CC BY
6ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ УДК 547-3
СИНТЕЗ РЯДА ПРОИЗВОДНЫХ 2-(2-(МЕТИЛТИО)ЭТИЛ)-6-(П-ТОЛИЛ)ИМИДАЗО[2,1-В][1,3,4]ТИАДИАЗОЛ
РАХМОНОВ РАХМОН ОХОНОВИЧ
Заместитель директора Института химии имени В.И. Никитина Национальной академии наук
Таджикистана
ШАРИПОВ ШОМАХМАД САФАРОВИЧ
Докторант PhD Института химии имени В.И. Никитина Национальной академии наук
Таджикистана
ОДИЛЗОДА МИРЗОГАФУРИ МИРЗОСАБУР
Научный сотрудник лаборатории химии гетероциклических соединений
ИХСОНОВ ИСМОИЛ МАЪДИХОЧАЕВИЧ
Магистр 2-го курса Института химии имени В.И. Никитина Национальной академии наук
Таджикистана
МАГБУЛОВА МУТРИБА
Магистр 2-го курса Института химии имени В.И. Никитина Национальной академии наук
Таджикистана
АБДУЛЛАЕВ АБДУМАНОН
Заведующий лабораторией биохимии фотосинтеза, д.б.н., член-корр. НАНТ, Институт ботаники, физиологии и генетики растений Национальной академии наук Таджикистана
Аннотация. В данной статье обобщены методы синтеза новых производных 2-СНз-S-(CH2)2-б-(п-толил)имидазо[2,1-b][1,3,4]тиадиазола на основе реакции циклодегидратации 2-амино-5-СНз-8-СН2СН2-1,3,4-тиадиазола с п-метилфенацилбромидом при нагревании в среде н-бутанола. Исследована реакция пероксидного окисления 2-СНз-8-(СН2)2-б-(п-толил)имидазо[2,1-Ъ][1,3,4]-тиадиазола в среде уксусной кислоты при комнатной температуре с образованием 2-(2-(метилсульфонил)этил)-6-(п-толил)имидазо[2,1-Ъ][1,3,4]-тиадиазола. Выявлено, что данная реакция при указанных условиях протекает хемоселективно, в результате которой образуются соответствующие новые соединения. Изучена реакция электрофильного замещения 2-(2-(метилсульфонил) этил)-6-(п-толил)имидазо[2,1-b][1,3,4]тиадиазола с молекулярным бромом и в условиях реакции Манниха. Структура полученных вновь синтезирующих соединений установлена методом элементного анализа и ИК-спектральной спектроскопии.
Ключевые слова: циклодегидратация, 2-Я-8-Я-5-амино-1,3,4-тиадиазол, п-метилфенацилбромид2-((метилтио)этил)-6-(п-толил)имидазо[2,1-Ъ][1,3,4]-тиадиазол, 2-(2-(метилсульфонил)этил)-6-(п-толил)имидазо[2,1-Ъ][1,3,4]-тиадиазол, валентное колебание.
Среди органических соединений особое место занимают гетероциклические синтетические производные. Синтез гетероциклических соединений за последние годы больше привлекает внимание ученых органической химии. Это связано с тем, что гетероциклические соединения с широким спектром биологических лечебных свойств
используются в областях медицины, биологии, ветеринарии, сельского хозяйства и других. Среди гетероциклических соединений производные имидазо [2,1.b][1,3,4]-тиадиазола, обладающие высокими биологическими свойствами, находят наибольшее применение в областях сельского хозяйства, ветеринарии и биологии [1-2].
Основными задачами современной гетероциклической органической химии являются синтез, поиск биологически активных веществ и изменение химической и биологической активности гетероциклических соединений путем функционализации. Для повышения биологических свойств производных имидазо[2,1-b]-[1,3,4]-тиадиазола проводят реакции электрофильного замещения, нуклеофильного замещения и реакции окисления [3].
Цель работы: Синтез ряда биологически активных соединений на основе сульфидпроизводныхимидазо [2,1 -Ь][ 1,3,4]тиадиазола.
Метод иследованые: В результате взаимодействия 5-(2-(метилтио)-этил)-[1,3,4]тиадиазол-2-амина (1) с 2-п-метилфенацилбромидом в н-бутаноле в течение 6 ч образуется новое соединения (2-(2-(метилтио)этил)-6-(п-толил)имидазо[2,1-в][1,3,4]тиадиазол) (2), полученное соединение нейтрализуют раствором ацетата натрия и перекристаллизовывают со спиртом. Образовавшееся соединение в виде белых кристаллов отделяли и сушили фильтровальной бумагой. Реакция протекает по схеме:
Схема 1
BrCH7COPh-CHcb C4HQOH t°C; 5-6th.
НчС
Полученное соединения 2 представляет собой белое кристаллическое вещество при нормальных условиях, нерастворимое в воде, хорошо растворимое в органических растворителях.
Далее, исследована реакция пероксидного окисления соединения 2 в среде ледяной уксусной кислоты при комнатной температуре в течение суток. В результате образуется соединение 2-(2-(метилсульфонил)этил)-6-(п-толил)имидазо[2,1-b][1,3,4]тиадиазол (3) с выходом 67%.
Схема 2
н3с
Н202 / СН3СООН
t = 25°С; 24 th.
Н3С—S
В результате смешивания соединения 2 с раствором перекиси водорода и уксусной кислоты вещество полностью растворяется через 2 часа, а соединение 3 образуется в виде белых игольчатых кристаллов в течение суток. Соединение 3 представляет собой белое кристаллическое вещество, нерастворимо в воде, хорошо растворяется в органических растворителях этанола, изопропанола, ДМФА и ДМСО.
В продолжение работы нами исследована реакция электрофильного замещения соединения 3 с молекулярным бромом в среде ледяной уксусной кислоты и в условиях реакции Манниха.
Реакция электрофильного замещения соединения 3 с молекулярным бромом в среде ледяной уксусной кислоты протекает регио- и хемоселективно при комнатной температуре в течение часа, что в результате образуется 5-бром-2-(2-(метилсульфонил)этил)-6-(п-толил)имидязо[2,1-Ь] [1,3,4]тиадиазол (4).
Схема 3
CH Br? / СЩСООН
t = 24°C; 2 th.
i-uc-
Установлено, что при бромировании соединения 2 электрофильное замещение происходит в С(5)-Н данного гетероцикла, протонов п-толилной группы не затрагивает в реакцию электрофильного замещения, что об этом свидетельствует ИК-спектральная характеристика и элементный анализ. Полученное соединение представляет собой беловато-желтое кристаллическое вещество при нормальных условиях, нерастворимое в воде, труднорастворимое в этиловом спирте, хорошо растворяется в растворителях ДМСО и
ДМфо.
Другой задачей нашего исследования является аминометилирование соединения 3 в условиях реакции Манниха в среде этанола и присутствии каталитической уксусной кислоты при температуре кипения растворителя в течение 2-5 ч. В результате образуется соединение К-метил-К-((2-(2-(метилсульфонил)этил)-6-(п-толил)имидазо[2,1 -^[^^тиадиазол-З-ил)метил)-этанамина (5) с выходом 69%. Реакция протекает по следующему механизму:
Схема 4
н,с
\
н
с" 911
2П5
N—Н+ 0=С
щс
\
н
н,с
н
с,н
2П5
;n—сн2он
n +сн2 + он"
Н3С—S
С2н5он
сн.
t = 78°С; 6-7 th.
СН,
н,С
Как видно из схемы 4, при взаимодействии вторичного амина с формальдегидом образуется соль имина, что реагирует с соединением 3 в кислой среде спирта в результате нагревания, образуется соединения 5. Выявлено, что полученная электрофильная частица атакует С(5)-Н имидазольного фрагмента, а несмотря на наличие электродонорной метильной группы в 4-ом положении фенольная группа атомы водороды о-СН не затрагивается в реакции замещения.
Соединение 5 представляет собой белое кристаллическое вещество, нерастворимое в воде, растворимое в органических растворителях.
Состав и строение полученных соединений установлены методом ИК-спектроскопии и элементного анализа.
ИК-спектр. ИК-спектры, вышеуказанных полученных соединений 2 - 5 были записаны в кристаллическом состоянии на спектрометре Spectrum 65 FT-IR (Perkin Elmer), который оснащен MIRACLE ATR (ZnSe). Каждый записанный спектр был получен в среднем на 16-20 сканирований, которые варьировали от 4000-600 см-1 с разрешением 4 см-1. Перед измерением образцы были высушены для фонового спектра. Каждый записанный спектр был проанализирован и установлен с помощью программного обеспечения Perkin Elmer Spectrum, версии 10.03.07.
В ИК-спектре соединения 2 проявлялась полоса поглощения валентных колебаний при 1556, 1520, 1448, 696 см-1 характерного для имидазотиадиазольного кольца.
Соединение 3 по сравнению с соединением 2 имеет поглощение валентных линий имидазотиадиазольного кольца при 1654, 1536, 1420 и 680 см-1 для C=N, C=N, C=C и C-S-C. Снижение валентных линий (метилсульфонил)этила обнаружено в диапазоне 770-667 см-1.
Для соединения 4 показано уменьшение валентных линий в областях 1658, 1537, 1430 и 687 см-1 для C=N, C=N, C=C и C-S-C имидазотиадиазольного кольца.
В ИК спектре соединения 5 по сравнению с соединением 2, полоса поглощения характерная C=N, С-С-С и С=Н, С=С-имидазотиадиазольному кольцу проявлена в области сильного поля при 1535, 670 и 1478, 1454 см-1.
ИК-спектроскопический анализ показал, что введение функциональных групп в имидазотиадиазольное кольцо обусловливает изменение некоторых пиков гетероциклов, что соответствует литературе [4-6].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Al-Jumaili M.H.A., Hamad A.A., Hashem H.E., Hussein A.D. et al. Comprehensive review on the Bis-heterocyclic compounds and their anticancer efficacy // Journal of Molecular Structure, -2023; 127: 133970.
1. 2. Ходжибаев Ю.Х., Куканиев М.А. Синтез, превращения и свойства имидазо-РД-b]-1,3,4-тиадиазола. Душанбе, -2009, 148 стр.
3. Gostacurta F.C., Souza M.R., Sampiron E.G. et al. Synthesis and biological evaluation of 12 novel (-)-camphene-based 1,3,4-thiadiazoles against Mycobacterium tuberculosis // Future Microbiol. -2020; 15: 723-38.
4.Наканиси К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений. Изд-во «Мир», -М. -1965, -С. 30-32, 69.
5. New 1,3,4-thiadiazole compounds: synthesis, spectroscopic characterization and theoretical analyses based on DFT calculations Muhammet Serdar £AVU§ 1,*, Halit MUGLU
6. Ahmed, M., Jahan, J. and Banco S., A simple spectrophotometry method for the determination of copper in industrial, environmental, biological and soil, samples using 2, 5-dimercapto 1, 3, 4-thiadiazole, Journal of Analytical Science and Technology, (2002),18, 805-810.
