Монотиооксамиды в органическом синтезе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.03, кандидат химических наук Косарев, Сергей Александрович

• Косарев, Сергей Александрович
• кандидат химических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат химических наук Косарев, Сергей Александрович

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. Реакции тиоамидной группы с iV-нуклеофилами (литературный обзор)

1.1. Строение монотиооксамидов

1.2. Реакции монотиооксамидов с аминами

1.3. Взаимодействие тиоамидов с iV-нуклеофилами

1.3.1. Взаимодействие тиоамидов с аммиаком, первичными и вторичными аминами

1.3.2. Взаимодействие тиоамидов с третичными аминами

1.3.3. Образование циклических продуктов при взаимодействии тиоамидов с диаминами

1.3.4. Взаимодействие тиоамидов с гидроксиламином

1.3.5. Взаимодействие тиоамидов с гидразинами и гидразидами

I.3.7. Взаимодействие тиоамидов с органическими и неорганическими азидами

Глава II. Синтез производных щавелевой кислоты и гетаренкарбоксамидов на основе

продуктов взаимодействия монотиооксамидов с iV-нуклеофилами (обсуждение результатов)

II. 1. Синтез исходных монотиооксамидов

II.2. Взаимодействие монотиооксамидов с аминами

II. 3. Взаимодействие монотиооксамидов с гидразидами

II.4. Синтез карбамоиламидоксимов

II. 5. Установление строения монотиооксамидов

11.6. Синтез 3-карбамоил-1,2,4-оксадиазолов и изучение их взаимодействия с нуклеофилами

11.7. Синтез карбамоилгидроксимоилхлоридов

11.8. Взаимодействие гидроксимоилхлоридов с нуклеофилами

11.8.1. Синтез производных щавелевой кислоты

11.8.2. Синтез гетаренкарбоксамидов

II.9. Испытание карбамоиламидоксимов на биологическую активность

Глава III. Экспериментальная часть

III. 1. Взаимодействие N(0) -арилтиооксамидов с первичными и вторичными аминами

111.2. Взаимодействие Л^О^-арилтиооксамидов с метиламином

111.3. Взаимодействие Л^С^-арилтиооксамидов с этилендиамином

111.4. Взаимодействие монотиооксамидов с 1,3-диаминопропаном

III. 5. Взаимодействие хлорацетамидов с этилендиамином и элементной серой

111.6. Взаимодействие ТУ^-арилтиооксамидов с гидразидами

111.7. Взаимодействие N(0)-арилтиооксамидов с гидроксиламином

III. 8. Взаимодействие карбамоиламидоксимов с хлорангидридами кислот

111.9. Взаимодействие 3-карбамоил-1,2,4-оксадиазолов с аминами

111.10. Взаимодействие карбамоиламидоксимов с нитритом натрия в присутствии соляной кислоты

III. 11. Взаимодействие карбамоиламидоксимов с нитритом натрия в присутствии уксусной

кислоты

III. 12. Взаимодействие карбамоиламидоксимов с нитритом натрия в присутствии серной

кислоты

III. 13. Взаимодействие карбамоилгидроксимоилхлоридов с нуклеофилами

IV. ВЫВОДЫ

V. Список литературы

VI. Приложение

Выражаю искреннюю благодарность моему научному руководителю, доктору химических наук Владимиру Николаевичу Яровенко за предоставленную возможность работать над интересной темой, постоянное внимание, ценные советы и помощь при выполнении диссертационной работы. Сердечно благодарю также кандидата химических наук Игоря Викторовича Заварзина за ценные советы, помощь и поддержку.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Монотиооксамиды в органическом синтезе»

ВВЕДЕНИЕ

Монотиооксамиды, содержащие в одной молекуле амидный и тиоамидный фрагменты, обладают большими потенциальными синтетическими возможностями. Подходы, основанные на превращениях амидной и тиоамидной групп, перспективны для получения разнообразных соединений, в том числе гетероциклических структур. Исследование особенностей поведения амидной и тиоамидной групп монотиооксамидов также представляет несомненный теоретический интерес.

Однако до настоящего времени химия монотиооксамидов практически не была изучена в основном из-за отсутствия удобного метода их получения. Недавно в лаборатории гетероциклических соединений ИОХ РАН был разработан удобный общий способ синтеза монотиооксамидов, заключающийся во взаимодействии доступных хлорацетамидов с раствором элементной серы в аминах. Это позволило нам приступить к систематическому исследованию реакционной способности монотиооксамидов.

В настоящей работе изучена возможность проведения селективных реакций тиоамидного фрагмента монотиооксамидов с /V-нуклеофилами с целью создания простых методов синтеза различных труднодоступных производных щавелевой кислоты и гетаренкарбоксамидов. Данный подход позволил синтезировать широкий ряд различных гетероциклических соединений (фуроксанов, изоксазолов, изоксазолинов, 1,2,4- и 1,3,4-оксадиазолов, 1,2,4-триазолов, 1,4,2-оксатиазолов, имидазолинов, тетразолов, 1,4,5,6-тетрагидропиримидинов), содержащих карбамоильную группу, которые могут представить интерес в синтезе лекарственных веществ и пестицидов.

Диссертация выполнена в соответствии с планом НИР ИОХ РАН по теме № 7 "Изучение основных закономерностей образования гетероциклов, их реакционной способности и практически полезных свойств" (Гос. per. № 01870090351).

Заключение диссертации по теме «Органическая химия», Косарев, Сергей Александрович

ВЫВОДЫ

1. Проведено систематическое изучение взаимодействия монотиооксамидов с Ы-нуклеофилами.

2. Предложен способ синтеза 2-карбамоилимидазолинов заключающийся во взаимодействии хлорацетамидов с диаминами и элементной серой.

3. Показана возможность получения 3-карбамоил-1,2,4-триазолов реакцией монотиооксамидов с гидразидами кислот.

4. Разработан общий подход к синтезу карбамоиламидоксимов на основе реакции А^-замещенных монотиооксамидов с ИНгОИ.

5. Предложен метод получения различных производных 3-карбамоил-1,2,4-оксадиазолов гетероциклизацией соответствующих карбамоиламидоксимов.

6. Разработан способ синтеза бис-карбамоилфуроксанов, заключающийся в нитрозировании карбамоиламидоксимов нитритом натрия в присутствии серной кислоты.

7. Предложен общий способ получения карбамоилгидроксимоилхлоридов состоящий в нитрозировании амидоксимов нитритом натрия в присутствии соляной кислоты.

8. На основе карбамоилгидроксимоилхлоридов синтезирован ряд труднодоступных производных щавелевой кислоты и гетаренкарбоксамидов, таких как 2-карбамоилизоксазолы, 2-карбамоилизоксазолины, 2-карбамоил-1,3,4-оксадиазолы, 3 -карбамоил-1,4,2-оксатиазолы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Косарев, Сергей Александрович, 1998 год

Список литературы

1. Н. Takahata, Yakugaku Кепкуи по Shinpo, 1989, 5, 35; (Chem. Abstr., 1989, 111, 115066d).

2. Y. Tamara, Kagaku no Ryoiki, 1980, 34, 191; (Chem. Abstr., 1980, 93, 25350x).

3. W. Walter, J. Voss, Org. Compd. Sulfur, Selenium, Tellurium, 1979, 5, 139; (Chem. Abstr., 1980, 92, 93473u).

4. H. Singh, J. Indian. Chem. Soc., 1979, 56, 545; (Chem. Abstr., 1980, 92, 76325e).

5. S. McKenzie, Org. Compd. Sulfur, Selenium, Tellurium, 1970,1, ch. 5.

6. F. Duus, Org. Compd. Sulfur, Selenium, Tellurium, 1973,2, ch.4.

7. F. Duus, Org. Compd. Sulfur, Selenium, Tellurium, 1975, 3, ch.5.

8. R. N. Hurd, G. DeLaMater, Chem. Rev., 1961, 61, 45.

9. A. Schobler, A. Wagner, Metoden der Organischen Chemie, ed. Miller, Houben -Weyl, Berlin, 1955, 9, 762.

10. W. Walter, K. Bode,Angew. Chem., 1966, 78, 597.

11. К. А. Петров, Л. H. Андреев, Успехи химии, 1971, 40,1020.

12. М. М. Краюшкин, JI. Г. Воронцова, М. Г. Курелла, И. В. Заварзин, В. Н. Яровенко, Изв. АН. Сер хим, 1996, 2, 485.

13. Н. W. Roesky, Н. Hofmann, М. Noltemeyer, G. М. Sheldrick, Z. Naturforsch., 1985, В40,124.

14. G. Adiwidjaja, J. Voss, Chem. Ber., 1977,110, 1159.

15. F. H. Allen, O. Kennard, D. G. Watson, L. Brammer, A. G. Orpen, R. Taylor, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2, 1987,12, si.

16. R. E. Carter, J. Sandstrom, J. Phys. Chem., 1972, 76, 642.

17. B. Persson, J. Sandstrom, Acta Chem. Scand., 1964,18, 1059.

18. R. P. Welcher, M. E. Castellion, V. P. Wystrach, J. Am. Chem. Soc., 1959, 81, 2543.

19. Y. Yuan, D. Sun, K. Chem, Z. Lu, Chin. Chem. Lett., 1993, 4(5), 379.

20. W. Thiel, Z. Chem., 1990, 30, 365.

21. A. Bernthsen, Ann., 1876,184, 321.

22. A. Bernthsen, ,4 wj., 1878,192, 1.

23. A. Bernthsen, Ber., 1876, 9, 429.

24. A. Bernthsen, Ann., 1876,184, 348.

25. H. Leo, Ber., 1877., 10, 2133.

26. E. P. Papadopoulos, J. Org. Chem., 1973, 38, 667.

27. E. P. Papadopoulos, J. Org. Chem., 1974, 39, 2540.

28. D. F. Bushey, F. C. Hoover, J. Org. Chem., 1980, 45, 4198.

29. M. A. Tong, G. Papandreou, B. Ganem, J. Am. Chem. Soc., 1990,112, 6137.

30. B. Ganem, G. Papandreou, J. Am. Chem. Soc., 1991,113, 8984.

31. G. Papandreou, M. A. Tong, B. Ganem, J. Am. Chem. Soc., 1993,115, 11628.

32. G. R. Pettit, L. R. Garson, Can. J. Chem., 1965, 43, 2640.

33. S. Knapp, Y. H. Choe, Tetr. Lett., 1993, 34, 4443.

34. F. Micheel, Z. Kraeminski, W. Himmelmann, A. Kuhlkamp, Ann., 1952, 575, 90.

35. A. H. Cook, I. M. Heilborn, K. I. Reed, J. Chem. Soc., 1945, 182.

36. T. Hino, M. Nakagawa, T. Hashizume, N. Yamaji, Y. Miwa, K. Tsuneoka, S. Akaboshi, Tetrahedron, 1971,27, 775.

37. M. Avalos, R. Babiano, P. Cintas, C. J. Duran, J. L. Jimenez, J. C. Palacios, Tetrahedron, 1995, 51, 8043.

38. K. R. Nivalkar, S. H. Mashraqui, Synth. Commun., 1996, 26, 3535.

39. J. Zoltewicz, T. W. Sharpless, J. Org. Chem., 1967, 32, 2681.

40. Raffo M., Rossi G., Gazz. Chim. Ital., 1914, 44, 104.

41. G. Forssel, Ber., 1891, 24, 1846.

42. H. Lehr, H. Erlenmeyer, Helv. Chim. Acta, 1944, 27,489.

43. G. Levesque, J. C. Gressier, M. Proust, Synthesis, 1981,12, 963.

44. И. А. Поплавская, P. Г. Курмангалиева, Химия амидоксимов, Алма-Ата: Наука, 1988,10.

45. F. Eloy, R. Lenaers, Chem. Rev., 1962, 62, 157.

46. L. Stephenson, W. K. Warburton, M. J. Wilson, J. Chem. Soc. (C), 1969, 6, 861.

47. Германский патент, DE Pat. 2222464; (Chem abstr., 1976, 78, 58401h).

48. A. F. Holleman, Ree. Trav. Chim., 1893,12, 290.

49. F. Ephraim, Ber., 1889, 22, 2305.

50. B. George, E. P. Papadopoulos, J. Org. Chem., 1976,41, 3233.

51. J. A. Junnghahn, Ber., 1898, 31, 312.

52. M. Santus, Acta Pol. Pharm., 1993, 50,183; {Chem. Abstr., 1994,121, 83292n).

53. А. Д. Грабенко, Л. H. Кулаева, Укр. Хим. Ж, 1977, 43, 170; {Chem. Abstr., 1977, 87, 5857r).

54. S. Hunig, К. Hubner, Chem. Ber., 1962, 95, 926, 937.

55. W. Ried, W. Kappeler, Лии., 1964, 637, 132.

56. P. Schmidt, J. Druey, Helv. Chim. Acta, 1955, 38, 1560.

57. R. Ratz, H. Schroeder, J. Org. Chem., 1958, 23, 1931.

58. F. Grundmann, R. Ratz, J.Org. Chem., 1956, 21, 1035.

59. A. R. Katritzky, R-L. Nie, A. Dondoni, D. Tassi, J. Chem. Soc., Perkin Trans., 1, 1979,8,1961.

60. M. Santus, Liebigs Ann. Chem., 1988, 2, 179; {Chem. Abstr., 1988, 108, 1123349a).

61. E. Wiberg, Н. Michand, Naturforsch., 1954, 96, 496.

62. О. В. Зеленская, В. А. Козинский, А. В. Назаренко, А. Р. Ранский, Ж. Прикл. Хим.,\Ш, 57, 1155; (Chem. Abstr., 1985,102, 5853q).

63. V.N.Yarovenko, I.V.Zavarzin, A.Yu. Martynkin, M.M Krayushkin, 12th International Conference of Organic Sinthesis. Book of Abstracts, Florence, Italy, 1998, 106.

64. В. H. Яровенко, С. А. Косарев, И. В. Заварзин, М. М. Краюшкин, Изв. АН. Сер. Хим., 1999, 4, в печати.

65. Японский патент JP 09/007821; {Chem. Abstr., 1997,126, 194376r)/

66. A. J. Swift, Microchim Acta, 1995,120, 149.

67. V. P. Arya, R. S. Grewal, C. L. Kaul, J. David, S. J. Shenoy, V. Nankan, Ind. J. Chem., 1977,1513,148.

68. Yamada Kimiho, Koide Yoshifumi, Kagota Akinori, Nippon Kagaku Kaishi, 1981,11, 1773.

69. Патент США, US Pat. 5491048, 1996; {Chem. Abstr., 1996,124, 207923c)

70. Патент BE Pat. 866163, 1978; {Chem. Abstrs., 1979, 90, 103986p).

71. R. D. Haugwitz, A. J. Martinez, J. Venslavsky, R. G. Angel, В. V. Maurer, G. A. Jacobs, V. L. Narayanan, L. R. Cruthets, J. Szanto, J. Med. Chem., 1985, 28, 1234.

72. L. A. Kayukova, I. A. Poplavskaya, N. G. Zamuraeva, S. G. Dermicheva, K. D. Kozhakhmetova, Izv. Nats. Acad. Nauk Resp. Kaz., Ser. Khim., 1994, 2, 65; {Chem. Abstr., 1995,122, 313843v).

73. Германский патент, DE Pat. 3150984, 1983; {Chem. Abstrs., 1984, 99, 122462s).

74. D. N. Nicolaides, E. A. Varella, Chem. Acid. Deriv., 1992, 2, 875; (Chem. Abstr., 1993,118, 191572a).

75. Европейский патент, EP Pat. 0647635, 1995.

76. В. H. Яровенко, С. А. Косарев, И. В. Заварзин, М. М. Краюшкин, Изв. АН. Сер. Хим., 1998,10, 2002.

77. Синт.орг. преп., 1952, сб. 3, 61

78. V. N. Yarovenko, S. A. Kosarev, I. V. Zavarzin, and М. М. Krayushkin, 18th International Symposium on the Organic Chemistry of Sulfur, book of abstracts, Florence, Italy, 1998, 104.

79. F. Pertlik, Monatsh. Chem., 1990,121, 129.

80. P. B. Sarkar, S. P. S. Gupta, Cryst. Struct. Commun., 1980, 9, 925.

81. P. van oey, K. A. Kerr, Acta Crystallogr., B37, 1244.

82. Y. Nojima, M. Nonoyama, K. Nakajima, Polyhedron, 1996,15, 3795.

83. R. Richter, L. Beyer, J. Kaiser, O. Lindqvist, E. Ljungstrom, L. Golic, Z Anorg, Allg. Chem., 1996,100, 7384.

84. F. H. Allen, O. Kennard, D. G. Watson, L. Brammer, A. G. Orpen, R. Taylor, J. Chem. Soc., Perkin Trans. II, 1987,1, 56.

85. Yu. V. Zefirov, P. M. Zorki, Russ. Chem. Rev., 1989, 58, 713.

86. M. W. Schmidt, К. K. Baldridge, J. A. Boatz, S. T. Elbert, M. S. Gordon, M. Dupois, J. A. Montgomery, J. Comput. Chem., 1993,14, 1347.

87. B. Leallyn Clapp, Adv. Heterocycl. Chem., 1976, 20,102.

88. Германский патент, DE Pat. 43069662, 1994.

89. Яровенко В. Н., Косарев С. А., Заварзин И. В., Краюшкин М. М. Синтез карбамоил-1,2,4-оксадиазолов, Изв. АН. Сер. Хим., 1999, в печати

90. Европейский патент, ЕР Pat. 0075141, 1983; ЕР Pat. 0054872, 1985.

91. Европейский патент, ЕР Pat. 0726263, 1995.

92. М. Kocevar, L. Polanis, М. Sollner, Synth. Соттип., 1988,18,1427.

93. F. Tiemann, P. Kruger, Ber., 1884,17,1685.

94. В. H. Яровенко, С. А. Косарев, И. В. Заварзин, М. М. Краюшкин, Тез. докл. молод, научн. школы по орг. хим. поев. 100-летию И. Я. Постовского, Екатеринбург, 1998, 120

95. В. Н. Яровенко, С. А. Косарев, И. В. Заварзин, М. М. Краюшкин, Изв. АН. Сер. Хим., 1999, в печати.

96. V. N. Yarovenko, S. A. Kosarev, I. V. Zavarzin, and М. М. Krayushkin, Synthesis of amido-containing heterocyclic compounds, Electronic Conference on Heterocyclic Chemistry, Synthesis and Methodology, 29 June - 24 July 1998 (http://www. ch. ic. ac. uk/ectoc/echet98/ectocjna. html).