Reakcja estru kwasu dwutiokarbazynowego z izotiocyjanianami : przemiany otrzymanych pochodnych 1,3,4-triazolu - Biblioteka UMCS

ANNALES

UNI VERSIT ATIS MARIAE C U R I E - S К Ł O D O W S К A LUBLIN — POLONIA

VOL. XXXVII, 15 SECTIO AA 1983 '

Instytut Chemii Podstawowych Akademii Medycznej w Lublinie Zakład Chemii Organicznej Kierownik: doc. dr Tadeusz Ban у

Teresa OTTO, Krystyna GALEWICZ

Reakcja estru kwasu dwutiokarbazynowego z izotiocyjanianami. Przemiany na otrzy­

manych pochodnych 1,3,4-tiadiazolu

Reaction of Methyl Ester of Dithiocarbazic Acid with Isothiocyanates. Changes in the Obtain­

ed Derivatives of 1,3,4-thiadiazol

»

Реакция сложного метилового эфира дитиокарбазиновой кислоты с изородановыми эфи­

рами. Изменения на полученных производных 1,3,4-тиадиазола

Kwas dwutiokarbazynowy i jego estry mają duże znaczenie jako związki wyjściowe do syntezy pochodnych 1,3,4-tiadiazolu. Jedną z metod otrzymywania pochodnych 1,3,4-tiadiazolu z kwasu dwutiokarba­

zynowego jest opisana już w literaturze £1Jreakcja estrów tego kwa­

su z izotiocyjanianami alifatycznymi i aromatycznymi. Polega ona na addycji izotiocyjanianów do grupy hydrazynowej estru, z utworzeniem pośredniego produktu liniowego, który ma zdolność cyklizowania do różnych pochodnych układu 1,3,4-tiadiazolu, w zależności od warun­

ków cyiclizacji:

1 ) z wydzieleniem merkaptanu w środowisku 2N NaOH ,

2) z wydzieleniem siarkowodoru podczas ogrzewania w tempera­

turze topnienia,

3) z wydzieleniem aminy w środowisku stężonym HCL

Celem niniejszej pracy było przeprowadzenie reakcji estru kwasu dwutiokarbazynowego z alifatycznymi Izotiocyjanianami zawierającymi w swojej cząsteczce ugrupowanie estrowe; nie stosowanymi dotychczas w tej reakcji oraz przebadanie produktów cyklizacjL

tody literaturowej £2,3]. Do reakcji zastosowano następujące opisane w literaturze izotiocyjaniany: karboetoksylowy (a)metylenokarbo- etaksylowy (b)Q>3 etylenokarbometoksylowy (с)£бЗ Reakcję addycji przeprowadzono przez zmieszanie równomolamych ilości reagentów i pozostawienie mieszaniny reakcyjnej w temperaturze pokojowej na 1-48 h, otrzymane w ten sposób związki liniowe cyklizowano przez ogrzewanie ich w temperaturze topnienia.

.SCH3

SiHNH2 NCSfCH^COOR

z

S

3

\NHNHCNHfCH?)COOR II C X

(l) (la-c)

N---N

CH3S-C\S/C_NH^CH2\COOR fno-c;

x-0 dla аДаД1а x-l dla b.lbjlb x-2 dla cjcjlc

R—C2H5 cUa аДаД1аДЬЦ1Ь R~CH3 dla сДсД1с

Reakcja estru kwasu dwutiokarbazynowego 149

W celu przebadania własności otrzymanych w reakcjach cykli- zacji związków (Па-с) podano je kolejno działaniu: 80 % wodzianu hydrazyny, bezwodnika octowego, ortomrówczanu etylu w obecności bezwodnika octowego oraz kwasu azotawego. Przebieg tych reakcji dla związku (llb) i (lic) okazał się jednakowy, natomiast związek

(Oa) zachowywał się w tych reakcjach inaczej.

(Ha) jest związkiem opisanym w literaturze Otrzymano go w reakcji estru kwasu dwutiokarbazynowego (1) z estrem etylowym kwasu .chlorooksiminęoctowego.

W naszych badaniach (Па) pod wpływem 80 % wodzianu hydra­

zyny ulegał degradacji do 5—metylomerkapto-2-amino-l,3,4-tiadiazolu (lila) [?3 » bezwodnik octowy powodował taką samą reakcję z rów­

noczesnym acylowaniem grupy aminowej, dając 5-metylomerkapto-2N- acetylamino-1,3,4—tiadiazol (lVa) C8J* Ogrzewanie tego związku (lVa) z 80 % wodzianem hydrazyny dawało ponownie (Ша). (lia) nie rea­

gował z kwasem azotawym.

Dla związków (üb) i (lic) przebieg w/w reakcji był następują­

cy: 80 % wodzian hydrazyny powodował reąkcję w grupach estrowych dając hydrazydy (ШЬ) i (Шс). Bezwodnik kwasu octowego acylował grupy aminowe do N-acetylowych pochodnych (lVb) i (lVc), które ogrzewane z 80 % wodzianem hydrazyny dawały ponownie hydrazydy (ШЬ) i (Шс). Ortomrówczan etylu w obecności bezwodnika octowego, który zastosowano spodziewając się aktywnych wodorów w grupie metylenowej dla związku (üb), okazał się czynnikiem acylującym da­

jąc (lVb). Tę samą reakcję odczynnik ten dawał dla związku (lic) - otrzymano (lVc). Związki wyjściowe (llb i Пс) reagowały również z kwasem azotawym ulegając nitrozowaniu. Otrzymane N-nitrozowe po­

chodne ogrzewane z bezwodnikiem octowym przechodziły także w pochodne N-acetylowe (lVb i IVc). Opisane przemiany związków (ПЬ) i (Пс) ilustruje schpmatj a dane eksperymentalne poszczegól­

nych reakcji (wydajności, temp. top. otrzymanych związków, wyniki analiz elementarnych) podano w tabeli.

Reakcja estru kwasu dwutiokarbazynowego 151

o 01 Cl <o

CO

CM co 01

CM 01

1Л

01

CM co

o

co CO

CO Ol

Ol 01 co CO

CO CO

&

co o

*

CO Ol

CO

io co CM

co

Ю

<0 co 01 Ol

CM CM

in co 01

01 Ю 01 Ю Ю

co <0

CO

01 CO

co co co

01 CM CO co

CM a

<0 01

<0 Ю CM CO

Ю CO <0

CO Ю

CO co CO

CM CO

o Г- co

2

CO

o CM O O Ю rł J

o 0»

o CM

A

o

A

o 0»

A

o co

01

Ol

X

z

U CM

X

U

X

CO X Ü O U

₽>

O

5 o z

см

X

u

CO

U X o

3o ^в

3

co O»

ю X

CM O

X) CM

X

co

X o o o o

CM

X o

CM

X o

10

&

o o o

CM

X o

•Ù

5

Ol co

CZĘŚC DOŚWIADCZALNA

(i V b .c J

Otrzymywanie (la)

0,01M (i) oraz 0,01M (a) pozostawiono na 1 h w temperatu­

rze pokojowej w 25 ml absolutnego eteru dwuetylowego. Wypadły osad odsączono. Krystalizowano z eteru dwuizopropylowego.

Reakcja estru kwasu dwutiokarbazynowego M 153

Otrzymywanie (Ib,c )

0,01M (l) oraz 0.01M (b,c) pozostawiono na 48 h w temp, pokojowej w 25 ml absolutnego eteru dwuetylowego. Eter oddestylo­

wano, pozostałość krystalizowano: (lb) z CHC1,; (ic) z C.H.OH.

Cyklizacja (la-c) do (Па-с)

0,0 IM (le-c) ogrzewano na łaźni olejowej w ciągu 1 h w temp, top. związku liniowego. Po oziębieniu otrzymane związki krystalizowa­

no: (lia) z GH^OH ♦ HjO (1:1); (llb) z wody oraz (Пс) z eteru dwuizopro pyłowego.

Reakcja (Па-с) z 80 % wodzianem hydrazyny

0,0IM (lla-c) zadano 6 ml 80 % wodzianu hydrazyny i ogrze­

wano na łaźni wodnej w ciągu 2 h. Oziębiono, wypadły osad odsą­

czono, przemyto wodą, krystalizowano z etanolu. ч

Reakcja (lla-c) z bezwodnikiem octowym

0,0IM (Па-с) zadano 10,2 g bezwodnika octowego i ogrzano do wrzenia w ciągu 2 h. Nadmiar bezwodnika oddestylowano. Pozos­

tałość po oziębieniu krystalizowano z etanolu.

Reakcja (ПЬ, Пс) z kwasem azotawym

0,01M (ПЬ, Пс) rozpuszczono w 15 ml kwasu octowego, do te­

go dodano w ciągu 1 h roztwór 1 g NaNOg w 5 ml wody. Pozosta­

wiono na noc w temp, pokojowej, a następnie dodano 50 ml wody.

Wypadły osad (Vb) krystalizowano z etanolu; (Vc) natomiast okazał się olejem, który scharakteryzowano w postaci pikrynianu. Temp, top. pikrynianu 131-132°.

Reakcja (lVb, IVc) z 80 % wodzianem hydrazyny

0.01M (lVb, IVc) rozpuszczono w 30 ml etanolu, a następnie dodano 1 g 80 % wodzianu. hydrazyny. Ogrzewano do wrzenia w ciągu 3 h. Oziębiono, wypadły osad odsączono, krystalizowano z etanolu.

Reakcja (Vb, Vc) z bezwodnikiem octowym

O,OIM (Vb, Vc) oraz 14 ml bezwodnika octowego ogrzewano do wrzenia przez 3 h. Oziębiono, nadmiar bezwodnika oddestylowano do sucha. Pozostałość po oziębieniu krystalizowano z etanolu.

Reakcja (lib, Пс) z ortomrówczanem etylu w obecności bezwodnika octowego

0,0IM (ПЬ, Пс) oraz 0,02M ortomrówczanu etylu i 0,06M bez­

wodnika kwasu octowego ogrzewano do wrzenia 3 h. Oziębiono, wy­

padły osad odsączono, krystalizowano z etanolu.

PIŚMIENNICTWO

1. В u в c h M„ .Biehle r M.: J. prak. Chem. 2, 93, 339 (1916).

2. В u s c h M., Starke M.t J. prak. Chem. 2, 93, 59 (1916).

3. Ł o s a n 1 t s c h S.M.: J Chem. Soc. 119, 763 (1921).* 4. D i ж o n A., Taylor J.: J. Chem. Soc. 93, 684(1908) 5, J o h n o s T.B., R e n t r e w H.1 J. Am. Chem. Soc.

47, 242 (1925).

6. M e к a y A, P.t Am. Soc. 80, 3332 (1958).

7. Dornov A^ Fischer K.: Chem. Ber. 99/1).

72 (1966).

8. Pilgram K, Skiles R.: J. Org. Chem. 38, 8, 1978(1973).

SUMMARY

The reaction of methyl ester of dithiocarbazic acid with aliphatic isothiocyanates was carried out. The isothiocyanates contained ester groups in their molecules. The obtained derivatives of 1,3,4-thiadiazol were subject to reactions in ester and amine groups.

155

РЕЗЮМЕ

Проведено

метилового

дитиокарбазиновой

­

с

в

­

молекулах

группировки.

На

полученных производных системы

тиадиазола

­

на

и