Реакция окислительной циклизации пропентиоамидов

Реакцию окисления пропентиоамидов 15а-г проводили при комнатной температуре при добавлении раствора брома в уксусной кислоте или кристаллического N-хлорсукцинамида (NCS) к раствору соответствующего тиоамида. Продукты реакции были выделены с помощью фильтрования после завершения реакции (ТСХ). В результате были получены соответствующие 2,5-дигидроизотиазолы 20а-з в виде гидрохлоридов или гидробромидов с хорошими выходами.

Схема 2.18

Механизм реакции окисления приламинопропентиоамидов 15-17,19 галогенами и их производными по-видимому аналогичен механизму окисления гидразонотиоамидов 2 и проходит через образование промежуточного S-галогенаддукта А и последующую циклизацию с участием атома азота енаминной группы (схема 2.18).

Характерными изменениями в спектрах ЯМР ¹Н изотиазолов 20а-з по сравнению с исходными тиоамидами 15а-г является отсутствие сигналов протонов NH-группы енаминового фрагмента в области 10.5-11.5 и 13.0-14. м.д. Смещение сигнала СН-протонов енаминового фрагмента в область более слабого поля на 0.5-1.0 м.д. и изменение мультиплетности этого сигнала с дублета на синглет также свидетельствует о превращении тиоамида 15а-г в циклический продукт 20а-з.

Рис 15. Спектр ЯМР ¹Н 4-метоксифенилизотиазола 20а

Реакцию окисления ариламинопропентиоамидов 16а-ги 19а-в проводили при комнатной температуре при добавлении раствора йода в этиловом спирте, брома в уксусной кислоте или кристаллического N-хлорсукцинамида к раствору соответствующего тиоамида (схема 2.19). В ходе реакции окисления N-хлорсукцинамидом продукт образуется в виде белого или желтого кристаллического осадка, который был отделен с помощью фильтрования после завершения реакции (ТСХ). В результате были получены соответствующие 2,5-дигидроизотиазолы 21а-е в виде гидрохлоридов с хорошими выходами (схема 2.19).

Схема 2.19

Следует отметить, что ариламинопропентиоамиды 16а-г, 19а-в, в отличие от арилгидразоноацеттиоамидов 2г,д, которые легко окисляются I₂, Br₂ и N-хлорсукцинимидом, окисляются только при действии N-хлорсукцинимида. Данные квантово-химических расчетов показывают, что значение потенциала ионизации арилгидразоноацеттиоамидов
(I_M=8.826-9.190) больше, чем потенциал ионизации соответствующих ариламинопропентиоамидов (I_M=8.815-9.119), что согласуется с полученными экспериментальными данными.

В спектрах ЯМР ¹Н полученных 5-имино-2,5-дигидроизотиазолов 21а-е (рис. 2.16), по сравнению со спектрами исходных соединений 16а-г, 19а-в, отсутствуют сигналы протонов NH-групп енаминового и тиоамидного фрагментов, а сигнал СН-группы енаминового фрагмента смещается в область слабого поля на 0.1-1.5 м.д. по сравнению с исходными соединениями 17а,б,д,е, и 18а-м. (схема 2.13). Следует отметить, что в спектрах ЯМР ¹Н регистрируется сигнал протона иминиевой группы, как это ранее наблюдалось в спектрах продуктов окисления соответствующих гидразонотиоацетамидов 2.

Рис. 16. Спектр ЯМР ¹Н гидрохлорида 5-бензилимино-2-(4-метоксифенил)-2,5-дигидроизотиазолин-4-карбонитрила 21б

В ИК-спектрах полученных соединений 20, 21 (схема 2.14) имеются полосы поглощения валентных колебаний СН-связей в области
2831-3115 см^-1 и полосы поглощения валентных колебаний CN-связей в области 2223-2225 см^-1.

Рис. 17. ИК спектр гидрохлорида 5-бензилимино-2-(4-метоксифенил)-2,5-ди-гидроизотиазолин-4-карбонитрила 21б

Реакция окисления пропентиоамидов с третичной тиоамидной группой 19г-ипроходит только при использовании NCS в этилацетате с хорошим выходом (схема 2.20).

Схема 2.20

Таким образом, в результате исследования реакции окисления ариламинопропентиоамидов Br₂ и NCS был синтезирован ряд 4-циано-2-фенилазотиазол-5(2H)-иминий бромидов и хлоридов, содержащих различные заместители в ароматическом цикле и у атома азота иминогруппы, с умеренными и хорошими выходами.