ДОКЛАДЫ REPORTS

(1)

2017  2

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ

ҰЛТТЫҚ ҒЫЛЫМ АКАДЕМИЯСЫНЫҢ

БАЯНДАМАЛАРЫ

ДОКЛАДЫ

НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

REPORTS

OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN

ЖУРНАЛ 1944 ЖЫЛДАН ШЫҒА БАСТАҒАН ЖУРНАЛ ИЗДАЕТСЯ С 1944 г.

PUBLISHED SINCE 1944

(2)

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ

ҰЛТТЫҚ ҒЫЛЫМ АКАДЕМИЯСЫНЫҢ

БАЯНДАМАЛАРЫ 2017  2

Б а с р е д а к т о р ы

х.ғ.д., проф., ҚР ҰҒА академигі М.Ж. Жұрынов Р е д а к ц и я а л қ а с ы:

Адекенов С.М. проф., академик (Қазақстан) (бас ред. орынбасары) Боос Э.Г. проф., академик (Қазақстан)

Величкин В.И. проф., корр.-мүшесі (Ресей) Вольдемар Вуйцик проф. (Польша)

Гончарук В.В. проф., академик (Украина) Гордиенко А.И. проф., академик (Белорус) Дука Г. проф., академик (Молдова) Илолов М.И. проф., академик (Тəжікстан), Леска Богуслава проф. (Польша),

Локшин В.Н. проф. чл.-корр. (Қазақстан) Нараев В.Н. проф. (Ресей)

Неклюдов И.М. проф., академик (Украина) Нур Изура Удзир проф. (Малайзия)

Перни Стефано проф. (Ұлыбритания) Потапов В.А. проф. (Украина)

Прокопович Полина проф. (Ұлыбритания) Омбаев А.М. проф. (Қазақстан)

Өтелбаев М.О. проф., академик (Қазақстан) Садыбеков М.А. проф., корр.-мүшесі (Қазақстан) Сатаев М.И. проф., корр.-мүшесі (Қазақстан) Северский И.В. проф., академик (Қазақстан) Сикорски Марек проф., (Польша)

Рамазанов Т.С. проф., корр.-мүшесі (Қазақстан)

Такибаев Н.Ж. проф., академик (Қазақстан), бас ред. орынбасары Харин С.Н. проф., академик (Қазақстан)

Чечин Л.М. проф., корр.-мүшесі (Қазақстан) Харун Парлар проф. (Германия)

Энджун Гао проф. (Қытай)

Эркебаев А.Э. проф., академик (Қырғыстан)

«Қазақстан Республикасы Ұлттық ғылым академиясының баяндамалары»

ISSN 2518-1483 (Online), ISSN 2224-5227 (Print)

Меншіктенуші: «Қазақстан Республикасының Ұлттық ғылым академиясы» Республикалық қоғамдық бірлестігі (Алматы қ.) Қазақстан республикасының Мəдениет пен ақпарат министрлігінің Ақпарат жəне мұрағат комитетінде 01.06.2006 ж.

берілген №5540-Ж мерзімдік басылым тіркеуіне қойылу туралы куəлік Мерзімділігі: жылына 6 рет.

Тиражы: 2000 дана.

Редакцияның мекенжайы: 050010, Алматы қ., Шевченко көш., 28, 219 бөл., 220, тел.: 272-13-19, 272-13-18, http://nauka-nanrk.kz. reports-science.kz

(3)

ДОКЛАДЫ 2017 2

НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Г л а в н ы й р е д а к т о р

д.х.н., проф., академик НАН РК М. Ж. Журинов Р е д а к ц и о н н а я к о л л е г и я:

Адекенов С.М. проф., академик (Казахстан) (зам. гл. ред.) Боос Э.Г. проф., академик (Казахстан)

Величкин В.И. проф., чл.-корр. (Россия) Вольдемар Вуйцик проф. (Польша) Гончарук В.В. проф., академик (Украина) Гордиенко А.И. проф., академик (Беларусь) Дука Г. проф., академик (Молдова)

Илолов М.И. проф., академик (Таджикистан), Леска Богуслава проф. (Польша),

Локшин В.Н. проф. чл.-корр. (Казахстан) Нараев В.Н. проф. (Россия)

Неклюдов И.М. проф., академик (Украина) Нур Изура Удзир проф. (Малайзия)

Перни Стефано проф. (Великобритания) Потапов В.А. проф. (Украина)

Прокопович Полина проф. (Великобритания) Омбаев А.М. проф. (Казахстан)

Отелбаев М.О. проф., академик (Казахстан) Садыбеков М.А. проф., чл.-корр. (Казахстан) Сатаев М.И. проф., чл.-корр. (Казахстан) Северский И.В. проф., академик (Казахстан) Сикорски Марек проф., (Польша)

Рамазанов Т.С. проф., чл.-корр. (Казахстан)

Такибаев Н.Ж. проф., академик (Казахстан), зам. гл. ред.

Харин С.Н. проф., академик (Казахстан) Чечин Л.М. проф., чл.-корр. (Казахстан) Харун Парлар проф. (Германия)

Энджун Гао проф. (Китай)

Эркебаев А.Э. проф., академик (Кыргызстан)

Доклады Национальной академии наук Республики Казахстан»

Собственник: Республиканское общественное объединение «Национальная академия наук Республики Казахстан»

(г. Алматы)

Свидетельство о постановке на учет периодического печатного издания в Комитете информации и архивов Министерства культуры и информации Республики Казахстан №5540-Ж, выданное 01.06.2006 г.

Периодичность: 6 раз в год.

Тираж: 2000 экземпляров

Адрес редакции: 050010, г.Алматы, ул.Шевченко, 28, ком.218-220, тел. 272-13-19, 272-13-18 http://nauka-nanrk.kz. reports-science.kz

©Национальная академия наук Республики Казахстан, 2017 г.

Адрес типографии: ИП «Аруна», г.Алматы, ул.Муратбаева, 75

(4)

REPORTS 2017  2

OF NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN

E d i t o r i n c h i e f

doctor of chemistry, professor, academician of NAS RK М.Zh. Zhurinov E d i t o r i a l b o a r d:

Adekenov S.М. prof., academician (Kazakhstan) (deputy editor in chief) Boos E.G. prof., academician (Kazakhstan)

Velichkin V.I. prof., corr. member (Russia) Voitsik Valdemar prof. (Poland)

Goncharuk V.V. prof., academician (Ukraine) Gordiyenko А.I. prof., academician (Belarus) Duka G. prof., academician (Moldova) Ilolov М.I. prof., academician (Tadjikistan), Leska Boguslava prof. (Poland),

Lokshin V.N. prof., corr. member. (Kazakhstan) Narayev V.N. prof. (Russia)

Nekludov I.М. prof., academician (Ukraine) Nur Izura Udzir prof. (Malaysia)

Perni Stephano prof. (Great Britain) Potapov V.А. prof. (Ukraine)

Prokopovich Polina prof. (Great Britain) Ombayev А.М. prof. (Kazakhstan)

Otelbayv М.О. prof., academician (Kazakhstan) Sadybekov М.А. prof., corr. member. (Kazakhstan) Satayev М.I. prof., corr. member. (Kazakhstan) Severskyi I.V. prof., academician (Kazakhstan) Sikorski Marek prof., (Poland)

Ramazanov Т.S. prof., corr. member. (Kazakhstan)

Takibayev N.Zh. prof., academician (Kazakhstan), deputy editor in chief Kharin S.N. prof., academician (Kazakhstan)

Chechin L.М. prof., corr. member. (Kazakhstan) Kharun Parlar prof. (Germany)

Endzhun Gao prof. (China)

Erkebayev А.Ye. prof., academician (Kyrgyzstan) Reports of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan.

ISSN 2224-5227

Owner: RPA "National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan" (Almaty)

The certificate of registration of a periodic printed publication in the Committee of Information and Archives of the Ministry of Culture and Information of the Republic of Kazakhstan N 5540-Ж, issued 01.06.2006

Periodicity: 6 times a year Circulation: 2000 copies

Editorial address: 28, Shevchenko str., of.219-220, Almaty, 050010, tel. 272-13-19, 272-13-18, http://nauka-nanrk.kz / reports-science.kz

(5)

Chemistry

REPORTS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN

ISSN 2224-5227

Volume 2, Number 312 (2017), 39 – 55

UDC 547.94

1S.D. Fazylov, ¹O.A. Nurkenov, ¹M.K. Ibraev,

1B.D. Zhumakaeva, ²A.N. Zhakupova, ²А. Нухулы, ³M.Zh. Zhurinov

1Institute of Organic Synthesis and Coal Chemistry of the RK, Karaganda;

2Innovative University of Eurasia, Pavlodar, Kazakhstan;

3Institute of Fuel, Catalysis and Electrochemistry named after D.V.Sokolsky, Almaty [email protected], [email protected]

NEW DERIVATIVES OF 5-MERCAPTO-3-PHENYL-1,3,4-THIADIAZOL- 2-TIONE. SYNTHESIS AND STRUCTURE

Annotation. The paper presents review of the past 10 years of research on preparative methods of synthesis of new derivatives of 1,3,4-thiadiazole. The data on the synthesis of 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazol-2-tion by interaction of phenylhydrazine with carbon disulfide in an alkaline medium, followed by cyclization of the resulting dithiocarbamate in an acidic environment is presented. Reactions of synthesis of thioethers of 1,3,4-thiadiazol-2- thione via acylation by chlorine-anhydrides of acrylic acid were considered. Reactions of nucleophilic interaction of various amino compounds and S-(4-phenyl-5-thioxo-4,5-dihydro-1,3,4-thiadiazol-2-yl)prop-2enethioate were studied. The conditions of reaction of the oxidative condensation of 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazol-2-thione in aqueous-alcoholic medium of various mild oxidizing agents such as H2O2, J2, NaNO2 were described. The results of nucleophilic addition reactions of various reagents to the double bond S-(4-phenyl-5-thioxo-4,5-dihydro-1,3,4- thiadiazol-2-yl)prop-2enethioate, and reactions of complexation 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazol-2-thione in aqueous solutions of metal salts were thoroughly investigated.

Keywords: 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazole-2-thione, thiol, S-(4-phenyl-5-thioxo-4,5-dihydro-1,3,4- thiadiazol-2-yl)prop-2enethioate.

Introduction. When designing various molecules basic starting compounds with different functional groups may be useful. This is due to the fact that even small structural changes in the molecules of biologically active substances (BAS) can lead to new therapeutic effects. An important BAS group, which have become part of the arsenal of drugs in modern medicine as antimicrobial and other drugs, consists of compounds of 1,3,4-thiadiazole fragments [1]. Among the derivatives of 1,3,4-thiadiazole are well represented as fungicides, herbicides, aphicides, plant growth regulators, antibiotics, flotation and analytical reagents, and others. [2]. The interest to the thiadiazole compounds by many researchers, called, in due course, the emergence of a number of reviews, which to some extent reflected certain aspects of thiadiazoles chemistry, however, since their publication we have a lot of experimental data, requiring further generalization [3]. Further investigation of these structures-leaders for purposeful synthesis of new BASes is promising. This review summarizes data on the study of the synthesis and properties of new derivatives of 1,3,4-thiadiazole, that we have studied over the past 10 years.

5-mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazole-2-thione synthesis. As the starting core for administering different pharmacophoric fragments, we have taken 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazole-2-thione (1) and studied its reactivity in various reactions of nucleophilic and electrophilic addition to various substrates [4,5].

(6)

N

S N

S SH

O NH

NH CH₂=CHC O

,

R

CH₂=CH OR

,

CH₂NH₂

, ,

,

N

O

NH

Модифицирующие субстраты 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тион

This choice of source objects is due to the fact that these compounds, possessing high biological activity, at the same time, will have a highly reactive active sites - carbonyl, aminothiol, ester and other groups [5-8].

Synthesis of the starting substrate, a new thiadiazole derivative of 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4- thiadiazole-2-thione, was carried out by reacting a phenylhydrazine (1) with carbon disulfide in an alkaline medium, followed by acidification of the resulting dithiocarbamate (2) for its cyclization by the following scheme:

The first stage - phenylhydrazine reacting (1) with carbon disulfide in strongly alkaline medium is held by both nitrogen atoms. The resulting double potassium dithiocarbamate (2) was acidified with hydrochloric acid to pH 3-4, the resulting dithiocarbamic acid (3) is immediately destroyed with hydrogen sulphide and cyclization to the final product - 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazole -2-thione (4). The desired product (4) is a crystalline yellow solid with a weak specific smell [4-6].

Acylation of 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazole-2-thione by carboxylic acid chlorides. The presence in the molecule of multiple centers with lone electron pairs - nitrogen and sulfur ring atoms, as well as phenol, thiol and thione groups allows for different chemical modifications, 5-mercapto-3-phenyl- 1,3,4-thiadiazole-2-thione . Most of the reactions of thiols include the type of nucleophilic addition and nucleophilic substitution. The reaction S-alkylation depends on the ability of the thiol-SH groups to dissociation with formation of the thiolates-anions. To increase the nucleophilicity of thiols different alkali catalysts (sodium and potassium hydroxides, triethylamine, sodium ethoxide, pyridine) are often used or it is reacted with a reactive sodium thiolates. In the acylation reaction as acylating agents carboxylic acids, their anhydrides and acylase are used [5,9]. Below are our findings on the study of the reaction of acylation of 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazole-2-thione by various chlorides [10-12].

(7)

R(compound number., %): C6H5 (5, 89), o-BrC6H4 (5, 78), n-CH3C6H5 (7, 82), CH2=CH (8, 71), CH2=C(CH3) (9, 76).

The reactions proceed under mild conditions with exotherm at a temperature 0÷5°C in the presence of a base - triethylamine as an acceptor of evolved hydrogen chloride. The obtained carboxylic acid thiol esters (5-9) are white crystalline materials (7.5) and oils (8.9), soluble in most organic solvents.

In the IR spectra of compounds (5-9) there are observed the characteristic absorption bands of C=O group at 1730-1710 cm^-1, bands group at 1270-850 cm^-1 refers to fluctuations of thiadiazole cycle. In the NMR ¹H spectra all the protons of the compounds (5-9) are shown in weak fields, typical for compounds with phenyl and unsaturated groups, so phenyl protons appear as multiplets in areas 7.04-7.89 ppm, protons (CH₂=C) resonate as a doublet of doublets in 5.82-6.14 ppm

Reactions of nucleophilic addition to the double bond thione acyl derivatives. Acyl derivatives (5-9) are convenient synthons for further modification of their structure. Its structure is interesting because there are several reaction centers for the connection of nucleophilic reagents, as we used quinolizidine alkaloid cytisine, alkaloid pyridine anabasine and some heterocyclic secondary amines - piperidine and morpholine.

On the bases of 5 (acryloylthio)-3-phenyl-1,3,4-thiadiazole-2-thione (8), we studied its interaction with amines and alkaloids. Reactions were carried out in absolute benzene environment under slight heating [10-14].

Using in this reaction of another acyl derivative - 5 (metacryloylthio)-3-phenyl-1,3,4-thiadiazole-2- thione (9) does not lead to the desired results (low yields, difficulty in isolating target substances) at the conditions we have studied. The synthesized compounds (10-13) are white crystalline substances soluble in polar organic solvents. The highest yields of desired products are observed in addition reactions of alkaloid cytisine and morpholine, 91% and 86% respectively.

The composition and structure of the obtained substances are confirmed by elemental analysis and IR and NMR-spectroscopy. The IR spectra of the compounds (8-13) showed absorption bands for C=O group in the 1730-1710 cm^-1, NH groups - 3270-3260 cm^-1. In the PMR spectra of compounds (10-13) protons (amine) of the alkaloid occur in areas specific to them [12-14]. Aromatic ring protons resonate in the weak region of the spectrum as a complex multiplet centered 7.14 ppm. Protons of two methylene groups NH-CH2-CH2, appear as triplets at area of 2.55 ppm and 3.85 ppm.

Oxidative condensation reaction of 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazole-2-thione with amines. Thiols, as alcohols, may easily undergo oxidation [5]. However, oxidation of thiols differs

(8)

sharply from the oxidation of alcohols. Bond dissociation energies in thiols are quite high, but these ties are less strong than that of the O-H and C-O in oxygen equivalents of thiols - alcohols. The structure alkyl groups in alkanethiols, linked to a sulfur atom, has virtually no effect on the bond strength S-H and C S.

Depending on the nature of the oxidant, thiol oxidation products are disulphides R-S-S-R, sulfinic RSO₂H or sulfonic RSO₃H acids [5, 6, 15]. While the actions at mild oxidants such as iodine, bromine, hydrogen peroxide, MnO₃, thiols usually oxidize to disulfides. Strong oxidizers - nitric acid or potassium permanganate - can oxidize thiols to sulfonic acid and sulfates (products of exhaustive oxidation of organic sulfur compounds).

It is suggested that the oxidation of thiols occurs in two stages and leads to the formation of thiyl, sulfinyl radicals, from which the above mentioned compounds are formed [5-7]. With most ease thiols are eoxidized to disulfides:

R–S^-  R–S^+ e^- 2R–S^  R–S–S–R.

The rate of the first reaction depends on the concentration of mercaptide-ion R-S-, and, consequently, for characteristics of reducing properties of thiols, tends to dissociate of their SH-groups (pKSH) are of great importance. The speed of the second reaction-recombination of radicals depends on their structure.

New features in the synthesis of heterocycles, containing dithiol group and, simultaneously, from two sides, the heterocyclic amine scaffolds, is opened by thiols oxidative condensation reaction with amines leading to form bis-carbothioicsulfenamides.

In the literature, there are few data on the oxidative condensation of thiols with various nucleophilic reagents. The first works of a similar nature were carried out in the late 50s, where the authors [5,7]

described the synthesis of some 1,4-piperazine bis-carbo-thioicsulfenamides, which proved to be effective sulfur vulcanization accelerators for natural and synthetic rubbers.

Due to high physiological properties of dithiols it seemed to us interesting to synthesize and comparative study of the biological properties change of character among the disulfide derivatives of 5- mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazole-2-thione [5]. To this end, we carried out the reaction of oxidative condensation of it with different reagents-substrates. Oxidative condensation reaction of 5-mercapto-3- phenyl-1,3,4-thiadiazole-2-thione was carried out in aqueous-alcoholic medium with various soft oxidant - Н₂О₂ (3-30%), J₂ (5-15% alcohol solution) NaNO₂ et al. in a temperature range of 0-50 °C.

For optimization of conditions of the oxidative coupling we studied the reaction of the oxidation of 5- mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazole-2-thione with alcohol solution of iodine. Alcohol solution of iodine dripped from the buret with vigorous stirring until slightly yellow color. The resulting disulfide was washed with ethanol and air dried several times, disulfide yield was 92%. Implementation of this reaction in the presence of amines in the reaction medium leads to the formation of molecules sulfenamides (102- 105), as a result of oxidative coupling.

(9)

When studying the effect of the nature of the oxidant, it was found that the highest yields of the desired products are achieved during the process with a 10% alcohol solution of iodine at the temperature of the reaction mixture 5-15^oC. The yield is also dependent on electronic and spatial features of attachable amine molecules. The highest yields are obtained with benzylamine sulfenamides and the lowest outputs - with pyridine. The synthesized compounds (14-18) are white or yellow tinge crystalline materials which are soluble in polar organic solvents.

In the IR spectra of all synthesized compounds (14-18) there is a moderate intensity band at 3250- 3050 cm^-1, characteristic to the tertiary amine function, absorption bands in the areas at 1510, 1160 and 720 cm^-1 refer to groups C=N, N-N, C-S-C, respectively, identifying thiadiazole cycle. The compounds (18) have an intense band at 1635 cm^-1, characteristic to an amide carbonyl group, and in (15) - medium intensity band at 1120 cm^-1, referred to vibrations of C-O-C-morpholino group cycle. In the NMR spectra of ¹H compounds (14-18) protons of the amine skeleton of alkaloids occur in areas specific to them [5-8].

Proton signals of heterocyclic skeleton of piperidine nucleus in the compound (16) appear as multiplets in the 1.8-2.6 ppm. Protons of morpholine moiety in (15) resonate as two multiplets in the areas of 2.6-2.85 ppm and 3.45-3.64 ppm with coupling constants of 6.3 Hz.

Obtaining complex salts based on 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazole-2-thione. Complex compound of 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazole-2-thione with transition metals remain unstudied and are of great interest in the possibility of using them as medicines possessing pesticidal, antidotal properties. For example, many salts and complexes of thiols are widely used for combating various fungal diseases of crop plants [2,4,5]. As fungicides, in a number of countries zinc ("Ziram"), iron ("Ferro"), and other complexes are quite widely used. Zinc complexes (e.g., drug "Zineb") are particularly effective against various crop pests [5,9, 14].

The high complexing ability of sulfur compounds is connected with the presence of several sulfur atoms, and, especially, its structure, that is, the presence of not shared electron pairs and donor properties.

This leads to the possibility of formation due to the vacant sulfur d-orbitals of strong enough -bonds, including dative with metal ions [15,16]. They form complexes with the elements, ions of which have partially unfilled d-orbitals or filled d-orbitals and low positive charge, or (18+2) electron configuration.

These are mainly ions of the elements that form low-soluble sulfides (hydrogen sulfide and ammonium sulfide group). All this resulted in interest in the synthesis of metal complexes of 5-mercapto-3-phenyl- 1,3,4-thiadiazole-2-thione with ions of heavy metals (Cu, Fe, Co, Ni) in an aqueous medium as follows:

Ме = Ni (19), Fe (20), Cu (21), Co (22)

During the reaction it was established that the studied 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazole-2- thione easily reacts with the heavy metal ions to form complexes. Compounds (19-22) are crystalline

(10)

compounds with high melting point. Outputs of metal complex (19-22) made up of 70 to 85%. The synthesized compounds are crystalline materials which are soluble in chloroform [14,15]. The structure of the synthesized compounds was proved by IR spectroscopy, their composition - by elemental analysis.

Reactions of 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazole-2-thione with α, β unsaturated compounds.

Joining of thiols to compounds having the C=C bond, has long been known and has quite a big difference.

In these reactions it may be involved a wide variety of unsaturated compound types - olefins, dienes and polyenes, reagents which activate the double bond substituents of different nature [2,5-9]. It was studied the attachment of thiols to acrylonitrile, unsaturated carboxylic acids and their esters, vinylpyridine, acrolein and other unsaturated compounds [5,16]. It is known [5,7] that the nature of the substituents in close proximity to the active centers of the molecule affect the reactivity and biological properties of the compounds. The interest, shown by us to reactions of this type, is due to the high practical relevance of received new sulphides, many of the substances of the same class are actively used in the practice of pesticides, antioxidants [5,9].

Reacting of 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazole-2-thione with esters and amides of acrylic acid. In order to study the effect of the substituent nature on the biological activity of 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4- thiadiazole-2-thione derivatives and development of methods for obtaining thioethers formulations it was researched on reacting of 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4 thiadiazole-2-thione with esters and amides of acrylic acid.

CH₂ CH C O OR

S CH₂ CH₂ C O

OR N

S N S SH

N S

(23-26) R = H (23); СН3 (24); i-C3H7 (25); С4Н9 (26)

Synthesis was carried out by Michael scheme in absolute ethyl alcohol environment and heating the reaction mixture to 40-50°C. The reaction proceeds by nucleophilic addition mechanism on β carbon atom of the double bond which is in conjugation with a carbonyl group. Reacting of 5-mercapto-3-phenyl- 1,3,4-thiadiazole-2-thione with acrylamides occurs under conditions similar to the connection of it to esters of acrylic acid in alcoholic medium at a temperature of 45-50°C [10,11,13].

CH₂ CH C O N

S CH₂ CH₂ C O

N N

S N S SH

(27-30) N

S N S

N = -NH₂(27); O N (28); N (29); N

N

O

(30)

The outputs of final products (27-30) in pointed range of amines are reduced due to the lowering of the reactivity of the N-substituted cyclic acrylamides. This is primarily an increase of electron-donor properties of the nitrogen lone pair, which significantly reduces the electron-withdrawing effect of carbonyl oxygen on the π-electrons of the double bond, and also the steric factors of the amide group are in progress. The synthesized compounds (27-30) are crystalline materials which are soluble in polar

(11)

Using X-ray diffraction studies it was established the spatial structure of the molecule of 3-(4-phenyl- 5-thioxo-1,3,4-thiadiazol-2-ylthio)propanamide (27). The general form of the molecule (27) is shown in Fig.

Figure - The spatial structure of the molecule (27)

In the IR spectra of compounds (14-30) it is observed the absorption band at 1640-1635 cm^-1, characteristic for the amide carbonyl group. In the PMR spectra of all compounds (14-30), there is a proton triplet of S-CH₂ group at 3.13-3.28 ppm, protons of CH₂CO- group resonate at 2.78-2.83 ppm, and also as a triplet. When analyzing the PMR spectrum (27) the phenyl ring protons appear as multiplets with absorption area 7.13-7.26 ppm. SCH₂ methylene protons of the acid appear in the form of triplets in the area of 2.25 and Н₁₀ 2.71 ppm with coupling constants J J Н₁₀Н₁₁ 7.5 Hz.

Reacting of 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazole-2-thione with vinyl ethers. Electrophilic addition of thiol compounds to unsaturated electrophilic compounds, the double bond of which is activated by electron-withdrawing substituents, is investigated rather poorly. Reaction with unsaturated acids, their esters, anhydrides, unsaturated ketones and other compounds with a multiple bond can be synthesized by a large number of S-substituted derivatives of thiols. Thiols electrophilic addition to the double bond is often carried out in an acidic medium or in the presence of acidic catalyst (HCl, AlCl₃, SO₂Cl₂) through step of carbocation formation [13,16].

Continuing research on the synthesis of 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazole-2-thione and regularities of the addition reaction to α, β-unsaturated compounds, we have carried out reacting of 5- mercapto-3-phenyl-1,3,4 thiadiazol-2-thione with vinyl ethers. The reaction proceeds under mild conditions at equimolar ratio of the reactants in absolute alcohol with output of 62-70% of the target product.

R = С2Н5 (31); C3H7 (32); С4Н9 (33); C6H5 (34)

In contrast to derivatives of acrylic acid, in this case the connection of 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4- thiadiazole-2-thione occurs at α-carbon atom of the vinyl group by electrophilic addition mechanism.

(12)

Formation of β-derivatives is observed. The resulting compounds are inactive yellow oils, soluble in polar organic solvents. The composition of synthesized new compounds was proved by elemental analysis, and the structure - by IR and NMR-spectroscopy. Currently, the resulting compounds are primary tested for different bioactive species.

Conclusion. In studying the problem of the relationship between molecular structure and their activity, different approaches are used, one of these methods is the chemical modification of the structure of known biologically active compounds with the introduction to the structure of certain pharmacophore fragments. This "symbiosis" of several pharmacophore groups with known activity in a single molecule, can contribute not only to multiple strengthening of their biological action, but also the emergence of new types of biological activity. Synthesis of new derivatives of 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazole-2- thione opens new possibilities for the synthesis of biologically active substances.

REFERENCES

[1] Кulikov M.A., Vorobev Yu.G., Berezyna G.P., Berezyna G.P., Stepanenko V.A. J.Gen.Chem. 2004. 74. 6. P.1031-1034 (in Russ).

[2] Vashkovskiy M.D. Medicinal drugs. М.: Meditsina, 1993. 1. 305-306 (in Russ).

[3] Pandya D., Nair K.B. Indian J.Chem.B. 1996. 35. 7. 745-747 (in Eng.)

[4] Veygand-Chylgetag. Methods of experimental organic chemistry. М.: Chemistry, 1968. 944s (in Eng.).

[5] Zhurinov M.Zh., Gazaliev A.M., Fazylov S.D., Ibraev M.K. Thio derivatives of alkaloids: methods of synthesis, structure and properties. Аlmaty, 2006. 220p (in Russ).

[6] Petrov M.L., Dechain B., Abramov M.A., Abramova I.P., Androsov D.A. J.Org. Chem. 2002. 38. 10. 1563-1571 (in Russ).

[7] Ibraev М.К., Gazaliev A.M., Nuchuly A., Boldachevskiy А.V. Vestnik KazNU. 2005. 2(38). 22-24 (in Russ).

[8] Zhivotova Т.S., Gazaliev A.M., Fazylov S.D., Druk О.V., Rakhmadieva S.B. Abstracts. VIII scientific. school-Conf. in organic chemistry. Казань. 2005. 316 (in Russ).

[9] Koval I.V. Uspechy Chymii. 1993. 62. 8. 813-826 (in Russ).

[10] Zhumakaeva B.D. Science and modernity. 2015. 36. 178-182 (in Russ).

[11] Gazaliev A.M., Fazylov S.D., Ibraev М.К., Nuchuly A., Boldachevskiy А.V. Collection of International scientific- pract. Conf. "Modern problems of organic synthesis, electrochemistry, and catalysis. Karaganda. 2006. 299-303 (in Russ).

[12] Zhumakaeva B.D., Bekenova G.S. Collection of it. nauchno-prakt konf. Conf. "Russia in the XX1 century: Factors and mechanisms of sustainable development. Penza. 2016. 12-16 (in Russ).

[13] Zhumakaeva B.D. Vestnik PSU. 2015. 2. 68-72 (in Russ).

[14] Zhumakaeva B.D. Journal of Chemical science. 2015. 5(36). 41-43 (in Russ).

[15] Кudaibergenova S.Zh., Bitenov S.E., Gazaliev A.M., Blasova L.M. Vestnik КаzNSU. – 2004. 2(34). 37-39.

[16] Chemistry of organic sulfur compounds / Under the editorship of L. I. Belenkov. М.: Chimya. 1998. 258p (in Russ).

(13)

REPORTS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN

ISSN 2224-5227

Volume 2, Number 312 (2017)

УДК 547.94

1С.Д. Фазылов, ¹О.А. Нуркенов, ¹М.К. Ибраев, ¹Б. Д. Жумакаева,

2А.Н. Жакупова, ²А. Нухулы, ³М.Ж. Журинов

1Институт органического синтеза и углехимии РК, Караганда;

2Инновационный Евразийский университет, Павлодар, Казахстан;

3Институт топлива, катализа и электрохимии им. Д.В.Сокольскoго, Алматы

НОВЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ 5-МЕРКАПТО-3-ФЕНИЛ-1,3,4- ТИАДИАЗОЛ-2-ТИОНА. СИНТЕЗ И СТРОЕНИЕ

Аннотация. В работе представлены в обобщенном виде результаты исследования препаративно удобных способов синтеза новых производных 1,3,4-тиадиазола, полученные за последние 10 лет. Приве- дены данные по синтезу 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона взаимодействием фенилгидразина с сероуглеродом в щелочной среде с последующей циклизацией образующегося дитиокарбамата в кислой среде. Рассмотрены реакции синтеза тиоэфиров 1,3,4-тиадиазол-2-тиона путем ацилирования хлорангидри- дами акриловой кислоты. Изучены реакции нуклеофильного взаимодействия различных аминосоединений и 5-(акрилоилтио)-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона. Описаны оптимальные условия реакции окислительной конденсации 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона в водно-спиртовой среде различными мягкими окислителями Н2О2, J2, NaNO2 в водно-спиртовых средах. Рассмотрены результаты реакции нуклеофильного присоединения различных реагентов по двойной связи 5-(акрилоилтио)-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона, а также реакции комплексообразования 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона в водных растворах солей металлов.

Ключевые слова: 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тион, тиол, 5-(акрилоилтио)-3-фенил-1,3,4- тиадиазол-2-тион.

Введение. При конструировании разнообразных молекул могут оказаться полезными базисные исходные соединения с различными функциональными группами. Это связано с тем, что даже небольшие структурные изменения в молекулах биологически активных веществ (БАВ) могут привести к новым терапевтическим эффектам. Важную группу БАВ, которые прочно вошли в арсенал лекарственных средств современной медицины в качестве антимикробных и других препаратов, составляют соединения с 1,3,4-тиадиазоловыми фрагментами [1]. Среди производных 1,3,4-тиадиазола широко представлены также фунгициды, гербициды, афициды, регуляторы роста растений, антибактериальные препараты, флотационные и аналитические реагенты и др. [2].

Интерес, проявляемый к тиадиазоловым соединениям со стороны многих исследователей, вызвал в свое время появление ряда обзорных работ, которые в той или иной степени отражали отдельные аспекты химии тиадиазолов, однако, со времени их опубликования накопилось много экспери- ментальных данных, требующих дальнейшего обобщения [3]. Дальнейшие исследования таких структур-лидеров для целенаправленного синтеза новых БАВ является перспективным. В настоящем обзоре обобщены данные по изучению синтеза и свойств новых производных 1,3,4- тиадиазола, изученные нами за последние 10 лет.

Синтез 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона. В качестве исходного остова для введения различных фармакофорных фрагментов нами взят 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол- 2-тион (1) и изучена его реакционная способность в различных реакциях нуклеофильного и электрофильного присоединения с различными субстратами [4,5].

(14)

N

S N

S SH

O NH

NH CH₂=CHC O

,

R

CH₂=CH OR

,

CH₂NH₂

, ,

,

N

O

NH

Модифицирующие субстраты 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тион

Такой выбор исходных объектов объясняется тем, что данные соединения, обладая высокой биологической активностью, в то же время будут иметь высокореакционные активные центры – карбонильные, аминотиольные, сложноэфирные и другие группы [5-8].

Синтез исходного субстрата, нового тиадиазолового производного – 5-меркапто-3-фенил- 1,3,4-тиадиазол-2-тиона, осуществлялся взаимодействием фенилгидразина (1) с сероуглеродом в щелочной среде, с последующим подкислением, образующегося дитиокарбамата (2) для его циклизации по следующей схеме

Первая стадия – взаимодействие фенилгидразина (1) с сероуглеродом проходит в сильноще- лочной среде по обоим атомам азота. Полученный двойной дитиокарбамат калия (2) подкисляли соляной кислотой до рН 3-4, образующаяся при этом дитиокарбаминовая кислота (3) сразу же разрушается с выделением сероводорода и циклизацией до конечного продукта – 5-меркапто-3- фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона (4). Целевой продукт (4) представляет собой кристаллическое вещество желтого цвета со слабым специфическим запахом [4-6].

Ацилирование 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона хлорангидридами карбоно- вых кислот. Присутствие в молекуле нескольких центров с неподеленными электронными парами – атомов азота и серы в цикле, а также фенольной, тионной и тиольной групп, позволяет проводить различную химическую модификацию, 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона. Большая часть реакций тиолов относятся к типу нуклеофильного присоединения и нуклеофильного замещения. Протекание реакции S-алкилирования зависит от способности тиольной SН-группы к диссоциации с образованием тиолят-анионов. Для увеличения нуклеофильности тиолов часто используют различные щелочные катализаторы (гидроксиды натрия и калия, триэтиламин, этилат натрия, пиридин), либо проводят реакцию с более реакционно-способными тиолатами натрия. В реакциях ацилирования в качестве ацилирующих агентов используют карбоновые кислоты, их ангидриды и ацилазы [5,9]. Ниже представлены полученные нами данные по изученным реакциям ацилирования 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона различными хлорангидридами [10-12].

(15)

R(номер соед., %): C6H5 (5, 89), o-BrC6H4 (5, 78), n-CH3C6H5 (7, 82), CH2=CH (8, 71), CH2=C(CH3) (9, 76).

Реакции протекают в мягких условиях с экзотермическим эффектом при температуре -5÷0°С в присутствии основания – триэтиламина, в качестве акцептора выделяющегося хлороводорода.

Полученные тиоловые эфиры карбоновых кислот (5-9) представляют собой белые кристаллические вещества (5-7) или масла (8,9), растворимые в большинстве органических растворителей.

В ИК-спектрах соединений (5-9) наблюдаются характерные полосы поглощения для С=О- группы при 1730-1710 см^-1, группа полос при 1270-850 см^-1 относится к колебаниям тиадиазолового цикла. В спектрах ЯМР ¹Н все протоны соединений (5-9) проявляются в области слабых полей, характерных для соединений с фенильными и непредельными группами, так фенильные протоны проявляются в виде мультиплетов в областях 7,04-7,89 м.д., протоны (СН₂=С) резонируют в виде дублета дублетов в области 5,82-6,14 м.д.

Реакции нуклеофильного присоединения по двойной связи ацилпроизводных тиона.

Ацилпроизводные (5-9) являются удобными синтонами для дальнейшей модификации их структуры. Его структура интересна тем, что имеется несколько реакционных центров для присоединения нуклеофильных реагентов, в качестве которых мы использовали хинолизидиновый алкалоид цитизин, пиридиновый алкалоид анабазин, а также некоторые гетероциклические вторичные амины - пиперидин и морфолин.

На примере 5-(акрилоилтио)-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона (8) нами изучено его взаимодействие с алкалоидами и аминами. Реакции проводились в среде абсолютного бензола при слабом нагревании [10-14].

Использование в этой реакции другого ацилпроизводного – 5-(метакрилоилтио)-3-фенил-1,3,4- тиадиазол-2-тиона (9) не приводило к желаемым результатам (низкие выходы, трудность выде- ления целевых веществ) в изученных нами условиях. Синтезированные соединения (10-13) представляют собой белые кристаллические вещества, растворимые в полярных органических растворителях. Наибольшие выходы целевых продуктов наблюдаются в реакциях присоединения алкалоида цитизина и морфолина, 91% и 86% соответственно.

Состав и строение полученных веществ подтверждены данными элементного анализа и ИК- и ПМР-спектроскопии. В ИК спектрах соединений (8-13) наблюдаются полосы поглощения для С=О группы в области 1730-1710 см^-1, NH группы – 3270-3260 см^-1. В спектрах ПМР соединений (10-13)

(16)

протоны (аминной) алкалоидной части проявляются в характерных для них областях [12-14].

Протоны ароматического кольца резонируют в слабой области спектра в виде сложного мультиплета с центром 7,14 м.д. Протоны двух метиленовых групп NH–CH₂–CH₂, проявляются в виде триплетов в области 2,55 м.д. и 3,85 м.д.

Реакции окислительной конденсации 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона с аминами. Тиолы, как и спирты могут легко подвергаться окислению [5]. Однако окисление тиолов резко отличается от окисления спиртов. Энергии диссоциации связей в тиолах достаточно высоки, однако эти связи менее прочны, чем связи О-Н и С-О в кислородных аналогах тиолов – спиртов. В алкантиолах строение алкильных групп, связанных с атомом серы, практически не влияет на прочность связей S-Н и С- S. В зависимости от природы окислителя продуктами окисления тиолов являются дисульфиды R-S-S-R, сульфиновые RSO₂H или сульфоновые RSO₃H кислоты [5, 6, 15].

При действии мягких окислителей, таких как йод, бром, пероксид водорода, МnО₃, тиолы обычно окисляются до дисульфидов. Сильные окислители – азотная кислота или перманганат калия – могут окислять тиолы до сульфоновых кислот и сульфатов (продуктов исчерпывающего окисления органических соединений серы).

Высказано предположение, что окисление тиолов протекает в две стадии и приводит к образованию тиильных, сульфинильных радикалов, из которых и образуются выше- указанные соединения [5-7]. С наибольшей легкостью тиолы окисляются до дисульфидов:

R–S^-  R–S^+ e^- 2R–S^  R–S–S–R.

Скорость первой реакции зависит от концентрации меркаптид-иона R–S^- и, следовательно, для характеристики восстановительных свойств тиолов большое значение имеет склонность к диссоциации их SH-групп (рК_SH). Скорость второй реакции -рекомбинации радикалов, зависит от их строения. Новые возможности в синтезе гетероциклов, содержащих дитиовую группу и одновременно с двух сторон аминные гетероциклические каркасы, открывает реакция окислитель- ной конденсации тиолов с аминами, приводящая к образованию бис-карботиосульфенамидов.

В литературе мало данных по окислительной конденсации тиолов с различными нуклеофиль- ными реагентами. Первые работы аналогичного характера проведены в конце 50-х годов, где авторами [5,7] описаны синтезы некоторых 1,4-пиперазин-бис-карботиосульфенамидов, которые оказались эффективными ускорителями серной вулканизации для натурального и синтетического каучуков.

В связи с высокими физиологическими свойствами дитиолов нам представлялось интересным осуществить синтез и сравнительное изучение характера изменения биологических свойств среди дисульфидных производных 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона [5]. C этой целью нами осуществлена реакция окислительной конденсации его с различными реагентами-субстратами.

Реакцию окислительной конденсации 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона проводили в водно-спиртовой среде различными мягкими окислителями – Н₂О₂ (3-30%), J₂ (5-15% спиртовой раствор), NaNO₂ и др. в интервале температур 0-50 ^оС.

Для отработки условий окислительного сочетания нами изучена реакция окисления 5- меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона спиртовым раствором йода. Спиртовый раствор йода прокапывался из бюретки при интенсивном перемешивании до появления слабо желтого окрашивания. Образовавшийся дисульфид промывался несколько раз этанолом и высушили на

(17)

реакционной среде молекул аминов приводит к образованию сульфенамидов (102-105) в результате их окислительного сочетания.

При изучении влияния природы окислителя установлено, что наиболее высокие выходы целевых продуктов достигается при проведении процесса 10%-ным спиртовым раствором йода при температуре реакционной смеси 5-15^оС. Выходы конечных продуктов зависят также от электронных и пространственных особенностей присоединяемой молекулы амина. Наибольшие выходы сульфенамидов получены с бензиламином, а наименьшие выходы – с пиридином.

Синтезированные соединения (14-18) представляют собой белые или с желтым оттенком кристаллические вещества, растворимые в полярных органических растворителях.

В ИК-спектрах всех синтезированных соединений (14-18) присутствует полоса средней интенсивности при 3250-3050 см^-1, характерная третичной аминофункции, полосы поглощения в областях при 1510, 1160 и 720 см^-1 относятся к группам C=N, N–N, C–S–C соответственно, идентифицирующие тиадиазоловый цикл. В соединении (18) имеется интенсивная полоса при 1635 см^-1, характерная для карбонильной амидной группы, а в (15) – полоса средней интенсивности при 1120 см^-1, отнесенная к колебаниям С–О–С-группы морфолинового цикла. В спектрах ЯМР ¹Н соединений (14-18) протоны аминного каркаса алкалоидов проявляются в характерных для них областях [5-8]. Сигналы протонов гетероциклического каркаса пиперидинового ядра в соединении (16) проявляются в виде мультиплета в области 1,8-2,6 м.д. Протоны морфолинового фрагмента в (15) резонируют в виде двух мультиплетов в областях 2,6-2,85 м.д. и 3,45-3,64 м.д. с КССВ 6,3 Гц.

Получение комплексных солей на основе 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона.

Комплексные соединения 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона с переходными металлами до сих пор остаются неизученными и представляют большой интерес возможностью использования их в качестве препаратов, обладающих пестицидными, антидотными свойствами.

Например, многие соли и комплексы тиолов широко применяются для борьбы с различными грибковыми болезнями сельскохозяйственных растений [2,4,5]. В качестве фунгицидных средств достаточно широкое применение в ряде стран нашли цинковая («цирам»), железная («феррам») и др. комплексы. Особенно эффективны в отношении различных вредителей сельскохозяйственных культур цинковые комплексы (например, препарат «цинеб») [5,9, 14].

Высокая комплексообразующая способность серосодержащих соединений связана с наличием нескольких атомов серы и особенностью ее строения, то есть наличием неподеленных электронных пар и донорными свойствами. Это обуславливает возможность образования ими за счет вакантных d-орбиталей серы достаточно прочных -связей, в том числе и дативных с ионами металлов [15,16]. Они образуют комплексы с элементами, ионы которых имеют частично незаполненные d-орбитали или заполненные d-орбитали и низкий положительный заряд, или (18+2)-электронную конфигурацию. Это, главным образом, ионы элементов, образующие малорастворимые сульфиды (группа сероводорода и сульфида аммония). Все это обусловило интерес к синтезу металлокомплексов 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона с ионами тяжелых металлов (Cu, Fe, Co, Ni) в водной среде по следующей схеме:

(18)

Ме = Ni (19), Fe (20), Cu (21), Co (22)

В ходе реакции установлено, что изучаемый 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тион легко вступает в реакции с ионами тяжелых металлов, с образованием комплексных соединений.

Соединения (19-22) представляют собой кристаллические соединения с высокой температурой плавления. Выходы металлокомплексов (19-22) составили от 70 до 85 %. Синтезированные соединения представляют собой кристаллические вещества, растворимые в хлороформе [14,15].

Строение синтезированных соединений доказаны данными ИК-спектроскопии, их состав – элементным анализом.

Реакции 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона с α,β-непредельными соединениями. Присоединение тиолов к соединениям, имеющим связь С=С, известно давно и имеют довольно большое значение. В эти реакции могут быть вовлечены непредельные соединения самых разнообразных типов – олефины, диены и полиены, реагенты, в которых двойная связь активирована заместителями различной природы [2,5-9]. Изучено присоединение тиолов к акрилонитрилу ненасыщенным карбоновым кислотам и их эфирам, винилпиридинам, акролеину и др. непредельным соединениям [5,16]. Известно [5,7] также, что на реакционную способность и биологические свойства соединений влияет природа заместителей, находящихся в непосредственной близости с активными центрами молекулы. Интерес, проявляемый нами к реакциям этого типа, объясняется большой практической значимостью получаемых новых сульфидов, многие из веществ аналогичного класса являются активно используемыми в практике пестицидами, антиоксидантами [5,9].

Взаимодействие 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона с эфирами и амидами акриловой кислоты. С целью изучения влияния природы заместителя на изменение биологической активности производных 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона и разработки препаративных методов получения тиоэфиров изучено взаимодействие 5-меркапто-3-фенил-1,3,4- тиадиазол-2-тиона с эфирами и амидами акриловой кислоты.

CH₂ CH C O OR

S CH₂ CH₂ C O

OR N

S N S SH

N S

(23-26) R = H (23); СН3 (24); i-C3H7 (25); С4Н9 (26)

Синтез проводили по схеме Михаэля в среде абсолютного этилового спирта и нагревании

о

(19)

по β-углеродному атому двойной связи, находящегося в сопряжении с карбонильной группой.

Взаимодействие 5-меркапто-3-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-тиона с акриламидами протекает в условиях, аналогичных присоединению его к эфирам акриловой кислоты в спиртовой среде при температуре 45-50^оС [10,11,13].

CH₂ CH C O N

S CH₂ CH₂ C O

N N

S N S SH

(27-30) N

S N S

N = -NH₂(27); O N (28); N (29); N

N

O

(30)

Выходы конечных продуктов (27-30) в указанном ряду аминов снижаются, что связано с понижением реакционной способности N-замещенных циклических акриламидов. Это прежде всего повышение электронодонорных свойств неподеленной пары азота, которая существенно понижает электроноакцепторное влияние карбонильного кислорода на π-электроны двойной связи, а также имеет место стерические факторы объемной амидной группы. Синтезированные соединения (27-30) представляют собой кристаллические вещества, растворимые в полярных органических растворителях.

С помощью рентгеноструктурного исследования установлено пространственное строение молекулы 3-(4-фенил-5-тиоксо-1,3,4-тиадиазол-2-илтио)пропанамид (27). Общий вид молекулы (27) приведен на рисунке.

Рисунок - Пространственное строение молекулы (27)

В ИК-спектрах соединений (14-30) наблюдается полоса поглощения в области 1640-1635 см^-1, характерная для амидной карбонильной группы. В спектрах ПМР всех соединений (14-30) имеется триплет протонов S-СН2 группы при 3,13-3,28 м.д., протоны СН2СО-группы резонируют при 2,78- 2,83 м.д. также в виде триплета. При анализе спектра ПМР (27) протоны фенильного кольца проявляются в виде мультиплета с областью поглощения 7,13-7,26 м.д. Метиленовые протоны