Боразотные соединения на основе 5-амино-1,2,4-триазола и 5-аминотетразола и их синтетическое использование тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. И. Д. ЗЕЛИНСКОГО

АН СССР

На правах рукописи УДК 542.91:547Л4:5-47.78 АМАМЧЯН Арташее Рушшопич

БОРЛЗОТНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ИЛ ОСНОВЕ 5— ЛМ11110 —1,2,4— ТРИЛЗОЛА II 5—АМИНОТЕТРАЗОЛА (I ИХ СИНТЕТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

02.00.03 — органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва — 1992

Работа выполнена в лаборатории органических лигащоп Института органической химии им. II. Д. Зелинского.

Научный р у к о л о д н т о л ь: доктор химических наук, профессор ДОРОХОВ В. А.

О ф п ц н а л I. н ы о о п п о и е и т ы: доктор химических паук ЮРОВСКАЯ М. А. кандидат химических лаук ЗЛОТИП С. Г.

Ведущая организация: МИТХТ им. М. В. Ломоносова.

Зашита состоится .......................... 1992 г.

л ....{{/■■ часов на заседании специализированного совета К 002.62.02 по присулсдеиипо стспони кандидата химических наук в Институте органической хпмшн им. II. Д. Зелинского АН СССР, 117913, Москва, Лентюкий проспект, 47.

С диссертацией ионию ознакомиться в библиотеке ИОХ АН СССР.

Автореферат разослан «.. .» декабря 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета,

доктор химических наук ГРИГОРЬЕВА Н. Я.

Актуальность проблемы.

Боразотше соединения давно известны как популярные объекты исследований в различных областях неорганической, координационной и физической химии. Они отличаются, в первую очередь, структурным разнообразием, обусловленным способность» бора и азота к образованию не только обычных ковалентных, но также и донорно-акцепторных связей. В настоящее время одним из наиболее перспективных направлений исследования боразотных соединений является их применение в органическом синтезе. В этом плане особый интерес вызывают борили-рованные 2-амнно-Н-гетероциклы. Исследования последних лет в ИОХ АН СССР показали, что введение днорганилборильной группы в молекулы гетероциклических аминов существенно повышает их реакционную способность. Получаемые боразотные соединения могут присоединяться к реагентам, содержащим кратные связи различной природы, тогда как во многих случаях сами исходные 2-амиио-Н-гетероциклы к подобным превращениям неспособны. Этот метод активирования азотистых основании посредством борилирования имеет важное прикладное значение, так как с его помощью удается получать стабильные хелатние соединения бора, обладающие различной биологической активностью и другими полезными свойствами. Борилированные 2-амино- Н-гетероциклы можно рассматривать также как эффективные инструменты для конструирования новых хелатирующих лнгандов, которые, в свою очередь, перспективны п качестве реагентов гетероциклического синтеза. В связи с этим получение новых борсодержащих производных 2-амнно-Н-гетероциклов и их применение в синтезе гетероциклических и координационных соединений представляются актуальными как в теоретическом, так и в практическом отношении.

Цель работы.

Получение новых борсодержащих производных 2-амино-Л-гете-роцннлов, синтез новых хелатирующих лнгандов и построение на их основе конденсированных гетероциклических систем. В качестве исходных веществ были выбраны 5-амино-1,2,4-триаэол и 5-амннотетраэол, входящие как фрагменты в состав многих биологически активных соединений.

Научная новизна и практическая ценность. ■

Впервые исследовано борилмрование • 5-анино-1,2,4-триазола и 5-аминотетразола триалкилборанами. Установлено, что оба гетероциклических амина борилируются по эндоциклическим атомам азота.

Реакцией диалкилборильных производных 5-анино-1,2,4-триазола и

5-аминоп;тразола с нитрилами впервые получены хелатные комплексы бора с нопыми бидентатными лкгандами - Н-(1,2.4-триазол-5-ил)- и Н-(тетразол-5-ил)амндинами. Алкоголизои синтезированных хелатов в присутствии НС1 выделены соответствующие свободные амидины и рассмотрена возможности использования последних в гетероциклическом синтезе.

Предложены новые пути построения 1,2.4-триазоло(1,5-а|1,3,5-триазинов (5-азапуринов), основанные на реакциях Н-(1,2,4-триазол-5-ил)амндинов с ортоэфирами и трцхлорацетонитрилом. Впервые получены 5-азапуршш с трихлорметильным заместителем, способные под действием первичных и вторичных аминов превращаться в моно- и ди-замещенные 5-азааденины.

Циклизацией Н-(тетразол-5-ил)бензамидина с диэтоксиметилацета-том синтезирован 2-азидо-4-фенил-1,3.5-триазин.

Апробация работы.

Результаты исследования докладывались на VI Международной кок-, ференции по органической химия (Москва, 1986 г.) и на Всесоюзном коллоквиуме по химии борорганических соединений (Москва, 1987 г.).

Публикации.

По материалам диссертационной работы опубликовано 6 статей и тезисы докладов на 3 симпозиумах и конференциях.

'Структура и объем работы.

Содержание диссертации изложено на страницах машинописного текста и иллюстрировано 6 рисунками и 2 таблицами. Работа состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов," экспериментальной части, выводов и списка литературы, включающего 98 наименований, •

Основное содержание работы.

В соответствии со сформулированными целями на первом этапе работы было исследовано борилирование 5-амино-1.2,4-триазола . и 5-аминотетразола органоборанами.

Реакция 5-амиио-1,2.4-триазола Ц) с триалкклборанамн (Рг3В или BujB) гладко протекает в кипящей ксилоле. При соотяонении реагентов 1:1 с выходом 72-76% выделен« дииерные соединения (2 - "а',-6), в которых диалкилборильные группы связаны с эндоциклическими атомами Н.

М

и »1—4

ИМ М КСИЛОЛ, Л

\ вя2 /;

♦ кн

(1)

(2 а.б)

И - Рг (а), Ви (6)

Как оказалось, соединения (2) представляют собой смесь изомеров (Л) и (Б), отличающихся взаимным расположением аминогрупп (в спектре ПИР присутствуют два сигнала кольцевого СИ: 8,04 м.д. и 7,96 м.д., соотношение интегральных интенсивностей 5:1). Перекристаллизацией из дноксана удается освободиться от минорного компонента и выделить чистый изомер, дающий сигнал с ХС 6,04 м.д. Мето-* \

дом РСА ' было установлено, что этот изомер имеет центросиммет-ричную структуру (А) ("транс"-изомер).

Аналогичные результаты были получены при борилироваиии 5-амино-3-метил-1,2,4-триазола (3). Реакция (3) с Ви3В в кипящем ксилоле с выходом 82% приводит к Анкерному продукту (4), который также представляет собой смесь транс- и цис-иэомеров.

(А)

(Б)

н2н у у* 6цэа у, 1гУЧоУНе

НИ-М ксилол, л

(3)

ВВи;. (4)

2

+ ВиИ

* 1 • 'Рентгеноструктурные исследования соединении, синтезированных в

настоящей работе, выполнены З.А.Стариковой. И.А.Тесля (ИРЕА,

Москва) и Л.Г.Воронцовой. М.Г.Курелла (МОХ АН СССР, Москва).

Спектральные характеристики цис- и транс-изомеров соединений (2 а,0) и (4) близки друг другу. Так. в их масс-спектрах наблюдаются интенсивные пики ионов (до 90% от полного ионного тока), соответствующие отрыву алкильной группы от одного из атомов бора. Химические сдвиги сигналов ЯМР В у цис- и транс-изомеров практически сопла лапт, поэтому.в спектрах (2) и (4) наблюдается один сигнал в области четырехкоординированного В (5=1-2 м.д.). По ИК-спе-ктрам изомеры Ш и (В) также почти не отличаются друг от друга, н у них незамещенным группам (Ш? соответствуют характерные узкие полосы поглощения 3520. 3420 см-1 (для (2 а,б)) и 3521, 3423 см"1 (для (4)). В спектре ПИР (4) характерными являются два синглета с ХС 2,32 и 2,31 м.д. (соотношение интегральных интенсивностей 3:2), принадлежащие метильным группам изомеров (А) и (Б).

Химическая устойчивость димеров (2) и (4) свидетельствует о прочности боразотних связей п молекулах этих соединений. Они не окисляются и не гидролизуются на воздухе, не разлагаются при нагревании в этаноле. Кратковременное кипячение в бутаноле также не приводит к изменению (2). Однако, при кипячении в ксилоле чистого "транс'-нзомера соединения (2а) образуется смесь изомеров (А) и (Б) в соотношении 5:1. Вероятно, при данной температуре («135°) становится возможным обратимый процесс диссоциации дииеров, сопровождающийся (Н-»Н) миграцией диорганилборильной группы, и, таким образом, устанавливается равновесие между цис- и транс-изомераин.

(А) (Б)

Поэтому борилирование аминоазолов (1) и (3), которое протекает в аналогичных условиях, приводит, как указывалось выше, к смеси с таким же содержанием изомеров.

2^_Бодили2двание_5—аминотет£азола^

Борилирование 5-анинотетразола (5). который, по сравнению, с (1), имеет лишний атои азота в цикле и,- следовательно, обладает еце более низкой основностью, такке гладко протекает в кипящем

ксилоле.

КС«Л0Л,Л I л о, 1

^ бй,

(6 а,б)

I? = Рг (а), Ви (б)

Продукты реакции (6 а,б) устойчивы на воздухе, характеризуются высокими температурами плавления и практически не растворяются в органических растворителях и воде. В их масс-спектрах имеются пики ионов со значительно более высокими массами, чем у молекулярных ионов мономеров или димеров, что указывает на олигомерную структуру. В ИК-спектрах (6 а,б) наблюдаются интенсивные узкие полосы поглощения при 3390 и '34В0 см-1, соответствующие симметричным и антисимметричным колебаниям свободных групп !1Н?. На оснопании этих данных можно сделать вывод о том. что п синтезированных соединениях диалкилборильные группы связаны с одним из кольцевых атомов 11.

Вода и ЕШ1 не разлагают (6 а,б) при комнатной температуре или кратковременном нагревании. Однако, при длительном кипячении (6а) в ЕШ1 происходит постепенное расщепление связей В-Л с образованием свободного 5-аминотетразола.

Выше било показано, что димеры борилированного 5-амино-1.2,4-триазола диссоциируют лишь при нагревании >120°, и поэтому реакционная способность соединений этого типа, в общем, не столь высока, как, например, у 2-диалкилбориламинопиридинов или 2-диалкил-бориламинотиазолов. Соответственно, следовало ожидать, что присоединение (2) к реагентам с кратным» связями должно происходить в жестких условиях, так как для этого, очевидно, необходим распад димеров (2).

Действительно, реакции (2 а,б) с нитрилами идут с заметной скоростью лишь при температурах выше 140°. Продуктами реакций являются хелаты четирехкоординированного бора (7 а-л) с допротониро-ванными N-(1,2,4-триазол-5-ил)амидинами в качестве лигйндов.

Строение синтезированных бициклических соединений удалось доказать лишь с помощью рентгеноструктурного анализа (на примере хе-лата (7в)), так как спектральные данные не позволяют однозначно

НЯ-й (5)

(2) (7 а-л)

7 И Г Выход.'. 7 Я IV Выход,%

а Рг Не : 87 ж Рг о-То1 68

б Ви Ме 84 3 Ви о-То1 66

в Рг РЬ 68 и Ви рисн2 67

г Ви РЬ 77 к Рг С5Н11 77

Д Рг р-То1 74 л Ви С5«11 75

е Ви р-Ь>1 64

предпочесть структурную формулу (7) изомерным или таутонерним (в) - (10) (другие возможные варианты могут быть непосредственно отвергнуты на основании ИК-спектров).

ь'уЧ'Ч С^Ч »ЧА-А

• и"хр «хх>

(8) (9) (^0)

Данные РСА соединения (7в) подтверждают локализацию атомов Н у атомов Н2 и И3 (рис.1). Бнциклнческая система молекулы плоская, конфигурация атома бора - искаженная тетраэдрическая, а атомов Н1, Н^ и Н - плоская. Расстояния С-Н-.в молекуле (7в) существенно различаются между собой. Наибольшее из них (1.387 8 для С2-Н2) значительно превышает длину экзоцнклической связи С-Н у 5-амнно-1,2,4-триазола в кристаллической форме (1,342 Я). Расстояния в фрагменте Н3С1Н2 характерны для анилиновой группировки, координированной с атомом В по группе С-Н. Связи В-Н1 (1,582 X) и В-Н (1.609 X) близки друг другу. .

В спектрах ЯМР синтезированные хелати (7) дают сигналы в области четырехкоординнрованного бора. В их масс-спектрах наблюдается картина, типичная для хелатяых соединений с диалкилборнльвой

б

I I 4 з

»,2» оа С3

N

Рис.1. Фрагмент молекулы (7я).

группой. Пики ионов Ш+ практически отсутствуют, а наиболее интенсивны пики ионов (М-Ю + .

В оглнчне от хелатов с делокализованными кратными связями, соединения (7) имеют в ИК-спектрах полосу поглощения С=М п обычной для нее области 1630-1640 см . Для соединения (7в) я кристаллическом состоянии, по данным РСА, характерно наличие прочных межмолекулярных водородных связей (МВС) Н2!Г'П'1 (2.903 8), объединяющих молекулы в центросимметричные димеры, и очень слабых МВС Н3Н• - • Н5 (3,348 8). В растворах (в СПС13) 11-связн с участием фрагмента ВНН легко распадаются (в ИК-спектрах - узкая полоса поглощения в области 3390-3400 см"1). Напротив. !1-мостики в центросиммет-ричных димерах хелатов (7) отличаются необычной устойчивостью. Они не разрушаются даже при добавлении к раствору сильных Н-кислот -декахлоркарборана или п-фторфенола (в спектрах - широкая полоса поглощения в области 2400-3300 см-1 с несколькими максимумами).

V Н А >0-и.....Н^М

Кд

о.....

Я Н

Рис.2. Водородные связи в молекуле (7в),

Несмотря на отсутствие системы делокализовлнных связей в бор-содержащем кольце, хелаты (7) обладают довольно высокой химической устойчивостью. Они не разлагаются водой, не реагируют с уксусной кислотой и бутанолом при кипячении и но разрушаются перекисью водорода в нейтральной и щелочной средах. С сильными минеральными кислотами (7) дают соли состава 1:1. Так. действием эфирного раствора НС1 на (7а) получен гидрохлорид Ш), строение которого уста-

новлено с помощью спектроскопии ЯМР иа ядрах 15Ц и ^С.

«Г^Ви

НС1

Ма

И И &1Г "йи

СГ

иа!

(И)

У соли Ш), по сравнению с исходным (7а). в спектре

на-К,

в

блюдаются незначительные изменения в химических сдвигах атомов за исключением сигнала атома К4, котопий смещается иа 40 и.д. сильной поле. При этом и спектре ЯМР С сигналы углеродных атомов, связанных с Н^, смещаются также в сильное поле (на 4,1 - 6,6 м.д.). Все эти признаки позволяют сделать вывод о тон, что прото-ниросаиис хелата (7$) идет по атому !14 триазолыюго цикла.

Легко заметить, что если, аналогично соединениям (7), получать халатные комплексы на основе аминогриазолов, имеющих заместитель у кольцевого атома II, то образованле структуры типа (7) не представляется возможным. Действительно, борилировапие 5-аннно-4-иетнл-1,2.4-триазола (12) трибутилбораио« в кипячеи ксилоле с последующим нагреванием продукта реакции в избытке РвСН приводит к хелату (13) с делокализоваиной системой п-злектронов в борсодержащем кольце.

и-и

«)Ви3Б,д г) РЫЖ л

6и

Не

(12)

ИЗ)

В отличие от халатных кскшшксов (7 а-л), с Ш-спектре соединения (13) в СНС13 в области 1600-2000 си-1 поглощение отсутству-

ет , но наблюдаются интенсивные полосы поглощения в области

1500-1600 сн~*. Такая картина является гяпичвой ддя хелатоа с де-локаллзоваввой п-системой. В спектре ПМР (13) сигнал СН тряазоль-

иого цикла находится в более слабой поле по сравнению с такорым хелатов (7) (6,29 м.д. и 7,52-7,70 и.д. соответственно).

Отметин, что, как хелаты (7), так и соединение (Ш при обработке спиртовым раствором HCl в жестких условиях расщепляются с образованием соответствующих лигандов (подробнее см. раздел 5).

Присоединение борилированных 5-амииотетразолов по связи ОМ идет с заметной скоростью уже при 100°. т.е. в более мягких условиях, чем в случае их триазолышх аналогов, что можно объяснить, очевидно, более легким распадом ассоциатов (6) на мономериые соединения по сравнению с димерами (2) и (4). Взаимодействие (6 а,б) с различными алифатическими и ароматическими нитрилами приводит к бициклическим соединениям (14 а-н). которые следует рассматривать как хелаты бора с депротонированными /Мгетрязол-5-нл)амидш;ами в качестве лигандов, аналогичные по строению хелатным комплексам (7), рассмотренным ц предыдущем разделе.

у/^ЧфЛ R'CN RVJrS

V 6^2 /п I' \

(6) (14 а-н)

14 R R' Выход,% 14 R 1Г Выход,%

а Рг Ме . 87 3 Рг o-Tol 75

б Ви Ме 83 И Ви p-Tol 70

в Рг Рг. 93 к Рг PhCH2 70

г Рг Ph 89 л Ви PhCll2 56

Л Ви Ph 84 м Ви Ви 85

е Рг o-Tol. 85 н Ви Et 82

я Ви o-Tol 88

Синтез хелатов (1_4) из 5-аняногетразола, нитрилов и трналкил-. боранов можно проводить без выделения промежуточных продуктов бо-рилировання (6), то есть в одном приборе, используя избыток нитри-

ла как растворитель.

Строение соединений (14) было установлено с помощью рентгено-струитурного анализа (на примере (14е)). поскольку, как и в случае (7), спектральные данные не позволяли исключить для синтезированных хелатов таутомерные структурные формулы, альтернативные (14). • Во данным РСА (рис.3)', геометрия борсодержащего цикла (14е) близка таковой хелата (7в). Бициклическая часть молекулы плоская. Связь С2К2 (1,376 X) выделяется по величине среди других расстояний СК в (14е). |

^С1^ ^С-^ \

4,267 | (,3б

^-в м ■ ; /\

Рис.3. Фрагмент молекулы (14е).

В кристалле (14е), как и в случае соединения (7в), обнаружено два типа МВС: прочные связи НгН • И4 (2,892 8), объединяющие молекулы в центросимметричные дииеры. и очень слабые связи Н3Н-,'Н6 (3,340 Я), Соответственно в КК-сяеитрах (14). снятых в СНС13, наблюдается широкая полоса 2600-3200 си-1, свидетельствующая о сохранении в растворе И-иостиков димеров. Напротив, слабые связи N Н-''Н6 разрушаются, и свободной группе НН соответствует полоса поглощения в области 3385-3395 см-1. •

Остальные спектральные характеристики хелатов тетразольного ряда близки таковым комплексов (7). В спектрах ЯКР соединения (14) дают сигналы в области четырехкоординированного бора (б »1-2 н.д.), а в их масс-спектрах наиболее интенсивными являются пики ионов (И-Р.) + .

По химической устойчивости хелаты (14) близки триазольнын аналогам (7). Они не разлагаются водой и спиртами в нейтральной среде, устойчивы к действию перекиси водорода. Обработкой (14) эфирным раствором НИ можно получить соли, которые, в отличие от гн-дрохлорида (11). устойчивы только в крис*аллическок состоянии, что можно объяснить пониженной основностью тетразольного цикла (по сравнению с триазолышм). Так же. как н их триазольные аналоги,

хелатн (14) при нагревании в спиртовой растворе НС1 расщепляются с выделением свободных лигандов (см. следующий раздел).

5^_Синтез_Н_£1х2л4—тдиазол—5—

Как указывалось выше, в хелатах (7) и (И) лигандами являются, соответственно. Н-(1.2.4-триазол-5-ил)амидины (ТРА) и ¡{-(тетра-зол-5-ил)амиднны (ТЕЛ) в депротонированной форме. Сведения о подобных амидинах до последнего времени в литературе отсутствовали, что связано, по-видимому, с трудностями или даже невозможностью получения этих соединений традиционными синтетическими методами. Действительно, наши попытки синтезировать ТРА и ТЕЛ из соответствующих аминогетероциклов и нитрилов не привели к успеху. В частности, 5-амино-1.2.4-триазол и 5-аминотетразол не реагируют с PhCH в присутствии как А1С13. так и ЕЬОНа. Классический метод Пиннера в применении к указанным аминоазолам также не дает удовлетворительных результатов. В то же время ТРА и TEA. несомненно, представляют большой интерес как ,нопые хелатирующие лиганды. а также в качестве потенциальных реагентов гетероциклического синтеза. В связи с этим мы попытались использовать хелаты (7) и (И) для выделения свободных лнгандов.

Оказалось, что соединения (7) и (14) расщепляются .при нагревании с раствором НС 1 в бутиловом спирте, давая гидрохлориды соответствующих амидинов с хорошим выходом.

Оптимальные результаты были получены при проведении реакции в запаянной ампуле с добавлением бензола для понижения растворимости целевого продукта. Таким путем гидрохлориды (Г5 а-е) и (16 ,а-г) выделены с выходами 54-92%.

Bu bu

(7. Z = СП) (14. Z =' U)

(15 a-e.- Z = CH. C-CH3) (16 a-r, Z - II)

15 г г 16 г Г

а сн Р11 а 11 ?ь

б сн о-То1 б N р-То1

в СИ р-тр1 в N о-То1

г сн РЮ2 г Н Не

д сн Не

е* С-Мс Р-С1С6Й4

При получении гидрохлорида (15е) соответствующий хелат, синтезированный из (4) и п-хлорбензонитрила,использовали без очистки и идентификации.

Та же методика была применена дли синтеза гидрохлорида (15ж).

Не

(13)

-Ц>&0Ьи

н

Ие

«уу^

(15ж)

Для синтеза амидинов тетразольного ряда можно применять другой подход, позволяющий избежать сложности, связанные с получением н хранением триалкилборанов. Метод заключается в использовании в качестве борилирующего агента дициклогексилбораиа, генерируемого ш в1ги из циклогексена и ТГФ-ВН3. Таким путем из 5-аминотетразола синтезирован гидрохлорид (1_6а) с общим выходом 65%.

О

• нм Й^'

уНт <)О,тгф.Бйз120' РЬ N .

и

и«, на

ВиОН,

-(С6Нм)2В0Ви

(16а)

Из солей (15) и (16) при подщелачипашш могут вить выделены соответствующие амидины в виде свободных оснований. Так. при действии раствора НаНСОд на (15а) и (16а) получены замененные бенз-аиидини (17а) и (18а) с выходом .72-74%.

(15а. г = СИ) , (17а, 7, = СН)

(16а. I = Н) (18а. г = Н)

Строение синтезированных соединений подтверждено спектральными методами. В масс-спектрах гндрохлоридов (1_5.^6) наблюдаются пики ионов (М-ЯС1) + . В 1Ж-спектрах (15.16) в -твердом состоянии наблюдается интенсивное поглощение в области 1665-1695 см~*. относящееся, по-видимому, к аиндкновому фрагменту. В области валентных колебаний Ш1 присутствует широкая полоса 2200-3400 см-1 с несколькими максимумами (Н-сиязи).

В спектрах ЛМР гидрохлорпдов (15) характерными являются сигналы СН триазольного кольца в области 8.7-8,8 м.д. (у (15е) этот сигнал находится в области 9.32 м.д.). В спектрах ЯМР 13С соединений тетразольного ряда (16) химические сдвиги атома С тетразольного кольца практически не зависят от заместителя И (6=156,2-157,2 м.д.). Атом С аиидинового фрагмента дает сигнал в более слабом поле, который для бензамндина (1ба) почти совпадает с соответствующим сигналом в (15а). В целом, надо отметить значительное сходство многих спектральных характеристик лнгандов триазольного и тетразольного ряда.

Приведенные спектральные данные триазолил- и тетразолиламиди-нов оставляют открытыми некоторые вопросы их строения, связанные с проблемой амино-иишшой таутомерии в амидиновом фрагменте, прото-тропнон таутомерии в триазольном кольце, характера нежнолекулярных и внутримолекулярных водородных связей и т.д. С . учетом возможной г.Е-изомерни количество структурных формул, необходимых для описания всех изомеров л таутомеров свободных"лнгандов.(17,18), приближается к двум десяткам, а для'гидрохлоридов (15.16) это.число еще .больие. В связи с этим было предпринято рентгеноструктурное исследование замещенного бензамндина (17а) и его хлористоводородной со-

ли (1_5а).

По данный РСА, в кристаллической структуре соединения (17а) присутствуют две кристаллографически независимые молекулы, связанные прочными межмолекулярными водородными связями (НВС). Конформа-ции этих молекул, в основной, одинаковы. Обе они представляют собой амидины. заметенные по иминогруппе. Кроме того, они существуют в виде Х-изомера, структура которого, в той или иной степени, стабилизируется внутримолекулярными водородными связями. Наконец, в обеих молекулах атомы водорода триазольных циклов локализованы у П*. то есть формально они являются 5-замещенными 1Н-1,2,4-триазо-лами.

Особенностью кристаллической и молекулярной структуры гидрохлорида (15а) является то, что молекула НС1 фиксируется в недиссо-циированном виде (расстояние С1-Н 1.24 8), координируясь с тремя атомами азота различных молекул основания (обычно у азотистых оснований под действием НС1 протонируется один из атомов Н и образуется ионнал пара)." Кристалл соединения (¿5а) состоит из однотипных молекул, строение которых отвечает, с одной стороны, анидину, замещенному по аминогруппе, а с другой - 1Н-1,2.4-триазолу, замещенному в положении 3. Следовательно, лротонирование амидина (Па) переводит его в другую таутомерную форму.

Таким образом, присоединение борилированных аминогетероциклов (2,4) и (10) к нитрилам с последующим расщеплением образующихся хелатов представляет собой эффективный метод синтеза Н-(1,2,4-три-азол-5-ил)- и Н-(тетразол-5-ил)амидинов.

6^_Реакуии_ге*ге|2оцнклизауии

Полученные нами амндины (15) можно рассматривать как перепек-' •гивные реагенты гетероциклического синтеза. В частности, они являются удобными "заготовками" .для аннелирования триазннового цикла к триазольному. Очевидно, что взаимодействие амидннов (15) с подходящими одиоуглероднымн сивтонами должно приводить к образованию Б-триазоло-з-триазиновых систем, привлекающих внимание исследователей своей биологической активностью.

Нами найдено, что получаемые из солей (^5 а-в) свободные основания реагируют 1п с ортоэфирами. давая 7-арил-1 .Й.Д-триазо-ло!! ^5-а)1,3,5-*риазины (¿9 а-г) с выходом 64-?71%.

Теоретически аннелнрованне иестичленного цикла может проходить с участием как атома К , так и атома И4 триазольного кольца. В последнем случае следовало ожидать образование ' замещенных 1,2,4-триазоло|4,3-а|1.3.5-тпиазннов (20). являющихся изомерами (19). Однако данные ЯИР *3С и 15Н спектроскопии свидетельствуют в пользу структуры (19). Этот вывод подтверждается предварительными результатами рентгеноструктурного анализа соединения (19а).

Я

(19 а-г) К'-РЬ(а), о-ТоНб), р-То1(в); 1Ы<е, Я'-РМг)

п' Н

Т Т%Н-НС1

НИ (15)

МеОМа

2) кс(оа)з

*ГНУ* к

н (20)

Аналогичные результаты были получены при использовании в качестве одноуглеродного синтона трихлорацетонитрила. В этом случае были выделен« соответствующие трихлормегильные производные (19 д.е) с выходом 58-78Х.

, Н

1 Г ЧН-Ш. -тггг^гт

(15)

{Г-РИ (д). Не (е)

' ГуИ •

СС13 (19 д.е)

Соединения (19 д.е) - кристаллические вещества, растворимые в

большинстве органических растворителей. Их строение подтверждено

спектральными данными (ЯМР и масс-спектроскопия) и, в

частности, величинами химических сдвигов1.15Н и. КССВ Л.с « 15 • 1

Н, Н

спектрах ЯИР

Синтезированные гетероциклы . следует рассматривать как

азааналоги пурина. Таким образом, использование реакций амидинов (15) с различными одноуглеродиыми синтопами представляет собой простои и эффективный путь построения 5-азапуриновой системы.

Трихлорметильные производные д.е) интересны также в синтетическом плане. Оказалось, что под действием первичных и вторичных аминов в этих соединениях происходит замещение группы СС13 на Ш1Н-или 1?2Н-группу. Так, обработка (1^д) пиперидином, норфолином или изобутиламином в мягких условиях дает соответствующие 5-азааденины (21 а-в) с выходом 90-95%.

Ы^ы-/ -СиС13 ^Ы-/ ~СНС1 д1 и ^п^/ 6

СС13

(21а, г = 0) (19д)

(216, г = сн2)

Строение (21 а-в) подтверждено данными ИК-, спектроскопии.

(21в) ЯМР- и масс-

Zi.il!! 1535 15513 55ййА225д

В отличие от своих триазольных аналогов (ЦК К-(тетразол-5-ил)амидш1ы обладают, по-видимому, гораздо меньшей реакционной способностью. Так. наши попытки провести циклизацию Н-(тетразол-5-ил)бензамидина (18а) с ортозфирами, трихлорацетони-трилои или диметилацеталем диметилформамида не привели к успеху. Однако (18а) реагирует с днэтоксиметилацетатом, но вместо ожидаемого тетразоло-э-триазила (23) нами был выделен его таутомер -2-азидо-4-фенил~1,3,5-триазин (22).

РЬ

(18а)

(ао\снодс,л

V

(22)

Строение (22) подтверждено спектральными данными. В его ИК-спектре присутствует интенсивная полоса поглощения в области 2145 см" , характерная для соединении с азидогруппои. В спектре ПНР (22), помимо сигналов фенильного кольца, присутствует слабовольный сигнал с ХС 9,20 м.д.. относящийся, очевидно, к протону трназинового цикла.

Отметим, что соединение (22) также можно рассматривать как перспективный реагент органического синтеза.

Таким образом, результаты настоящего исследования позволяют сделать вывод об эффективности активации 2-амино-Н-гетероцяклов с низкой основностью посредством борнлнрования. Применение такого подхода открывает путь к труднодоступным гетериламндинам, которые, в свою очередь, могут быть использованы в качестве реагентов гетероциклического синтеза и хелатируюцих лкгаидов.

выводи

1. Впервые исоздовано взаимодействие 5-амино-1,2,4-триазола и 5-амннотетразола с органоборанами. Установлено, что борилирование этих аминогетероциклов идет по эндоциклическим атомам азота.

2. Синтезированы днмерные диалкилборнльные производные 5-ами-но-1,2,4-триазола, выделенные в виде смеси двух изомерных форм.

3. Найдено, что борилированные 5-амино-1.2.4-триазол и 5-ами-нотетразол способны присоединяться.к нитрилам с образованием новых хелатных соединении бора, в которых лигандами являются депротони-рованные N-(1.2.4-триазол-5-ил)- и Н-(тетразол-5-ил)амидины. Методом РСА определена кристаллическая и молекулярная структура дипро-пилборил|Н-(1.2.4-триазол-5-ил)бензамндината| и дипропилборнл!Я-(тетразол-5-ил)-о-толуамидината1.

' 4. Разработан метод синтеза ранее неизвестных К-(1,2.4-три-азол-5-ил)- и Н-(тетразол-5-ил)амидинов из соответствующих 2-амн-ноазолов н нитрилов с использованием органоборанов. в качестве вспомогательных реагентов.

5. Найден новый способ синтеза замещенных . 1,2,4-триазо-ло11,5-а11,3,5-трназинов (5-азапуринов) - циклизация Н-{1.2.4-триазол-5-ил)амидинов с одноуглеродными синтонами •- ортоэфирами или трихлорацётонитрилом.

6. Предложен метод синтеза замещенных . по аминогруппе 5-аза-■аденинов, основанный на взаимодействии трвхлорметильных производных 5-азапуринов с первичными и вторичными аминами.

7. Реакцией Н-(тетразол-5-ил)6ензамидина с дизтоксиметилацета-тон синтезирован 2-азвдо-4-фенил-1,3.5-триазии.

Список публикаций по теме диссертации.

1. Дорохов В.А., Амамчян А.Р.. Бочкарева М.Н,, Тесля И.А., Старикова З.А. Циклические соединения четырехкоординированного бора из 5-аикио-1,2.4-триазола и ароматических нитрилов. // Изв. АН СССР. Сер. хин. 1987. HI. С.165.

2. Дорохов В.А., Амамчяи А.Р.. Старикова З.А., Тесля И.А. Циклические соединения четырехкоординированного бора из 5-аминотетраэола и нитрилов. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1987. Н9. С.2049.

3. Дорохов В.А.. Амамчнн A.Pi, Богданов B.C., Щеголева Т.А. Синтез Н-(тетразол-5-ил)амидинов из 5-аминотетразола и нитрилов с использованием органоборанов. // Изв. АН СССР. Сер. . хим. 1987. НИ. С.2622.

4. Дорохов В.А., Амамчлн А.Р., Богданов B.C. Синтез М-(1,2,4-триазол-5-ил)амидинов из 5-амино~1;2,4-трназола и нитрилов с использованием трибутилборана. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1989. НЮ, С.2353.

5. Дорохов В.А., Амамчян А.Р.. Богданов B.C. Синтез н ЯМР-исследованне 7-арил-1,2,4-триазоло11,5-а11,3,5-триазннов. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1989. НЮ. С.2386.

6. Дорохов В.А., Амамчян А.Р., Богданов B.C., Уграк Б.И. Синтез производных 5-азааденина из N-(1,2,4-триазол-5-ил)амидииов. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1991. HI. С.241.

?. Dorokhov V.A., Amamchian A.R. Synthesis of K-(l,2,4-trlazol-5-yl)- and H-(tetrazol-5-yl)amidines via chelate boron compounds. / Abstracts of papers. VI International conference on organic synthesis. Moscow. 1986. P.193.