Взаимодействие 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с аминами, содержащими кратные связи C=N, C=S, C≡N тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

РГ6 од 2 3 ИЮН 1ЧЯ7

На правах рукописи

КОЛЬЦОВА Светлана Васильевна

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ 5-АРИЛ-2,3-ДИГИДРОФУРАН-2,3-ДИОНОВ С АМИНАМИ, СОДЕРЖАЩИМИ КРАТНЫЕ СВЯЗИ С=1Ч, С=8, С^

02.00.03 - органическая химия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Пермь -1997

Работа выполнена в Институте технической химии Уральского отделения РАН (г. Пермь)

Научные руководители: заслуженный деятель науки Российской Федерации,

Ведущая организация: Институт органического синтеза УрО РАН (г. Екатеринбург)

сертационного совета К 200.61.01 в Институте технической химии УрО РАН по адресу: 614000, г. Пермь, ул. Ленина, 13"

С диссертацией можно ознакомиться в бибилиотеке ИТХ УрО РАН.

Отзывы в одном экземпляре, заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу: 614000, г. Пермь, ул. Ленина, 13а, Институт технической химии УрО РАН, диссертационный совет. Факс: (3422)924375.

доктор химических наук, профессор Андрейчиков Юрий Сергеевич

кандидат химических наук, старший научный сотрудник Некрасов Денис Денисович

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Коншин Михаил Ефимович кандидат химических наук, доцент Залесов Владимир Васильевич

Защита диссертации состоится 25 июня 1997 г. в 1400 часов на заседании дис-

Автореферат разослан £сС1с£ 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Д.Х.Н.

А.А.Федороз

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. 5-Арил-2,3-дагидрофуран-2,3-ДИоны широко используются в органическом синтезе. На их основе получены различные линейные и циклические соединения, многие из которых обладают биологической активностью.

Бифункциональные реагенты, содержащие в своем составе аминогруппу (гид-роксиамины, меркаптоамины, оксоамины, аминокислоты, аминошггрилы) раскрывают цикл 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с образованием соответствующих амидов

4-арил-2,4-диоксобутановых кислот. Продукты рециклизации образуются с моноза-мещенными цианамидами. Если нуклеофильность аминогруппы понижена (амиды и тиоамиды кислот, Р-енаминокетоны, некоторые М-арилгидразоны) раскрытие дигид-рофуранового цикла не происходит. Это создает благоприятные условия для генерирования реакционноспособных ароилкетенов и образованию различных продуктов № ароилацетилирования. При наличии в молекуле реагента наряду с аминогруппой кратных связей углерод-азот (М-цианоамидины, дизамещенные цианамиды) образуются продукты [4+2]-циклоприсоединения. Низкая нуклеофильность аминогрупп мочевин и тиомочевин обусловливает жесткие условия проведения реакций с 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионами с образованием гидантоинов и тиогидантоинов.

Если реакции алифатических и ароматических аминонитрилов и тиомочевин с

5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионами изучены достаточно подробно, то взаимодействие гетариламинонитрилов, аминоарилтиоцианатов и функционализированных тиомочевин практически не изучено. Данное направление исследований открывает широкие возможности для синтеза новых продуктов, в том числе биологически активных, которые с успехом могут найти применение в медицине и других отраслях народного хозяйства, кроме того, данные химические превращения представляют теоретический интерес, так как раскрывают неизученные свойства фурандионов и ароилкетенов, являющихся интермедиатами во многих химических реакциях.

Цель работы. Целью настоящей работы является:

1. Исследование взаимодействия 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с Ы-циа-но-2-нитробензолсульфенамидом и М-цианоморфолином, содержащими в своем составе кратную связь С=К

2. Исследование взаимодействия 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с гетари-ламинонитрилами.

3. Исследование взаимодействия 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с амино-нитрилами, содержащими в своем составе несколько аминогрупп и кратных связей СеИ и С=И (диаминомалеонитрил, дифенилгидразон диаминоглиоксаля).

4. Исследование взаимодействия 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с ами-ноарилтиоцианатами.

5. Исследование взаимодействия 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с реагентами, содержащими тиомочевинный фрагмент (2-гидразинокарбонилфенилтио-

мочевина, тиокарбгидразид, гидроиодид Б-метилизотиосемикарбазида).

Научная новизна. Установлено, что взаимодействие 5-арил-2,3-дигидрофу-ран-2,3-дионов (АФД) с Ы-цианоморфолином и Ы-циано-2-нитробензолсульфенами-дом протекает с образованием 6-арил-2-морфолино-1,3-оксазин-4-онов и 2-(2'-нитро-фенилсульфенамидо)-1,3-оксазин-4-онов. Полученные продукты являются результатом реакции циклоприсоединения ароилкетенов по цианофуппе реагентов.

Впервые исследовано взаимодействие 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с пятичленными гетариламинонитрилами. Показано, что в зависимости от характера гетероциклов, числа цианогрупп в их структуре и условий проведения процесса, реакции протекают различным образом. Так, 2-амино-3-циано-4,5-тетраметилентиофен образует с АФД продукты раскрытия дигидрофуранового цикла - 2-М-ароилпируво-ил-3-циано-4,5-тетраметилентиофены. 2-Амино-3-циано-4,5-дифенилфуран, 2-амино-1 -бензилиденамино-5 -фенил-3,4,4-трициано-2-пирролин и 5 -амино-4-циано-1 -фенил-пиразол реагируют с АФД исключительно в условиях термического декарбонилиро-вания последних, образуя соответствующие Ы-ароилацетильные производные.

Установлено, что реакции 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с диаминомале-онитрилом и дифенилгидразоном диаминоглиоксаля протекают с образованием циклических продуктов - 5,6-дициано-3-фенацил-1,2-дигидропиразин-2-онов и 5,6-бис-(фенилгидразоно)-3-ароилметиленпиперазин-2-онов.

В результате реакций АФД с 4-аминофенилтиоцианатом доказано образование 4-Ы-(ароилпирувоил)аминоарилтиоцианатов. Показано, что орто-расположение ами-но- и цианогрупп приводит к образованию циклических продуктов. Так, 2-амино-5-этоксикарбонилфенилтиоцианат и 2-амино-5-сульфамидофенилтиоцианат реагируют с 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионами с образованием 6-замещенных 3-ароилпиру-воил-2-иминобензтиазолинов.

Впервые исследовано взаимодействие 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с гидроиодидом 8-метилизотиосемикарбазида. Установлено, что продуктами реакции являются 3-метилтио-5-ароилметилен-1,2,5,6-тетрагидро-1,2,4-триазин-6-оны. В результате реакций гидроиодида Б-метилизотиосемикарбазида с 4-арил-2,4-диоксобу-тановыми кислотами, лактонами которых являются АФД, образуются в зависимости от условий реакции, 3-метилтио-6-ароилметил-2,5-дигидро-1,2,4-триазин-5-оны или 6-ароилметил-2,3,4,5-тетрагидро-1,2,4-триазин-3,5-дионы. Полученные продукты находятся в иминоформе, что обусловлено наличием прочных межмолекулярных водородных связей в соединениях.

Впервые установлено, что взаимодействие 4-арил-2,4-диоксобутановых кислот с тиокарбгидразидом приводит к образованию 6-ароилметил-4-амино-3-тио-2,3,4,5-тетрагидро-1,2,4-триазин-5-онов.

Практическая ценность. Разработаны методы синтеза 6-арил-2-(2'-нитро-фенилсульфенамидо)-1,3 -оксазин-4-онов, 6-арил-2-морфолино-1,3-оксазин-4-онов, 2-ароилпирувоиламино-3-циано-4,5-тетраметилентиофенов, Ы-ароилацетильных про-

изводных 2-амино-3-циано-4,5-тетраметилентиофена, 5-амино-3-циано-4,5-дифенил-фурана, 5-амино-З-циано-1 -фенилпиразола, 2-амино-3,4-дициано-1,5-дифенилпирро-ла и 2-амино-1-бензилиденамино-5-фенил-3,4,4-трициано-2-пирролина, 5,6-дициано-3-фенацил-1,2-дигидропиразин-2-онов, 5,6-бис-(фенилгидразоно)-3-ароилметиленпи-перазин-2-онов, 4-Н-(ароилпирувоиламино)аминоарилтиоцианатов, 6-замещенных З-ароилпирувоил-2-иминобензтиазолинов, З-метилтио-5-ароилметилен-1,2,5,6-тетра-гидро- 1,2,4-триазин-6-онов, 3-метилтио-6-ароилмегил-2,5-дигидро-1,2,4-триазин-5-онов, 6-ароилметил-2,3,4,5-тетрагидро-1,2,4-триазин-3,5-дионов, 6-ароилметил-4-амино-3-тио-2,3>4,5-тетрагидро-1,2,4-триазин-5-онов, 2-(Ы-ароилпирувоилгидразино-карбонил)фенилтиомочевин.

Предлагаемые методы просты по выполнению, позволяют получать соединения с заданной комбинацией заместителей и могут быть использованы как препаративные в органической химии.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 3 статьи и 2 тезисов докладов.

Апробация. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на 19-й Всероссийской конференции по химии и технологии органических соединений серы (Казань, 1995), на 7-ом Международном совещании по химическим реактивам (Уфа -Москва, 1994), и ежегодных научно-технических конференциях ИТХ УрО РАН (1994, 1996 г.).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа общим объемом 130 страниц машинописного текста состоит из введения, трех глав: обзора литературы, обсуждения результатов собственных исследований, экспериментальной части и выводов. Список литературы включает 115 работ отечественных и зарубежных авторов. Диссертация содержит 29 таблиц, 2 рисунка.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Взаимодействие 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с ¡У-циано-2-нитро-бензолсульфенамидом и ГЧ-цианоморфолином

Показано, что в условиях термического декарбонилирования (толуол, 110°С, 40-60 минут) продуктами реакции АФД с Ы-циано-2-нитробензолсульфенамидом и № цианоморфолином являются 6-арил-2-(2'-нитрофенилсульфенамидо)-1,3-оксазин-4-оны (1-3) и 6-арил-2-морфолино-1,3-оксазин-4-оны (4-7).

толуол,110°С

п-ЯС6Н1 О ^О О

-СО

о о-ксилол, 140°С

Ж'0"3 -(СН3)2СО

п-ЯСбЦ-С-СНОО о

о

N02

П-ИСЛ'' "О" Й-

1-3

п-ЧС6Н4 о ^о

К = Н (1), СНз (2), С1 (3)

г

N=0—N О

О

4-7

И = Н (4), СНз (5), С2н50 (6), С1 (7)

Соединения 1-3 и 4-7 образуются в результате реакции [4+2]-циклоприсоеди-нения ароилкетенов, генерируемых при декарбонилировании АФД, к связям С=Ы исходных реагентов. Для подтверждения структуры соединения 1 осуществлен его встречный синтез реакцией Ы-циано-2-нитробензолсульфенамида с 2,2-диметил-6-фенил-1,3-диоксин-4-оном.

Взаимодействие 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с пятичленными ге-тариламинонитрилами

Исследовано взаимодействие АФД с 2-амино-3-циано-4,5-тетраметилентиофе-ном. Установлено, что в мягких условиях (диоксан, 25-60°С, 2-3 часа) исходный ами-нонитрил раскрывает цикл АФД по связи 0-С2 с образованием 2-ароилпирувоил-амино-3-циано-4,5-тетраметилентиофенов (8-10):

И = Н(8); СНз (9); С1 (10)

По данным ПМР спектроскопии, соединения 8-10 в растворе находятся в енольной форме. 2-Амино-3-циано-4,5-дифенилфуран и 5-амино-4-циано-1-фенил-пиразол реагируют с 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионами в условиях термического

декарбонилирования последних (бензол, 80°С, 2-3 часа) с образованием 2-ароилаце-тиламино-3-циано-4,5-дифенилфуранов (11-14) и 5-ароилацетиламино-4-циано-1-фе-нилпиразолов (15-17). Для подтверждения структуры соединений 11, 12, 15 мы осуществили их встречный синтез из исходных гетариламинонитрилов и 2,2-диметил-6-арил-1,3 -диоксин-4-онов.

80°С, бензол (б/в)

n-RQH,

n-RQH,'

n-RC6Hj С- СН=ОЮ О

■CiHs

ii-RC6H,C- СН,- С- NH II II О о

XX

11-14

NCL

n-RQ^-C-CHz

II II О О

:-сн,-с-мг n

QHs

15-17

И = Н(И), СНз (12,15), С2Н50 (13,16), С1 (14,17)

Соединения 11-17 образуются в результате ароилацетилирования аминогруппы исходных аминонитрилов ароилкетеном, образующимся в результате декарбонилирования 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов или отщепления ацетона от молекулы 2,2-диметил-6-арил-1,3-диоксин-4-онов.

Присутствие в спектрах ПМР соединений 11-17 синглета протонов метилено-вой группы в области 4,06-4,23 м.д. свидетельствует о Р-дикарбонильной форме аро-илацетильного заместителя. Однако, наличие в спектрах некоторых соединений (11, 17) сигналов метанового протона (5,60-6,17 м.д.) и енольного гидроксила (13,08-13,20 м.д.) с относительной интенсивностью 10-12% говорит о небольшом количестве таутомерией енольной формы.

В отличие от 2-амино-3-циано-4,5-тетраметилентиофена, 2-амино-3-циано-4,5-дифенилфуран и 5-амино-4-циано-1-фенилпиразол не раскрывают цикл АФД, вероятно, вследствие снижения нуклеофильности аминогруппы в этих реагентах.

2-Амино-3,4-дициано-1,5-дифенилпиррол в реакцию с фурандионами не вступает даже при декарбонилировании АФД, поскольку нуклеофильность его амино-

группы еще больше снижена за счет введения в гетероцикл второй цианогруппы. Однако, в результате проведения реакции при более высокой температуре - при взаимодействии 2,2-диметил-6-п-толил-1,3-диоксин-4-она с 2-амино-3,4-дициано-1,5-дифенилпирролом (о -ксилол, 140°С, 15 минут) получен 2-п-толуилацетиламино-3,4-дициано-1,5-дифенилпиррол (18). Этим же методом получены Ы-ароилацетильные производные 2-амино-3-циано-4,5-тетраметилентиофена(19, 20). о

п-КС6Н4-С-СН=00 II о

НгМ' ^РГ ^Н, С6И,

"X

ач

CN

1МН,

О О 0,11,

18

N0.

п-ЯСЛЪ-С-СНг-С-ГЧН И II о о

п-ЯС^Н,

N0.

га

О. о

19,20

Я = Н (19), СН3 (18,20)

2-Амино-3,4-дициано-1,5-дифенилпиррол удалось ввести в реакцию ароилаце-тилирования, вероятно, вследствие того, что генерирование ароилкетенов из диокси-нонов происходит при более высокой температуре, чем в случае АФД. Соединения 18-20 образуются в результате ароилацетилирования аминогрупп исходных реагентов ароилкетеном, образующимся при отщеплении ацетона от молекулы 2,2-диметил-6-арил-1,3-диоксин-4-она в условиях реакции.

Как и в случае соединений 11-17 наличие в спектрах ПМР соединений 19, 20 сигналов протонов метановой группы и енольного гидроксила с относительной интенсивностью 10-12% говорит о присутствии в растворах этих соединений небольшого количества таутомерной енольной формы.

Доказательством наличия ароилпирувоильного или ароилацетильного заместителей в синтезированных гетариламинонитрилах служит реакция с гидразином. В первом случае (этанол, 75 °С, 1 час) Р-дикарбонильный фрагмент соединения 9 цикли-зуется в пиразольный цикл с образованием 2-(5-п-толилпиразол-3-карбамоил)-3-циано-4,5-тетраметилентиофена (21), во втором (диоксан, 101,5°С, 2 часа) - происходит образование гидразона 2-п-хлорбензоилацетиламино-3-циано-4,5-дифенилфура-

на (22) по кетонному карбонилу ароилацетильного заместителя.

п-СЦС^Н,

о. .о •н

СОШ'

N0

п-ас6н(-с-сн2-с-1чн II II о о

С6Н5

м3н4

ХОМ1 "в

п-СНзС^Н,'

21

диоксан

п-аед,-с-сн2-с-1мн II II NN«2 О

С6Н5 С6И,

22

Нами исследовано взаимодействие 5-арил-2,3-Дигидрофуран-2,3-дионов с 2-амино-1-бензилиденамино-5-фенил-3,4,4-трициано-2-пирролином (диоксан, 101,5°С, 1 час), не обладающим ароматичностью. Продуктами реакции являются 2-ароилаце-тиламино-1-бензилиденамино-5-фенил-3,4,4-трициано-2-пирролины (23,24).

г?"

п-НСдаг О

&

-СО

п-ИСбЦ,-

X

14' МКОСНгСОС^^К-п \=СНРЬ 23,24

I* = II (23), СН3 (24)

Схема образования соединений 23, 24 включает термическое декарбонилирова-ние АФД с образованием ароилкетенов и ароилацетилирование аминогруппы реагента. Связи С=К и С^ участия в реакции не принимают.

Взаимодействие 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с диамнномалеоннт-рилом и дифенилгидразоном диаминоглиоксаля

В результате реакции диаминомалеонитрила с АФД (диоксан, 101,5°С, 1 час) образуются 5,6-дициано-3-фенацил-1,2-дигидропиразин-2-оны (25-28).

Наличие в спектрах ПМР соединений 25-28 синглета метинового протона при 6,59-6,65 м.д. наряду с сигналами протонов метиленовой группы (4,48-4,53 м.д.) свидетельствует о присутствии в растворах соединений 25-28 таутомерной формы В (-3035%), в которой чаще всего существуют ароилметиленовые производные различных азинов.

Рециклизация дигидрофурандионов под действием диаминомалеонитрила, вероятно, протекает по общей схеме, характерной для вицинальных диаминов: на первой стадии происходит раскрытие цикла АФД по связи 0-С2 аминогруппой исходного

реагента с образованием промежуточных продуктов А, которые далее циклизуются за счет атаки второй группой N112 атома С2 в остатке кислоты с образованием соединений 25-28, существующих в формах Б и В.

О U2N_.CN

+ х -

п-ЯС6Н(- С-Н^'^СМ ° А

-н2о

(К ^ск

п-ЯСбНгС-СН^ N С1Ч

о

Б п-ЯС,,Н1-' "О

В

И =Н (25), СН3 (26), ОС2Н5 (27), С1 (28)

При исследовании взаимодействия АФД с дифенилгидразоном диаминоглиок-саля показано, что в мягких условиях (толуол, 18°С, перемешивание, 1 час) образуются 5,6-бис-(фенилгидразоно)-3-ароилметиленпиперазин-2-оны (29, 30).

1ЬКС6И4'' "О" ^О С^Ш^^МПг

н

пИ^г

С^ГчИМ^^М*! О- "СН2-С-С6Н4Я-п

-н2о

СоИ^ХНМ^Г,"^,

н . ¿Д^

О С6Н4К-п 29,30

И = СНз (29), С1(30)

Схема образования соединений 29, 30 аналогична схеме образования соединений 25-28.

Взаимодействие 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с аминоарилтиоциа-натами

4-Аминофенилтиоцианат взаимодействует с 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дио-нами при кипячении в толуоле в течение 1 часа с образованием 4-М-(ароилпируво-ил)аминоарилтиоцианатов (31,32).

Данные спектров ПМР свидетельствуют о преобладании в растворах соединений 31 и 32 енольной формы (70-73%).

31,32

В. = Н (31), СНз (32)

Образование соединений 3 3 и 32 происходит в результате раскрытия фураново-го цикла по связи О-С2 аминогруппой 4-аминофенилтиоцианата.

5-Арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионы реагируют с 2-амино-5-этоксикарбонил-фенилтиоцианатом и 2-амино-5-сульфамидофенилтиоцианатом (диоксан, 25-60°С, 1 час) с образованием соответствующих 3-ароилпирувоил-2-имино-6-этоксикарбонил-бензтиазолинов (33-36) и 3-ароилпирувоил-2-имино-6-сульфамидобензтиазолинов (37-40).

33-40

33-36: К2=С02С2Н5, К'=Н (33), СН3 (34), ОС2Н5 (35), С1 (36) 37-40:112=8<ШН2, 1^=11 (37), СН3 (38 ), ОС2Н5 (39), С1 (40)

Спекгры ПМР соединений 37-40 свидетельствуют о присутствии в растворах этих соединений наряду с енольной формой небольшого количества дикетоформы (около 7%).

Образование соединений 33-40 протекает по-видимому в две стадии: на первой стадии происходит атака аминогруппой 2-аминоарилтиоцианатов атома С2 дигидро-фурандиона. Это приводит к промежуточным 2-М-(ароилпирувоил)аминоарил-тиоцианатам Д. Орто-расположение тиоциано- и аминогрупп под действием ароилпи-рувоильного фрагмента молекулы приводит к присоединению аминогрупп по связи С=Ы и замыканию в 2-иминотиазолиновый цикл.

Взаимодействие 5-арнл-2,3-дигидрофуран-2,3-Дионов и 4-арил-2,4-диоксо-бутановых кислот с гидроиодидом Э-метилизотиосемикарбазида, тнокарбгидра-зидом, 2-гидразинокарбонилфенилтиомочевиной

Гидроиодид Б-метилизотисемикарбазида взаимодействует с 5-арил-2,3-дигид-рофуран-2,3-ДИОнами (диоксан, 101,5°С, 2 часа) с образованием З-метилтио-5-ароил-метилен-1,2,5,6-тетрагидро-1,2,4-триазин-6-онов (41 -44).

п-кс6н4-

.О БСНз

+ Н2\]1\С=\Н- Н1

о

-Н1

н

°ч I п-КСбН.^^^/

а х> н

Е

с—вен,

II

ш

п-1?С6Н4СОСН

\н

N 41-44

«СН,

I* = II (41), СНз (42), ОС2Н5 (43), С1 (44)

Схема образования соединений 41-44 включает атаку первичной аминогруппой гидроиодида 8-метилизотиосемикарбазида атома С2 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с образованием промежуточных продуктов Е, которые далее циклизуются с участием группы N11 и гидроксильной группы в остатке кислоты.

С целью получения региоизомеров продуктов 41-44, мы ввели гидроиодид Б-метилизотиосемикарбазида в реакцию с 4-арил-2,4-диоксобутановыми кислотами. Установлено, что кипячение в спирте в течение 2 часов эквимолярных количеств указанных реагентов приводит к образованию 3-метилтио-6-ароилметил-2,5-дигидро-1,2,4-триазин-5-онов (45-48).

п-ШЗДСОСНг

1ьКСбН4СОСН2

ш

вен,

-Н20 -Н1

л-асб^сосиг^^^:

гчн

ОН Ш'

ж

ЯСН,

п-ИСбЩ

-н2о

N11

рг

11МНН

«сн.

45-48

су "гг вен,

енамин

К = Н (45), СНз (46), ОСНз (47), С1 (48)

Согласно спектрам ПМР, в соединениях 45-48 наряду с иминоформой присутствует енаминоформа (~20%). Обычно диазиноны, содержащие фенацильные фрагменты, существуют в кристаллическом состоянии и в растворе в енаминной форме.

н

По-видимому, это обусловлено образованием внутримолекулярной водородной связи между атомами кислорода карбонильной группы фенацильного фрагмента и группой ИН гетероцикла, а также возникновением сопряжения между фенацилиденовым и гетероциклическим фрагментами. Как показали данные рентгеноструктурного анализа, существование соединения 4 В преимущественно в иминоформе, вероятно, является следствием межмолекулярных водородных связей и образования цепей из водород-носвязанных молекул.

Соединения 45-48 образуются, по-видимому, в результате атаки группой ЫНг гидроиодида 8-метилизотиосемикарбазида а-карбонила 4-арил-2,4-диоксобутановых кислот с последующей циклизацией промежуточного продукта Ж с участием группы ЫН и гидроксильной группы.

При увеличении времени взаимодействия до 10 часов, реакция 4-арил-2,4-ди-оксобутановых кислот с гидроиодидом 8-метилизотиосемикарбазида при кипячении в спирте протекает с образованием 6-ароилметил-2,3,4,5-тетрагидро-1,2,4-триазин-3,5-дионов (49-51).

+ М "2Н20* ¡А.

СГ"ОН НГГ^вСН, _Н1 О N эСН3

45-48

п-КСб^СОСНгч^ Н20 Т^ N4

-Н8СН3

у? N11

АЛ

н

49-51

Я = Н (49), СНз (50), С1 (51)

Судя по данным спектров ПМР, соединения 49-51 находятся исключительно в иминоформе. Данные рентгеноструктурного анализа соединения 49 показывают наличие в кристаллах разветвленной системы межмолекулярных водородных связей, стабилизирующих иминоформу молекулы.

Образование соединений 49-51 связано с гидролизом соединений 45-48. Выделяющиеся в ходе реакции вода и иодистоводородная кислота активируют этот процесс.

В реакции 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с тиокарбгидразидом (диоксан, 101,5°С, 2 часа) образуются 5-ароилметилен-4-амино-3-тиопергидро-1,2,4-триазин-6-оны (52,53).

Схема образования соединений 52, 53, по-видимому, аналогична образованию соединений 41-44. На первой стадии образуются промежуточные ароилпирувоилтио-карбгидразиды 3, которые далее циклизуются с участием группы N11 и енольного гид-роксила.

п-ЯСбЧ,-

-Н20

О НгХ'Ш

с=я

о ПУШИ

п-ЯС6Н4

О

N

кн

H2N

п-ЯС6Н,СОС1

52,53

К = Н (52), С1 (53)

Присутствие первичной аминогруппы в соединениях 52, 53 было доказано реакцией 5-п-хлорбензоилметилен-4-амино-3-тиопергидро-1,2,4-триазин-6-она с п-1\т,1ч[-диметиламинобензальдегидом (спирт, 75°С, 2 часа) по образованию 5-п-хлорбензо-илметилен-4-(М,Ы-диметиламинофенилметиленамино)-3-тиопергидро-1,2,4-1риазин-6-она (54).

н

Ж

N11

п-аедсосн

N

I

\Н2

[ЦСН^С^С^

-н2о

С1Г N

п-С1С(,Н4СО

К-СНСбН^СНз^-п 54

Исследовано взаимодействие 4-арил-2,4-диоксобутановых кислот с тиокарб-гидразидом. Установлено, что при кипячении в диоксане в течение 1 часа эквимоляр-ных количеств указанных реагентов происходит образование 6-ароилметил-4-амино-3-тио-2,3,4,5-тетрагидро-1,2,4-триазин-5-онов(55-57).

но'^о

п-ЯС«Н»СОСН2

Нг1УШ

С=Б

/

-н2о

п-КС^СОСНг

N11

НСГ^^О

I

N1^

Л.

ГШ

-н2о

^ --

N

I

N1)2 55-57

И = Н (55), СН3 (56), С1 (57)

Схема образования соединений 55-57 включает, вероятно, атаку а-карбонила 4-арил-2,4-диоксобутановых кислот группой МН2 тиокарбгидразида с образованием мо-нотиокарбгидразонов И, которые далее циклизуются с участием группы N11 и гидро-

о

н

ксилыюй группы.

Наличие свободной первичной аминогруппы в соединениях 55-57 доказано реакцией 6-п-толуилметил-4-амино-3-тио-2,3,4,5-тетрагидро-1,2,4-триазин-5-она (56) с п-НЫ-диметиламинобензальдегидом (спирт, СН3СООН, 75°С, 2 часа) по образованию 6-п-толуилметил-4-(М,К-диметиламинофенилметиленамино)-3-тио-2,3,4,5-тетрагид-ро-1,2,4-триазин-5-она (58).

»сцсмсоаь щсчьиодсе" п-садн.соснг^г^

I I

N»2 ¡ЧСНС^Н^СНз^-п

58

При взаимодействии эквимолярных количеств 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов и 2-гидразинокарбонилфенилтиомочевины (диоксан, 101,5°С, 30 минут) образуются 2-(М-ароилпирувоилгидразинокарбонил)фенилтиомочевины (59-62).

О л-СОИШН, ^>^^СО\НМНСОСОСН2СОС6Н1К-п

59-62

асохнкнсос=снсос(да-п ¿н

МНСвМНг

И = Н (59), СНз (60), ОС2Н5 (61), С1 (62)

По данным спектров ПМР, соединения 59-62 находятся в растворе полностью в енольной форме.

Схема образования соединений 59-62 включает нуклеофильную атаку атома С2

5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов первичной аминогруппой гидразинокарбониль-ного фрагмента 2-гидразинокарбонилфенилтиомочевин с раскрытием дигидрофура-нового цикла и образованием продуктов Ы-ароилпирувоидирования 59-62.

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что Ы-циано-2-нитробензолсульфенамид и Ы-цианоморфолин реагируют с 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионами с участием цианогруппы. Продуктами реакции являются 6-арил-2-(2'-нитрофенилсульфенамидо)-1,3-оксазин-4-оны и

6-арил-2-морфолино-1,3-оксазин-4-оны.

2. Исследовано взаимодействие 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с пяти-членными гетариламинонитрилами. Показано, что 2-амино-3-циано-4,5-тетрамети-лентиофен раскрывает цикл 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов по связи О-С2 аминогруппой с образованием продуктов К-ароилпирувоилирования. 2-Амино-З-циано-4,5-дифенилфуран, 5-амино-4-циано-1-фенилпиразол и 2-амино-1-бензилиденамино-

5-фенил-3,4,4-трициано-2-пирролин реагируют с 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-диона-ми лишь в условиях термического декарбонилирования последних с образованием продуктов Ы-ароилацетилирования.

3. Показано, что диаминомалеонитрил и дифенилгидразон диаминоглиоксаля реагируют с 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионами как 1,2-диамины с образованием продуктов рециклизации - 5,6-дициано-3-фенацил-1,2-дигидропиразин-2-онов и 5,6-бис-(фенилгидразоно)-3-ароилметиленпиперазин-2-онов. Кратные связи С=И и С=К участие в реакции не принимают.

4. Изучено взаимодействие 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с аминоарил-тиоцианатами. Найдено, что 4-аминоарилтиоцианат раскрывает цикл 5-арил-2,3-ди-гидрофуран-2,3-дионов по связи О-С2 аминогруппой с образованием 4-Ы-(ароилпи-рувоил)аминоарилтиоцианатов. Показано, что орто-расположение амино- и тиоциа-ногрупп в 2-амино-5-этоксикарбонилфенилтиоцианате и 2-амино-5-сульфамидофе-нилтиоцианате способствует образованию 6-замещенных З-ароилпирувоил-2-имино-бензтиазолинов.

5. Показано, что гидроиодид 8-метилизотиосемикарбазида реагирует с 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионами как 1,2-диамин с образованием З-метилтио-5-ароил-метилен-1,2,5,6-тетрагидро-1,2,4-триазин-6-онов. Установлено, что реакция гидроио-дида 8-метилизотиосемикарбазида с 4-арил-2,4-диоксобутановыми кислотами, в зависимости от условий проведения процесса, приводит к 3-метилтио-6-ароилметил-2,5-дигидро-1,2,4-триазин-5-онам или 6-ароилметил-2,3,4,5-тетрагидро-1,2,4-триазин-3,5-дионам.

6. Найдено, что тиокарбгидразид реагирует с 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-ди-онами подобно тиосемикарбазиду с образованием 5-ароилметилен-4-амино-3-тио-пергидро-1,2,4-триазин-6-онов. Установлено, что 4-арил-2,4-диоксобутановые кислоты в аналогичной реакции образуют 6-ароилметил-4-амино-3-тио-2,3,4,5-тетрагидро-1,2,4-триазин-5-оны, являющиеся региоизомерными продуктам, полученным на основе 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов.

7. Показано, что 2-гидразинокарбонилфенилтиомочевина раскрывает цикл 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов по связи О-С2 первичной аминогруппой гидра-зинокарбонильного фрагмента с образованием продуктов 1Ч-ароилпирувоилирования.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Некрасов Д.Д., Кольцова C.B., Андрейчиков Ю.С. Синтез N-ароилпирувоил-и N-ароилацетилгетариламинонитрилов // ХГС. 1994. № 2. С. 173-178.

2. Некрасов Д.Д., Кольцова C.B., Андрейчиков Ю.С. Взаимодействие 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с некоторыми N- и С-замещенными нитриламинами // ЖОрХ. 1995. Т. 31. Вып. 4. С. 591-594.

3. Некрасов Д.Д., Кольцова C.B., Андрейчиков Ю.С., Тульбович Г.А. Взаимодействие 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов с аминоарилтиоцианатами // ЖОрХ. 1995. Т. 31. Вып. 6. С. 907-910.

4. Некрасов Д.Д., Кольцова C.B., Андрейчиков Ю.С., Залесов В.В., Карпова JI.H. 5-Арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионы - перспективные 1,2-дикарбонильные реагенты в реакциях с функцианализированными диаминами // Тез. докл. 7-го Международного совещания по химическим реактивам: «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии». Уфа. 1994. С. 27.

5. Некрасов Д.Д., Кольцова C.B., Андрейчиков Ю.С., Тульбович Г.А. Взаимодействие роданоариламинов с 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионами// Тез. докл. 19-й Всесоюзной конференции по химии и технологии соединений серы. Казань. 1995. С. 158.