Ароматизация алкилтио(арилтио)циклогексанов при бромировании и её использование в синтезе тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им.М.ВЛОМОНОСОВА ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

РГб ОД

На правах рукописи

1 3 МАЙ ^УЬ УДК 547.898 + 547.269

КУДРЯВЦЕВ КОНСТАНТИН ВИКТОРОВИЧ

АРОМАТИЗАЦИЯ АЛКИЛТИО(АРИЛТИО)ЦИКЛОГЕКСАНОВ ПРИ БРОМИРОВАНИИ И ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В СИНТЕЗЕ

(02.00.03 - органическая химия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва - 1996

Работа выполнена на кафедре органической химии Химического якультета Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова Научный руководитель: доктор химических наук,

профессор В.В.Самошин

официальные оппоненты:

доктор химических наук,

профессор

А.В.Анисимов

доктор химических наук,

профессор

Э.И.Троянский

¡едущая организация:

Институт химической физики им.Н.Н.Семенова РАН

Защита состоится 30 •XUX.SK. 1996 года в час на заседании

пециализированного Ученого Совета Д 053.05.58 по химическим наукам при Московском государственном университете им. М.В.Ломоносова по адресу: 19899, ГСП, Москва, В-234, Воробьевы горы, МГУ, Химический факультет, удитория

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Химического >акультета МГУ им. М.В.Ломоносова.

Автореферат разослан ^'ЭсПАр^уи^ 1996 года

'ченый секретарь специализированного Ученого Совета Д 053.05.58, кандидат химических наук,

ведущий научный сотрудник Э.А.Шокова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Функционально замещенные в ядро ароматические сульфиды, в частности, алкилтио(арилтио)-фенолы, находят широкое применение в синтезе антиоксидантов, лекарственных средств, гербицидов. Однако, возможности их получения из ароматических субстратов ограничены. Поэтому представляет интерес поиск мягких, не приводящих к окислению серы, методов ароматизации циклогексилсульфидов, которые иногда более доступны, чем ароматические аналоги. Ароматизация циклогексановых производных позволяет также осуществлять регионаправ-ленное введение заместителей в ароматическое кольцо на ранних этапах синтеза, а возможность дальнейшего селективного расщепления связи углерод-сера (десульфуризация, получение арилтиолов) увеличивает синтетический потенциал этого подхода.

Цель работы. Изучение возможностей ароматизации алкил(арил)тио-циклогексанов при действии бромирующих агентов и дальнейшего использования продуктов в синтезе макрогетероциклов.

Работа выполнена в рамках темы "Новые краун-соединения" НТП "Тонкий органический синтез".

Научная новизна. В ходе настоящего исследования предсказана и экспериментально осуществлена новая реакция - ароматизация 2-алкилтио-(арилтио)-циклогексанонов при бромировании, позволяющая в мягких условиях синтезировать о-алкилтио(арилтио)-фенолы. Получены предварительные данные о механизме процесса. Найденная реакция применена для 8-гидроксиарилирования различных меркаптанов, ароматизации замещенных производных циклогексанона и в синтезе новых серусодержащих макрогетероциклов.

Впервые осуществлена ароматизация при бромировании простейших алкилциклогексилсульфидов, приводящая к алкилфенилсульфидам и их ор/яо-бромпроизводным.

При изучении конформационных свойств 2-алкилтио(арилтио)-циклогексанонов найдено необычное преобладание экваториального конформера у 2-(бензотиазолшггио)-циклогексанона.

Практическая ценность. Разработан удобный метод получения о-алкилтио(арилтио)-фенолов бромированием легко доступных 2-алкилтио-(арилтио)-циклогексанонов.

Получены новые серу- и азотсерусодержащие макрогетероциклы. Показана перспективность их использования в качестве активных компонентов мембран в ионселективных электродах для определения ионов тяжелых металлов.

Предложено использование гидросульфата цезия в качестве нового эффективного катализатора для темплейтного синтеза макроциклических тиоацеталей.

Публикации и апробация работы. По теме диссертационной работы опубликованы 4 статьи. Материалы исследований доложены на Международной конференции молодых ученых по органическому синтезу (С.-Петербург, 1994), 10 Международной конференции по органическому синтезу ЮОв-Ю (Бангалур, Индия, 1994) и на 19 Всероссийской конференции по химии и технологии органических соединений серы (Казань, 1995).

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на _

страницах и состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, экспериментальной части и выводов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Отправной точкой настоящего исследования послужило изучение бромирования этилентиокеталя циклогексанона (1) в мягких условиях (раствор в СО, или СНС13, 0°С) трехкратным количеством брома, приводящее, через стадию перегруппировки в 2,3-циклогексено-5,6-дигидро-1,4-дитиин, к ароматизации с образованием 2,3-бензо-5,6-дигидро-1,4-дитиина (2). Вторая стадия этой трансформации была описана ранее (Мурсакулов И.Г., Зефиров Н.С. и др., 1990), а реакция в целом проведена нами

независимо и одновременно с итальянскими исследователями (Palumbo G., et al., 1991).

Наличие сульфидной серы, несомненно, обуславливало легкость протекания ароматизации. Поэтому представляло интерес исследовать возможность ароматизации при бромировании других производных циклогексана с серусодержащими заместителями.

1. Ароматизация 2-алкилтио(арилтио)-циклогексанонов при бромировании

Исходя из того, что атом серы в органических сульфидах может выступать в роли рецептора по отношению к молекуле брома и возникающие интермедиаты способны отщеплять бромистый водород с образованием двойных углерод-углеродных связей, мы предложили схему новой реакции -ароматизации 2-алкилтио(арилтис)-циклогексанонов при бромировании:

Из приведенной схемы следует, что для дегидрирования циклогексанонового

фрагмента до бензольного кольца необходимо двукратное количество брома,

поскольку заключительная стадия протекает как енолизация. 2 -и01

1

2, 80%

Вг'

Действительно, при добавлении брома к охлажденному до 0°С раствору 2-(н-бутилтио)-циклогексанона (3) в хлороформе в мольном соотношении 2:1 наблюдали выделение НВг и количественное (ПМР, ТСХ) образование о-(к-бутилтио)-фенола (4), выделенного затем перегонкой с выходом 1

2 Вгг — -ОН

Ви ^^ БВи

3 4,80%

В условиях реакции не образуется бромированный фенол, то есть атака брома по атому серы более предпочтительна, чем элекгрофильное бромирование в ароматическое кольцо. При взаимодействии 2-(н-бугалтио)-циютогексанона в тех же условиях с эквимолярным количеством брома отмечалось образование двух продуктов (ТСХ), которые были выделены колоночной хроматографией и представляли собой о-(н-бутилтио)-фенол 4 и 2-(н-бутилтио)-циклогексен-2-он-1 (5):

„ он

Вг2

+

'Ви ^Ч^ ^БВи ^^ лВи

4,10% 5,35%

3

Второй из образовавшихся продуктов постулировался в качестве промежуточного в предложенной схеме реакции, и его выделение свидетельствует о ее соответствии реальному процессу.

Дегидробромирование интермедиатов протекает самопроизвольно, без добавления основания. Напротив, взаимодействие 2-(и-бутилтио)-цикло-гексанона с бромом в присутствии триэтиламина не происходит, и из реакционной смеси выделяется только исходный субстрат. По-вадимому, триэтиламин образует комплекс с бромом, что снижает элекгрофильность последнего.

2. в-гидроксиарилирование тиолов

Очевидным направлением синтетического применения найденной реакции является 8-гидроксиарилирование различных тиолов. Взаимодействием 2-хлорциклогексанона с циклогексантиолом, тиофенолом, о-нитротио-фенолом и тиогликолевой кислотой были получены соответствующие 2-118-циклогексаноны (6-8) и (12). При бромировании соединений 6-8 с хорошими выходами получены ожидаемые продукты - о-ИЗ-фенолы (9-11).

а:

6-8

2 Вг,

а:

9-11

он

«К

о-КБ-фенолы

10

11

Я

Выход, %

н-С4Н9 80

Ч-С6НИ 81

с6н5

92

о-02ЫСбН4 70

Исключение составляет 2-(карбоксиметилтио)-циклогексанон (12), который в результате реакции с бромом образует 2,3-бензо-5,6-дигидро-1,4-оксатиин-6-он (14) - продукт циклизации 5-оксикислоты (13):.

а° 2ВГ2-

ЗСНгСООН

ОН

ЗСН2СООН

-н2о

12

13

14, 60%

Аналогично были арилированы 1,2-этандитиол, 3-оксапентан-1,5-дитиол, 3,6-диоксаоктан-1,8 -дитиол:

О

5 О 5

Х^

,он »

ч^ч/

15-17

п = 0-2

18-20, 40-60%

Полученные бмс-фенолы 18-20 явились удобными полупродуктами для синтеза серусодержащих бензокраун-эфиров (см. далее).

В качестве бромирующего агента в данной реакции был использован также И-бромсукцинимид (КВБ). 2-(Циклогексилтио)-циклогексанон 6 реагирует с 2 молями ИВБ в СС14 при комнатной температуре, образуя о-(циклогексилтио)-фенол 9 с выходом 78%, а для трансформации 2-(фенилтио)-циклогексанона 7 в соответствующий фенол 10 требуется часовое кипячение (выход 80%). Такое затруднение ароматизации можно объяснить меньшей активностью реагента.

3. Ароматизация замещенных 2-1*8-циклогексанонов

Следующее направление использования найденной реакции ароматизация различных производных циклогексанона через их 2-118-производные. Возможность последующего восстановительного удаления ИБ-группы открывает путь двустадийного превращения циклогексанонов в фенолы в мягких условиях.

При бромировании 4-/-бутил-2-(к-бутилтио)-циклогексанона (21), 2-н-бутилтио-1-тетралона (23а) и 2-(о-нитрофенилтио)-1-тетралона (23Ь) образуются соответствующие фенол (22) и нафтолы (24а,Ь). Исходные субстраты 21 и 23 получены из соответствующих 2-галогенкетонов и тиолов или взаимодействием кетона и сульфенилхлорида (соединение 23Ь).

21 22, 85%

он

Вг2, МЗБ «Я

с-^с О0Г

23 24

а: II = и-Ви 80%

б: Я = о- 02ЫС6Н4 50%

В случае 2-118-тетралонов для ароматизации необходимо эквимолярное количество брома.

Использование холестанона (25) в качестве субстрата, содержащего циклогексаноновый фрагмент, позволило бы получить синтетические аналоги эстрогенов - класса стероидов, являющихся половыми гормонами.

Получение 2-и-Ви8-производного холестанона мы попытались осуществить реакцией 25 с н-бутилсульфенилхлоридом. При взаимодействии указанных субстратов при комнатной температуре из реакционной смеси, помимо дибутилдисульфида, было выделено 30% исходного стероида и 20% 2-бутилтио-2-холестен-3-она (26). Строение продукта доказано с помощью спектроскопии ЯМР. Сделано полное отнесение сигналов в углеродном спекре с помощью методики БЕРТ и корреляции химических сдвигов с сигналами холестерина, холестанола и холестанона.

Реакция холестанона с тремя молями ВиБС1 в четыреххлористом углероде в атмосфере аргона при комнатной температуре привела к выделению 65% 2-бутилтио-2-холестен-3-она 26. Таким образом, сульфенилхлориды, в принципе, могут использоваться для одновременного введения алкилтиогруппы и дегидрирования.

Ме Ме

О

Й

я

1е

25

26

ВиБС!

Ви8С1 - ВиББВи

В1Й СГ

3 -1101

Отсутствие в 2-бутилтио-2-холестен-3-оне 26 атомов водорода в положении 10 ("пара"-положении к карбонильной группе) должно изменить схему протекания ароматизации по сравнению с 2-118-циклогексанонами: необходимым условием ароматизации кольца А была бы миграция метальной группы. Однако, предварительные опыты по бромированию соединения 26 не привели к выделению стероида с фенольным фрагментом.

Способность атома серы в органических сульфидах выступать в роли рецептора по отношению к молекуле брома является, по-видимому, определяющим фактором в рассмотренной выше ароматизации 2-К8-циклогексаноноа. Однако, необходимо отметить и роль карбонильной группы, которая обеспечивает дополнительную поляризацию связи Н-С5, стабилизирует промежуточные состояния посредством сопряжения и енолизацией завершает формирование бензольного кольца. Мы решили упростить структуру субстрата, подвергаемого ароматизации, и изучить бромирование адкилциклогексилсульфидов.

Добавление трехкратного количества брома эквимолярными порциями при охлаждении к раствору метилциклогексилсульфида (27) с выдерживанием 8-16 часов при комнатной температуре между порциями с последующей промывкой реакционной смеси раствором бикарбоната натрия, перегонкой остатка в вакууме и колоночной хроматографией привели к выделению тиоанизола (28) и о-бромтиоанизола (29):

При изменении способа обработки реакционной смеси - нейтрализации ее избытком пиридина с последующей промывкой разбавленной соляной кислотой и водой, затем перегонкой и хроматографическим разделением -выделено 22% о-бромтиоанизола 29 и 32% о,о'-дибромтиоанизола (30):

4. Бромирование алкилциклогексилсульфвдов

27

28, 35%

29, 10%

Вг

а

вСНз 1,ЗВг2

2. Ру

3. перегонка

•вСНз

+

Вг

.ЭСНз

29, 22%

30, 32%

По-видимому, степень удаления кислот при обработке различными основаниями существенно влияет на направление термического разложения полибромированных полупродуктов реакции.

Полученные орто-бромзамещенные тиоанизолы не являются продуктами прямого бромирования тиоанизола, поскольку последний при обработке в тех же условиях эквимолярным количеством брома образует только лярд-изомер (31):

Следует отметить, что перегонка являлась необходимой стадией

пиридином реакционной смеси с избытком триэтиламина не приводило к дегидрогалогенированию интермедиатов (по данным ПМР сигналы ароматических протонов составляли менее 3% от суммарной интегральной интенсивности). Из нейтрализованной пиридином реакционной смеси при стоянии выкристаллизовался один из промежуточных продуктов. Его доля составляла около 30%. По данным элементного анализа молекула содержала 4 атома брома.

31, 95%

ароматизации, так как кипячение в течение 2 часов уже обработанной

СНзв

Вг

32

Строение интермедиата было детально исследовано с помощью ЯМР'Н и 13С-спекгроскопии и ему пршшсана структура 1,2,3,4-тетрабром-3-метилтио-циклогексена 32. При хранении 32 самопроизвольно дегидробромируется с образованием единственного продукта - о,о'- дибромтиоанизола 30.

Бутилциклогексилсульфид (33) также реагирует с тремя молями брома и, после обработки пиридином, перегонки в вакууме и хроматографической очистки дает, по данным ПМР и элементного анализа, смесь н-бутилфенилсульфида (34) и его о-бромпроизводного (35):

Возможным интермедиатом приведенной выше реакции является 1-бугилтиоциклогексен (36). Для его ароматизации необходим двукратный

наблюдалась мгновенная реакция с выделением НВг, указывающая на то, что присоединение брома сопровождается дегидробромированием. После добавления второй порции брома и обработки пиридином в ПМР-спектре реакционной смеси отсутствовал сигнал винильного протона исходного 1-бутилтиоциклогексена (5,3 м.д.), наблюдался узкий мультиплет при 4,9 м.д. (Н-С-Вг) и почти не было ароматических сигналов. Перегонка реакционной смеси приводит к выделению единственного продукта «-бутилфенилсульфвда (34):

33

34, 25%

35, 12%

избыток брома. При добавлении первой эквимолярной порции брома

36

34, 60%

Полученные результаты по ароматизации алкилциклогексилсульфидов могут быть в первом приближении интерпретированы при помощи схемы, включающей ряд последовательных и параллельных стадий бромирования и

и

дегидробромирования с образованием относительно устойчивых бромсодержащих интермедиатов, перегонка которых вызывает отщепление НВг и образование ароматических продуктов:

Вг

Вг

-Н+

-НВг

Вг

-2НВг

Ж

- СУ8 —

-2НВг

Вг2 |

Вг

се

Вг

2Вг2| Вг

-НВг

Ж 2Вг2

-2НВг

Очевидно, реальные процессы могут быть значительно сложнее, дополнительно включая участие НВг, различные перегруппировки и гидридные переносы.

5. Синтез серусодержащих макрогетероциклов 5.1. Тиа- и азатиакраун-эфиры

Следующее направление использования найденной реакции ароматизации связано с синтезом серусодержащих макрогетероциклов. Как известно, последние находят широкое применение в качестве селективных комплексообразователей и экстрагентов. Наличие, в макроциклической молекуле атомов серы и азота способствует комплексообразованию с ионами тяжелых и переходных металлов. Ряд полезных свойств придают макроциклическим экстрагентам присутствующие в молекуле ароматические ядра: повышение коэффициента распределения экстрагента в системе органический растворитель-вода, широкие возможности для разнообразных модификаций путем введения заместителей в ароматическое кольцо.

Используя реакцию ароматизации 2-Я8-циклогексанонов, мы разработали и реализовали новую схему синтеза дибензодитиакраун-эфиров. Она состоит из следующих стадий: 1) алкилирование дитиолов 2-хлорциклогексаноном или его производными; 2) ароматизация полученных быс-кетонов при действии брома; 3) циклизация образовавшихся бис-фенолов. Данная схема была реализована для дитиольных аналогов ди- й триэтиленгликолей, которые, как описано в разделе 2, через стадию бнс-кетонов 16 и 17 были превращаены в ¿Тис-фенолы 19 и 20. Циклизацией 19 и 20 с 1,5-дибром-З-оксапентаном в водном этаноле получены 18- и 21-членные дибензодитиакраун-эфиры (37) и (38) соответственно. Дибензо-1,7-дитиа-18-краун-6 37 был получен ранее другим способом, но его выход составлял 15%, и он образовывался вместе с изомерным дибензо-1,10-дитиа-18-краун-6. 21-Членный макроцикл 38 синтезирован впервые.

Г"\г~\

19, п=1; 20, п=2

37, п=1, 30%

38, п=2; 25%

Преимущества этой схемы по сравнению с традиционными, использующими в качестве полупродуктов 2-меркаптофенол или его производные, заключаются в малом количестве стадий, эффективности каждой из них, возможности введения на первой стадии заместителей, которые окажутся строго ориентированными в бензольных кольцах получаемых макрогетероциклов. Например, применение в качестве циклогексаноновых компонент 4-/-Ви-циклогексанона или 1-тетралона приведет к получению симметрично замещенных краун-эфиров с повышенной липофильносгью.

Комплексы тиаазакраун-соединений с ионами меди(П) имеют спектральные и окислительно-восстановительные свойства, подобные характеристикам медьсодержащих "синих" белков, участвующих в переносе электронов, обмене веществ, катализе окислительно-восстановительных * функций дыхательных клеток. Синтез новых азотсерусодержащих макроциклических и нециклических лигандов и изучение их свойств возможно, приведет к обнаружению еще более перспективных соединений для моделирования природных процессов.

Для синтеза новых азот- и серусодержащих макрогетероциклов мы применили полученный при ароматизации 2-(карбоксиметилтио)-циклогек-санона лактон 14 (см. раздел 2), который оказался хорошим ацилирующим

(КШСНгСНгЬО

39, 80%

40, Я=Н, 50%; 41, Я=Ме, 48%

агентом для ароматических и алифатических аминов. Так, йис-амидофенолы 39-41 получены нагреванием смеси лактона 14 и соответствующих диаминов в соотношении 2:1 в хлороформе с последующей перекристаллизацией или хроматографической очисткой. Использование аминокислот в этой реакции открывает путь к хиральным лигандам, которые могут также содержать дополнительные функциональные группы. Взаимодействием Ь-лизина с двукратным количеством лакгона 14 в метаноле получен продукт ацилирования только по ш-аминогруппе исходной кислоты.

Соединения, синтез которых описан выше, содержат набор гетероатомов, способных к координации с катионами металлов, и могут служить для них открытоцепными лигандами (поданды). Концевые функциональные группы позволяют далее провести их превращение в макроцикл ические лиганды (коронанды).

Циклизация бмс-амидофенола 39, полученного из о-фенилендиамина, с дибромдиэтиловым эфиром или дитозилатом триэтиленгликоля в присутствии карбоната цезия в условиях высокого разбавления привела к макрогетероциклам (43) и (44) соответственно, содержащим атомы О, N и Б в не встречавшейся ранее комбинации.

О

14

42, 40%

39

43, п=2, 50% 44, п=3, 35%

Амидные группировки в полученных соединениях могут быть восстановлены, что открывает путь к более нуклеофильным лигандам.

5.2. Синтез тиакраун-эфиров, содержащих тиоацетальную группировку

Имеющиеся в литературе данные по синтезу макроциклов, содержащих тиоацетальную группировку были малочислены и разрознены. Кипячение дитиолов с циклогексаноном в присутствии каталитических количеств я-толуолсульфокислоты с последовавшим разделением реакционной смеси привело к продуктам циклизации 45 и 46 с выходами до 40%. Так как реакция проводилась при достаточно высоких концентрациях реагентов, мы предположили протекание конденсации [2+2], что было подтверждено масс-спектральными исследованиями.

Применение данной методики к адамантанону оказалось неудачным и в качестве продуктов реакции были выделены тиоэтиленкеталь и дитиоэтиленкеталь адамантанона. Получение макроциклов с тиоацетальным фрагментом никогда не проводили в присутствии темплейтных агентов, которые хорошо зарекомендовали себя в синтезе краун-соединений. Восполняя этот пробел, мы предложили новый реагент для циклизации -гидросульфат цезия, который получали взаимодействием карбоната цезия и серной кислоты в мольном соотношении 1:2. Конденсация адамантанона с 3-оксапентан-1,5-дитиолом в присутствии гидросульфата цезия привела к выделению с выходом 50% макроцикла (47), структура которого доказана данными ЯМР и масс-спектров. Применение гидросульфата цезия для конденсации дитиолов с циклогексаноном позволило увеличить выход тиакраун-эфиров 45 и 46 до 80%. Реакция почти не сопровождалась

45, п= 1, 40%

46, п = 2, 38%

окислительными процессами, характерными для циклизации в присутствии я-толуолсульфокислоты.

+ ю

\ /-\ С5Ш04

О БН -►

47, 50%

Еще одним реагентом, впервые примененным для синтеза макроциклических тиокеталей, был хлорид алюминия. При обработке эквимолярной смеси ацетона и 3,6-диоксаоктан-1,8-дитиола хлористым алюминием были выделены два продукта, (48) и (49), по данным ЯМР и масс-спектроскопии соответствующих продуктам конденсации [1+1] и [2+2].

не о вн

А1С13

/~л

48, 20%

49, 10%

Продукт конденсации [1+1] (50) был выделен и при взаимодействии адамантанона с 3-оксапентан-1,5-дитиолом в присутствии А1С1з:

О

НБ О БН

А1С13

50, 17%

Таким образом, варьируя реагент, используемый для циклизации, можно направить конденсацию к образованию макроциклических тиоацеталей преимущественно [1+1] или [2+2] типа.

6. Ионофорные свойства некоторых полученных соединений.

Ионофорные свойства тиакраунэфира 45 изучены путем измерения коэффициентов селективности ионселекгивного электрода (ИСЭ), содержащего 45 в качестве мембраноакгивного компонента, а дибензодитиа-18-краун-6 (37) и дибензодитиа-21-краун-7 (38) - путем измерения потенциометрического отклика мембран, содержащих эти вещества, в проточно-инжекционных системах. Исследования проведены в ИОНХ им. Курнакова в 1руппе в.н.с. Шпигун Л.К.

Потенциометрические коэффициенты селективности (Кр°'м+)к+) мембран, содержащих соединение 45, определяли для различных ионов относительно ионов калия методом раздельных растворов с использованием 0,1 М растворов солей металлов и расчитывали по уравнению Никольского. Полученные результаты для макроциклического тиоацеталя 45 в графическом виде представлены на рис.1. В первом приближении Кро1м+',к+ коррелируют с соотношением констант комплексообразования органического лиганда с ионами М+ и К+. ИСЭ на основе соединения 45 проявляют повышенную селективность к ионам серебра(1) и ртути(П) относительно щелочных, щелочноземельных и ряда тяжелых металлов.

ГО

2 -

■Аё+

1-

Рис.1. Логарифм потенциометрических коэффициентов селективности ИСЭ, содержащего в качестве электродноактивного компонента соединение 45.

Проточно-инжекционный анализ является более чуствительным методом измерения потенциометрического отклика мембраны, содержащей компонент, способный взаимодействовать с ионами металлов. На рис.2 приведена зависимость потенциометрического отклика Н=ДЕ поливинил-хлоридных мембран, модифицированных дибензодитиа-21-краун-7 (38). Наибольшая интенсивность отклика соответствует ионам золота(Ш) и серебра(1), и рассчитанные на основе этих данных факторы потенцио-метрической селективности показывают принципиальную возможность определения этих ионов с помощью проточно-инжекционного анализа в присутствии солей других тяжелых металлов.

-150

100

I МаС!

; №N03

I N80104

Рис 2. Зависимость потенциометрического отклика Н=ДЕ поливинилхлоридной мембраны, содержащей дибензодитиа-21-краун-7 (38), в проточно-инжекционной системе с различными фоновыми электролитами.

7. Конформационные свойства 2-118-циклогексанонов

Для 2-118-циклогексанонов, как и для большинства 2-замещенных циклогексанонов с полярными заместителями, характерно преобладание аксиального конформера, которое объясняют обычно стерическим и диполь-дипольным отталкиванием полярных групп в экваториальном конформере.

.О

SR

О

а

Мы оценили для полученных нами 2-RS-mnui0reKcaH0H0B (раздел 1) относительную заселенность конформеров и разность свободных энергий между ними, используя усредненную ширину сигнала протона H-C-S в спектрах ПМР (400, 250 МГц), измеренную как расстояние между крайними пиками мультиплета и равную сумме констант спин-спинового взаимодействия (W = SJhh)' W=naWa + rie-We; AGe.a = -RT ln (n,. /па).

В неполярном растворителе (CeD^, CCL») почти все изученные соединения находятся практически полностью в аксиальной конформации:

R W, Гц па, % AGe-a, кДж/моль

4 n-Bu 8,1 -100 >8

9 с-С6Н„ 8,0 -100 >8

10 Ph 10,2 80 3,5

11 o-02NC6H4 8,4 -95 £7

15 -сн2сн2- 8,2 -100 >8

16 -СН2СН2ОСН2СН2- 8,6 -95 >7

17 -СН2(СН2ОСН2)СН2- 8,3 -100 >8

51 бензотиазолилтио 16,8 10 -5,5

Единственное исключение представляет соединение 51, у которого экваториальная форма сильно преобладает.

Причиной этой аномалии может быть внутримолекулярное электростатическое притяжение, стабилизирующее сближенное расположение карбонильного кислорода и тиазольного цикла.

ВЫВОДЫ

1. Предсказана и экспериментально осуществлена новая реакция -ароматизация 2-алкилтио(арилтио)-циклогексанонов при бромировании, позволяющая в мягких условиях синтезировать о-алкилтио(арилтио)-фенолы. Найденная реакция применена для S-гидроксиарилирования различных меркаптанов, ароматизации замещенных производных циклогексанона и в синтезе новых серусодержащих макрогетероциклов.

2. Впервые осуществлена ароматизация при бромировании простейших алкилциклогексилсульфидов, протекающая через образование и термическое разложение относительно устойчивых полибромированных интермедиатов.

4. Предложен новый реагент - гидросульфат цезия - для темплейтного синтеза тиакраун-эфиров, содержащих тиоацетальный фрагмент. Впервые для синтеза таких соединений применен хлорид алюминия. Первый из реагентов способствует образованию продуктов [2+2]-циклизации, а второй -[ 1+1 ]-циклизации.

5. Синтезированы новые тиа- и азатиамакроциклы, показана перспективность их применения в качестве мембраноакгивных компонентов ионселективных электродов для определения ионов Ag(I), Au(III), Hg(II).

6. Методом ПМР показано преобладание аксиальных конформеров у 2-RS-iuiiüi0reKcaH0H0B. Найдено необычное преобладание экваториального конформера у 2-(бензотиазолилтио)-циклогексанона, которое может быть обусловлено внутримолекулярными электростатическими взаимодействиями.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. V.V.Samoshin, K.V.Kudryavtsev. Novel Reaction: Brominative Aromatiza-ion of 2-Alkyl(aiyl)thio Cyclohexanones.// Tetrahedron Letters, 1994, V. 35,

40, pp. 7413-7414.

2. К.В.Кудрявцев, Н.Н.Лонина, В.В.Самошин. Ароматизация 2-алкил-ио(арилтио)циклогексанонов при бромировании.// Журнал органической имии, 1994, Т. 30, Вып. 9, с. 1360-1364.

3. В.В.Самошин, К.В.Кудрявцев. Ароматизация метилциклогехсил-ульфида при бромировании.// Известия Академии наук, Серия химическая, 995, № 1, с. 188-189.

4. В.В.Самошин, К.В.Кудрявцев, Н.С.Зефиров. Новые тиакраун-эфиры, ключающие тиоацетальную группировку.// Химия гетероциклических оединений, 1995, № 1, с. 133-134.

5. V.V.Samoshin, K.V.Kudryavtsev. Novel Reaction: Brominative romatization of 2-Alkyl(aryl)thio Cyclohexanones. // Международная он'ференция молодых ученых по органическому синтезу. Тезисы докладов, .-Петербург, 1994, с. 96-97.

6. V. V.Samoshin, К. V.Kudryavtsev. Brominative Aromatization of yclohexylsulfides. // 10th International Conference on Organic Synthesis. bstracts.Bangalore, India. 1995, p. 177.

7. V.V.Samoshin, K.V.Kudryavtsev. A New Approach to Benzothiacrown thers Based on a Novel Reaction: Brominative Aromatization of 2-Alkyl(aiyl)thio yclohexanones. // 10th International Conference on Organic Synthesis. Abstracts, mgalore, India. 1995, p. 179.

8. В.В.Самошин, К.В.Кудрявцев, Н.Н.Лонина, Н.В.Минаева, О.В.Шенкина. спользование ароматизации 2- RS-циклогексаионов для синтеза нзотиакраун-эфиров. // 19 Всероссийская конференция по химии и технологии ганических соединений серы. Тезисы докладов, Казань, 1995, с. 130.

Типография ордена «Знак Почета» Издательства МГУ. 119899. Москва. Воробьевы горы Заказ uol Тираж 100