Синтез виниловых сульфидов на основе органических галогенидов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

На правах рукописи Для служебного пользования Экз. а /3

Носырева Валентина Васильевна

СИНТЕЗ ВИНИЛОВЫХ СУЛЬФИДОВ НА ОСНОВЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ГАЛОГЕНИДОВ

02.00.03 - Органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

ИРКУТСК - 1995

Работа выполнена в Иркутском институте органической химии ордена Ленина Сибирского отделения Российской Академии наук

Научные руководители: член-корреспондент РАН, профессор

Трофимов Борис Александрович д.х.н., профессор Амосова Светлана Викторовна

Официальные оппоненты: д.х.н., профессор

Медведева Алевтина Сергеевна к.х.н., профессор Дмитриев Владимир Ильич

Ведущая организация: Московский государственный университет

им. М.В. Ломоносова

Защита состоится "М" -1995 года в часов на

заседании диссертационного совета Д 063.32.02 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора химических наук при Иркутском государственном университете по адресу: 664033,

Иркутск, ул. Лермонтова, 126, химический факультет ИГУ.

С диссертацией мокно ознакомиться в научной библиотеке Иркутс-ского государственного университета.

Автореферат разослан " /4 " д^сД?1995 г.

Отзывы на автореферат высылать по адресу: 664033, Иркутск-33 а/я 4020, ИНУС, Шевченко Г.Г.

Ученый секретарь диссертационного совета^у

кандидат химических наук * ^_Левчвнко Галина Георгиевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Высокая реакционная способность непредельных серосодержащих соединений, в частности виниловых сульфидов, определяет научный и практический интерес к ним. На их основе получены полимеры с уникальными свойствами, эффективные флотореагенты и экстрагенты, лекарственные препараты и химические- средства защиты растений. Широкое использование виниловых сульфидов в качестве синтонов возможно лишь при наличии доступного сырья и эффективных простых методов синтеза, ассортимент которых значительно расширили систематические исследования, проводимые в Иркутском институте органической химии СО РАН. Синтез винилсульфидов из галогенорганических соединений является актуальной задачей поскольку ключевые исходные вещества, используемые для этой цели - дихлорэтан, винилхлорид, да-, три- и тетра-хлорэтены, хлорметаны, хлорбензол и алкилгалогениды - являются многотоннажными продуктами основного органического синтеза.

Цель работы - разработка простых и технологичных методов получения ранее труднодоступных или неизвестных виниловых сульфидов из органических галогенидов и сернистого сырья (сульфид натрия, сера и тиолы) в присутствии сильных оснований (суспензии гидрок-сидов щелочных металлов в ДМСО и ГМФТА, высокоосновные водно-органические эмульсии с катализаторами межфазного переноса).

Научная новизна и практическая значимость работы. Систематически изучены реакции нуклеофильного замещения галогена в галогенорганических соединениях на Б-анионы и перегруппировки аллил-дисульфидов, полученных в результате этих реакций,

Применение суперосновных систем типа гидроксид щелочного ме-талла-ДМСО позволило разработать способы получения дивинилсуль-фида на основе 1,2-дихлорэтана, винилгалогенидов и сульфида натрия, а также принципиально интенсифицировать прототропную изомеризацию диаллилсульфида в ди(1-пропенил)сульфид.

Обнаруженная перегруппировка аллилдисульфидов открыла доступ к ряду новых груш винилсульфидов - перспективных мономеров, полупродуктов и биологически активных веществ.

Показано, что из диаллилдисульфидов в присутствии алкил- и аллилгалогенидов образуются 1-алкил(аллил)тио-З-аллилтио-1-про-пены и 1,3-ди(алкилтио)-1-пропены, в присутствии ацетилена - 1-

винилтио-3- (1 -пропенилтио) -1 -пропен, винил-1 -пропенилсульфид и 1,2-ди(1-пропенилтио)этен, а в присутствии фенилацетилена - 1-стирилтио-3-(1 -пропенилтио )-1 -пропен и 1-пропенилстирилсульфид.

Применение межфазного катализа (МФК) для активации Б-анионов позволило разработать эффективные способы получения винилсульфи-дов на основе тиолов и 1,2-дихлорэтана, а также осуществить синтез хлорсодержащих винилсульфидов взаимодействием полихлорэтенов с тиолатами или путем неожиданной перегруппировки аддукта дихлор-карбена с 1-пропилтио-3—аллилтио-1-пропенами.

Среди продуктов, полученных на основе синтезированных винил-сульфидов, выявлены эффективные избирательные сорбенты ионов меди и ртути, флотореагенты и биологически активные соединения, обладающие мембранотропным, анальгетическим и иммуностимулирующим эффектом.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на Молодежной конференции по синтезу и технологии органических соединений (Ереван, 1981), на XIV конференции по химии и технологии серы и сернистых нефтей (Рига, 1984), на IV Всесоюзном симпозиуме по органическому синтезу (Москва, 1984), на 6 Международной конференции по органическому синтезу (Москва, 1986), на XVII Всесоюзной конференции "Синтез и реакционная способность органических соединений серы" (Тбилиси, 1989), на XVIII конференции по химии и технологии органических соединений серы (Казань, 1992) и на 15 Менделеевском съезде по общей и прикладной химии "Химические проблемы экологии" (Минск, 1993).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 статей и получено 10 авторских свидетельств на изобретение.

Объеи и структура работы. Работа изложена на 175 страницах машинописного текста, включая 39 таблиц, состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы (17? ссылок) и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Синтез виниловых сульфидов нуклеофильным замещением галогена в галогенорганических соединениях на Б-анионы

1.1. Реакция дигалогенэтанов с сульфидом натрия

Обычно реакции 1,2-дигалогенэтанов с Иа^ приводят к полиэти-

ленсульфидам.

Использование суперосновных систем типа МОН-ДМСО (М = Na, К) позволило нам в значительной степени изменить направление реакции и получить дивинилсульфид 1 с выходом до 35%.

х 90 °С, 5 ч s _ Ä

1 (35%) 2 (32%) 3 (5%) (28%)

X = С1, Вт; п = 4, 9

Наряду с сульфидом 1 образуются полиэтиленсульфид 2, 1,4-дити-ан 3 и винилгалогениды.

Выход продуктов зависит от природы галогена в 1,2-дигалоген-этане и от порядка смешения реагентов. Для получения сульфида 1 с максимальным выходом необходимо 1,2-дихлорэтан медленно прибавлять к Na2S и КОН в ДМСО.

Исследовано влияние концентрации КОН на еыход сульфида 1. Лучший выход получен при 8-кратном мольном его избытке по отношению к 1,2-дихлорэтану. Наличие воды в количестве, превышающем таковое в тетрагидрате N325-4^0, снижает выход сульфида 1. Повышение температуры реакции приводит к смолообразованию и к побочным продуктам: диметилсульфиду и винилметилсульфиду.

Для определения роли винилгалогенидов в процессе образования сульфида 1 исследовано их взаимодействие с Na2S.

1.2. Реакция винилгалогенидов с сульфидом натрия

В результате реакции винилгалогенидов с Na2S в системе КОН-ДМСО сульфид 1 получен с выходом до 87% (90-100°С, 6ч). Процесс идет как под давлением (автоклав), так и без давления (в проточной системе).

Не Ме Ме

Ме Ме

1 4 5 6 7

X = С1, Вт

В реакционной смеси присутствуют диметилсульфид, винилметил-сульфид, винилэтилсульфвд 4, 2,5-диметил-4-метилен-1,3-оксатиолан 5, 2,4,5-триметил-1,3-оксатиол 6 и 2-тиабицикло[3.2.0]гепт-3-ен 7.

Исследовано влияние условий реакции (температура, время, растворитель, соотношение реагентов) на выход продуктов и селективность процесса.

В системе КОН-ГМФТА в сравнимых условиях выход сульфида 1 падает на порядок и с выходом 10% образуется сульфид 4, тогда как в ДМСО выход его составляет лишь 1%. Специальными опытами показано, что из сульфида 1 (без винилхлорида) в присутствии На23 в системах КОН-ДМСО (ШЕГА) сульфид 4 не образуется. При пропускании винилхлорида или ацетилена в суспензию в жидком аммиаке сульфид 1 не обнаружен.

Повышение температуры реакции до 115°С и увеличение концентрации КОН (2.5-кратный избыток по отношению к вшшлхлориду) приводит к бициклу 7 с выходом до 21%.

Добавка в реакционную смесь ингибиторов радикальных процессов (гидрохинон, М,Ы'-ди-р-нафтил-р-фенилидендиамин, фенил-р-нафтил-амин) резко снижает выход сульфида 1, что может быть истолковано как аргумент в пользу анион-радикального механизма реакции, например:

СН^СНСЯ + ~БН -► СН2=СНС1~'/'БН-► СН^СНБН-►

КОН

-> СН^СНБ + КрО и Т.Д.

Ацетилен выделяется в ходе реакции, подтверждая ожидаемое элиминирование. При пропускании ацетилена в сравнимых условиях в Г^З, КОН и ДМСО сульфид 1 образуется с выходом до 20%. Вероятно, реализуются два параллельных пути реакции: нуклеофильное замещение галогена и элиминирование-присоединение (через ацетилен).

В присутствии гидрохинона (3% по отношению к винилхлориду) выход соединения 6 увеличивается в 3 раза и достигает 28%.

Таким образом, осуществлен подбор условий для препаративного синтеза сульфида 1 и труднодоступных гетероциклов 6 и 7.

1.3. Взаимодействие 1,2-дихлорэтана с тиолами

О возможности эффективного использования 1,2-дихлорэтана в ка-

честве виншшрующего агента по отношению к тиолат-анионам до наших работ ничего не было известно.

Наш разработан общий способ получения арил(гетарил)винилсуль-фидов 11-13, 18-21 с высоким выходом винилированием тиолат- и ди-тиолат-анионов 1,2-дихлорэтаном в условиях МФК.

ЙБН

1)

М0Н/Н20

НБХБН

Л

СУ БИ

8-10, 80-90% 11-13, 80-92%

(п^^^ЬХ -> Ое)?Х

3) ^ ^ 4) ь ^

14-17, 96-100% 18-21, 81-87%

Ы = К, Иа

И = 2-тиенил (8, 11), РИ (9, 12), 4-МеС6Н4 (10, 13)

х = -<о>0-<о>- 18)- -(оу^г-(о)- <15' 19>-

-(о)-2-(о)- 20)- -<оИо)-(17> 21 >

Условия: 1) ДБ18К6, 30-70°С, 1,5 ч. 2) ДМСО, ДБ18К6, 70°С, 5-11 ч.

3) ТЭБА-С1 или ТБА-Вг, 20-25°С, 1.5 ч. 4) ДМСО, 20-25°С, 1.5 ч

Промежуточные продукты - арил(гетарил)-2-хлорэтилсульфиды 8-10 и 14-17 могут быть выделены. Неизвестные ранее сульфиды 8, 14-17 нами выделены и охарактеризованы.

До наших исследований в литературе не было сведений о применении МФК для синтеза винилсульфидов из 2-хлорэтилсульфидов. Условия дегидрохлорирования сульфидов 8-10, 14-17 нами оптимизированы и осуществлен синтез сульфидов 11-13, 18-21 без выделения промежуточных соединений.

Выход сульфидов 9, 10 удалось повысить на 24-57% по сравнению с выходами, полученными ранее другими методами.Реакция идет под действием 50% водного раствора гидроксидов щелочных металлов в присутствии дибензо-18-крауна-6 (ДБ18К) и небольших добавок ДМСО, который катализирует реакцию. Дегидрохлорирование сульфидов 1417 в условиях МФК малоэффективно. Реакция идет легко и быстро в

дмсо.

1.4. Взаимодействие полихлорэтенов с тиолами

Известно, что замещение галогена в полихлорэтенах тиолатными анионами происходит успешно либо в присутствии натрия в жидком аммиаке, либо в полярных негидроксильных растворителях. Остановить реакцию на стадии монозамещения удается крайне редко - образуются продукты полного замещения или их смесь.

Реакции moho-, да- и трихлорэтенов с бензолтиолом проведены нами в двухфазной системе: органический растворитель - раствор NaOH в присутствии ДБ18К6.

Взаимодействие винилхлорида с бензолтиолатом натрия не останавливается на стадии образования винилфенилсульфида, а приводит к 1,2-ди(фенилтио)этану. Катализирует эту реакцию также и бен-зилтриэтиламмонийхлорид (ТЭБА-С1) (5%), хотя и менее активно, чем ДБ18К6 (35%).

+■ PhSH

90°С, 5 ч

С1 NaOH/HgO/K

;ат

PhSCHgCHgSPh

1,2-Дихлорэтен реагирует с бензолтиолатом натрия с образованием г-2-хлорвинилфенилсульфида 22 и 1-хлорвинилфенилсульфида 23 (общий выход 30%) в соотношении 5:1 (ПМР).

о 01

70 С, 7 ч _ А \_

С1НС=СНС1 + РЬБН -» /—\ + /=

ЫаОНЛ^О/ДБ 18Кб РЬБ С1 РЬБ

22 23

При взаимодействии 1,1,2-трихлорэтена с бензолтиолатом натрия образуется смесь Ъ и Е-изомеров 1,2-дихлорвинилфенилсульфида 24.

70°С, 8 ч С1 С1

СС1р=СНС1 + РЬБН -► ==( + \=/

наонл^о/дв^кб С1/\ЗРЬ \РЬ

24, Е/г = 5.3:1, 14%

Остановить реакцию на стадии монозамещения удалось, используя

большой избыток трихлорэтена и медленное прибавление раствора бензолтиолата натрия с ДБ18К6 в реакционную смесь.

Образование смеси стереоизомеров позволяет сделать предположение, что реакция идет по пути присоединения-элиминирования.

1.5. Взаимодействие аллилгалогенидов с дисульфидом натрия

МФК позволил селективно осуществить синтез диаллилдисульфидов 25-28 нуклеофильным замещением галогенов в аллилгалогенидах ди-сульфидными анионами.

X = С1, Вт;

И1 = К2 = И3 = Н (25); И1 = Ме, И2 = И3 = Н (26); И1 = С1, К2 = И3 = Н (27); И1 = Ме, К2 = С1, Л3 = Н (28); И1 = С1, И2 = Н, И3 = Ые (29);

кат = ТАМА-БОд, ТАМА-С^Од, ТБА-Вг, ТОА-Вг, ТОБА-С1, ТЭБА-С1

Исследовано влияние условий реакции (температура, время, растворитель, соотношение исходных реагентов, природа и концентрация катализатора) на выход дисульфидов 25-29. Оказалось, что проводить реакцию выше 30-35 °С нецелесообразно, т. к. это приводит к снижению селективности процесса и выхода продуктов.

Четвертичные аммониевые соли: бензилтриоктиламмонийхлорид (Т0БА-С1), тетрабутиламмонийбромид (ТБА-Вг), тетраоктиламмоний-бромид (ТОА-Вг), триалкил(Су-Сд)метиламмонийсульфат (ТАМА-БОд), триалкил(Ст-Сд)метиламмонийметилсульфат (ТАМА-СНдБО^), использованные в качестве катализатора, можно расположить в следующий ряд активности: ТЭБА-С1 > ТОА-Вг > Т0БА-С1 > ТАМА-Б04 > ТАМА-СИ^Од.

2. Синтез виниловых сульфидов на основе перегруппировок

аллилсульфидов и -дисульфидов 2.1. Перегруппировка алкилаллилдисульфидов

Мы нашли, что в системе КОН-ДМСО алкилаллилдисульфиды 30, 31

И2 И3 И3 и2

25-29, 65-86%

подвергаются перегруппировке, и в присутствии алкилиодидов образуются 1,3-диалкилтио-1-пропены 32-34.

/Б—5 == 9 40°С, 2 ч п1о оП2

„Г ^ + -> К

к КОН-ДМСО

30, 31 32-34, 11-31%

И1 = Ег, И2 = п-Рг (32): и1 = и2 = п-Рг (33), И1 = Ег, И2 = (-Рг (34)

2.2. Перегруппировка диаллилдисульфида и его замещенных 2.2.1. Взаимодействие с алкилгалогенидачи

Дисульфиды 25, 26, 28 подвергаются перегруппировке как в системе ДМС0-М0Н (М = К, Ыа, Ы), так и в условиях МФК. При взаимодействии интермедиатов перегруппировки с алкилгалогенидаш образуются ранее неизвестные 1-алкил(аллил)тио-3-аллилтио-1-пропены 35-45 (50-80%) и 1,3-ди(алкилтио)-1-пропены 33, 46, 47 (1-14%).

[.Н^'-'У'С — ^К/х^»3 ♦ »Ч^5*3

И1 И2

25, 26, 28 35-45 33, 46. 47

И1 = И2 = Н, Я3 = Ые (35), Ег (36), Рг (37), (-Рг (38), Ви (39), (-Ви (40), Ат (41), А11 (42); Б1 = Ые, И2 = Н, II3 = Рг (43); И1 = Ме, И2 = С1, И3 = Ые (44), Рг (45)

Исследовано влияние строения алкилгалогенидов, природы галогена и катиона щелочного металла и условий реакции (время, температура, растворитель, основность среда) на выход и соотношение продуктов.

Порядок смешения реагентов играет значительную роль и в данном процессе. Лучшие результаты получены при добавлении алкилгалогенидов к предварительно нагретой смеси дисульфида и КОН в ДМСО (мольное соотношение 2:1:2.5 соответственно).

Реакционая способность п-пропилгалогенидов при взаимодействии с дисульфидом 25 увеличивается в ряду: С1 < Вг < I.

При избытке алкилгалогенидов (R = Me, Et, Рг) наряду с диал-лилсульфидами 35-37 образуются аллилсульфиды 33, 46, 47 (Е и Z-изомеры в соотношении 2:1). При переходе от Mel к n-Prl выход первых возрастает в 2-3 раза, а выход вторых падает.

Специальны™ опытами установлено, что диаллилсульфид 35 в условиях реакции взаимодействует с Mel образуя аллилсульфид 46, по-видимому, по следующей схеме:

+

¿Ч/ЧИ^6 + Mel

Me I

кон "он -►

35

-> Ые5ч^ХБМе +

46

Продуктами расщепления сульфониевого основания могут быть как аллилсульфиды 33, 46, 47, так и аллилалкилсульфиды. Подтверждает это то, что при реакции дисульфида 25 с аллилбромидом кроме соединения 42 образуется только диаллилсульфид 49 (31%).

Основное направление реакции при температуре 20-60°С - перегруппировка в диаллилсульфиды 35-45. Повышение температуры (80°С) приводит к резкому снижению их выхода, смолообразованию и увеличен™ в реакционной смеси содержания аллилсульфидов 33, 46, 47.

При увеличении продолжительности реакции с 2 до 6 ч (20 °С) и замене ДМСО на ГМФТА выход диаллилсульфида 37 резко падает.

Активность гидроксидов щелочных металлов в данном процессе увеличивается в ряду: Ы < Ыа < К, т. е., направление реакции определяется основностью среды. Известно, что значение функции кислотности Н_ в ДМСО при переходе от КОН к ЫОН уменьшается с 30.5 до 20.5. В среде ЫОН-ДМСО реакция практически не идет. Введение каталитических количеств ДБ18К6 в систему КОН-ДМСО позволило повысить выход диаллилсульфида 37 на 12%. В условиях МФК (80°С, 13 ч) он составляет лишь 30% и образуется значительное количество аллилпропилсульфида 48, по-видимому, алкилированием аллилтиоанио-на, образующегося в результате гетеролитического расщепления Б-Э дисульфида 25. Реакционная смесь имеет сложный состав. Методами ГЖХ, ЯМР и хромато-масс спектрометрии идентифицированы, кроме диаллилсульфида 37 и сульфида 48, сульфид 49 и диаллилтрисульфид 50.

Образование пропенов 35-45 можно представить на примере ди-

сульфида 25 следующей схемой:

с кон-дасо - с -

25 КХ

-

и

н+

35-42

олигомеры

Под действием гидроксид-аниона происходит отщепление протона от а-углеродного атома. Возникающий в результате карбанион подвергается прототропной изомеризации с последующим внутримолекулярным нуклеофильным расщеплением Б-Б связи и образованием более стабильного тиолат-аниона А, который в присутствии алкилгалоге-нидов превращается в диаллилсульфиды 35-42. Без алкилгалогенидов при нейтрализации реакционной смеси получены олигомеры соответствующего винилтиола.

Образование диаллилсульфидов 43-45 подтверждает предложенную схему превращения дисульфида 25.

Как показывает масс-спектр диаллилсульфида 35, под действием электронного удара диссоциация [М] происходит в основном по двум направлениям: 1) выброс радикала [СН2=СНСН9Б]' с образованием катиона ш/е 87 (100%) [СЕ,СН=СНЗСН3]+ и 2) выброс радикала [СН2=СНСН2]" с образованием катиона ш/е 119 (96%) [8СН2СН=СНЗСН3]^

Таким образом, систематически исследована перегруппировка ди-аллилдасульфида и его замещенных в системах гидроксид щелочного металла-дасо и в условиях МФК. Фиксацией интермедиатов алкилгало-генидами получен ряд новых замещенных винилсульфидов и оптимизированы условия их получения.

2.2.2. Взаимодействие с ацетиленами

При взаимодействии дисульфида 25 с ацетиленами в системе КОН-ДМСО образуются дитиатриены 51, 52, 55 (20, 12, 9%)- винилирован-ные продукты перегруппировки и замещенные дивинилсульфиды 53, 54

(39 и 36%) - винилированные продукты расщепления З-Б связи дисульфида 25.

Исследованы порядок смешения реагентов и влияние условий реакции (температура, время, количества КОН, ингибиторы, количество 1^0 в ДМСО и основность среды) на выход продуктов.

Триены 51 и 52 образуются при винилированж тиоаниона А с последующей прототропной изомеризацией аллильного фрагмента. В реакционной смеси присутствуют аллил-1-пропенилсульфид 58 и ди(1-пропенил)сульфид 59 - продукты изомеризации сульфида 49, образующегося, по-видимому, из дисульфида 25 (суммарный выход этих соединений не превышает 6%).

Триен 55 образуется (наряду с продуктами 51 и 53) при одновременном смешении реагентов. Если дисульфид 25 предварительно перемешивают (30-40 °С) в системе КОН-ДМСО до его исчезновения (контроль ГЖХ), образуются лишь соединения 51 и 53.

нс=си

40 °С 2-4 ч

1 \ 1 „ 1

56

1

51, 52

И

^ч/М [ ]

57 1 й

53, 54

И = Н (51, 53 , 56 , 57); Р1г (52, 54)

Понижение основности среды (водный ДМСО, уменьшение концентрации КОН) приводит к падению выхода продуктов 51 и 53. Увеличение концентрации воды в ДМСО до 25% тормозит прототропную изомеризацию аллильного фрагмента в 1-пропенильный. В итоге образуются 1-винилтио-З-аллилтио-1-пропен 56 (9%) и аллилвинилсульфид 57. При замене КОН на ЫОН время полной конверсии дисульфида 25 увеличивается с 2 до 4 ч. Выход сульфида 54 падает с 21 до 1%, и

образуется сульфид 49 с выходом 13%.

Понижение температуры процесса до 20 °С, также как и повышение до 80 °С, приводит к уменьшению выхода дитиатриенов 51 и 52, в последнем случае за счет значительного осмоления. Спектр ПМР сульфида 54 свидетельствует о наличии Е и г-конфигура-ции пропенильной группы в соотношении 1:2, сткрильная группа имеет г-конфигурацию.

По данным хромато-масс спектра, дитиатриен 52 представляет собой смесь 4 изомеров с молекулярной массой 248 и интенсивностями молекулярных ионов 8, 62, 68 и 69%, а дивинилсульфид 54 - смесь 2 изомеров с молекулярной массой 176, интенсивность которых 100%. Диссоциация молекулярных ионов соответствует структурам этих соединений.

Результаты подтверждают предложенную схему перегруппировки ди-аллилдисульфидов и расширяют'область ее применения.

2.3. Прототропная изомеризация диаллилсульфида

Прототропная изомеризация Б-аллильного фрагмента в 1-пропе-нильный, наблюдаемая при изучении скелетных перегруппировок дисульфидов 25, 26, 28 изучена нами на примере сульфида 49 как наиболее близком к ним по строению. Учитывая, что сульфид 59 - продукт изомеризации сульфида 49 является перспективным мономером, сшивающим агентом и синтоном, мы разработали селективный способ его получения.

В найденных условиях (КОН-ДМСО, 50 °С, 2 ч) сульфид 59 образуется с выходом 90% (в системах ЫаОН-ДМСО и КОН-ГМФТА - 66 и 63% соответственно).

С МОН-ДМСО о "ОН о

-^ч/Ч/^ -► -> Me^VS^e

49 58, E/Z = 1:9 59

E,E/E,Z/Z,Z = 1:2:1.5

И = Li, Na, К

Оптимальным является эквимольное соотношение КОН и сульфида 49. Уменьшение количества КОН в 10 раз останавливает прототроп-ную изомеризацию.

Интермедиат 58 выделен и охарактеризован.

2.4. Взаимодействие 1-алкилтио-З-аллилтио-1-пропенов с дихлоркарбеном

Диаллилсульфиды 37, 38 реагируют с дихлоркарбеном, генерируемым из хлороформа в условиях МФК, образуя 1 -аллилтио-1-хлор-2-алкилтио-1,3-бутадиены 60 и 61 с выходом до 60%.

37, 38

5К СНС1з/50% ИаОН/кат 50°С, 7 ч

С1 60, 61

И = п-Рг 60, (-Рг 61

Аддукт 60 существует в виде 2 изомеров относительно центральной С=С связи в соотношении 3:1 (ПИР). Вероятно, реализуется следующая схема:

СС12 С12С 1 БИ

[2.3]

С1 С1

ОН"

-НС1

Б1*

С1

Таким образом, в результате взаимодействия 1-алкилтио-3-ал-лилтио-1-пропенов с дихлоркарбеном в условиях МФК получена новая группа серохлорсодержащих непредельных соединений.

3. Перспективы практического использования синтезированных

соединений и продуктов на их основе 3.1. Биологическая активность

Исследована (Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН) инсектицидная активность сульфида 8 по отношению к личинкам черных хвойных усачей. Токсический эффект его через 24 ч в 2, 4 раза превышает таковой для гексахлорциклогексана и хлорофоса.

Проведен (лаборатория фармакологии ИрИОХ СО РАН) скрининг фар-. макологической активности 1-алкил(аллил)сульфинил-3-аллилсульфи-нил-1-пропенов 62-67, CHg^HgCHSÍOJCHjCH^HSíOR, полученных нами окислением соответствующих пропенов 36-39, 41, 42.

Все исследованные вещества увеличивают поверхностный заряд мембран эритроцитов и тромбоцитов на 10-35% по сравнению с контролем, обладая низкой токсичностью (178-1738 мг/кг). Соединения

62 и 64 максимально увеличивают заряд мембран при концентрациях —fi

10 М/мл. АДФ-индуцированную агрегацию тромбоцитов исследовали в плазме крови кролика. Предварительная инкубация тромбоцитов с соединениями (15 мин, 37 °С) ингибирует агрегацию до 50%. Наиболее активны соединения 63 и 65.

При внутрибрюшинном введении в дозе 10 мг/кг соединения 64, 66, 67 превосходят по анальгетическому действию анальгин. В опытах In vivo соединение 67 является эффективным иммуностимулятором и е дозе 10 мг/кг увеличивает содержание антителообразуюпщх клеток более чем в 2 раза.

Соединение 63 обладает высокой бактерицидной активностью против широкого ряда бактерий (данные ВЖИХСЗР, научно-производственного объединения напитков и минеральных вод Госагропрома СССР и лаборатории фармакологии ИрИОХ СО РАН). В малых концентрациях (0.003%) оно полностью подавляет развитие бактерий, вызывающих гоммоз хлопчатника, угловатую пятнистость огурцов и бактерицидный рак косточковых, является высокоэффективным протравителем семян огурцов (в 4 раза выше контроля при норме расхода 2 г/кг семян), а также эффективно в отношении бактерий, инфицирующих оборудование ка предприятиях пиво-безалкогольной промышленности.

Соединение 65 обладает антиокислительной активностью по отношению к полифенолам, содержащимся в яблочном соке (данные НПО пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности).

3.2. Исследование сорбционных и флотационных свойств

Сорбенты на основе сульфида 12 и дивинилбензола или дивинил-сульфида обладают высокой сорбционной активностью по отношению к Си2+ из органических и водных растворов, содержащих Zn, Cd, Со, NI, Fe. По величине обменной емкости они превосходят в 1.5-2 раза стандартные иониты АВ-17 и КУ-2 (данные Кемеровского НИИ химичес-

кой промышленности).

Получены и исследованы сополимеры акрилонитрила и дивинилсуль-фида, которые избирательно извлекают ртуть из азотно- и сернокислых растворов, содержащих 103-104 - кратные избытки Ре, Со, N1, Си, Al, Zn. Извлечение возрастает с увеличением концентрации кислот в растЕоре и составляет 98-100%. Емкость сорбента по ртути равна 650 и 500 мг/г для 5М растворов азотной и серной кислот соответственно (совместно с Иркутским государственным университетом).

В Красноярском институте химии и химической технологии СО РАН разработан способ флотации сульфидных медно-никелевых руд с использованием смеси бутилового аэрофлота и олиго-5-оксо-3,7-диме-тил-1,2,5-тритиаенана (0С-1М), полученного из сульфида 59. 0С-1М позволяет повысить селективность извлечения меди и никеля в одноименные концентраты и сократить расход основного реагента-собирателя в 2 раза. Способ флотации был использован на обогатительной фабрике Норильского горно-металлургического комбината. Промышленные испытания (переработано 150 тыс. т руды) подтвердили эффективность реагента 0С-1М для флотации богатых медно-никелевых РУД.

ВЫВОДЫ

1. Разработаны методы синтеза дивинилсульфида, основанные на реакциях 1,2-дигалогенэтанов и винилгалогенидов с сульфидными ионами в суперосновной системе КОН-ДМСО. Взаимодействие винилгалогенидов с сульфидом натрия сопровождается образованием 2,5-диметил-4-метилен-1,3-оксатиолана, 2,4,5-триметил-1,3-оксатиола и 2-тиа-бицикло[3.2.0]гепт-3-ена.

2. Разработан метод получения арил(гетарил)-2-хлорэтил- и винил-сульфидов реакцией 1,2-дихлорэтана с тиолат-анионами в условиях межфазного катализа.

3. Показано, что при взаимодействии 1,2-ди- и трихлорэтенов с бензолтиолат-анионами в условиях межфазного катализа образуются хлорвинилсульфиды.

4. Открыта и исследована новая скелетная перегруппировка аллил-дисульфидов в 1,3-диорганилтио-1-пропены, катализируемая сильными основаниями (суспензии гидроксид щелочного металла-ДМСО, высокоосновные водно-органические эмульсии с катализаторами межфазного переноса).

5. Показано, что перегруппировка аллилдисульфидов обладает широким синтетическим потенциалом. На ее основе из аллилдисульфидов получены:

- в присутствии органилгалогенидов - 1,3-ди(органилтио)-1-пропе-ны, несимметричные и симметричные 1,3-диалкилтио-1-пропены;

- в присутствии ацетиленов - 1-винш1тио-3-(1-пропенилтио)-1-про-пены.

При взаимодействии диаллилдисульфида с ацетиленом и фенилацети-леном наряду с продуктами перегруппировки образуются несимметричные дивинилсульфиды: винил-1 -пропенилсульфид и 1-пропенилстирил-сульфид.

6. Разработан селективный способ получения ди( 1-пропенил)сульфида прототропной изомеризацией диаллилсульфида в системах гидрок-сид щелочного металла-ДМСО (ГМФТА).

7. Осуществлен синтез новых 1-аллилтио-1-хлор-2-алкилтио-1,3-бу-тадиенов взаимодействием 1-алкилтио-З-аллилтио-1-пропеноЕ с ди-хлоркарбеном.

8. Изучены мембранотропные, антитромботические, анальгетические, иммунотропные, пестицидные (инсектицидные, фунгицидные, бактерицидные), антиокислительные, сорбционные и флотационные свойства некоторых из синтезированных соединений и найдены перспективные кандидаты для практического применения.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. A.c. 561379 СССР, МКИ С 08 F 212/14, С 08 F 8/00. Способ получения ионитов / А.К. Светлов, И.А. Крахмалец, Т.И. Сусол, Б.А. Трофимов, C.B. Амосова, В.В. Крючков, В.В. Носырева (СССР). -№ 2353671/05. Заявл. 26.04.76. Без права опубликования в открытой печати.

2. A.c. 635724 СССР, МКИ С 07 С 149/30, С 07 D 333/18. Способ получения несимметричных сульфидов / Б.А.Трофимов, М.Г.Воронков, C.B. Амосова, Э.Н. Дерягина, В.В. Носырева, И.А. Крахмалец, А.К. А.К. Светлов (СССР). - JÊ 24611827/23-04. Заявл. 09.03.77. Без права опубликования в открытой печати.

3. A.c. 677300 СССР, МКИ С 07 С 143/30, С 07 D 333/18, С 08 F 28 /02. Способ получения винилсульфидов / Б.А.Трофимов, С.В.Амосова, В.В.Носырева, И.А.Крахмалец, А.К.Светлов, М.Л. Альперт, Э.Н. Дерягина, М.Г.Воронков (СССР). - JÉ 24611827/23-04. Заявл. 09.03.

77. Без права опубликования в открытой печати.

4. Б.А.Трофимов, С.В.Амосова, В.В.Носырева, М.Г.Воронков. Диви-нилсульфид из дигалогенэтанов и гидратированного сульфида натрия // Изв. АН СССР. Сер. хим. - 1981. - J6 6. - С. 1433.

5. Б.А.Трофимов, В.В.Носырева, С.В.Амосова, М.Г.Воронков. Диви-нилсульфид из винилгалогенидов и сульфида натрия // ЖОрХ. -1981. - Т. 17. Вып. 5. - С. 1098.

6. А.с. 852862 СССР, МКИ С 07 С 149/10, С 08 G 75/02, С 08 К 5/ 37. Способ получения дивинилсульфида / Б.А.Трофимов, В.В.Носырева, С.В. Амосова, В.В. Кузин, Л.С. Селивантьева, И.С. Жихарев, И.А. Крахмален, А.К. Светлов, В.В. Крючков, М.Г.Воронков (СССР). J6 2861456/23-04. Заявл. 03.10.79. Опубл. 07.08.81.

7. В.В.Носырева, Б.А.Трофимов, С.В.Амосова, М.Г.Воронков. Новые синтезы дивинилсульфида: Молодежная конференция по синтезу и технологии органических соединений посвященной 60-летию ЛКСМ Армении. Тез. докл. - Ереван. - 1981. - С. 37.

8. А.с. 1177963 СССР, МКИ А 01 N 43/10. Инсектицид / А.С.Рожков, Г.И.Массель, С.В.Амосова, В.В.Носырева, Б.А.Трофимов (СССР). - № 3637064/30-05. Заявл. 31.08.83. Без права опубликования в открытой печати.

9. B.A.Trofimov, S.V.Amosova, V.V.Nosyreva, M.G.Voronrov. Divi-nyl sulfide and sulfur-containing heterocycles from vinyl halogenides and sodium sulfide // Sulfur lett. - 1984. - Vol.2. Je 3. - P. 99-104.

10. B.A. Trofiraov, S.V. Amosova, V.V.Nosyreva, G.K.Musorin, M.V. Slgalov, L.M.Sinegovskay. A. rearrangement during the alkylation of diallyl disulfide in the superbasic KOH-DMSO system // Sulfur Lett. - 1984. - Vol. 2. № 3. - P. 105-108.

11. B.A.Trofimov, V.V.Nosyreva, G.K. Musorin, M.V. Sigalov, S.V. Amosova. A reaction of diallyl disulfide with phenylacetylene in the KOH-DMSO system // Sulfur Lett. - 1984. - Vol. 3. №5. - P. 149-150.

12. A.c. 1114675 СССР, МКИ С 07 С 149/10. Способ получения ди-(пропен-1-ил)сульфида / Б.А.Трофимов, С.В.Амосова, Г.К.Мусорин, В.В. Носырева, М.Л. Альперт (СССР). - J6 3597630/23-04. Заявл. 11.03.83. Опубл. 23.09.84.

13. С.В.Амосова, Н.К.Гусарова, А.И.Михалева, В.В. Носырева, Б.А. Трофимов. Синтезы хлор- и полихлорвинилсульфидов в двухфазных и

суперосновных системах: IV Всесоюзный симпозиум по органическому синтезу. Тез. докл. - Москва. - 1984. - С. 15-16.

14. Б.А.Трофимов, С.В.Амосова, В.В. Носырева, Г.К. Мусорин, М.В. Сигалов. Перегруппировка при алкилировании диаллилдисульфида: 14 Конференция по химии и технологии серы и сернистых нефтей. Тез. докл. - Рига. - 1984. - С. 138-139.

15. Б.А.Трофимов, С.В.Амосова, В.В.Носырева, М.Г.Воронков. Диви-нилсульфид. XIV. Дивинилсульфид и серосодержащие гетероциклы из винилгалогенидов и сульфида // ЖОрХ. - 1985. - Т. 21. Вып. 11. -С. 2324-2328.

16. B.A.Troîimov, S.V. Araosova, G.K. Musorln, G.A. Kalabln, V.V. Nosyreva, M.L.Al'pert. Dl(l-propenyl) sulfide from diallyl sulfide via prototropic isomerlsation ln Superbase systems // Sulfur Lett. - 1986. - Vol. 4.\№ 2. - P. 67-72.

17. С.В.Амосова, В.В.Носырева, Г.К.Мусорин, М.В.Сигалов, Л.М.Си-неговская, Б.А.Трофимов. Синтез 1-алкилтио-З-аллилтио-1-пропенов взаимодействием диаллилдисульфида с алкилгалогенидами в суперосновной системе гкдроксид щелочного металла-ДМСО // ЖОрХ. - 1986. - Т. 22. Вып. 5. - С. 957-964.

18. С.В.Амосова, Г.К.Мусорин, В.В. Носырева, В.В. Кейко. Реакция диаллилдисульфида с алкилгалогенидами и перегруппировки 1-алкил-тио-2,3-бутадиенов в суперосновной среде: 6 Международная конференция по органическому синтезу. Тез. докл. - Москва. - 1986. -С. 72.

19. A.c. 1490764 СССР, МКИ В 03 D 1/02. Способ флотации сульфидных медно-никелеЕЫХ руд / А.И.Холькин, В.Г.Самойлов, C.B. Амосова, Г.К.Мусорин, Л.И.Тимошенко, В.И.Перепечин, В.А. Иванов, В.В. Носырева, Г.П. Гордиенко, В.П. Жереб, М.Л.Альперт, И.Г.Копылова, В.К.Станкевич, С.М.Маркосян (СССР). - № 4315138/23-03. Заявл. 09.10.87. Без права опубликования в открытой печати.

20. A.c. 1573788 СССР, МКИ С 07 С 47/14, А 01 N 43/10. Транс-1-пропилсульфинил-З-аллилсульфинил-1-пропен, проявляющий бактерицидную активность / П.М.Яшнова, С.В.Амосова, В.В.Носырева, Е.И. Андреева, В.И.Монова, Е.А.Копылова, Е.И. Фурсенко, Н.Г. Рожкова, B.C. Исаева, H.H. Раттэль, Т.И. Никифорова, В.Б. Казимировская (СССР). - Jt 4619124/31-04. Заявл. 13.12.88. Без права опубликования в открытой печати.

21. A.c. 1582564 СССР, МКИ С 07 С 317/08, А 61 К 31/10. Транс-1-

пропш1сульфинил-3-аллилсульфинш1-1-пропен, проявляющий антиагре-гационную, иммуностимулирующую и анальгетическую активность / В.В.Носырева, С.В.Амосова, В.Б. Казимировская, М.Н. Левина, М.Я. Розкин, B.C. Ефимов, Т.Н. Пушечкина, Н.М. Бойко, C.B. Калмыков (СССР). - J6 4619126/31-04. Заявл. 13.12.88. Без права опубликования в открытой печати.

22. С.В.Амосова, В.В.Носырева, М.В.Сигалов. Синтез 1-пропилтио-3-(2-бутенилтио)-1-бутена из да(бутен-2-ил)дисульфида и пропил-иодида в системе КОН-ДМСО // ЖОрХ. - 1989. - Т. 25. Вып. 1. - С. 219-220.

23. С.В.Амосова, В.В.Носырева, Г.К. Мусорин, М.В.Сигалов. Взаимодействие диаллилдисульфида с ацетиленом в суперосновной системе гидроксид калия-ДМСО // ЖОрХ. - 1989. - Т. 25. Вып. 2. - С. 270-274.

24. A.c. 1523583 СССР, МКИ С 22 В 43/00. Способ извлечения ртути / О.Г.Вокина, Л.П.Шаулина, Э.Тундэвийн, В.В.Носырева, С.В.Амосова, A.B. Калабина (СССР). - J6 4313145/31-02. Заявл. 06.10.87. Опубл. 23.11.89.

25. В.В.Носырева, С.В.Амосова. Реакции диалкенилдисульфидов в системе КОН-ДМСО: 17 Всесоюзная конференция "Синтез и реакционная способность органических соединений серы". Тез. докл. - Тбилиси. - 1989. - С. 80.

26. О.Г.Вокина, Л.П.Шаулина, В.В.Носырева, М.Л.Альперт, A.B. Калабина. Дивинилсульфид - перспективный мономер для синтеза: 17 Всесоюзная конференция "Синтез и реакционная способность органических соединений серы". Тез. докл. Тбилиси. - 1989. - С. 77.

27. В.В.Носырева, С.В.Амосова. Синтез диаллилдисульфида в условиях межфазного катализа // ЖОрХ. - 1990. - Т. 26. Вып. 7. - С. 1412-1415.

28. С.В.Амосова, В.В.Носырева, М.В.Сигалов. Синтез замещенных диалкенилдисульфидов в условиях межфазного катализа // ЖОрХ. -1992. - Т. 28. Вып. 5. - С. 927-929.

29. С.В.Амосова, В.В.Носырева, Л.М.Миптахова, А.Ф.Климчук, М.В. Сигалов. Перегруппировка алкилаллилдисульфидов в системе КОН-ДМСО // ЖОрХ. - 1992. - Т. 28. Вып. 8. - С. 1569-1572.

30. В.В.Носырева, С.В.Амосова, М.В.Сигалов. Реакция 1-пропилтио-З-аллилтио-1-пропена с дихлоркарбеном // ЖОрХ. - 1992. - Т. 28. - * 10- - С. 2214-2215.

31. В.В.Носырева, А.В.Тарасов, A.B. Афонин, Ю.А. Москвичев, C.B. Амосова. Синтез 4,4'-бис(винилтио)дифенильных мостиковых соединений // ЖОрХ. - 1992. - Т. 28. Вып. 9. - С. 1905-1910.

32. С.В.Амосова, В.В.Носырева. Новые возможности перегруппировки дисульфидов, содержащих аллильный фрагмент: 18 Конференция по химии и технологии орган, соединений серы. Тез. докл. - Казань. - 1992. - С. 141.

33. О.Г.Вокина, Л.П.Шаулина, В.В.Носырева, C.B. Амосова. Способ извлечения ртути из технологических кислых растворов и водных сред: 15 Менделеевский съезд по общей и прикладной химии "Химические проблемы экологии". Тез. докл. - Минск. - 1993. - Т. 1. -С. 203-204.

34. С.В.Амосова, В.Б.Казимировская, В.В.Носырева, Ю.Б Писарский, Л.Т.Москвитина, Н.М.Бойко, Т.Я.Пушечкина, А.Ф.Климчук. Синтез и биологическая активность 1-органилсульфинил-З-аллилсульфинил-1-пропенов // Хим.-фарм. жур. - 1994. - 3t 1. - С. 26-29.

Отпечатано в ИР ИОХ Тираж 100 экземпляров Заказ ;; M