(10)Салькеева - НБ КарГУ им. Е.А.Букетова

1
УДК 547.26′118
Л.К.Салькеева, М.Т.Нурмаганбетова, Е.В.Минаева, С.О.Кенжетаева
Карагандинский государственный университет им. Е.А.Букетова
СИНТЕЗ И КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ 4-АРИЛТИАЗОЛИЛЗАМЕЩЕННЫХ
АЗОМЕТИНОВ
2-амино-фенилтиазол негізінде жаңа азометиндер алынды және олардың мыс ацетатымен
комплекс түзуі өткізілді. 2-амино-4-фенилтиазолды гексаэтилтриамидофосфитпен фосфорилдеу, трет-бутанолмен алкоголиздеу және алынған амидофосфитті жеңіл қышқылдық
гидролизі арқылы жаңа фосфорорганикалық комплексондар алу мүмкіндігі көрсетілген.
На основе 2-амино-4-фенилтиазола получены новые азометины и осуществлено их комплексообразование с ацетатом меди. Показано также возможность получения новых фосфорорганических комплексонов путем фосфорилирования 2-амино-4-фенилтиазола гексаэтилтриамидофосфитом, дальнейшим последовательным алкоголизом трет-бутанолом и легким кислотным гидролизом полученного амидофосфита.
Тиазолы и их функциональные производные проявляют различные виды фармакологической активности, среди них обнаружены антимикробные, антигистаминные, антипаразитные, антигельминтные, жаропонижающие и антивирусные препараты. Норсульфазол, фталазол и родственные соединения являются производными тиазола и широко применяются в медицинской практике. Тиазольный
цикл входит в состав природных соединений, таких как витамин В1 (тиамин), пенициллин, фермент
карбоксилаза. Соединения ряда тиазола широко используется в качестве антиоксидантов нефтепродуктов, ускорителей вулканизации и фотохромных соединений. С учетом вышеизложенного весьма
важно было осуществление синтеза ряда 2-амино-4-арилзамещенных тиазолов.
2-амино-4-фенилтиазол (I) — белое кристаллическое вещество, нерастворимое в бензоле, гептане, растворимое в ацетоне и этиловом спирте был получен реакцией ацетофенона с тиомочевиной в
присутствии кристаллического йода [1].
C
O
CH3
H2NCNH2
N
S NH2
I
Продолжая работы в области синтеза фосфорорганических соединений, мы обратились к синтезу
новых комплексонов и изучению их свойств.
Известно, что фосфорорганические комплексоны сочетают в себе два типа комплексообразующих группировок, как фосфоновые, так и карбоксильные, оксоэтильные или меркаптоэтильные, поэтому они обладают большим диапазоном комплексообразующих свойств, способны образовывать
комплексные соединения с максимальной прочностью в широком интервале рН от сильнокислого до
сильнощелочного, а также селективного действия со специфическим комплексом свойств.
Перспективным представлялось включение в структуру тиазола фосфоновой компоненты.
Априори можно полагать, что полученное соединение должно обладать повышенной биологической
активностью по сравнению с соединениями ряда тиазола.
Синтез 2,4-диоксибензальдегида (II) был осуществлен согласно схеме, описанной в литературе
[2]:
OH
OH
HC(O)N(CH3)2
HO
+ POCI3
HO
CHO
-(CH ) NH
S
3 2
II
При взаимодействии 2-амино-4-фенилтиазола с 2,4-диоксибензальдегидом был получен соответствующий азометин — 2-(2,4-дигидроксибензилиденамино)-4-фенилтиазол (III) с т. пл. 147–148 С.
Так как из литературы известно, что азометины обладают комплексообразующими свойствами,
представилось интересным изучить комплексообразование полученного соединения с солями меди. В
результате проведенной реакции удалось получить бис [4-фенил-2-(2,4-дигидроксибензилиденамино)тиазолато]медь (IV) на основе синтезированного азометина (III). Состав полученного соединения
2
(IV) определяли гравиметрическим и элементным методами анализа. В ИК-спектре соединения появляются полосы поглощения в области 1245–1250 см–1, которые обусловлены валентными колебаниями одинарной связи С–О. Частота поглощения связи С=N при комплексообразовании уменьшается в
среднем на 10–15 см–1. Эти данные свидетельствуют о том, что координация лиганда осуществляется
через атомы О и N. Комплекс окрашен, следовательно этот реагент может быть использован для фотометрического определения меди.
OH
OH
O
N
N
+
OH
C
N=CH
OH
H
NH2
I S
S
II
III
N
OH
N=CH
S
Cu(OCOCH3)2
O
Cu
O
N
CH =N
HO
S
IV
Перспективным оказалось введение азометина (III) в реакцию с дибутилфосфитом. Полученный
продукт (V) в результате гидролиза образует соответствующую кислоту (VI), которая обладает комплексообразующими свойствами за счет неподеленной пары электронов атома азота и фосфоновой
группы. Кислота (VI) представляет собой белое кристаллическое вещество с т. пл. 162–163 С.
OH
N
(BuO)2PHO
N=CH
OH
S
III
O
O
N
(BuO)2P CH NH
OH
N
+
H2O,H
S
(HO)2P
CH NH
OH
S
V
OH
VI
OH
2-амино-4-фенилтиазол (I) был также введен в реакцию с триамидофосфитом (VII), в результате
был получен тетраэтилдиамидо-2-амино-4-фенил-тиазолофосфит (VIII). Полученное соединение
(VIII) — белое кристаллическое вещество, хорошо растворяющееся в полярных растворителях с
т. пл. 159 С.
В реакции соединения (VIII) с t-BuOH был получен ди-трет-бутил-2-амино-4-фенилтиазолофосфит (IX); выделяющийся в результате реакции диэтиламин был зафиксирован количественно и охарактеризован физико-химическими константами. Гидролиз соединения (IX) приводит к соответствующей 2-амино-4-арилтиазолофосфоновой кислоте (X). Соединение (X) — белое кристаллическое вещество с т. пл. 170,5 С.
3
N
S
I
S
N
S
N
+ (Et 2N)3P
NH2
+
NH P(NEt2)2
2 t-BuOH
+
NH P(NEt2)2
VII
H2O, HCl
N
-2Et2NH
S
N
Et 2NH
NH P(OBu-t)2
VIII
O
NH P(OH)2
S IX
Полученные соединения потенциально обладают комплексообразующей способность, так как
содержат в своей структуре группы, способные участвовать в хелатообразовании, по аналогии с уже
известными соединениями подобного строения.
Синтезированные соединения, помимо применения в аналитических целях, могут представлять
интерес в качестве биологически активных веществ, а также могут найти применение в сельском хозяйстве, промышленности и многих других областях.
Экспериментальная часть
Записи ИК-спектров проводили на спектрометре UR-20 в интервале частот 400–3700 см–1. Образцы исследовали в виде взвесей в вазелиновом масле. Точность измерения частот поглощения_5 см–1.
Спектры ЯМР 1Н записывали на спектрометре Varian Т-60 с рабочей частотой 60 МГц, внутренний стандарт — ТМС.
Синтез 2-амино-4-фенилтиазола (I). К смеси 24 г (0,2 моль) ацетофенона и 30,4 г (0,4 моль)
тиомочевины добавляли 50,8 г иода. Смесь нагревали на водяной бане в закрытом сосуде в течение
суток, разбавляли водой и продолжали нагревать до полного растворения. Небольшое количество
серы отфильтровывали. Фильтрат охлаждали и подщелачивали водным аммиаком. Кристаллическое
соединение отфильтровывали и перекристаллизовывали из этилового спирта. Выход 30,2 г (87 %),
Rf 0,75, т. пл. 148–150 С. ИК-спектр (ν, см–1): 1635 (С=N), 3375, 3290 (NH2). Спектр ЯМР 1Н (δ, м. д.):
3,7–3,9 (2Н, NH2), 6,92–7,25 (6H, C6H5, CH). Найдено, %: С 61,09; Н 4,62; N 15,48; S 18,31. Вычислено, %: С 61,34; H 4,58; N 15,89; S 18,19.
Синтез 2,4-диоксибензальдегида (II). В трехгорлую колбу на 250 мл, снабженную механической мешалкой капельной воронкой и обратным холодильником, помещают 22 г резорцина и 15 г
диметилформамида. К хорошо перемешивающейся смеси прибавляют по каплям 20 мл РОCl3, поддерживая температуру не выше 25 С. По мере прибавления РОCl3, реакционная масса затвердевает.
Реакционную смесь выдерживают 1 ч при 20 С и 3 часа на кипящей водяной бане, охлаждают, приливая 100 мл ледяной воды, добавляют 150 г твердого ацетата натрия, устанавливая рН 6. Полученную массу экстрагируют в делительной воронке хлороформом (6–7 раз по 40 мл). Хлороформ отгоняют и к остатку прибавляют 40 мл холодной воды. Выпавший осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из воды. Выход 15 г (55 %). Т. кип. 135 С.
Синтез 2-(2,4-дигидроксибензилиденамино)-4-фенилтиазола (III). В трехгорлую колбу вместимостью 250 мл помещали 5,5 г (0,05 моль) 2,4-диоксибензальдегида. При энергичном перемешивании прибавляли 8,8 г (0,05 моль) 2-амино-4-фенилтиазола в небольшом количестве этилового спирта. Реакция сопровождалась разогреванием и выделением воды. Через 30 мин смесь выливали в стакан (50 мл), содержащий 10 мл 95 %-ного этилового спирта. Кристаллизация начиналась через несколько минут. Раствор охлаждали льдом, осадок отфильтровывали и сушили на воздухе. Выход
10,2 г (69 %), т. пл. 155–156 С. Найдено, %: С 72,61; Н 4,73; N 10,75; Вычислено, %: С 72,80; Н 4,58;
N 10,60.
Синтез бис-[4-фенил-2-(2,4-дигидроксибензилиденамино)тиазолато]меди (IV). 0,95 г ацетата
меди, растворенного в 30 мл Н2О, нагревали до 69–70 С и в течение 30 мин прибавляли раствор 2,7 г
2-(2,4-дигидроксибензилиденамино)-4-фенилтиазола в 20 мл этанола. Реакционную смесь перемешивали 2 ч при этой же температуре и упаривали на 2/3. Остаток охлаждали до комнатной температуры
и оставляли на 2 суток. Зеленый осадок Cu(C16H11N2OS)22H2O отфильтровывали. Выход 3,4 г (75 %).
4
Т. пл. 148 С. Найдено, %: С 58,96; Н 3,61; N 8,32. Вычислено, %: С 58,58; Н 3,66; N 8,54. ИК-спектр
(ν, см–1): 3600 (ОН), 3300 (NH), 1250 (C–O), 1480 (C=N).
Синтез дибутил-N-(2-амино-4-фенилтиазолил-2,4-дигидроксибензил) фосфоната (V). В круглодонную колбу помещали 7,4 г (0,025 моль) 2-(2,4-дигидроксибензилиденамино)-4-фенилтиазола и
4,05 г (0,025 моль) дибутилфосфита. Реакцию вели при энергичном перемешивании и нагревании в
бутаноле с добавлением С4Н9ОNa (1–2 мл) в течение 1 часа. Окончание реакции контролировали по
ТСХ. Отогнав растворитель, получили маслоподобную жидкость, кристаллизующееся при стоянии в
белое вещество. Выход 5,9 г (45 %). Т. пл. 152–153 С.
Синтез 2-(2,4-дигидроксибензилиденамино)-4-фенилтиазолофосфоновой кислоты (VI). В
круглодонную колбу вносят 5 г (0,01 моль) дибутил-N-(2-амино-4-фенилтиазолил-2,4-дигидроксибензилфосфоната, 50 мл воды и 50 мл соляной кислоты, вакуумным насосом отсасывают воздух из
колбы, колбу плотно закрывают и кипятят на водяной бане в течение 6 часов. Конечный продукт является белым кристаллическим веществом. Выход 2 г (53 %). T. пл. 162–163 С. Найдено, %: С 50,84;
Н 4,58; Р 8,24; N 7,85. Вычислено, %: С 50,66; Н 4,22; Р 8,18; N 7,39. ИК-спектр (ν, см–1): 1230 (Р=О),
3500 (ОН), 3230 (NH), 1450 (C–N).
Синтез тетраэтилдиамидо-2-амино-4-фенилтиазолофосфита (VII). В круглодонную колбу на
100 мл помещают 4,4 г (0,025 моль) 2-амино-4-фенилтиазола и 4 г (0,025 моль) триамидофосфита.
Реакцию ведут в этилацетате при нагревании в течение 1 часа. Образующийся в результате реакции
диэтиламин отгоняют. Окончание взаимодействия определяют по ТСХ и количеству выделившегося
диэтиламина, который высаживают в виде соли Et2NHHCl. Соль гидрохлорида диэтиламина отфильтровывают, высушивают и взвешивают. По окончании реакции осторожно отгоняют остатки растворителя. Образовавшееся липкая маслоподобная жидкость кристаллизуется при многочасовом стоянии в белое кристаллическое вещество. Выход 4,4 г (50 %). Т. пл. 159 С. Найдено, %: С 44,89;
Н 5,12; Р 8,56; N 16,20. Вычислено, %: С 44,57; Н 5,14; Р 8,86; N 16,0. ИК-спектре (ν, см–1): 3200 (NH),
1490 (C=N), 1610 (C=C).
Синтез ди-трет-бутил-2-амино-4-фенилтиазолофосфита (VIII). В круглодонную колбу на
100 мл помещают 3 г (0,0086 моль) 2-амино-4-фенил-тиазола и 1,6 мл t-BuOH (0,017) моль. Реакцию
ведут в этилацетате при нагревании в течение 1 часа. Образующийся в результате реакции диэтиламин отгоняют. Окончание взаимодействия определяют по ТСХ и количеству выделившегося диэтиламина, который высаживают в виде соли гидрохлорида диэтиламина. По окончании реакции
остатки растворителя отгоняют. Образовавшуюся маслоподобную жидкость кристаллизуют из бензола. Выход 1,4 г (46 %). Т. пл. 165 С.
Синтез 2-амино-4-фенилтиазолофосфоновой кислоты (IX) 1 г (0,0028 моль) ди-трет-бутил-2амино-4-фенилтиазолофосфита растворяют в небольшом количестве растворителя и пропускают HCl.
В результате реакции гидролиза образуется белое кристаллическое вещество. Выход 0,64 г (90 %).
Т. пл. 170,5 С. Найдено, %: С 42,76; Н 3,29; Р 12,65; N 10,77. Вычислено, %: С 42,19; Н 3,51; Р 12,11;
N 10,94. ИК-спектр (ν, см–1): 1250 (Р=О), 3340 (NH), 1480 (С=N), 3600 (OH).
Список литературы
1. Комаров А.В., Яковлев и.П., Новиков Д.В., Захс В.Э. // Журн. общ. химии. — 2003. — Т. 73. — Вып. 12. — С. 2043–2046.
2. Агрономов А.Е., Шабаров Ю.С. Лабораторные работы в органическом практикуме. — М.: Химия, 1974. — С. 168–169.