ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ, 2019, том 89, № 10, с. 1611-1615

ПИСЬМА

В РЕДАКЦИЮ

УДК 547.724.3

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭТИЛОВОГО ЭФИРА 5-МЕТИЛ-

4-(1,2,3-ТИАДИАЗОЛ-4-ИЛ)ФУРАН-2-КАРБОНОВОЙ

КИСЛОТЫ С ОСНОВАНИЯМИ

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет),

Московский пр. 26, Санкт-Петербург, 190013 Россия

*e-mail: pevzner_lm@list.ru

Поступило в Редакцию 14 марта 2019 г.

После доработки 14 марта 2019 г.

Принято к печати 21 марта 2019 г.

Изучено взаимодействие этилового эфира 5-метил-4-(1,2,3-тиадиазол-4-ил)фуран-2-карбоновой кис-

лоты с основаниями. Раскрытие 1,2,3-тиадиазольного цикла под действием трет-бутилата калия в

тетрагидрофуране в присутствии иодистого метила приводит к соответствующему производному 4-ме-

тилсульфанилэтинилфурана. Под действием карбоната калия в ДМФА с избытком первичных аминов

или морфолина исходный тиадиазол образует соответствующие тиоамиды фурилуксусной кислоты.

Реакция этилового эфира 5-метил-4-(1,2,3-тиадиазол-4-ил)фуран-2-карбоновой кислоты с гидразин-

гидратом приводит к гидразинолизу эфирной группы без расщепления 1,2,3-тиадиазольного цикла.

Ключевые слова: 1,2,3-тиадиазолы, 4-(фуран-3-ил)-1,2,3-тиадиазолы, реакция Хурда-Мори, алкилсуль-

фанилэтинилфураны, фурилуксусные кислоты

DOI: 10.1134/S0044460X19100172

4-Монозамещенные 1,2,3-тиадиазолы под дей-

крытие 1,2,3-тиадиазольного кольца происходило

ствием оснований образуют нестабильные тиа-

с образованием соответствующего тиоморфолида

диазольные соли, которые тут же разлагаются с

фурилуксусной кислоты [2]. В случае произво-

выделением азота и образованием лабильных ал-

дных

2-замещенной

5-(1,2,3-тиадиазол-4-ил)-

кинтиолатов, способных, в зависимости от усло-

фуран-3-карбоновой кислоты также происходило

вий, вступать в различные внутри- и межмолеку-

образование тиоморфолидов, а при проведении

лярные реакции, приводящие к широкому спектру

реакции в отсутствие доноров протонов и при ис-

соединений [1]. Так, действием галогеналкилов на

пользовании избытка иодметана были получены

алкинтиолаты могут быть получены алкилэтинил-

метилсульфанилацетилены [3]. В работе [4] изуче-

сульфиды. Под действием протонсодержащих ну-

но раскрытие тиадиазольного цикла производных

клеофилов (аминов или спиртов) тиолаты подвер-

4-(5-арил-2-метилфуран-3-ил)-1,2,3-тиадиазола в

гаются протонированию, происходит их таутоме-

аналогичных условиях. Происходило образование

ризация с образованием тиокетенов, вступающих

соответствующих метилэтинилсульфидов и тио-

в реакции с нуклеофилами, приводящие к тиоаце-

морфолидов фурилуксусных кислот.

тамидам и эфирам тиоуксусной кислоты. Данное

Ранее по реакции Хурда-Мори из гидразона

свойство 1,2,3-тиадиазольного цикла было изуче-

ацетилфурана нами был синтезирован этиловый

но на примере этилового эфира 3-[5-(1,2,3-тиади-

эфир

5-метил-4-(1,2,3-тиадиазол-4-ил)фуран-2-

азол-4-ил)фуран-2-ил]акриловой кислоты, где рас-

карбоновой кислоты [5]. Было показано, что ак-

1611

1612

РЕМИЗОВ и др.

Схема 1.

S CH3

S K⁺

t-BuOK, CH₃I

CH₃I

N₂

EtO

O CH3

цепторная сложноэфирная группа стабилизирует

сутствии избытка алкилирующего агента. Выход

3-(1,2,3-тиадиазол-4-ил)фурильную систему, что

сульфида 2 составил 48%.

позволяет проводить широкий круг превращений

Спектр ЯМР ¹Н производного 4-метилсульфа-

по метильной группе фуранового фрагмента с со-

нилэтинил фурана 2 содержал синглетный сигнал

хранением целостности тиадиазольного кольца.

протонов метильной группы у серы при 2.46 м. д.

В настоящей работе изучены реакции раскрытия

В спектре ЯМР ¹³С сигнал группы SCH₃ наблю-

1,2,3-тиадиазольного цикла этилового эфира 5-ме-

дался при 19.5 м. д. Сигналы ацетиленовых атомов

тил-4-(1,2,3-тиадиазол-4-ил)фуран-2-карбоновой

углерода проявлялись в области 82.1-84.3 м. д.

кислоты под действием оснований в различных

условиях.

Далее нами были изучены реакции в при-

сутствии аминов в качестве доноров протонов.

Реакцию в отсутствии доноров протонов осу-

Раскрытие 1,2,3-тиадиазольного кольца в присут-

ществляли по методике [4]. Раскрытие цикла про-

водили в безводном тетрагидрофуране действием

ствии н-бутиламина, циклогексиламина и морфо-

трет-бутилата калия при температуре 55-60°С

лина проводили под действием карбоната калия

в течение 1.5 ч (схема 1). Поскольку t-BuOK

в безводном ДМФА (схема 2). Выделение азота

реагирует с иодистым метилом медленнее, чем с

наблюдалось при нагреве реакционной массы до

исходным субстратом,, процесс проводили в при-

80-100°С. При этом амины, выступая одновремен-

Схема 2.

S K⁺

K₂CO₃

HNR¹R²

ȾɆɎȺ

EtO

N₂

O CH3

NR¹R²

HNR¹R²

EtO

O CH3

3 5

NR¹R² = C₄H₉NH (3),

(4),

N O (5).

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 89 № 10 2019

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭТИЛОВОГО ЭФИР

А 5-МЕТИЛ-4-(1,2,3-ТИАДИАЗОЛ-4-ИЛ)ФУРАН-...

1613

Схема 3.

агировал. Продуктом реакции оказался гидразид

5-метил-4-(1,2,3-тиадиазол-4-ил)фуран-2-кар-

боновой кислоты 6, выделенный с выходом 61%

(схема 3). Продуктов раскрытия тиадиазольного

N₂H₄·H₂O

цикла обнаружено не было.

H₂NHN

EtOH

Спектр ЯМР ¹Н соединения 6 содержал сигна-

O CH3

лы протона Н⁵ тиадиазольного цикла при 9.35 м. д.

и протона H³ фурана при 7.61 м. д. В спектре ЯМР

¹³С наблюдались сигналы соответствующих ато-

но в роли доноров протонов и внешних нуклео-

мов углерода при 133.49 и 113.98 м. д. и сигнал

филов, приводили к генерированию тиокетена из

карбонильного атома углерода при 157.98 м. д.

образующегося при раскрытии цикла этинтиолата

Образование соединения 6 при гидразинолизе

и его последующей атаке аминами с образованием

этилового эфира 5-метил-4-(1,2,3-тиадиазол-4-ил)-

тиоамидов фурилуксусной кислоты. Соединения

3-5 были получены с выходами 80, 38 и 48%

фуран-2-карбоновой кислоты 1 свидетельствует

о большей устойчивости данной фурилтиадиазо-

соответственно.

льной системы к действию оснований по сравне-

Строение тиоамидов 3-5 подтверждено данны-

нию с этиловым эфиром 2-метил-5-(1,2,3-тиадиа-

ми спектроскопии ЯМР ¹Н и ¹³С. В спектре ЯМР

зол-4-ил)фуран-3-карбоновой кислоты [3] с обрат-

¹Н соединений 3-5 наблюдались сигналы прото-

ным расположением тиадиазольного и карбониль-

нов H³ фуранового кольца и фрагмента CH₂C(S)N

ного заместителей в фурановом кольце.

в области 7.0-7.1 и 3.8-4 м. д. соответственно.

В случае тиоамидов 3 и 4 также присутствовали

Таким образом, показано, что реакции раскры-

уширенные синглеты протонов C(S)NH в области

тия тиадиазольного цикла 4-(фуран-3-ил)-1,2,3-ти-

7.3-7.4 м. д. Спектр ЯМР ¹³С содержал наряду с

адиазола, стабилизированного сложноэфирной

характерными сигналами атомов углерода фура-

группой в положении 2 фуранового кольца, под

нового заместителя сигналы фрагмента CH₂C(S)N

действием оснований протекают в соответствии

при 40-47 м. д.

с общим для

4-замещенных-1,2,3-тиадиазолов

механизмом. Образование тиоамидов фурилук-

Следует отметить, что реализация данного

сусной кислоты происходит гладко как в присут-

способа получения тиоамидов с использовани-

ствии вторичного амина, так и в случае первичных

ем первичных аминов была успешной только для

аминов различного строения. Гидразинолиз эти-

циклогексиламида (4-этоксикарбонил-5-метилфу-

лового эфира

5-метил-4-(1,2,3-тиадиазол-4-ил)-

ран-2-ил)уксусной кислоты [3]. В случае 4-(1-ада-

фуран-2-карбоновой кислоты протекает с образо-

мантил)-1,2,3-тиадиазолов главным продуктом

ванием соответствующего гидразида не нарушая

реакции в этих условиях был 2-(1-адамантил)-

стабильности фурилтиадиазольной системы.

метилен-4-(1-адамантил)-2Н-1,3-дитиол, продукт

протонирования 2-(1-адамантил)этинтиолата ка-

Исходный этиловый эфир 5-метил-4-(1,2,3-ти-

лия. Положительный результат был получен толь-

адиазол-4-ил)фуран-2-карбоновой кислоты 1 был

ко при предварительной обработке последнего

получали по методике [5].

ацетилхлоридом с последующим добавлением из-

Этиловый эфир 5-метил-4-(2-метилсульфа-

бытка амина [6].

нил-1-этинил)фуран-2-карбоновой кислоты (2).

Недавно было установлено, что гидрази-

К раствору

0.55 г этилового эфира

5-метил-

нолиз некоторых производных эфиров

2-ме-

4-(1,2,3-тиадиазол-4-ил)фуран-2-карбоновой кис-

тил-5-(1,2,3-тиадиазол-4-ил)фуран-3-карбоновой

лоты 1 в 5 мл ТГФ в один прием прибавляли

кислоты в этаноле протекает с раскрытием тиадиа-

раствор 0.43 г трет-бутилата калия в 5 мл ТГФ

зольного цикла и образованием бисгидразидов [3].

и раствор 0.58 мл иодистого метила в 2 мл ТГФ.

Мы решили провести гидразинолиз эфира 1 дей-

Реакционную массу выдерживали при интенсив-

ствием избытка гидразингидрата в этаноле. После

ном перемешивании при 55-60°С в течение 2 ч.

3 ч кипячения исходный эфир полностью проре-

За выделением азота наблюдали, используя счет-

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 89 № 10 2019

1614

РЕМИЗОВ и др.

чик пузырьков. По окончании реакции смесь вы-

Этиловый эфир

4-(2-циклогексиламино-

ливали в 40 мл воды и экстрагировали хлорофор-

2-тиоксоэтил)-5-метилфуран-2-карбоновой

мом (3×20 мл). Экстракт промывали 50 мл воды,

кислоты (4) получали аналогично из 1 г этило-

сушили безводным сульфатом натрия и упарива-

вого эфира

5-метил-4-(1,2,3-тиадиазол-4-ил)фу-

ли. Маслянистый остаток затирали со смесью эти-

ран-2-карбоновой кислоты 1, 1.92 мл циклогек-

лацетат-гексан (1:4). Выход 0.25 г (48%), вязкое

силамина и 1.16 г свежепрокаленного карбоната

коричневое масло. Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃), δ,

калия; время реакции - 2 ч. Целевой продукт хро-

м. д.: 1.37 т (3Н, CH₃CH₂О, J_HH = 7.2 Гц), 2.45 c

матографировали на силикагеле (этилацетат-гек-

(3H, CH₃-фуран), 2.46 с (3Н, СН₃S), 4.35 к (2Н,

сан, 2:1). Выход 0.5 г (39%), темно-красное сиро-

CH₃CH₂О, J_HH = 7.2 Гц), 7.09 с (1Н, Н³-фуран).

пообразное вещество. Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃), δ,

Спектр ЯМР ¹³С (CDCl₃), δ_С, м. д.: 13.17 (СН₃-

м. д.: 1.32-1.41 м (4Н, С⁴Н₂, C³H_ax-циклогексил),

фуран), 14.32 (CH3CH2О), 19.51 (СН3S),

61.05

1.34 т (3Н, CH₃CH₂О, J_HH = 7.2 Гц), 1.59-1.71 м

(CH₃CH₂О),

82.14

(≡С^β-S),

84.28

(≡С^α-фуран),

(4Н, С²Н_ax, С³Н_eq-циклогексил), 2.32 c (3H, CH₃-

106.36 (C⁴-фуран), 120.85 (С³-фуран), 142.43 (С⁵-

фуран),

1.98-2.02 м

(2Н, С²Н_eq-циклогексил),

фуран), 158.35 (С²-фуран), 161.21 (C=О).

3.81 с (2Н, CH₂С=S), 4.29-4.39 м (1Н, С¹Н-цикло-

гексил), 4.32 к (2Н, CH₃CH₂О, J_HH = 7.2 Гц), 7.02

Этиловый эфир 4-(2-бутиламино-2-тиоксо-

с (1Н, Н³-фуран), 7.28 уш. с (1Н, NH). Спектр

этил)-5-метилфуран-2-карбоновой кислоты (3).

ЯМР ¹³С (CDCl₃), δ_С, м. д.: 12.21 (СН₃-фуран),

К раствору

0.5 г этилового эфира

5-метил-

14.33

(CH₃CH₂О),

24.56

(С⁴-циклогексил),

4-(1,2,3-тиадиазол-4-ил)фуран-2-карбоновой кис-

25.33 (С³-циклогексил), 31.31 (С2-циклогексил),

лоты 1 и 0.83 мл н-бутиламина в 10 мл безводного

42.52 (CH₂С=S), 54.35 (С1-циклогексил),

60.97

ДМФА прибавляли 0.58 г свежепрокаленного кар-

(CH₃CH₂О), 116.06 (C⁴-фуран), 119.77 (С³-фуран),

боната калия. Полученную смесь выдерживали

142.95 (С⁵-фуран), 154.90 (С²-фуран), 158.65 (C=О),

при интенсивном перемешивании при 90-100°С

198.51 (C=S).

в течение 2 ч до прекращения выделения азота,

затем выливали в 40 мл воды и подкисляли 20%-

Этиловый эфир

4-(2-морфолино-2-тиоксо-

ной серной кислотой до pH = 4. Выделившееся

этил)-5-метилфуран-2-карбоновой кислоты (5)

масло экстрагировали хлороформом (3×15 мл),

получали аналогично из 1 г этилового эфира 5-ме-

экстракт промывали водой (4×50 мл) и сушили

тил-4-(1,2,3-тиадиазол-4-ил)фуран-2-карбоновой

безводным сульфатом натрия. Растворитель упа-

кислоты 1, 1.46 мл морфолина и 1.16 г свежепро-

ривали, смолообразный остаток хроматографи-

каленного карбоната калия; время реакции - 2 ч.

ровали на силикагеле (этилацетат-гексан, 1:2).

Целевой продукт хроматографировали на силика-

Выход 0.47 г (80%), темно-красное сиропообраз-

геле (этилацетат-гексан, 2:1). Выход 0.6 г (48%),

ное вещество. Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃), δ, м. д.:

темно-красное сиропообразное вещество. Спектр

0.92 т (3Н, CH₃CH₂CH₂CH₂NH, J_HH = 7.4 Гц),

ЯМР ¹Н (CDCl₃), δ, м. д.: 1.34 т (3Н, CH₃CH₂О,

= 7.2 Гц), 2.35 c (3H, CH₃-фуран), 3.56 уш. т

1.33 м (2Н, CH₃CH₂CH₂CH₂NH, J_HH = 7.4 Гц),

1.36 т (3Н, CH₃CH₂О, J_HH = 7.6 Гц), 1.58 м (2Н,

и 3.64 уш. т (4Н, CH₂О-морфолин, J_HH = 4.8 Гц),

CH₃CH₂CH₂CH₂NH, J_HH = 7.4 Гц), 2.34 c (3H,

3.73 уш. т, 4.30 уш. т (4Н, СН₂N-морфолин, J_HH =

CH₃-фуран), 3.64 м (2Н, CH₃CH₂CH₂CH₂NH, J_HH =

4.8 Гц), 3.99 с (2Н, CH₂С=S), 4.31 к (2Н, CH₃CH₂О,

= 7.2 Гц), 7.09 с (1Н, Н⁴-фуран). Спектр ЯМР

7.4 Гц), 3.88 с (2Н, CH₂С=S), 4.34 к (2Н, CH₃CH₂О,

¹³С (CDCl₃), δ_С, м. д.: 12.47 (СН₃-фуран), 14.36

J_HH = 7.2 Гц), 7.04 с (1Н, Н³-фуран), 7.319 уш. с

(1Н, NH). Спектр ЯМР ¹³С (CDCl₃), δ_С, м. д.: 12.21

(CH₃CH₂О), 40.12 (CH₂С=S), 50.14 и 50.59 (С^2,6-

морфолин), 66.17 и 66.39 (С^3,5-морфолин), 60.84

(СН₃-фуран), 13.72 (CH3CH2CH2CH2NH),

14.35

(CH₃CH₂О),

20.12 (CH₃CH₂CH₂CH₂NH),

29.90

(CH₃CH₂О), 116.58 (C⁴-фуран), 119.09 (С³-фуран),

142.71 (С⁵-фуран),

153.09 (С²-фуран),

158.39

(CH₃CH₂CH₂CH₂NH), 42.31 (CH₃CH₂CH₂CH₂NH),

(C=О), 199.02 (C=S).

46.02 (CH₂С=S), 60.04 (CH₃CH₂О), 115.75 (C⁴-

фуран),

119.76 (С³-фуран),

143.11 (С⁵-фуран),

Гидразид

5-метил-4-(1,2,3-тиадиазол-4-ил)-

155.07 (С²-фуран), 158.62 (C=О), 200.01 (C=S).

фуран-2-карбоновой кислоты (6). К раствору 1 г

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 89 № 10 2019

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭТИЛОВОГО ЭФИР

А 5-МЕТИЛ-4-(1,2,3-ТИАДИАЗОЛ-4-ИЛ)ФУРАН-...

1615

этилового эфира 5-метил-4-(1,2,3-тиадиазол-4-ил)-

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

фуран-2-карбоновой кислоты 1 в 10 мл этанола

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

добавляли 1 мл гидразингидрата. Реакционную

интересов.

массу нагревали до кипения и выдерживали при

интенсивном перемешивании в течение 3 ч. После

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

охлаждения осадок отфильтровывали, промывали

1. Петров М.Л., Андросов Д.А. // ЖОрХ. 2013. Т. 49.

50 мл этанола и сушили на воздухе. Выход 0.57 г

Вып. 4. С. 497; Petrov M.L., Androsov D.A. // Russ.

(61%), белый порошок, т. пл. 184°С. Спектр ЯМР

J. Org. Chem. 2013. Vol. 49. N 4. P. 479. doi 10.1134/

¹H (ДМСО-d₆), δ, м. д.: 2.69 с (3H, CH₃-фуран),

S1070428013040015

4.49 уш. с (2Н, NH₂), 7.61 с (1H, H³-фуран), 9.35

2. Кутичева К.В., Певзнер Л.М., Петров М.Л. // ЖОХ.

с (1H, H⁵-тиадиазол), 9.71 уш. с (1Н, NH) . Спектр

2015. Т. 85. Вып. 3. С. 436; Kuticheva K.V., Pevzner L.M.,

ЯМР ¹³C (CDCl₃), δ_С, м. д.: 14.19 (CH₃-фуран),

Petrov M.L. // Russ. J. Gen. Chem. 2015. Vol. 85. N 3.

113.98 (С³-фуран), 114.23 (С⁴-фуран), 133.49 (С⁵-

P. 600. doi 10.1134/S1070363215030123

тиадиазол),

145.94 (C⁴-тиадиазол),

152.66 (С⁵-

3. Маадади Р., Певзнер Л.М., Петров М.Л. // ЖОХ.

фуран), 155.40 (C²-фуран), 157.98 (С=О).

2017. Т. 87. Вып. 2. С. 284; Maadadi R., Pevzner L.M.,

Температуры плавления измерены на приборе

Petrov M.L. // Russ. J. Gen. Chem. 2017. Vol. 87. N 2.

Boёtius. Спектры ЯМР ¹H и ¹³C зарегистрированы

P. 259. doi 10.1134/S1070363217020177

на приборе Bruker Avance III HD 400 NanoBay при

4. Ремизов Ю.О., Певзнер Л.М., Петров М.Л. //

400.13 и 100.61 МГц соответственно. Ход реакций

ЖОХ. 2018. Т. 88. Вып. 7. С. 1110; Remizov Y.O.,

контролировали методом ТСХ на пластинах Merck

Pevzner L.M., Petrov M.L. // Russ. J. Gen. Chem. 2018.

Silica gel 60 F₂₅₄, проявление УФ светом и парами

Vol. 88. N 7. P. 1402. doi 10.1134/S1070363218070015

иода.

5. Ремизов Ю.О., Певзнер Л.М., Петров М.Л., Поня-

ев А.И. // ЖОХ. 2015. Т. 85. Вып. 12. С. 1996; Remi-

ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА

zov Y.O., Pevzner L.M., Petrov M.L., Ponyaev A.I. //

Работа выполнена в рамках базовой части го-

Russ. J. Gen. Chem. 2015. Vol. 85. N 12. P. 2728. doi

сударственного задания Министерства образова-

10.1134/S1070363215120117

ния и науки России (проект № 4.5554.2017/8.9) с

6. Щипалкин А.А., Петров М.Л., Кузнецов В.А. //

использованием оборудования Инжинирингового

ЖОрХ. 2011. Т. 47. Вып. 8. С. 1191; Shchipalkin A.A.,

центра Санкт-Петербургского государственного

Petrov M.L., Kuznetsov V.A. // Russ. J. Org. Chem. 2011.

технологического института.

Vol. 47. N 8. P. 1209. doi 10.1134/S107042801108015X

Reactions of Ethyl 5-Methyl-4-(1,2,3-thiadiazol-4-yl)furan-

2-carboxylate with Some Bases

Yu. O. Remizov, L. M. Pevzner*, and M. L. Petrov

St. Petersburg State Institute of Technology (Technical University), Moskovskii pr. 26, St. Petersburg, 190013 Russia

*e-mail: pevzner_lm@list.ru

Received March 28, 2019; revised March 28, 2019; accepted April 4, 2019

The reactions of 5-methyl-4-(1,2,3-thiadiazol-4-yl)furan-2-carboxylic acid ethyl ester with some bases were

studied. The opening of 1,2,3-thiadiazole ring under the action of potassium tert-butylate in tetrahydrofuran in

the presence of methyl iodide leads to the corresponding 4-methylsulfanylethynylfuran derivative. Under the

action of potassium carbonate in DMF with an excess of primary amines or morpholine, the starting thiadiazole

forms the corresponding thioamides of furylacetic acid. The reaction of ethyl 5-methyl-4-(1,2,3-thiadiazol-4-

yl)furan-2-carboxylate with hydrazine hydrate leads to hydrazinolysis of the ester group without cleavage of

the 1,2,3-thiadiazole ring.

Keywords: 1,2,3-thiadiazoles, 4-(furan-3-yl)-1,2,3-thiadiazoles, Hurd-Mori reaction, alkylsulfanylethinylfu-

rans, furylacetic acids

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 89 № 10 2019