O reakcji N3-podstawionych amidrazonów z izotiocyjanianami i izocyjanianami aromatycznymi. Część 2 - Biblioteka UMCS

ANNALES

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

VOL. XXIX/XXX, 15 SECTIO AA 1974/1975

Instytut Chemii Podstawowych Akad. Med. w Lublinie Zakład Chemii Organicznej

Kierownik: doc. dr Tadeusz Bany

Tadeusz BANY,

BożenaMODZELEWSKA-BANACHIEWICZ, Alicja MALISZEWSKA

O reakcji N3-podstawionych amidrazonów

z izotiocyjanianami i izocyjanianami aromatycznymi. Część II О реакции №-замещенных амидразонов с ароматическими изороданами

и изоцианатами. Часть II

The Reaction of N3-Substituted Amidrazones with Aromatic Izocyanates and I'zothiocyainates. Part II

Barnikow i Abraham [1] stwierdzili, że nie podstawione i N'-podstawione ami drążony reagując z izotiocyjanianami: p-nitrofenylu i benzoilu dają produkty o budowie liniowej, cyklizacja tych liniowych produktów prowadzi do pochodnych układu 1,3,4-tiadiazolu z wydziele­

niem cząsteczki amoniaku pochodzącej z grupy aminowej amidrazonu.

Uzyskane dotychczas przez nas wyniki badań (część I) [2] nad N3-fe- nylobenzamidrazonem i N3-p-tolilobenzamidrazonem z pewnymi izotio­

cyjanianami aromatycznymi można przedstawić w formie schematu 1. Cy­

klizacja otrzymanego produktu o budowie liniowej zachodziła z wy­

dzieleniem aminy powstałej z estru kwasu izotiocyjanowego.

Celem dalszych badań było ustalenie, czy przebieg omawianych reak­

cji cyklizacji zależny jest również od rodzaju podstawników R’ i R”, czyli od budowy amidrazonu. Do przeprowadzenia naszych eksperymen­

tów wybraliśmy następujące amidrazony:

N-NH2 R-C

__ NH-R’ (la—c)

dla la R = a-pirydyl R’ = fenyl

Ib R = a-piirydyl R’ = a-pirydyl

Ic R = fenyl R’ = p-nitrofenyl

N—NH2 R’-C

NH —R”

Schemat 1

S II

NCS N—NH—C-NH—R

I //

R ---> R’—C

NH—R”

R = Ph, p-CH3O—CeH4

P-Br—C6H4, ip-CH3—CeH4 R’ =Ph

R’ ’ = Ph, p-CHs—C6H4

-RNH, N-N R’-C f II

N— C—SH R” I

Otrzymaliśmy je w oparciu o metody opisane w piśmiennictwie [3, 4].

Izotiocyjaniany : fenylu (Ha). p-metoksyfenylu (Ilb), p-bromofenylu (lic) otrzymaliśmy stosując metody opisane przez Johnsona [5]. Izocyja­

niany fenylu (Ud) i naftylu (Ile) są dostępne w handlu.

Reakcje kondensacji amidrazonów (la—c) z estrami kwasu izotiocyja- nowego przeprowadziliśmy pozostawiając na 12 godz. zawieszone w ete­

rze bezwodnym, dobrze wymieszane, molowe ilości obu reagentów. Po odsączeniu i oczyszczeniu otrzymane produkty reäkcji okazały się na podstawie analizy widma NMR związkami o budowie liniowej, przy czym reakcja addycji do grupy —NCS zachodziła wodorem grupy hydrazyno- wej amidrazonu według schematu 2.

X II

Schemat 2

N—NH, R—Ć

NH—R’

(la—c)

NCX N—NH—C—NH—R’!

NH—R’

(Ula—g) (Ha—e)

г

X

HI 1 R 1 R’ 1 R” 1 X

a a-pirydyl fenyl fenyl S

b a-pirydyl fenyl p-metoksyfenyl S

c a-pirydyl a-pirydyl fenyl s

d a-pirydyl a-pirydyl p-bromofenyl s

e fenyl p-nitrofenyl p-metoksyfenyl ^s

f a-pirydyl fenyl fenyl ^o

g a-pirydyl fenyl a-naftyl ^o

O reakcji soli №-podstawionych amidrazonów z izotiocyjanianami... 155 W wyniku reakcji addycji otrzymano: №-fenylotiokarbamylo-N3-fe- nylo-pikolinamidrazon (Ilia) 58,8% wyd. teoret.) o t.t. 147—148°, №-p- -metoksyfenylotiokarbamylo-N3-fenylo-pikolinamidrazon (Illb) 57,1% wyd.

teoret.) o t.t. 115—116°, N1-fenylotiokarbamylo-N3-a-pirydylo-pikolina- midrazon (IIIc) (94,1% wyd. teoret.) o t.t. 165—-165,5°, №-p-bromofeny- lotiokarbamylo-N3-a-pirydylo-pikolinamidrazon (Illd) (90,5% wyd. teoret.) o t.t. 171—172°, N1-p-metoksyfenylotiokarbamylo-N3-p-nitrofenylo-ben- zamidrazon (Ule) (95,7% wyd. teoret.) o t.t. 240°, N1-fenylokarbamylo-N3- -fenylo-pikolinamidrazon (Illf) (76,3% wyd. teoret.) o t.t. 165—166°C i î'P-a-naftylokarbamylo-NM'enylo-pikolinamidrazon (Ulg) (73,6% wyd.

teoret.) o t.t. 170—171°.

Ogrzewając związki (Ilia—e) w etanolu do wrzenia otrzymywaliśmy produkty scyklizowane pochodne układu 1,2,4-triazolu i 1,3,4-tiadiazolu według schematu 3.

Schemat 3

S II

N—NH—C—NH - R’

R—C

NH—R”

—R”—NH.

N—N

(IVa—e)

(Ша-с)

N—N

S—C—NH-R’

(Va, b)

IV V R R’

a a a-pirydyl fenyl

b b a-pirydyl p-meto-ksyfenyl

c a-pirydyl fenyl

d a-pirydyl p-bromofenyl

e fenyl p-metoksyfenyl

Otrzymaliśmy: 3-a-pirydylo-4-fenylo-l,2,4,-triazolotiol-5 (IVa) (52,0%) wyd. teoret.) o t.t. 228—229°, 3-a-pirydylo-4-p-metoksyfenylo-l,2,4-tria- zolotiol-5 (IVb) (33,3% wyd. teoret.) o t.t. 240°, 3-a-pirydylo-4-p-bromofe- nylo-l,2,4-triazolotiol-5 (IVd) (75,7% wyd. teoret.) o t.t. 263—264°, 3-fenylo- -4-p-metoksyfenylo-l,2,4-triazolotiol-5 (IVe) (71,4% wyd. teoret.) o t.t.

231-232°, 2-fenyl-amino-5-a-pirydylo-l,3,4-tiadiazol (Va) (20% wyd. teo-

Uwagi

/

Ib — t.t. 1 1 1 — 1 1 2 ° Widm o N M R w y k a ­ zu je obecność tr ze ch p ro to n ó w tr ze ch g ru p N H w za k re si e 9 ,6 pp m ora z d o d atk o w e p as ­ m a p ro to n ó w ar o m a ­ ty cz n y ch 6 ,6 — 8 ppm.

________________ A n ali za % N CÖ 1 N й ° O

2 0 ,0 3 1 8 ,1 8 2 4 ,2 6 1 9 ,8 4 1 6 ,9 8 2 0 ,6 6 1 8 ,5 0

o b licz o ­ no 2 0 ,1 6 1 8 ,5 6 2 4 ,1 2 1 9 ,6 7 1 6 ,1 6 2 1 ,1 3 1 8 ,3 6

o tr zy m a ­ n o 5 ,1 0 4 ,7 3 4 ,5 6 3 ,5 6 4 ,5 2 4 ,9 6 5 ,0 1 5

ob licz o-

no 4 ,9 3 5 ,0 7 4 ,6 2 3 ,5 3 4 ,5 4 5 ,1 7 5 ,0 2 1

% C o tr zy m a ­ n o 6 5 ,1 4 c « *■

О' CC Г ₆ 1 ,9 5 5 0 ,5 7 5 9 ,8 3 6 8 ,4 4 7 2 ,4 2

o b li cz o -

n o 6 5 ,6 8 s

o- cc 6 2 ,0 5 5 0 ,5 9 5 9 ,8 4 6 8 ,8 6 7 2 ,4 2

W y d aj ­ no ść % 00

co Ю

Г д е 9 4 ,1 9 0 ,5 9 5 ,7 7 6 ,3 7 3 ,6

o O

H 1 4 7 -1 4 8 1 1 5 -1 1 6 16 5-1 65 ,5 1 7 1 -1 7 2 2 4 0 1 6 5 -1 6 6 1 7 0 -1 7 1

Wz ór su m ar y cz n y c. cz . C

H

N

S 2 4 7 ,4 3 C

H i 9 N

S O 3 7 7 ,4 5 C is H je N g S 3 4 8 ,4 2 C

H

N „S B r 4 2 7 ,3 2

O СЛ«5 Z;

Mg

O ^C

9

H

N 6 O 3 3 1 ,3 7 C 2 3 H 1 9 N 5 O 3 8 1 ,4 2

N r zw ią z ­ ku U la T IT h » II I PIH U le JI II U lg

O reakcji soli №-podstawionych amidrazonów z izotiocyjanianami... 157

n aw ia sa ch p o d an o o b li cz o n ą p ro ce n to w ą za w ar to ść p ie rw ia st k a.

0 * -4 ‘S3

P o ch o d n a z 2,4-dwu- n i tr o ch lo ro b en ze n em t.t. 2 0 0 — 2 0 1 °, % N — 1 5 ,3 9 (1 5 ,4 7 ) * IR — S H 1 6 0 0 cm -1 IR = C O — 1 7 2 0 cm

i -O H -3 4 3 0 cm

T en sa m co o tr zy m a ­ n y [6 ] IV f i g zm ie sz an e n ie wykaz, d ep r. t.t. D w u p ik ry n ia n t.t. 2 2 0 — 2 2 1 °, % N — 1 9 ,6 6 (1 9 ,4 8 ) *, IR (= N — C = = S ) — 1 5 4 0 cm -1 ( — C — S — C ) — 7 0 0 cm -»

.3 °

% 2 и Ç ra ОЙ“ и,® c

a , -и-° >>o « 0 .3 + . Й <N

•s -^1 .3 2 1

sSr §4

a i c) zmies zał w y k az u ją o b n iż

Q сб ►>

i 0 CM © ©

©

CM © CO rF Ю

©

см © TF CM CM~

©

CM CM T—1 r—1 CM CM CM

co CM CO co

°-

L"

! см

1 CM ⁰⁵Г~< co

r—< T—1 CM

CM CM T—<

1

i 05 © co co

co

1 © 05 co CO 05 ©

г-И

CO CM TF co co

■'T

co Ю CM CD CD co Ю

CM CM 05 © CM

1 « _tF CM tF CO co tF

© CM © © CO

© co CM UD Ю ©

©

CO ^coЮ

co CO

co co

T—( co

© Ю

© co 00 © ©

co •—< 00 10 00 co

т-H

co 05

Ю co co

co

Ю

CD ^T-łco

© Ю

© © CO LD CM CO

CM © co 1Г5 ł—< CM 05 © CD

LO co co Ю co Ol CM

05 *CF CM Ю co CD

CM CD co CM CM

CM 1

CM 1

CM 1

CM 1

CM

1 ^CM

1

CO ©

1 co

1 1

TF

1 CM

Ю 1

CM *rF

CM CM CM Ol CM CM CM

w

0

CZ) ^ffl

CÆ CC ^СЛ

0

0

w

as 0

*7 co a °. > CM

as

0 2

N . ,3 3

Д £ К co

Д co«’co Д œ Д CO

w CM 00 CO IO CM OT CM «CM rrCM

□

u

6

U

cc _Ü TJ CD

>

t—i

> >—ł

»—ł

>

ret.) o t.t. 222—223° i 2-p-metoksyfenylo-5-a-pirydylo-l,3,4-tiadiazol (Vb) (26,6% wyd. teoret.) o t.t. 215—216°.

W przypadku (Illf, g) optymalną temperaturą cyklizacji była t. 160°.

Związek liniowy ogrzewano w kolbce z chłodnicą powietrzną, podnosząc stopniowo temperaturę do 160° i utrzymując ją na tym poziomie w cią­

gu 8 godzin. Należy podkreślić, że reakcja zachodziła z wydzieleniem aminy z estru kwasu izocyjanowego według schematu 4.

O

N—NH—C-NH-R”

NH—Fh.

Schemat 4

N-N

N-Ć-OH

Ph I

(IV f) (III f, g)

Dała ona w obu przypadkach jako produkt końcowy 3-a-pirydylo-4- -fenylo-l,2,4-triazolol-5 (IVf) o t.t. 224—5°.

Na przykładzie 3-a-pirydylo-4-fenylo-l,2,4-triazolotiolu-5 (IVa) wyko­

naliśmy redukcję grupy —SH za pomocą HNO3 i NaNO,, co doprowa­

dziło do 3-a-pirydylo-4-fenylo-l,2.4-triaaolu (VI). Związek ten dawał po­

łączenie z kwasem pikrynowym. Budowę 3-a-pirydylo-4-fenylo-l,2,4-tria- zololu-5 (IVf) udowodniliśmy, przeprowadzając jego syntezę według me­

tody podanej przez Spassowa i współprac. [6]. Oba związki okazały się identyczne, a mieszany punkt topnienia obu związków nie wykazywał obniżki temperatury topnienia.

Dane eksperymentalne, jak: wydajności poszczególnych reakcji, tem­

peratury topnienia otrzymanych związków, wyniki analiz i inne poda­

liśmy w tab. 1.

CZĘSC DOŚWIADCZALNA

Widma IR wykonano na spektrofotometrze Unieam SP-200 a NMR w spektrofotometrze Varian A-60 z zastosowaniem wewnętrznego wzor­

ca TMS oraz DMSO jako rozpuszczalnika. Temperatury topnienia po­

szczególnych związków oznaczono w bloku Fishera-Johnsa termometrami

skróconymi.

O reakcji soli №-podstawionych amidrazonów z izotiocyjanianami... 159 Otrzymywanie związków o budowie liniowej

(Ula—g) Przepis ogólny:

Stechiometryczne ilości amidrazonów (la, b, c) i izoti ©cyjanianów (lia, b) lub izocyjanianów (He, d) zawieszano w bezwodnym eterze i po­

zostawiano na 12 godzin. Po tym czasie powstały osad odsączono i prze­

myto zimnym bezwodnym eterem. Otrzymane związki (Ilia—g) krysta­

lizowano z etanolu.

Otrzymywanie produktów s с у к 1 i z o w a n y c h Przepis ogólny:

W celu otrzymania produktów o budowie cyklicznej postępowano na­

stępująco: 0,01 M (Ilia—e) ogrzewano w 15 ml abs. etanolu w ciągu 16 godzin, otrzymując (IVc—e) oraz mieszaninę (IVa, b i Va, b). W celu oczyszczenia mieszaniny osad rozpuszczono w 2% NaOH i odsączono od części nierozpuszczalnej (Va, b). Przesącz (IVa, b) zadawano 50% kwa­

sem octowym. Wypadły osad odsączono i krystalizowano z etanolu.

Cyklizacja (Illf, g) prowadzona była w stopie w t. 160° w ciągu 8 go­

dzin. Ostygły stop rozprowadzano gorącym benzenem i odsączono od części nierozpuszczalnych. Po ostygnięciu przesączu wypadły osad od­

sączano i krystalizowano z benzenu (IVf, g).

PIŚMIENNICTWO

1. В arniko w G., Abraham W.: Z. Chem. 9 183 (1969).

2. Bany T., Modzelewska B., Maliszewska A.: Ann. Univ. M. Curie- -Skłodowska, Lublin, sectio AA 29/30, 147—152 (1974/1975).

3. Спассов А., Г оловинский E.: Ж. неорган. химии 32, 3394 (1962).

4. Spassow A., Golowinski E.: Chem. Ber. 99. 3734 (1966).

5. Johnson B.: Am. Soc. 47, 187 (1925).

6. Spassow A., Golowinski E., Demirow G.: Chem. Ber. 98, 932 (1965).

РЕЗЮМЕ

При продолжении работ по определению направления реакций при­

соединения и циклизации №-замещенных амидразонов с некоторыми ароматическими изороданами и изоцианатами исследовали влияние заместителей в амидразоне на ход вышеупомянутых реакций. Для ис­

следования использовали следующие соединения: №-фенил-пиколи-

намидразон (la), М3-а-пиридил-пиколинамидразон (1в) и ЬР-р-нитро- фенил-бензамидразон (1с); изороданы фенила (Па) р-метоксифенила (Пв), р-бромфенила (Пс); изоцианаты: изоцианат фенила (lid) и а-наф- тил (Не). Реакции проходили в безводном эфире.

Анализ спектра NMR показал, что присоединение к группировке- -NCX происходило при помощи водорода гидразиновой группы амид- разона.

Амидразоны (1а, с) в реакции с изороданами (Па—с) давали соот­

ветствующие продукты присоединения. П1-фенилтиокарбамил-И3-фе- нил-пиколинамидразон (Ша) (58,8% теорет. вых.) с темп. пл. 147—148°.

№-р-метокси-фенилтиокарбамил-№-фенил-пиколинамидразон (Шв) (57,1% теорет. вых.) с темп. пл. 115—116°. Ш-фенилтиокарбамил-П3- -пиридил-пиколинамидразон (Шс) (94,1% теорет. вых.) с темп. пл.

165—165,5°, Х1-р-бромфенилтиокарбамил-И3-а-пиридил-пиколинамид- разсн (Hid) (90,5% теорет. вых.) с темп. пл. 171—172°, №-р-метоксифе- нилтиокарбамил-№-нитрофенил-бензамидразон (Ше) (95,7% теорет.

вых.) с темп. пл. 240°.

Амидразон (1а) с изоцианатами (Hid, е) дал: Х1-фенилкарбамил-№- -фенил-пиколинамидразон (ПИ) (76,3% теорет. вых.) с темп. пл. 165—

166° и Х1-а-нафтилкарбамил-№-фенил-пиколинамидразон (Illg) (73,6%

теорет. вых.) с темп. пл. 170—171°. При подогреве соединений (Ша—с) в этаноле до кипения получили циклические продукты, при чем реакция проходила с выделением амина из аминовой группы амидра- зона. В результате циклизации получили: 3-а-пиридил-4-фенил-1,2, 4-триазолтиол-5 (IV) с темп. пл. 228—229и, З-а-пиридил-4-р-метокси- фенил-1,2,4-триазолтиол-5 (IV b ) (33,3% теорет. вых.) с темп. пл. 240°, 3-«-пиридил-4-р-бромфенил-1,2,4-бромфенил-1,2,4-триазолтиол-5 (IVd) (75,7% теорет. вых.) с темп. пл. 263—264°, З-фенил-4-р-метоксифенил- -1,2,4-триазолтиол-5 (IVe) (71,4% теорет. вых.) с темп. пл. 231—232°, 2-фениламин-5-пиридил-1,3,4-тиадиазол (Va) (20% теорет. вых.) с темп. пл. 222—223° и 2-р-метоксифенил-5-а-пиридил-1,3,4-триадиазол (V b ) (26,6% теорет. вых.) с темп. пл. 215—216°.

Циклизацию (ПИ—g) проводили в сплаве при темп. 160° и полу­

чили: 3-а-пиридил-4-фенил-1,2,4-триазол-5 (IVf) с темп. пл. 224—225°.

SUMMARY

The research presented in the following paper concerned the addition

reaction of N3-substituted amidrazones to the -NCX group of aromatic

isothiocyanates and isocyanates and the cyclisation of obtained linear

compounds.

The Reaction of №-Substituted Amidrazones... 161 The investigation was carried out on N3-phenyl-pikolinamidrazone (la), N3-u-pyridyl-pikolinamidrazone (lb) and N3-p-nitrophenylbenzamidrazone (Ic). The following esters were used: phenylisothiocyanate (Ila), p-metho- xyphenylisothiocyanate (lib), p-bromophenylisothiocyanate (lie), phenyl­

isocyanate (lid) and a-naphtylisocyanate (He). The reaction was carried out in anhydrous ether.

The NMR data showed that in the addition reaction to the -NCX group took part the hydrogen of the amidrazone hydrazine group.

Amidrazones (la-c), condensed with the isothiocyanates (Ila-c), produ­

ced the following addition compounds: N1-phenylthiocarbamyl-N3-phenyl- -pikolinamidrazone (Illa) (58.8% yield) m.p. 147—8°, N1-p-methoxyphenyl- thiocarbamyl-N3-phenylpikolinamidrazone (IHb) (57.1% yield), m.p. 115—

6°, N1-phenylthiocarbamyl-N3-a-pyridyl-pikolinamidrazone (IIIc) (94.1%

yield), m.p. 165—165.5°, N1-p-bromophenylthiocarbamyl-N3-a-pyridyl- -pikolinamidrazone (Hid) (90.5% yield), m.p. 171—2°, N1-p-methoxyphe- nylthiocarbamyl-N3-p-nitrophenyl-benzamidrazone (Ше) (95.7% yield), m.p. 240°.

Amidrazone (la) condensed with isocyanates (lid, e) produced: N’-phe- nylcarbamyl-N3-phenyl-pikolinamidrazone (Illf) (76,3% yield), m.p. 165—

6° and N1-a-naphtylcarbamyl-N3-phenyl-pikolinamidrozone (Illg) (73.6%

yield), m.p. 170—1°. Compounds (Ша-c) heated in boiling ethanol produ­

ced cyclic products with the elimination of primary amine from the amid­

razone amide group. Cyclisation of linear products produced the following compounds: 3-a-pyridyl-4-phenyl-l,2,4-triazolothiol-5 (IVa), m.p. 228—9°, 3-a-pyridyl-4-p-methoxyphenyl-l,2,4-triazolothiol-5 (IVb) (33.3% yield), m.p. 240°, 3-a-pyridyl-4-p-bromophenyl-l,2,4-triazolothiol-5 (IVd) (75.5%

yield), m.p. 263—4°, 3-phenyl-4-p-methoxyphenyl-l,2,4triazolothiol-5 (IVe) (71.4% yield), m.p. 231—2°, 2-phenylamino-5-a-pyridyl-l,3,4-thiadiazol (Va) (20% yield), m.p. 222—3° and 2-p-methoxyphenyl-5-a-pyridyl-l,3,4- -thiadiazol (Vb) (26.6% yield), m.p. 215—6°. The cyclisation reaction of (Illf, g), carried out by heating the compounds at 160°, produced 3-a-pyri- dyl-4-phenyl-l,2,4-thiazolol-5 (IVf), m.p. 224—5°.

11 — Annales