Дата поступления 12 ноября 2013 года



Pdf көрінісі
Дата14.10.2018
өлшемі77.81 Kb.

1

 Смирнова Анна Владимировна, инженер каф. химической технологии органических красителей и фототропных соединений, e-mail: 

a_smirnova80@mail.ru  

2

 Рамш Станислав Михайлович, д-р хим. наук, проф., зав. кафедрой химической технологии органических красителей и фототропных соединений, 



e-mail: sramsh@technolog.edu.ru 

 

Дата поступления – 12 ноября 2013 года 



УДК 547.789.3 + 547.783 

А. В. Смирнова

1

, С. М. Рамш



2

 

 



АМИНОЛИЗ  

2-(ПИПЕРИДИН-1-ИЛ)-  

И 2-(МОРФОЛИН-4-ИЛ)-5-

БЕНЗИЛИДЕН-1,5-

ДИГИДРО-4

Н

-ИМИДАЗОЛ-



4-ОНОВ В ЦИКЛИЧЕСКИХ 

АМИНАХ 

 

Санкт-Петербургский государственный  

технологический институт (технический университет) 

190013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26 

 

Нагревание  2-(морфолин-4-ил)-  или  2-(пиперидин-1-ил)-5-бензилиден-



1,5-дигидро-4Н-имидазол-4-она в среде вторичного циклического ами-

на  приводит  к  аминолитическому  раскрытию  имидазолинового  кольца 

по  связи  N(1)–C(5)  и  образованию  соответствующего  производного  3-

фенилакриламида. 

 

Ключевые  слова:  2-(морфолин-4-ил)-5-бензилиден-1,5-дигидро-4

Н

-



имидазол-4-он, 

2-(пиперидин-1-ил)-5-бензилиден-1,5-дигидро-4

Н

-

имидазол-4-он,  морфолин,  пиперидин,  аминолиз,  раскрытие  имидазо-



линового кольца, N-[амино(морфолин-4-ил)метилиден]-2-(морфолин-4-

ил)-3-фенилакриламид, 

N-[амино(пиперидин-1-ил)метилиден]-2-

(морфолин-4-ил)-3-фенилакриламид. 

 

Ранее  [1],  нами  было  показано  что  2-амино-5-



бензилиден-1,3-тиазол-4(5Н)-он  (5-бензилиденпсевдотиогидан-

тоин) (


1

) при нагревании с избытком морфолина или пипериди-

на претерпевает рециклизацию в 2-(морфолин-4-ил)- (

) или 



2-(пиперидин-1-ил)-5-бензилиден-1,5-дигидро-4Н-имидазол-4-

он  (


),  подобную  перегруппировке  Димрота  с  вхождением 

нуклеофила  и  заменой  гетероатома.  При  этом  одновременно 

образуется и продукт переаминирования исходного тиазолино-

на (

1

) – соединение (



) или (


), соответственно. Из реакци-

онной смеси аминолиза было выделено также соответствующее 

«открытое» соединение – акриламид (

) или (


), которое при 

кипячении в толуоле циклизовалось в имидазолинон (

) или 



(

). Более того, практически во всех случаях получения ими-



дазолинонов  (

)  и  (



)  некристаллизованные  субстанции 

представляли собой промежуточные акриламиды (

) или (



). 


Мы предположили, что основной маршрут рециклизации пред-

ставляет собой цепочку следующих превращений: (

1

) → (ТИ



→ (А) → (

4

) → (



2

), хотя параллельное превращение ацикличе-

ского интермедиата (А) прямо в имидазолинон (

2

), минуя про-



межуточное соединение (

4

), также не исключалось из рассмот-



рения. Если бы рециклизация происходила исключительно по-

следним образом, т. е. по пути (

1

) → (ТИ) → (А) → (



2

), то «от-

крытые»  продукты  (

4

)  должны  были  бы  образовываться  на 



завершающей стадии процесса в результате аминолиза имида-

золинонов  (

2

),  и  маршрут  реакции  выглядел  бы  следующим 



образом: (

1

) → (ТИ) → (А) → (



2

) → (


4

). 


 

S

N



O

H

2



N

CHC


6

H

5



S

N

O



CHC

6

H



5

N

X



N

H

N



O

CHC


6

H

5



N

X

S



N

-

O



CHC

6

H



5

N

H



2

N

X



ТИ (тетраэдрический интермедиат)

X

NH



-H

2

S



-H

2

S



-NH

3

А (ациклический интермедиат)



I

R

2



NH

IVa, б

-NH


3

N

X



N

O

CHC



6

H

5



NH

2

S



H

IIа, б

X

NH



X

NH

N



X

N

X



N

O

CHC



6

H

5



NH

2

Х=



O

 (a), 


C (б)

-

-



IIIа, б

 



2а, б 

4

а, б 



3

а, б 


I. ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ · ОРГАНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ И БИОТЕХНОЛОГИЯ 

 

 



Оказалось, что превращение (

4

) → (



2

) на самом де-

ле  обратимо,  т.  е.  «открытые»  продукты  (

4

)  действительно 



могут быть получены из циклических (

2

). Однако аминолиз (



2

→ (



4

) даже при сравнительно большом избытке циклического 

амина  происходит  относительно  медленно:  «открытый»  про-

дукт  (


)  образуется  с  выходом  30  %  только  после  38-

часового кипячения имидазолинона (

) с 30-кратным избыт-



ком морфолина в 2-пропаноле, тогда как в реакционной смеси 

аминолиза  тиазолинона  (

1

)  он  обнаруживается  методом  ТСХ 



уже вскоре после ее закипания, а для его образования с ощу-

тимым выходом требуется не более часа кипячения [1]. Оче-

видно,  что  аминолитическое  раскрытие  имидазолинового 

кольца соединения (

2

) по связи N(1)–C(5) происходит значи-



тельно  медленнее,  чем  раскрытие  тиазолинового  кольца  со-

единения  (

1

)  по  связи  S(1)–C(2),  и  если  бы  при  аминолизе 



тиазолинона (

1

) акриламиды (



4

) образовывались из имидазо-

линонов  (

2

),  то  для  их  получения  требовалось  бы  гораздо 



больше времени, чем наблюдается в эксперименте [1]. 

Таким  образом,  совокупность  экспериментальных 

данных  свидетельствует  о  справедливости  высказанного  в 

работе  [1]  предположения,  что  аминолитическая  рециклиза-

ция тиазолинона (

1

) в имидазолинон (



2

) происходит преиму-

щественно по пути (

1

) → (ТИ) → (А) → (



4

)  (


2

), с тем лишь 

уточнением,  что  последняя  стадия  процесса  рециклизации 

обратима, и в избытке вторичного амина он останавливается 

на стадии образования промежуточного «открытого» соедине-

ния – акриламида (

4

). 


Если  для  расщепления  имидазолинового  цикла  пи-

перидинового производного (

) использовать  морфолин, то 



получается акриламид (

) с двумя разными аминными фраг-



ментами, пиперидиновым и морфолиновым. Раскрытие кольца 

в этом случае протекает более легко. 

N

H

N



O

CHC


6

H

5



N

NH

O



IVв

IIa

рефлакс


N

N

O



CHC

6

H



5

N

H



2

N

O



 

Раскрытие  кольца  4-имидазолинонов  (

2

)  под  дей-



ствием  вторичных  аминов  по  связи  N(1)–C(5) ранее  описано 

не было [2-5]. Более того, поиск информации с помощью сер-

виса SciFinder в базах данных Chemical Abstracts не выявил ни 

одного случая подобного, т. е. по связи N(1)–C(5), аминолити-

ческого  раскрытия  имидазолинового  цикла  для  структур,  его 

содержащих. 

В  согласии  с  данными  работы  [1]   нагревание  «от-

крытых» соединений (

) и (


) приводит к имидазолинонам 

(

2a

) или (



), соответственно. 

Степень чистоты и индивидуальность соединений (

2

и (

4

) подтверждены данными ТСХ и элементного анализа, а их 



строение – с помощью ЯМР 

1

Н спектров. Значение m/z моле-



кулярного иона [M+H]

+

 в масс-спектре «открытого» соедине-



ния (

) совпало с вычисленным. Кроме этого сигнала, в масс-



спектре детектирован сигнал, соответствующий сигналу моле-

кулярного иона [M+H]

+

 имидазолинона (



), очевидно, обра-

зующегося из «открытого» соединения (

) в условиях записи 



спектра. 

 

Экспериментальная часть 

Спектры ЯМР 

1

Н записаны на спектрометре Bruker АМ-



400 (400 МГц) в ДМСО-d

6

. ИК спектры записаны на спектрофо-



тометре  Shimadzu  FTIR-8400S  в  таблетках  KBr.  Элементный 

анализ проведен на анализаторе Leco CHNS(O) 942. ТСХ про-

водили на пластинках Silufol UV-254, элюент ацетон-гексан 1:2. 

Масс-спектры  соединения  (

)  зарегистрированы  на  масс-



спектрометре Bruker micrOTOF 10223 методом ESI (ElectroSpray 

Ionization) в растворах в метаноле и в 2-пропаноле. 



5-Бензилиден-2-(морфолин-4-ил)-1,5-

дигидро-4

Н

-имидазол-4-он  (

)  и  5-бензилиден-2-



(пиперидин-1-ил)-1,5-дигидро-4

Н

-имидазол-4-он  (



получали по способу [1].  



N-[Амино(морфолин-4-ил)метилиден]-2-

(морфолин-4-ил)-3-фенилакриламид  (

4a)


.  0.50  г  (1.90 

ммоль) 


5-бензилиден-2-(морфолин-4-ил)-1,5-дигидро-4

Н

-



имидазол-4-она (



), 5.00 г (5.0 мл, 57.40 ммоль) морфолина 

кипятили  в  10.0  мл  2-пропанола  в  течение  38  ч,  образовав-

шийся  осадок  отфильтровывали  и  промывали  ацетоном.  Вы-

ход 0.20 г (30 %). Т. пл. 206-209 °С (лит. т. пл. 208-210 °C [1]). 

Спектр ЯМР 

1

Н, δ, м. д. (J, Гц): 8.05 (2Н, д, J=8.3, аром.); 7.29 



(2Н,  т,  J=7.4,  аром.);  7.21  (1Н,  т,  J=7.0,  аром.);  6.30  (1Н,  с, 

=СНC


6

H

5



);  3.70  (4Н,  м,  ОСН

2

  морфолино);  3.62  (4Н,  м,  NCН



2

 

морфолино); 3.50 (4Н, т, J=4.5, ОСН



2

 морфолино); 2.66 (4Н, т, 

J=4.5, NCН

2

 морфолино). ИК спектр, ν, см



-1

: 3420, 3182 (N-H), 

1677 (C=O), 1592 (C=N).  Найдено,  %:  C 62.29, H 6.53%, N 

16.70. C


18

H

24



N

4

O



3

. Вычислено, %: C 62.77, H 7.02%, N 16.27. 



N-[Амино(пиперидин-1-ил)метилиден]-2-

(морфолин-4-ил)-3-фенилакриламид  (

).  0.50  г  (1.95 



ммоль) 

5-бензилиден-2-(пиперидин-1-ил)-1,5-дигидро-4

Н

-

имидазол-4-она (



) в 5.00 г (5.0 мл, 57.40 ммоль) морфолина 

кипятили  в  течение  1.5  ч.  Образовавшийся  на  следующий 

день осадок отфильтровывали, промывали на фильтре гекса-

ном и сушили в вакуум-эксикаторе. Выход 0.25 г (75 %). Т. пл. 

209  °С.  Спектр  ЯМР 

1

Н  ,  δ,  м.  д.  (J,  Гц):  8.00  (2Н,  д,  J=8.3, 



аром.);  7.34  (2Н,  т,  J=7.4,  аром.);  7.21  (1Н,  т,  J=7.0,  аром.); 

6.26  (1Н,  с,  =СНC

6

H

5



;  3.61  (4Н,  м,  пиперидино);  3.51  (4Н,  т, 

J=4.5, ОСН

2

 морфолино); 2.68 (4Н, т, J=4.5, NCН



2

 морфолино); 

1.63 (6Н, м, пиперидино)

ИК спектр, ν, см



-1

: 3432, 3199 (N-H), 

1676 (C=O), 1589 (С=N). Найдено, %: C 66.28, H 7.34, N 16.54. 

[C

19



H

26

N



4

O

2



+H]

+



m/z

343.2147; 



[M-C

4

H



9

NO+H]


+

 



[C

15

H



17

N

3



O+H]

+



m/z

,  256.1458.  C

19

H

26



N

4

O



2

.  Вычислено, %: C 

66.64, H 7.65, N 16.36.  [C

19

H



26

N

4



O

2

+H]



+

m/z



 

343.2128; [M-



C

4

H



9

NO+H]


+

 = [C


15

H

17



N

3

O+H]



+

m/z



, 256.1444.  

 

Литература 

1.  Рамш  С.М.,  Смирнова  А.В.,  Соловьева  С.Ю.,  Сун 

Миньянь.  Механизм  рециклизации  2-амино-5-бензилиден-1,3-

тиазол-4(5Н)-она  в  производные  2-амино-5-бензилиден-1,5-

дигидро-4Н-имидазол-4-она // Химия гетероцикл. соединений. 

2008. № 1. С. 111-114. 

2. Khodair A.I., El-Subbagh H.I., Al-Obaid A.M. Synthesis, 

conformational analysis and antitumor testing of 5-(Z)-aryliden-4-

imidazolidinone derivatives // Phosphorus, Sulfur, and Silicon and 

the Related Elements. 1998. Vol. 140. № 1. P. 159-181. 

3. Abdelaziz M.A.,  Riad B.Y. Reactions with 2-

thiohydantoin derivatives: synthesis of Mannich bases and imidaz-

othiazole derivatives // Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the 

Related Elements. 1990. Vol. 47. № 3-4. P. 303-309. 

4. El-Barbary A.A., Aly Y.L., Hashem F. M., El-Shehawy 

A.A.  Reaction of 2-thiohydantoins with some diazoalkanes and 

some amines / A.  A. El-Barbary, Y. L. Aly, A.-F. M., A. A. El-

Shehawy // Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Ele-

ments. 2000. Vol. 160. № 1. Р. 77-91. 

5. Al-Madi, S.H., Al-Obaid A.M., El-Subbagh H.I. The in 

vitro antitumor assay of 5-(Z)-arylidene-4-imidazolidinones in 

screens of AIDS-related leukemia and lymphomas // Anti-Cancer 

Drugs. 2001. Vol. 12. № 10. Р. 835-839. 



2а 

4в 



Достарыңызбен бөлісу:


©stom.tilimen.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет