CC BY
7ИЛЬЯСОВ С.Г., ТИЛЬЗО М.В.
1376 (СН); 1180 (С-М). ЯМР 1Н (ДМСО): 0,830,87 (тр., 6Н, СН3), 1,01-1,03 (тр., 2Н, СН2), 1,20-1,27 (м., 8Н, СН2), 2,31-2,38 (тр., 4Н, СН2), 3,00-3,02 (д., 2Н, СН2), 3,41-3,42 (м., 1Н, СН). ЯМР 13С (ДМСО): 14 м.д. (СН3), 20 м.д. (СН2), 29 м.д. (СН2), 46 м.д. (СН2), 50 м.д. (СН2), 54 м.д. (СН2), 68 м.д. (СН). Элементный анализ. Найдено, %: С 64,38; Н 11,91; N 7,84. Вычислено, %: С 66,61; Н 13,04; N 7.39.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пат. 2256606 Россия, МПК 7 С 01 В 21/14.Кокорич М. В.. N 2004123663/15; Заявл. 04.08.2004; Опубл. 20.07.2005.
2. Левина В.И. // Вопр. биол., мед. и фармац. химии. - 2001. - N 4. - С. 31-35.
3. Пат. 5922703 США, МКИ А61К 31/56; C07J 41/00. / Yu Chia-Nien, Genain Gilles Yves. - № 1993012629; заявлено 1993.09.24; опубл. 1999.07.13, Бюл. № 08/126293 - 44 с.
4. Малиновский, М.С. // Журн. орган. химии. - 1965. - № 1 (8). - С. 1365-1367.
5. Gilman et al. // Journal of the American Chemical Society. - 1946. - Vol. 68. - Р. 1291.
6. Ragnar, Glegard, Christian; Aasen, Arne J.; Klave-ness, Jo // Journal of the Chemical Society / Perkin Transactions 2. -2001. - Vol. 6. - P. 929-933
7. Barvainiene B., // Chemistry of Heterocyclic Compounds. - 2007. - Vol. 43, No. 6. Р. 718-721.
К ВОПРОСУ СЕЛЕКТИВНОСТИ ЭТИЛИРОВАНИЯ НАТРИЕВОЙ СОЛИ 3-НИТРО-1,2,4-ТРИАЗОЛА В СРЕДЕ ВОДЫ
Г.Т. Суханов, Ю.В. Филиппова, А.Г. Суханова
Алкилирование натриевой соли 3-нитро-1,2,4-триазола диэтилсульфатом в среде воды протекает по трем атомам азота гетероцикла с образованием смеси изомерных N1— N2)- и М(4)-этил-3-нитро-1,2,4-триазолов. Соотношение продуктов этилирования по атомам азота N(1^ N(2) и ^4) по данным ГЖХ и ЯМР1 Н-спектроскопии составляет 66,4+68,2/24,0+26,7/6,9+7,9 (масс. %).
Ключевые слова: 3-нитро-1,2,4-триазол, Nэтилирование, диэтилсульфат, Nэтил-3-нитро-1,2,4-триазолы
Важным аспектом теоретической химии азолов является позиционная селективность реакции с электрофильными реагентами. Реакции алкилирования 4-нитро-1,2,3- и 3-нитро-1,2,4-триазолов связаны с возможностью образования трех региоизомерных N алкил-4-нитро-1,2,3- и 3-нитро-1,2,4-триазолов по всем имеющимся в гетероцикле атомам азота. Недавно нами обнаружено [1], что при алкилировании 4-нитро-1,2,3-триазола, являющегося ближайшим аналогом 3-нитро-1,2,4-триазола, в основных средах образуется смесь трех изомерных N(1)-, N(2)- и М(3)-алкил-4-нитро-1,2,3-триазолов, включая неизвестный ранее ^-замещенный алкил-4-нитро-1,2,3-триазол. Ранее нами показано [2], что взаимодействие 3-нитро-1,2,4-триазола (1) с алкилгалогенидами и диалкилсульфата-ми в присутствии щелочи приводит к образованию смеси изомеров, состоящей из двух 1 -и 2-алкил-3-нитро-1,2,4-триазолов. Идентификацию продуктов реакции проводили методом газо-жидкостной хроматографии (ГЖХ). Спектроскопией ЯМР1Н, 13С и ИК ана-
лизировали выделенные из смеси продуктов алкилирования индивидуальные 1 - и 2-алкил-3-нитро-1,2,4-триазолы.
В данной работе продолжены исследования процесса алкилирования триазола 1 в основных средах. Найдено, что взаимодействие триазола 1 с диэтилсульфатом (ДЭС) в среде воды проходит по всем атомам азота гетероцикла, приводя к смеси изомерных N(1)-(2), N(2)- (з) и М(4)- (4) этил-3-нитро-1,2,4-триазолов (схема 1).
Состав смеси изомеров исследовали методами ГЖХ и ЯМР1Н-спектроскопии. Отработан метод анализа смеси изомеров 2-4 методом ГЖХ, позволяющий провести разделение всех трех изомерных N(1)-, N(2)- и ^4Г этил-3-нитро-1,2,4-триазолов. Показано, что результаты анализа смеси 2-4 зависят от способа приготовления аналитической пробы. Соотношение изомерных ^алкил-3-нитро-1,2,4-триазолов 2-4 также определяли по интенсивности синглетных сигналов протонов у атомов углерода нитротриазолиевого цикла в спектре ЯМР1Н. Данные ГХЖ хорошо
К ВОПРОСУ СЕЛЕКТИВНОСТИ ЭТИЛИРОВАНИЯ НАТРИЕВОЙ СОЛИ 3-НИТРО-1,2,4-ТРИАЗОЛА В СРЕДЕ ВОДЫ
согласуются с результатами ЯМР Н-спектроскопии (таблица 1).
Процесс алкилирования триазола 1 ДЭС проводили при температуре 80-81 0С и мольном соотношении реагентов 1 к 0,85. Важным условием проведения процесса является поддержание рН реакционной массы на уровне 7,0-7,5. Поэтому при дозировке алки-к водному раствору на-
лирующего агента
0^
-Ы
\
раствору 02Ы
(С2Н5)2в04
N н №0Н
\
-Ы }
триевой соли триазола 1 и в ходе реакции производилась корректировка рН добавлением сухой гидроокиси натрия. Выбрано время дозировки ДЭС - 15-20 мин., обеспечивающее поддержание заданного уровня рН. За время дозировки ДЭС полностью вступает в реакцию, о чем свидетельствуют результаты анализа смеси продуктов 2-4 методом ГЖХ.
0,Ы
СН
ч ^
N
0,Ы
СН
/
ч ^
N
1 С2Н5 2 3 4
Схема 1
Таблица 1
Зависимость выхода и соотношения Ы-этил-3-нитро-1,2,4-триазолов 2-4 от времени реакции
№ п/п Время реакции, ч Выход продукта, % Массовая доля компонента смеси (по ГЖХ), % (масс.)
2 3 4
1 0,25 82,3 66,4 25,9 7,7
21 0,5 80,6 66,4 26,7 6,9
3 3,0 69,5 67,3 25,4 7,3
4 5,0 69 , 4 68 , 2 24,0 7 , 8
52 8,0 70,6 67,5 24,6 7,9
соотношение смеси продуктов 2-4 по
66,7/26,7/6,7 (масс. %); 2 соотношение смеси 69,0/23,4/7,6 (масс. %).
продуктов 2-4 по данным ЯМР1Н-спектроскопии 2/3/4 =
Пролонгирование реакции алкилирова-ния триазола 1 ДЭС проводили с целью изучения возможных взаимопревращений образующихся изомеров 2-4 в условиях реакции. Показано, что соотношение и выход продуктов алкилирования триазола 1 ДЭС 2-4 зависит от времени реакции, но результаты требуют более детального исследования и уточнения. В целом при увеличении времени реакции наблюдается незначительное снижение доли Ы(2)-изомера 3 с 26,7 % до 24,0 % за счет увеличения доли Ы^-изомера 2 с 66,4 % до 68,2 % (таблица 1). Показано, что с увеличением времени реакции происходит снижение выхода смеси продуктов 2-4. Так за 8 часов реакции выход с 82,3 % уменьшился до 70,6 %.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Спектры ЯМР Н регистрировали на спектрометре АМ-400 фирмы «Вгикег» (400 МГц) в ДМСО-^, внутренний стандарт ДМСО-Газохроматографический анализ продуктов реакции проводили на хроматографе «Кристалл-2000» с пламенно-ионизационным детектором, колонкой 5 % БЕ-54 ^ = 2 м, d = 2
мм) с насадкой хромосорб W НР-80/100, газ-носитель - азот (30 мл/мин), испарителя 230, детектора 240 °С.
Подготовка компонентов и реагентов №Этил-4(5)-нитро-1,2,3-триазолы, являющиеся образцами сравнения и свидетелями при изучении спектров ЯМР 1Н и ГЖХ, синтезируют по методикам [2, 3]. Диэтилсульфат стабилизируют безводным карбонатом натрия. Триазол 1 перекристаллизовывают из этилацетата, Т. пл. 214 °С (по данным [4], 210 °С).
Взаимодействие натриевой соли 3-нитро-1,2,4-триазола с диэтилсульфатом К
раствору натриевой соли триазола 1 в воде при температуре 60 0С дозируют ДЭС. Массу при постоянном перемешивании, температуре 80-81 °С и соотношении реагентов натриевая соль триазола 1:ДЭС = 1:0,85 выдерживают в течение 0,5-8,0 ч (таблица 1. По окончании выдержки реакционную массу охлаждают до 25 °С и экстрагируют хлористым метиленом. Органические экстракты объединяют, промывают водным раствором Na2CO3 и водой до нейтрального рН, высушивают над безводным MgSO4, растворитель отгоняют
N
N
+
+
СУХАНОВ Г.Т., ФИЛИППОВА Ю.В., СУХАНОВА А.Г.
при пониженном давлении. В продукте методом ГЖХ и ЯМР 1Н-спектроскопии идентифицируют 1-этил-3-нитро-, 1-этил-5-нитро- и 4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолы. Выход и соотношение смеси продуктов 2-4 в зависимости от времени реакции указано в таблице.
1 -Этил-3-нитро-1,2,4-триазол (2).
Спектр ЯМР 1Н, б, м. д. (Л, Гц): 1.46 (3Н, т, Л = 7.3, СН3); 4.37 (2Н, к, Л = 7.3, СН2); 8.81 (1Н, с, =СН).
1 -Этил-5-нитро-1,2,4-триазол (3).
Спектр ЯМР 1Н, б, м. д. (Л, Гц): 1.44 (3Н, т, Л = 7.3, СН3), 4.56 (2Н, к, Л = 7.3, СН2); 8.17 (1Н, с, С-Н).
4-Этил-3-Нитро-1,2,4-триазол (4).
Спектр ЯМР 1Н, б, м. д. (Л, Гц): 1.46 (3Н, т, Л =
7.3, СН3); 4.40 (2Н, к, J = 7.3, СН2); 8.92 (1Н, с, =СН).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Voitekhovich S. V., Gaponik P. N., Lyakhov A. S., Filippova J. V., Sukhanova A. G., Sukhanov G. T., Ivashkevich O. A. // Tetrahedron Lett. - 2009. - Vol. 50. - P. 2577-2579.
2. Суханов Г. Т., Лукин А. Ю. // ХГС. - 2005. - № 7. - С. 1020-1025.
3. Суханов Г.Т., Суханова А.Г., Ильясова Ю. В. // ХГС. - 2006. - № 9. - С.1378-1381.
Багал Л. И., Певзнер М. С., Фролов А. Н., Шелудя-кова Н. И. // ХГС. - 1970. - № 2. - С. 259-264.
ИССЛЕДОВАНИЕ СЕЛЕКТИВНОСТИ АЛКИЛИРОВАНИЯ 3-НИТРО-5-Р-1,2,4-ТРИАЗОЛОВ ДИГАЛОГЕНАЛКАНАМИ И НЕКОТОРЫЕ
СВОЙСТВА 3-НИТРО-1 -[(3,-НИТРО-5,-Р-1,,2,,4,-ТРИАЗОЛ-1'-ИЛ)АЛКИЛ]-5-Р-1,2,4-ТРИАЗОЛОВ
Г.Т. Суханов, А.Г. Суханова, Ю.В. Филиппова, Ю.Ю. Олещенко
Исследовано алкилирование солей нитротриазолов дигалогеналканами: диброммета-ном, 1,2-дибромэтаном и 1,3-дибромпропаном. Процесс протекает неселективно, с образованием смеси продуктов, замещенных по атомам азота N-1 и N2 гетероцикла, состоящей из трех продуктов реакции - N^N1'-, N^N2- и N2,N2'-изомерных производных нитротриазолов. Соотношение N■¡,N■1': N-¡,N2: N2,N2' изомерных продуктов реакции составляет 68,3 - 90,0 : 6,5 - 21,2 : 3,5 - 10,5.
Ключевые слова: 3-нитро-5-Я-1,2,4-триазолы, селективность, алкилирование, дибром-метан, 1,2-дибромэтан, 1,3-дибромпропан.
В последнее время проявляется повышенный интерес фундаментальной и прикладной науки к бициклическим энергоемким соединениям [1-4]. Перспективными синтона-ми для создания энергетических конденсированных систем, обеспечивающих изготовление композиций с повышенным уровнем технологической и эксплуатационной безопасности, являются производные 3-нитро-5-Р-1,2,4-триазолов (3НК).
Поскольку нитротриазолы 3НК имеют несколько реакционных центров для атаки электрофильным агентом, селективности их алкилирования уделяется достаточно большое внимание. Известные универсальные и доступные пути синтеза N
моноалкилзамещенных нитротриазолов основаны на реакциях функционализации нит-ротриазолов 3НК в щелочных или близких к нейтральным условиях. В то же время физи-
ко-химические свойства, координирующая способность, биологическая и фунгицидная активность для N1, N и N изомеров различны.
Менее изученным с точки зрения селективности процесса и синтеза новых практических важных соединений является взаимодействие нитротриазолов с соединениями бифункционального типа. На примере биса-минотриазолов показано, что их каталитическая, фунгицидная активность выше, чем у моноазолов [5, 6]. Моноциклические производные 3-нитро-5-Р-1,2,4-триазолов обладают комплексом практически важных свойств: термо- и химической стабильностью, высоким содержанием азота и расчетной газопроизводительностью, выраженной флегматизирую-щей активностью [7], координирующей способностью и биологической активностью [5, 6]. Сочетание в одной молекуле двух нитро-
