ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2019, Том 55, № 2, с. 171-179
УДК 547.789.61+547.379.2+542.8
КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
МЕХАНИЗМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ 2-МЕРКАПТО-
БЕНЗОТИАЗОЛА С ИОДМЕТИЛ(ДИМЕТИЛ)-
ФЕНИЛСИЛАНОМ В ПРИСУТСТВИИ ИОДА
© 2019 г. В. А. Шагунa, b, Н. О. Ярошa, *, Л. Г. Шагунa
a ФГБУН «Иркутский институт химии имени А.Е. Фаворского СО РАН» (ИрИХ СО РАН),
664033, Россия, г. Иркутск, ул. Фаворского 1
*e-mail: yarosh.nina@irioch.irk.ru
b ФГБОУ ВО «Иркутский национальный исследовательский технический университет» (ИРНИТУ),
664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова 83
Поступила в редакцию 28 июня 2018 г.
После доработки 3 июля 2018 г.
Принята к публикации 12 июля 2018 г.
С использованием метода B3LYP/6-311G(d,p) проведено квантово-химическое исследование механизма
взаимодействия
2-меркаптобензотиазола с иодметил(диметил)фенилсиланом в присутствии иода.
Предложены возможные каналы формирования аннелированных гетероциклических систем.
Установлено, что участвующий в реакции молекулярный иод оказывает определяющее влияние на
термодинамические и кинетические характеристики процесса циклизации.
Ключевые слова: 2-меркаптобензотиазол, иодметил(диметил)фенилсилан, алкилирование, аннелирование,
дефинилирование, квантово-химические расчеты, механизм реакции.
DOI: 10.1134/S0514749219020010
В последнее время интенсивно развивается
Реакция протекает в среде ацетона при 56°С и
химия функционально замещенных 2-меркаптобензо-
наряду с линейным трииодидом
2-(диме-
тиазола (каптакса). Это обусловлено как теоре-
тилфенилсилилметилсульфанил)-1,3-бензотиазо-
тическим интересом к этому классу соединений,
лия неожиданно образовался трициклический
так и широким диапазоном их практического испо-
трииодид 3,3-диметил-2,3-дигидро[1,4,2]тиазасила-
льзования в качестве потенциальных биологически
[5,4-b][1,3]бензотиазолия с выходом
52%
[13]
активных веществ [1-10]. Кроме того, бензотиазо-
(cхема 1). На основании полученных эксперимен-
льный фрагмент входит в состав веществ и
тальных данных можно предположить, что его
материалов, используемых в кожевенной и резинотех-
образование включает стадии S-алкилирования,
нической промышленности при производстве авто-
разрыва Si-Сsp2 связи в продукте S-алкилирования,
мобильных шин, резиновых нитей и обуви [11, 12].
образования иодсилана и его внутримолекулярной
циклокватернизации, метиленовой перегруп-
С целью дальнейшего развития синтетической
пировки N-Si-CH2-S в N-CH2-Si-S в образо-
базы в этой области нами недавно была
вавшемся аннелированном цикле.
исследована реакция
2-меркаптобензотиазола с
(иодметил)(диметил)фенилсиланом и молеку-
Для получения более детальной информации о
лярным иодом в отсутствие основных сред.
возможном механизме реакции с целью прогно-
Схема 1.
S
S
S
SH
+
I
Si
+
I2
S
+
S
Si
Me
N
N
N
Si
Me Me
Me Me
I3
Me
I3 H
171
172
ШАГУН и др.
Схема 2.
I-
Ph
Si
H
N
канал 1
S
I-(I3-)
Si
S
N
S
A1+I-
Ph
S
Si
3a+I-(I3-)
N
N
канал 2
(I2)
H
+
S
S
N
N
-C6H6
S
S
(I2--I)I
S
SH
Si
Si
S
HI
B1
S
N
I
1a
A2-HI
S
+
Ph
S
Si
3a'I(I--I2)
Ph
I
Si
-
канал 3
N
I
SH
2
S
I-(I3-)
Si
A3+I-
N
I
S
Ph
Si
S
Si
3b+I-(I3-)
HI
N
(I2)
N
S
канал 4
+
-C6H6
Ph
S
S
(I2--I)I
2 + HI
Si
+ I2
S
B2
Si
4
N
A4-HI
S
S
3b'I(I--I2)
зирования синтеза новых типов аннелированных
рования циклических трииодидов производных 2-
кремнийорганических систем проведен квантово-
метилимидазола и бензотриазола
[17,
18]. Все
химический анализ потенциальной поверхности
расчеты выполнены для газовой фазы.
взаимодействия
2-меркаптобензотиазола
1 с
иодметил(диметил)фенилсиланом 2. Исследование
Формирование аннелированных систем при
проведено в рамках метода DFT (B3LYP) [14] с
взаимодействии
2-меркаптобензотиазола
1 с
использованием базисного набора 6-311+G(d,p) и
иодметил(диметил)фенилсиланом
2 способно
псевдопотенциала SDD (учитывая наличие
протекать по нескольким каналам. Выбор канала
тяжелого элемента в исследуемых молекулярных
зависит от таутомерного состояния [тионная ()
системах). Все расчеты выполнены в рамках
или тиольная
() формы] и конкурентной
программного комплекса GAUSSIAN-09
[15].
предпочтительности реакционных центров
Стационарные точки идентифицированы анализом
соединения 1 к взаимодействию с иодметильной
матрицы Гессе. Поиск и локализацию переходных
группой силана
2.
По термодинамической
состояний (ПС) проводили методом синхронного
устойчивости тионная форма на 6.2 ккал/моль
транзита QST [16]. Анализ частот колебаний в
превосходит таутомерный аналог
. Однако,
седловой точке и соответствие критических точек
высокий активационный барьер перегруппировки
градиентной линии, их соединяющей проведен
1а→1б (47.5 ккал/моль) инициируемый антара-
методом внутренней координаты реакции (IRC).
поверхностным
1,3-Н сдвигом позволяет
Используемая расчетная схема показала хорошие
предположить возможное участие в реакции обеих
результаты при исследовании процесса форми-
таутомерных форм. В таутомере алкилирование
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 2 2019
КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
173
ПС1
А1+I-
ПС2
А2-HI
ПС3
А3+I-
ПС4
А4-HI
Рис. 1. Молекулярные структуры переходных состояний и продуктов, по данным метода B3LYP/6-311+(d,p).
способно протекать по C=S и NH- фрагментам
Механизм процесса алкилирования SH-
(каналы
1 и
4 соответственно, схема
2), а в
фрагмента в канале [(-2)→(А2-HI)] аналогичен
таутомере - по SH- и C=N (каналы 2 и 3
механизму реакции
[(-2)→(А4-HI)] и также
соответственно, схема
2).
По относительной
протекает через четырехцентровое переходное
устойчивости предреакционная бимолекулярная
состояние (ПС2, рис. 1) с преодолением барьера в
система с участием таутомера (-2) превос-
51.6 ккал/моль (рис.
2). Экзотермичность этой
ходит таутомерный аналог (-2) на 4.5 ккал/моль.
стадии реакции составляет 3.4 ккал/моль (рис. 2).
Аналогия в механизмах реакции прослеживается и
Алкилирование С=S фрагмента с образованием
в процессах алкилирования C=S и C=N
интермедиата А1+I- на первой стадии реакции [(-
фрагментов. Реакция кватернизации [(-2)→А3+I-]
2)→А1+I-] (канал 1, схема
2) протекает через
протекает через тригонально-бипиромидальное
тригонально-бипиромидальное переходное
переходное состояние (ПС3, рис.
1)
с
состояние (ПС1, рис.1) с преодолением барьера в
преодолением барьера в 35.9 ккал/моль (рис. 2).
32.2 ккал/моль (рис. 2). Барьер (ПС4, рис.
1)
Эндотермичность реакции составляет 18.2 ккал/моль
конкурирующей реакции алкилирования [(-2)→
(рис. 2).
(А4-HI)] (канал
4, схема
2) протекает через
четырехцентровое переходное состояние и имеет
Полученные значения активационных барьеров
значительно более высокое значение, величина
первых стадий реакционных каналов 1-4 пока-
которого составляет 54.1 ккал/моль (рис. 2).
зывают, что основными кинетически контро-
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 2 2019
174
ШАГУН и др.
ΔG, ккал/моль
ПС2
HI
R1
ПС4
Si
I
N
HI
56.1
R1
N
Ph
54.1
S
S
N
S
S
SH
ПС3
S
ПС1
ПС5
ПС6
40.4
32.2
33.4
36.1
A3+I-
22.7
(1б-2)
A2-HI
A4-HI
4.5
A1+I-
(1a-2)
1.8
0.8
1.1
0.0
B2-C6H6
R1
I
B1-C6H6
N
H
–19.6
–20.8
SH
H
N
N
R1
S
S
R2
IH
SH
S
N
S
N
R1 = CH2SiMe2Ph
S
+
S
R2 = CH2SiMe2I
Ph
S
S
I
Si
R2
+
+
C6H6
C6H6
Рис. 2. Схематическое представление процессов алкилирования [(1а-2)A1+I-], [(1б-2)→(A2-НI)], [(1б-2)A3+I-], [(1а-2)→
(A4-НI)] и элиминирования C6H6 [(A2-НI)→(B1-C6H6)], [(A4-НI)→(B2-C6H6)] по данным метода B3LYP/6-311+G(d,p) (цифры
даны в ккал/моль).
лируемыми каналами образования аннелиро-
триметилфенилсилана
4
[(2+HI)→PhSi(Me)3+I2].
ванных гетероциклических систем, по-видимому,
Восстановление силана протекает через пере-
являются каналы
1 и
3. Образующийся в
ходное состояние ПС7 (рис. 3) с преодолением
результате реализации канала 3 интермедиат А3+I-
барьера в
42.8 ккал/моль. Экзотермичность
безбарьерно переходит в термодинамически более
реакции составляет 4.6 ккал/моль.
устойчивое состояние (А4-HI) (схема
3).
Присутствующий в реакционной смеси
Интермедиат А1+I- находится в термодинами-
иодоводород также способен инициировать
ческом равновесии с интермедиатом А2-HI (рис. 2).
катализиуемое иодом [19, 20] расщепление связи
Барьер перегруппировки (А1+I-
А2-HI) не
Si-Сsp2 в термодинамически контролируемом
превышает 3.0 ккал/моль.
процессе элиминирования бензола [(A2-HI)→(B1-
Выделившийся в процессе формирования
С6Н6)], который протекает через переходное состояние
интермедиатов иодоводород способен участвовать
ПС5 с преодолением барьера в 32.3 ккал/моль,
в термодинамически контролируемом восстанов-
тепловой эффект составляет 21.9 ккал/моль. Барьер
лении силана 2 с образованием элементного иода и
ПС6 альтернативного процесса
[(A4-HI)→(B2-
Схема 3.
I
Ph
Ph
I-
Ph
H
Ph
Si
Si
Si
Si
H
N
N
N
N
+
S
S
+
SH
S
S
S
S
I-
S HI
A1+I-
(A2-HI)
A3+I-
(A4-HI)
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 2 2019
КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
175
2-HI
ПС7
4-I2
Рис. 3. Структуры критических состояний реакции восстановления силана по данным расчёта методом B3LYP/6-311+(d,p).
С6Н6)] имеет более высокое значение и составляет
формирование гетероцикла в интермедиате В2.
34.3 ккал/моль, экзотермичность реакции равна
Барьер циклизации ПС9 (рис.
6)
слегка
21.4 ккал/моль (рисунки 2, 4).
повышается (в сравнении с ПС8) и составляет
5.1 ккал/моль (график а, рис. 5). Эндотермичность
По относительной устойчивости интермедиат
процесса (В2→3b') уменьшается до 3.8 ккал/моль.
В1 лежит выше аналога В2 на 1.9 ккал/моль (рис. 5,
Энергетическая щель, разделяющая стационарные
график а). Формирование аннелированной системы
состояния 3b' и 3b+I- в сравнении с таковой у сос-
(В1→3а') инициируется структурной реоргани-
тояний 3а' и +I-, уменьшается на 4.5 ккал/моль и
зацией кремниевого центра от тетракоордини-
составляет 10.5 ккал/моль (рис. 5).
рованного в сторону тригонально-бипирами-
дального состояния (ПС8, рис. 6) и последующим
Как показали расчеты, участие молекулярного
его переходом в гипервалентное пентакоордини-
иода, образующегося в результате термодина-
рованное состояние. Активационный барьер
мически контролируемого восстановления силана
процесса В1→3а' составляет
4.5 ккал/моль, а
(2+HI→PhSi(Me)3+I2) оказывает значительное
тепловой эффект эндотермической перегруп-
влияние на термодинамические и кинетические
пировки равен 4.3 ккал/моль (рис. 5, график а). На
характеристики процесса замыкания гетероцикла в
потенциальной поверхности структурной реорга-
интермедиатах В1 и В2. Введение в ближне-
низации соединения
3а' существует еще одно
сферное окружение интермедиатов молекулярного
стационарное состояние, в котором соединение 3а'
иода приводит к его безбарьерной координации с
стабилизировано в виде ионной пары
+I- с
иодом иодсилановой группы [рис. 6, структуры
тетракоординированным атомом кремния (рис. 6).
(В1-I2) и (В2-I2)]. Циклизация в интермедиате (В2-
Это состояние по относительной устойчивости
I2) протекает через переходное состояние ПС11
лежит выше состояния 3а' на 15.0 ккал/моль (рис. 5,
(рис. 6) с преодолением барьера в 3.7 ккал/моль.
график а). Аналогичным образом протекает
Тепловой эффект экзотермической перегруппи-
ПС5
В1-C6H6
ПС6
В2-C6H6
Рис. 4. Молекулярные структуры переходных состояний (ПС5, ПС6) и продуктов реакций элиминирования Ph (В1-С6Н6, В26Н6)
соответственно по данным метода B3LYP/6-311+(d,p).
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 2 2019
176
ШАГУН и др.
Si
ΔG, ккал/моль
I-
3a+I-
N+
a
Si
21.2
I-
S S
3b+I-
I
N+ S
14.3
S
ПС8
Si
-I
ПС9
6.4
3a'
N
Si
5.1
6.2
S
3b'
N S
S
B1
1.9
B2
3.8
S
N
0.0
S
Si
S
I
N
Si
S
I
S
ПС10'
b
G, ккал/моль
28.1
Si
I3-
ПС10
N+
-
Si
ПС10''
ПС11
I3
B1-I2
4.6
S S
N+
S
3.4
3.7
1.5
B2-I2
B3-I2
3a+I3-
S
1.4
N
-1.4
0.0
3a'-I2
-
S
-3.9
3b+I3
I--I2
S
Si
I
I2
-9.8
Si
I--I
2
N
3b'-I2
3b'-I2
N
Si
I I2
Si
S
-14.2
S
S
-14.2
I2--I
S
N
I2--I
S S
Si
Si
N S
N S
S
S
Рис. 5. Схематическое представление процессов формирования аннелированных систем по данным расчёта методом B3LYP/6-31G(d,p)
(некатализируемого а и катализируемого б элементным иодом).
ровки [(В2-I2)→(3b'-I2)] составляет 14.2 ккал/моль
3.1 ккал/моль (рис. 5, график б). Тепловой эффект
(рис. 5, график б). В отличие от структуры (3b'-I2) с
перегруппировки составляет 5.4 ккал/моль. Как
пентакоординированным атомом кремния стацио-
показали результаты химического эксперимента,
нарное состояние 3b+I с тетракоординированным
образование молекулярных структур
было
атомом кремния лежит выше на 4.4 ккал/моль
зафиксировано в ходе динамического ЯМР 1Н, 13C,
(рисунки
5 и
6).
Термодинамически менее
15N мониторинга реакции. Вероятной причиной их
выгодный процесс циклизации в интермедиате (В1-
отсутствия в конечных продуктах, по-видимому,
I2) [(В1-I2)→(3а'-I2)] в сравнение с процессом [(В2-
является термодинамически контролируемый
I2)→(3b'-I2)] протекает через переходное состояние
процесс внутримолекулярной метиленовой
ПС10 (рис.
6) с преодолением барьера в
перегруппировки [(В2-I2)→(В3-I2)] (схема 4).
Схема 4.
I
I2
I3
Si
Si
I--I2
N
Si
N
N
S
S
S
3b'-I2
S
S
S
(B2-I2)
ПС10'
(B3-I2)
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 2 2019
КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
177
ПС8
3a'
3a+I-
ПС9
3b'
3b+I-
(B1-I2)
ПС10
3a'I2
3a+I
(B2-I3)
ПС11
3b'I2
3b+I
ПС10'
(B3-I2)
Рис. 6. Молекулярные структуры критических состояний процессов циклизации по данным расчёта методом B3LYP/6-311+(d,p).
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 2 2019
178
ШАГУН и др.
Метиленовая перегруппировка протекает через
7.
Franchini C., Muraglia M., Corbo F., Florio M.A.,
переходное состояние ПС10' (рис.
6) с прео-
Mola A.D., Rosato A., Matucci R., Nesi M., Bambeke F.,
Vitali C. Arch. Pharm. Chem. Life Sci. 2009, 342, 605.
долением существенно более высокого барьера в
doi 10.1002/ardp.200900092
сравнении с барьерами циклизации. Его величина
8.
Huang W., Yang G.F. Bioorg. Med. Chem. 2006, 14,
составляет
26.6 ккал/моль (рис.
5, график б).
8280. doi 10.1016/j.bmc.2006.09.016
Интермедиат (В3-I2) легко циклизуется образуя
9.
Стрелец Л.Н., Красовский A.Н., Грин В.A., Самура Б.A.,
конечную структуру (3b'-I2).
Линенко В.И, Звягинцев Ю.Г., Стеблюк П.Н., Соро-
Таким образом, анализ полученных данных
ка И.И., Жила Н.И. Хим.-фарм. журн. 1984, 18, 946.
показывает, что образование трииодида
3,3-
10.
Holbova E., Sidoova E., Zemanova M., Drobnicova I.
диметил-2,3-дигидро[1,4,2]тиазасила[5,4-b][1,3]-
Chem Papers. 1990, 44, 363. doi 10.1002/chin.199119162
бензотиазолия
(3b'-I2), по-видимому, способно
11.
Ramadas K., Janarthanan N., Synth Commun. 1999, 29,
протекать по двум каналам. Первый канал
1003. doi 10.1080/00397919908086063
предполагает N-алкилирование [(1б-2) → A3+I-
12.
Lee J.H., Kim J.D. Bull. Korean Chem. Soc. 1997, 18, 442.
(A4-НI)], разрыв связи Si-Сsp2 [(A4-НI) → (B2-Ph)]
13.
Ярош Н.О., Жилицкая Л.В., Шагун Л.Г., Дорофеев И.А.
и внутримолекулярную циклизацию
[(В2-I2)
ЖОрХ. 2018, 54, 1410. [Shagun V.A., Yarosh N.O.,
(3b'-I2)] при участии элементного иода. Второй - S-
Shagun L.G. Russ. J. Org. Chem. 2018, 54, 1427.] doi
алкилирование [(1a-2) → (A2-HI)], разрыв связи Si-
10.7868/S0514749218090285
Сsp2 [(A2-HI) → (B1-C6H6)], внутримолекулярную
14.
Becke A.D. J. Chem. Phys.
1993,
98,
5648. doi
метиленовую перегруппировку Si-CH2-S → CH2-Si-S
10.1063/1.464913
[(В1-I2) → (В3-I2)] с последующей внутримолеку-
15.
Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B., Scuseria G.E.,
Robb M.A., Cheeseman J.R., Scalmani G., Barone V.,
лярной циклизацией [(В3-I2) → (3b'-I2)]. Молеку-
Mennucci B., Petersson G.A., Nakatsuji H., Caricato M.,
лярный иод в этих процессах выступает в роли ката-
Li X., Hratchian H.P., Izmaylov A.F., Bloino J., Zheng G.,
лизатора. Его участие приводит к понижению ба-
Sonnenberg J.L., Hada M., Ehara M., Toyota K.,
рьеров циклизации и повышению стабильности про-
Fukuda R., Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T.,
дуктов реакции, переводя процессы их образования из
Honda Y., Kitao O., Nakai H., Vreven T., Montgomery J.A.,
эндотермических в разряд экзотермических. Как след-
Peralta Jr.J.E., Ogliaro F., Bearpark M., Heyd J.J.,
ствие, становится понятной причина неудачи полу-
Brothers E., Kudin K.N., Staroverov V.N., Kobayashi R.,
чения аннели-рованных гетероциклических систем
Normand J., Raghavachari K., Rendell A., Burant J.C.,
при взаимодействии
2-меркаптобензотиазола с
Iyengar S.S., Tomasi J., Cossi M., Rega N., Millam J.M.,
хлор- или бромметил(диметил)фенилсиланами.
Klene M., Knox J.E., Cross J.B., Bakken V., Adamo C.,
Jaramillo J., Gomperts R., Stratmann R.E., Yazyev O.,
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ
Austin A.J., Cammi R., Pomelli C., Ochterski J.W.,
Martin R.L., Morokuma K., Zakrzewski V.G., Voth G.A.,
Авторы заявляют об отсутствии конфликта
Salvador P., Dannenberg J.J., Dapprich S., Daniels A.D.,
интересов.
Farkas O., Foresman J.B., Ortiz J.V., Cioslowski J.,
Fox D.J. Gaussian 09, Revision A.01. Gaussian, Inc.,
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Wallingford CT. 2009
16.
Peng C., Schlegel H.B. Israel J. Chem. 1993, 33, 449.
1. Cano N.H., Ballari M.S., López A.G., Santiago A.N.
17.
Шагун В.А., Ярош Н.О., Шагун Л.Г. ЖОрХ. 2015,
J. Agric. Food Chem. 2015, 63, 3681.
51, 909. [Shagun V.A., Yarosh N.O., Shagun L.G. Russ.
2. Azam M.A., Suresh B. Sci Pharm. 2012, 80, 789. doi
J. Org. Chem.
2015,
51,
893.] doi
10.1134/
10.3797/scipharm.1204-27
S1070428015060135
3. Wang F., Cai Sh., Wang Zh., Xi Ch. Org. Lett. 2011,
18.
Шагун В.А., Ярош Н.О., Шагун Л.Г. ЖОрХ. 2015,
13, 3202. doi 10.1021/ol2011105
51, 1494. [Shagun V.A., Yarosh N.O., Shagun L.G.
4. Chen W., Huang Y., Gundala S.R., Yang H., Li M.,
Russ. J. Org. Chem. 2015, 51, 1464.] doi 10.1134/
Tai P.C., Wang B. Bioorg. Med. Chem. 2010, 18, 1617.
S107042801510019X
doi 10.1016/j.bmc.2009.12.074
19.
Uhlig W J. Organomet. Chem. 1993, 452, 29. doi
5. Jiang L.-L., Tan Y., Zhu X.-L., Wang Z.-F., Zuo Y.,
10.1016/0022-328X(93)83168-U
Chen Q., Xi Z., Yang G.-F. J. Agric. Food Chem. 2010,
20.
Ярош Н.О., Жилицкая Л.В., Шагун Л.Г., Доро-
58, 2643. doi 10.1021/jf9026298
феев И.А., Ларина Л.И. ЖОрХ. 2017, 53,
1053.
6. Cressier D., Prouillac C., Hernandez P., Amourette C.,
[Yarosh N.O., Zhilitskaya L.V., Shagun L.G., Dorofeev I.A.,
Diserbo M., Lion C. Bioorg. Med. Chem. 2009, 17,
Larina L.I. Russ. J. Org. Chem. 2017, 53, 1066.] doi
5275. doi 10.1016/j.bmc.2009.05.039
10.1134/S107042801707017X
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 2 2019
КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
179
Quantum-Chemical Study of the Mechanism of the Interaction
of 2-Mercapto-Benzothiazole
with Iodomethyl(dimethyl)-Phenylsilane in the Presence of Iodine
V. A. Shaguna, b, N. O. Yarosha,*, and L. G. Shaguna
a Favorskii Irkutsk Institute of Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, SB RAS
664033, Russia, Irkutsk, ul. Favorskogo 1
*e-mail: yarosh.nina@irioch.irk.ru
b Irkutsk National Research Technical University, 664074, Russia, Irkutsk, ul. Lermontova 83
Received June 28, 2018
Revised July 3, 2018
Accepted July 12, 2018
A mechanism of the interaction between 2-mercaptobenzothiazole and iodomethyl(dimethyl)phenylsilane in the
presence of iodine has been studied by quantum-chemical methods using B3LYP/6-311G(d,p) basis set. Possible
routes of the annulated heterocyclic systems formation are proposed. It is found that the molecular iodine
involved in the reaction has a determining effect on thermodynamic and kinetic parameters of the cyclization
process.
Keywords: 2-mercaptobenzothiazole, iodomethyl(dimethyl)phenylsilane, alkylation, annelation, defenylation,
quantum-chemical study, reaction mechanism
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 2 2019