Cyclosulfenylation of 3-allylthiohydantoin

ISSN 2308-8303 Journal of Organic and Pharmaceutical Chemistry. – 2016. – Vol. 14, Iss. 4 (56) УДК 547.783 + 547.789 ЦИКЛОСУЛЬФЕНІЛЮВАННЯ 3-АЛІЛТІОГІДАНТОЇНУ Л.М.Салієва, Н.Ю.Сливка, А.І.Васькевич*, М.В.Вовк** Східноєвропейський національний університет ім. Лесі Українки 43025, м. Луцьк, пр. Волі, 13. E-mail: *Національний технічний університет України «КПІ ім. Ігоря Сікорського» **Інститут органічної хімії НАН України Ключові слова: 3-алілтіогідантоїн; арилсульфенілхлориди; перхлорати 2-арилсульфанілметилімідазотіазолонію; 1,3-тіазолідини Реакцією циклосульфенілювання 3-алілтіогідантоїну у високополярному нітрометані в присутності еквімолярної кількості літію перхлорату як допінг-добавки синтезовані нові конденсовані похідні – перхлорати 2-(арилсульфанілметил)-2,3,5,6-тетрагідроімідазо[2,1-b][1,3]тіазол-7-онію. Їх структура надійно доведена спектральними характеристиками. Зокрема, анелювання тетрагідротіазолонієвого циклу підтверджується наявністю в спектрах ЯМР 1Н мультиплетних сигналів діастереотопних протонів метиленової групи в положенні С3 при 3,87-4,04 м.ч. та метинових протонів у положенні С2 при 4,67-4,77 м.ч. Отримані солі тіазолонію при дії водного розчину натрію ацетату при кімнатній температурі перетворені на відповідні вільні основи – 2-(арилсульфанілметил)-2,3-дигідроімідазо[2,1-b] [1,3]тіазол-5(6Н)-они. В їх ЯМР 1Н спектрах мультиплетні сигнали метинових протонів у положенні 2 зміщені у сильне поле на 0,4-0,5 м.ч. порівняно з вихідними субстратами. Перхлорати імідазотіазолонію є лабільними до HN-нуклеофілів і при дії надлишку вторинного аміну (морфоліну або піперидину) спостерігаеться розкриття амідного зв’язку в імідазолідиновому циклі, що приводить до утворення похідних тіазолідину з арилсульфанільними фрагментами. Збереження тіазолідинового ядра в процесі розкриття імідазольного циклу підтверджено спектральними характеристиками отриманих сполук. Зокрема, в ЯМР 1Н спектрах спостерігаються характерні мультиплети метиленових протонів у положенні 4 (2,98-3,34 м.ч.) та метинових протонів у положенні 5 (3,82-3,99 м.ч.), а в спектрах ЯМР 13С – сигнали атомів вуглецю відповідно в інтервалах 42-43 м.ч. (С4) та 51-52 (С5). CYCLOSULFENYLATION OF 3-ALLYLTHIOHYDANTOIN L.M.Saliyeva, N.Yu.Slyvka, A.I.Vas’kevych, M.V.Vovk Key words: 3-allylthiohydantoin; arylsulfenyl chlorides; 2-arylsulfanylmethylimidazothiazolonium perchlorates; 1,3-thiazolidines New fused derivatives – 2-(arylsulfanylmethyl)-2,3,5,6-tetrahydroimidazo[2,1-b][1,3]thiazol-7-onium perchlorates have been synthesized by the cyclosulfenylation reaction of 3-allylthiohydantoin in highly polar nitromethane in the presence of an equimolar amount of lithium perchlorate as “doping-additive”. Their structures have been reliably proven by spectral characteristics. In particular, annelation of the tetrahydrothiazolonium cycle is confirmed by multiplet signals of diastereotopic protons of the CH2-group in position C3 at 3.87-4.04 ppm and the CH-group in position C2 at 4.67-4.77 ppm in 1H NMR-spectra. Thethiazolonium salts obtained were converted to the corresponding free bases – 2-(arylsulfanylmethyl)-2,3-dihydroimidazo[2,1-b] [1,3]thiazole-5(6H)-ones by the interaction with the aqueous solution of sodium acetate at the room temperature. According in their 1H NMR spectra, protons of CH-group in position 2 resonates in a stronger field (0.4-0.5 ppm) compared to the original substrates. Imidazothiazolonium perchlorates are labile to HN-nucleophiles, and under the action of the excess of the secondary amine (morpholine or piperidine) there is the disclosure of an amide bond in the imidazolidine cycle. It leads to formation of thiazolidine derivatives with arylsulfanyl fragments. Preservation of the thiazolidine nucleus in the process of opening the imidazole cycle has been confirmed by spectral characteristics of the compounds obtained. ЦИКЛОСУЛЬФЕНИРОВАНИЕ 3-АЛЛИЛТИОГИДАНТОИНА Л.М.Салиева, Н.Ю.Сливка, А.И.Васькевич, М.В.Вовк Ключевые слова: 3-аллилтиогидантоин; арилсульфенилхлориды; перхлораты 2-арилсульфанилметилимидазотиазолония; 1,3-тиазолидины Реакцией циклосульфенирования 3-аллилтиогидантоина в сильнополярном нитрометане в присутствии эквимолярного количества лития перхлората как допинг-добавки синтезированы новые конденсированные производные – перхлораты 2-(арилсульфанилметил)-2,3,5,6-тетрагидроимидазо[2,1-b] [1,3]тиазол-7-ония. Строение надежно подтверждено спектральными характеристиками. В частности, аннелирование тетрагидротиазолониевого цикла подтверждается присутствием в спектрах ЯМР 1 Н мультиплетных сигналов диастереотопных протонов метиленовой группы в положении С3 при 3,87-4,04 м.д. и метиновых протонов в положении С2 при 4,67-4,77 м.д. Полученные соли тиазолония при действии водного раствора натрия ацетата при комнатной температуре были преобразованы в соответствующие свободные основания – 2-(арилсульфанилметил)-2,3-дигидроимидазо[2,1-b][1,3] тиазол-5(6Н)-оны. В их ЯМР 1Н спектрах мультиплетные сигналы метиновых протонов в положении 2 смещены в сильное поле на 0,4-0,5 м.д. по сравнению с исходными субстратами. Перхлораты имидазотиазолония лабильны к HN-нуклеофилам, и при действии избытка вторичного амина (морфолина или пиперидина) имеет место раскрытие амидной связи в имидазолидиновом цикле, что приводит к образованию производных тиазолидина с арилсульфанильными фрагментами. Сохранение тиазолидинового ядра в процессе раскрытия имидазольного цикла подтверждено спектральными характеристиками полученных соединений. 58 Журнал органічної та фармацевтичної хімії. – 2016. – Т. 14, вип. 4 (56) Відкрита в 70-х роках минулого століття реакція електрофільної внутрішньомолекулярної циклізації (ЕВЦ) функціональних алкенільних та алкінільних сполук на теперішній час є потужним синтетичним інструментом для конструювання різноманітних типів гетероциклічних систем. Вона дає змогу вирішувати проблеми дизайну складних структур, серед них і аналогів природних сполук, досить зручним та препаративно доступним шляхом [1]. Раніше на низці алкеніл(алкініл)заміщених [2,3-d]піримідинонів [2-4], піразоло[3,4-d]піримідинонів [5,6], піридо[3,4-d]піримідинонів [7] та піразино[2,3-d]піримідинонів [8] були детально досліджені реакції ЕВЦ під дією галогенів, сірчаної та поліфосфорної кислот, а також арилсульфенілхлоридів, що дозволило розробити ефективні підходи до їх азоло- та азиноанельованих похідних. Нещодавно ми показали, що циклізація 3-аліл5-R-2-тіоксоімідазолідин-4-ону під дією брому та поліфосфорної кислоти є вельми продуктивною для одержання нових імідазо[2,1-b][1,3]тіазолів, у тому числі екзофункціоналізованих бромометильною групою [9]. З урахуванням того факту, що арилсульфенілхлориди суттєво відрізняються від перерахованих вище реагентів кращою селективністю, видавалось обгрунтованим вивчити викликану їх дією циклофункціоналізацію тіоксоімідазолідинонів. Варто також зазначити, що реакція циклосульфенілювання із подальшим відновлювальним видаленням сульфанільних груп [10-13] знаходить використання у методологі (...truncated)