РОЗДІЛ 2
КОНДЕНСАЦІЇ 2-АЦИЛАМІНО-3,3-ДИХЛОРАКРИЛОНІТРИЛІВ ТА ЇХ АНАЛОГІВ ІЗ СІРКОВМІСНИМИ НУКЛЕОФІЛАМИ
З попереднього розділу видно, що реакції ?-енамідонітрилів загальної формули RCONHC(CN)=CCl2 з азотовмісними реагентами вивчені значно краще, ніж з S-нуклеофілами. Тому здавалось доцільним звернути увагу насамперед на дослідження конденсацій 2-ациламіно-3,3-дихлоракрилонітрилів та їх аналогів з меркаптанами, тіофенолами, гідросульфідом натрію та аренсульфінатами натрію з метою застосування їх для синтезу нових типів азолів із сірковмісними групами. Однак, перш ніж розглядати значення цих реакцій для синтетичного апарату хімії азолів, варто дати загальну характеристику всім ?-функціональнозаміщеним енамідам, перетворення яких досліджувалось у цій роботі.
2.1. Загальна характеристика 2-ациламіно-3,3-дихлоракрилонітрилів та їх аналогів
Основними об'єктами нашого дослідження були одинадцять представників 2-ациламіно-3,3-дихлоракрилонітрилів (1), які наведені на схемі 8. Більшість з них вже одержана раніше кількома способами, що розглянуті у розділі 1.1. Разом з цим чотири представники реагентів (1) вдалося отримати вперше за допомогою ціанування N-1,2,2,2-тетрахлоретиламідів відповідних кислот в різних умовах:
Крім ?-енамідонітрилів (1), досліджувались також їх аналоги - функціональнозаміщені енаміди (2-6), які містять в ?-положенні до амідного залишку замість нітрильної групи інші електроноакцепторні угруповання: COOAlk, CONH2, P(O)(OAlk)2, P(O)Ph2, P+Ph3Cl-.
Для синтезу цих енамідів застосовувались вже відомі підходи:
Цікавими аналогами енамідонітрилів (1) є і 2-арилсульфоніламінозаміщені 3,3-дихлоракрилонітрили (7), що легко одержуються при обробці N-арилсульфонілхлоральімінів синильною кислотою та триетиламіном [24]. В свою чергу, енаміди (7) регіоселективно метилюються і дають реагенти (8) [29].
Таким чином, за допомогою всіх цих способів було отримано 28 функціоналізованих енамідів типів (1-8), що представлені на схемі 8. Всі вони - стійкі кристалічні речовини, які легко виділяються в індивідуальному стані і є зручними об'єктами для дослідження хімічних перетворень. Систематичне вивчення їх відношення до певних S- і N-нуклеофілів показало важливі відмінності в реакційній здатності трьох споріднених поліцентрових електрофільних систем, що відрізняються, з однієї сторони, будовою електроноакцепторної групи в ?-положенні дихлорвінільного фрагмента (порівн. системи І і ІІ), а з другої - природою кислотного залишку біля атома азоту (порівн. системи І і ІІІ).
Зауважимо все ж таки, що дослідження реакційної здатності цілого ряду представників системи (І) було головним напрямком цієї роботи, а деякі перетворення реагентів з угрупованнями (ІІ) і (ІІІ) вивчались головним чином для того, щоб висвітлити характерні особливості основних об'єктів нашого дослідження - 2-ациламіно-3,3-дихлоракрилонітрилів.
2.2. Синтези нових похідних 5-меркапто-1,3-оксазолу на основі
2-ациламіно-3,3-дихлоракрилонітрилів та їх аналогів
Вже до початку нашої роботи було відомо, що 2-ациламіно-3,3-дихлоракрилонітрили (1) легко дають з меркаптанами та тіофенолами відповідні продути заміщення обох атомів хлору біля зв'язку С=С загальної формули (9) [28,29].
Останні, як встановлено нами, не циклізуються при застосуванні загальновідомих основ: лугів, алкоголятів та карбонатів лужних металів, а також третинних амінів.
Однак, як вже зазначалося в розділі 1.3., К. Матсумура зі співробітниками ще в 1976р. показали, що принаймні деякі представники структури (9) все ж таки циклізуються при обробці їх оксидом, карбонатом, ацетатом або фторидом срібла з утворенням відповідних 2-R-5-алкілтіо-4-ціанооксазолів [28].
Сфера застосування цієї циклізації до наших досліджень залишалась вузькою. До того ж японські дослідники невдало вибрали серед сірковмісних енамідів (9) об'єкти для вивчення взаємодії з солями срібла, що приводило, як правило, до маслоподібних продуктів, котрі очищались лише за допомогою хроматографії.
Нами отримана значна кількість нових представників сірковмісних ?-енамідонітрилів (9) і їх аналогів (10-13), серед яких вдалося знайти широке коло зручних об'єктів для вивчення ряду споріднених циклоконденсацій: (9) ? (14), (10) ? (15), (11) ? (16), (12) ? (17) і (13) ? (18) (див. схему 9).
Всі вони, як встановлено нами, досить легко проходять при нагріванні енамідів (9-13) в ацетонітрилі або діоксані з надлишком свіжоприготовленого карбонату срібла. Елімінування в процесі цієї циклізації як меркаптанів, так і тіофенолів відбувається із співрозмірною швидкістю. Однак на швидкість циклоконденсації суттєво впливає електроноакцепторність ацильних залишків у сірковмісних енамідах (9-13), оскільки похідні ароматичних кислот циклізуються значно швидше, ніж їх аліфатичні аналоги. Особливо важливим виявилось застосування енамідів (9-13) для синтезу 5-арилтіозаміщених 4-Х-1,3-оксазолів (14-18), так як більшість з них раніше не була доступна. Разом з цим, для введення алкілтіогруп в положення 5 оксазольного кільця, крім циклоконденсацій відповідних представників енамідів (9-13) з карбонатом срібла, можна інколи використовувати послідовну обробку енамідів (2,3) гідросульфідом натрію та алкілюючими агентами [47].
Однак, сфера застосування цього підходу вузька і вона має незаперечне значення, головним чином, для отримання аналогів сполук (15,16), що містять трифенілфосфонієву групу в положенні 5 оксазольного кільця [74]. Проте, спроби введення в цей каскад перетворень 2-ациламіно-3,3-дихлоракрилонітрилів (1) були безуспішні, бо вони складно взаємодіють з гідросульфідом натрію [47].
Отже, циклоконденсації енамідонітрилів (9) та їх аналогів (10-13) за допомогою карбонату срібла є загальним і часто унікальним способом одержання багатьох 4-функціональнозаміщених 5-алкілтіо- та 5-арилтіо-1,3-оксазолів (14-18), будова яких підтверджена за допомогою ІЧ та ЯМР 1Н спектрів (див. табл. 2.8 і рис. 1 та 2). Так, порівняння ІЧ спектрів енамідон