), 2,58 к (2Н, CH2, J = 7,8), 7,98 уш. с (2Н, NH2), 12.76 уш. с (2Н, 2NH). Найдено потенциометрическим титрованием: М = 166,9. Вычислено: М = 166,61. Масс-спектр, m/z (7отн., %): 112 (100) [M-HCl]+, 57 (45), 43 (16), 36 (15) [HCl]+. Найдено, %: С, 29,15; Н, 6,45; N, 33,48. C4H11ClN4O. Вычислено, %: C, 28.84; H, 6,65; N, 33,63.

Гидрохлорид 5-амино-3-пропил-1,2,4-триазола (2с). Выход 9,89 г (61 %), бесцветные кристаллы, т. пл. 103 - 105 °С (из ацетонитрила). Спектр ЯМР 1H, 5, м.д.(/, Гц): 0,89 т (3Н, Me, J = 7,2), 1,57 - 1,67 м (2Н, CH2), 2,55 т (2Н, CH2, J = 7,5), 7,98 уш. с (2Н, NH2), 13,57 уш. с (2Н, 2NH). Масс-спектр, m/z (1отн., %): 126 (27) [M-HCl]+, 111 (22), 98 (100), 70 (10), 57 (17), 43 (19), 36 (9) [HCl]+. Найдено потенциометрическим титрованием: М = 163,0. Вычислено: М = 162,62. Найдено, %: С, 37,22; Н, 7,01; N, 34,13. C5HnClN4. Вычислено, %: C, 36,93; H, 6,82; N, 34,45.

Гидрохлорид 5-амино-3-пропан-2-ил-1,2,4-триазола (2d). Выход 9,56 г (59 %), бесцветные кристаллы, t пл. 131 - 132 °С (из 2-PrOH). Спектр ЯМР 1H, 5, м.д.(7, Гц): 1,21 д (6Н, 2Me, J = 7,2), 2,89 - 2,96 м (1Н, СН), 7,94 уш. с (2Н, NH2), 13,54 с (2Н, 2NH). Масс-

спектр, m/z (7^., %): 126 (54) [M-HCl]+, 111 (100), 98 (11), 70 (12), 57 (20), 43 (29), 36 (12) [HCl]+. Найдено, %: С, 36,67; Н, 6,69; N, 34,27. C5H„aN4. Вычислено, %: C, 36,93; H, 6,82; N, 34,45.

Общая методика синтеза 5-амино-3-алкил-1,2,4-триазолов (1a-d). Смесь 13,6 г (0,1 моль) гидрокарбоната аминогуанидина, 12,17 г (0,11 моль) 33 %-го раствора HCl и 0,3 моль карбоновой кислоты кипятили при перемешивании в течение 1 ч (6 ч при синтезе 1d). Затем избыток карбоновой кислоты отгоняли, следя за тем, чтобы температура реакционной смеси не повышалась более 190 °С (при синтезе соединений 1b-d после отгонки основной части карбоновой кислоты при атмосферном давлении остаток отгоняли в вакууме). К реакционной смеси после отгонки карбо-новой кислоты приливали при перемешивании 21 г (0,154 моль) 30%-го раствора NaOH, образовавшийся раствор кипятили 5 мин и нейтрализовали добавлением 20%-й HCl. Полученную смесь упаривали досуха в вакууме водоструйного насоса при нагревании на кипящей водяной бане. Образовавшийся целевой продукт отделяли от минеральных солей экстракцией этилацетатом (4*50 мл). От экстракта отгоняли этил-ацетат до объема 5 - 8 мл, раствор охлаждали до 0 - 3 °С, выпавший осадок отфильтровывали и перекристалли-зовывали из этилацетата.

3-Метил-1-H-1,2,4-триазол-5-амин (1a). Выход 6,67 г (68 %), бесцветные кристаллы, т. пл. 148 °С. (t пл. 148 °С [10]). Спектр ЯМР 1H, 5, м.д.: 2,05 уш. с, (3Н, Me), 5,10 и 5,49 оба уш. с (2Н, NH2 таутомеров В и А соответственно), 11,54 и 12,10 оба уш. с. (1Н, NH таутомеров А и В соответственно). Спектр ЯМР 13С, 5, м.д.: 13,18 (Me), 154,95 (C-3 триазола), 159,03 (C-NH2). Масс-спектр, m/z (7^., %): 98 (100) [M]+, 57 (40), 42 (32).

3-Этил-1Н-1,2,4-триазол-5-амин (1b). Выход 7,85 г (70 %), бесцветные кристаллы, т. пл. 150-152 °С. (t пл. 152 °С [10]). Спектр ЯМР 1H, 5, м.д.: 1,10-1,19 м. (3Н, Me), 2,32-2,45 м (2Н, CH2), 5,10 и 5,58 оба уш. с (2Н, NH2 таутомеров В и А соответственно), 11,6 и 12,3 оба уш. с (1Н, NH таутомеров А и В соответственно). Масс-спектр, m/z (7^., %): 112 (100) [M]+, 70 (9), 57 (47), 43 (14).

3-Пропан-1-ил-1Н-1,2,4-триазол-5-амин (1c). Выход 5,92 г (47 %), бесцветные кристаллы, t пл. 140-142 °С. (т. пл. 143 °С [10]). Спектр ЯМР 1H, 5, м.д. (J, Гц): 0,86 т (3Н, Me, J = 7,3), 1,51 - 1,63 м (2Н, CH2), 2,36 уш. с (2Н, CH2), 5,09 и 5,67 оба уш. с (2Н, NH2 таутомеров В и А соответственно), 11,49 и 12,23 оба уш. с (1Н, NH таутомеров А и В соответственно). Масс-спектр, m/z (7^., %): 126 (28) [M]+, 111 (22), 98 (100), 70 (10), 57 (17), 43 (19).

3-Пропан-2-ил-1Н-1,2,4-триазол-5-амин (1d). Выход 7,18 г (57 %), бесцветные кристаллы, т. пл. 112 °С. Спектр ЯМР 1H, 5, м.д. (J, Гц): 1,14 д (6Н, 2Me, J= 6,9), 2,72 м (1Н, СН), 4,97 и 5,71 оба уш. с (2Н, NH2 таутомеров В и А соответственно), 11,47 и 12,23

оба уш. с (1Н, NH таутомеров А и В соответственно). Масс-спектр, m/z (1отн., %): 126 (56) [M]+, 111 (100), 98 (12), 70 (12), 57 (19), 43 (25).

3-Бензил-1#-1,2,4-триазол-5-амин (1e). Смесь 1,36 г (0,01 моль) гидрокарбоната аминогуанидина, 1,217 г (0,011 моль) 33%-го водного раствора HCl и 1,36 г (0,01 моль) фенилуксусной кислоты нагревали с отгонкой воды до температуры 170-180 °С. Реакционную смесь выдерживали при этой температуре в течение 3 ч. К образовавшемуся остатку приливали при перемешивании 2,1 г (0,154 моль) 30 %-го раствора NaOH, полученный раствор кипятили 5 мин, нейтрализовали 20 %-й соляной кислотой до рН 7-8 и упаривали досуха в вакууме водоструйного насоса при нагревании на кипящей водяной бане. Образовавшийся целевой продукт отделяли от хлорида натрия экстракцией этилацетатом (4*50 мл). От экстракта отгоняли этилацетат до объема 5-8 мл, раствор охлаждали до 0 - 3 °С, выпавший осадок отфильтровывали и перекристаллизовывали из этилацетата. Выход 1,11 г (64 %), белые кристаллы, т. пл. 169-170 °C. Спектр ЯМР 1H, 5, м.д.: 3,76 уш. с (2H, CH2), 4,95 уш. с (2Н, NH2 таутомера В), 5,95 уш. с (2Н, NH2 таутомера А), 7,087,25 м (5Н, Ph), 11,41 уш. с (1Н, NH, таутомера А), 12,32 уш. с (1Н, NH, таутомера B). Спектр ЯМР 13С, 5, м.д: 34,18 (CH2), 126,02, 128,14, 128,68, 138,85 (Ph), 157,13 (C-NH2), 159,69 (С3 триазола). Масс-спектр, m/z (1отн., %): 174 (100) [M]+, 131 (23), 118 (12), 91 (51), 77 (90), 65 (11), 57 (20). Найдено, %: С 59,79; Н 5,59; N 32,34. C9H10N4. Вычислено, %: C, 62,05; H, 5,79; N, 32,16.

3-(2-Фенилэтил)-Ш-1,2,4-триазол-5-амин (1f).

Получали аналогично соединению 1e. Выход 1,13 г (60 %), t пл. 132- 134 °C. Спектр ЯМР 1H, 5, м.д.: 2,65-2,73 м (2H, CH2), 2,93-2,97 м (2H, CH2), 4,94 уш. с (2Н, NH2 таутомера В), 5,75 уш. с (2Н, NH2 таутомера А), 7,06-7,27 м (5Н, Ph), 11,35 уш. с (1Н, NH, таутомера А), 12,20 уш. с (1Н, NH, таутомера B. Масс-спектр, m/z (1отн., %): 188 (79) [M]+, 111 (30), 91 (100), 77 (10), 65 (19), 43 (20). Найдено, %: С 64,05; Н 6,49; N 29,57. C10H12N4. Вычислено, %: C, 63,81; H, 6,43; N, 29,77.

Синтез 5-амино-3-фенил-1,2,4-триазола (1g) из аминогуанидина и бензойной кислоты в условиях микроволнового нагрева. Синтез проводили в герметично закрывающихся стеклянных пробирках объемом 20 мл, снабженных магнитной мешалкой, в мо-номодовом микроволновом реакторе Biotage Emrys Creator EXP (2,45 ГГц). К смеси гидрокарбоната аминогуанидина (4,083 г, 0,03 моль) и бензойной кислоты (3,664 г, 0,03 моль) осторожно прибавляли 5,15 г (0,048 моль) 34%-го раствора HCl и 2 мл воды. Пробирку с реакционной смесью герметично закрывали, помещали в микроволновой реактор и выдерживали при температуре 220 °С (давление ~ 20 ат) в течение 120 мин. Затем охлаждали, к реакционной смеси прибавляли 20 %-й раствор KOH до рН 8-9, выпавший

осадок отфильтровывали, перекристаллизовывали из воды с небольшим количеством активированного угля и высушивали при 100 °С. Получали 3,84-4,07 г (выход 80-85 %) соединения ^ с т. пл. 184-185 °С (т. пл. 186-187 °С [11]). Спектр ЯМР 1Н идентичен описанному в работе [11]. После дополнительной перекристаллизации из 2-пропанола т. пл. 186 - 187 °С, вещество не дает депрессии температуры плавления с заведомым образцом соединения 1.

Обсуждение результатов

С учетом данных по синтезу гуанилгидразидов [1, 4-7], первую стадию синтеза 3-алкилзамещенных 5-амино-1,2,4-триазолов и их гидрохлоридов из сравнительно низкокипящих карбоновых кислот (С1-С4) целесообразно проводить при температуре кипения реакционной смеси и мольном соотношении AGH-01:HCl:RCOOH = 1:1.1:3. Поскольку для циклизации гуанилгидразидов необходима более высокая температура, эту стадию целесообразно осуществлять после отгонки избытка карбоновой кислоты при температуре 180 - 190 °С.

Как видно из данных таблицы, на стадии ацилиро-вания пропановой и н-бутановой кислотами в течение часа достигается почти полная конверсия аминогуа-нидина при температуре кипения реакционной смеси, тогда как с изобутановой кислотой продолжительность стадии ацилирования должна быть увеличена. В отдельных экспериментах нами установлено, что при кипячении реакционной смеси с изомасляной кислотой в течение 6 ч достигается 72 - 75 %-я степень превращения аминогуанидина, которая увеличивается до ~90 % после отгонки из реакционной смеси воды и избытка изомасляной кислоты. Аналогичные данные для реакции ацилирования уксусной кислотой представлены в работе [6].

После отгонки избыточной карбоновой кислоты и нагревания реакционной массы при температуре 180190 °С в течение 2 ч происходит практически полная циклизация, о чем свидетельствуют данные ВЭЖХ и спектроскопии ЯМР. При более низкой температуре реакция происходит слишком медленно, а при более высокой наблюдается частичное разложение продукта. После охлаждения расплава и обработки этилацетатом происходит кристаллизация гидрохлоридов 2а^, причем неочищенные продукты содержат, по данным

ВЭЖХ и ЯМР 1Н, 89-97 % основного вещества (выход 83-93 %). Перекристаллизацией из 2-пропанола или ацетонитрила соединения 2а^ получены с выходом 59-70 % и содержанием основного вещества не менее 97 %.

Влияние продолжительности синтеза на степень превращения аминогуанидина (а, %) при начальном соотношении АСН-01:НС1^СООН = 1:1.1:3 (моль:моль)

RCOOH а, при времени синтеза мин

10 30 60 120 180 360

EtCOOH 78 94 96 97

и-BuCOOH 79 92 95 96 97

z-BuCOOH 15 21 38 54 61 72

При необходимости получения свободных 3-алкилзамещенных 5-амино-1,2,4-триазолов 1а^ для уменьшения продолжительности синтеза стадию циклизации целесообразно вести в основной среде. Поэтому после отгонки избытка карбоновой кислоты к реакционной смеси прибавляли 30 %-й раствор №ОН (1,4 моль в расчете на 1 моль исходного AGH-01) и кипятили полученный раствор в течение 5 мин. После нейтрализации, отгонки воды в вакууме, экстракции 2-пропанолом и кристаллизации получали триазолы 1а^ с выходом 47-70 %.

При получении 3-замещенных 5-амино-1,2,4-триазолов 1е4" из высококипящих фенилуксусной и гидрокоричной кислот для смещения равновесия на стадии образования гуанилгидразидов вместо избытка карбоновой кислоты целесообразно отгонять из реакционной смеси воду, образующуюся в процессе реакции. При повышении температуры реакционной смеси до 180-185 °С образующиеся гуанилгидразиды цикли-зуются в гидрохлориды аминотриазолов. Выполненные эксперименты показали, что предпочтительно проводить синтез при мольном соотношении AGH-01:НС№СООН = 1:1.1:1.

Получать таким способом 3-арил-5-амино-1,2,4-триазолы не удается, поскольку бензойные кислоты плохо растворимы в воде и в расплаве гидрохлорида аминогуанидина, а кроме того легко возгоняются. Поэтому реакцию целесообразно вести в закрытом сосуде под давлением.

н2

Н2 '

Г > н2

HCl

'2

agh-01

-Н,0, -СО,

nh2 CI

н2

agh- 0

PhC ОН

20 °С ,

Н+, -Н-,0

NH2 CI

Н2 AN'NyPh

О

20 °С Н+, -Н,0

? д^хНС!

N

Н,

NaOH

-NaCI, -Н-,0

I />" н2

ig

Нами исследована реакция аминогуанидина с бензойной кислотой. Наилучшие результаты получены в условиях микроволнового нагрева. При 220 °С (давление ~20 ат.) и мольном соотношении AGH-0ШС1^С00Н 1.0:1.5:1.0 в течение 2 ч выход соединения ^ после очистки составляет 80 - 85 %.

Преимущества разработанных способов заключаются в доступности исходных веществ и их сравнительно низкой стоимости (по сравнению с хлорангид-ридами и гидразидами карбоновых кислот в ранее известных способах), высоких выходах целевых продуктов.

Авторы выражают благодарность Министерству образования и науки РФ за финансовую поддержку настоящей работы в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России», грант 14.B37.21.0827, а также научному сотруднику НТК «Институт монокристаллов» НАН Украины, к.х.н. Н.Ю. Горобцу за предоставление оборудования для микроволнового синтеза и совместное проведение экспериментов в условиях микроволнового нагрева.

Литература

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1. Чернышев В.М. С-амино-1,2,4-триазолы и конденсированные гетероциклические системы на их основе: синтез, особенности строения и реакционная способность: дис. ... д-ра хим. наук. Ростов н/Д., 2012. 338 с.

2. Curtis A.D.M., Jennings N. 1,2,4-Triazoles. In Comprehensive Heterocyclic Chemistry Ш / A.R. Katritzky, C.A. Ramsden,

Поступила в редакцию

E.F.V. Scriven, R.J.K. Taylor. Eds.; Elsevier, Oxford, 2008. Vol. 5. P. 159 - 209.

3. Temple C. 1,2,4-Triazoles: in Chemistry of Heterocyclic Compounds / Ed. by J. A. Montgomery: John Wiley & Sons. New York; Chichester; Brisbane; Toronto, 1981. Vol. 37. P. 37 - 791.

4. Чернышева А.В., Чернышев В.М., Короленко П.В., Тара-нушич В.А. Термодинамические и кинетические аспекты реакции аминогуанидина с малоновой кислотой в кислых водных растворах // Журн. прикладной химии. 2008. Т. 81, № 10. С. 1690 - 1695.

5. Чернышев В.М., Чернышева А.В., Таранушич В.А. Оптимизация синтеза 5-амино-1,2,4-триазол-3-илуксусной кислоты и бис-5-амино-1,2,4-триазол-3-илметана // Журн. прикладной химии. 2009. Т. 82, № 2. С. 282 - 287.

6. Тарасова Е.В., Чернышев В.М., Чернышева А.В., Аба-гян Р. С. Термодинамические и кинетические аспекты од-нореакторного синтеза гидрохлорида 5-амино-3-метил-1,2,4-триазола из аминогуанидина и уксусной кислоты // Журн. прикладной химии. 2011. Т. 84, № 3. С. 408 - 414.

7. Чернышев В.М., Тарасова Е.В., Чернышева А.В., Таранушич В.А. Синтез 3-пиридилзамещенных 5-амино-1,2,4-триазолов из аминогуанидина и пиридинкарбоновых кислот // Журн. прикладной химии. 2011. Т. 84, № 11. С. 1804 - 1810.

8. Lipinski C.A. Bioisosteric design of conformationally restricted pyridyltriazole histamine H2-receptor antagonists // Journal of Medicinal Chemistry. 1983. Vol. 26. № 1. P. 1-6.

9. Thiele J. Ueber Nitro- und Amidoguanidin // Liebigs Annalen Der Chemie. 1892. Bd. 270. № 1-2. S. 1 - 63.

10. Potts K.T. The chemistry of 1,2,4-triazoles // Chemical Reviews. 1961. Vol. 61, № 2. Р. 87 - 127.

11. Dolzhenko A.V., Pastorin G., Dolzhenko A.V., Chui W.-K. An aqueous medium synthesis and tautomerism study of 3(5)-amino-1,2,4-triazoles // Tetrahedron Letters. 2009. Vol. 50. № 18. P. 2124 - 2128.

27 декабря 2012 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.