ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ, 2021, том 91, № 8, с. 1184-1191

УДК 547.583.5;547.564.4;547.77

ОСОБЕННОСТИ РЕАКЦИЙ НУКЛЕОФИЛЬНОГО

ЗАМЕЩЕНИЯ N-2-ГАЛОГЕНЭТИЛЬНЫХ

ПРОИЗВОДНЫХ 5,5-ДИЗАМЕЩЕННЫХ

ГИДАНТОИНОВ

^aЧувашский государственный университет имени И. Н. Ульянова, Московский пр. 15, Чебоксары, 428015 Россия

^bЧувашский государственный педагогический университет имени И. Я. Яковлева, Чебоксары, 428000 Россия

*e-mail: kolyamshin.oleg@yandex.ru

Поступило в Редакцию 5 июня 2021 г.

После доработки 12 июля 2021 г.

Принято к печати 13 июля 2021 г.

Взаимодействие 5,5-диметил-3-(2-хлорэтил)- и 5,5-дифенил-3-(2-бромэтил)гидантоинов с 4-аминобензо-

атом калия в диметилформамиде в присутствии триэтилбензиламмонийхлорида приводит к образованию

2-[5,5-диметил(дифенил)-2,4-диоксо-1,3-диазолидин-2-ил]этил-4-аминобензоатов, на основе которых

синтезированы новые типы малеинимидов - 2-[5,5-диметил(дифенил)-2,4-диоксо-1,3-диазолидин-2-ил]-

этил-4-(2,5-диоксо-1-азолин-1-ил)бензоаты. Реакции 5,5-диметил-1,3-ди(2-хлорэтил)гидантоина с

4-аминобензоатом калия или 4-N-ацетиламинофенолятом натрия при мольном соотношении реагентов

1:2 также приводят к продуктам монозамещения по положению 3.

Ключевые слова: 5,5-диметил-3-(2-хлорэтил)гидантоин, 5,5-дифенил-3-(2-бромэтил)гидантоин, 5,5-ди-

метил-1,3-ди(2-хлорэтил)гидантоин, п-амино-бензойная кислота, 4-N-ацетиламинофенол, малеинимиды

DOI: 10.31857/S0044460X21080060

Известно, что производные гидантоина

На основании вышеизложенного можно заклю-

(2,4-имидазолидиндиона) обладают разноплано-

чить, что разработка доступных методов синтеза

вой биологической активностью. Например, сре-

новых функциональных производных гидантоина

ди них выявлены соединения, обладающие про-

и изучение их свойств является актуальной про-

тивосудорожным и антиаритмическим действием

блемой. Весьма перспективными в ее реализации

[1, 2], поэтому они занимают значительное место

представляются исследования, направленные на

в ряду противоэпилептических лекарственных

разработку методов синтеза производных гиданто-

препаратов. Широко известна также антибактери-

ина, содержащих в своем составе такие активные

альная и антимикробная активность производных

биогенные группы, как фрагменты п-аминобен-

гидантоина [3-7]. Мощной противоопухолевой ак-

зойной кислоты или п-аминофенола [10, 11].

тивностью в отношении линии клеток рака легких,

В продолжение работ по исследованию функ-

молочной железы и шейки матки обладают N-ари-

циональных производных гидантоина

[12-14]

лиден-2-(2,5-диоксо-4,4-дифенил)ацетогидразиды

нами изучены реакции

5,5-диметил-3-(2-хлор-

[8]. Фунгицидную активность проявил 1,3-диме-

этил)- (1а), 3-(2-бромэтил)-5,5-дифенил- (1б) и

тилол-5,5-диметилгидантоин, который активен

5,5-диметил-1,3-ди-(2-хлорэтил)гидантоинов (2) с

против плесневых грибков, вызывающих биоде-

4-аминобензоатом калия и 4-N-ацетиламинофено-

струкцию промышленных материалов [9].

лятом натрия.

1184

ОСОБЕННОСТИ РЕАКЦИЙ НУКЛЕОФИЛЬНОГО ЗАМЕЩЕНИЯ

1185

Схема 1.

O R

N NH ДМФА, TEBAC

N NH

COOK

−KX

H₂N

1а, б

3а, б

R = CH₃, X = Cl (a); R = C₆H₅, X = Br (б).

Схема 2.

O CH3

N NH

2 H₂N

COOK

H₂N

O CH3

CH₃

ДМФА, TEBAC

O CH3

N N

−KCl

N N

H₂N

Общая методика проведения реакций заклю-

В спектрах ЯМР ¹Н аминобензоатов 3a, б про-

чалась в нагревании смеси реагентов, взятых в

тоны амино- и амидной групп характеризируются

разных мольных соотношениях, при темпера-

синглетами с δ 5.96-5.98 и 8.26-9.62 м. д. соответ-

туре 130-140°С в диметилформамиде (ДМФА)

ственно. Протоны метиленовых групп проявляют-

в присутствии триэтилбензиламмонийхлорида

ся в виде двух триплетов с δ 3.68-3.80 (NCH₂) и

(TEBAC) в качестве катализатора. Чистоту синте-

4.29-4.32 м. д. (OCH₂, ³J_НН 5.1-5.3 Гц). Дублетные

зированных соединений контролировали данными

сигналы п-фениленовой группы регистрируются

тонкослойной хроматографии (ТСХ), состав опре-

при 6.50-6.53 и 7.48-7.57 м. д. (³J_НН 8.7 Гц). Про-

деляли элементным анализом, а строение подтвер-

тонам метильных групп соответствует синглет

ждали методами масс-спектрометрии, ИК и ЯМР

при 1.23 м. д., а фенильных групп - мультиплет

¹Н спектроскопии.

при 7.23-7.43 м. д. Отнесение сигналов проведе-

Нами было установлено, что взаимодействие

но согласно данным работы [15]. В масс-спектре

эквимольных количеств галогенидов 1a и 1б с

соединения 3а имеется пик молекулярного иона с

4-аминобензоатом калия протекает по схеме ну-

m/z 291.

клеофильного замещения атома галогена. Реакция

При проведении реакции дихлорида 2 с 4-ами-

с бромидом 3б, как и следовало ожидать, проте-

нобензоатом калия при мольном соотношении

кает легче и с более высоким выходом целевого

реагентов, равном 1:2, вместо дизамещенного ги-

продукта, чем с хлоридом 3а. Согласно данным

дантоина 4 нами неожиданно был получен амино-

масс-спектрометрии, ИК и ЯМР ¹Н спектроско-

бензоат 3а (схема 2).

пии, процесс завершается образованием ожидае-

мых

2-[5,5-диметил(дифенил)-2,4-диоксо-1,3-ди-

Физико-химические константы и спектральные

азолидин-2-ил]этил-4-аминобензоатов

3a,

характеристики выделенного при этом продукта

(схема 1).

оказались полностью идентичными соединению

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 8 2021

1186

КОЛЯМШИН и др.

Схема 3.

O CH3

CH₃

N N

H₃C

ONa

O CH3

CH₃

ДМФА, TEBAC

N NH

-NaCl

H₃C

Схема 4.

O CH3

HCl (конц.),

∆, 3 ч

N NH

H₂N

-CH₃COOH

3a, полученному из монохлорида 1а, что свиде-

5.8 Гц), а сигналы п-фениленовой группы реги-

тельствует об отщеплении 2-хлорэтильной группы

стрируются при 6.81 и 7.44 (³J_НН 9.0 Гц).

в положении 1 гидантоина 2.

Гидантоин 5 является исходным соединением

Аналогично протекает взаимодействие

4-N-

для синтеза производных п-аминофенола, содер-

жащих биогенную

5,5-диметил-2,4-диоксоими-

ацетиламинофенолята натрия с дихлоридом 2 при

дазолидиновую группу. Для снятия ацильной за-

мольном соотношении реагентов 2:1. В результате

щиты гидантоин 5 кипятили с водным раствором

реакции был выделен исключительно монозаме-

соляной кислоты. При этом, согласно данным

щеннй гидантоин - 3-[2-(4-ацетиламинофенокси)-

масс-спектрометрии, ИК и ЯМР ¹Н спектроскопии,

этил]-5,5-диметил-1,3-диазолидин-2,4-дион 5 вы-

образуется 3-[2-(4-аминофенокси)этил]-5,5-диме-

ходом 48% (схема 3).

тил-1,3-диазолидин-2,4-дион 6 (схема 4).

На образование гидантоина 5 однозначно ука-

В масс-спектре соединения 6 имеется пик мо-

зывают данные масс-спектра, в котором имеется

лекулярного иона с m/z 263. В спектре ЯМР ¹Н

пик молекулярного иона m/z 305, а также ИК и

аминогруппа однозначно идентифицируется син-

ЯМР ¹Н спектров. В спектре ЯМР ¹Н имеется син-

глетом с δ 4.61 м. д. Протоны метильных и амид-

глет с δ 8.28 м. д., который, согласно литератур-

ной групп проявляются также в виде синглетов с δ

ным данным [7], соответствует сигналу протона

1.25 и 8.28 м. д. соответственно. Протоны этиле-

NH-группы в положении 1 гидантоинового цикла.

новой группы проявляются в виде двух триплетов

Протоны метильных, ацетильной, и амидной групп

при 3.64 (NCH₂) и 3.97 м. д. (OCH₂, ³J _НН 5.9 Гц), а

в спектре ЯМР ¹Н характеризируются синглетами

п-фениленовой группы - двух дублетов с δ 6.48 и

с δ 1.25, 1.99, и 9.76 м. д. соответственно. Протоны

6.60 м. д. (³J_НН8.8 Гц).

этиленовой группы проявляются в виде двух три-

В ИК спектрах соединений 3a, б, 5 и 6 содер-

плетов при 3.69 (NCH₂) и 4.09 м. д. (OCH₂, ³J_НН

жатся полосы поглощения, характерные для коле-

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 8 2021

ОСОБЕННОСТИ РЕАКЦИЙ НУКЛЕОФИЛЬНОГО ЗАМЕЩЕНИЯ

1187

Схема 5.

O R

3а, б

N NH

7а, б

O R

p-TSA

-H₂O

N NH

8а, б

R = CH₃, X = Cl (a); R = C₆H₅, X = Br (б).

баний связей N-H, С-Н, С=О, С-О и ароматиче-

азеотропной отгонкой выделяющейся воды при

ского кольца.

кипячении в смеси растворителей ДМФА и толу-

ола. В результате этой реакции с выходом 68-95%

Амины 3а, б и 6 представляют повышенный

образуются

2-[5,5-диметил(дифенил)-2,4-диок-

интерес как перспективные синтоны при синтезе

новых типов малеинимидов, которые благодаря

со-1,3-диазолидин-2-ил]этил-4-(2,5-диоксо-1-азо-

лин-1-ил)бензоаты 8а, б (схема 5).

наличию иминогруппы и высокоактивной двой-

ной связи С=С являются удобной платформой для

В спектрах ЯМР ¹Н малеамовых кислот 7a, б

создания соединений, обладающих потенциаль-

наряду с сигналами метильной, фенильной, эти-

ной биологической активностью. Например, на

леновой, п-фениленовой и NH-групп гидантои-

основе N-арилмалеинимидов были синтезированы

нового кольца содержатся дублеты этиленовых

вещества, рекомендованные в качестве флуорес-

протонов с δ 6.33-6.39 и 6.49-6.70 м. д. (³J_НН12.0-

центных зондов, селективных к амилоиду [16, 17].

12.7 Гц), а также синглеты амидного (10.50-

Также известны малеиннимиды, проявляющие

10.65 м. д.) и карбоксильного протонов (12.90 м.

высокую инсектицидную, фунгицидную и герби-

д.), что в совокупности с данными ИК спектров

цидную активности [18-20], а некоторые из них

{3338-3189 [C(O)NH], 1707-1710 (С=О), 1624-

были предложены в качестве высокоэффективных

1627 (СH=CH), 1261-1268 (С-О-С), 1585 см^-1

фармацевтических препаратов для лечения сер-

(С₆Н₄)} однозначно подтверждает протекание ре-

дечно-сосудистых заболеваний, болезни Альцгей-

акции ацилирования аминобензоатов 3а, б малеи-

мера, диабета 2 типа, рака и ВИЧ [21-23].

новым ангидридом.

Синтез малеинимидов, содержащих в своем

Образование малеинимидов 8a, б подтвержда-

составе такие биогенные группы, как фрагменты

ется данными ИК и ЯМР ¹Н спектроскопии. Так,

п-аминобензойной кислоты и гидантоина, про-

в спектрах ЯМР ¹Н, во-первых, отсутствуют сиг-

водили в две стадии. Вначале взаимодействием

налы протонов амидной и карбоксильной групп;

аминобензоатов 3а, б с малеиновым ангидридом в

во-вторых, содержится по одному синглету с δ

среде ацетона или бензола при комнатной темпера-

7.24 м. д., характерному для магнитно-экви-

туре или незначительном нагревании до 40-45°С

валентных этиленовых протонов; в-третьих,

с выходом 73-87% были получены соответствую-

имеются сигналы метильной, фенильной, эти-

щие малеамиды 7a, б, которые на второй стадии

леновой, п-фениленовой и NH-групп гидантоино-

подвергали внутримолекулярной циклизации в

вого цикла. Данные ИК спектроскопии {3303-3177

присутствии п-толуолсульфокислоты (p-TSA) с

[C(O)NH], 1716-1722 (C=O), 1272-1279 (C-O-С),

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 8 2021

1188

КОЛЯМШИН и др.

3097, 1604-1606, 830-834, 763, 702 см^-1(С₆Н₄,

3-(2-Бромэтил)-5,5-дифенилгидантоин

(1б).

С₆Н₅)} и элементного анализа также подтвержда-

К раствору 0.8 г (20 ммоль) гидроксида натрия в

ют формирование дигидроимидазольного цикла.

20 мл воды прибавляли 5.05 г (20 моль) 5,5-ди-

фенилгидантоина и нагревали до гомогенизации

Таким образом, в результате проведенных ис-

смеси, затем добавляли раствор 7.51 г (40 моль)

следований синтезированы и охарактеризованы

новые типы 5,5-дизамещенных гидантоинов и

1,2-дибромэтана в 40 мл этилового спирта и кипя-

тили 4 ч. После охлаждения осадок отфильтро-

N-арилмалеинимидов, содержащих фрагмен-

вывали и сушили на воздухе. Выход 6.6 г (92%),

ты п-аминобензойной кислоты и п-аминофено-

ла, структура которых изучена методами хрома-

бесцветные кристаллы, т. пл. 150-152°С (i-PrOH)

то-масс-спектрометрии, ИК и ЯМР спектроскопии.

{т. пл. 156-157°С (EtОН) [25]}. ИК спектр, ν, см^-1:

3455, 3250, 3180 (N-H), 1768, 1715 (С=О), 1602,

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

830 (С₆Н₅), 600 (С-Br).

2-(5,5-Диметил-2,4-диоксо-1,3-диазолидин-

ИК спектры получены на спектрофотометре

2-ил)этил-4-аминобензоат (3а). а. Смесь 3.81 г

ФСМ 1202 в вазелиновом масле. Спектры ЯМР ¹Н

зарегистрированы на спектрометре Bruker DRX500

(0.02 моль) 5,5-диметил-3-(2-хлорэтил)гидантои-

на 1а, 3.50 г (0.02 моль) калия 4-аминобензоата и

(500.13 MГц) в ДМСО-d₆, внутренний стандарт -

0.2 г TEBAC в 20 мл ДМФА перемешивали при

тетраметилсилан. Масс-спектры получены на

приборе Finnigam MAT INCOS-50 (энергия иони-

130-140°С в течение 3 ч. После охлаждения смеси

зирующих электронов - 70эВ). Анализ методом

до комнатной температуры добавляли 300 мл воды

и 15 г сульфата магния (для облегчения кристалли-

ТСХ проводили на пластинах Sorbfil ПТСХ-П-В,

подвижная фаза - 1,4-диоксан, проявитель - пары

зации продукта). Выделившийся осадок отфиль-

иода. Элементный анализ осуществляли на анали-

тровывали, промывали водой (10×5 мл ) и сушили

заторе PеrkinElmer 2400 CHN. Температуры плав-

на воздухе. Выход 3.23 г (55%), бежевый порошок,

ления определяли капиллярным методом.

т. пл. 159-161°С (EtОН), R_f 0.60. ИК спектр, ν, см^-1:

3427, 3343, 3252 (NH₂), 1759, 1695 (С=О), 1281,

5,5-Диметил-1,3-ди-(2-хлорэтил)гидантоин

1058 (С-О), 3040, 1606, 856 (С₆Н₄). Спектр ЯМР

(2) получали согласно методике [24]. Выход 93%,

¹Н, δ, м. д.: 1.23 с (6Н, 2СН₃), 3.68 т (2Н, СН₂N,

т. пл. 59°С (EtОН-вода).

³J_НН 5.3 Гц), 4.29 т

(2Н, СН₂О, 3JНН 5.3 Гц),

5,5-Диметил-3-(2-хлорэтил)гидантоин

(1а).

5.96 с (2Н, NH₂), 6.53 д и 7.57 д (4Н, С₆Н₄, ³J_НН

К раствору 19.2 г (0.15 моль) 5,5-диметилгидан-

8.7 Гц), 8.26 с [1Н, C(O)NH]. Масс-спектр, m/z

тоина в 40 мл ДМФА постепенно небольшими

(I_отн, %): 291 (100) [М]⁺. Найдено, %: С 57.57; Н

порциями прибавляли 3.45 г (0.15 моль) металли-

5.84; N 14.36. C₁₄H₁₇N₃O₄. Вычислено, %: С 57.72;

ческого натрия в виде тонких пластин и переме-

Н 5.88; N 14.42.

шивали при нагревании до 100-110°С в течение

б. Смесь 3.80 г (0.015 моль) 5,5-диметил-1,3-

1.5 ч. После того, как весь натрий прореагировал, в

ди-(2-хлорэтил)гидантоина,

5.25 г

(0.03 моль)

реакционную смесь добавляли 44.54 г (0.45 моль)

калия 4-аминобензоата, 0.2 г TEBAC в 20 мл

1,2-дихлорэтана, 0.5 г TEBAC и кипятили 4 ч. Оса-

ДМФА перемешивали при 130-140°С в течение

док хлорида натрия отфильтровывали, фильтрат

3 ч. Охлаждали смесь до комнатной температуры,

упаривали в вакууме. Маслянистый остаток пере-

добавляли 200 мл воды и 15 г сульфата магния

гоняли в вакууме. Выход 17.5 г (61%), бесцветная

(для облегчения кристаллизации продукта). Вы-

жидкость, т. кип. 156-160°С (2-3 мм рт. ст.), при

делившийся осадок отфильтровывали, промывали

комнатной температуре постепенно кристаллизу-

водой (10×5 мл) и сушили на воздухе. Выход 3.87 г

ется, т. пл. 87-88°С (бензол), R_f 0.61. ИК спектр, ν,

(89%), светло-бежевый порошок, т. пл. 159-161°С

см^-1: 3455, 3272, 3233 (NH), 1769, 1706 (С=О), 767

(EtОН), R_f 0.60.

(С-Cl). Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д.: 1.29 с (6Н, СН₃),

3.69 т (2Н, СН₂N, ³J_HH6.0 Гц), 3.79 т (2Н, СН₂Сl,

2-(2,4-Диоксо-5,5-дифенил-1,3-диазолидин-

³J_HH6.0 Гц), 8.36 с (1Н, NH). Масс-спектр, m/z (I_отн,

2-ил)этил-4-аминобензоат

(3б). Смесь

2.51 г

%): 190 (23.32) [М]⁺.

(7 ммоль)

3-(2-бромэтил)-5,5-дифенилгидантои-

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 8 2021

ОСОБЕННОСТИ РЕАКЦИЙ НУКЛЕОФИЛЬНОГО ЗАМЕЩЕНИЯ

1189

на 1б, 1.23 г (7 ммоль) калия 4-аминобензоата и

ванной соляной кислоты и 10 мл воды кипятили

0.2 г TEBAC в 15 мл ДМФА перемешивали при

6 ч. После охлаждения до комнатной температу-

120-126°С в течение 2.5 ч и еще 0.5 ч при 140°С.

ры смесь подщелачивали 30%-ным раствором ги-

После охлаждения до комнатной температуры ре-

дроксида калия до рН 10. Выделившийся осадок

акционную массу обрабатывали 150 мл воды. Вы-

отфильтровывали, промывали водой (5×3 мл) и

делившийся осадок растирали с водой, отфильтро-

сушили на воздухе, затем при 100°С в течение 5 ч.

вывали, промывали водой (10×3 мл) и сушили на

Выход 2.77 г (65%), светло-коричневый порошок,

воздухе. Выход 2.34 г (80%), бежевый мелкокри-

т. пл. 123-126°С (EtOAc), R_f 0.55. ИК спектр, ν,

сталлический порошок, т. пл. 78-80°С (EtОН), R_f

см^-1: 3456, 3373, 3266 [H₂N, C(O)NH], 1763, 1707

0.51. ИК спектр, ν, см^-1: 3462, 3310, 3230 (N-H),

(С=О), 1239, 1069 (С-О), 3050, 1509, 852 (С₆Н₄).

1776, 1713 (C=O), 1271 (C-O-С), 1601,1515, 846,

Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д.: 1.25 с (6Н, 2СН₃), 3.64

766, 698 (С₆Н₅, С₆Н₄). Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д.:

т (2Н, СН₂N, ³J_НН5.9 Гц), 3.97 т (2Н, СН₂О, ³J_НН

3.80 т (2Н, СН₂N, ³J_НН5.1 Гц), 4.32 т (2Н, СН₂О,

5.9 Гц), 4.61 с (2Н, NH₂), 6.48 д и 6.60 д (4Н, С₆Н₄,

³J_НН5.1 Гц), 5.98 с (2Н, NH₂), 6.51 д и 7.48 д (4Н,

³J_НН8.8 Гц), 8.26 с [1Н, C(O)NH]. Масс-спектр, m/z

С₆Н₄, ³J_НН8.7 Гц), 7.27-7.43 м ((10Н, С₆Н₅),9.64

(I_отн, %): 263 (80.88) [М]⁺. Найдено, %: С 59.45; Н

с [1Н, C(O)NH]. Найдено, %: С 69.39; Н 5.10; N

6.44; N 15.75. C₁₃H₁₇N₃O₃. Вычислено, %: С 59.30;

10.11. C₂₄H₂₁N₃O₄. Вычислено, %: С 69.01; Н 5.27;

Н 6.51; N 15.96.

N 10.46.

4-Оксо-4-{4-[2-(5,5-диметил-2,4-диоксо-1,3-

3-[2-(4-Ацетиламинофенокси)этил]-5,5-ди-

диазолидин-2-ил)этоксикарбонил]фенилами-

метил-1,3-диазолидин-2,4-дион (5). К раствору

но}-2-бутеновая кислота (7а). К суспензии 2.27 г

1.41 г (35.2 моль) гидроксида натрия в 30 мл эти-

(7.8 ммоль) гидантоина 3а в 10 мл ацетона порци-

лового спирта прибавляли 5.32 г (35.2 моль) 4-N-

ями приливали раствор 0.784 г (8 ммоль) малеино-

ацетиламинофенола и перемешивали при 70°С до

вого ангидрида в 5 мл ацетона. Полученную смесь

полной гомогенизации смеси. К образовавшемуся

нагревали при 40-45°С в течение 1 ч. Через сутки

раствору добавляли 4.45 г (17.6 моль) дихлорида

осадок отфильтровывали, промывали ацетоном

2, 25 мл ДМФА, 0.2 г TEBAC и перемешивали, по-

(3×1.5 мл), сушили на воздухе. Выход 2.65 г (87%),

степенно повышая температуру до 130°С и одно-

светло-серый порошок, т. пл. 205-206°С (ацетон),

временно отгоняя спирт. Для завершения реакции

R_f 0.04. ИК спектр, ν, см^-1: 3277, 3189 [C(O)NH],

смесь выдерживали при 130-140°С 4 ч, после чего

1710 (С=О), 1627 (СH=CH), 1268 (С-О-С), 1585,

охлаждали до комнатной температуры, добавляли

854 (С₆Н₄). Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д.: 1.22 c (6H,

200 мл воды и 15 г сульфата магния (для облег-

CH₃), 3.73 т (2Н, СН₂N, ³J_НН5.2 Гц), 4.39 т (2Н,

чения кристаллизации продукта). Выделившийся

СН₂О, ³J_НН5.2 Гц), 6.33 д и 6.49 д (2Н, СН=СН,

осадок отфильтровывали, промывали водой (10×

³J_НН12.0 Гц), 7.73 д и 7.87 д (4Н, С₆Н₄, ³J_НН8.8 Гц),

5 мл) и сушили на воздухе. Выход 2.58 г (48%),

8.30 с [1Н, C(O)NH], 10.65 c [1Н, C(O)NHC₆H₄],

светло-желтые кристаллы, т. пл.

163-165°С

12.90 с (1Н, СООН). Найдено, %: С 55.53; Н 4.92;

(1,4-диоксан), R_f 0.54. ИК спектр, ν, см^-1: 3450,

3336, 3150 (N-H), 1762, 1712 (C=O), 1658 (амид I),

N 10.79. C₁₈H₁₉N₃O₇. Вычислено, %: С 55.30; Н

1542 (амид II), 1237, 1064 (C-O), 3098, 1603, 1512,

4.59; N 10.36.

823 (С₆Н₄). Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д.: 1.25 с (6Н,

4-Оксо-4-{4-[2-(2,4-диоксо-5,5-дифенил-1,3-

2СН₃), 1.99 с [3Н, СН₃С(О)], 3.69 т (2Н, СН₂N, ³J_НН

диазолидин-2-ил)этоксикарбонил]фенилами-

5.8 Гц), 4.09 т (2Н, СН₂О, ³J_НН5.8 Гц), 6.81 д и 7.44

но}-2-бутеновая кислота (7б). К суспензии 1.66 г

д (4Н, С₆Н₄, ³J_НН9.0 Гц), 8.28 с [1Н, C(O)NH], 9.76

(0.4 ммоль) гидантоина 3б в 6 мл бензола прилива-

с [1Н, СН₃C(O)NH]. Масс-спектр, m/z (I_отн, %):

ли раствор 0.39 г (0.4 ммоль) малеинового ангидри-

305 (27.53) [М]⁺. Найдено, %: С 58.87; Н 6.40; N

да в 4 мл бензола. Из раствора выделяется осадок,

13.65. C₁₅H₁₉N₃O₄. Вычислено, %: С 59.01; Н 6.27;

который отфильтровывали, промывали бензолом

N 13.76.

(3×1 мл) и сушили на воздухе. Выход 1.50 г (74%),

3-[2-(4-Аминофенокси)этил]-5,5-диметил-

светло-серый порошок, т. пл. 201-202°С (аце-

1,3-диазолидин-2,4-дион

(6).

Смесь

1.45 г

тон), R_f 0.63. ИК спектр, ν, см^-1: 3338, 3266, 3183

(4.7 ммоль) соединения 5, 10 мл концентриро-

[C(O)N-H], 1770, 1720, 1707 (С=О), 1624 (С=C),

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 8 2021

1190

КОЛЯМШИН и др.

1261 [С-ОС(О)], 1102 (С-ОСН₂), 1576, 1526, 853,

Митрасов Юрий Никитич, ORCID: http://orcid.

731, 695 (С₆Н₅, С₆Н₄). Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д.:

org/0000-0002-4083-7863

3.98 т (2Н, СН₂N, ³J_НН5.1 Гц), 4.53 т (2Н, СН₂О,

Данилов Владимир Александрович, ORCID:

³J_НН5.1 Гц), 6.39 д и 6.70 д (2Н, СН=СН, ³J_НН12.7

http://orcid.org/0000-0001-9140-1747

Гц), 7.32-7.42 м (10Н, С₆Н₅), 7.76 д и 7.85 д (4Н,

Васильев Андрей Николаевич, ORCID: http://

С₆Н₄, ³J_НН8.65 Гц),8.44 с [1Н, C(O)NH], 10.50 с

orcid.org/0000-0002-1886-9404

(1Н, C(O)NHC₆H₄). Найдено, %: С 65.49; Н 4.51; N

8.18. C₂₈H₂₃N₃O₇. Вычислено, %: С 65.30; Н 4.59;

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

N 8.36.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

Общая методика получения малеинимидов

интересов.

8a, б. Смесь 5 ммоль малеамида 7а или 7б, 0.1 г

p-TsOH, 5 мл ДМФА и 20 мл толуола кипятили с

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

насадкой Дина-Старка в течение 4 ч (вода выделя-

лась в течение 2 ч), затем отгоняли растворители в

Пат. 32313 (1962). ГДР // РЖХим. 1965. 23 Н 186П.

вакууме. Маслянистый остаток растирали с 80 мл

Пат. 114751 (1977). ПНР // РЖХим. 1983. 21 О 67П.

воды, образовавшийся осадок отфильтровывали,

Пат. 3097202 (1960). США // РЖХим. 1965. 23 Н

189П.

промывали водой (10×5 мл), сушили на воздухе и

Kong X., Zhang S., Wang Y., Liu Y., Li R., Ren X.,

перекристаллизовывали из спирта.

Huang T.-S. // Composites Commun. 2019. Vol. 15.

2-(5,5-Диметил-2,4-диоксо-1,3-диазолидин-

P. 25. doi 10.1016/j.coco.2019.06.005

2-ил)этил-4-(2,5-диоксо-1-азолин-1-ил)бензоат

Pan N., Wang Y., Ren X., Huang T.-S., Kim I.-S. // Mater.

(8а). Выход 1.28 г (69%), светло-розовый поро-

Sci. Eng. (C). 2019. Vol. 103. P. 109877. doi 10.1016/j.

шок, т. пл. 170-172°С (EtОН), R_f 0.54. ИК спектр,

msec.2019.109877

ν, см^-1: 3213 [C(O)NH], 1722 (C=O), 1279 (C-O-С),

Fan X., Ren X., Huang T.-S., Sun Y. // RSC Adv. 2016.

3097, 1606, 834 (С₆Н₄). Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д.:

Vol. 6. P. 42600. doi 10.1039/c6ra08465f

1.24 c (6H, 2CH₃), 3.75 т (2Н, СН₂N, ³J_НН5.1 Гц),

Li X., Liu Y., Jiang Z., Li R., Ren X., Huang T.-S. //

4.45 т (2Н, СН₂О, ³J_НН5.1 Гц), 7.24 с (2Н, СН=СН),

Cellulose. 2015. Vol. 22. P. 3609. doi 10.1007/s10570-

7.52 д и 8.00 д (4Н, С₆Н₄, ³J_НН8.64 Гц), 8.31 с [1Н,

015-0763-3

Alkahtani H.M., Alanazi M.M., Aleanizy F.S., Alqah-

C(O)NH]. Найдено, %: С 58.22; Н 4.61; N 11.32.

tani F.Y., Alhoshani A., Alanazi F.E., AAlmehizia A.A.,

C₁₈H₁₇N₃O₆. Вычислено, %: С 58.28; Н 4.53; N

Abdalla A.N., Alanazi M.G., El-Azab A.S., Abdel-

11.26.

Aziz A.A.-M. // Saudi Pharm. J. 2019. Vol. 27. P. 682. doi

2-(2,4-Диоксо-5,5-дифенил-1,3-диазолидин-

10.1016/j.jsps.2019.04.003

2-ил)этил-4-(2,5-диоксо-1-азолин-1-ил)бензоат

Заявка 2483414 (1980). Франция // РЖХим. 1982.

(8б). Выход 0.94 г (95%), желтый порошок, т. пл.

24 O 407П.

169-171°С (i-PrOH), R_f 0.54. ИК спектр, ν, см^-1:

10.

Азев Ю.А., Ермакова О.С., Берсенева В.С., Баку-

3472, 3303, 3177 [C(O)NH], 3093 (Н-С=), 1775,

лев В.А. // ЖОХ. 2016. Т. 86. Вып. 11. С. 1799;

1716 (C=O), 1604 (С=С), 1272 (C-O-С), 1520,

Azev Yu.A., Ermakova O.S., Berseneva V.S., Baku-

1505, 830, 763, 702 (С₆Н₄, С₆Н₅). Спектр ЯМР ¹Н,

lev V.A. // Russ. J. Gen. Chem. 2016. Vol. 86. N. 11.

δ, м. д.: 3.88 т (2Н, СН₂N, ³J_НН5.0 Гц), 4.47 т (2Н,

P. 2442. doi 10.1134/S1070363216110074

11.

Жилицкая Л.В., Ярош Н.О., Шагун Л.Г., Дорофе-

СН₂О, ³J_НН5.0 Гц), 7.24 с (2Н, СН=СН), Гц), 7.31

ев Н.А., Ларина Л.И. // ЖОХ. 2016. Т. 86. Вып. 8.

м (10Н, С₆Н₅),7.46 д и 7.83 д (4Н, С₆Н₄, ³J_НН8.5

С. 1387; Zhilitskaya L.V., Yarosh N.O., Shagun L.G.,

Гц), 9.68 с [1Н, C(O)NH]. Найдено, %: С 67.87; Н

Dorofeev I.A., Larina L.I. // Russ. J. Gen. Chem. 2016.

4.27; N 8.48. C₂₈H₂₁N₃O₆. Вычислено, %: С 67.30;

Vol. 86. N 8. P. 1963. doi 10.1134/S1070363216080314

Н 4.41; N 8.56.

12.

Колямшин О.А., Митрасов Ю.Н., Кормачев В.В. //

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

ЖОХ. 1995. Т. 65. Вып. 4. С. 672.

13.

Колямшин О.А., Кольцов Н.И., Митрасов Ю.Н., Смо-

Колямшин Олег Актарьевич, ORCID: http://

лина И.Н. // Бутлеровск. сообщ. 2016. Т. 48. № 10.

orcid.org/0000-0002-3473-1827

С. 103.

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 8 2021

ОСОБЕННОСТИ РЕАКЦИЙ НУКЛЕОФИЛЬНОГО ЗАМЕЩЕНИЯ

1191

14.

Кормачев В.В., Колямшин О.А., Митрасов Ю.Н.,

19. Пат. 3850955 (1972). США // РЖХим. 1975. 17 О

Братилов Б.И., Козырев С.В. А.с. 1555327 (1988) //

373П.

Б. И. 1990. № 13.

20. Заявка 3712987 (1987). ФРГ // РЖХим. 1989. 16 О

382П.

15.

Преч Э., Бюльманн Ф., Аффольтер К. Определение

21. Заявка 2006102130/04 (2004). Россия // РЖХим.

строения органическх соединений. Таблицы спек-

08.04- 19 О117П.

тральных данных. М.: Мир; БИНОМ. Лаборатория

22. Заявка 2859208 (2003). Франция // РЖХим. 05.16-19

знаний. 2013. 438 с.

О 106П.

16.

Пат. РФ № 2611408 (2015) // Б. И. 2017. № 6.

23. Пат. 7220774 (2003). США // РЖХим. 08.06-19 О

17.

Sapozhnikov S.P., Karyshev P.B., Kozlov V.A.,

87П.

Sheptukhina A.I., Nikolayeva O.V., Avruyskaya A.A.,

24. Пат. 4283548 (1979). США // РЖХим. 1982. 10 О

Mitrasov Y.N. // Modern Technol. Med. 2017. Vol. 9.

143П.

N 2. P. 91. doi 10.17691/stm2017.9.2.11

25. Cichoń Z., Zejc A. // Pol. J. Pharmacol. Pharm. 1973.

18.

Пат. 938 (1969). Япония // РЖХим. 1973. 22 Н 528П.

Vol. 25. N 3. P. 263.

Some Features of Nucleophilic Substitution Reactions

of N-2-Haloethyl Derivatives of 5,5-Substituted Hydantoins

O. A. Kolyamshina,*, Yu. N. Mitrasov^b, V. A. Danilov^a, and A. N. Vasil’ev^a

^aI.N. Ulyanov Chuvash State University, Cheboksary, 428015 Russia

^bI.Ya. Yakovlev Chuvash State Pedagogical University, Cheboksary, 428000 Russia

*e-mail: kolyamshin.oleg@yandex.ru

Received June 5, 2021; revised July 12, 2021; accepted July 13, 2021

Reaction of 5,5-dimethyl-3-(2-chloroethyl)- and 5,5-diphenyl-3-(2-bromoethyl)hydantoins with potassium

4-aminobenzoate in dimethylformamide in the presence of triethylbenzylammonium chloride leads to the

formation of 2-[5,5-dimethyl(diphenyl)-2,4-dioxo-1,3-diazolidin-2-yl]ethyl-4-aminobenzoates. The latter were

used for synthesis of new types of maleimides, namely 2-[5,5-dimethyl(diphenyl)-2,4-dioxo-1,3-diazolidin-

2-yl]ethyl-4-(2,5-dioxo-1-azolin-1-yl)benzoates. Reactions of 5,5-dimethyl-1,3-di(2-chloroethyl)hydantoin

with potassium 4-aminobenzoate or sodium 4-N-acetylaminophenolate at a molar ratio of 1:2 also lead to

3-monosubstituted products.

Keywords: 5,5-dimethyl-3-(2-chloroethyl)hydantoin, 5,5-diphenyl-3-(2-bromoethyl)hydantoin, 5,5-dimethyl-

1,3-di-(2-chloroethyl)hydantoin, p-aminobenzoic acid, 4-N-acetylaminophenol, maleimides

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 8 2021