Delist.ru

Новые пути синтеза серо- и селенорганических соединений на основехалькогенильных радикалов, генерируемых в жидкой и газовой фазах (15.06.2007)

Автор: Паперная Любовь Константиновна

Взаимодействие фенилацетилена с системой арен(гетарен)тиол-диселенид

Продолжая исследования термических реакций с участием халькогенильных радикалов, мы установили, что при нагревании в течение 0,5-1 ч фенилацетилена со смесью арентиола и диалкилдиселенида образуются два типа неизвестных ранее соединений - 2-алкилселенил-1-фенил-2-(арилсульфанил)этен 64а-в и 1-алкилселенил-1-фенил-2-(арилсульфанил)этен 65а-в с преимущественным образованием соединений 64а-в.

Кроме соединений 64 и 65, среди продуктов реакции выделены и идентифицированы продукты взаимодействия фенилацетилена с тиолами – E,Z-арил-2-фенилэтенилсульфиды 66а-в с выходом 22-55%. Механизм образования продуктов 64-66 можно представить следующей схемой.

Термически генерированные селенильные радикалы осуществляют стадию переноса атома водорода от тиола, при этом образуется тиильный радикал. Арилтиильные радикалы первоначально присоединяются в (-положение к тройной связи фенилацетилена с последующей стабилизацией в виде сульфуранильных радикалов (A). Радикальные аддукты (A) далее стабилизируются в двух направлениях: а) переносят алкилселенильную группу от диалкилдиселенида как в (-, так и в (-положение двойной связи, при этом образуются соединения 64 и 65; б) переносят атом водорода от тиола только в (-положение тройной связи фенилацетилена, при этом образуются соединения 66а-в. Структуры соединений 64, 65, 66 подтверждены методами ЯМР (1Н и 13С) и ХМС.

По данным спектроскопии ЯМР 1Н и 13С отнесение изомерных соединений 64 и 65 проведено по значениям КССВ Se – H [3J(SeC=CH) 10.3-10.6, 3J(SeC=CH) 6.4 Гц] и KCCВ 2J (77Se – 13 Csp2) 14.6 и 22.2 Гц. При этом изомеры 64а-в образуются за счет геминального присоединения, а изомеры 65а-в – за счет транс-присоединения одной тиильной и одной селенильной групп к тройной связи фенилацетилена. В обоих случаях олефиновый протон находится в цис-положении к атому селена.

Исследованная прямая реакция тиолов 2, 11 и 21 с фенилацетиленом, которая приводит к количественному образованию аддуктов 66, в присутствии диалкилдиселенидов замедляется. Это обусловлено большой активностью диалкилдиселенидов в реакциях переноса халькогенильных радикалов, что наблюдалось нами ранее при изучении реакций диспропорционирования систем тиол - диселенид.

Ацетилен не реагирует ни с тиофенолом ни с диалкилдиселенидами при температурах их кипения. В то же время со смесью тиофенол-дипропилдиселенид ацетилен хотя и очень медленно (20 ч), но реагирует при 140оС с образованием E,Z-аддуктов 67 ацетилена с алкилселенильным и фентиильным радикалами, которые зафиксированы только хромато-масс-спектрометрически.

Реакции моно- и дихалькогенолов с карбонильными соединениями

Восстановление селеноколов в диселенолы

Предложен оригинальный метод синтеза 1,3-пропандиселенола 69, основанный на восстановительном расщеплении связи Se-Se поли(триметилендиселенида) (селенокола) 68 в системе гидразингидрат-КОН с последующим подкислением реакционной смеси по схеме.

Селенокол 68 получен реакцией селена с 1-бром-3-хлорпропаном в системе гидразингидрат-КОН. Выделенный диселенол 69 (выход ~ 62%) охарактеризован ЯМР (1Н и 13С) спектрами, полученными при –50 оС.

Разработанные препаративные методы синтеза ранее труднодоступных моно- и полихалькогенолов послужили мотивацией к использованию их в качестве синтонов с целью создания новых гетероциклических структур, содержащих тиофеновые фрагменты - потенциальных биологически активных веществ и полупродуктов для их синтеза.

Циклические 1,3-дитиоацетали используются в качестве исходных строительных блоков в создании жидкокристаллических материалов и в конструировании фрагментов биологически активных веществ, например, иммунодепрессанта (-) – FK-506. Различные производные 1,3-дитиолана являются эффективными биостимуляторами и фунгицидами, обладают радиопротекторными и полупроводниковыми свойствами.

3.2. Синтез 1,3-дитиоланов и 1.3-дитианов из тиофен-2-карбальдегидов

Установлено, что Me3SiCl является эффективным катализатором реакции тиоацетализации альдегидов. Под его влиянием альдегиды 70а-д хемоселективно реагируют с этан- и пропандитиолами (-5/0оC, 4-8 – кратный избыток силана) в течение 0.5 ч с образованием 1,3-дитиоланов 71а, г и 1,3-дитианов 72а-д.

Реакция осуществляется как конденсация дитиолов с альдегидом. Роль Me3SiCl заключается в облегчении протонирования карбонильной группы.

Строение полученных новых 1,3-дитиоланов 71а, г и 1,3-дитианов 72а-д подтверждены методами ЯМР(1Н и 13С) и ХМС.

Таким образом, предложен новый путь синтеза ранее неизвестных 1,3-дитиоланов и 1,3-дитианов, содержащих тиофеновые фрагменты.

Синтез открыто-цепных дитиоацеталей на основе тиофен-2-карбальдегида и его аналогов

Реакции алкантиолов с тиофенкарбальдегидами 70а-д легко реализуются при пониженной температуре в 4-8-кратном избытке силана с образованием ранее неизвестных дитиоацеталей 73а-ж с выходом 70-98%.

В отсутствие Me3SiCl дитиоацетали 73а-ж в реакции альдегидов 70а-д с алкантиолами образуются с низким выходом (8-23%). При проведении реакции (0.5 ч) в 4-8-кратном избытке Мe3SiCl и соотношении альдегид:тиол 1:2 выход дитиоацеталей увеличивается до 70-98%. Строение соединений 73а-ж подтверждено методами ЯМР(1Н и 13С). В масс-спектрах дитиоацеталей отсутствуют пики молекулярных ионов [M]+, однако наблюдаются интенсивные (100%) пики ионов [M-SR']+.

3.4. Реакция 1,3-пропандиселенола с тиофен-2-карбальдегидом и его аналогами

С целью оценки возможности синтеза диселенанов, содержащих в молекуле тиофеновые фрагменты, изучено взаимодействие пропан-1,3-диселенола с тиофен-2-карбальдегидом, его производными и аналогами. При этом установлено, что Me3SiCl катализирует селеноацетализацию альдегидов тиофенового ряда, но менее эффективно, чем тиоацетализацию. В среде Me3SiCl (4-9-кратный избыток) альдегиды 70а-в реагируют с 1,3-пропандиселенолом 69 при -5/5оC в течение 0.5-1 ч с образованием новой гетероциклической системы.

Выход образующихся 1,3-диселенанов 74a-в составляет 12-57%. Структура синтезированных соединений 74a-в подтверждена методами ЯМР (1Н, 13С, 77Sе). Характер фрагментации исследуемых 1,3-диселенанов 74а-в, также как и 1,3-дитианов 72а, в, г подчиняется закономерностям распада для 2-арил-1,3-дитианов. Природа гетероцикла не влияет на распад молекулярного иона.

Идентифицирован также 1,2-диселенолан 75 (выход 6-16%).

Реакция 2-хлор-5-хлорметилтиофена с виниловым эфиром моноэтаноламина

Виниловые эфиры являются предшественниками карбонильных соединений, поэтому казалось интересным ввести их в ряд реагентов с целью получения полифункциональных соединений, содержащих гетероцикл.

При алкилировании 2-хлор-5-(хлорметил)тиофеном 76 винилового эфира моноэтаноламина 77 в этиловом спирте образуется аммониевая соль 78 - продукт замещения алкилирующим агентом двух атомов водорода аминогруппы и перевинилирования этилового спирта.

Конденсация соединений 76 и 77 в соотношении 1:2 в отсутствие растворителя протекает при 50-70оС с образованием N-(2-винилоксиэтил)-N-[(5-хлор-2-тиенилметил)амина 79 (выход 35%) и хлорида (2-винилоксиэтил)аммония 80 (выход 65%).

При эквимольном соотношении реагентов остается непрореагировавшим хлорметилтиофен, конверсия хлорида 76 составляет ~50%. Для полной конверсии хлорида 76 необходим 2-3-кратный избыток амина 77. Синтезированные соединения 78-80 выделены и идентифицированы методами ЯМР 1Н, 13С и ХМС.

Поиск путей практического использования результатов проведенных исследований

Биологическая активность диарилсульфидов

Биологический скрининг (ВНИИХСЗР) ряда диарилдисульфидов показал высокую фунгицидную, антисептическую, гербицидную и рострегулирующую активность синтезированных фенил(гидроксиарил)сульфидов (табл.38-43).

Совместно с Иркутским институтом эпидемиологии и микробиологии ВСФ СО РАМН на основе синтезированного фенил(4-гидроксифенил)сульфида создана и запатентована питательная высокоселективная среда для выделения “Pseudomonas aeruginosa”- возбудителя гнойных инфекций. Разработанная питательная среда позволяет увеличить селективность выделения пигментных и беспигментных штаммов “Pseudomonas aeruginosa” при наличии микробных ассоциаций. При этом рост другой микрофлоры подавляется практически полностью. Углубленные испытания экспериментальной питательной среды проведены при исследовании материала от больных с гнойной хирургической инфекцией. По результатам исследования созданная на основе фенил(4-гидроксифенил)сульфида питательная среда рекомендована для работы в бактериологических лабораториях при исследовании гнойного отделяемого хирургических больных.

Серосодержащие полимеры из бис(2-тиенил)сульфида: синтез и электрохимические свойства.

С целью получения нового электрохимически активного материала разработан путь синтеза и исследованы электрохимические свойства серосодержащих полимеров на основе бис(2-тиенил)сульфида.

Бис(2-тиенил)сульфид реагирует с формальдегидом в среде концентрированной соляной кислоты при барботировании хлористого водорода в присутствии катализатора ZnCl2 с образованием полимера - поли(2-тиенилтио-2-тиенил-2-метилена) 81.

На основе дальнейшей сульфуризации синтезированного полимера 81 путем его сплавления с элементной серой при 135-140оС с последующей отмывкой продукта реакции сероуглеродом от несвязанной серы получен новый высокосернистый полимер 82.

Структура полимеров 81, 82 подтверждена ИК спектрами. Согласно результатам элементного анализа, а также по разности весов полимеров на каждый фрагмент полимера 81 в полимере 82 добавляется 5-6 атомов серы.

Наряду со структурой, приведенной на схеме, в полимере 82 возможно также наличие звеньев следующей структуры:

загрузка...