Синтез новых производных 4,5-дифенил-2Н-1,2,4-триазол-3-тиона Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

СИНТЕЗ НОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ 4,5-ДИФЕНИЛ-2Н-1,2,4-

ТРИАЗОЛ-3-ТИОНА Бабаев Б.Н.1, Зиявитдинов Ж.Ф.2, Зияев А.А.3, Бозоров С.С.4 Email: [email protected]

1Бабаев Бахром Нуриллаевич - доктор химических наук, профессор, кафедра химии природных соединений, Национальный Университет Узбекистана, ведущий научный сотрудник, Институт биоорганической химии им. А.С. Садыкова Академии наук Республики Узбекистан; 2Зиявитдинов Жамолитдин Фазлитдинович - кандидат химических наук, старший научный сотрудник, заместитель директора по научной работе и инновации, Институт Биоорганической химии им. А.С. Садыкова Академии наук Республики Узбекистан; 3Зияев Абдухаким Анварович - кандидат химических наук, старший научный сотрудник,

отдел органического синтеза,

Институт химии растительных веществ им. акад. С.Ю. Юнусова Академии наук Республики Узбекистан; 4Бозоров Сойибжон Сидикович - младший научный сотрудник, Центр передовых технологий при Министерстве инновационного развития Республики Узбекистан, г. Ташкент, Республика Узбекистан

Аннотация: для получения новых соединений сначала взаимодействием фенилгидразида и фенилтиоизоцианата был синтезирован фенилтиосемикарбазид бензоила, циклизацией которого в среде 10%-го NaOH при 90-950С был получен 4,5-дифенил-2Н-1,2,4-триазол-3-тион. Взаимодействием последнего с эквимолярным количеством алкил/ацил галоидов и К2СО3 в среде сухого ацетона синтезированы 8 новых алкил- и ацил-производные 4,5-дифенил-2Н-1,2,4-триазол-3-тиона. Методами УФ- и ИК-спектроскопии, и масс-спектрометрии установлены структуры синтезированных соединений. Анализ данных УФ-, ИК- и масс-спектров полученных соединений показал, что взаимодействие 4,5-дифенил-2Н-1,2,4-триазол-3-тиона с алкил/ацил-галоидами протекает исключительно по S-центру и продуктами реакции являются 3-алкил/ацилтио-4,5-дифенил-1,2,4-триазолы. Ключевые слова: синтез, 1,2,4-триазол-3-тион, производные, спектроскопия, масс-спектрометрия.

SYNTHESIS OF NEW 4,5-DIPHENYL-2H-1,2,4-TRIAZOL-3-

THIONE DERIVATIVES Babaev В.^1, Ziyavitdinov Zh.F.2, Ziyaev А.А.3, Bozorov S.S.4

1Babaev Bahrom Nurillaevich - Doctor of Chemical Sciences, Professor, DEPARTMENT OF CHEMISTRY OF NATURAL COMPOUNDS, NATIONAL UNIVERSITY OF UZBEKISTAN, Leading Researcher,

INSTITUTE OFBIOORGANIC CHEMISTRYA.S. SADYKOVACADEMY OF SCIENCES OF THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN;

2Ziyavitdinov Zhamolitdin Fazlitdinovich - PhD in Chemistry, Senior Researcher, Deputy Director for Research and Innovation, INSTITUTE OF BIOORGANIC CHEMISTRY NAMED AFTER A.S. SADYKOV OF THE ACADEMY OF SCIENCES OF THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN;

3Ziyaev Abdukhakim Anvarovich - PhD in Chemistry, Senior Researcher,

DEPARTMENT OF ORGANIC SYNTHESIS,

INSTITUTE OF PLANT CHEMISTRY NAMED AFTER ACAD. S. YU. YUNUSOV ACADEMY OF SCIENCES OF THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN; 4Bozorov Soyibjon Sidikovich - Junior Researcher, CENTER FOR ADVANCED TECHNOLOGIES UNDER THE MINISTRY OF INNOVATIVE DEVELOPMENT OF THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN, TASHKENT, REPUBLIC OF UZBEKISTAN

Abstract: to obtain new compounds, first, by the interaction of phenylhydrazide and phenylthioisocyanate, benzoyl phenylthiosemicarbazide was synthesized, cyclization of which in the medium of 10% NaOH at 90-950С gave 4,5-diphenyl-2H-1,2,4-triazole-3-thion. By the interaction of the latter with an equimolar amount of alkyl/acyl halides and K2CO3 in dry acetone, 8 new alkyl and acyl derivatives of 4,5-diphenyl-2H-1,2,4-triazole-3-thione were synthesized.

Using the methods of UV and IR spectroscopy and mass spectrometry, the structures of the synthesized compounds were established. Analysis of the UV, IR, and mass spectra of the obtained compounds showed that the interaction of 4,5-diphenyl-2H-1,2,4-triazole-3-thione with alkyl/acyl halides proceeds exclusively at the S-center and the products reactions are 3-alkyl/acylthio-4,5-diphenyl-1,2,4-triazoles.

Keywords: synthesis, 1,2,4-triazole-3-tion, derivatives, spectroscopy, mass spectrometry.

УДК 547.792

Гетероциклические соединения на основе 1,2,4-триазол-3-тиона вызывают большой научный интерес, так как обладают широкими потенциальными возможностями практического использования. Так, различные представители данного класса гетероциклов проявляют высокую антибактериальную, антиоксидантную, противомикробную, противовоспалительную, противовирусную, противораковую, противосудорожную, противотуберкулезную и др. виды активности [1-7].

С целью исследования биологической активности, были синтезированы новые производные 4,5-дифенил-2Н-1,2,4-триазол-3-тиона (1):

О

CONHNH2 + SCN

43 ^CH'H-r^N^O

> f ' ' г» и и ' '

H

NaOH

N-NH

0ЛЛ>

RX

N-NH

2-9

R = C4H9- (2), C5H„-(3), C10H21-(4),CH3COOCH2-(5) C6H5CH2TOOCH247), C6H5CH248), C6H5CH2COO49). X=Br, Cl.

C4H9COOCH246),

R

S

1

Для получения новых соединений сначала взаимодействием фенилгидразида и фенилтиоизоцианата был получен фенилтиосемикарбазид бензоила, циклизацией которого в среде 10%-ного NaOH при 90-950С был получен 4,5-дифенил-2Н-1,2,4-триазол-3-тион. Далее взаимодействием последнего с эквимолярным количеством

алкил/ацил галоидов и К2СО3 в среде сухого ацетона синтезированы новые соединения, некоторые физико-химические данные которых представлены в табл.1.

Таблица 1. Физико-химические константы синтезированных3-алкил/ацилтио-4,5-дифенил-

1,2,4-триазолов

Соединение Выход, % Т С0 УФ к max, нм сигналы ИК-спектров, см-1

1 87 285,0 243,2 и 265,0 QHj-N - 3066,93 и 1593.07,-->N-1628.97, C-N - 1344.74, C-C - 1215.29, C-S -691.44, Car-H - 830.92 и 767.64 см-1, ->S 1269,75, С6Н5 -четыре сигнала в интервале 1497 - 1445

2 82 129,6 263,4 и 366,2 СбНз-N 3400,99 и 1595.81 - C-N- 1327,91, C-C - 1267.58, C-S - 699.01, Car-H -830.92 и 767.64, С6Н5 - четыре сигнала в интервале 1497 - 1445 см-1, -СН2 - 2925,49 см-1,

3 80 124,9130,4 263,2 06H5-N 3066,93 и 1593.07.. - C-N - 1327,91, C-C - 1275.78, C-S - 699.41, Car-H - 830.92 и 776.36 см-1, С6Н5 - четыре сигнала в интервале 1497 - 1445 , -СН2 - 2926,47, -СН3 1311,96

4 76 103,8107,6 263,0 QHj-N - 3066,93 и1600,91 -СН2- 2917,46, СН3- 2850,17, C-N - 1325,98, C-C - 1287,33, C-S - 697.54, Car-H -770,58, С6Н5 - четыре сигнала в интервале 1498 - 1446, -СН2 - 2926,47, -СН3 1311,96

5 75 107,5107,8 205,2 и 260,4 QHj-N 1600,91 -СН2- 2982,73, -СН3- 3064,46, C-N -1367,26, C-C - 1276,72, C-S - 698.89, Car-H - 773,47, С6Н5 - четыре сигнала в интервале 1498 - 1446, С-С -1238,14, СН2-СО- 1430,01, -СОО 1725,82 см-1

6 72 103,6107,5 260,8 QHj-N 3066,93 и 1595,72 -СН2- 2977,71, СН3- 2897,71, C-N - 1331,65, C-C - 1293,72, C-S - 695.69, Car-H - 773,26, С6Н5 - четыре сигнала в интервале 1498 - 1446, С-С -1224,42, СН2-СО- 1427,18, -СОО - 1742,85

7 74 134,3137,1 260,6 и 352,8 QHj-N 3066,93 и 1600,91 -СН2- 2977,71, C-N - 1331,65, C-C - 1299,01, C-S - 697.63, Car-H - 771,28, С6Н5 -четыре сигнала в интервале 1498 - 1446, С-С 1213,88, СН2-СО- 1430,01, -СОО 1747,97

8 88 160,5 262,2 QHj-N 3400,99 см-1 и 1594.64 - С=№1628.97, C-N - 1379,09, C-C - 1215.29 , Car-H -866,84 и 767.94, С6Н5 - четыре сигнала в интервале 1494 -1446 см-1

Строение новых соединений подтверждены данными ИК- и УФ-спектроскопии и хромато-масс-спектрометрии.

Анализ УФ- и ИК-спектров полученных продуктов показал, что взаимодействие 4,5-дифенил-2Н-1,2,4-триазол-3-тиона с алкил/ацил-галоидами протекает

исключительно по S-центру и продуктами реакции являются 3-алкил/ацилтио-4,5-дифенил-1,2,4-триазолы (2-9).

В ИК-спектрах для всех синтезированных соединений обнаружены слабые сигналы валентных и деформационных колебаний для группы С6Н5-Ы при 3066,93 см-1 и 1595,72 см-1 соответственно. Также деформационные колебания обнаружены для групп при: -C-N - 1331,65 см-1, -C=N- 1628.97 см-1, C-C - 1293,72 см-1, C-S - 695.69 см-1, Ct-H - 773,26 см-1, для С6Н5 - четыре сигнала в интервале 1498 - 1446 см-1, валентные колебания для С-С при 1224,42 см-1. ИК-спектры синтезированных соединений отличаются прсутствием сигналов соответствующих для -СН2- 2977,71 см-1, СН3- 2897,71 см-1, СН2-СО- при 1427,18 см-1, -СОО при 1742,85 см-1 в зависимости от структуры присоединенного радикала.

Проведен масс-спектрометрический анализ синтезированных производных 2-9. На основание полученных данных (таблица 2).

Таблица 2. Масс-спектрометрический распад синтезированных соединений 1-8

№ М+Н Фрагментарные ионы

m/z, (%) m/z, (%)

1 254,1 (11,2 ) 180 (32,8 ) 195 (13,6 ) 136 (21,6 ) 117 (36,8 ) 104 (59,3 ) 93 (34,4 ) 77 (100 )

2 310,1 (4) 254 (100) 195 (9) 180 (12) 136 (9) 117 (16) 104 (27) 93 (13) 77 (17 )

3 324,2 (2,7) 254 (100) 195 7,1) 180 (7,9) 136 (4,2) 117 (8,7) 104 (22,8 ) 93 (14) 77 (12 ) 71 (2,5 )

4 394,0 (4,7) 254 (84) 222 (2,5) 195 (43,4 ) 180 (43) 174 (4,5) 142 (7,6) 135 (28) 116 (58 ) 103 (100 ) 77 (55)

5 340,1 (4,4) 312 (12,2 ) 266 (4,5) 252 (100) 222 (3,4) 194 (13,5 ) 180 (17,4 ) 130 (22) 116 (3, 4) 104 (58) 91 (4,3)

6 368,0 (4,3) 311 (7,8) 296 (4,3) 266 (4,3) 252 (100) 222 (3,5) 195 (16,4 ) 180 (16) 130 (21 ) 77 (13)

7 402,1 (3,6) 311 (4,5) 252 (8,2) 195 (4,6) 180 (6,4) 150 (3,5) 130 (7,2) 104( 7,3) 91 (10 0) 77 (2,8 )

8 344.1 (3) 252 (49) 220 (0,78 ) 195 (16) 180 (8) 149 (6,2) 123 (2,3) 118 (1,6) 104 (3, 1) 91 (100 ) 77 (2,3)

установлены молекулярные массы в значениях m/z и интенсивности сигналов (в %) протонированных молекулярных и дочерних ионов, образованных после распада синтезированных соединение в камере столкновения масс-спектрометра, рассчитаны возможные пути фрагментации соединений. В схеме приведен возможные путы фрагментации на примере 3-бензилтио-4,5-дифенил -1,2,4-триазола (8):

СУ<~"—-

m/z 252,07МЦ49.|4%)

m/z

Масс-спектрометрический распад

3-бензилтио-4,5-дифенил -1,2,4-триазола (8)

Таким образом, синтезированы новые производные 4,5-дифенил-2Н-1,2,4-триазол-3-тиона и строение 8 новых соединений подтверждены данными УФ- и ИК-спектроскопии, а также хромато-масс-спектрометрии.

Экспериментальная часть

УФ-спектры синтезированных соединений снимали (0,01% растворы в ацетонитриле) на приборе «SHUMADZU» серии UV-1800 (Япония). Сканирование проводили в диапазоне длин волн от 200 до 400 нм.

Температура плавления соединения определяли на приборе Melting Point M-650 «BUCHI» (Швейцария).

ИК-спектроскопию проводили на Инфракрасном спектрометре с Фурье преобразованием IRTracer-100 (Япония).

Масс-спектрометрические исследование синтезированных соединений проводили на приборе Q-TOF LC-MS Agilent Technologies серии 6520В в следующих условиях: источник ионизации: ESI+, поток осушающего газа: 5 л/мин, температура осушающего газа: 300°C, напряжение на конуса скиммера: 65V, на фрагменторе 225V, диапазон масс: в режиме MS 50 - 700 m/z. Способ ионизации: положительный. Образец вводили в масс-спектрометр с помощью хроматографа фирмы Agilent Technologies серии 1200, через колонки Zorbax SB C18, 3 цт, 0.5x150 мм. Мобильная фаза: А - 0,1% раствор муравьиный кислоты, В - ацетонитрил + 0,1 % муравьиная кислота. Элюацию осуществляли на приборе Agilent Technologies серии 1260 Cap Pump при скорости потока 15 мкл/мин. Градиент концентрации раствора В - минутах: 50% - 3 мин, 90% - 10 мин, 50% - 15 мин. Растворы дегазировали на приборе Agilent Technologies 1260 ц-degasser. Образцы наносили в колонку с помощью прибора Agilent Technologies Micro WPS по 10 мкл.

Синтез фенилтиосемикарбазид бензоила. Смесь 0.01моль фенилгидразида и 0.01 моль фенилтиоизоционата в этаноле кипятят 4 ч., оставляют на ночь, выпавшие бежевые кристаллы отфильтровывают, промывают холодным этанолом и высушивают на воздухе. Т.пл. 178-1790С. Выход 97%.

Синтез 4,5-дифенил-2Н-1,2,4-триазол-3-тиона 1. Раствор 20 гр. фенилтиосемикарбазид бензоила в 60мл. 10% NaOH нагревают при 90-950С 6ч., охлаждают до комнатной температуры, добавляют 100мл. воды и подкисляют HCl до

слабо кислой среды. Полученный густую смесь белого цвета фильтруют, промывают 2-3 раз холодной водой, высушенный на воздухе продукт в виде белого порошка имеет Т.пл. 169-1710С. Выход 87%.

Взаимодействие 4,5-дифенил-2Н-1,2,4-триазол-3-тиона с алкил- и ацил галоидами (общая методика). Эквимолярные количества 4,5-дифенил-2Н-1,2,4-триазол-3-тиона, алкил/ацил галоидов и К2СОз кипятят в 20 мл сухом ацетоне 3-8 ч. Протекание реакции контролируют ТСХ. Затем из смеси удаляют растворитель, остаток промывают раствором NaOH для удаления непрореагировавщего тиона. Далее промывают водой до нейтральной реакции. Полученные целевые продукты взаимодействия высушиваются на воздухе.

Список литературы /References

1. Pardeshi S.P., Patil S.V., Patil R., Bobade V.D. Synthesis and Antimicrobial Activities of Some 1,2,4-Triazolo[3,4-b][1,3,4]thiadiazoles and 1,2,4-Triazolo[3,4-b][1,3,4]thiadiazines Bearing Bistrifluoromethyl phenyl Moiety // J. Chem. Pharma. Res., 2014. Vol. 6. № 4. P. 675-681.

2. Jassim I.K., Jassim W.Kh., Abd ALsatar S., Mohammed A.H. Synthesis and Characterization of Some New of Thiazolidine, 1,2,4-Triazole, 1,3,4-Thiadiazole, Semicarbazide, Oxazoline and A Study of Their Biological Activity // Kerbala J. Pharma. Sci., 2012. Vol. 3. P. 213-222.

3. Chawla G.K., Bawa U., Kumar S.J. Syntheses and evaluation of anti-inflammatory, analgesic and ulcerogenic activities of 1,3,4-oxadiazole and 1,2,4-triazolo[3,4-b]-1,3,4-thiadiazole derivatives // J.Enzyme Inhib. Med. Chem., 2012. P. 658-665.

4. Eswaran S., Vasudeva, Adhikari N., Shetty S. Synthesis and antimicrobial activities of novel quinoline derivatives carrying 1,2,4-triazole moiety // European Journal of Medicinal Chemistry, 2008. Vol. 44. P. 4637-4647.

5. Thakur A., Gupta P.S., shukla P.K., Verma A., PathakP. 1,2,4-Triazole Scafolds: Recent Advances and Pharmacological Applications // Int. J. Curr. Res. Aca. Rev., 2016. Vol. 4. № 2. P. 277-296.

6. Cetin A., Gegibesler I.H. Evaluation as antioxidant agents of 1,2,4-triazole derivatives: effects of essential functional groups // J. Appl. Pharm. Sci., 2015. Vol. 5. № 6. P. 120-126.

7. Shneine J.K., Alaraji Y.H. Chemistry of 1,2,4-Triazole: A Review Article // International Journal of Science and Research (IJSR), 2016. Vol. 5. № 3. P. 1411-1423.

8. Sztanke K., Tuzimski T., Rzymowska J., Pasternak K., Kandefer-Szerszen M. Synthesis, determination of the lipophilicity, anticancer and antimicrobial properties of some fused 1,2,4-triazole derivatives // European Journal of Medicinal Chemistry, 2008. Vol. 43. P. 404-419.