Синтез и свойства 4-замещенных 5Н-123-дитиазолов (стр. 7 из 26)
Схема 96
Обработка дитиазолона 30 эфирами α,β-ненасыщенных β-аминокислот в диметилсульфоксиде при 120 °С приводит к смеси ненасыщенных тиоцианатов 194 и тиазолино-2-онам 195,[88] причем тиоцианаты являются основными продуктами реакции (Схема 97).
Схема 97
Образование этих соединений может начинаться с нуклеофильной атаки енаминного атома углерода по атому S-1 дитиазолона 30, с последующим выделением атома серы и хлористого водорода и образованием продукта 196, который может давать, как тиоцианат 194, через внутримолекулярную перегруппировку с элиминированием окиси углерода, так и тиазолинон 195, реакцией циклизации с потерей молекулы синильной кислоты (Схема 98).[88]
Примечательно, что ход реакции существенным образом зависит от применяемого растворителя; так, при проведении реакции енаминов 197 с дитиазолоном 30 в кипящем тетрагидрофуране одними из основных продуктов становятся 1,4-тиазины 198.[88]
Схема 98
1.2.3 Реакции 1,2,3-дитиазол-5-тионов
4-Хлор-5Н-1,2,3-дитиазол-5-тион 36 реагирует с бромом, образуя бромид 5-бромсульфанил-4-хлор-1,2,3-дитиазолия 199 (Схема 99).[32] Структура этой соли, относительно стабильной при комнатной температуре в инертной атмосфере, но переходящей при стоянии на воздухе обратно в тион 36, была доказана с помощью спектральных данных и элементным анализом, а также реакцией с малононитрилом, приводящей с илиденовому производному 42.
Схема 99
Окисление тиона 36 м-хлорнадбензойной кислотой в охлажденном хлористом метилене приводит к тионоксиду 200 с 81%-ным выходом (Схема 100).[31] Сульфин 200 легко гидролизуется серной кислотой в этаноле, давая дитиазолон 30.
Схема 100
Взаимодействие тиона 36 с первичными и вторичными алкиламинами приводит, соответственно, к моно- и диалкилцианотиоформамидам 201 с выходами от средних до высоких.[89] Предлагаются два возможных механизма образования соединений 201: путем нуклеофильной атаки алкиламина либо по атому углерода С-5, либо по атому серы S-2 гетероцикла, с последующим элиминированием молекул S2 и HCl (Схема 10). Какой из механизмов более вероятен не сообщается.[89]
Схема 101
Реакция тиона 36 с эфирами 3-алкил(арил)-3-амино-2-акриловой кислоты 202 в присутствии пиридина приводит к смеси дициановинилсульфанил- 203 и дисульфанил- 204 производным, как правило, со средними выходами (Схема 102).[90] Описан сложный механизм образования этих соединений, включающий нуклеофильную атаку по атомам S-1 и S-2 гетероцикла с последующей димеризацией образующихся частиц.
Схема 102
1.2.4 Реакции 5-алкилиден-5Н-1,2,3-дитиазолов
Показано, что дицианометилендитиазол 42 реагирует с соединениями, содержащими хлорид-анион, образуя 3-хлор-4,5-дицианизотиазол 205.[30] Соответствующее бромпроизводное 206 получается в реакции дитиазола 42 с бромистоводородной кислотой (Схема 103).[32]
Схема 103
Образование изотиазольного цикла очевидно происходит через атаку иминного атома азота промежуточно образующегося имидоил бромида 207, по атому S-1 1,2,3-дитиазольного цикла.[32]
Разложение илиденового производного 208, полученного из соли Аппеля и 3-аминокротононитрила 209, протекает с образованием пяти продуктов различного строения: дицианизотиазола 210 (40%), двух илиденодитиазолов 211 (8%) и 212 (5%), продукта хлорирования исходного соединения 213 и 2,3,5-трициан-4,6-диметилпиридина 214 (20%) (Схема 104).[51]
Схема 104
Авторы предполагают, что самый необычный из продуктов реакции – пиридин 214 образуется в результате присоединения второй молекулы енамина 209 к илидену 208, с последующей циклизацией в пиридиновый цикл с элиминированием молекул S2, HCl и NH3.
Дитиазол 215 также неустойчив при комнатной температуре и перегруппировывается при стоянии в течение ночи в бензотиофенон 216 (89%) с выделением серы и хлористого водорода (Схема 105).[30] Эта реакция представляет собой новый путь конструирования тиофенового цикла, а ее легкость объясняется высокой стабильностью бензотиофеновой системы и нитрильной группы.
Схема 105
Реакция илидена 42 с трифенилфосфином приводит к 3Н-пирроло-3-илиденофосфорану 217 с выходом 24%; структура этого соединения была подтверждена с помощью рентгеноструктурного анализа (Схема 106).[91] Сложный механизм его образования, включающий первичную атаку трифенилфосфина на атом серы S-2 1,2,3-дитиазольного цикла, приведен в статье.
Схема 106
Кипячение 1,2,3-дитиазола 218 в течение короткого времени в диметилформамиде приводит к триазолу 219 (Схема 107).[34] Возможный механизм этого необычного превращения включает в себя реакцию дитиазола с диметиламином, который образуется из ДМФА при нагревании. Структура триазола 219 доказана с помощью рентгеноструктурного анализа.
Схема 107
Реакция эфиров (4-хлор-5Н-1,2,3-дитиазол-5-илиден)циануксусных кислот 220 с первичными и вторичными аминами приводит к эфирам (Z)-3-алкиламино-2,3-дицианакриловых кислот 221 с выходами от средних до высоких (Схема 108).[92] Образование этих соединений может быть объяснено нуклеофильной атакой алкиламина по атому углерода С-5 дитиазольного цикла, с выделением S2 и HCl и образованием устойчивой нитрильной группы.
Схема 108
Поведение трифторацетилиденовых производных 1,2,3-дитиазолов 222 в реакциях с алкиламинами существенно отличается от вышеприведенной реакции. Так, первичные амины образуют гидроиминопирролы 223 (22-55%), а вторичные – дигидроиминофураны 224 (18-62%) (Схема 109).[92] Впрочем, цианенаминокетоны 225, аналогичные соединениям 221, предполагаются в качестве ключевых промежуточных соединений в синтезе этих гетероциклов.
Схема 109
Образование пиррольного кольца из 1,2,3-дитиазольного цикла наблюдалось и из дицианометиленового производного 42 в его реакции с избытком морфолина;[91] после одночасового кипячения 4-циан-2,5-диморфолино-3Н-пиррол-3-тион 225 был выделен с 31%-ным выходом (Схема 110).
Схема 110
Реакция илидена 226, полученного из соли Аппеля 1а и кислоты Мелдрума, с первичными аминами останавливается на стадии образования (алкиламино)цианометилидена 227 (Схема 111).[93] Этилендиамин и другие диамины дают в этих условиях имидазолидин-2-илидены 228, как результат замещения нитрильной группы на аминогруппу диамина.
Схема 111
Взаимодействие азометиновых производных 1,2,3-дитиазола 229 с этилендиамином приводит к дигидроимидазолам 230, аналогичных структурам 228 (Схема 112).[34]
Схема 112
1.2.5 Реакции конденсированных 1,2,3-дитиазолов
Соли Герца 231, содержащие атомы хлора в 6-положении бицикла, реагируют с динитрилом малоновой кислоты с образованием глубоко окрашенных илиденов 232 с выходами от средних до низких (Схема 113).[94] Реакция, хотя и является общей для всех исследованных солей Герца, но осложняется рядом побочных процессов, продукты которых были выделены в ряде случаев.
Схема 113
Хлорированные циклопента-1,2,3-дитиазолы могут легко замещать атомы хлора на аминный остаток. Так, 8-хлоринденодитиазол 233 реагирует с морфолином и пирролидином в тетрагидрофуране (Схема 114).[35] Однако, выходы соответствующих производных 234 невелики (14 и 42%, соответственно), по-видимому, из-за недостаточной активированности атома хлора в этом соединении.
Схема 114
Более активированный атом хлора в положении 5 в 5,6-дихлор-4-цианоциклопента-1,2,3-дитиазоле 61 легко замещается под действием морфолина или ароматических аминов (Схема 115).[43] Селективность этих реакций (замещение только в положение 5) обясняется активацией этого атома хлора вицинальной нитрильной группой дитиазола.
