CC BY
7
УДК 547.281.1 : 547.665
Левченко А.Г., Дахно П.Г., Доценко В.В.
СИНТЕЗ №(ГИДРОКСИМЕТИЛ)ТИОАМИДОВ ПУТЁМ N-ГИДРОКСИМЕТИЛИРОВАНИЯ 2-ЦИАНОТИОАКРИЛАМИДОВ
Левченко Арина Григорьевна - студентка бакалавриата 3-го года обучения кафедры органической химии и технологий; levchenko.arin@yandex.ru.
Дахно Полина Григорьевна - студентка бакалавриата 3-го года обучения кафедры органической химии и технологий;
Доценко Виктор Викторович - доктор химических наук, профессор кафедры органической химии и технологий;
ФГБОУ ВО «Кубанский государственный университет», Россия, Краснодар, 350040, Ставропольская улица,149;
Продукты конденсации цианотиоацетамида с альдегидами - (Е)-арилметиленианотиоацетамиды -легкодоступные и многофункциональные исходные реагенты в химии S,N-содержащих соединений. Целью данной работы было изучение взаимодействия формальдегида с этими тиоамидами как возможный способ получения N-(гидроксиметилен)тиоамидов - перспективных тиоамидоалкилирующих агентов и новых лигандов для комплексообразования. Структура продуктов оксиметилирования была подтверждена методами ИК-и ЯМР-спектроскопии.
Ключевые слова: арилметиленцианотиоацетамиды, N-гидроксиметилтиоамид
SYNTHESIS OF N-(HYDROXYMETHYL)THIOAMIDES BY N- HYDROXYMETHYLATION OF 2-CYANOTHIOACRYLAMIDES
Levchenko A.G., Dahno P.G., Dotsenko V.V. 1Kuban State University, Krasnodar, Russian Federation
The products of condensation of cyanothioacetamide with aldehydes- (E)- arylmethylenecyanothioacetamides-proved to be readily available and multifunctional starting reagents in the chemistry of S, N-containing compounds. The aim of this work was to study the reaction of formaldehyde with these thioamides as a possible method for the production of N-(hydroxymethyl)thioamides - promising thioamidoalkylating agents and new ligands for complexation. The structure of the oxymethylation products was confirmed by IR and NMR spectroscopy data. Key words: arylmethylene cyanothioacetamides, N-hydroxymethylation
Введение
Целью нашей работы было исследование взаимодействия формальдегида с тиоамидами как возможный способ получения Ы-
(гидроксиметил)тиоакриламидов - перспективных тиоамидоалкилирующих агентов, новых лигандов для комплексообразования и возможных промежуточных звеньев в синтезе конденсированных 1,3,5-тиадиазиновых гетероциклов [1-3]. Кроме этого, Ы-(гидроксиметил)тиоамиды могут использоваться в качестве антибактериальных агентов [4]. В литературе представлено ограниченное количество вариабельности структур, поэтому наработку новых производных и изучение их свойств можно считать актуальной задачей.
На первом этапе работы нами были получены 2-цианотиоакриламиды (схема 1) путём введения в реакцию Кнёвенагеля ароматических альдегидов с цианотиоацетамидом в водно-спиртовой среде с использованием в качестве катализатора триэтиламина [5].
H2N
N
H EtOH
+ ^АГ -
O catalyst
NH2
S
АГ
N
Схема 1. Получение 2-цианотиоакриламидов Аг = 4-С1СвН4, 2,4-С12СбНз, 3,4-(СНзО)2СбНз, 2-№2СН4
Для подтверждения строения полученных соединений были использованы методы ИК- и ЯМР-спектроскопии на ядрах 1Н и 13С. В ИК-спектрах для всех соединений наблюдаются характерные полосы поглощения в области 3390-3300 см-1 (NN2), 2200 см-1 (С^) и в области 1180 и 1346 с (С=Б).
Стоит отметить, что салициловый альдегид в ходе конденсации с цианотиоацетамидом претерпевал внутримолекулярную циклизацию, продуктом которой является производное 2-иминохромена (схема 2).
CHO
H2^ * гг
S Ncn ^i^OH
EtOH catalyst
H2NSC
S
- ccx1Lnh2
Схема 2. Конденсация салицилового альдегида
Помимо ароматических альдегидов в подобную реакцию конденсации с цианотиоацетамидом был введён изатин (схема 3). В качестве катализатора также был использован триэтиламин.
О
ОЫ
О + I N4,
N0
ЕЮН _ cata|yst
Схема 3. Конденсация изатина
Продукт конденсации изатина и производный 2-иминохромена также были изучены при помощи ИК-и ЯМР-спектроскопии.
Полученные 2-цианотиоакриламиды были введены в реакцию с 37% раствором формалина в водно-спиртовой среде (схема 4). Реакция протекала довольно легко, при нагревании и без использования катализаторов, выход составил в среднем 55-65%.
АГ 0Ы ЕЮН' ^ \=/ + НОНО -
;бын2
НЫ^ОН АГ^/^Б
Оы
Схема 4. Оксиметилирование 2-цианотиоакриламидов
В реакцию было введено также производное 2-иминохромена (схема 5). Взаимодействие происходило при таких же условиях, что и с остальными 2-цианотиоакриламидами.
Б
ХЫН
„ ...1
Б
2 to' EtOH + НОНО _,
(Х^Ы^ОН
Схема 5. Оксиметилирование производного 2-иминохромена
Полученные продукты отличаются повышенной растворимостью в водном этаноле в сравнении с исходными соединениями и сильной гидрофильностью.
Для подтверждения чистоты и строения полученных Ы-(гидроксиметил)тиоамидов были использованы методы ИК- и ЯМР-спектроскопии на 1Н и 13С ядрах.
Представлялось целесообразным изучить химические свойства Ы-(гидроксиметил)тиоамидов путём замещения гидроксильного фрагмента на другую функциональную группу. Так, к примеру, при введении в реакцию тионилхлорида образуются Ы-(хлорметил)тиоамиды (схема 6).
АГ
Б
-ОН
+
БО012
22°0
-Н01 БО2
АГ
N
-01
Схема 6. Получение Ы-(хлорметил)тиоамидов
Реакция протекает активно, при комнатной температуре и без использования катализаторов. Выход в среднем составил 76-78%. Полученные соединения были охарактеризованы методом ИК-спектроскопии.
Экспериментальная часть
Общая методика получения ^)-3-арил^-(гидроксиметил)-2-цианопроп-2-ентиоамидов
К суспензии 0.5 г исходного тиоамида в 3-4 мл ЕЮН добавляли небольшой избыток 37%- ного водного раствора НСНО. Смесь грели 3-5 мин. При охлаждении из образовавшегося светло-красного раствора получали продукт реакции, который отфильтровывали на фильтре Шотта, промывали охлажденной дистиллированной водой и сушили.
(Е)-^(Гидрокшметил)-3-(4-хлорфенил)- 2-цианопроп-2-ентиоамид. Выход 64%. Порошок жёлтого цвета. = 0,43 (этилацетат). ИК-спектр, V, см-1: 3444 ср, 3322 ср (О-Н, Ы-Н), 2204 ср (С=Ы). Спектр ЯМР 1Н (400 МГц, DMSO-J6), 5, м. д: 5,06 м (2Н, СН2), 6,33 т (1Н, 3. = 7,1 Гц, ОН), 7,65 д (2Н, 3. =
8,6 Гц, Н Лг), 7,91 с (1Н, СН=), 7,93 д (2Н, V = 8,6 Гц, Н Лг), 10,93 уш.с (1Н, ЫН).
(Е,)-^(Гидроксиметил)-3-(2,4-дихлорфенил)-2-цианопроп-2-ентиоамид. Выход 57%. Порошок оранжевого цвета. Rf = 0,45 (этилацетат). ИК-спектр, V, см-1: 3394 ср, 3311 ср (О-Н, Ы-Н), 2206 ср (С^Ы). Спектр ЯМР 1Н (400 МГц, DMSO-J6), 5, м. д: 6,33 т (1Н, ОН), 9,97 уш.с (1Н, ЫН), 8,06 с (1Н, Н Лг), 7,65 д (1Н, 3. = 7,5 Гц, Н Лг), 7,86 с (1Н, СН=), 5,04 д (2Н, 3. = 6,4 Гц, СН2), 7,98 д (1Н,, 3. = 8,6 Гц, Н Лг).
(Е,)-^(Гидроксиметил)-3-(2-нитрофенил)- 2-цианопроп-2-ентиоамид. Выход 65%. Порошок красно-оранжевого цвета. Щ- = 0,42 (этилацетат). ИК-спектр, V, см-1: 3450 ср, 3334 ср (О-Н, Ы-Н), 2221 ср (С^Ы). Спектр ЯМР 1Н (400 МГц, DMSO-J6), 5, м. д: 10,87 уш.с (1Н, ЫН), 5,05 с (2Н, СН2), 8,46 с (1Н, Н Лг), 7,92 с (1Н, СН=), 6,33 т (1Н, ОН), 7,94 д (2Н, Н Лг), 8,33 с (1Н, Н Лг).
(£)-^(Гидроксиметил)-3-(3,4-диметоксифенил)- 2-цианопроп-2-ентиоамид. Выход 62%. Порошок оранжевого цвета. Rf = 0,43 (этилацетат). ИК-спектр, V, см-1: 3415 ср, 3241 ср (ОН, Ы-Н), 2221 ср (С^Ы). Спектр ЯМР 1Н (400 МГц,
2
Б
БМБО-йб), 5, м. д: 7,16 д (1Н, 3/ = 8,6 Гц, Н Лг), 6,34 т (1Н, ОН), 5,06 д (2Н, СН2), 7,57 д (1Н, 3/ = 8,6 Гц, Н Лг), 7,68 с (1Н, СН=), 8,07 с (1Н, Н Лг), 9,99 уш.с (1Н, Ж), 3,86 с (3Н, СНз), 3,82 с (3Н, СНз).
(£)-2-(Гидрокшметилимино)-2.Н-хромен-3-карботиоамид. Выход 51%. Порошок тёмно-оранжевого цвета. Яг = 0,451 (этилацетат). ИК-спектр, V, см-1: 3400 ср (О-Н), 3317 ср, 3203 ср (N42). Спектр ЯМР 1Н (400 МГц, DMSO-J6), 5, м. д: 5,740 т (1Н, 3/ = 6,6 Гц, ОН), 8,85 с (1Н, Н Лг), 7,79 д (1Н, 3/ = 7,8 Гц, Н Лг), 7,57 т (1Н, 3/ = 7,8 Гц, Н Лг), 7,24 с (1Н, Н Лг), 7,27 д (1Н, 3/ = 8,6 Гц, Н Лг), 5,01 д (2Н, 3/ = 6,4 Гц, СН2), 10,04 уш.с (2Н, МШ).
Общая методика получения (Е)-3-арил^-(хлорметил)-2-цианопроп-2-ентиоамидов
Смешали 0,5 г 2-цианотиоакриламида с небольшим избытком тионилхлорида, раствор изменил окраску на кроваво-красную, выделялся газ с характерным запахом. Реакционную смесь обработали избытком петролейного эфира для растворения избытка тионилхлорида и очистки целевого продукта. Полученный осадок отфильтровали на фильтре Шотта, промывали петролейным эфиром до исчезновения запаха хлористого тионила.
(Е)-3-(3,4-Диметоксифенил)-^(хлорметил)-2-цианопроп-2-ентиоамид. Выход 76%. Порошок коричневого цвета. = 0,571 (этилацетат). ИК-спектр, V, см-1: 3319 ср (Ы-Н), 2219 ср (СМЫ), 1267 и 1338 ср (C=S). Спектр ЯМР 1Н (400 МГц, DMSO-J6), 5, м. д: 7,18 д (1Н, 3J = 8,6 Гц, Н Аг), 7,61 д (1Н, 31 =
8,6 Гц, H Ar), 7,71 c (1H, CH=), 8,12 c (1H, H Ar), 3,94 с (3H, CH3), 3,85 с (3H, CH3).
Заключение
Таким образом, нами была изучена реакция оксиметилирования производных 2-
цианотиоакриламида. Полученные соединения были охарактеризованы спектральными методами. Помимо этого, на основе ^(гидроксиметил)тиоамидов получены ранее не описанные (Е)-З-арил-Ы-(хлорметил) -2 -цианопроп-2 -ентио амиды.
Список литературы
1. Liu C.Y., Chang H.T., Hu C. Complexation reactions in a heterogeneous system // Inorg. Chim. Acta. 1990. Vol. 172. №. 2. P. 151-158.
2. Liu C.Y., Hu C.C., Yeh K.Y., Chen M.J. Synthesis of chelating resins and its application in ligand exchange chromatography // Fresenius J. Anal. Chem. 1991. V. 339. № 12. P. 877-881.
3. Dotsenko, V.V., Krivokolusko, S.G. and Chigorina, E.A., Hydroxymethylation of 3-Aryl-2-cyanoprop-2-enethioamides // Russian Journal of General Chemistry. 2020. Vol. 90. N 8. pp. 1411-1417.
4. Yamamoto S. In vitro antimycobacterial activities of pyrazinamide analogs // Antimicrobial Agents and Chemotherapy - 1995. - Vol. 39. № 9. - P. 2088-2091.
5. Litvinov V. P. Cyanoacetamides and their thio- and selenocarbonyl analogues as promising reagents for fine organic synthesis // Russian Chemical Reviews - 1999. -Vol. 68. № 9. - P. 737-763.
