Влияние структурных факторов на характер взаимодействия гетероциклических иминов с замещенными салициловыми альдегидами тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

На правах рукописи

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРНЫХ ФАКТОРОВ НА ХАРАКТЕР ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ ИМИНОВ С ЗАМЕЩЕННЫМИ САЛИЦИЛОВЫМИ АЛЬДЕГИДАМИ

02.00.03 - Органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва -1996

Работа выполнена на кафедре органической химии Российского химико — технологического университета имени Д. И. Менделеева

[ (лучные руководители: доктор химических наук, профессор

Пржиялговская Н. М.; кандидат химических наук, сгаримй

научный сотрудник

Чунаев Ю. М.

Официальные оппоненты: доктор химических наук, старший

научный сотрудник Гальберштам М. А., доктор химических наук, профессор Коваленко Л. В.

Ведущая организация — Российский Университет Дружбы

11ародов.

Защита диссертации состоится /Т'оАДгХ 1996 г. в // час. в РОН^чЭ' на заседании диссертационного совета Д 053.34.07

в Р</ссшгском химико —технологаческом университете им. Д. И. Менделеева по адресу: 125047, Москва, А - М, Миусская пл., 9.

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-информационном центре РХТУ им. Д. И. Менделеева

Автореферат разослан

1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Баберюша Е. П.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Важным направлением современной науки и техники является синтез и использование новых веществ, способных к фотохромным превращениям. В настоящее время в таких технических областях, как фотография и голография, а также в средствах оптической обработки информации, в защитных устройствах от светового излучения широкое применение находят фотохромные материалы, созданные на основе спиропиранов индолинового, бензотиазолинового и других гетероциклических рядов.

фотохромизм спиропиранов является следствием легкого раскрытия спирокольца под действием УФ-излучения и обратимого пе -рехода от бесцветного соединения к окрашенному, что можно проиллюстрировать на примере спирогирана индолинового ряда:

Схема 1

бесцветное соединение окрашенное соединение

('-макс = 420 им) (*-макс = 560 им)

В последнее время шггерес от спиропиранов переместился к их азотистым аналогам — спиро[М]оксазинам. Оказалось, что замена метановой группы в положении 4 на атом азота резко увеличивает светостойкость фотохромных соединений. В этой связи нам представлялось интересным выяснить, как повлияет на фотохромные свойства замена на атом азота другой метановой группы в положении 3 спирокольца. Спиро|1,3]оксазины, подобные фотохромным гетероциклическим спиропирапам и спирц(М]оксаз1шам, оказались практически неизучены; jm 'лгс.сом соединений. До наших исследований в литературе имелись сведения лишь о синтезе спиро[1,3]оксазшюи бензотиазолинового ряда полученных конденсацией 2-имшю-Ч-ме~ тилбензотиазилина с различными замощенными салициловыми «льде — гидами, например с U -гштрсх .«[..цмоним альдегидом (Пат. 1275695 Великобритания. Fuji Plmlo Film Co., T.ld., 1972) (схема 2):

Схема 2

сн3 о^

N11 н

N02

Таким образом^ исследование взаимодействия гетероциклических иминов с замещенными салициловыми альдегидами с целью синтеза новых спиро[1,3)оксазипов и изучения их фотохромн'ых свойств, имеет как научное, так и прикладное значение.

Цель исследования заключалась в использовании уже описанною метода синтеза сгжро( 1,3]оксазиио» бензатиазолинового ряда (схема 2) для получения неизвестных спиро[1,3]оксазинов других гетероциклических рядов, а именно тиазолидинового и индолинового, а также п изучении влияния атома азота в положении 3 спирокольца на фото-хромные свойства изучаемого класса соединений. Выбор исходных гетероциклических иминов был связан также с возможным синтезом новых биологически активных веществ.

Научная новизна и практическая значимость. Изучено взаимодействие салициловых альдегидов с 2-имино~3,5-диметилтиазолиди — ном, 2-имино-З-метил- и 2-имино-б-хлор-3-метилбензотиазолинамн и 2-имино-3,3-л,иметил-1-фенилиндоли1ЮМ. Показано, что вопреки имеющимся в литературе данным, 2-имино-З-метилбензотиазолин в указанных условиях спиро[1,3]оксазииы не образует. Не наблюдается образования этих соединений и в реакциях с другими выбранными имипами. ТаКр на примере 2-имино-3,5-Аиметилтиазолидина установ — лено, что ею реакции с салициловым, 5-бром —, хлор- и 3-мето"хи — салициловыми альдегидами протекают по типу конденсации с отщен — лешем воды' и образование?- бистиаэолидиновых соединений, а с альдегидами, содержащими сильные, электроноакцепторные заместители, взаимодействие завершается образованием солеобразных или молекулярных комплексов исходных соединений. Аналогичные закономерности установлены и для других исследованных иминов. Показано, что спиро] 1,3]оксазшювая циклизация не имеегг места из-за возникновения внутримолекулярной водородной связи между имин — ным атомом азота и фенол».,ним гидроксилом. Получены новы':" экспериментальные данные, касающиеся амино —иминной таутомерии 2-имино-5~метилтиазолидиш и его производных. Методом ИМР ' 11 установлено, что 2-имшю-5-м(»гилтиазолили11 и хлороформе в пн

терпале от 20° до - 100НС существует в имшшой форме и что его метилирование идот по э и до ц и кли ч ее к о м у атому азота. Строение продукта метилирования подтверждено рентгепоструктурпыми исследованиями.

При биологических испытаниях выявлен ряд соединений, обладающих рострегулирующей, фунгнцидпой и радиозащитной ак — типпостыо.

Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано -1 статьи п тезисы докладов 4-х научных конференций. Результаты исследований доложены па Всесоюзном совещании по теме "Механизмы реакций нуклеофильного замещения и присоединения" (г. Донецк, 1991 г.), на ГУ Московской конференции молодых ученых по химии и химической технологии "МКХТ—ГУ" (г. Москва, РХТУ, 1991 г.), на 33-м конгрессе IUPAC (г. Будапешт, 1991 г.), на I Международном симпозиуме по органическим фотохромным молекулам и системам (Франция, 1993 г.), на Межинститутском коллоквиуме, посвященном памяти А. Н. Коста (г. Черноголовка, 1995г.)

Структура н объем работы. Настоящая диссертация состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов исследования, экспериментальной части, выводов и списка литературы. Работа изложена на страницах, иллюстрирована 16 таб лицами и 3 рисунками. Библиография содержит _¿0D литературных

Б качестве исходных гетероциклических иминов в работе использованы 2-имино-3,5-диметилтиазолидип (1), 2-имино-3,3-диме — тил-1-фенилинлолин (2), 2-имшго-3«-мотилбенэотиазолин (3), 2-ими-но-б-хлор-З-метилбензотиазолии (4).

ссылок.

г. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 11 ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

2.1. Исходные гетероциклические имнны

сн3 1

СН-(

3 ( Х-Н )

4 ( x-ci)

Необходимый мя исследобания 2-имиио-3,5-Аиметилтиазолилии (1) был получен алкнлированием иодистым метилом имина 5, который Лыл синтезирован циклизацией аллилтиомочевшш.

Схема 3

Н3С s

L

NH

СНЧ1 МеОН

+

NH2r

N

I

СН3 6

NaOH

—:—fr НоО

'Т

= NH

N

f

сн3

1

Хотя полученный иодшдраг имина 1 (6) имел т.пл. 174— Ш°С, 0лизку)о к приведенной в литературе (171-1?2°С), мы сочли необходимым уточшггь строение промежуточного соединения 2-йшпю-5-мстилтиазолидина (5), для которого возможна амино — иминная таутомерия (5А ДР),

н,с

о

L >-

NH,

5А

(2 — аишю-5-метил -тип золи н)

NH

N H

5Б

(2- нмино — 5 — метил -тиазолидин)

а также подтвердить место нахождения метнльной группы в Конечном продукте I, поскольку соединение 5 может алкнлироваться как по экзо —, так и по эндоцикличоскому атомам азота. Необходимость этих исследований была вызвана том, что до сих нор в литературе нет четких, однозначных критериев для отнесения таугомерой к той или иной структуре.

Имиинуто структуру соединения 5 удалось подтвердить анализом спектров ПМР, снятых в CDCI3 и смеси CDCI3 + CL^Cl^ при

разных температурах в интервале от +2(1°С до — 100°С.

Вопрос о месте вступления метильной группы при алкилировании 2-и мини -5 - мсяилтиа золидиш бил решен мотдом рептгсиоструктур — иого анализа образующейся соли — нодгидрато б. Строение этот соединения приведено на рисунке I, ш хогором 1!идно, что метил!,ная группа де!к гвипельно находится у эпдоцикли"еского атома азота <N(-4).

5

Пеописанпый в литературе 2-имина-3,3-диметил-1-фенилиидо~ лип (2) был получен по реакции А. Н. Коста циклизацией 1, дцфенил-2-нзобутир11лгидразина в присутствии хлорокиси фосфора.

2-Ишшо-З-металбензошазолин (3) и его б-хлорзамещенное были получены известными в литературе методами; циклизацией фенилтио — мочевины и тиоцианированием п— хлоранилина соответственно.

2.2. Взаимодействие 2-имино"3,5-диметилтиазолидина с замещенными салициловыми альдегидами

В качестве первого исходного гетероциклического имина был выбран 2-имшю-3,5-диметилтиазалидин (1). Этот выбор был связан не только с возможным синтезом новых фотохромных спиро — [1,3]оксазннов, но н с поиском новых биологически активных веществ, так как известно, что многие производные этого имина обладают ра— диозащитпыми и инсоктоакарициднымн свойствами, являются ингибиторами трансфера зы, а также рекомендованы для лечения диабета.

Роакциц ими! 1а I с различными салициловыми альдегидами (7) проводились в бензоле при комнатной температуре с эквимолярными количествами исходных веществ.

Первые же опыты с салициловым альдегидом показали, чт> в указанных условиях продуктом реакции является не ожидаемый спи — ро(1,3]оксазин (ва), а бис-(3,о~диметштмзолидш!-2-илиденамшю)— 2-шдроксифенилметан (9а), который образуется в результате конденсации альдегида с двумя молями исходного имина:

aRl=I<2 = H; 6Rl=H, R2 = Br; bR1 = H, R2=C1; r R1 = OCH3, R2= II

Далее были гроведены аналогичные опыты с замещенными салициловыми альдегидами, содержащими как электроноакцепторные, так и электронодонорные группы. Результаты этого исследования показали, что и с замещенными альдегидами с:пнро[1,31оксазины (Я) не образуются. При этом удалось установить, что заместители в ароматическом ядре оказывают влияние на характер взаимодействия 2-имино — 3,5~дим(пилтиазолидина (1) с альдегидами. Так установлено, что аналогично салициловому альдегиду по схема 4 реашруют такие альдегиды, как 5-бром-(7б), 5-хлор-/7в) и 3-мегокси-(?г) салициловые. Выход соединений 9а —г составлял 43 — 50%. Это бесцветные или слабоокрашеншле кристаллические вещества.

Строение бистиаяолидинопых продуктов 9а —г установлено на основании ИК-спектров, спектров ЯМР 'Н и '^С, и подтверждено данными члемонтного анализа

В ИК спектрах этих соединений и моются полосы поглощения группы С = N при 1640 — KV70 см-' и валентные колебания фенольного шдроксила в области 3000 — 37.00 см-'.

Схема 4

9

-711 спектрах ПМР соединений 9а —г помимо сигнала единичной интенсивности прогона метановой группы в области 5.24—5,21 м.д., характерных сигналов ароматических протонов замещенного фе — мольного кольца и уширенного сигнала протона ОН —группы (бон' м.д.), наблюдаются сигналы удвоенной интенсивности остальных протонов тиазолидинового фрагмента. Бистиазолидиновому характеру соединений 9а —г не противоречили также спектры ЯМР

Для подтверждения строения полученных соединений 9а —г мы провели реакцию и мина 1 с ароматическими альде1,идами1 не содержащими орто-гидроксилыюй группы, — бензальдегидом (7д) и анисовым альдегидом (7е), и получили ожидаемые бистиазолидиновые продукты 9д,е.

Сопоставление спектров ПМР этих соединений со спектрами бистиазолидиновых соединений 9а —г, полученных с использованием салициловых альдегидов, показало структурное сходство сравниваемых соединений.

Иначе протекает реакция 2-имино-3,5-диметилтиазолидш1а (1) с салициловыми альдегидами, содержащими сильные электроно — акцепторные группы, такие как 3-нитро-5-хлор-(7и), З-нитро-5-ме— токси-(7к), 3-нитро~5-бром-(7л), и 3,5-динитро-(7м). В этом случае взаимодействие исходных соединений является кислотно—основным и завершается образованием солеобразных комплексов типа 10и — м с выходом 52 — 84%.

Схема 5 О Н

н3с

>=N14

I

сн3

Т >=NN2 0

I

сн3

10и-м

и ^ = N02, К2=С1; к ^=N02, 1*2 = ОСНз л 1^=Вг, к2 = Ы02

м К1 = К2=ыо2

Соединения Юи — м представляют собой кристаллические веществ« с окраской от ярко —желтой до темно —красной. Они хорошо растворимы в хлороформе, спирте, а солеобразный комплекс 10к растворяется в воде.

Солеобразпое строение комплекса 2-имино-315 л,ИМСп(ЛТ1!а~.о -лидина с З-нитро-5-метоксисалициловым альдегидом (К)к) под—

тверждено данными рентгешструкгурнош исследования. Рис. 2 наглядно показывает, что соединение 10к является солью, образованной в результате переноса протона с. гидроксильной группы ;ш,дегида на имипогруппу основания.

Данные, полученные при анализе спектров ЯМР 'Н соеди1;ений 10и —м, также хорошо согласуются с. их солеобразным характером. Так, во всех случаях в слаС >м поле наблюдается сигнал протона альдегидной группы в области 9,99—10,46 м.д., протоны иминиевой группы (=ЫН2) дают уширенный сигнал в области 8,64 — 8,71 м.д. В

соединениях Юи—л сигналы N — метильных заместителей и группы СН — СН2 смещены по сранению с исходным основанием 1 в область

слабого поля на 0,1—0,25 м.д. Дезэкранирование сигналов протонов этих групп объясняется, по —видимому, появлением положительного заряда на эпициклическом атоме азота вследствие солеобразования. Еще более слабонольное смещение сигналов протонов (-0,4 м.д.) наблюдается при увеличении кислотности группы ОН в случаи продукта 10м.

н2 нг'

Рис. 2. Строение и основные геометрические параметры соле — образного комплекса 2-имино-3,5-диметилтиазолядина с З-нитро-5-иетоксисалициловым альдегидом (Юк).

Несколько отличные от предыдущих результаты были получены при взаимодействии имина 1 с 3,5-дибром(7ж)- и З-метил-5-нит-ро(7з)-салициловыми альдегидами. Продукты реакции представляли собой ярко окрашенный соединения, однако анализ их спектров ЯМР 1(1 показал, что в этих случаях нет полного переноса протона от фенольного гидрокспла к имииогруппе. Эти соединения по своему строению, по - видимому, ближе к • молекулярному комплексу тина 11ж,э (схема б), чем к солеобразному типа 10.

Неионный характер соединения Иж бил подтвержден также спектром ЯМР 13с. Наиболее существенным доказательством в этом случае является химический сдвиг углеродного атома ароматического кольца, связанного с формильной группой (5=122,53 м.д.). В случае переноса протона к азоту и присутствия в молекуле альдегида в орто — положении отрицательно заряженного атома кислорода указанный сдвиг должен быть равен 131,9 м.д. (расчет по схеме инкрементов). Дополнительным подтверждением отсутствия соле— образования с альдегидами 7ж,з служит также близость значений химических сдвигов углеродных атомов тиазолидииового фрагмента к химическим сдвигам соответствующих атомов пепротонированного основания 1.

В ходе исследования было также установлено, что 5-нитросаляциловый альдегид реагирует с 2-имино-3,5-димстил-тиазолидином сразу по двум направлениям, образуя смесь бистиаэолидинопого соединения типа 9 (схема 4) с солеобразным комплексом 10 в соотношении 3:1 (для 9н и Юн). Эти соотношения определены из интегральных интенсивностей резонансных сигналов протонов N — СНз, С-СНз групп в спектре ПМР.

Интересные наблюдения были сделаны в случае З-нитро-5-хлор— и З-нитро-5-меггоксисалициловых альдегидов. Оказалось, что солеобразные комплексы Юн,к, полученные на их основе при пор«1 -

Схема б

„О

кристаллизации из хлороформа частично превращаются в бистиазо -лндиновые соединения, а комплекс 11ж на основе 3,5-дибром — салицилового альдегида при нагревании в этилацетате полностью превращается в бистиазолидшговое производное Ож.

2.3. Взаимодействие 2-ймино-3,3-диметил-1-фенилиндолина

Не получив спиро[1,3]оксазшш на основе имина тиазолидинового ряда (1), мы решили выяснить, как будет себя вести в реакциях с салициловыми альдегидами азотистый аналог основания Фишера, а именно 2-имино-3,3-димеггил-1-фенилиндолин (2). Однако и в этом случае спиро[1,3]оксазины не были получены.

т'ак, реакция имина 2 с 3,5-дибромс.алициловым альдегидом проходила с образованием комплекса 12, аналогичного 11ж. В спектре ПМР (в СБС1з) наблюдается синглет двух метильных групп в положении 3. {1,52 м.д). Сигнал альдегидной группы проявляется как синглет (9,83 м.д.) Общий обменный сигнал протонов ГШ—НО — в виде уширенною синглета в области И,8 м.д. Сигналы протонов ароматических колец смещены всего на -0,04 м.д., что свидетельстаует о малой степени переноса протона от фенольного гидроксила к иминогрупне, и следовательно об образовании п основном молекулярного комплекса типа 12.

Как и в случае имина 1, в реакции 2-нмино-3,3-димегил-1-фе — нилиндолина (2) с 3-метоксисалициловым альдегидом (7г) образуется бисиндолиновое производное 13. Спектр ПМР полученного соединения содержал сигнал единичной интенсивности мезо-СН-группы (5=5,56 м.д.),' синглет метоксигруппы п области 3,А0 м.д., синглет двух метилышх групп в области 1,нг> м.д. (12П) и характерные сигналы ароматических протонов.

с замещенными салициловыми альдегидами

12

13

Таким образом и в случае индолинопого имина (2) наблюдается влияние заместителей в ядро салицилового альдегида на результат взаимодействия, а сш!ро|1,3]оксаг,иновая конденсация, аналогичная спирогпфсшоиой у основания Фишера, не имеет места.

Установив, что спиро(],3|оксапипы не образуются при конденсации 2-имино-3,5-димстилтиллолндина (1) и 2-имино-3,3-диметил-1-фенилиндолина (2) с замещенными салициловыми альдегидами, мы решили выяснить, почему снироциклизация имнет место при взаимодействии салициловых альдегидов с 2-имино-З-метилбензо — та зол и ном (3). Как уже говорилось (стр. 2), согласно опубликованным данным, в этом случае продуктами реакции являются сии — ро| 1,3|оксазины бопзотиазолинопого ряда (схема 2),

Мы повторили описанные в литературе опыты и с 5-нитро— и 3,5-дибромсалициловымн альдешдами получили соединения, температуры плавления которых совпали с приведенными в патенте. Однако наши последующие исследования не гюдтпердили спи-

дукгами проведенных реакции оказались соединения, аналогичные тем, который были получены на основе 2-имино-3,5-димотилтиауолидина, а именно — бисбонзотиазолиновые соединения, описываемые формулой 14, не склонные к спироциклизации и не обладающие фотохромными свойствами.

2.4. Взаимодействие 2-нмтшо-3-метилбензотиаэолина с замещенными салициловыми альдегидами

ро|1,3|оксазинопого строения тгих соединений. И п этом случаи про —

Маключепио • о бисСкчгютиазолиновом строении продуктов проведенных р'^кннй сделано нами на основании следующих данных. ( 'тт.т)>!.? 11М1' полученных соединений 1-1.ж,п оваылись аналогичными

споктрам Сисгаазолидпнопых производных типа 9: помимо сигнала единичной интенсивности протона метиновой группы при 5,54-5,79 м.д. и ароматических протонов фенольного кольца в области 7,2 — 8,39 м.д., а также уширенного слабополыюго сигнала ОН —группы в области 10,4—11,4 м.д., они содержали сигналы протонов гетероциклического кольца при 6,92 — 7,40 м.д. и N ОНз группы в

области 3,43 — 3,56 м.д., которые имели удвоенную интенсивность. Это говорит о том, что описанные в патенте спиро[1,31оксазииы в действительности являются бисбензотиазолиновыми соединениями, которым соответствуют структуры 14з,к.

Аналогичное строение имеет продукт 14а, который мы получили в реакции имиаа 3 с незамещенным салициловым альдегидом, о чем свидетельствует рештеноструктурнлй анализ его кристалла (рис.3).

К аналогичным результатам — образованию бисгетероцикличес— ких, а не спиро[1,3]оксазинов привели также реакции 2-имино-З-метилбепзотиазолина с 3-бром-5-нитро~ и 5-питро-З-цетоксисалн -цнловьши альдегидами (7л,о).

Конденсация 2-имино-З-метилбензотиазолина (3) с альдегидами, содержащими, более сильные электроноакцепторные группы, такими как 3,5-динитро— и 3,5-динитро-4-метилсалициловые альдегиды (7м,п) привела к солеобразшш комплексам, спектры ПМР которых оказ,1лись аналогичными спектрам рани» описанных комплексов 10и - м (см. схему с.).

Таким образом, проведенные нами исследования показали, что 2-имино-З-метилбепэотиазолин реагирует с салициловым альдегидом и его замещенными аналогично 2-имино-3,5-домотилтиазолиАИну и 2-имино-3,3-диметил-1 -фенилиндолину с образованием или бисбензо — тиазолиновых продуктов или солеобразных комплексов, а приведенные в патенте данные об образовании спиро[1,3]оксаяшшв являются ошибочными.

. Мы провели также реакции с еще одним имином, а именно 2-имино-О-хлор-З-метилбепзотиазолином (4) и 3-метокси— и 3-бром-5-нитросалициловыми альдегидами (7г,л) и получили результаты, ана — логичные описанным выше: идет конденсация с образованием бис — бепзотиазолинового производного типа 14, а спироциклизация не имеет места.

2.5. Влияние структурных факторов на характер взаимодействия гетероциклических иминов с замещенными салициловыми альдегидами

Результаты проведенною исследования убедительно показали, что гетероциклические имиом реагируют с о-niдрокспаромагическими альдегидами не так, как родственные им метиленовые основания, .'Замена метнленовой группы на иминную делает невозможным протекание реакции с образованием спиро[1,31оксазинов. Отсутствие спнроцикличацин п этом случае объясняется наличием у атома азота иминогруппы неподеЛепной электронной пары, которая и определяет иные пути взаимодействия гетероциклических иминов с салициловыми альдегадами, В тех случаях, когда основность имина выгпе таковой альдегида, имеет место кислотно—основное взаимодействие, приводящее к молекулярным или солеобразным комплексам. Если же основные свойства альдегида и имина примерно равны, то ямин как нуклеофил присоединяется к углероду альдегидной группы, однако вместо ожидаемой циклизации протекает конденсация с обра: званием бисгетероцикАического соединения.

Отсутствие спироциклизации при взаимодействии гетероциклических имипов с о-тидроксиароматическими альдегидами но типу нуклоофилыюго присоединения объясняет приведенная ниже схема:

Схема 7

н-0

X

1

он

о

С!

К

1-х

16

1Г

Образующаяся па первой стадии взаимодействия биполярная структура 15 содержит имониевую группу с более кислым атомом водорода, чем в гидроксильной группе, поэтому последующая стабилизация идет ну+ем переноса протона к отрицательно заряженному атому кислорода не от фенольного гидроксила, как в аналогичных реакциях метиленовых оснований, а от имониевой группы. При таком переносе протона у фенольного гидроксила появляется возможность образовать новую ВМВС с иминным атомом азота (структура 16), что приводит к термодинамически более выгодной структуре. Внутримо -лекулярнае отщепление воды, необходимое для спироциклизации, становится невозможным. Дальнейшая стабилизация карбинольной структуры идет путей обычной межмолекулярной дегидратации с образованием биаетероциклического соединения типа 17.

Наше исследование показало, что взаимодействие гетероциклических иминов с салициловыми альдегидами по кислотно — основному типу или по типу нуклеофилького присоединения зависит от характера заместителей, имеющихся в ароматическом ядре альдегида. Это влияние заместителей на ход взаимодействия можно предсказать как путем сопоставления электронных зарядов на кислороде альдегидной группы и азота иминогруппы, так и но силе ВМВС, которую можно оценить химическим сдвигом протона гидроксильной группы салицилового альдегида в спектре ПМР. Электронные заряды на икзоциклическом атоме азота (Я| = мн) гетероциклических иминов, использованных в работе, били определены квашовохимичсскими расчетами по методу МЫОО со стандартной параметризацией и выражаются числами: -0,21}2 (имии 1), -0,289 (имин 2) и -0,293 (имин 3).

Электронные заряды на кислород« альдегидной группы (<( = о)> определенные тем же методом, а тлкж" ХС протона фенольпой группы приведены в таблице 1.

Таблица 1

Некоторые параметры, характеризующие кислотно-основные свойства салициловых альдегидов

N Лл1легил 5oii (мл) 1 = 0

7а R = H 11.03 -0.283

76 5-Вг 10.94

7е 5-С1 10.92 — 0.287

7г 3-OCHj 11.12 -0.285

7ж J,5 — Вг 11.52

7з 3-CH3-J-NO2 И.В7 -0.260

7к 3-N02-5-0cn3 10.Н9

7л З-Нг-5-NO^ 12.25

7м 3,5 — Nü"¿ f 1.95 -0.254

7 и 5-NO2 11.62 -0.268

7 о 4-CH-3-:i,5-Nn2 11.86

7п 3 — ОС! I3 —.") — NO2 ' 11.74 -0.206

7р ;I-NU2 11.46

Анализ результатов, полученных в данной работе, позволяет установить следующие закономерности:

1, Салициловые альдегиды, являющиеся более слабыми основаниями по сравнению с иминами и характеризующиеся достаточно сильной UMBC (S0h ~П,3-11,9 м.д.) реагируют с гетероциклическими иминами по типу кислотно — основного взаимодействия (альдегиды 7з,л,м,п).

2. Салициловые альдотды, являющиеся более слабыми основаниями, чем имины, и имеющие менее сильную ВМВС (5<эн -11,7 — 11,5 м.д.) дают с гетероциклическими иминами непрочные молекулярные комплексы, которые при нагревании или длительном вы — держиваш'ч н растворе переходят полностью (альдегид 7ж) или частично (альдегиды 7н,о) в 0и< гетероциклические соединения типа 17.

3 Салициловые альдегиды, основность которых .сопоставима с талоном ИМН1ЮП по величине электронного заряда, и имеющие относительно слабую РЛ1Р.Г (5оп ~ 11,1 — 10,Р м.д.) реагируют с

гетороциклическими иминами по типу иуклеоф илыюго присоединения с образованном бисгетероциклических продуктов (альдегиды 7а —г).

В заключение следует еще раз подчеркнуть, что результаты про -веденною исследования убедительно показали невозможность синтеза спиро[1,3]оксазинов взаимодействием гетероциклических иминов с о-гидроксиароматическими альдешдами. До нашей работы этот вывод не был очевиден.

2.6. Результаты биологических испытаний

Бисгетероциклические соединения и комплексы, полученные i.pu взаимодействии гетероциклических иминов с различными салициловыми альдегидами, были исследованы на фунгицндную, инсекто-акарицидную и росгрегулирующую активность в НИИ химических средств защиты растений. Токсичность и радиозащитная эффективность этих же соединений была изучена с институте Биофизики Министерства зравоохранения Гф.

В результате проведенных исследований установлено, что солеобразаый комплекс 2-нмино-3,5-диметилтиааолидииа с З-Ором-5-нитроса\ициловым альдегидом (7л) обладает высокой фунгицидной активностью против мицелия фитонатогенного гриба fthizoctonia solani, а соединенно бис-(3-метилбензотиазолин-?-илиденамино) —2-гидрокси-З-метокси-б-нитрофенилметаи (14о) проявляет среднюю фунгициднук» активность в отношении мицелия грибов Scierotiuia scjerollorum и Venturia Inaequalis.

Некоторые НЗ испытанных соединений. обладают средней фунгицидной активностью in vivo против мучнистой росы огурцов (3, О, 10к, 12ж, 14а) и фитофтороза томатов (6, 9в, 9г, 11ж, 10л, 14о).

Соединения 3, 9в, 9е, 10к, Юл, 11ж, обладают росгрегулирующей активностью на культуре калу с них клеток табака и рекомендованы ,уш дальнейшего изучения в качестве регуляторов роста на зеленых растениях.

Противолучевой эффект обнаружен у бистиазолидинового соединения на основе салицилового альдегида (9а). Его активность на 5ü% препы;и;)ла выживаемость мышей в контролном опыте, при этом токсичность этот соединения заметно ниже, чем у эталона — мексаммна (ЛД5о = ^50 мг/к к 212 мг/кг соответственно).

Проведенные Пшмогические испытания показали целесообразность п. .и; Гч1 пони* ногтинидоа и радиощютокторов среди производ—

m,îx 2-имиио-3,5-диметилтназолидина, 2-имино-З-метилбетотиа -золина и 2-имшю-3,3-лиметил-1-фет1линдолина.

ВЫВОДЫ

1. С целью синтеза потенциал!,но фотохромных спи — ро[1,31оксазинов изучено взаимодействие замещенных салициловых пльдетдоп с такими гетероциклическими имипами, как 2-имино-3,5-димотилтиазолидин, 2-имино-3,3-диметил-1-фенилинлолин, 2-имино-З-мптил — и 2-имшто-б-хлор-З-метйлбензотиазолИНЫ. Установлено, что вопреки имеющимся в литературе данным спиро[ 1,3]оксазины таким путем не образуются.

2. На примере 2-имшю-3,5-диметилтиазолидина установлено, что характер его взаимодействия с замещейными салициловыми альдегидами зависит от имеющихся й ароматическом ядре заместителей. Так с салициловым, 5-бром —, 5-хлорсалицплопыми альдегидами п о-ванилином протекают конденсации с отщеплением поды и образованием бистиазолидтитых соединений, а с альдегидами, со -держащими сильные злектроноакцеиторные группы, осуществляется кислотно —основное взаимодействие г образованием комплексов с частичным или полным переносом' протона. ЛналошчпЫе закономерности установлены и для других исследованных пмшгоп.

3. Воспроизведены описанные в литературе опыты по взаимодействию 2-имипо-З-метилбонзотйазолипа с салициловыми альдегидами и показана ошибочность сделанных в ук$п!ой пуб -ликации заключений о синтезе спиро(1,13]оксазинов бензотиазолйно — nom ряда.

А. Дано объяснение невозможности синтеза спиро[!,3|ок<:азиноп взаимодействием гетероциклических имииов с орто-гидрокси.зрома — тическими альдегидамия. Отсутствие снироциклизации связано с на -личием неподеленной пары электронов у экзоциклического атома азота, что приводит к другим путям взаимодействия по сравнению с родственными метиленовими основаниями.

5. Кг.антово-химическими расчетами сопоставлена основность гетероциклических иминов и салициловых альдегидов. Показано, что кислотно — основное кзаимодойстиио имеет место в тех случаях, когда основность имина (q = >jH) превышает основность альдегида

G. Установлена корроъпцш между химическим сдвигом гид ~ роксилыюп фуппы замещенного салицилового лльдмида и характе — ¡юм его в:«шмол<»йствп« с ;;-м-р-¡циклическим имгаюм. Так, с обрлх» ~

ванием бистетероциклических продуктов конденсации реагаруют салициловые альдегиды, у которых Sqjj находится в интервале -11,110,9 м .д.

7. Методом реитгеноструктурного анализа установлено, что метилирование 2-имино-5-ме-1Илтиазолид1ша протекает по эндоцикли -ческому атому азота.

8. Показано, что для изучения амино-имшшой таутомерии у производных 2"ам1шотиазолина целесообразно использовать метод ЯМР 1II при низких температурах (до — 100°С).

9. Биологические испытания синтезированных соединегчй выявили ряд веществ, обладающих роетрегулирующей, фунгацидиой и радиозащитиой активностью.

Основное содержание; работы изложено в следующих публикациях:

3. Мартемьянова H.A., Чунаев Ю.М., Пржиялговская U.M., Kvp — ковская Л.И., Фнлиненко О С., Алдошин С.М. Строение 2-амино--5-мет11лтиазолина и его N —метилзамещенных // Химия гетероцикл. соедин. - 1993.- N 3,- С. 415-420.

2. Мартемьянова H.A., Чунаев Ю.М., Пржиялговская U.M., Кур — ковская Л.Н., Филипенко О.С., Алдошин С.М. Влияние заместителей в молекуле салицилового альдегида на взаимодействие с 2-имино-3,5-диметилтназолидипом // Химия ютероцикл. соедин.— 1993,— N 3.— С. 421-425.

3. Мартемьянова H.A., Чунаев Ю.М., Пржиялговская U.M., Кур — ковская Л.Н., Филипенко О.С., Алдошин С.М. Взаимодействие 2-имипо~3,6-АИме'шлтиазолидина с салициловыми альдегидами // Химия и технологая биологически активных соединений и их полупродуктов.: Сб. науч. тр. / РХТУим. Д.И. Менделеева. М.,- 1993,- С. 134-139.

4. Nadezliiia Marteiuyanova, Yuriy Cliunaev, Nina Przliiyalgovskaya, Lidiya Kuikovskaya, Raisa Ambarlsumova, Olga Pilipenko, Sergey Aldosliin. Interaction of 2-iruino-3-melliylbenzotliiazoline Willi salicylic aliioU)ties // Mol. C'yst. Licj. Cry:,t.- 1994.- Vol. 246.- P. 45-48.

5. Мартемьянова H.A., Чунаеи Ю.М., Пржиялговская U.M. Спиробснзооксазины тиазолидиновою ряда // В сб.: Тезисы докладов Всесоюзной! совещания по механизмам реакций пуклеофилыюги замещения н присоединении. — Донецк, 1У91,- С. 237.

ti. Maitoinyanova N.A., C'hunaev Yti.M., Praliiyaltjovskaya N.M., Salín P.N. Tli<> iCH-.iK'h u| II,o new ia<liopuilt>clor-i on lile hase of —diinelli/l-

2~iminothiaz.olidine // Book of abstracts 33 —rd ШРАС Congress. -Budapest.- 1991.- P. 56.

7. Martemyanova N.A., Chiinaev Yu.M., Przhfyalgovskaya N.M. Study on the preparation of spirojl ,3]<>x\iziiies on basis of 2-imlno-3-methyl-henzotfiiazoline // Abstracts of First International Symposium on organic photochromism. Molecules and systems.— lies des Emble, Far France, September 12-16, 1993. - P. 100.

0. Пржиялговская ПЛ1, Мартемьянова II.А., Курковская Л.Н. О невозможности сишеза спиро[1,3)оксазинов конденсацией гетероциклических иминов с орто-гидроксиароматическими альдегидами // В сб.: Тезисы докладов участников меж институтского коллоквиума "Химия азотистых гетероциклов". — Черноголовка, 1995.— С. 51.

9. Мартемьянова Н.А., Шухин А.Ю., Пржиялговская Н.М. Взаимодействие 2— имино — 3,3 — диметил— 1 — фенилиндолина с замещенными салициловыми альдегидами // В сб.: Тезисы докладов участников межинститутского коллоквиума "Химия азотистых гетероциклов" - Черноголовка, 1995,- С. 70.