Новые данные о взаимодействии оксосоединений с производными тиосемикарбазида тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

САНСГ-ПЕТЕРВУРГСКИЙ ГОСУДАРИВЕИИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах руяопиои

КУЗНЕЦОВА ОЛЬГА БОИГООВКА

•УДК 547.28»442'455'497.Т'792 794.3.873

НОШ ДАННЫЕ О ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ОКСОСОВДШЕВДЙ С ПРОИЗВОДИЛ,И таОСЕМИКАРЕАЗВДА

02,00.03 - органическая химия

ЛВТОГЕ<ЖРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ . 1991

Работа выполнена на кафедре химии Воанко-медицинокой ордена Ленина Краснознаменной академии имени С.М.Кирова

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор ЗЕЛЕНИН К.Н.

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор РЛНА1С А.И.

доктор химических наук, профессор ШВИНШ И.Я.

Ведущая организация: Уральский политехнический

институт

Защита состоимся

Б 15 часов на заседании опеуиализированного совета fl .063,57.03 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора химических наук при Санкт-Петербургском государственном университете по адрооу: 199004, Санкт-Петербург, Средний пр. В.О., д. 41/43, химический факультет.

О диссертацией можно ознакомиться в научной.библиотеке им. А.М,Горького Санкт-Петербургского государственного университета по адресу: 199034, Санкт-Петербург, Универоитетоная наб., д. 7/9.

Автореферат равролан " " ноября 1991 г..

Ученый секретарь .

кавд. ??им. наук "¿0, ^Ж. П. Арцыбашэва

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования определяется возрастающей практической значимостью тиосемикарбазонов, которые исподьзуются в качества лекарственных препаратов, аналитических реагентов и гетероциклических синтонов. Однако при этом отсутствуют систематические сведения об особенностях их структуры, в частности, не проработав .врпроо о кольчато-целных превращениях. Его ис-следовадиа .необходимо для углубленного понимания таутомерных С изомерных) .превращений в ряду гидразонов, что важно для изучения проблемы в целом. Необходимы базисные данные для последующих корреляций "структура - свойство" в рдцу тиосеиикар-оазонов и родствен^ веществ. Ценны эти сведения и для выработки общих представлений о целенаправленно^ циклизации с альтернативным участием атомов серы или азота тиоамидной группы, что принципиально важно для нувд гетероциклического синтеза.

Работа выполнена в соответствии с планами научно-исследовательских работ ШедА им. С.И.Кирова, утвержденными ЦВМУ МО СССР на 1986-1990 гг по проблеме "Тонкий органический синтез", номер государственной регистрации 0182.3000.319.

Научная новизна . В результате выполненого исследования получены следующие результаты, которые и выносятся на защиту:

- циклизация в катионы 2-амино-1,3,4-тиадиазолиния - общее свойство продуктов конденсации тиосемикарбазидов с моно-, 1,2-и 1,3-дикарбонилькыми соединениями при растворении в трифтор-уксусной киолоте;

- кольчато-цепная таутомерия является характерной особенностью протонированных форм тиосемикарбазонов ядерно замещенных бенз-альдегидов и ацетофенонов, продуктов алкилирования тиосемикарбазонов, а также тиосемикарбазонов альдоз;

- протонированная линейная форма тиосемикарбазонов существует в виде азинтиольного катиона с положительным зарядом на атоме азота и2 (

- взаимодействие 1-монозамещенных тиосемикарбазидов с карбонильным соединениями приводит к 1-замещенным I,2,4-триазоли-' дин-3-тионам, которые после обработки трифторунсусной кислотой с последующим депротонированием рзциклизуются в 4-замещен-

- 2 -

ныэ 1,3,4-тиадиазолидин-2-имины;

- реакция 4-монозамаценных тиосемикарбазидов с 1,2-дикарбониль-ншги соединениями, жекицими атома водорода в ¿-положении к одной из карбонильных групп, служит методом получения некзвестч нкх 5-метилен-1,2,4-триазин-З-тионов;

- 2,4-дизаме;ценнь:е тиосемикарбазоны 1,3-диоксосоединений прояв^ ляют склонность к прототропии, что приводит к существования по-» литаутскернах ( изомерных) систем енгидразин - гидразон -1,2,4-триазолидин-З-тион - 2-&\етно-1,3,4-тиадиазолиний катион.

Практическое значение диссертации заключается в разработке и оценке препаративных возможностей методов синтеза 5-алкил- ,

5-ацил у. 5- ( 2'-оксоалкил) -2-ачино-1,3,4-тиадиазолкдиниевых солей, 1,2,4-триазолидин 3-тлонов, 1,3,4-тиадиазолидин-2-ими -нов, 1-тиосе.чикарбазидогш^аноз, З-алкилтио-1,2,4-триазолшов ,

6-котилен- и Ь-а^кскси-Г,2,4-триазин-З-тионов, 4-алкил-З-тио-I,2,4-триазпниозых солей, а также нахождении структурных факторов и условий, ограничивающих получение тиосе;,шкарбазонов.

Полученные данные о реакции оксосоединений с тиосемикар-бязида\.та позволяют рассматривать продукты, таких конденсаций как поливаркакткке структуры, способные и обратимым или равно-восщм циклизациям. Зти сведения необходимы для интерпретации известных методов получения гетероциклов с участием производных тиосеьжсарбозида, ткоамидов, тиомочевинк и полезны для поиска новых синтетических путей на их основе.

Апробация работы. Основные положения работы долокены на 13-й Межвузовской конференции "Современные проблемы синтеза и исследования органических соединений" (Ленинград, 1988 ) , ¿-й Межвузовской конференции "Карбонильные соединения в синтезе гетероциклов " (Саратов, 1989 )., 17-й Межвузовской конференции "Инструментальные методы анализа" ( Ленинград, 1990 ) , П-й конференции молодых ученых ШедА им. С.М.Кирова (Ленинград, 1990 ) 7-й Всесоюзной конференции по химии дикарбо -нилькых соединений " ( Рига, 1991 ) 2-й региональной конференции "Енамины в органическом синтезе" ( Пермь,. 1991 ) , 5-й Всесоюзной конференции по химии азотсодержащих гетероциклических соединений (Черноголовка, 1991 ).

Публикации> По материалам диссертации опубликовано 9 и 7 работ Принято К печати.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, Обзора литературы по строению тиосемикарбазонов и альтернативным циклизациям с участием тиоамидной группы, обсуждения результатов собственных исследований, экспериментальной части , выводов, списка цитируемой литературы (196 названий) и приложения. Работа изложена на 204 страницах, включая 37 таблиц й 10 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава I. Данные о взаимодействии тиосемикарбазидов с монокарбонильными соединениями

Производные и1-незамещенных тиосемикарбазидов в нейтральной среде

Тиосемикарбазоны склонны к альтернативным циклизациям с участие« атомов азота или серы, однако сведения о строении образующихся продуктов противоречивы. Для установления закономерностей возможных путей циклизации в диссертации систематически исследовано строение продуктов конденсации оксосоединений с тиосемикарбазидаш.

В качестве карбонильной компоненты использованы ацетальде-гид, ацетон, иетилэтилкетон, пинаколин, ядернозамещенные бенз-альдегиды и ацетофеноны. В реакцию с ними вводились тиосемикар-базид, 4-замещенные (метил-, зтил-, бензил-, фенил- ) , 2,4-дизамещенные (диметил-, метилэтил-, этилметил-, метилбензил-, бензилметил-, бензилэтил-) , 4,4-диматил- и 2,4,4-триметилза-мещенные гомологи.

По данным ИК, ЯМР и спектроскопии и масс-спектро-метрш^ продукты взаимодействия альдегидов со всеми использованными тиосемикарбазидами и кетонов с 4-замещенными тиосемикарбазидаш (соединения 1-40, выхода 65-98"/!) в кристаллическом состоянии, газовой фазе и в растворах имеют каноническое тиоашдразонное строение А. Исключений составил продукт 33 , который был выделен в виде смеси тиосемикарбазона А и 2'-::лор-6-нитрофекил-1',2,4-триазолидин-З-тиона Б, однако, при непро -

&> Выражаем благодарность д.х.н. Терентьеву П.Б., асп. Овча-ронко В.В. и Лашину В.В. (МГУ им. М.В.Ломоносова) за съемку масс-спектров, которые были получены под действием электронного удара, а в отдельных случаях методом химичеокой ионизации.

долкительном хранении циклический изомер переходит в лйнейщй' форму А.

А 1-40

Е

1

гк

5

4*

5

6

7

8

9

10 11 12 15*

14

15

16 17 183

19

20

сй3

ОН, о

ск3

сн5.

сн, о сн, о

ск3

сяз 0Ы3

сп3

сн3

С2н5

с,к5

(ся'3)3с

6 5 С6Н5 °бн5 С6К5 С61!5 °бн5

Я'

н

II

н

II

н сн сн СИ

сн сн сн сн СП II

н н

II

н н

II

н

сн3 сн5 сн3 ¿н^сн^

й

сн3 сн3

С2Н5 сбн5сн2

Ц

ь н н н н н н н

II

си3 сн5

сн,

сн3 н

сн3 с2н5

°бн5сн2

°бн5 н

сн,

3

II

н

сн3 ск3

°2Н5

СН3 06Н5СН

ООН г

4-0СН,

21' .22

23

24

25 26' 27

28н 4-По"

С6П5 осн3-сбн4

н С6й5сн2

СН,

-С6Н4 "°6Н4

4-0СН3-СбН4

4-001^-0^

4-Н02-СбН^

'2

2-ОН-О,

С6Н4

бн4

4-0Н-СбН4

29

30

31 4-М(СН3)2-С 32* 2-ОН-5-М02-

П,,

:6И3

33й 2-С1-6-И0о-С^Н.

34

35

36

37

38

39

с6% С6Н5

'б"3

4-Ы02-С6Н^

3-110-

-С6Н5

4-НН2-СбН^

II Н Н

н н

II н II

н

II II и

СИ,

йн5 сн3 си3

СН5

сн.

II

сн.

сн3сн3

н СН3

3 3 II II

40кЗ-Н02-4-СЮН5-С6Н3 сн5

СН3

II

Й

н

н

н

II

н ч

II

н н

Н (1-24 , 27-40), а-- СН3 (25,26). " 3деоь и дале0 зйвз. дочкой отмеченч впервые синтезированн&э соединения, для них получены удовлетворительные результаты элементного анализа» Чистота всех препаратов контролировалась ТСХ в различных системах растворителей.

Линейной форме А в спектрах ШР

15 в)

__N соответствуют сигна-*

а) Автор выражает благодарность Т.И»Пёхку С ИХБФ ЭАН) и В.Н. Торочешникову (Лгу ) за съемку спектров .

к

к

и

лы двух тиоамидных атомой азота при 105.3 и 171.1 м.д. и сигнал атома азота связи с-гг при 328.8 м.д. ( нн^ -шкала ). О I.2,4,триазолидин-3-тионпом строении В циклического изомера свидетельствуют три сигнала при 96*3, 104.0 и 132.2 м.д., отвечающие аминному и двум тиоакиднш атомам азота. Аномальное поведение соединения 33 скорее всего можно связать с пространственными особенностями карбонильной компоненты (_ ди-йртоза-мецение).

• Продукты взаимодействия кетонов с 2,4-дизамещенными тиосе-микарбаэидами представляют собой I,2,4-триазолидин-З-тионы Б ( соединения 41-47, выхода 60-8555 ) .

СНзАмЛ5 -- + сн/Ч'Чи3

К3 ЫНаМ2С5МНГ

[I5 --------- I? Н3 . № Н1 я*

41 , сп3 сп3 сн5 45* сн3 С6Н5СН? °2н5

42я сп3 СП5 с2н5 46м сн3 сн3

43* си5 °2Н5 сн3 4?я с6а5 сн3 сн3

44 сн3 а,з °бН5СН2

Заключение о триазолвдинтионной Б, а не альтернативной тиадиазолидиниминной В структуре в газовой фазе, растворах и кристаллическом состоянии базируется на данных ИК, ЯМР Н ,

С и масс-спектров, а также следует из спектра ЯМР1^н соединения 41, в котором имеются три сигнала вр^-гибридизованных атомов азота ( 119.4, 127.9 и 134.2 м.д. ) .

При длительном выдерживании раствора 2,4-диметилтиосеми-карбазида в ацетоне выделен 2,4-диметилтио семикарбаз он ацетона 41 А , который необратимо превращается в 2,4,5,5-тетраметил-1,2,4-триазолидин-З-тион 41 Б.

Причина аномалии реакции кетонов с 2,4-дизамещенными тио- • семикарбазидвми, вероятно, объясняется дестабилизацией линейного таутомера А за счет стерического ингабирования сопряжения и стабилизацией циклической формы В в результате зфректа -замещения в соединяющем звень.

Производные н1 -незамещенных тиосемикаобазидов в трийторуксусной кислоте

При растворении в трифторуксусной кислоте тиосемикарбазоны, исключая незамещенные и 4-монозамещеннда тиосемикарбазоны бензальдегидов и ацетофенонов ( 15,16,22,23,27-40) , претерпевают количественную циклизацию в катионы 2-ашно-1,3,4-тиа -диазолиния В» НХ .

I,2,4-Триазолидин-З-тионы 41-47 в растворе трифторуксуо -ной кислоты по данным ЯЫР и ^С первоначально образуют катионы Б-НХ, которые в течение нескольких часов количественно рециклкзуются в катионы 2-амино-1,3,4-тиадиазолиния В-НХ .

СНз й КУ

Я* Б А 41-47

|НХ ИХ I! Ру

уО ©'о '' о ^ '

х . о-л г . нм—ыг^ хО

СН^Г* з ЧХ: сРзСООН СН/ЧЛяУ. Я3 Б-НХ Й..НХ

Депротонировалие катионов В-НХ действием пиридина приводит к тиосемикарбазонач А . В результате путем перехода Б-4-Б-НХ—*В>НХ—-А синтезированы и охарактеризованы 2,4-^и-замещенные тиосемикарбазоны кетонов А 41-47, которые при непродолжительном хранении циклизуются в соответствующе 1,2,4-триазолидин-3-тионы Б 41-47 .

В растворах трифторуксусной кислоты для тиосемикарбазонов и 4-метилтиосешкарбазонов замещенных бензальдегидов и ацето -фенонов 15,т5,22,23,27-40 характерно таутомерное равновесие А'НХ5=В'НХ , что доказано совокупностью спектральных данных ЯМР 1Н, 13С и 15Н . '

Равновесие А*НХ=^В-НХ - первый пример кольчато-цепного равновесия тиосемикарбазонов, которое становится возможным , по-видимому, из-за реализации продолженной цепи ДГ-/Г- сопряжения с участием фенильиого кольца в линейной форме.

z

^мн = с(зн)ыия3 = 4 • ИХ НХ=СР3соон в-нха)

Номер соединения ( % линейного таутомера ) : 15(35)1 16(25).

22(45), 23(^5) 27(55), 28(10), 29(50), ¿0(50), 31(35), 32(70)>

38(35), 39(25), 40(45).

Положение равновесия малй чувствительно й природе заместителя в кольце; у производных ацетофенонов циклической формы больше, чем у тиосеиикарбазонов бензальдегидой.

Таким Образом, реакция мезду карбонильными соединениями и Н1 -незамещенными тиосемикарбазидами в зависимости от условий и структурных факторов может слуийть методом синтеза тйосеми -карбазонов А или 1,2,4-триазолидйн-З-тионов В, которые циклй эуются в 2-амино-1,3,4-тиадиаЗолиниввые соли В«НХ в рабтворэ трифторукеусной кислоты.■ ' •

Э'то свойство по данным ЯМР % и С сохраняется и при переходе от тио- к селеносемикарбазонам ацетона и бензальдегида '48,49.

1.2,4-Триазолццин-З-тиощ и 1,3,4-тиадиазолидин-2-№ины из 1,2,4-триметилтиосемикарбазйда

Сведения о строении продуктов взаимодействия карбонильных соединений с тиосемикарбазидами, зймещенними в положении I , скудны и противоречивы. Мы нашли, ^то 1,2,4-тримвтилтиосемикяр-базид реагирует с альдегидами и кетонами, образуя неописанные 1,2,4-триметил-1,2,4-ТриазолИдин-3-тионы Б 50-54 (выходы 45-85?« ) Последние, как и 1,2,4-трйазоявдин-З-тИоны 41-47 при действии трифторуксус.ной кислоты дают катионы 3»тио-1,2,4»триазолидиния В'НХ, которые в течение нескольких- Часов количественно переходят в катионы В«НХ . ЯМР и'13С спектральные характеристики тех и других катионов 50-54 полностью согласуйся с предлягае-

Соединения 16,23,20,35 (fr= raí,) представлены двумя стэ-реоняо.чрр'Уги га enТ оатср'югггшноГ'о вращения вокруг ряяоцикли-

р

'юг,ко!) слязи п --и

мой структурой и с параметрами вышеописанных солей Б-НХ и В.НХ 1-47.

СИ»

К к

. В 50-55

К

а-их

R

N' ¿И*

HM-I¡I-CS-hhch3 - +

Б 5D-5Í

R44C*0

P Лнх

X СКг©' XHj H-^N-N'

СНъ

5-HX

RR^NNCNWCH^

xOá5s

нх :Р3сосн

Лн, Е=СП3 (50й); Н-Н1.^ (51*)5 Р^-СН^, Р.=02Н5 (52*); Н^-Н, Р.=4-сн3О-С6И5 (53х); н1-сн5, Е-С6И5(54к)-, ЛН, Е-С6Н5(55*>

При депротошроваиии солей 50-54 В»НХ действием пиридина образуются неизвестные 2-мет;1Лишно-3,4-диметил-1,3,4-тиади.азо-лидины 50-54 В , спектры ЯМР ^Н и которых отвечают предло-кенно^ структуре.

Таким образом, взаимодействие альдегидов и кетонов о 1,2,4-триметилтиосеминарбазвдюд можно рассматривать как метод направленного синтеза I,2,4-триазолидин-З-тионов или изомерных 2-ими-но-1,3,4~тиадиазолидинов, кто подтверждено на примере реакции с бензальдегидом, проведенной в растворе трифторуксусной кислоты, когда соответствующий 2-ишно-1,3,4-тиадиазолидин 55 В был получен с выходом

Кольчато-цеггная таутомерия 5-алкилиэотиосемикарбаэо-киевых солей

Сведения о строении известных з-алкшшзотиосемикарбаэони-евых солей и возможности кольчато-цапной таутомерии о учаотием атомов азота к4, и связи о«к отсутствовали.

Мы нашли, что для соединений 56-70 характерно таутомерное равновесиеТ>НХ Д.НХ , сохраняющее закономерности таутомерии 1-алкилиденамидразониевых и аминбгуанидиниевых солей и в,а,8-триоксидов тиосемикарбаэонов! введение заместителей Е2^'способствует росту доли циклического таутомера Д«НХ, причем ,

заместитель и2 стабилизирует его сильнее, а их одновременное введение приводит к существованию производных алифатических оксосоедмнений в циклической формам

X©

г - их О

НГ\1-М!Г у0

\ &

г-

^ А-ИХ

к*

,о

| б

Г 52,60,65

А 63,64

№ и п"1 на н* х | * д-нх

56й 57" сн3 СИ, 3 II н н сн3 Й еи3 си3 сн3 I X 0 100

58* сн3 н й й сн3 I 0

59« 4-ОСН5-Сб!1,. й ^ 5 сп3 . I 0

60 СП, 5 СН3 Й и сн3 ■ I 3

61* си, У СИ я и Ег 0

62 65» си, 3 сп3 я а • 06н5сна С1 0

СН3 са3 «15 а сн3 1 90

64* ся3 СТ3 й3 Й Вг юо

65* сн3 сп3 СЙ3 СИ* X 27

66х са3 СН3 н «2*5 °2Н5 Вг 40

6?* ся5 СЯ3 Й С2Й5 ОН3 I 15

68* 69* са3 СН3 Й <о6и5сн2 сн3 I 17

сп5 СН3 й о6и5сн2 о6н5сн2 I 20

7о* сн3 он3 СН3 сн3 I 160

По данным масо-СйбОТроэ соединения 66,58-65,67-70 и в газовой фаза представлены й'есьи таутомеров с прзобладаяием ли -иейной форт Г-НХ. Вйинйтгййнжй или преобладающая фор/л сохраняется пр.ч переходе от содей а о&йбодаш Основаниям. Та!:, из иодидов 55,60,65 1ЧЭС получо'Ы изотйосешшарбазоны 56,60,65 Г, а из сотая 63,64 Д«НХ - 3-алкилгда-1>2>4-трйагойзди!Ш 63,6-1 Д, окараятерязоваякнв сштсральиммя дагнм.м.

- 10 -

Итак, склонность к обратимой циклизации в производные I(2,4-триазолина - общее свойство протонированных форм соединений о фрагментом >с=Нч»Ия8^-11Н •

Глава 2. Сведения о реакции тиосемикарбазидов с функционально замещенными карбонильными сое,цлненнями

С цель» изыскания дополнительных структурных возможностей изучено строение продуктов конденсации тиосемикарбазидов ¡заданной структуры с функционально замещенными карбонильными соединениями (1,2-, 1,3-диоксосоединения и альдозы ) , С=0 и ОН группы которых могут вовлекаться в таутомерные ( изомерные ) превращения,

Кольчато-цепная таутомерия тиосемикарбазонов аЛьдоз

Мы нашли, что известные тиосешкарбазош глюкозы, маннозы, Галактозы, рамнозы и арабинозы 71-75 и впервые синтезированные 4-мзтил- и 2,4-диметилтиосемикарбазоны глюкозы, галактозы и кшшозы 76-81 е- растворах ДМС0-<1б представляют собой таутомер-

он

. НО^У^ОН

ц . й^о-^мим^самна3

А Е

Й=ч (75), п=сн3(7^), Н=СН20Я (71-73, 76-81), Й2=155- Н (71-75), К2-П, К3-ОН5(76-7В), Н2-И5=СН5 (79-81)

ные смеси тиосемикарбазо-на альдоэн А и 1-гликопи-ранозилтиосемикарбазида Е, причем положение таутрмер-ного равновесия сложным образом зависит от природы углеводной и тиосеми-карбазидной компонент.

По данкш МаОС-СПсНТрО-иетрии соединения 71-73 в газовой фазе' находятся в циклической форме Е.

№ Лльдоза Тиосеми-карбазид Форма Е, %

71 1\токоза незамещен. •80

72 манноза незамещен. 5

73 галактоза незамещен. 40

74- рамноза незамещен. 10

75 арабиноза незамещен. 5

76х глюкоза 4-метил- 50

77* МйНКОЗа 4-мэтил- 10

78* галактоза 4-метил- 50

?9* глюкоза 2,4-диметил- . 70

ПО* машоза 2,4-диметилг ,5

галактоза . 2,4-димеТил- 45

- II -

Способность к равновесию А^Е согласуется с тенденцией к появлению кольчато-цепной таутомерии у гидразонов моносаха-г ридов с элеятроноакцепторным заместителем у атома азота н2 .

Политаутомерия 2,4-дкматилтиосемикарбазонов I,5-диоксосоединений

Рассмотрено взаимодействие 2,4-диме.тилтиосемнкарбазида о ацетил- и бензоилукеуснъм альдегидом, ацетил-, «С -диметил-ацетил- и бензоилацетоном и ацетоуксусным эфиром.

п" „»

О N.

ЧМСН3С5МИСИ-3

еин-Л ЧН/

„" Н К к к о

УУ

А«Т И - А

НХ=СР»СООН

0

Ы Л©

>о

е> • нх

К? й И' н« • С1)С13 Ж-ВО-с^ (тт-й7)

А 2-Е Е-Ж А г-Н к-н

и 82 н СН3 н 100 _ 60 20 20

83* II сн3 он, с6н5 ос2н5 н 100 _ - 55 65 -

84* СН3 СН3 СИ н - 90 10 (10035 в

ел ЧЬ сн5 н 100 - - 100 - -

86к - 100 - - 60 40

97* 1- сн' п 45 55 - - 10 90

1)

В начальный момент в пмга~г1^ содержится Ш5 А, 10?« В < 4СИ г-И и 4(И Е-Я форм соединения 84.

- 12 -

Выбор тиосемикарбазида продактозан необходимостью иск.ло-чить циклизацию в соответствующие 1-тионарбамоил-5-окси-2-пи-разолины, что имеет место при отсутствии заместителя в положении 2. В результате с выходами 30-9СЙ получены продукты взаимодействия в соотношении 1:1 82-87, которые по данным спектроскопии ШР и 13С в растворг.: склонны к сложной таутомерии с участием гидразонной А, енгидраэинной Ж и 1,2,4-триазолидин-3-тионной Б форм, при этом тенденции в равновесии гидразон -енгидразин в зависимости от природы карбонильной компоненты и растворителя сходны с общими закономерностями гздразонов 1,3-диоксосоединений.

В спектре ЯМР'1^ 2,4-диметилтиосемикарбазона ацетилацето-на 84 енгидразидаым таутомерам Й отвечают наборы из трех сигналов: 104.8, 121.4 , 133.2 -изомер) и 102.7, 120.1, 129.2 м.д. ( Е-йзомер) .

При растворении в трифторуксусной кислоте любая комбинация Таутомеров свободных оснований соединений 82-87 обратимо и количественно превращается в катионы 5- ( 2»-оксоалкил) -2-амино-1,3,4-*тиадиазолиния В-НХ. В частности., в спектре ЯМР15й соли 84 В'НХ шеются три сигнала при 92.9, 131.8 и 135.8 м.д. ( ср. со спектром соединения 41 В»НХ) .

Следовательно, введение карбонильной ( сложноэфирной) группы в ^-положение вызывает дополнительные таутомерии© превращения за счет прототропии в "карбонильной" части молекулы тиосемикарбазонов.

5-Метклеч( аткокси) -1,2,4-триазин-З тионы и З-тко-1,2,4-триазиниевые соли из 4-моно- и 2.4-дизамещенных тиосемикарбазидов и 1.2-диоксосоединений

Реакция 1,2-дикарбонильных соединений о тиосемикарбазидами не имеющими заместителей в положении 4 приводит к 1,2,4-триазин-3-тионам. Желая исключить это направление, мы использовали 4-моно С метил-, етил-, бензил-, фенил-.) и 2,4-дизамещенные ( димэ-тил-, этилметил- и метилбензил-) тиосемикарбазиды.

Известно, что 2,4-диыетИЛхИ0Сбжкарбазад с фекклгилоксалем образует два изомера - линейный А и 5-гидрокси-2,4-диметил-5-фешл-1,2,4-триазш1-3-тион 3, однако вопрос таутомерии Ах=3 оставался открытом. Мы синтезировали тиосемикарбазон 88 А и

- 15 -

+ h2nnräcsnrV

HNR3cínrV

....... ™

H4ANI«jcSN R3R4 И «9,90

Со О, Л

Ti

a v NNR2ésnrV R^qh

"WS*1

А и.яШ

HO^N

¿m

ГЛ40М0Т

» R5 >

R к 97-m

3

fr

B hn-NRL X®

ill'

нх

^ "R R'

и

MX 85,9-1-96

их г СРгС00Ц

Ж»®

я5

M-HX -084*4 —Í

R R1 R2 R*

Й «6% Щ Fî

H CHj Ciï^ tt С II H

II Й WH2 H

К CH, î с6н5сн2 H

CHj ац H

01Ц Ctlj ЙЦ H C2H5 ÎI

CHj H c6n5c»a H

CHj H . c6;4 H

CHj en, H CH CH.

- Снз

* M cir -

- - CH, _ S -

* te !î ' 0I,3 tyi.

- it -

№

90* 91х 92* 93"

95

96 97* 98* 99м

10Ö* 101«

юзк

1СЙМ 105й 106* 107й 108м 109м 110й 111* 112м 115* 114«

н H

CHj

сн5 CHj H

CHj CHj CHj CIU Cil

- H

- H

C6IÍ5 CHj

C6»5 °H3 H CH,

CHj H '

И сн, 0бй5 CH3

OHj H CHj H CHj H CHj CIIj CIÍJ CIIj

C6H5CH2 C6'T5

CH, 3

CH,

o6H5on2

°GH5 C6H5CH2

CHJ

CHj

№"2

°6H5 CH,

ссн5сн2

CHj

c2n5

C^Hr;

3

2 ^ on/

иашли, что он необратимо циклизуется в изомер 3 при хранеьии в растворах; таким образом, таутомерия А^гЗ не имеет места.

Метилглиоксаль с 4-зачеценными тиосемикарбазидами образует бис-тиосемикарбазоны 89,90 И, в то время как с 2-метил-4-бен-. зилтиосе-жкарбазидом дает моно-альдотиосемикарбазон 91 А ; аналогично ведет себя диацетил „ реакции с 4-замещенными тиосешкарбазидами 92-95. Однако, реакция диацетила с 2,4-диза-меиенными тиосемккарбазидами приводит к ранее неизвестным 5-ме-тилен-Т ,2,4-гриазин-3-?ионам 97-99 К. Моно-тиосемикарбазоны диацетила 92-95 при нагревании в присутствии СаО также циклизуют-ся в 5-метилен-1,2,4-триазин-3-тионы 100-103 К.

5-Гидрокси-2,4-диштил-5-фенил-1,2,4-триазин-3-тион 88 3 реагирует с метанолом и этанолом, образуя соответствующие ранее неизвестные 5-алкоксипроизводные 104,105 Л. Конденсацией карбонильного соединения с тиосешкарбазидом в спирте ш приготовили 5-это1сси-2,6-ди;летШ1-4-бензил- и 5-метокси-5,6-ди!.1етил-4-фе-нил-1,2,4-триазин-3-тиоиы 106,10? Л.

Метилен-(К ), алкокси-(Л )и гидрокси- (3 ) производные ( соединения 88 , 97-103, 104-107) растворении в трифторуксус-ной кислота количественно превращаются в катионы З-тио-1,2,4-триазиния М«НХ 108-114.

Как и следовало ожидать, моно-тиосемикарбазоны метил-, фе~ нилглиоксаля и диацетила 88,91-96 А| подобно прочим тиосеми-карбазонам А, при растворении в трифторуксусной кислоте дают соответствующие катионы 5-ацил-2-алкиламино-1,3,4-тиадиазоли-ния В-НХ 88,91-96. . '

На примере соединения 94 осуществлена рециклизация В.НХ—*• М»НХ , происходящая при нагревании соли 94 В-НХ в трифторуксусной кислотй.

Строение веществ 88-114 доказано с помощью ЯМР и^3С спектров. В спектре ЯМР ^н соединения 97 имеется два сигнала вр^ -гибридизованных атомов азота при 132.8 и 169,1 м.д. и сигнал атома азота связи о-гг при 312.0 м,д. 5-Метокси-5,6-ди-метил-4-фенил-1,2,4-триазин-3-тион 107 Л характеризуется сигналами 140.1, 170.2 и 306.4 м.д. в спектре ЯМР 15и , а катиону ПЗ'М.ИХ отвечают сигналы тиоамидного атома азота и атомов связей о.ц+ и О.М при 219.6, 230.6 и 372.3 м.д.

- 15 -

Итак, реакция меиду 4-замещенными тиосемикарбазидами и

1.2-дикарбонильны?.']1 соединениями является способом синтеза неизвестных 5-метилен ( алкокси) -1,.2,4-триазин-З-тионов и 4-ал-> кил-3-тио-1,2,4-триазиниевых солей наряду с моно- и бис-тиосе-микарбазонами и солями 5-ацил-2-алкиламино-1,3,4-тнадиазолшпш,

выводы

1. Исследовано строение продуктов конденсации тиосемикарбазидов с монокарбонильпкми соединениями, представляющих собой в зависимости от структурных факторов и внешних условий тцосеми-карбазоны, 1,2,4-трказолидин-З-тионн, 2-а.\зшо-1,3,4-ткэдиазоли-ниевые соли или их кольчато-целкые изомерные комбинации.

2. На базе реакции карбонильных соединений с тиосемикарбазидами найдены пути синтеза гетероциклических производных:

- 1,2,4-триазолидин-З-тионов С взаимодействием 2,4-дизамещешшх и 1,2,4-трниетилтиосемияарбазидов с моно- или 1,3-диоксссоеди-нениями );

- 1,3,4-тиадиазолидин-2-иминов < из 1,2,4-триметилтиосемикарба-зида и монокарбонильккх соединений );

- 2-амино-1,3,4-тиадиазолиш1евых солей { реакцией моно-, 1,2- и

1.3-диоксосоединешй с тиосемикарбазидами любого типа замещения )¡

- 3-алкилтио-1,2,4-триазолинов и их солей ( путем алкилирования

2.4-дкзамещенных тиосемикарбазонов );

- 5-кетилен- и 5-алконси-1,2,4-триазин-3-.ионов, а также катионов 3-тио-1,2,4-триазиния ( из I,2-дикарбонЯльных соединений и 4-моно- и 2,4-дизамещэнных тиосемикарбазидоз) .

3. Обнаружены и исследованы новые варианты кольчато-цепной таутомерии: тиосемикарбазоний - 2-амино-1,3,4*-тиадказолшз!й катионы для тиосемикарбазонов ядерно замещенных бензальдегидов и ацетофеконов; енгидразин - гидразон * 1,2,4-триазолидин-З-тион в ряду 2,4-дизамещенных тиосемикарбазонов ^З^дионсосоединений; 1-тиосемикарбазидопираноза - тиосемшсарбазон альдозы в случае производных углеводов; в -алкилизоткосемикарбазсний - З-шпшд-тио-1,2,4-триазолишй катион среди продуктов алкилирования тиосемикарбазонов .

Основное содержание работы изложено в следуйп^пс публикациям: I. Зеленин К.Н., Алексеев В.В., Солод О.В., Кузнецова О.В»,

Торрчешников В.Н. Обратимая рециклизация тиосемикарбазонов в производные 1,2,4-триаздлидина и I,3,4-тиядиазолидина //'Докл. АН СССР.-1987.-Т.296, 185. - С. II33-II37. Зелешн К.Н., Алексеев В.В., Пехк Т.И,, Кузнецова О.Б. Синтез производных; З-тио-1,2,4->триаэица из диацетила и 4-замещенных тиосешшарбазидоБ // ХГС. г- IW9. - № 9. - С. 1288.

3. Зеленин К.Н., Солод О.В,, Алексеев В.В., Пехк Т.И., Кузнецова O.E., Терентьев П.В., Каландаришвили А.Г. Синтез производных пиразола, I,3,4ттиади$зола и I,2,4-триазола коеденсацией 1,3-дипксосоединений с производными тиооечикарбазида // ХГС. -

1990. - I? 9. - С.. 1260-1270.

4. Цуркан A.A., Зеленин К.Н., Алексеев В.В., Кузнецова О.Б., Кулешова JI.50., Манакина Н.В. Катионы 5-аодно-2,3-дигидро-1,3,4-селенадиазолия - протонированная форма селеносемикарбазонов // ХГС. - 1991, - № 4. - С, 569.

о, Кузнецова О.Б., Солод О.В., Налов ¡.I.D. Поливариантная гетеро-циклиэация продуктов конденсации тиосемшсарбазидов с моно- , ¡¿- - и р -дикарбонильными соединениями // Карбонильные соединения в синтезе гетероциклав: '!ежвуэ. сборник, ч. 2 - Саратов, 1989. - С. 75-76.

6. Кузнецова О.Б.,, Габиа Т.Е., Солод О.В. Использование спектроскопии ЯМР15и в установлении структуры продуктов конденса-. ции карбонильных соединений с тиосемикарбазидаш и тиокарбо-гидрааидом // Инструментальные метода анализа: тез. докл. 17-й Шквуз. конф. молодых ученых - Ленинград, 1990. - С. 7.

7. Кузнецова О.В. Комплексное использование спектроскопии ЯМР ГН, 13С, 15я для установления структуры тиосемикарбазонов и продуктов их превращений П Материалы II-й научн,. конф. молодых ученых Воен.-мед.акад. им.С,М.Кирова - Ленинград, 1990т С. 15.

8. Солод О.В., Кузнецова О.Б., Малов М.10, Взаимодействие 1,3-ди-карбонильных соединений с тиосемикарбазидами-// Химия дикарбо-нильных соединений: тез докл.7-й Воосоюзн.конф. - Рига,1991.-0. 176.

9. Зелетш К;Н., Бежан И.П., Кузнецова О.Б., Малов М.Ю., Алексеев В.В. б-Метилен-2-пиразолины и -1,2,4-триазин-З-тиош - гетероциклические енамины с экзоцикличеокой кратной связью // Енамины в органическом синтезе: тез.докл. 2-й per.конф,- Пермь,

1991. -С. 109.