Синтез и метилирование арилфенил-, трифенил-, бензоилфенил- и бензоиленмочевин тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

КЛЗАХСКИИ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. С. М. КИРОВА

ХИМИЧЕСКИЕ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи РАХИМОВ ДОНИЯР НАСИМОВИЧ

УДК 547.495.2

СИНТЕЗ И МЕТИЛИРОВАНИЕ АРИЛФЕНИЛ-, ТРИФЕКИЛ-, БЕНЗОИЛФЕНИЛ-И БЕНЗОИЛ ЕНМОЧЕВИН

(02.00.03 — Органическая химия)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Алма-Ата — 1990

Работа выполнена в ордена Трудового Красного Знамени Института химии растительных веществ АН УзССР

Научный руководитель: в

доктор химических наук ШЛХИДОЯТОВ Х.М.

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, б.н.с. ЫАВРОВ-Ы.В.______

кандидат химических наук, доцент АХМВДОВА Ш.С.

Ведущая организация: Институт химических наук АК Казахской ССР

Защита состоится ./г» 1990 г. на заседа-

нии специализированного Совета К.058.01.Сб по присуждении учено^Я степени кандидата химических наук при Казахском ордена Трудового Красного Знамени государственном университете им. С.М.Кирова, 480012, г.Алма-Ата, ул. Виноградова, 95-а, химический факультет, зел заседаний Ученого Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в спецфонде библиотеки Казахского государственного университета им. С.М.Кирова.

Автореферат разослан " 1990 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета, кандидат химических наук, 11

доцент • ^1 <Г' Р.А.Музычкина

•-У/ - ï ~

. _ I ОБЩАЯ Ш'ШЕЕКСТИКА. РАБОТЫ

~fiC'_p\ . лктуаяь -ость теми: Пргггенешга хе-ячоскях сродстз згщлты-рзс:?--•rsTif-cnbcoöcTsysT сохранена н допшекпэ уро.7лйноотя сзльсколсзл:;-cïegiîhutc лультур п дает бол^лоЛ зкопс.ллчзсглгй söbeicr. Срздл ип>; прзлзволнко лочагзшш закупают одно из Еедудил лзст. На сегодняллл.:! день болгео лолэтестзо прзпаратов з "тел пялу прегенлэтед з ■••зстпе гзрблтаоя, :niccic'rn.rx*;oD, фулгтлегдез :: др.

Прслзьодлло длАенл"-, бслзс^.ллл:-, бенсо^тегглстзглп :z:zz-рзенц '-I с тезрзтлч-зслс'З теп:;: проягд з сг-тгл с :талп"лзл з гл: ::ол;~ пулзл п-зелолъгли: pzз:г.'лс:-.:лл-. цг.прои: t'.-I, M -Л, С-;. 7~л теллг-: :'П0гое::::?гсг-::: ел-пс:'. гз :-тг«рл."зппя рг-тлз: с з:.злтре(<;ллъ~

зглиллл, n ллсаНсс-л г.тлгг:?л£пл, л 1:глс-ллпрзр.:-з:иглл с:л-~ ':'•■ зг." :зл- .'л:тл'" лл сел;-длен: л ся с^лтуллглю:: ";лл:сА.

Рз'сгл :.ллс.\лслз л л„лст,л:л'.~лл"л пооюглл лллллз All i7o ллалу М;1 АН СССР ло кг с.'"~ссд;дл:о, рлзггг.-.:? :.<р:~

ЛЗГЛЛЗ'П^з : ' ■ ■ ■■ ^ ' " 'Г ~Г.Г "Л"Л''ЛЛЗ Л 'ЛЛУ1" ' : -

рздло* ■зр-д:! г "Т—;ст:лл:;""; лл:г. ,з.: л зпдолз згллзи гл : л..А ■ :

'-"■гзлрз: : л л-гслздог:."..- лг:-:'-1 : • . л л лд ~ прел^. г;::

рэ:'лз;рст;лл OISîOISKTλ Iii П. Л1 CJC? з:п:з I л Распсрл:-

л:лз Ьлллллула АН СХ? о- 05.CA.8Î IÖIX-1-X7CJ (u.3)).

рА'лл'л: разработка удосдсгс "заодз логг/тзтгя лглч-дзощ^натс.з; б) с:г1тоз Н-атхгл - я -арплуретглез; л) лзулелглз р:~ пгодл: ■гг-'лпг-огпнлл прллпзглп-, сензслл^зллл- л бзлзо-

ЛЛ31С.:0Л01.1Л! л "'.'яслзллс: (Гекторов, влиадзд :m ой наиразлзшге; г) изуленла кллетмкл рззкта* «огслирсвангл ^хлозллллиролагодгтлг арг^згшллочзглк; д) .пзызкаллз йгйгопгеескл гкгсзкых зздос^з ерздл c::!îr.33npos2ffiuj: ссгдянзпдЯ.

Клуляпя ногазпа. Елзр2'.:э лгулено оз2СьтлроЕл:п:з лдблдеиппс: aisîCHQi! дл1зт:лл-, c-натро-, -брсм-, Б:пвде-

но, лто кз пааравлеклз рзаюип алсплпроЕаш-ч СУС,ЗСТЕЗЯЛСЗ елллилз оказипает характер заместлтвля з арслатлчеслсм качьцэ, ярлрода растворителя я алкиаруттцего агента. Предлокен удобгай матод челля apiui330irauiiaT0B пз арплуро^танов. Епервыз исказила воалог.-ност: ал'ллпрозанкл арилуретанов п услатжл ме^фазпого каталлза.

Разработана методика качественного и колнчаствеппого определения состава азо'лерянх продуктов дафеши-, л-брел-, -f.-атлл-, -пит-

рэдифенилмочевин методом высойоэффективной жидкостной хроматография. ■

Практическая цешюсть. Предложен бесфосгешшй способ получения аршшзоцианатов - полупродуктов для синтеза различных биологических активны:: соединений.

Усовершенствован метод получения трифенилмочевины.

Среда синтезированных соединений хлорид N -(2-хлорхиназолин-4-ил)пиридиния, названию' условно "Хиназипин" показывает высокую дефолиирущуга активность. Хорошая фунгицидная активность обнаружена для п-бромдифешшючевины, 1-(4-бромфешш)-3-метил-3-фешшлоче-вины, 2,4-дихлорхиназолина, 2-хлорхиназолона-4, хлорида Ы -(хина-золон-4-ил-2)пир1цщния, п-нитрофенилуретана. Умеренную гербицид-ную активность проявляют 1-(4-метилфе1ШЛ>-3-метил-3-фешимочешгна и п-нитрофенилуретан.

На защиту выносятся:

1. Результаты кзучения реакций алкилирования амбидентных анионов монозамещенных дафенил-, трифенил-, бензоилфенил- и 3-заме-сгенных бензоиленмочевин.

2. Результаты исследований по разделению изомерных продуктов алкилирования методам высокоэффективной жидкостной хроматографии (ЕЗЗХ).

3. Данные кинетики реакции алкилирования 1-(4~нитрофенил)-3-мзтил-З-'фенил- и 1-метпл-1-(4-нитрофен1И)-3-фе1шлмочевин.

4. Дефолиирушцая активность "ХиназошсГ.и фунгицидная активность производных мочевин. -

Апробация работы и публикации. Материалы диссертации частично доложены на Всесоюзном симпозиуме "Биотехнологические и химические метода охраны окруаавдей среда" (Самарканд, 1988 г.), на научной конференции молодых ученых и специалистов Академии наук УзССР (Ташкент, 1987 г.),' на'научных .конференциях молодых ученых ИХРВ АН УзССР (Ташкент, 1987, 1988 г.г.). По теме диссертации опубликовано 4 статьи и I тезисы доклада • .

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 137 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы (159 наименований) и приложения, содер-' яащего 28 фотокопий ПМР, ИК-спектров, акт испытания, отчеты о биологической активности и токсикологических характеристик "Хина-

зопина" Работа включает 2Г таблицы, 4 рисунка.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ -

Для синтеза защищенных метилированных аридфенилиочевин к идентификации та, а такие определения соотношения изомеров при ал-килнровании их требовалась различные арилизоцианаты, Я -метиларп-яамшш, Ц-метил- N -арилуретаны. '

I. Синтез арилизоцианатов из уратанов

Арилизодианаты нами синтезированы взаимодействие« ар:ллуретанов с хлорангидридачя фосфорной кислоты или хлористого тконила при температуре 120-140°С. В качестве хлорангидридов фосфорной кислоты били использопа1ш трзххлористый, пятихлористый, хлорскись фосфора ¡им их смеси.

х-^^-инеооси,* РО«5(РМ*) —>- х-^^-нео

Х= И, СН3, &г, СЯ,0, КО*

Исследовашот показали, что в присутствии а.глхлористого фосфора реакции идут гладко. Использование тиояила хлористого л трех-хлорнстого фосфора не дает положительные результаты. При применении тгл хлорокиси фосфора реакция идет, но шходы продуктов шиз, чем в случае использования пятихлорпстого фосфора. При проведения реакции з смеси пятпхтэристого фосфора и хлорокиси ^сфора а со-отнсшетг 1:1 арилизоцианаты образуются с бслео хорошилп -выходами по сравнении с применением других агентов.

Выхода продуктов реакцп. зависят от природы заместителя з пар^-полодешга бензольного кольца! Зяектронодонорные зачзстптзля, укеньып час.лчгай рояоззтолыый' заряд карбонильной группы, оЗгог-чают от^еплсииз метоксильйой грушш и з своз очередь, электроне^ акцепторные заместители показывай? противоположный зффзкт.

2. Алкияирование арилуретанов ■

Нами показана еооглшюсть алкилнровшпм арилуретанов алкплга-логенидадта (под :тий метил, дгаетилсульфат, мзтплтозпла? (метиловый пфлр пара-толуо сульфокпсдоты), зтил-,_ пропил-, сьил бромистые бутил подпетый, бензил хлористый) а условиях меафазного катализа с использованием тетрабутилаталоний бромвда (ТЕДБ), трзэтзл-

бензилашоний хлорида (ТЭБАХ).' Реакции проводились при применешш алкилиругадего -агента в избытке от 25-100 % в прзсутсалш 50 %-\\ого раствора едкого натра. Реакция вдет гладко в бензольном растворе при температуре от 25 до 60°С. При этом процесс гидролиза не имеет места, а' Н-алкиларилуретани образуются с хорошими шхода'ли

y-^-NHeoooH3+Rх У-Q-hhr

R

У= H, РК3, 0нз0, Бг, НО,) R = CK3, СЛН5,С,Н7>

Wfc; и, et, Вг, 50чснз/ а-0Н3С6Н^03.

Щзлочшй гидролиз И-алкиларилуретанов в метанольном растворе при нагревании (до 6 часов) дает N-алкиларилачины.

3. Синтез 1-арил-З-фенилмочешш

Взаимодействием фенилизоцианата с ароматическими аминами синтезированы арилфенидмочевины с высокими выходами (85-98 %). Ис-аользованпе в данной реакции И-метиларилашшов позволило синтезп-ровать К -моно;.:етид-1,3-дизамещеиша мочевины.

R!"ÖHli'D + -> R^^-NH-CQ-M-^У R''

СН3

а) a'^R'^H;" г; R"=PHS', I) R>H, *Г=6г^

г) eNNq,; д) Р-"-Н\ О r = b2,

ле) R'=K04) R"=H.

Конденсацией фенилуретанов с ароматическими ачгшагл были" по-.'.ученн 1-арил-З-фенилмочевийы.

Этот метод мы применяли дая синтеза Н-ыоноа:<лшл зал а.:;екш.: I-арнл-З-фенилмочевин. В отличие от незамещенных арилуретанов. Н-ыатил- Н -арилуретаны не вступают в данную реакцию. Эти данные показывают, что взаимодействие арилуретанов с аминами протекает через промежуточные арилкзоцианаты. В случае М-алкил-N -арилуретанов невозможно образование их, поэтому реакция не идет.

Алкилированием моноалкилзачещеннну I-арил-З-фешшмочевин ме-гилтозилатом при температуре 90-95°С г диметилфоргламиде синтезиро-

ваш 1,З-далетил-1-арил-З-фенилмсчевшш.

4. Метилирование 1-арил-З-фенилмочевин Молекула арилфенишочевин В1уючает ачбидентную систему

Потенциально атакуемый! центрами являются атомы азота Н-1 и N -3 к атом кислорода. С целью выяснения влияния различных факторов на направление реакции метилирования мы проводили ее в апро-тонных растворителях дяметилформамвде (ЛШ), дгедетилсульфоксиде (ЛГ.'СО), ацотонитрнле, диоксане л в протонном растворителе-этаноле "мягким" алкилир., ацкл агентом подпетым метилом и "яееткнм" метил-тозклатсм в присутствии гцдрзда натрия в качестве солеобразующего агента. Реакция проводилась пш комнатной температуре в течеете 21 часов и при нагревании (до 55°С, 4 часа).

Качественный состав и количественное соотношение изомерных продуктов алкялированля были определены разработаннвд нами мотодед разделения их с'помощью ВЗЕХ, условья, селектпх ость разделения приведены п таблице I.

Общая схема реакцки метилирования 1-ария-Зтфенилмочевин.

| I г м-е-м-

ч-

—МС — N—

< 2 3

Таблица I

Время удержания ( ¿уд<), селективность (и ), коэффициент емкости (К*) арыфенилмочевзш

як

с/и

Аг

К'

сек.

:Дяк-;на . гнедка :аы,

: нм

Время:

изые-: Состав элюента рен.,: с :

I. С6Н5 сн3 сн3 130 1,45 0,73

2. С6Н5 СНз н 155 2,76 1,06

3. С6% н н 295 2,93

4. 4-02КС6Н4 сн3 сн3 96 1,23 0,77

5. 4-02«С6Ы4 н сн3 106 1Д1 о.еб

С. 4"02«С6Н4 II н 134 1,48

7. 4-02МС6Н4 сн3 н 150 1,27 1,70

а. 4-Вь С6Н4 н сн3 320 1,27 1,24

3. 4-В г СбН4 сн3 сн3 360 1,28 1,58

ю. 4-Вг С6Н4 СНд н 425 2,03

п. 4-СН3С6Н4 сн3 н 315 1,2 1,39

12. 4-СН3С6Н4 н сн3 355 * 9 1,25 1,68

13. 4-СН3С6Н4 сн3 сн3 415 1,35 2,11

14. 4-СН3С6Н4 ы н 520 1 2,87

0,6

56 : 2 : 2

(гексан-диоксаи-изопр.спирт)

96 : 6 : 4

(гексан-хлф-изонр.спирт)

0,15

0,3

0,35

90 : 5 : 5

(гексан-хлф-даоксан)

87: 3 : 10 . (гексан-хлф-этилацетат)

Полученные результаты по алкилированию 1-арил-3-.ренилмочевин показали, что на направление реакции существенное влиянние оказывает природа заместителя в пара-положении ароматического кольца. Для арилфенилмочевин, имеющих такой сильный электроноакцепторный заместитель как нитро-грухша, метилирование иодистым метилом протекает предпочтительно у атома К-1 замещенного бензольного цикла В случае метилтозилата алкилированию подвергается атом азота К-3

к

т.е. более основного реакционного центра.

Приблизительно такие ко результаты были получены при изучо? реакции глет?тцроваикя п-бромдифенилмочевш. В случае п-метилдкфе-нмлочсбшш это различие нивелируется, т.е. метилирование идет у обоих атомов азота почти в равной степени. Это явление объясняется основностью (или ЛН-кислотностью) атома (пли атомов) азота в замещенных дкфенилмочевмнах.

4.1. Етаяние природы растворителя и алкилирувдего агента на направление реакции метшшре зпыия Х-арил-З-фенид-мочевин.

При метилировании 1-/4-нитро-, -бром-, -метал$ешы/-3-фенил-мочевин в этаноле реакция вдет очень медленно и продукты алкилиро-ванпя образуются относительно низкими выходами. Этот факт объясняется различием в основности р'{„ атомов М-1 и Н-3 для гяпэеин и спирта. В случае спирта гасет место обратимая обменная рэакцпя л поэтому

-Н-С-М-

•ТЫ

О '

/Л + с,

^ '— НИ

На®

скорость програ^ет-л дкфетшлмочовшш в продукт метилирования нл"-ка, хотя при апеллировании как с подлетал метилом, тяге и метпдто-зилатсм в этом растворителе (при 20-25°С к 7о-7В°С)_образуется ■олько проекты конометшшрования (превращение <5 ?>) (см.табл.2),

■ Таблица 2

Лишние природа растворителя -на реакции 'метилирования' I,3-дифенипмочазяны

п/п

гастьовктель

.Алкилируздш"! агент

ИзоыесныЗ состав в %

I. ДЙА

СНоЗ *

сн3^** СН30Та " сы3от$

231

73 64 52 47

27 36 43 53

- а ■»

Продолжение таблицы 2

Л/ п

Растворитель

Аякшшрущкл агент

Изомерный состав в

И

н, и'

ЭТАНОЛ

СНз^3^

СН30Т5 '

СН3ОТ4

ЭК

100 100 100 100

Примечание: 'Л реакция проведена при 2С-25°С (24 часа);

хх реакция проведена прл 90-95° С (температура водяной бани, 4 часа).

Аналогичная зависимость наблюдается так:;е при ашзшфовагаш ;'-/4-метилфеяил)-3-феш1Л1лочевшш. В отом случае реакция при комнатной температуре не протекает, а одет только при температуре /6-78°С (см.табл.3).

В отличие от 1-/4-метилф01аш/-3-фешш,10чевшш при алкиллрова-„ц; 1-/4-бромфеш1л/-3-фешшючевины образ ование Ы*-, N ^-.мономе-■чишродуктов наблвдается даке при 20-25°С. Это связано с относительно низкой основностью атома азота, находящегося у замещенного 'еязолыгого кольца, по сравнению с другими атомом, в результате ..-.то равновесие сдвинуто влево.

Метилирование 1-/Ч-1штрофеш:^/-3-фе11пл;,:очеЕ1пш протекает лчздко с образование:.: N и ц^-монометил и М1-, Ы -диметшшро-, :уктов, при этом равновесие преимущественно сдвинуто влево и отсоса соль субстрата легко подвергается алкилированию.

При метилировании анионов ^-арил-З-фенилмочсвин в апротошшх растворителях склонность к алкилированию по центру с наибольшей лектронной плотностью в основном возрастает с увеличением полярности среда (см.табл.3). Нам не удалось ни в одно- с.луч; з обпиру-.шть проду1сты алкилирования по 0-центру из-за тер-:одина оческой неустойчивости этих соединений.

Метилирование ^4-га1тра5еш1л/-3-фе1шл1.10чевшш в анротошгш^ растворителях протекает с образованием Ы N -моно и N -, М -даметилпродуктов в различных соотношениях.

Выхода продуктов решении как по "иягкому" центру - N -I, так и по "жесткому" - N -3 увеличиваются с.повышением полярности

Таблица 3

АлкилироЕаш.з солей 1-/4- К -фекил/-3-феш1лмочевины в различных растворителях

п/п: Млкнлиру-:агент Изомерный состав в %

к &&А дасо ЗТАЛСД диоксан : АЦЕТСКи РИЛ

I ^ ; н1 и* к1; к3; ну м1 ! и5: -.У; н1; И5 н4; кУ

41 42 17 35 37 28 - _ _ 55 40 5 41 32 27

I сяо о сн3э — 42 16 36 32 32 50 50 - 54 42 4 л% 37 21

СНэ0Тг * 39 37 24 35 21 44 - - - 53 44 3 51 34 15

сн30т5 ш 4" 39 18 33 31 36 48 52 - 60 38 2 47 39 14

сн3зн •• 34 23 37 22 33 45 55 45 - 64 26 10 21 37 42

2 Вг ск3о ** 22 31 •47 25 26 49 54 46 - 55 24 21 25 42 33

сн30тз. п 22 29 49 24 26 50 51 49 - 64 28 8 20 38 42

СНдОЪ 221 31 9 60 36 21 . 43 60 40 - 61 26 13 26 37 37

СН31 я '43 24 33 63 7 25 66 25 3 12 - 08 21 6 73

Щ ск30 78 12- 10 43 - 57 9 21 70 13 68 19 12 25 63

3 сн30та 2£ сн3сть ш 22 34 44 15 25 60 61 29 10 6 16 78 23 25 52

- . 20 о0 6 21 73 10 18 72 - 72 28 12 47 41

Примечание: Сы.цртдеча-ше к таблице 2.

растворителя с соответствующим уменьшением доли дипродукта, соотношения которпх увеличиваются с уменьшением полярности растворителя. • '

' Обратное влияние растворителя наблюдается пш алкилировашш

летйлфенил/-3-фе11ил1,!Очевины. Это связано с приблизительно Равными значениями рКа атомов азота, что способствует прогеканшо реакции почти в равной степени по обоям И1-, и И3-центрач. Сильное влияние природа раствсрителей особенно сказывается в случае алсилпрования 1-/4-бромфенил/-3-фешцз.:очсвиш. Так, в дноксане количество продуктов по М*-цез;тру самое высокое. Увеличение полярности растворителя приводит к возрастанию выхода продукта но Н -3-центру, а таюзе увеличению доли продукта диалкилирования. Эти факты связаны с - 3 -индуктивным и +М-мезомерннм эффектами атома брома, хотя - > +М.

Алкилирувдий агент оказывает определенное влияние на направление реакции метилирования 1-арил-3-фе1Шлмочевин. Полученные результаты по метилированию (при 20-25°С в Д?ЙЛ) йодистым метилом и 1.:етилтозилатом показывают, что они в основном согласуются с принципом ЕЖО. Следует подчеркнуть, что почти во всех случаях выход продуктов моно- и диалкилирования примерно одного порядка, иногда '.иход последних является преобладающим. Поэтому в некоторых случа-

влияние природа алкилирущего агента на направление реагащи •становится трудно объяснимо.

■ 5. Изучение кинетики реакцта алкилиреванля мономе.. тилпроизводных 1-/4-нитрофенид/-3-фенилмочевин

При алкилирования 1-арил-З-фенилмочевик наряду с ¡1-1 и М-3 ;ленометилпродуктами были получены \1^-диметиларилфенилмоче-

ышы. Образование последних является результатом по следующего.; ал-килирования либо Н-1, либо Н-3 монометилпродукта.

Очень важным было выяснение вопроса относительно ттго, какой из монометилпродуктов образует И1, Н3-димет1иагил1хэи:мг:очев11ну, поскольку только после учета этого фактора можно было бы судить о соотношении получаемых продуктов алкилирования. Поэтому необходимо было изучить кинетику реакции алкилирования Н-1 и Н-З-моно-метиларилфешшлочевин в отдельности как иодистым метилом, так и ыетЕлтозилатом. Для этого в качестве объекта мы выбрали 1-/4-нит-рофенил/-3-метия-3-феш1Л-, 1-метил-1-/4-нитрофенид/-3-фенилглоче--зины.

Константы скорости метилирования натриевой соли 1-/4- :тро-феш1д/-3-метил-3-фенил-, 1-метил-1-/4-нитрофеш1д/-3-фзнилмочеЕпн как И0ДИСТ1ГЛ метилом, так и метилто зила том определялись в Л?.!!'.'- в интервалах температур 0 - 0,5°С методом В<ПХ по умснь:::еп;::с ксп-центрации исходного вещества и нарастанию концентрации димстилпре-ванлого продукта.

Во всех случаях реакция алкклцровсния ;кеет ойциЗ второй порядок, т.е. скорость реакции зависит от концентрации субстрата л алкилгалогецида. Вычислены константы скорости реакции, приводец-ные в таблице 4.

Таблица 4

Константа скорости монометилпроизводннх

1-/4-}П1трофенил/-3-фенил.гочевины

п/п

Субстрат

Константа

• • агент 1Ц, МЛ..'.: сек

I. п-02IIС6Н4 и(СН3)С0 )Ш с6н5 сн3'3 бистро

2. И-О^ Ы С6Н4 М 'СН3)С0 !{Н с6н5 сн3от^ 2,62

3. п-02 М С6Н4и НСОЦ (СН3)С6Н5 сн3п 5,82

4. п-0з 11 С6Н4Н НСО и (СН3)СбН5 сн3014 0,30

■ Получешше результаты показывают, что реакция алкилирования как иодистым метилом, так и метилтозилатом протекает быстрое в случае 1-метил-1-/4-Ш1трофенил/-3-фенил;<ючев1шн по сравнению с 1-/4-нитрофенил/-3-мотил-3-фетшлочевлно15. Этот факт объясняется сравнительно низкой основностью атома азота Ц-1 по сравнению с N-3.

Основываясь на этих результатах, мы предполагав, что при ал-килировании иодистым метилом 1-/4-ннтрсфе:п:д/-3-фетш.гачевиш в реакцпошюй среде в основном превалирует Н-1 - метилироизводное.

В свою оч редь в дальнейшем II1 - метилпродукт быстро превращается в димстилпродукт, так как константа'скорости реакции большая. Наоборот, при алкилировашш метилтозилатом реакция идет по более основному Н3-центру, а далее Н3-метт1.¡продукт превращается в 1-метил-1-/4-нптрофенпл/-3-метил-3-фешш.!0чезину.

Таким образом, при алкилировашга пористым метилом продукт диметилирования образуется из 1-глетил-1-/4-га1трофеш1л/-3-фск;'1.т,:о-

ч:зины, а в случае метилтозилата - из 1-/4-ш1трофепил/-3-мет1:л-3-■Тснилмочезины.

Поэтому мы совокупили продукты диалкилироваипя в случае йодистого метила к менее основному атому азота, а для мотилтозплатг -более основному атсму азота (см.табл.5). Ми также позволили себе

Таблица 5

Алкилировацие 1-/4-китрофеш1л/-3-фе1шлмочевг-'Л

Растворитель

Ашшфущш агент

Изомерный состав:Соотношещ:е

:продуктов реак-

м1 ; -:ции, т о : н1/ Г

I. СН3!5 * 76 24 3,16

С113и 88 12 7,33

сн3от« к 22 78 0,-3

СН30Та ** - 100

2. Д.!С0 сн3э }£ 93 7 13,28

сн30 ** 100 -

СН30Т4 * 15 85 0,Г7

СН30Т4 ** 6 94 0,16

3. ЭТАНОЛ С:13Ч * 75 25 3,00

сн35 ** 79 21 3,76

СН30Тх к 61 39 1,56

■ СН30Т5 10 90 ' 0,11

4. ДООКСАН СК31 " 100 -

сн3*зза 32 68 0,47

СН30Т4 к 6 94 0,06

сн3от& кн - 100

5. А1ГТ0ЛИТШ сн3т к 6 15,66

С 131 ** 73 25 3,00

СН3ОТ1 к 23 77 0,29

СН30'хЧ ** 12 88 0,1"

Примечаште: См. примечание " таблице 2.

отнести продукт д;г.:ст:-*Пфова1Шя для 1-Л-штрофещи/-3-фе1тлмоче-ютги в других-растворителях по швоуказанному принципу, считая, что направление реага.. л не ;..еняе?ся, хотя скорость ее будет саль-

по зависеть от природы растворителя.

Дпнгае, приведенные в таблице 5, показывают, что на направление реакции алкилпропания сильное влияние оказывает природа а.~::;:-лируюцего агента - с увеличением "жесткости" его увеличивается доля продукта по "лестксму" центру и наоборот.

6. Синтез и алкилирование трифенил-, бензоил-фегчлмочеипн и производных бензоиленмочевин

С целью выяснения влияния характера групп, находящихся у одного атома азота в молекуле 1,3-дифошшлочовитш, па реакции планирования мы выбрали в качестве объекта I.З-дифснил-Т-метн-л-, тппТо-1П1Л-, бензоилфенпл-, и заметенные в иоломешш З-бензоиле^лочог::!:.:.

При изучении реакции алкялирования о тих соедашкЛ мо:-:но б: :■:<.■ ожидать образование продукта и по атому кислорода.

При метилировании натриевой соли 1,3-дефенил-1-;ле?;:.тлсч;-: ::•:•; как "мягким" алкилпрующим агентом, так и "жестким" в Л"ОЛ при С0-Э5°С нам не удалось обнаружить ■. продукта С-алкилкрованля. Во ¡лс: случаях била выделена 1,3-диметил-1.З-дпфенилглочсвпна.

Необходимая для иавхх исследовашШ трпфенплмочевнвл била получена разработанным нами методом из дифеши&мнна и фэнилпооцизна-га в растворе бензола в присутствии катализаторов Льюиса. В качестве последних применяли мористый алшинкй, пятг.хлоргстнп фосфор, хлористый тионил, хлорокнг'з фосфора, хлористый цинк и серную ['ЛСЛОТу. •

■ Было выявлено, что по каталитической активности они располагаются в следующий ряд: СС^ < ^ О С Г, 4. Р 0 0 £ 5 < < < М^О^ <

В анионе трифенилмочевшш имеются два реакционных центра: атом гаюлорода и азота. Пр.. метилировании трифенилмочь^ины в ДмГ-А три 20-25°С как иодпетым метилом,, .так и метилтозила^ом, наряду с [-кетил-1,3,3-трг1фен:ш.10чев1ш0й, были выделены продукты разложения ее - дифениламин и анилин, а при относительно низких температурах (0-5°С) < Зразуется только монометилпродук'т. Метилироваште в спиртовом растворе (при 20-25°С и 76-78°в) не адет, что связано з трудностью образования соли субстрата в этих условиях.

№ б н-Огм — С 0 —14 Н — Р5 И

(С6И5)гМ-00-М-Р4И?

снл

+ ел-нн-е^. +

с "5

'Л

л'= з, л-ен^Ч50.

+ С6Н$МИг + С0г

Уетклпроьанке бензоплфенилкочевшш протекает'слокно, при этом паблэдается разлокегше исходного соединения и продуктов :.'л,гклиро-вання до п-мстшгшсипша, >|-метплбенза\:ида, 1-?,знил-3-мэтилмоче-влли, бсизашшща. Из продуктов метилирования обнаружен только 1-бензоил-3-:.:етил-3-(1;ешуз.:очев:ша.

Направленна реакции алкилирования очень чувствительно к используемому растворители. Апеллировать бензоилфенилмочевину йодисты;.: метилом в спирте б присутствии гидрида натрия (при 20-25°С та: 76-78°С) не удалось. Использование на метилтозилата приводит к -метиланилину, т.о. при этом происходит метилирование более жесткого Н-3--центра. Такие яе результаты били получены при применении в качестве растворителя диоксана при комнатной температуре. При нагревании л о, наряду с ним, бил обнаружен Н -метилбензамвд, которки может образовываться только при агскилировашш У1-1 атома л последующего гвдролиза его. Следует отметить, что доля его меныде, чем К-ме.лланилина. Это поклзнвэет на преимущественное метилиро- ■ ванас N-3 центра.

Пги алкилкровашш бекзоилфенилмоч зикы подлетим метилом (20-95°С) в ацетонитриле ^оразуется исключительно М-метгибензамид, & с метил-"златом (в тех же условиях) бил получен М-метилашипш, которые подтверждают, что апеллирование "мягкого" центра с ома азота К-1 происходит иодисгл метилом, в случае метилтозилата алкк-..пруется сравнительно "жесткий" Ч-З-цеигр.

Использование подпетого метила в качестве алкилир-щего агента в дЯА приводит к М-**етилбензачвду и 1-бензоил-З-метпл-З-фенил-

мочевине, а в случае метилтозилата образуются три продукта пазло-яения: 1-фенил-З-метилмочеЕша, Н-метилбензамид, И-метиланилпи, а также 1-бензоил-З-метлл-З-фенилмоче^ина с преимущественшгл образованием последнего и Н-метллбензамида.

Полученные результаты позволяют заключить, что реакция апеллирования бензоилфенилмочевины протекает с первоначальным образованием продуктов решецпп по (¡-I и Ц-З-центрам с последующе.! частичным гидролизом их в этих условиях.

Нами такае исследовано апеллирование 3-метил (фенил) б^нзогле:!-.мочевшш иодистым метилом и метилтозилатом.

Изучение влияния различных факторов (температуры, природы растворителя и алкилирующего агента) показали, что во всех случае:: образуется один продукт - 1-метил-3-глетпл(фенил) блюоглеклочогсшп.

Ни в одном случае не удалось обнарук'-^ь продукт:; елкилирора-ния по атому кислорода, что связано, по-впдослому, с термодина-.ипзс-кой неустойчивостью О-метилпродукта.

7. Некоторые химические превращения мочевины

В результате проведешшх исследований накопился достаточно большой набор да- и тризамещенных мочевин, что позволило изучить некоторые химические превращения гос.

При взаимодействии арилфенплмочеппп с пятихторлстшл фосфором образуются соответствующие хло^юрмачидши, которое выделены в виде хлоргидратов. Однако выделмть 2-хлор-1-ар1Ш-3-фетга]хэрма.,.п1д1:н11 в виде оснований нам не удалось. Б отличие от этого трифегсимоче-вина с пятихлористым фосфором дает устойчивый 2-хлор-1,1,3-трифе-нилфорчамидин.

Реакция бензоилфенилмочевины с хлорокисью фосфора при нагре-вшши в течение 5 часов дгет продукт разложения. При .. том образуется фенилизоцианат и бензошгоюрфосфазен.

Бензоиленглочевина при взаимодействии с пятихлористым фосфором в присутствии хлорокиси фосфора превращается в 2,4-дпхлорхина-золин, гидроли- его в спиртовом растворе щелочи' дает 2-хлорхиназо-лон-4. 2-Хлор-3-фенилхиназолон-4 также был®получен из З-фенилбен-зоиленмочевины и хлорокиси фосфора.

ЧАц-'Ц)

Н

роое5

ЧАн^Че

2-Хлор-3~метилхшазолон-4 ш не смогли получить из 3-метил-бзнзоилзнмочовиш; при этом бил вццслен 2,4-дихлорхшгазолин в результате отщепления мотилыюй группы у Н-3. Его синтез осуществлен алкилированием 2-хлорхиназолс -а-4 иодистым .метилом в присутствии гидрида натрия в да^А.

0 0

а^НН _____ №И ^

+ СНЛ3 -

М-СИж

В патентной литературе имеются данные, что четвертичные соли 2,4-дпхдорхииасолина с пиридином рекомендованы п качество дефоли-иру»щих средств. Поэтому мы решил:! превратить синтезированные хло] производные в четвертичше соли под действием аминов.

Соль хлсрвд М-(трифешш$орма\шдш-2-1м)пирвд11Г-*я получили при взаимодействии 2-хлор- 1Д ,3-трифешигТ>орма\шдана' с пиридином при комнатной температуре. _ ■

ее

Взаимодействием 2,4-дихяорхииазолила с пиридином, тгиэтилами-ном, уротропином и гидраг .¡гидратом синтезированы соответствующие соли.

ч^се

Четвертичные соли Н-/3-меткл-, З-фенил-, -хиназолон-4-ил-2/ пиридиния по7/чени при нагрсвашш 3-метил-, -фенил-2-хлорхина з о л о -нов-4 в пиридине.

О О

М-Р,

л + су|цм

VI-К

Л м'

к = СИ,, Сьн5

8. Разработка метода синтеза д.в. дефолианта "Хиназопин".

"Хшазоппн" - условно названный нами препарат, обладаний гы-счсой дефолшрующей активностью. Действующи начало?.; его является хлорид Н-/2-хло£ ■ашазолин-4-ил/пиридиния. Он гложет быть синтезирован по следующей схеме.

1. Синтез бензоиленмочевины.

2. Синтез/2,4-дпхлорхиназс,шна.

3. Синтез хлорида М-/2-хлорхиназолин-4-ил/ пиридштя.

соон

н

©

-.г^уСООН

МлСН

Для расшифровки патентных данных и разработки метода синтеза ми провели все три стадии.

9. Биологическая активность синтезированных соединений.

Синтезированные соединения были переданы на испытания в га-честве дефолиантов, фунгицидов, гербицидов в лабораторию фитоток-сикологии ИХРВ АН УзССР, во ВНИИХСЗР (г.Москва), в САНИИЗР (г.Ташкент) .

Было выявлено, что производное 1-арил-З-фенилмочевины, бензо-иленмочевини и замещенные фенилуретаны подавляют рост грибов ■ МОП И

1-(4-;.'етилфенил)-З-ыетил-З-фенилмочевина показывает гербицид-нос действие на культурах горчицы и редиса (100/о). Однако он уступает по эффективности известным гербицидам.

Дефолиирующую активность показывают произзодные 1-аг>ил-3-фе-нилмочевины, трпфенилмочевины и бензоиленмочевины.

Хлорид И-(2-хлорхиказолин-4-ил) пиридиния, являющийся д.н. препарата "Хиназопнн", показал вгеокуто дефолиируюцую активность на срецневолокнистых сортах хлопчатника в дозе 0,5 кг/га по д.в.

Препарат "Хиназопин" относится к малотокекчным соединениям 1У класса опасности. 4750 мг/кг.

Стоимость I кг д.н. препарата составляет от б до 9 руб. в с.висимостл от способа получения его.

1-(4-Метилфенил)-, 1-( 4-бро;.-фенил) -З-фенил моче вины таете показали дефолиирущую активность, но он;; оказались препаратами жесткого типа действия.

ВЫВОДЫ.

1. Р-оведено систематическое исследование по алкилированич' арил^енил-, трпненил-, бензеилфенилмочеаин и производных бензо-нлеммечовины. Выявлено влияние природы "аместителя, растворителя

и алкилпру-^щего агент на направление реакции. Разработаны простые у;;о'ж!-!е методы си!1теза арилизоцианатоэ, 11 -арнл-И -алкклуретаиов, солей М-\2-хлорхиназолин-4-ил) ачдюния. Среди синтезированных соединений выявлены вещества, -блядачщие фунгицидной и дефолиирухицчй яктпвностяни.

2. Предюхен бесфосгенный способ получения арилипоцианатов из арилуретанов. Найдено, что олекгрснодонорные заместители благоприятствует протекание реакции, а электроноа? -ептор ыс - замедлял? ее.

3. Показана возможность апеллирования арилуретанов алг^лгало-генвдамш в условиях меафазного катализа. Гидролизом полученных

Н -арил- Н -алкилуретанов осуществлен простой метод сттеза К -фил- N -алкиламинов.

4. Впервые изучено апеллирование амбидентных анионов дифелнл-, 1-бром-, -метил-, нитрофенил-, трифенил-, бензоилфенилмочевии и фоизводных бензоиленмочевшш "мягким" (йодистый метил) и "жестким" [метилтозилат; апеллирующими агентами. Выявлены основные закономер-гости, влиящие на направление метилирования.

5. Исследовано влияние природы растворителя на направление >еакции алкилирования дафенил-, п-бром-, -метил-, -нитрофеши-ючевин. Показано, что при использовании протонного растворителя -:гофта алюшфовагаге их идет в основном с образованием и*-, ганометилпродуктов, а в апротонних поляртг- растворителях наряду с тми образуются продукты метилирования обоих атомов азота.

6. Найдено, что алкшшрование п-бром-, -нитрофенилмочевин мягким" алкилнрувдим агентом протекает преимущественно ло М-1 ;ентру, а "жестким" - по N-3 центру. В случае п-глетвддифегаьдмоче-пш реакция идет по двум реакционным центрам почти в равной сте-ени. Порученные результаты коррелируют с основностью атома азота

замещенного ароматического кольца.

7. Изучена кинетика реакции алкилнрования изомерных мономе-илпроизводных. п-нитродифешшю »евины йодистым метилом и метилто-илатом. Выявлено, что скорость реакции зависит от электронной лотности атомов азота, а константа ее как с йодистым метилом, так

с метилтозилатом в случае алкилнрования 1-метил-1-(4-нитрофенил)--фенилмочевины больше по сравнению с 1-(4-нитрофенил)-3-метил-3-енилмочевиной.

8. Разработана методшса качественного и количествешюго опре-елешш соотношешш изомерных продуктов метилирован:: т дифенил-, пром-, -метил-, нитрофешимочевин методом зысокоэффективной етд-остной хроматографии.

9. Обнаружено, что метилирование бензоилфенилмочевпны проте-ает с первоначальным образованиегл продуктов по М-1 и N-3 центам с последующим гидролизом их в условиях реакции. При алюииро-ашш иодистым метилом преимущественно реакция идет по К-1 центу, а в случае метилтозилата по N-3 центру.

10. Выявлено, что производные 1-арил -З-фенилмочевины, бензо-

иленмочсвин и замещенные феннлуретаны подавляют рост грибов Jus. ГГХ.П. до 30 %, Я1<^ос-1о1ип ¡¿¿ani на 55-80 %. Хлорид Ц-(г-хлорхшазолин^-вдпирпдшпгя, условно назвшгшй "Хштзоппн", проявляет высокую дефолиируэдую активность на сродневолоишстчх сортах хлопчатн:н:а в дозе 0,5 кг/га.

Основное содержание диссертационной работы изложено в следующих публикациях:

1. 1Дахидоятов Ä.i.L , Рахимов Д.Н., Абдуллаеь Н.П. Аякплировс-кла (;о;с:луретанов в условиях мегфазного катализа /// Докл.АН УзС^Р - 1938. - D 8. - С.33-35.

2. Рахимов Д.Н., Шахпдоятов X.U. Хрсматографпчесюк; иотод потенцколыих пестицидов в роду длас::лмочеБ;щ /// Тез.

докл. Взесокз.сгмяоз. "Биотохиолог. юскио метода охрани округлю-пой среди", Самарканд. - ноябрь I-3S 1988. - С.7.

3. Рахимо? Д.Н., Абдуллаев H.H., Шахглоятоз Х..М. Урсташ; п синтезе агилизонианатов // Нурн.орган.химил. - IS39. - Т.25. 4. ~ С.885-856.

4. Пахдоятов X.I.!., Рахимов Д.Н., Абдуллаев H.H. Оародол-лпи количественного соотношения продуктов метилирования арилфенплмо-чев;21 методом вцсокоофТ.окт;шно;1 накостной хроматографии // ¿урн, спалит.химии. - 1989. - Т.44, % 12. - С.2283-2286.

5. Глхипоя'.ов X.!,!., Рахимов Д.Н., Абдуллаев К.". Дво*'отвзн~ нал роагзцхкнзя способность амбндент:сг»: анионов (¡онпларилмочев'.!;: // Узб.х-л.курн. -.1939. - 'i 6. - С.24-26.