Синтез и взаимодействие трихлорметиларенов с гетеронуклеофилами тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАШ СССР О ЕДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗЫАМЕНЙ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ имени К.Д.ЗЕЛИНСКОГО

На правах рукописи

УДК 547.539.232'412.123:547.582.5:547.792.3

ЫШИЕЩШИ дагшИ БОРИСОВИЧ

£ШЗ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТНШОШЕТИЯАРЕНОВ С ГЕТЕРСНУКЛЕОФИЛШ

Ой.00.03 - органическая химия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва - 1990

Работа выполнена в лаборатория гетероциклических соединений Ордена Трудового Красного Знамена Института органической химии ш. Н.а.Зелинского АН СССР

Научный руководитель: доктор химических наук Л.И.ЕШЗНЬКИИ

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор Л.Н.ЯХОНТОВ доктор химических наук С.А.ШЗВЫ1ЕВ

Ведущая организация - Московский текстильный институт

Ьащита диссертации состоится 2.0 с^ал^ллл^лЛ тдоп Г0Да О 10 час., на заседании специализированного совета К.ОО^.о^.Ск по присуждению ученой степени кандидата химических наук в Институте органической химии им. Н.Д.Зелинского АН СССР до адресу: 1Г?913, Москва, Ленинский проспект, д. 47, конференц-зал.

С диссертацией ыокно ознакомиться в библиотеке Института : органической химия им. Н.Д.Зелинского АН СССР

Автореферат разослан "/£Г ф^Л^х*-^ 1990 г<

Ученый секретарь специализированного совета кандидат хим. наук

Григорьева Н.Я.

ОьдАЯ лАРАлГКРИСША РАБОГЫ

Актуальность проблемы. Значение трихлорметиларенов в синтетической органической химии определяется тем, что они могут служить предшественниками ароматических карбоновых кислот и их разнообразных производных, симметричных и несимметричных диарил-кетонов, а также некоторых гетероциклических систем.

До недавнего времени основным и практически единственным способом получения трихлорметиларенов служило исчерпывающее хлорирование метильного заместителяфв ароматическом ядре, что резко ограничивало ассортимент арилтрихлорметанов из-за нежелательного хлорирования других заместителей. 3 последние годы был предлоаен метод получения ароматических трихлорметильных производных, заключающийся в эЛектрофильном грихлорметилировании аренов. Однако до настоящей работы он был ограничен использованием стерически затрудненных гомологов бензола, б которых вводимая группировка экранирована двумя метилами в о,о-поло:тп;::'.ях.

Расширение области применения злектрофильного трихлорметитрования при использовании менее затрудненных субстратов и изучение новых реакций ардлтрихлорметанов с гегеронуклеофила\:п позволили бы более полно изучить зависимость реакционной способности группы СС13 от строения трихлорметиларенов и расширить сферу препаративного использования последних.

Цель работы. Изучение электро$ильного трихлорметилирования гомологов бензола, включающее разработку препаративных синтезов трихлорметиларенов, в которых группа СС13 экранирована одной ме-тильной группой в орто-положении. Изучение реакций бензотрихлори-дов с гидрокештам.чном, гидразинами, аренамкдоксямами, в. частности, выяснение возможности генерации бензонит'рилоксидов при взаямо-

декствш арилтрихлорметанов и гидроксиламияа; синтез соединений,' обладающих потенциальной биологической активностью.

Научная новизна и практическая ценность работы. Разработан препаративный метод синтеза соответствующих трихлорметильных производных при взаимодействии м-ксилола и псевдокумола с четыреххло-ркстым углеродом в присутствии хлористого алюминия, показана принципиальная возможность синтеза метилзамещенных изофталевых . кислог эдекгрофильным трихлорметилированием эфиров бензойных кислот с последующим гидролизом группы СС13. Обнаружены неизвестные ранее реакции трихлорметиларэнов с гидроксиламином и гидразинами, при это?1: выявлено существенное влияние природы растворителя ка характер процесса. Предложен новый способ генерации бензонитрил-

оксидов взаимодействием арилтрихлорыетанов с гидроксиламином. дай-о

дсно, что в пиридине происходит восстановительная конденсация бен-зотрихлоридов с гидроксиламином, гидразином и его производными, приводящая к оксимам, азинам и гидразонам соответствующих бензаль-дегидов. Предложен новый препаративный синтез ь,б-диарил-Х,2,4-ок-садиазолов взаимодействием трихлорметиларенов с аренамидоксимами.

Публикации и апробация работа. Результаты диссертационного исследования представлены на V Московской конференции по органической химии и технологии (Москва, 1989).

Основное содержание диссертации изложено в 3 публикациях.

Объем диссертации и ее структура. Диссертация изложена на стр. мазшнопионого текста, содержит 7 таблиц и состоит из введена трех глав, выводов и списка литературы. В первой главе приводится литературный обзор по методам синтеза и превращениям трихлорметиларенов. Во второй главе обсуждаются результаты собственных -исследований, третья глава содержит описание эксперимента. Список литературы включает 268 наименований.

ОСНОВНОЗ СОДЕРЖАНИЕ РАоОХЪ.

В соответствии с поставленной целью в работе изучено электро-льное грю. лорме тилированке гомологов бензола и взаимодействие |Ихлорметнларенов с гидроксиламином, гидразинами и аренампдокси-

I. Электройильное трихлорметилирование гомологов бензола и некоторые превращения продуктов.

Проблема получения алкилзамещенных трихлорметпларенов до насго-;его времени не была решена полностью, так как электроридьным три-орметилированием группа СС13 вводится только в стеричзскп заг-•дненные полиметилбекзолы, такие как кезигилен, дурол, пентаг.отил-нзол. 3 случае бензола и толуола взаимодействие с чегкреххлорпс-:.! углеродом приводит к образованию диарилдкхлорметанов и тпк-■илхлорметанов. С целью расширения границ применения дал-юго :.:о-да получения бензотрихлоридов в настояде;; работе была изучена сложность введения группы 01Я3 в ксилолы, псевдоку^ол и этиловые !иры 2,4- и 2,5-дкметплбензоиных кислот. Основном продуктами реакция ксилолов а пегвкоктепля й юркстым углеродом при комнатной температуре с использованием юйного молярного количества А1С13 и избытка ССЛ<, в качестве рз-'ента и растворителя являются арилтрихлор.метани (I) и днарилдн-ормотаны (2). При повышении температуры наблюдается снижение ¡хода трихлорметиларенов (I). Трпхлормегплы'ыо производные выдоит перегонкой в вакууме, кислотны;.', гидролизом остатка дкарилди-орметаны (2) превращают в соответствующие бензо$еноны (3).

АгН + СС1ц

А1С1„

АГ2СС12

ЕЮН

- АгСС13 + АгаСС1г

(I) С2) Агг СО СЗ)

Аг = 2,4-&егС6Я3 (а); й,о-МегСеНз (б); 2,4,5-Ме3С6Н2 (в);

3,4-ЙегСвН3 (г)

Как известно, в ходе реакции образуется комплекс АгСС1гА1С1ц ; взаимодействие такого комплекса с субстратом является причиной, образования продуктов "сшивки".

В случае м- и п-ксилолов, а такке псевдокумола выходы трихлор-метиларенов Ца-в) составляют 50-65%, а соответствующих бензофенс нов - 15-20%. При взаимодействии п-ксилола и псевдокумола с четы-реххлористш углеродом наблюдается миграция метильной группы с о( ^азованием изомерных трихлорметиларенов. Продукт трихлорметилиро-вания п-ксилола представляет собой смесь 2,4- и 2,5-диметилбензо тряхлорядов (¿а и 16 соответственно) в соотношении-3:1. 2,4,о-Г. иетилбензотрихлорид (£в) содержит заметную _примесь (-15%) 2,4,6-триыетилбензотрихлорида Цд). Аномальные продукты (1а) и (1д), образующиеся иг п-ксилола и псевдокумола, моано рассматривать -ка результат миграция метильной группы по типу перегруппировки Якоб сена; подобная перегруппировка наблюдалась ранее при трихлормегд даровании дурола и язодурола.

ССЕ3

ме

:+Чн

ш.,

Ме СС^з

, н

Ме

-Н+

-Н+

Ме

Не

ССЬ3

ссе3

Не

3 о-ксилол в данных условиях трихлорме гильную грулпу ввести но удается. В качестве продукта после гидролиза получен с выходом <*0> 3,4,3',4-тетраметилбензофенон (Зг). Данный результат обусловлен, по-видимому тем, что элекгрофильной атаке подвергается стерпчсскц не экранированное положение 4 бензольного кольца и образумщш.ся комплекс АгСС1г А1СЦ (Аг = 3,4-;,|аэСеН3) вступает во взаимодействие с другой молекулой о-ксилола, приводя к диарилдпхлормега.чу, гндро-лиз которого дает (Зг).

цра трихлорметилировании этиловых эфиров ¿,4- и 2,э-диметилбен-зокных кислот такке наблюдается миграция метальной грушш по типу перегруппировки Яксбсена (в случае этилового эфира 2,6-ди:.:зтнл-бензойнсй кислоты), и продуктами оегжци.ч в обоих случаях ягляатсл одинаковые соединения, представляющие сиоои производи-.? ?оль::л ¿,4-диметилбензойиой кислоты. При проведении ьзааюяэиагггя ъ .условиях, аналогичных трихлориетилпрозанпю ксилолов и дсезло;:умс;:ч, наряду с продукта;.::; сбивки окл порчен с выходам чО* о-грх.'Г.чо?-метил-4,6-дшетвлэтилбэнзоат (4), алксголиз которого приводит к диэхиловому эфиру 4,Ь-дпметплизо-;.тадеЕо;: кислоты ^у).

СС£3 С00Е1

АгС00Е1 + Ме^)-С00Е1

Г, л Ме Н£

Л) {§)

Аг = 2,4-Кег С6 Н5; 2,5-Мег С6 К3

Полученные результаты свид?т?льстг7?зт о тем,-что экса:П'.ио'Рг>:;пп одной мзтильной группой катионного центра кагдлекса АгСС1^А10.ц,. образующегося в ходе реакции, делает возможным ицделенпз грпхлор-ме.тилареноз, однако не предотвращает взаимодействие таких комплексов с субстратом, приводящее к диараздпхлорыатанам.

о

Строение полученных трихлорметиларенов доказано методами ilíiP спектроскопии, масс-спектрометрии и данными элементного анализа. Кроме того, структура соединений (I) была подтверждена превращена последних в описанные дяметял- и триметилбензойные кислоты, их эй ловые эфиры, а также осуществлением реакций с бензолом и эгиленди-ампноы, аналогичных известным для бензотрихлорида.

Вгажодейсгвпе 2,4-диметилбензотрихлорпда Cía) с бензолом в срисую гвки хлористого алвипния и последующий гидролиз дают с вкходор ¿¡Ой 2,4-диметнлбензофенон (6).

ме-^cce, + PhH

№ М£ (Б) ^

Реакцией трихлорметиларенов (,1а,в,д) с этилендиамином получены

неописанные 2-арилимидазолины (7а,в,д), проявляющие антгельминтну; активность.

АгСС13 + KH2(CH2)2M2 -- Jr-^^j

Н (V

Дг = 2,4-í/ie2C6H3(a); 2,4,5-МезС6Н2(в); РК (г); 2,4,6-Ме3С6Н2(д)

2. Взаимодействие трихлорметиларенов с гетерснуклеофилами. 2.1. Генерация бензонитрилоксидов из бензотрихлоридов.

Одной из целей настоящей работы являлось выяснение возможности синтеза нитрилоксядов неизвестным ранее взаимодействием трихлорме тиларенов с гидроксиламином.

ArCCI_ + iffl20H-- [АгСС1чНОН] ■ Ar05N*0

3 - HCl

Нитрилоксиды ЯСНО в последнее время приобретают все возрастающее гачение а синтетической органической химии благодаря своей способ->сти вступать в реакции -1,3-диполярного циклоприсоеднненпя с основанием разнообразных гетероциклических систем, что побуждает :кать новые синтетические возможности генерации нигрилокседов. В тучае успеха, рассматриваемый нами способ мог явиться удобным од-, зстадийным методом получения нитрилоксидов, имевшим ряд прегслудзств зред описанными в литературе.

Выбор растворителей для осуществления взаимодействия трихлорке-иаренов с гидроксиламином ограничен плохой растворимостью ilHjOH большинстве органических растворителей; нами били использованы 1ирты и такие азотистые основания, как пиридин, хинолин к трлэгил-

,1ИН.

В случае спиртов тлеют место конкурирующие реакции арилтрихлор-iтанов с гидроксиламином и алкоксильными анионами, взаимодействие которыми приводит к образованию эфиров карооновпх кислот.

ArCCI3 + ROH-- ArCOOR

(Б)

R = Ке, Ht

С целью подавления этого нежелательного процесса и осуществления заимодействия трихлормегиларенов с гедроксяламкном, а не со спнр-эм, оптимальным оказалось проведение реакции при комнатной гсгл-зратуре в присутствии избытка гидроксиламппа. Показано, что при взаимодействии бензотрихлоридов с гздрокеал-лином в спирте образуется смесь 2- и Е-Сензгадрокспмоилхлоридов (9) соотноивниа ~1:1, которые в условиях проведения реакции подвер-«отся дальнейшая превращениям.

АгСС1„ + иНгОН

АГ-С-С1 + кг-С-С1

М-ОН ЫО-11 • г-(Э) • Е-(9)

Соотношение изомеров определялось по спектрам ПМР конечных прс дуктов взаимодействия, их конфигурация - сопоставлением физичеет свойств изомеров с описанными в литературе, а также по различи® в способности к дегидрох"орированию, которому, как известно, пол вергаются только Е-глдроксямоилхлориды. Продуктами дегидрохлори£ вания £-гидроксимоилхлоридов являются ароматические нитрилоксидн (10). При проведении реакции в присутствии стирола, нитрилоксида (10) вступают в реакцию 1,3-дщюлярного циклоприсоединения с обр зованием З-арил-5-фенялизо'ксазолинов (II). В отсутствие стирола фптрилоксиды реагируют со спиртом, давая эфиры г-бензгидроксимов кислот (12). К 2-бензгидроксиматам (12) может приводить также вз имодействие £-(9) со спиртом; отсутствие данных об относительных скоростях алкоголиза и дегидрохлорирования ¿-бензгидроксимоилхло дов в данных условиях не позволяет исключить образование £-(12) обоим путям.

Из Е-бензгидроксимоялхлоридов (9) в условиях реакции не образу: ся нитрилоксяды (10), а взаимодействие Е-хлорадов (9) со спиртом приводит к эфирам соответствующих Е-бензгидроксимовых кислот (12

АГ-С-С1-- [АгСнО] 0МР°Д.

Н-ОН -НС1 (10) |ион

ЙОН АгС-ОЯ

II

«Л

Ar-C-CI Ar-O-OR

Ii и

HO-K HO-W

E-(I2)

Ar = 2,4-ЧегС6Н3(а); 2,4,5-Ме3СеНг(в)г PK (r); 2,4,6-Ме3С6Н2(д)

Me, Et

для генерации нитрилоксидов из Е-бензгидроксимоилхлоридов неоо-одамо их превращение в Z-изомеры, а такая изомеризация имеет место ри повышенных температурах. 'Гак, кипячение смеси I- и Е-хлоридоз 9д) в метанольном растворе метилата натрия приводит к образованию олько ?-(2,4,о-гриметил)-метш1бензгидроксимата (12д).

MeOfta

A^C-CI + АГ-C-CIАг-С-ОМе

КО-Ы Я-Оа ' ¿.'-Ой

Е-(£ц) г-(Зд) М12д)

Ar = 2,4,6-Ме3С6Н2

Вероятно, эфир ?-(12д) образуется путем присоединения метанола к ромекуточно образующемуся мезитонитрилоксиду (1Дд), так как усло-ия проведения реакции соответствуют описанному получение нитрило^-идов из ?-гидроксимоилхлорвдов.

При использовании в качестве субстрата бензотрихлорида, кроме тилбензгидроксиматов (12г), был выделен с выходом 133 1,1,2,2-тет-ахлор-1,2-дифенилэтан (13). Возможность образования продукта р.ос-тановительного сочетания бензотрихлорида в данных условиях не яи-ялась очевидной, так как в известных случаях получения (13) из бе:;-отрихлорида используются довольно жесткие условия. Возможно, толан-етрахлорид (13) образуется путем рекомбинации радикалов FhCCIj.

PhCCI3 ШЛН■ [PhCCIj-]-РЬСС1гСС1гPh

С13)

2.2. Восстановительная конденсация трихлорметяларенов с г и д рок с илам ином и гидразинами в пиридине.

При замене спирта пиридином неожиданно было обнаружено кардинальное изменение направления реакции тршслорыетшгаренов о гедроксил-лмином. В пиридине происходит неизвестное ранее восстановительное

оксидирование бензотрихлоридов.

АгСС13 + КНг0Н ""Р^^. АгСН=ИШ

дальнейшие превращения образующихся альдоксишв в условиях реакции могут привести к 3,5-диарил-1,2,4-оксадиазолам в качестве конечных продуктов. Глубина превращений зависит от условий проведенш; 'реакций и- строения арилтрихлорметанов. Так, наиболее стерическп затрудненный трихлорметилмезитилен (¿д) при кипячении с пятикратным избытком гидроксиламина в пиридине с выходом 80% дает смесь 2- и Е-2,4,6-тримегилбензальдаксимов (Мд) в соотношении -1:1, которые при увеличении продолжительности реакции подвергаются дегидрг ции под действием хлоргедрата пиридина с образованием соответствующего нитрила (|§ц). Менее стерически затрудненный 2,4,5-триметил-бензотрихлорид Цв) превращается в смесь 2,4,5-триметилбензальдок-сима С14в) (выход 30%) и 2,4,5-триметилбензонитрила (Цэв) (выход а; ¿,4-дшетилбензотрихлорид (¿а) дает о внходом эОЙ 2,4-диметалбен-зонлтрил (15а). Вензотрихлорид в тех же условиях превращается с выходом 372 в 3,5-дифенил-1,2,4-оксалиазол (16), который образуется, вероятно, через бензамвдоксим. В общем виде наблюдавшиеся превращения могут быть описаны схемой:

гСС1

з

М2-АгСН=ИОН -М СИ) -Нг0

НС1_А, — -

Лг

1; Аг = 2,4,5ч,'¡е3С6Н2Сз); 2,4,6-Ме3С6КгСд) Я; А г = г,4-4'1егС5Нз(а); 2,4,5-Ме3С5Нг(в); 2,4,о-теэС6Нг(д) Аг = РН

[ервая стадия приведенной схемы, как показано специальными опытами, :ет включать восстановление промежуточно образующегося гидрсжсимо-лорида (9) под действием гидроксиламина. Так, кипячение 2,4,6-три-•илбензгидроксимоилхлорида (9д) с четырехкратным избытком 1\ГН^0Н в )идине приводит не к продукту замещения - гидроксиамидоксш/.у, г. с :одом 60$ к нитрилу (15д), образующемуся при дегидратации еоответ-5ующего альдоксима (14д). С данным результатом согласуется следу-ш последовательность реаг.ця'"-:

взаимодействие трихлоркетилареноз с гэдроксдлп!.":::: о:: в типа спнолине в качестве растворителей протекает, по-рпт^'-мому, зналог.-т-: из продуктов реакций бензотрпхлорцдз и 2,4,ь-трпмзтил с^аазогрихло-1а с гидроксиламином выделены соответствующие нитрилы, ог.чзко о:.;-зуюшиеся сложные смеси не удаюсь детально проанализировать.

эрметиларенов в пиридине с гидразином и замещенными пи;раз;:ип:.и:, горые такэт являются восстян9?г.т?лямк. Оказалось, что ?о вех слу-тх арпл?рпхлор:/.'!тан!: прттлелтег п-^ой!'!1" пг?пс?л'е:-:яя с ог'оезо-зпег. продуктов воссгаповптоль:ю:: ксл^л'сг.инп. Гак, при кяплченап тоихлорметпл^рзнов Ца.в.д) с пягнкрогны." ла-гком солянокислого гздразина 7; ьод.чом нкр^ИгГ? били лолутпш с :>::-цом 45-650 азанк соогвегствудах ое.чзальдегддов (IV). Ьензотрахдо-

1гСС13 АгСС1=;;0Н АгС;

ОН

превращения побудили нас изучить гзи.и-.'.одеИсгьне то::-

рзд (1г) приводит с выходом 10'* к бензалздазину (1Уг) и ¿,о-дпфенил 1,3,4-оксадиазолу (18) (выход 202). Возможны два альтернативных пути протекания реакции:

ИМАгСС1=£0СС1Аг] Ш)

АгСН=11-и=СНАг Л»_

АгСС13 д;Нг"Н:

(17)

^-[АгСС1=аШг АгСН=киНг АгССЧ АгСН=1;-::=С1

17;«г = 2,4--'егС6Н3(а); 2,4,5-Ме3С6Нг(в); РН (г); 2,4,6-йг3Се;:2(д

16; -у = ?Ь

Выделение ¿,о-ди£енил-1,з,4-оксадиазола (1ь) подтверждает наличие ¡«реакционной смеси дихлорида типа (19), так как взаимодействие (¡и с водой соответствует описанному получению 1,3,4-оксадиазолов. С др той стороны, при использовании мегилзамещенных трихлорметиларэнов (1а,в,д) оксадиазолы выделены не были, что вынудило допустить возможность протекания реакции с гидразином стерически затрудненных по сравнению с бензотрихлоридом мегилзамещенных (1а,Е,д) по путл 2'.

Возможность восстановления хлорпроизводных типа (19) или (20) продемонстрирована превращением ¿.-хлорбензшшденфенилгидразина (<Л; в фенидгидразон бензальдегида (22) при кипячении (21) с четырехкргл ным избытком гидразина в водном пиридине.

(21) (22), выход 40%

Кроме реакций с гидразином, было изучено действие на трихлорметил арены в пиридине замещенных гидразинов - ацетгидразида и 1,'1-диме-тилгидразина. Эти реакции имеют некоторые особенности, однако в це-

!ом аналогичны описанным выше превращениям.

Взаимодействие трихлорметшшезитилена (¿д) с ацетгидразидом приводит i выходом 50% к ацетилгидразону ¿,4,6-гриметилбензалвдегеда (23) и |зину (17д) (.выход 11%).

АгСС13 + СН3С-МШШг—- ArCH=n'-KH-G-CH3 + ArCH=il-N=CHAr

О О

(23) (Пд)

А г = 2,4,6-Ме3С5Нг

Выделение азина (17д) свидетельствует о присутствии в реакционной реде гидразина, которое, вероятно, обусловливает восстановление про-юкуточно образующегося хлорпроизводного до гидразона (23).

Реакция арилтрихлорметанов (1а,в,д) с 1,1-дпметш1ГКдрзз!:ном приводит : получению с выходами 48-60S дшетилгидразонов соответствующих беыз-льдегидов (24).

АгСС13 + КНг1Мег -- АгСН=И-Шег

(24)

Неудача попыток получения гидразона (24д) действием 1,1-д!"".ет::лгпд-1азина как на 2,4,6-триметилбензгидразоноидхлорид (25), так и на соот [етствующий бромид (23) заставляет сделать предположение, что в этом лучае восстановление монет протекать на более ранней стадии (до де-'идрохлорпроЕания).

(25) ArC3r=ii-Me2 (26)

Ar = 2,4,6-Ме3С6Н2

В общем виде наблюдавшиеся при взаимодействии трихлорметиларенов с гпдроксиламинш и гидразинами превращения могут быть представлена в следующем виде:

ArCCI, + ННг-Х-- ArCCIî-NHX -— ArCCIsKX

*£HI "HCI 4IHJ

ArCnCl-xiHX -» ArCd=iJX

-ЖЯ

X = НО, Кг!«', liejil

Строение полученных соединений Clt-lb.^o-^o) доказано методами ИК, И7;Р спектроскопии, маес-спектрометрип к данными элементного,анализа.

Высказано предположение о возможности образования продуктов восстановительной конденсации из трихлорметиларенов под действием гид-

роксидамкна и гидразинов по нигренному механизму: о

X-iiH2 + RCI [Х-1<р-- RH + X-IÎ:

X = НО, H2N, Меги

R = ArC=IlX, ArCGI-i.m i l

2.3. Синтез 3.5-диарил-1,2,4-оксадиазолов.

С целью получения производных 1,2,4-оксадиазола, широка используемых в качестве целевых соединений и полупродуктов в органическом синтезе, а также для проверки возможности образования последних из гидрокоиламина и трихлорметиларенов через реакцию трихлормегилышх производных с амидоксимами, нами было изучено взаимодействие трихлорметиларенов с аренамедоксимами.

В реакцию с бензогрихлоридами АгСС13 (1а,в-д) были введены арен-амидоксшы, несущие как электронодонорные, так и акцепторные заместители Ar'C(NH2)=N0H [2?, Ar'= Ph(a); 4-1ГОг-С6Ш)(б); ФгМеО£%НцС»)].

При проведении взаимодействия в пиридине 6ыло обнаружено, что лидоксимы, независимо от своего строения, подвергаются однотипным ревращениям, основными продуктами которых являются нитрилы кг'С'и 28) и кис-оты АгСООН (29), получающиеся при гидролизе остатка пос-з выделения нитрилов.

В случае бензамидоксима (27а) наряду с указанными продуктами обра-уются и оксадиазолы (16а-г), но их выход не превышает 20^ и оксадл-золы (16а-з) содержат примесь (16г), получающегося в результате "дк-еризации" бензамидоксима. Учитывая данные результаты, образование ,5-дифенил-1,2,4-оксадиазола (16г) при взаимодействии бензотрихло-ида с гидроксиламином объясняется, по-видимому, известной реакцией мидоксимов с нитрилами, приводящей к 1,2,4-оксадиазолам.

Реакция 4-нптробензамидокссма (2'?б) с трихлорметвларенами в кигро-ензоле протекает с образованием дродуктов фрагментации, анаюгкчн:^: олученным в пиридине.

С хорошими выходами (40-603) 3,5-диарил-1,2,4-оксадиазолы {16) ои-и нами получены при взаимодействии тоихлеометплапенов (Та.в-д) с ренавддоксямамя (¿76,в) без растворителя яри температуре 14.0-1 .

Для бензамидоксима (27а) такие условия являются слишком жесткими I приводят, в основном, к продукту термического распада (27) - бен-

¡онитрялу (26а).

АгСС13 + Аг'С=и0н ДИРВДИН. Дг-Сы + АгС00Н Шг (28) (23)

АгСС1„ + Аг'С=й0Н 3 |

Лг-Лл-'

и-н (Ш)

С целью получения 3-фенил-Ъ-арил-1,2,4-оксадиазолов (из бензамид-оксима), а также выделения промежуточных продуктов было осуществлено взаимодействие трихлорметиларенов (I) с ашщоксимами (27) в более мягких условиях с использованием инертных растворителей. Кипячение соединений Ца.в.д) с четырехкратным избытком бензамидоксима в бензоле приводят с выходом 50-70$ к оксадиазолам (16а-в) и бензонихрил} (выход 15-202). Бензотрихлорид (1г) в этих условиях дает 3,5-дифенш 1,2,4-оксадиазол лишь с 5^-ным выходом. Повышение температуры щи проведении реакции в кипящем толуоле поднимает выход (1ьг) до. £з0

Взаимодействие мезитотрихлорида (1д) с 4-метоксибензашдоксимом в кипящем бензоле приводит после гидролиза реакционной смеси с выходов 253 к к-ациламидоксиму (30), осуществить циклизацию которого в окса-диазол не удалось. Менее акшвные трихлорметиларены (1а,в,г) с амид-о?;симом (27в) в этих условиях не взаимодействуют. В целом рассматриваемые превращения можно описать схемой:

АгСС1„ + Аг' С=ИШ

3 |

мНг

(16)

[АгСС1г-0-И=САг': Щ2

(31)

нго

Аг^-О-йСАг' 0 НН2 (32)

: АгСС12-0-йН-САг' ]

'Ш

|СЗЗ)

[АгСС12-0:Я2] + Аг'Си (34) (25)

{НгО АгСООН (29)

16, а) Аг = 2,4-МегС6Нз, Аг' = РЬ; б) Аг = 2,4,5-Ме3С6Нг, Аг'=РЬ; в) Аг = 2,4,ьч<1езСбНг, Аг'= РЬ; г) Аг - Аг'= РИ; д) Аг= 2,4. й!егС6Н3, Аг'= 4-М0гС6а,; е) Аг = 2,4,5-Ме3С6Нг, Аг' = 4-ИОгС6Н я) Аг = 2,4,6-Ме3С6Н2, Аг'= 4-и0гСеНА; з) Аг = йч, Аг'=4-и0гС6 и) АГ = 2,4,5-1Ле3С6Нг, Аг'= 4-4ЛеОСеН1,; к) Ат=РИ, Аг'= 4-4иеОС6 28, Аг' = РИ (а), 4-нОгС6Н^ (б), 44ЛеОС6Н<, (в) ¿2, Аг = ¿,4-1к1егСбН3(а); 2,4,Ь-1«1е2Сбй2(в); РЬ (г); 2,4,Ь-1лезСеНг (

.32, а) АГ = 2,4,6-йе3С6Нг, Аг'= 4-МеОС6Л,; Аг = 2,4,6-Ме3СсНг. Аг'= РИ (б)

Существование в реакционной среде дихлоридов типа (31) подтверкде-I выделением О-ациламадоксимов (32а,б). Неудачные попытки провести' клизацшо (32а,б) при кипячении в бензоле додтвервдают, что оксади-юлы (16) образуются не из О-ацилшидоксимов, как при синтезе (16) ! хлорангидридов карбоновых кислот и амидоксимов. Образование 3,5-1арил-1,2,4-оксадиазолов предполагается путем циклизации дихлоредоз ша (31).

Выделение и-замещенного амидоксима можно объяснить переалкилирова-яем 0-замещенного амидоксима типа ^о!), наличие которого подтверхде-э выделением продукта его гидролиза - (32а).

[31 =33-АгССЬ-иН-С-Аг'] Нг0> Аг-С-:Я-С-Аг'

1 е и « и

л-он о ¿-он

(30)

Аг = ¿,4,0-и.езСе; кг' = 4-^;еОС{Н|,

Неожиданное образование нитрилов (28) при данном взаклодействпл бъясняется, вероятно, фрагментацией дихлорадов типа (33), таутомср-ых (31), которая мояет протекать по схем? одяоэлектрояного ппклзч?с-.ого переноса.

Строение полученных оксадиазолов (16) и ацилироЕанных амидоксимов 30,32) доказано методами Ш, Ш«1Р спектроскопии, масс-спектрометрпп I данными элементного анализа. Показано, что наличие в положении 3 щра оксадиазола фенила или арила с электроноакцепгоршш заместителе!'' шправляет фрагментацию при электронном ударе по схеме 1,о-дилоляр-юц циклореверсик.

¿Л. Результаты испытаний полученных соединений на биологическую активность .

Некоторые из синтезированных соединений были испытаны на пестицэд-

ную я знггельмингнуа активность.

Испытания трихлормег илар е н ов (1а,в) и 2-(2,4-диметилфенил)-илада-золина (7а), проведенные во ВНИИХСЗР, пжазали, что по инсектицидной активности (на жуках) 2,<±,5-триметилбензогрихлорид Цв) приближается к эталону, а 2,4-диметилбензотрихлорид (1а) проявляет средни активность. Кроме того, соединения Ца.в) и (7а) проявляют рострегу-лиру:о:'!ую активность на культуре клеток высших растений и хлорелле.

2-Арилшсдазолины (7а, в-^) были испытаны на антгельмингную активность в аильшосском отделе ВЯГИС на крысах, зараженных uipposiron¿;j brasiliccais, и цыплятах, зараженных .A&cüridiu ¿¿аи. Высокую акти ность на чрксах проявили 2-фенкл- и 2-(2,4,5-три:«етилфенил)-имЕдазо .ч.'шы (7г и ?в соответственно); ¿-(¿,4-диметилфенил)- и 2-(2,4,о-триметил^еншО-имидазолиш k7а и 7д соответственно) показали средни г Живность i На цыплятах среднюю активность показало взцество (7г).

ВЫВОДЫ

1. Изучено электрофильное трихлорметилирование гомологов бензола, причем впервые данным способом получены трихлорметиларены, группа СС1_ которых экранирована одной метильной группой в ор то-положении.

о

Показаны новые возможности препаративного использования арилтрихлор метанов. Обнаружены неизвестные реакции бензотрихлоридов с гидрокси амином и гидразинами, при этом продемонстрировано существенное вейя ние природы растворителя на характер процесса (нуклеофильное замеще кие или восстановительная конденсация).

2. Разработан препаративный метод синтеза трихлорметилзамещенных м-ксилола и псевдокумола. Показана возможность получения метилзаме. ценных изофталевых кислот элекгрофильным трихлорметшшрованием зфа-ров бензойных кислот с последующим гидролизом группы СС13

3. Предложен новый способ генерации бензонитршюксвдрв взаимоде ii-твием трихлорметяларенов с гидроксяламином в спирте. Показано, что еакция протекает с промежуточным образованием смесей ?-'и Е-бенз-идроксимог'тслоридов, дальнейшие превращения которых приводят к нит-илоксядам С® ¡Г-язомеров) и аферам Е-бензгидрокспмовкх кислот.

4. Обтрукено неизвестное ранее восстановительное оксидирование рихлорметиларенов гидроксилаыянсм при проведении реакции в пиридине. Йразующиеся бензальдоксамы в условиях реакции могут подвергаться .егидратации с образованием бензонитрилов, дальнейшие преЕращекпл ко-орых могут приводить к о,5-диарпл-1,2,4-оксалпазаяа:.:.

5. Найдено, что в пиридине бензотрихлоряды вступают в реакция вос-тансвитэльной конденсации с гидразином и его производили, прсво-,ящие к азинам и гидразонам соотвз тствующкх альдег^ов.

о. Разработан новый метод синтеза о,э-диарпл-1,2,4-аксад::азслоЕ взаимодействием трихлорметиларенсв с аренакидоксимпли, которое пгот?-.85? с промежуточным образованием 0-згелгп.9итгс аглядоксигог..

7. Синтезированные тркхлормРГЕларепы ог-лсдаст г.нс?кти-':г.::о-". :: г"-|егулирущей, а ¿-арилимидазолиыы - анггельшшгноМ акгл»аосгь.-с.

Основное содержание диссертации изложено ь следурасигсх:

С. Bölea'lcii I.I., Brocnovaiaüy jj.2. , xU'uyuahicin ы.ли ai*csiv/phi2ic irichloronstylation of xj'lwnea ana paeuuocumen*, Stdriu jf.o гпй soma transformation of reaction products. // Cintfica ¿oripja, I9Ö9, vol. 29, p. 81-642. Броховецкий Д.Б., Беленький Jl. И., Крзюлкин üi.M. Зла?, тральное трихлорлетилирование гомологов бензола и некоторые превращение продуктов. // V Московская конференция по органической химии :: технологии. - Тезисы докладов. Москва, I9S9, с.176

3. Броховецкий Д.Б., Беленький Л.И., Крашкин М.М. Восстановител нос оксидирование трихлорметиларенов и новый синте з .3,5-диарн 1,2,4-оксадказолов. // Изв. АН СССР, Сер. Хим., 1989, 3, с.