α-Функціоналізовані тіоціанати – реагенти для синтезу гетероциклів

Abstract

Дисертація присвячена розробці методів синтезу нових гетероциклічних сполук, які ґрунтуються на використанні продуктів тіоціанатоарилювання функціоналізованих олефінів (приєднання арильної та тіоціанатної груп до подвійного зв’язку). Показано, що доступнi продукти тіоціанатоарилювання акрилатiв, акрилонiтрилу, метилвінілкетону а також 3-арил-2-тіоціанатопропаналі та N-заміщені аміди 3-арил-2-тіоціанатопропанових кислот є зручними реагентами для синтезу похiдних тiазолу, 4-тiазолiдинону, 2,4-тіазолідиндіону та тіазоло[3,2-a]тієно[3,2-e]піримідин-4-ону. Розроблено простий одностадійний спосіб синтезу 4-арил-3-тіоціанатобутан-2-онів реакцією тіоціанатоарилювання метилвінілкетону. При взаємодії 3-арил-2-тіоціанатопропаналів і 4-арил-3-тіоціанатобутан-2-онів з тіосечовиною одержано 5-R-бензил-(4-метил)-2-меркаптотіазоли. Показано, що в реакції 3-арил-2-тіоціанатопропіонітрилів з бромоводнем селективно утворюються 2-бром-4-амiно-5-(R-бензил)тiазоли, а з меркаптооцтовою кислотою – 2-(4-аміно-5-R-бензил-2-тіазолілсульфаніл)оцтові кислоти. Встановлено, що N-заміщені 3-арил-2-тіоціанатопропіоаміди і 5-R-бензил-2-тіоціанатоацетамідотіазоли циклізуються з перегрупуванням і утворенням 5-R1-бензил-2-R2-іміно-4-тіазолідинонів в умовах одержання. Виявлено, що при взаємодії 4-арил-3-тіоціанатобутан-2-онів з діетил 3 амінофталатом та з естерами 2-амінотіофен-3-карбонових кислот відбувається тандемна циклізація з анелюванням послідовно тіазольного та піримідинового циклів і утворенням заміщених тіазоло[3,2-a]тієно[3,2-e]піримідин-4-онів. Досліджено стереохімію тіоціанатоарилювання діалкілфумаратів і з’ясовано, що реакція проходить переважно як транс приєднання. Диссертация посвящена разработке методов синтеза новых гетероциклических соединений на основе продуктов тиоцианатоарилирования функционализированных олефинов (присоединение арильной и тиоцианатной групп по двойной связи). Взаимодействием тетрафторборатов арендиазония с эфирами акриловой кислоты, акрилонитрилом, метилвинилкетоном в присутствии тиоцианата аммония и солей меди(II) (реакцией тиоцианатоарилирования) получены соответствующие α функционализированные тиоцианаты. Показано, что эти соединения, а также 3-арил-2-тиоцианатопропанали и N-замещенные амиды 3-арил-2-тиоцианатопропановых кислот являются удобными реагентами для синтеза производных тиазола, 4-тиазолидинона, 2,4-тиазолидиндиона и 5H-[1,3]тиазоло[3,2-a]тиено[3,2-e]пиримидин-5-онов. Эфиры 3-арил-2-тиоцианатопропановых кислот взаимодействуют с вторичными аминами, образуя N,N-дизамещенные 5-арилметил-2-амино-4-тиазолидиноны. В реакции этих же α-тиоцианатоэфиров с водой образуются 5-(R-бензил)-2,4-тиазолидиндионы – аналоги известных гипогликемических препаратов. Предложен метод синтеза 3-арил-2-меркаптопропановых кислот щелочным гидролизом полученных 2,4 тиазолидиндионов. Установлено, что в условиях основного катализа полученные α-меркаптокислоты взаимодействуют с циангуанидином, образуя N-(5-R-бензил-4-оксотиазолидин-2-илиден)гуанидины. Разработан простой одностадийный метод получения 4-арил-3-тиоцианатобутан-2-онов реакцией тиоцианатоарилирования метилвинилкетона. Предложен метод синтеза 3-арил-2-тиоцианатопропаналей нуклеофильным замещением атома хлора в продуктах хлорарилирования акролеина и показана возможность их использования в циклизациях in situ. При взаимодействии 3-арил-2-тиоцианатопропаналей и 4-арил-3-тиоцианатобутан-2-онов с тиомочевиной образуются 5-R-бензил-(4-метил)-2-меркаптотиазолы. Показано, что в реакции 3-арил-2-тиоцианато-пропионитрилов с бромоводородом селективно образуются 2-бром-4-амино-5-(R-бензил)тиазолы, а с меркаптоуксусной кислотой – 2-(4-амино-5-R-бензил-2-тиазолилсульфанил)уксусные кислоты. Установлено, что N-замещенные 3-арил-2-тиоцианатопропиоамиды и 5-R-бензил-2-тиоцианатоацетамидотиазолы циклизуются с перегруппировкой и образованием 5-R1-бензил-2-R2-имино-4-тиазолидинонов в условиях получения – при нуклеофильном замещении галогена тиоцианатной группой в соответствующих α-галогенамидах. Разработаны пути синтеза соединений, содержащих две различные 5-(R-бензил)тиазольные группы, каждая из которых сформирована циклоконденсацией различных продуктов реакции тиоцианато(галоген)арилирования функционализированных олефинов. 4-Арил-3-тиоцианатобутан-2-оны реагируют с диэтил 3 аминофталатом и с эфирами 2-аминотиофен-3-карбоновых кислот при кипячении в спирте, насыщенном хлороводородом. Обнаружено, что реакция происходит как тандемная циклизация с аннелированием последовательно тиазольного и пиримидинового циклов и образованием замещенных тиазоло[3,2-a]тиено[3,2-e]пиримидин-4-онов. Продуктом реакции является ангулярный, а не линейный изомер, что подтверждено рентгеноструктурным анализом. Исследовано стереохимию тиоцианатоарилирования диалкилфумаратов и установлено, что в реакции образуются эритро- и трео аддукты в соотношении ~ 2:1, т.е. реакция протекает преимущественно как транс присоединение. The thesis is concerned with the synthesis and chemical properties study of new heterocycles based on the use of thiocyanatoarylation products of unsaturated compounds. It has been shown that available products of thiocyanatoarylation of acrylates, acrylonitrile, methyl vinyl ketone and the 3-aryl-2-thiocyanatopropanales and N-substituted 3-aryl-2-thiocyanatopropioamides are convenient reagents for syntheses of thiazole, 4-thiazolidinone, 2,4-thiazolidinedione and 4H-[1,3]thiazolo[3,2-a]thieno[3,2-e]pyrimidin-4-one derivatives. The simple one step method of the synthesis of 4-aryl-3-thiocyanatobutan-2-ones by the reaction of thiocyanatoarylation of methyl vinyl ketone has been elaborated. At the result of reaction of 3-aryl-2-thiocyanatopropanales and 4-aryl-3-thiocyanatobutan-2-ones with thiourea the 5-R-benzyl-(4-methyl)-2-mercaptothiazoles are formed. It has been shown, that the reaction of 3-aryl-2-thiocyanatopropionitriles with hydrogen bromide leads to the formation of 2-bromo-4-amino-5-(R-benzyl)thiazoles selectively; during the reaction of 3-aryl-2-thiocyanatopropionitriles with mercaptoacetic acid the 2-(4-amino-5-R-benzyl-2-thiazolilsulfanil)acetic acids are formed selectively. It has been established, that at the conditions of these reactions the N-substituted 3-aryl-2-thiocyanatopropioamides and 5-R-benzyl-2-thiocyanatoacetamidothiazoles are cyclized with rearrangement to 5-R1-benzyl-2-R2-imino-4-thiazolidinones. It has been revealed, that at reaction of 4-aryl-3-thiocyanatobutan-2-ones with diethyl 3-aminophthalate and ethyl 2-aminothiophene-3-carboxylates the tandem cyclization leads to the annelation of thiazole and pyrimidine rings. The stereochemistry of thiocyanatoarylation of dialkilfumarates has been studied and it is cleared up that the reaction proceeds mainly as the trans-addition.