N-арил-N',N'-диалкилтиомочевины. Синтез и свойства тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

КИЕВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ГОСУДАРСТВЕШШИ УНИВЕРСИТЕТ им. Т.Г.ШШЕНКО

На правах рукописи

ЛЫУ ..ВАН БОЙ -

М-АРИЛ- N \ N '-ДИАШШ'ИОМОЧЕВтШ. СИНТЕЗ И СВОЙСТВА

02.00.03 - Органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Киев - 1951

Работа выполнена в Молдавском государственном университете

Научные руководители! доктор химических неук, профессор БАРБА H.A.

кандидат химических наук, доцент ГУЦУ Я.Е,

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Михайленко Ф.А. кандидат химических наук Шейко Д.И.

Ведущее учревдение: Институт химии АН ССТИ

Защита состоится < Л( 19911'. на заседании специализированного совета Д 068.18.02 при Киевском государственном университете. по адресу: 252601, г. Киев-17, ГСП, ул. Владимирская, 64, химический факультет, ауд. 51В, в ,^_^часов

С диссертацией можно ознакомиться о библиотеке Киевского государственного университета .

Автореферат разослан " f) 4 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета Д 068.18.03, кандидат химических наук, ст.н.с. Кисель В.М.

х'

ОБЩАЯ ХАРАКГЕРИСША РАШГЫ

Актуальность там. Тиомочевина и её производные пшит ценные свойства и находят широкое применение на практике. Среди представителей этого класса соединений на&дены стимуляторы дыхания, диуретики, анальгетики и другие фармакологические средства. Многие зйу.ещешше тиомочевшш проявляют гербициднув, фун~ гицвдиую, нематедвдную активность, используются в борьбе с вредителями сельскохозяйственных культур. Кроме того, она находят такие применение в качестве мономеров,ускорителей вулканизации, ингибиторов коррозии, алтиоксидантов.блескообразователей в т.д.

Несмотря на большое значение производных тиомечевкны, внимание исследователей в основном сосредоточено на моно- и диза-мещеникх производных, что касается трехз&'лещенних тиомочевкн,то они еще мало изучены.Среди последних найдены' биологически акти-Бние соединения, например,н -(а-толял)-К',К'-дшетилткомочевина (метиурон), широко используемая для подавления однолетник сор-' няков на посевах сахарной свеклы и овощей. Высокой, героицкдна»; активностью сбладают также ирехзамещеиные тиомочевиш, арильный радикад которых оодеряит галоген и бутоксигруппу. Однако применение трехза\'.ещекшх тиокочевин к их производных весьма ограничено, так как они получаются, в основной, ез дорогостоящих арвл-азоткоциапатов. Поэтому проблема разработки нового удобного-метода синтеза и всестороннего изучения свойств трехзакзцзшшх тиомочевин определяет актуальность теш.

"Цель работы. Разработка эффективного метода синтеза и -арил к у)' -диалкилтяомочевин, основанного на детальном изучении механизма реакции взаимодействия тетра'летадтиуршддисуль-фада (ТМГД) с ароматическими ашщаш; изыскание путей использования синтезировании* трехзаиещеннкх тиомочевин и некоторых их

производных для получения биологически активных препаратов.

Научная новизна. На основании кинетических и спектральных исследований бил предложен и'обсувден механизм реакции взаимодействия арилашнов с тетршетшшадаадисульфидом, предполагающий образование трехзадащенных тиомочевин в двух' параллельных решшиях. В'первой из них тиомочевгаш образуются по радикальному механизму, а во второй те ко тиомочевины образуются по механизму нуклео'|илыюго замещения о участием ароматических аминов и одного 153 продуктов первой реакции. 11а основе, к-арпл-к', н диметилтиомочевлн разработаны удобные препаратиттие методы синтеза арллизоткоцианатов, к -шилтиомочевин, н -арил-и'-гидрокси-алкклткомочевин, 4-арил- к 1»4-диарклтиосемикарбазвдов, а также синтезированы новое производные я -ашштиомочевин, в -алкюшзо-тиомочевин и ,3-оксатиолов; исследована би-

ологическая активное«, в -арел-л',и' -дкметклткомачевии и с:;нте -зированных производных на их основе.

Практическая ценность.Разработанные метода получения арил-изотиоцнаяатов, к -гашлттхочсвт, и -арил-я '-гкдроксиалкштгио-мочевин, 4-арилг и 1, 4-диарилтиосе;лш;арбазвдов могут быт* использованы в препаративно^ синтезе, в производстве аналитических реагентов и (¡ариацевтическвх препаратов. Среда новых синтезированных производных тиомочевин выявлена я •.(2-метоксифеиил)- м -прогшонил-И''-дкметшшюмочевина, проявляющая высокую немвти-цвдную активность, которая сможет найтп причинение в сельском хозяйстве,

Апробация работы.ОсноЕше положения работы представлены и докладывались на Всесоюзных совещаниях по хиулческгал реактивам (г Ашхабад, 1589 г и г. Ташкент, 1990 г),' а таксе на ежегодных научных конференциях пр^ессорско-преподасательского состава

Молдавского государственного университета (I". Крайней, ,1У0У •• 1&9Г гг.).

Публикация. Но материалам диссертации оиу&шкоыши г статьи, тезиси двух докладов и получено 2 положительных реиешш но заявкам на изобретения.

Структура и общ/ работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литератур«. Ларвая глава иключа-ет обзор литературы*. в котором обсувдени и обобщали основные методы синтеза и сиойстш замещенных ТЕ0М0чешш. Во второй главе нрииединИ результаты препаративного синтеза й-арил-М', к'~ ди&исилтиомочеьшц обоузздени данные о кинетике и механизме реакции'взаимодействия арнламанов с тетраметилтиуравдисульфидом,, В третьей, главе обсуждены результаты тлпчеокйхпревращений синтезированных трехзаьйщеншх тиомочевии. В последней' главе представлены результаты испытаний биологической активности я -арил-н' ,н '-дшетшгоюмочешш и некоторых синтезированных производных на их основе.

Материалы диссертации иэлозшш на 135 страницах машнопис-иого текста, Екяячазт 36 таблиц, .12 рисунков и список литература, содержащий 155 наименований,

ГОДШШШЕ РАБОТЫ

I, Реакция ариляш?гав с тетршетпятиуравдисуль^кдом ■

Тетрйметилтиургд^^.иульфид (ТМТД) взаимодействует с арома -теческшди а'шшми о обрааот.шшем к-арпл-н', я' -дщзтилтйомочв-вип (I): ... з ^

(СЯ3)2Н-С-3-К-С-Й(С115)2+ 2Х-С6НпНН2 ^Х-06Н/(ЫНС-Н(СН5)2+ Н?8

где X —2-, 3-, 4-СН3; 2-, 3-, 4-С1130; 2-, 4-С^%0; 3-, 4-С1;•3-, 4-Ьг; 4-1 И др.

Таким способом бил получен ряд трехзамещенкых тиомочевин (X),16

из которых синтезировано вперене: - :

¡о~, 4-01^(011^)^0; 4-CiiatCHk>>3C;- 4-(СНJyCIl СИ20; 2-, 4-СН3(СНг)/(0; 2-,- 4-(С113)2СН(0Ий)й(»; 1-;-, 4-CH3(CIk)&0; 2-, 4-С^Н^СН^О; 2-, 4-CH^CH-OIl^O. Реакция отличается простотой проведения и одсокод вкладом целешх продуктов.

Оброзогишке тяшочевен I начинается после определенного индукционного'периода с нредрарителышм изменением цвета реакционной смоси. Исследование влияния тегмгературы, природа растворителя (толуол, бензол, • спирт, ксилол, дшетил'10рмаглвд /ДОйА/, диме-тглсулыТоксид /ДЖО/, лнрздш 1! др.) и друг;:х (¡-актеров на реакцию показало, что ноншиеаие температуры от 80 до 1Ю°С путем замены спирта или бензола толуолом позволяет сократить время реакции с 4-х да I часа с сохранением босоного выхода тиомочевкн I; л случае и р-лаятшампгап удается повысить виход целешх продуктов на 3Li-4U% по сравнен!:» с извееттми методам. При замене толуола ксклойом выход тисмочевкн I несколько снижается (на 1015%) из-за побочной регешни paaaosemm Т&ГГД с образованием т$т-раметилтиомочевия.

В X'-ii'A и ДЖО реакция протекает уже при когшатиой томпера-туре, а при 70°С практически завершается за 40 мин. Однако б этих условиях образуется побочные продукты -К ,и'-диарилтиомоче-вииы, выход которых достигает 11$.

Показало, что 'Ш'Д легко конденсируется с алкокснш1клина,/.и, Т0ДУКДИН8МИ, несколько труднее с галогенашушнагли. Китроалклкны, ашяобеизойше кислот» и ампноацетекпеноны не реагируют с Т»,ТД.

Тиомочевшш I - бесцветные кристаллические вещества, раст-Еоршаиеся в. большинстве органических растворителей.

В спектрах ILVJ? (ДЖО-Де или СДС13) наблюдаются сигналы протонов (б, х.д.): 3,;;3-о',60 (C%)gN . f в,16-9,17 (Nil)V,CU-7,53 (аА'-).

В спектрах таомочовкн I, снятых в вазелиновом масле,об-

/ т'

наруышаются полосы поглощения в области ЗШЦ-ЗЗбО см , характерные для валентных колебашШ NII-группы, а.также в облаотах

т

1315-1350, 1510-1550 ом , характера;е для тиоая&дной грутш.

Исследование реакции СТД о анилинами (толуол-^; 50°С) методом Ш.1Р показало, что процесс сложен и протекает с индукционном периодом . После этого сразу на спектрах появляется 5 сигналов в области ншке-4,5 м.д., которые с помощью свидетелей отнесены нами к резонансным поглощениям протонов (б, м.д.):

(СН5;2Н В С6Н5НН03НССН5)г-2,55; (СН5)2ЯСЗБ--2,67; (си3)2т2-2,о

[ (сн5)2исб 2,а? и ЫН2 ' в С6Н5Ш12 - 5,05 •

Аналогичная картина найлвдается и в спектрах Л;/Р смеси Т.МТД и п-толуидина при 60°С в Д№А~Ду. Однако, наряду с тиомочевкной I, обнаруишается й ,н'-ди(р-толил)и:омочевина, выход которой не превышает 1С%. Следует подчеркнуть, что ткокочеьспш I во всех' опытах образуются сразу вместе с другими проиедуточяша продуктами. Для выяснения' механизма реакции нами проведены исследования и методом УФ-спектроскопии. Наблюдение УФ спектров смеси ТМТД с аршгаминами во времени показало, что после определенного индукционного периода с изменением окраски раствора появляется полоса сЛаакс = 603 мл (ркс.1 а). Интенсивность обнаруживаемого максимума сначала быстро растет, потом в течение примерно.20 минут остается постоянной и, наконец, быстро падает. Эти факты, а таете данные по спектрам ИйР, позволяют предложить для сложного процесса взаимодействия ТИД с ариламинами следящий механизм, включающий две параллельные реакции, первая из которых имеет цепной характер. Следует полагать, что реакция1 начинается через донорно-акцепторное взаимодействие р-орбиталей шинного азота с низконезаполнешшми а -орбиталями дасульфидной группировки с об-

I. а) инициирование:

и

Ii

(CH3)2H-C-8-S-G-K(0H7>J? (OHjJ^-C-S. . ,S-C-H(CHj)2

$ А .й- I. В

ЛгИН-

Аг-В:... Н Н

8

н

6

и

(.СН^^-С-ВКНАг £

—у- (CHj^-C-BH ♦ CCHj)2N-C-8' + АгНН В г Д

б) Развитие цепи:

Б s ^ в . ft

(CH5)2M-C~8-B-C-N(CH.,)2 ♦ ArNH (CH^gHC-s' + (CKj)2NC-SHHAr

|-S

i . Й

(CHj^-C-S + ArUH? —*■ (CH^gfl-C-SB + ArHH

в) Обрнв цепи: ß a g

2(CH})2N-ci-8'---(CH5)2K-C-S-S-C-K(CH3)2

9

(CH^jB-C-NHAr

2 ArNH -—»■ ArHHHHAr 6

2. (CH5)2H-C-SH + ArffH?

S

II _ +

(CHj)2K-C-6NHjAr

s

II

—-*- (CHjJ^B-C-UHAr + H2S

разеванием ион-радикалов Ь, которые расщепляются на диметилди-тиокарба-шшовую кислоту В и свободные радикалы Г и Д. О существовании радикалов Г и Д свидетельствует появление в УФ спектрах длиноволновой полосы (Амакс> = CU3 нм). Так как положение обнаруживаемого максклтума не меняется в зависимости от природа за -местителей замещенных англина, ыи отнесли его к поглощению ра -дикалов Г. Радикалы Д, вероятно, поглощают в области 45ü нм,однако из-за сильного поглощения реакционной смеси определение их Хмако. затруднено. 6

в.10

400 500 600 700 800 НМ

Б.-10'

300 ь .мин1.

Рис.1 а) УФ спектры реакционной смеси ТМТД(С=0,1 мойь/л; и ■ п-толувдина(С=0,2 моль/л) в ДМФА(т=50°С), снятые через 80(1), 110(2), 140(3), -160(4), 180(5), 200(6), 220(7), 240(8), 260(9), 280(10), ЗООшш.(II); смесь серы(С=0,1 г-атом/л) и к-(п-толил)-Н1,к|-диметилтиомоч0вшт(С=О,2 : ' моль/л) (12) ■ •■ .

б) Изменение оптической плотности той .смеси во вре-~ мени при >-= 603 ни. ■ 7

i.'okiio было бы предположить, что полоса с Л„„„„ = 603 т принадлежит ион-радикалам Б, но в таком случае замена первичных ариламинов диметкдашшшом делена привести к появлению поглощения б области 450-603 нм, 'Которое однако не обнаруживается.

Анализ кинетических кривых, получениях методом УФ спектроскопии (рас. 16),, подтверждает выдвинутый цепной радикальны!! механизм взаимодействия ТлТД с арплашнами. Первый этап (инициирование) характеризуется определенным индукционным периодом,который соответствует образовании и накоплению кон~радикалов.Второй этап (развитие цепи) идет с высокой скоростью, которая увеличивается с потт&те№ температуря, концентрации и основности аршюмшюв в ряду: > GilyCONH > СН3> Н> В»*. Третий этап

наступает, когда скорость инициирования равна скорости обрыва цепи (на кривой обнаруживается плато). Затем идет падение скорости и реакция завершается.

Радикалы Г и Д относятся к короткоживущим к не поддаются регистрации методом ÜÜP. Однако о радикальном характере процесса свидетельствуют косвенные данные: а) существование индукционного перист, который сокращается при удалении кислорода из реакционной смеси; б) существенное увеличение индукционного периода (в 20 раз) при добавлении устойчивых свободных радикалов в 2,2,6,6-тетраметилпипервдинил-1-окси (ТЕМПО) к реакционной смеси; обнаружение падения концентрации ТйШО в присутствии ИТД, которое происходит быстрее, если смесь содержит ароматический амии.

Следует онедать, что орбитали радикалов Г и Д уне в переходное состоянии перекрывается с образованием неустойчивых суль-фенамвдов К, которые в условиях проводимой реакции разлагаются с образованием тиомочевин I,. что и наблюдается на спектрах itvIP. 8

Расход ыриламина »а образование тисшчевин I одет и во второй реакции (см. механизм). Однако тщательный анализ cuôki-ров 1ЫР реакционной смеси дает основание полагать, что этот щ*. мйсс протекает но следующей схеме:

s s

II I) -г

1) (.ch.)-с-ан + ai'Mli_ (ch.^jï-o-sbh.iu'

? £ с 5 ¿. 5

Й • +АгИйэ ' 8

2) (chjighh + 0s2—(chjigh-o-snhgcchj),, —---¿j- (chj^h-g-niur

Л?

и ' +ArHH -fi.

5) aiflh-c-bhh2(ch3)2 : ------—;>- агш-с-ннаг

й -(сн3)2йн25н k .

Образование тиомочевин I через соединения '¡i и 3 кскдэчпть нельзя, по кх вклад в общий1 процесс невелик, так как они являются сольэ слабой кислоты и слабого основания;.более того, да-кетклаглйно-грунаа сникает олентро^:ш>ность тиокарбонилыгсго. реакционного центра. поэтому предпочтение следует, отдать реакции 3, в которой тиоксчевпш I образуются, через более стабильное соединение И; оно является солью более сильной кислоты и обладает, более электро^ильнш реакционном центром, чем S и 3. Последняя реакция дает объяснение и образованию в реакционной смеси побочного продукта 1С. ...

Для подтяерядення предложенной схемы второй реакции было проведено кинетическое исследование методом Jiff модельной смеси кз диметилдитиокарбамата натрия,и гидрохлорида п-толувдша.После смешения реагентов !« и Н на спектрах iL'vIP наблюдается резкое падение интенсивности сигнала протонов б(СН-).д диметилдитио -

8 _ * Б

(сн3)2н-с-вио + сн?с6н/(5н3~з-с-н(сн3)2

и о

карбамата'натрия - 3,63 м.д. (даС0-Д6) с одновременным . ростом интенсивности сигнала протонов б(С1Ь)^ц - 2,70 м.д, катиона (СИу^Нм и ингенсииюсгп сигналов протонов арилдиткокарбтата тшга И. После этого уменьшение интенсивности протонов меткльной группы п-толуидина (2,33 м.д.) и катионй диметиламюния идет синхронно о увеличением интенсивности тех же группировок в тио-мочсввне I. Эта реакция, как показывают шшеткческие данные, подчиняется уравнен«® второго порядка и вдет с небольшой энер -гией активации (63,76 - 0,2 кДд/моль).

Природа растворителя оказывав* существенное влияние иа скорость общего процесса взаимодействия Т«ТД с ариламинами. Диме-иглсуль^оксвд к дшеткл; , снособствуввде переносу прото-

на в переходном состоянии от шина к шшону диметиддвтиокарба-мата (Б)« ускоряют реакцию. Пиридин, который конкурирует с а ревматическими ёшшвкй й образовании ион-радикалов, неспособных к расщеплению, затрудняет реакцию. Труднее ЕсеГо она вдет в иепо-лярном растворителе - толуоле. Кроме того» в Куклеофилышх растворителях образуется большее количество побочного продукта,чем в иополярноы. В неполярпои растворителе взелад соединения К (см. схе^у второй реакции) в образование тпомочевин I растет*

II» Разложение н-арил-М'.И'-диметилтаомочёвин

с обрзяовашюм арилизотиоциана'гов

При кипячении в органических растворителях (ксилолы, хлорбензол) я -аршьн ч к •-дкметилтно.уочсБМны разлагается с образованием аршшзотиошанатов с вкходом 72-95;?. Вероятно, реакция

протекает с предварительным автопротолкзом но следушдей ох<Мс; s S"

. x-0vi1, HCi>

CD " ■ ь

Х'Ц, г^З-.'^СН^О; О-С^О; 3-,4-Вг; 3-Д-С1; 'i-I.

Высоких! выход аршшзотпоцианагов И объясняется непрерышшм удалением летучего дкметила\гана из сферы реакции. При увеличении концентрации тиомочевин -I выход арвлкзотесцяанатов П уменьшается. Вероятно, это связано с образованием кезшолекулярной водо - • родной связи типа >Н-Н..,:Н< между молекулами тиомочевин I и дшзтпламаиа. В результате удерживэяия в с^ере реакции дкмстел-амина происходит регенерация исходного реагента за счет взаимодействия диметвлешна. с арилязотнощ-аиатш. Такое явление наб-.людалссь и при увеличении полярности растворителя; при разлоке-нии и -фешш-н1, ег •-^иметалткошчевины в хлорбензоле виход е:енил-иэотиоцианата меньше, чем в п-ксилоле на 'ЗОЙ.-

Разложение и-арил-к'.и'-дшетилтиокочевин .уксусша: ангидридом в бензоле при мольном соотношении 1:1 вдет в 16 раз бист-* рее реакции термолиза и практически завершается за 0,5 часа.Вз-роятно это связано 'с более эс1фективнш удалением из реакции ди-метиламииа в-виде диглетилацетамзда: .

S

х-с6н^кнс-н(сн'5)2 + (сн5со)20 -i-x-c6h^ncs+(ch5)2hcoch3 + chjcoou

Длительное нагревание реакционной смеси сникает выход арил-изотиоцианатов в результате их взаимодействия с уксусной кислотой

х-с6н^мсз + ghjgo'oh —>

а '

х-с6н4кн-с -'ocoghj

—-> Х-СЛОШСОСК, -COS 64 3

Например, при нагревании н-фашл-н'.н'-диметйдоюшчевшш с уксусным ангидридом в течение 3-х часов выход ацетанилвда 2U$.

Замена уксусного ангвдрида ацетилхлоридом не снижает выхода арилвзотиоцианатов, который достигает 98,5$, но замедляет ре-акшно, и оптимальное время в этом случае составляет 1,5 ч. Наряду с арилкзотиоцианатом в реакционной смеси обнаружено небольшое количество тидрохлорвда диметиламша. Вероятно последний образуется в результате разложения и-арил-в',н'-диметилткомочевпн хлористым водородом;

з

X-C6H/4UH-Ö-H(CHj)2 + HCl ------- X-C6H4BCS ♦ (CHj)^^ Gl"

Это согласуется с тем фактом, что при пропускании хлористого водорода чорез бензольный раствор к-арил-Я'.к'-дикетилткомочевия в течение I часа выход изотиоцианатов превышает 91$.

Таким образом показано, что разложение н-арил-й' ,к'-димв-тилтиомочевии протекает легко, с высоким выходом арклизоткоциа-натов и мокет стать препаративным способом их синтоза.

3. Ацилирование Я-арил-к'.Н'-диметилтиомочевин

С целью получения N -аоилпроизводных тиомочевин к снижения выхода Изотиоцианатов поиск ашширувдих агентов проводился среди ароматических аналогов. Наши исследования показали, что гномоче-вшш I о хлорангвдрздаки ароматических кислот в б присутствии пиридина даягг к-арил-н-ароил-»'.н'-дглсетилтиомочевины с выходами до Ъй%'„ „

S

RCU С ОН,

в чн 5

Л I

♦ BGOC1 ----^ )jC"3 + KG1

1? y^s

I «Г, V V > У

где И (I.), 4-ВгС6»4 (1У), 2-С1С61Ц (У), 2ЧТРСИЛ Ш);

X И; 2-СИ3 (У - 4-СХ); 4-СН3; 4-СН3О; 4-С;,Н&0; 3-, 4-С1 4-Вг; 4-1.

Таким путем синтезировано 37 не известных ранее соединений. Их строение доказало результатами элементного и спектрального, анализов. В Ш' спектрах соединений Ш-У1 отсутствую* полосы валентных колебаний н!; груши:, но обнаруживается сильная полоса по-глощени/1 карбонильной группы (1660-1670 см""*).

В "спектрах 1Ш> ао&яткоагочевки И.-Л присутствуют сигналы протонов (б. м.д.): 3,ь3-3,67 - №3)^1 , 7,45-7,67 - Н-Аг.

В реакционно»: смеси, наряду с аро I шг;:омо чем н&у. и, обнаругк}-но небольшое количество арнлизоткоцканатов II. .Вероятно реакция -начинается с образования промежуточных тпуронпевых солей, которые в зависимости от природы ацильного радикала превращаются в ; продукты II дли 1Л-У1:

х-с^ни-о-щсч^)., ♦ нсос]. —>

сн. сн.

сг

сн.

сн.

С> 4

г

а

,С-£н ]

я

в

. Х-С^ЫСЗ ♦ (СН^^СОИ + НС1 II

сГ

4

Х-С<--У(>- /

о »'"с

\ дГ

ын(си5;2

1/1 II

Аг

Б

II

с с

^ N¡(010, л НС1

1 5 2.

С6н4х Ш-У1

Алкилыай радикал й, шхшшая электронную шютнооть ни карбонильном кислорода, облегчает протонироваюш и отщепление с образованием арклкзотиоцнанатов П. Арилышй радикал увеличивает электрофильность карбонильного углерода и энергетически выгод -ным становится образование продуктов Ш~Л о удлинённой цепью сопряжения. фуроилышИ радикал занимает промежуточное место между ашшльнъаш к другшш арклышыи радикалами, поэтому процесс аци-лирования одет с образованием заметного количества арщшзотио-цианатов (30-40^).

Б отличие от других, тиомочевин и-(2-алкокси.1еш1л)-н', н1-дЕметалтаомочевини ашишруются ацилхлоридами по-разному, в зависимости от природа растворителя, с образованием арклизотиоциана-хов УП и ацилтиошчевин УШ:

а

н г г и К'со ,С Ш,

vv 5 ♦ к-с0с1 ^ чг 5

vii viii

где й: СНа, 021%, С%(СЯ2)2, (%(СН,,)3, С113(ШЙ)4, СН^СН-СП^, • л': сп3, с^, С1!3(СН2)Й, са3(С112)з, с2%о. ,

Б полярных растворителях реакция вдет преимущественно с образованием арилизотиоцианатов УП, а в неполярных - ацилтиомоче-вик М. Для объяснения этого явления нами было проведено исследование растворов.тиомочевин I методом ИК-спектроскопки, Нолу-чешше результаты показали, что и-арил-^в1 ^'-димотилтколючеви-иы существуют в двух (Е и а) формах, о чем свидетельствует дублет в области 3000-3600 см"*' с частотами 3400 и 3430 соответственно. Концентрированные растворы этих веществ в хлоро$ор-

Мб имеют еще одну полосу поглощения в области В150 см"'1, которая исчезает при разбавлении и относится к гаяеятагм колебаниям ДО-групп», связанной'меялолекулярноп водородной связь?). В 1К спектрах к-(2-алкоксг4епкл)-Яв '-димсталтиокочевин обнаружено только дое полосы: одна в области о41Ю сй"*, отнесенная к Ъ -изомеру, другая т> области 3150 см"*, не илеадой концентрационной зависимости, - к внутримолекулярной водородной связи. Растворители, способнее разрушать эту связь, напртляот реакция в сторону образования аршюотпоцианатов- >'й* Напри/юр, в диоксане и -(2-алкок№5-анил)-ви-дт'.етвдтиомочевтш ацилируются с образованием исюгочЕтельно изотиоИигшатее;

" / \ м

н С ен, о о ...н с . ен,

• • ^ ЧН'/ 5 . \ у ^ 3

1 I —

Г 4 ]

! т]

Й'СОС! _ л -Н*С0М(СН,)',

У ^

Таким образом, меняя природу пр::;/.еияе:.у:х агентов и раетгор;;-телей» у.оию направить реакцию аоишрования в -вряд- н • л' -дкке-тилтйо;¿очевин в нуяном иэдравлсний* Некоторое бинтезироганике аиилтиомочевгаш облэдоэт вксоксг. нематшвдно!; активность» и смогут найти применение б сельском хозяйства*

4« Атиуц:рованко ы-арил^1' ,!»'•-даметмлтсомочевйй •

В качестве алкклкрую-лих агентов праиеняяп кодалкаш б ал— квльнйм рединалон от I до 4 атог.»з углерода* а субстратов - тао-мочевит:, содергацае в орто-гаыкшяши бензольного кольца пропок-си я авлиоксигруппк» .уоинжаицие бяологическуй активность;

Реакция протекает через стадия образования тиуропиевнх со- ■ лей г. зпг.зркается за 4 часа в кшгацеи епкрте, Свободвке .изотно-иочешп-- ¡-.онучам с вшяса: юьх-.,;см обработкой ткуроишзнх солей ¡целочьг. 15

■ н с ,св,

I I

Н С ..011«

з

1 т •

к'

где Н: С%(С1уг; СН^СН-СН^; й': С^, Ои^СИо)^.

Алквдарсваняе в -арил-амг-дамйтютиомочгиш «¿-бромаце-то$едоншш адег быстрее, чем иод-агосанй/л. Однако реакция не останавливается на стадии образования тиурониевых солей, а завершается циклизацией до 5-арил-2-арилшато-1.З-оксатиолов X:

С -НС СН3 ) 2 + у -с6и4-с - Спг

I

11

:„вг —> у ■' ч \жсц,.>.

Зг -*■

з — он-г а ■ I

х-е6н4-ы»с чш

3 ^

В г"

5 —сц

I И

где Хг:Н; 2-, 4-СН3; 2-, 4-СН3О; 4-С1; 4-Вг; 4-1.

УГ-Л1; 4-СН3; 4-СП30; 4-1; 4-ЧЯ; 4-К02.

■ Такш образом сиктезвровано 21 нсьос . соединение X. Дааше элементного анализа к спектров ¡Ш? подтвердили структуру соединений X, которая образуется в результате олйм^шуювения гкдро-бромвда дшдошшка от промецуточноГ: келекулы. 'тйуроииешх солей. В ШС спектрах отсутствует полоса вадеимшх колебаний кар-бокллыюй группы, но обисрукивается полоса поглс-юшгя, характе-

рная для С=и группы в области Х620-167О су.' 16 ' "

слск'грах со-

единении X присутствуют реэояачслке сигналы (б, м.д.)53-7,65 (Н-Аг), 2,54-2,81 (С11;]) ¡13,80 (0СН3).

Реакция алкилкроБсшш тисмсчевкн I под-алкаиами и «¿-брсм-апето;:еионалт идет в шггя условиях с шсокгаш выходами Результат псга.'.таиия показывает, что некоторые соединения этого класса обладают бпологкческой актиыюстьэ и могут стать предметом дальнейшего изучения.

5. . N —Арнл-к' ,5.' -дкйетшшюггочевшш в реакциях . нуз!лео1-илы1оге>. замеаеная

н-Лргл-и' ,:г-Д1мепмтио:<вчввишт способы: участвовать в реакциях нуллео.Т-ияьяохо замещения- с различными агентами (гидразин, <£еиилкщраз;пш, схююалваяож к- др.) с ебразошше» 4-врпл-;1,4-дкарачгиссзмккарбазидов и к-аргл-и '-гкдрокскапьтлтиокочеБии соответствия». Такш образом были- синтезированы 43 соединения XI,-

ХЛ, Ш, XI/ (20 г.з них ~ впервые):

в Б

и н

Х-С6Н,|КЦ-'С-и(еи)г + Ы!И2 х-с6я4кн-с-тш +■ (СН5)2МН

} Х1-ХИ

где К«НН2 (XI); С61%КН, 4-СИьСеН4мН ,4-СНа0С$114дН, 4-ВгС^14»Н

(XII); CECil.CE (М); (Сй^Си^С» (НУ) .

Х=:Н; 2-, 3-, 4-«%? 2-,, 3-, 4-СН^О;. 4-С2^С; 3-, 4-С1;

4-Бг: ¿-СИ, ,=С;-;-С'НоО.

м л

Благодаря большой летучести, обраауидайся дамзтиламив удаляется из с|сры реакции, что способствует смещению равновесия в . сторону образования целевых продуктов с высоким выходом. ;

. Лрлрода растворителя, концентрация и мольное соотношение реагентов оказывают с.увдственкое влияние на выход реакции. Луч- • шими растворителями оказались бензол, толуол или ксилолы, умеренно растг.оряж',ие исходные реагенты, а трудно растЕоргтап;кёсй целе-

17

вые продукта ишадаюг в осадок. 13 этих раешзрителлх равновесие смещается вправо и выход соединений Х1-Х1У достигает тогда как в этаноле за 3 часов их выход не превышает Утанол» хорошо растворяя как исходные реагенты, так н продукты реакции, удерживает дшотпламин в реакционной сфере за счет образования межмолекулярнкх водородных связей, что приводит к ра1шему установлений равновесия и низкому выходу целевых продуктов. Оптимальная концентрация м-арш-н'.н'-дг^етилтиомочевин составляет 0,5 моль/л* при мольном соотношении тиомочевин I и указанных реагентов I : 1,1-1,3.

Таким образом, этот метод дает хороший выход целевых продуктов и моает быть рекомендован в препаративных целях.

6. Биологическая активность и-арил-н* .к'-диметг-лтхомочевин ' . и некоторых производных на их основе

Испытание на гербкцкдную, фунгщидиую и инсцктошгариледную активность синтезированных соединении проводилось ео Всесоюзном научно-исследовательском институте химических средств защити растений (г.Москва). Неыатинздная активность определялась на кафедре ртопатологии Кишиневского сельскохозяйственного института им. М.Б.Фрунзе.

Исследование гербицпдной активности в.тепличных условиях на растениях овса, сои и горчицы при дозе 5 Кг/га показало, что при довсходовой обработке н-арил-н'.,и'-дшетилтиокочеЕинн (1) неактивны,' но при обработке в $азе вегетации они уае про/шляят активность, которая усиливается у йоедашенкй с заместителю«}: X = : 4-С1, 4~Вг, 2-С}Ь;=Сй-СЕ.6, 4-СН.;(СНЛс,0, 4-Сг1цСь.-,0, 4~и1,,=СН-Ш1.,0.

■ Ашштиоыочевшш Ш-У1 проявляют слабую гербшкдкуы тетив-, кость, причем Оензоилзамещенане'.-Ш более активны, чем 4~броы-бен-

зоидьныо IJ. lia N-анилтиокочеЕин УЩ более ккрахешшик г^рбицв-. дни,те свойствами обладают соединения, еодср'кацие груипн, где Хг: '¿-Cü^Cli-Cli^C, Rs:iy¡b, С^О.

Результате псигтанпя на рсстрсгулирузоэдую активность показали, что некоторое соединения I U = l-CIiUCiI-€i¡.-0) к У11, (Х - :

Ь Кг

2-CJig=ClJ-CiI20, Я-СК3(СЛ2)20; R = Ci¡3C0) отвечали критериям аер~ вечного отбора, но не вщорливали псслсдуязих тестов.

Исследуемые соединения не проявляэт 'яисектоакаракдднкх свойств по отнсаетт к ко:.:натт:;л м.ухш, жукам и рисовкм долгоносикам. 3>униш:!дг;ал активность соединений I-Л, УН! изучена как в лабораториях, так и в теил::чкнх условиях против .уучиистой росы , огурпов (концентрация по действуйдему веществу - адв = ü,G5?¿), (¡.ктогтороза тсматоп и серо;; гшшг бобов (кдв = 0,1%). В качестве эталона б или псиачьзсваиа каратан, шжб и э упарен. .Максимальная активность обнаружена у трохэаагещеникх геохочсвен i (л 4-ir, 4-C2ii^u). При переходе от трехзамецсшшх К-арйл-м', 1!'-д11:.>ст::лтио!.ючйБ!:и к чатирахзахеиюшши ацэдткомочевикам каблií-дается улгшьиеиие активности.

Исултпцпдгаи'е свойства скнтеззроБашшх соединении 1-У1,-УШ определялись в лабораторных условиях. В качестве типичного наиболее устойчивого к действию пестицидов объекта бала вцбрана клубневая нематода каргойеля ( Ditjtenchus destructor), а. в качестве эталона бкл взя," препарат темкй [с-(н-мстклкарба\:оил)ок-ciim-ü-k !Tiu¡Tí:onpo:r.5onoE!ai альдегид}- кдв = (J,ü3>¿ . Результате . кепктанип показали, что к-арпл-к' ,н '-дгаетплмсиочевшш неакти-вни, а в случае некоторых к-ашишроЕзводннх смертность нематод превосходила таковую от те?.:::ка, причем' Н-(2-хетокс1«*снил)-и -щхяионзд-« '-.г..:х-71'лт1;о:сспсв1!!1а сохраняет акгввность при больших р!1зс5!Ц'лс:с:."х. ото соединенно слуазт объектом дальнейшего исслодокушя ло стпаасгло к клублевай н галловой нед-лтодам.

■ 19

выводы

1. Изучена реакция ариламинов с тетршвтшгаиуршдксульу:«-дом и синтезирован ряд нових трехзшлещешшх тпомочевш. Па основании кинетических и спектралышх исследований предложен и обсужден механизм реакции, предполагавдии образование трехза-лещешшх тиомочевин в двух параллельных реакции:. Первая кз них имеет цепной радикальный характер, а вторая относится к реакции нуклео-фильного замещения,. в которой участвует ароматический амин я одш! из продуктов первой реакции (диметилдитиокарбамкновая кислота) .

2. Разработан удобный препаративный метод получения арил -изотиоциапатов разложением к-арял-н'.и'-дшетклтиомочевин кислотными реагентами (HCl, уксусный ангидрид). ,

3. Изучена реакция к-арад-к'.и'-дшетялтиомочеЕин с ацял-хлорвдами и синтезирован ряд нових н-арил-н-ацил-н',ы'-диыетил-тиоиочсвин. Показано, что ароилхлоридн образуют ацилтиомочевкнц, . а алканоялхлорвды - изотиоцианаты. К-(2-Ллкскси1;енил)-1.",н'-ди-мвтилтаошчевши в полярных растворителях дают соответствующие кзотиоциаиатн, а в неполярних - н -ацилтиомочевини.

4. Разработаны новые препаративные методы синтеза 4-арпл -тиосемикарбазадов, 1,4-ддарклткооешкарбаз1щов и м-арил-н'-гид-роксиаякклтиоксчоБин нагреванием н-арил-м' ,n'-диметилтиодачевин в среде малополярного растворителя соответственно с гидразином, арилгвдразинами и алканолашнамм.

5. Алкилирование в-арил-м" .и'-диыетилтиомочевип иодалкана-i/.л синтезирован ряд новых изоткомочевин, а »¿-бромацетофенонаш-0-арил-2-аркли№-лю-1,3-оксатиолы, обладавшие биологической активностью,

С

6. .Установлено, что H~(2-мотокси](ШШ|)- H -nponnomut-t! ' ,п '-диметилтиомочепчт прспппяет активность нротип стеблевых и галло-г.нх мечлтед года типичных псг/лтшидов.

Ог.нотокзе содержали« работы излояено и публикациях:

1. 7уцу Я.Ь'., Loi: Л.В., Варба Н.А. Синтез арилязоткоцяана-тов из • -аргл~м,,н,-дш/.ствдткомочеБИн //. Состояние и перспектив« развития ассортимента химических реактивов для важнейших отраслей народного хозяйства и научных исследований. И. йсесопзн.со-вещан.. но химическим решетивам. Тезисы докл. Лихабац, Ш$,-т.З - С.З.

Гуну н.г;., Бой Д.В., Ьарба Н.А. Синтез 4-аикл- a 1,4-ди-арилтпосег/.икарбазвдов // Ш регион, совещ. респ. Средней Азии и Казахстана но химическим реактивам. Тезисы чокл. - Ташкент, ISSU. Î.I, чЛ. - С.34.

3. Гуну H.ii., Ьсш Л.В., Путан Т.В. Пестиииднал активность М2-алкокс»1еш:л )-и•.и.'-дкйзтглткомечеввн // Синтез, ходиТгаса-ция и исследование полимерных и координационных соединений. Вопроси хкк. и хим.технолог. - Кишинев: Штиппца, IS39. - С.1сХ-125.

4. Гулу Я.Е., Бой Л.В., М-огхеззи А, Петов Г.Н., Еуигаету

Г.И. Синтез арилизотпошанстов из н-аркл-н• ,н '-даметиятког/оче- • • вин // Синтез, модификация к исследование полимерных и координационных соединений. Вопросы химии и хкм.технол. - Кишинев: Шти-анца, 1У39, с. 117-121.

5. Положительное решение от "¿4.10.39 г о выдаче авторского свидетельства по заявке S 46oS654/04, .ViCi CG7 С 337/06. Способ ; получения 4-арил- и 1,4-даарплтиосш:1карбаэвдов / Гуцу Я,К., Ьо.й ¿.В., £арба ;i.A. .

о. Положительное' решение от JI.lü.i;Ü г о ыдаче авторского свидетельства по'заявке J; 4772712/04, МИ С 07 С '335/10. Способ получения н-аркл-и'-гвдроксиаимштлогиочеыш / Гуду Й..И., М X.B., Liapäa H.A.

ЛЫУ BAU БОЙ

' М-АЙ1Л-К', Н' - ДИАЛШТИШОЧЕВИНЫ. . СИНТЕЗ И СВОЙСТВА

02.00.03 - Органическая химия (автореферат)

Подписано в печать 02.05.91. Формат 60x84 1/16, Ротапринт. Иеч.л.1,0. Уч.-изд.л.О,8. Заказ 243. Тираж I0G. Бесплатно.

Отдел оперативной полиграфии Молдавского госуниверситета. 277014. Кишинев-14, ул.М.Когэлничану, 65-а.