Амбидентные полифторалкилсодержащие азагетероциклы в реакциях алкилирования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Амбидентные полифторалкилсодержащие азагетероциклы в реакциях алкилирования

Специальность 02.00.03 - Органическая химия

Иванова Анна Евгеньевна

Екатеринбург - 2017

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте органического синтеза им. И.Я. Постовского Уральского отделения Российской академии наук.

Научный руководитель:

доктор химических наук,

ведущий научный сотрудник

Бургарт Янина Валерьевна

Официальные оппоненты:

Веущая организация:

ФГБУН Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского Российской академии наук, г. Москва

Защита состоится «---» ------- 2017 года в ---- ч на заседании диссертационного совета Д 212.285.08 на базе ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» по адресу: 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, ауд. И-420 (зал Ученого совета).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина».

Автореферат разослан «---» ----- 2017 года.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат химических наук, с.н.с Т.А. Поспелова

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Фторорганические соединения используются в различных областях современной экономики. Ярким примером этому служит присутствие в настоящее время на фармацевтическом рынке около 25% лекарственных препаратов и более 30% агрохимикатов, представляющих собой фторорганические производные. Уникальные свойства фтора обусловливают проявление отличительных физико-химических и биологических свойств фторсодержащими производными, что делает их перспективными молекулами для создания новых медицинских препаратов или материалов различного назначения.

Особого внимания заслуживают фторсодержащие гетероциклические соединения, производные которых наиболее широко представлены среди лекарственных препаратов. При этом наиболее используемыми являются азагетероциклы ряда фторхинолоновых антибиотиков, фенотиазиновых нейролептиков (галоперидол, трифтазин), пиримидиновых противоопухолевых (фторурацил, тегафур, капецитабин) и противовирусных (трифтортимидин) препаратов и пиразольных нестероидных противовоспалительных средств (целебрекс). Среди современных средств защиты урожая, включающих гербициды, инсектициды и фунгициды, фторированные азагетероциклы также широко представлены производными пиразола (пентиопирад, флуазолат).

Помимо этого фторсодержащие азагетероциклы из-за присутствия в их структуре эндо- и экзоциклических нуклеофильных N-, O-, S- и/или C-активных центров являются ценными органическими реагентами, что делает их способными к модификации в реакциях с электрофилами. Причем наличие нескольких таких центров в молекуле фторгетероцикла делает их конкурентными для электрофильной атаки.

Степень разработанности темы исследования. Анализ литературы показал отсутствие данных по теоретической и экспериментальной оценке нуклеофильных центров, даже для таких широко используемых гетероциклов как трифторметилзамещенные пиразолы и пиримидины. Однако данные по реакционной способности амбидентных нуклеофильных центров могут быть полезными для реализации целенаправленной химической модификации данных гетероциклов.

Целью работы является экспериментальная и теоретическая оценка реакционности нуклеофильных центров амбидентных полифторалкилсодержащих азагетероциклов для их химической модификации в реакциях алкилирования. Основными объектами исследования явились полифторалкилсодержащие азагетероциклы ряда пиразола, пиримидина и хиноксалина с различным набором конкурентных нуклеофильных N-, O-, S- и C-реакционных центров. Для достижения заданной цели были поставлены следующие задачи:

1. Теоретическая оценка конкурентных нуклеофильных центров гетероциклов ряда пиразола, хиноксалина и пиримидина с помощью квантово-химических методов.

2. Экспериментальное определение реакционных сайтов данных азагетероциклов взаимодействием с электрофильными реагентами, в основном, в реакциях алкилирования и аминометилирования. Определение факторов, влияющих на региоселективность превращений.

3. Тестирование синтезированных соединений на туберкулостатическую, антибактериальную и противовирусную активность.

Научная новизна. Изучена и доказана амбидентная природа конкурентных N1 и N2 реакционных центров полифторалкилсодержащих пиразолов. Найдено, что региоселективность реакций их алкилирования определяется прежде всего условиями синтеза: в основных условиях образуются оба вида 3-R^F- и 5-R^F-изомеров с преобладанием 3-R^F-региоизомеров, что обусловлено их термодинамической стабильностью, тогда как кислые условия способствуют региоспецифичному образованию 3-R^F-изомеров. Найдены условия для региоселективного образования 5-R^F-региоизомеров в реакции метилирования. Впервые проведено рибозилирование пиразолов. Обнаружена реакция N-этоксиметилирования данных пиразолов. Установлено, что арилирование положения С-4 пиразолов возможно с помощью реакции кросс-сочетания через предварительное получение бромпроизводных.

* Впервые показано, что 3-полифторалкилхиноксалин-2-оны в реакциях алкилирования проявляют свойства амбидентных нуклеофилов, образуя N- и О-замещенные продукты. При этом предпочтительное формирование N-изомеров определяется их термодинамической устойчивостью и условиями синтеза.

* Квантово-химическими расчетами показан амбидентный характер нуклеофильных центров полифторалкилпиримидин-2-онов, но экспериментально найдено, что электрофильное замещение с алкилгалогенидами преимущественно проходит региоспецифично по атому кислорода.

* Для полифторалкилтиоурацилов теоретически и экспериментально установлена наибольшая нуклеофильность атома серы, по которому реализуется первоначальное алкилирование. Дальнейшее алкилирование S-замещенных производных осуществляется в основных условиях по конкурентным центрам O и N3, иногда без выделения моно-S-продуктов. Обнаружена мультикомпонентная реакция региоспецифичного гетероаннелирования полифторалкилтиоурацилов в пиримидо[2,1-b]тиадиазины под действием формалина и первичного амина. Найдено, что 6-трифторметил-2-метилтиопиримидин-4-он в реакциях последовательного бромирования и кросс-сочетания образует 6-трифторметил-5-фенилурацил.

Практическая значимость. Разработаны методы региоконтролируемой функцио-нализации полифторалкилсодержащих пиразолов, хиноксалин-2-онов, пиримидин-2-онов и тиоурацилов. Предложен удобный метод синтеза полифторалкилпиримидо[2,1-b]тиадиазинов. Полученные данные по теоретической и экспериментальной оценке нуклеофильности изучаемых азагетероциклов могут быть использованы для планирования синтезов на их основе.

Методология и методы диссертационного исследования основаны на анализе литературных данных и направленном органическом синтезе. Строение новых соединений подтверждено использованием комплексных методов физико-химического анализа (температура плавления, элементный анализ, ИК и ЯМР ¹Н, ¹⁹F, ¹³С спектроскопия, ГХ-МС, РСА), выполненных в ЦКП "Спектроскопия и анализ органических соединений". Для анализа реакционных центров и механизма реакции использовали квантово-химические расчеты.

Положения, выносимые на защиту

*Результаты, полученные при теоретическом и экспериментальном изучении свойств амбидентных нуклеофильных N1 и N2 центров полифторалкилпиразолов в реакциях метилирования, алкилирования, рибозилирования, гидрокси- и этоксиметилирования, а также последовательного бромирования и кросс-сочетания.

* Оценка свойств конкурентных N- и О-центров полифторалкилхиноксалин-2-онов, исследованная с помощью квантово-химических методов и реакций с алкилгалогенидами.

* Расчетные и экспериментальные данные по исследованию реакционных сайтов полифторалкилпиримидин-2-онов при взаимодействии с йодистым метилом, (4-бромбутил)ацетатом, эпихлоргидрином и параформом.

* Анализ нуклеофильности полифторалкилтиоурацилов в реакциях алкилирования, аминометилирования, а также комбинированного бромирования и кросс-сочетания.

* Данные по биологической активности синтезированных соединений.

Личный вклад соискателя состоит в сборе и систематизации литературных данных по получению, модификации и биологический активности трифторметилпиразолов и пиримидинов, постановке задач, планировании и проведении химических экспериментов, анализе полученных данных, в подготовке публикаций по результатам исследований и написание диссертационной работы.

Апробация работы. Основные результаты диссертации доложены на Молодёжной научной школе-конференции по органической химии (Екатеринбург, 2011), XIX и XX Менделеевских съездах по общей и прикладной химии (Волгоград, 2011; Екатеринбург, 2016), IX и XI Всероссийских конференциях «Химия фтора» (Москва, 2012, 2016), XXIX Научно-технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии» (Новосибирск, 2015), Научной конференции «Фундаментальные химические исследования XXI века» (Москва, 2016), Домбайском Кластере по органической химии (Домбай, 2016).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 10 статей в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК, и 10 тезисных докладов.

Структура и объем диссертации. Работа общим объёмом 189 страницы состоит из трех основных глав: литературного обзора, обсуждения результатов и экспериментальной части, а также оглавления, введения, заключения, списка литературы и условных сокращений. Работа содержит 217 ссылок на литературные источники, 17 таблиц, 149 схем и 19 рисунков.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели исследования, показана научная новизна и практическая значимость работы.

В литературном обзоре (глава 1) проведен анализ имеющихся сведений о получении, модификации и биологической активности фторалкилсодержащих пиразолов и пиримидинов.

Глава 2. Результаты и обсуждения

Теоретическая оценка реакционных центров изучаемых амбидентных фторированных азагетероциклов выполнена с помощью квантово-химических расчетов методами теории функционала плотности DFT с различными базисными наборами и оптимизацией геометрических параметров исследуемых систем. Все расчеты выполнены в Уфимском институте химии РАН к.х.н. Борисевич С. С. и д.х.н. Хурсаном С. Л. Для экспериментальной оценки реакционной способности данных гетероциклов и для их химической модификации в качестве основной реакции нами выбрано алкилирование, выполненное в различных вариантах (собственно алкилирование, рибозилирование и аминометилирование).

2.1. Полифторалкилсодержащие пиразолы

В качестве первоначальных объектов нами выбраны полифторалкилсодержащие пиразолы 1 и их 4-замещенные аналоги, имеющие два неэквивалентных нуклеофильных N-центра. Для унификации принята единая нумерация атомов азота пиразолов, представленная на схеме 2.1. Для теоретической оценки реакционной способности полифторалкилпиразолов 1 выполнены квантово-химические расчеты для соединений 1a,б, которые могут существовать

Схема 2.1

двух таутомерных формах I и II (схема 2.1). Найдено, что более термодинамически стабильной таутомеров I и II, оценённая в ацетонитриле (и в приближении идеального газа, значение указано в скобках). Отметим, что ранее для пиразола 1а наиболее термодинамически выгодная форма I зафиксирована с помощью РСА.

Для оценки реакционных центров пиразолов 1а,б использована функция Фукуи, широко применяемая для предсказания реакционного сайта в молекуле. Расчеты заряды на атомах N1 и N2 для пиразолов 1а,б выполнены методом NBO анализа в приближении идеального газа. Найдено, что реакционные центры N1 обоих таутомеров I и II пиразолов 1a,б характеризуются отрицательными значениями f двойного дескриптора функции Фукуи (f) (табл. 2.1), что свидетельствует об их бомльшей нуклеофильности по сравнению с конкурентными центрами N2. Однако эти функции для обоих атомов N1 и N2 незначительно отличаются друг от друга, что указывает на их близкую нуклеофильность и позволяют предположить, что на региоселективность их превращений должны оказывать влияние другие факторы, например, термодинамическая стабильность интермедиатов и продуктов реакции.

Таблица 2.1. Значение двойного дескриптора функции Фукуи для центров пиразолов 1а,б

Молекула	№	Атом	f	Молекула	№	Атом	f
	1a,I	N1	-0.07		1a,II	N1	-0.09
		N2	0.05			N2	0.01
	1б,I	N1	-0.07		1б,II	N1	0
		N2	0.19			N2	0.07

2.1.1. Метилирование

Для экспериментальной оценки реакционных центров N1 и N2 полифторалкилпиразолов 1 изучена реакция метилирования (схема 2.2). Ранее сведения о метилировании 3-полифторалкилпиразолов ограничивались примерами метилирования 5-метил-3-трифторметилпиразола и 4-бром-3-трифторметилпиразолов йодистым метилом с региоспецифичным образованием 3-CF₃-пиразолов, а удобный метод получения 5-R^F-пиразолов отсутствовал.

Найдено, что пиразолы 1a-к с MeI в кипящем ацетонитриле в присутствии К₂СО₃ образуют смесь изомеров 3a-к и 2а,в,д,е,з-к с преобладанием 3a-к. Однако нагревание пиразолов 1a-к при 80^оС в избытке Me₂SO₄ без катализатора приводит к образованию соединений 2в,д,е,з-к как основных продуктов, а изомеров 3в,д,е,з-к только в незначительных количествах (схема 2.2, табл. 2.2).

Для отнесения изомеров 2 и 3, которые все были выделены в индивидуальном виде, к 5-R^F- и 3-R^F-пиразолам использованы данные спектроскопии ЯМР ¹H и ¹⁹F в CDCl₃. Ранее в нашей научной группе установлено, что в 4-(гет)арилазо-3,5-бис(трифторметил)-1-метилпиразолах CF₃-группа в положении 3 имеет химический сдвиг в спектре ЯМР ¹⁹F в более сильном поле при 99.1-100.2 м.д. по сравнению с СF₃-группой в положении 5, химический сдвиг которой наблюдается при 102.1-104.1 м.д. На этом основании наблюдаемые сигналы ядер фтора в спектрах ЯМР ¹⁹F

Схема 2.2

продуктов при д 99.7 - 100.3 м.д. отнесены к 3-СF₃-пиразолам 3а,б,з,и, а сигналы при д 101.3 - 104.6 м.д. - 5-СF₃-пиразолам 2а,з,и (таблица 2.3). При этом сдвиги сигналов трифторметильной группы для 3-СF₃-пиразолов 3а,б,з,и находятся в той же области, что и у исходных пиразолов 1а,б,з,и. Отнесение N-метилзамещенных пиразолов 2в,д,е,к и 3в-ж,к, имеющих

полифторалкильный заместитель, установлено с помощью химических сдвигов атомов фтора б-СF₂-групп в спектрах ЯМР ¹⁹F. Так, сигналы б-СF₂-групп 3-R^F-пиразолов 3в-ж,к, резонируют в более сильном поле по сравнению с сигналами б-СF₂-группы у 5-R^F-пиразолов 2в,д,е,к.

Таблица 2.2. Заместители, соотношение и выходы N-метилпиразолов

Пиразолы	RF	R	R1	Метилирование с MeI	Метилирование с Me2SO4
				Соотношение изомеров, 3 : 2	Выход, 3 + 2, %	Соотношение изомеров, 3 : 2	Выход, 3 + 2, %
а	СF3	H	Ph	54 : 46	79	0 : 100	68
б	СF3	H	Me	100 : 0	60	смесьа	смесьа
в	C2F5	H	Ph	57 : 42	71	2 : 98	54
г	C2F5	H	Me	100 : 0	45	смесьа	смесьа
д	H(CF2)2	H	Et	93 : 7	49	10 : 90	25
е	C3F7	H	Ph	55 : 45	62	3 : 97	63
ж	C3F7	H	Me	100 : 0	55	смесьа	смесьа
з	СF3	4-MeC6H4NN	Ph	72 : 28	80	6 : 94	76
и	СF3	4-MeC6H4NN	Me	88 : 12	75	20 : 87	73
к	C3F7	4-MeOC6H4NN	Me	82 : 18	84	12 : 88	78

a - Неиндифицируемая смесь веществ

Следует отметить, что предложенный нами подход к отнесению региоизомеров, базирующийся на рутинном ЯМР ¹⁹F эксперименте, является простым и надежным методом по сравнению с NOESY ЯМР экспериментами, которые использовались в работах других авторов.

Дополнительно региоизомерная структура пиразолов 2з и 3и подтверждена РСА (рис. 2.1). Согласно РСА соединения 2з и 3и имеют транс-конфигурацию аза-группы.



Рис. 2.1. Общий вид молекул 3и и 2з

Определение региоизомерной структуры N-метилированных пиразолов позволило сделать вывод о том, что метилирование с MeI в присутствии K₂CO₃ предпочтительно проходит по центру N1 с образованием 3-R^F-пиразолов 3 как основных продуктов, в то время как реакции с избытком Me₂SO₄ в отсутствии основания проходят предпочтительно по центру N2, давая 5-R^F-пиразолы 2 (схема 2.2). Дополнительные эксперименты показали, что в присутствии основания в полярных растворителях независимо от типа метилирующего агента (опыты 1-3, 5, табл. 2.3) образуется примерно равное соотношение изомеров 3а и 2а.

Таблица 2.3. Метилирование пиразола 1а в различных условиях

№	Условия метилирования пиаразола 1a	Соотношение изомеров, 3а : 2а	Конверсия исходного пиразола 1а, %
1	1.5 MeI, MeCN, кипячение, 8 ч, K2CO3	54 : 46	100
2	1.5 MeI, Me2CO, кипячение, 8 ч, K2CO3	45 : 55	68
3	1.5 MeI, Me2CO, кипячение, 8 ч, Cs2CO3	44 : 56	70
4	1.5 MeI, СHCl3, кипячение, 8 ч, K2CO3	65 : 35	13
5	1.5 Me2SO4, MeCN, кипячение, 8ч, K2CO3	46 : 54	100
6	5 MeI, MeCN, кипячение, 8ч	-	0
7	1.5 Me2SO4, MeCN, кипячение, 8 ч	2 : 98	88
8	5 Me2SO4, 80 єC, 8h	0 : 100	100

* Конверсия исходного пиразола 1а определена с помощью спектроскопии ЯМР ¹⁹F для реакционной смеси

По-видимому, под действием основания сначала из пиразола 1 образуется промежуточный анион A (схема 2.3), в котором отрицательный заряд делокализован между атомами N1 и N2, что подтверждается формой его ВЗМО орбиталей (рис. 2.2). В этой связи атака любого метилирующего агента равновероятна на оба эти центра, поэтому региоселективность этих превращений обусловлена термодинамической стабильностью получаемых продуктов. Действительно, относительные величины свободных энергий Гиббса изомеров 2б и 3б, определенные в условиях эксперимента (и в идеальном газе) (схема 2.3), свидетельствуют о маловероятности образования 5-CF₃-изомера 2б (схема 2.4), G = 16.2 кДж/моль (MeCN), и ~ 100% предпочтительности образования изомера 3б, что согласуется с экспериментальными данными (табл. 2.2). Моделирование изомеров 2а и 3а в среде ацетонитрила свидетельствует, что 3-CF₃-изомер 3a термодинамически немного стабильнее (G = 2.4 кДж/моль) по сравнению с 5-CF₃-изомером 2a, что соответствует 70 : 30 равновесной заселенности 3a : 2a и согласуется с близким выходом изомеров в данных экспериментальных условиях (опыты 1 - 3, табл. 2.4).

Схема 2.3

Рис. 2.2. Форма ВЗМО орбитали аниона Aб: = -5.00 eВ

Соединение 2б в условиях эксперимента не образуется

Реакция пиразола 1а с Me₂SO₄ без основания проходит с образованием практически одного 5-CF₃-изомера (опыты 5,6, табл. 2.4), что говорит о реализации другого механизма в этом случае. Отметим, что MeI не реагирует в данных условиях с пиразолами 1 (опыт 4).

С помощью DFT моделирования установлено, что метилирование пиразолов 1 с Me₂SO₄ протекает по катионному механизму с промежуточным образованием солей КI и KI' (схема 2.4), при этом катион KI' крайне нестабилен по сравнению с KI: G(KI') >> G(KI), поэтому

Схема 2.4

метилирование реализуется по пиридиновому атому азота пиразола 1a. Селективность образования 5-R^F-изомеров 2 обусловлена термодинамической предпочти-тельностью таутомерной формы I исходных пиразолов 1 (схема 2.4).

2.1.2. Алкилирование с (4-бромбутил)ацетатом

Далее в качестве алкилирующего агента использован (4-бромбутил)ацетат, фрагмент которого присутствует в составе ациклического нуклеозида, 9-(4-гидроксибутил)гуанина, ингибитора вирусов герпеса первого и второго типа и цитомегаловируса человека.

Алкилирование полифторалкилзамещенных пиразолов 1а,и,л-р (4-бромбутил)ацетатом проведено при кипячении в ацетоне в присутствии K₂CO₃ (схема 2.5). В этих условиях наблюдалась полная конверсия исходных пиразолов 1. В результате превращений пиразолов 1а,и,л-р получена смесь двух изомерных продуктов 4а,и,л-р и 5а,и,л,м,о,п. Изомеры 4м и 5м удалось разделить с помощью ВЭЖХ. В реакции алкилирования симметричных бис-(тетрафторэтил)- и диметилзамещенных пиразолов 1н и 1р выделены пиразолы 4н и 4р, неимеющие региоизомеров. Выходы и соотношение продуктов приведены в таблице 2.4. Для установления соотношения пиразолов 4а,и,л-р и 5а,и,л,м,о,п, использованы сдвиги атомов фтора в спектрах ЯМР ¹⁹F.

Схема 2.5

Таблица 2.4. Соотношение и выходы 1-ацетоксибутилзамещенных пиразолов 4 и 5*

Пира золы	RF	R	R1	Соотношение изомеров, 5 : 4	Выход, 5+4 %
а	CF3	H	Ph	63 : 37 (44 : 56**)	52
л	H(CF2)2	H	Me	89 : 11	54
м	H(CF2)2	H	Ph	50 : 50	72
и	CF3	4-MeC6H4NN	Me	84: 16	62
о	H(CF2)4	4-MeC6H4NN	Me	90 : 10	54
п	C3F7	4-MeC6H4NN	Ph	75 : 25	68

* По данным спектроскопии ЯМР ¹⁹F при проведении реакции в кипящем ацетоне, ** в кипящем ацетонитриле

Анализируя соотношение региоизомеров 4 и 5, можно заметить, что при алкилировании полифторалкилпиразолов 1 ацетоксибутилбромидом практически во всех случаях наблюдается преимущественное образование 3-R^F-изомеров 5, что коррелирует с данными, полученными при метилировании пиразолов 1 в основных условиях. Расчеты относительных величин свободных энергий Гиббса изомеров 4а ДG^o_4а = 7.1 кДж/моль и 5а ДG^o_5а = 0 кДж/моль, определенные в условиях эксперимента (кипящий ацетон), показали большую стабильность изомера 5а, что согласуется с экспериментальными данными.

Дезацилирование ацетоксибутилзамещенных пиразолов 4а,и,о,р и 5а,и,о проходит гладко в кислых условиях, давая 4-гидроксибутилпиразолы 6а,и,о,р и 7а,и,о (схема 2.5). Изомерные продукты 6а и 7а были разделены, а пиразол 7о удалось выделить из смеси изомеров с помощью метода ВЭЖХ.

2.1.3. Алкилирование с 2-(ацетоксиэтоксиметил)ацетатом

Далее в качестве алкилирующего агента использован 2-(ацетоксиэтоксиметил)ацетат, моделирующий ациклический остаток рибозы. Реакцию алкилирования проводили путем сплавления пиразолов 1 с (2-ацетоксиэтоксиметил)ацетатом в присутствии ZnCl₂ (схема 2.6). Однако только из 2-арилдиазенилзамещенных пиразолов 1и,р удалось получить N-алкилированные производные 8и,р. Незамещенные пиразолы 1а,б в этих условиях образовывали неидентифицируемую смесь продуктов. В более мягких условиях при кипячении в ацетонитриле при катализе SnCl₄ пиразолы 1а,б,и,р не реагировали. Дезацилирование пиразолов 8и,р в солянокислых условиях в этаноле позволило получить продукты 9и,р (схема 2.6).

Схема 2.6

Следует отметить, что реакция алкилирования пиразола 1и прошла региоспецифично с образованием 3-СF₃-изомера 8и, строение которого определено с помощью спектроскопии ЯМР ¹⁹F. Возможно, на региоспецифичность этих превращений влияет использование кислоты Льюиса, которая способна не только генерировать карбкатион из (2-ацетоксиэтокси-метил)ацетата, но и реагировать по «пиридиновому» атому азота N2 пиразола 1и, тем самым блокируя этот центр, в результате чего присоединение карбкатиона проходит по атому азоту N1, что в конечном итоге дает 3-СF₃-изомер 8и.

2.1.4. Рибозилирование

Следующим этапом работы стало введение рибофуранозного заместителя в пиразолы 1а,м,з,р,с в результате их конденсации с 1,2,3,5-тетра-О-ацетил-в-D-рибофуранозой. Следует отметить, что данных о рибозилировании полифторалкилсодержащих пиразолов нами не обнаружено. Для рибозилирования пиразолов 1р,с опробовано два способа (схема 2.7). По методу Хильберт-Джонса под действием бис(триметилсилил)ацетамида (BSA) и триметилсилил-трифторметан-сульфоната (TMSOTf) из реакции выделена смесь продуктов 10р,с и 11р,с с невысокими выходами из-за неполной конверсии исходных пиразолов 1р,с. Более эффективной оказалась конденсация пиразолов 1р,с с рибозой под действием кислоты Льюиса SnCl₄. Этот подход привел к увеличению выходов замещенных пиразолов до 62 (10р,11р) и 56% (10с,11с), а также к повышению селективности рибозилирования пиразола 1с, так как содержание продукта 10с по отношению к 11с выросло до 10:1. Однако соотношение метил-замещенных продуктов 10р и 11р осталось 5 : 1. Использование ВЭЖХ позволило разделить продукты 10р и 11р, а из смеси C₄F₉-содержащих продуктов 10с и 11с выделить преобладающее соединение 10с в чистом виде. Рибозилирование пиразолов 1а,в,м,з проводили только под действием SnCl₄ (схема 2.7), в результате чего получено по одному основному продукту 10а,в,м,з с выходами 40-59% (второй изомер по данным ГХ-МС образовывался в количестве 2% от основного и выделен не был).

Схема 2.7

При рибозилировании пиразолов 1р,с образуется два типа изомерных продукта 10р,с и 11р,с. При этом получение двух изомеров из 3,5-диметилпиразола 1р указывает на б- или в-аномерное строение продуктов 10р и 11р. Очевидно, что изомеры 10с и 11с, полученные из несимметричного пиразола 1с, тоже являются б- и в-аномерами, так как в их спектрах ЯМР ¹⁹F отсутствует разница в химических сдвигах атомов фтора C₄F₉-заместителя. Для определения аномерного строения продуктов использованы данные спектров ЯМР ¹Н, так как для перацилированных б- и в-1-рибофуранозил-3,5-диметил-1Н-пиразолов 10р и 11р характерно различие в химических сдвигах и КССВ для протонов рибозильного фрагмента. Для отнесения рибозилированных пиразолов 10а,в,м,р,с и 11р,с к 3-R^F-изомерному ряду использованы данные спектров ЯМР ¹⁹F. Региоспецифичность этих превращений можно объяснить блокированием пиридинового атома азота N2 исходных пиразолов 1а,в,з,м,с кислотой Льюиса. При сравнении соотношений образующихся в- и б-аномеров 10а,в,з,м,р,с и 11р,с можно сделать вывод о предпочтительности получения в-аномерной формы, что может быть обусловлено стерическими затруднениями из-за объемного фенильного заместителя при С5.

Схема 2.8

Рис. 2.3. Общий вид молекулы соединения 13р

Снятие защиты с перацилированного сахарного остатка проведено для индивидуальных соединений 10а,в,з,р,с и 11р (схема 2.8) кипячением в метаноле в присутствии MeONa, что позволило получить рибофуранозилзамещенные пиразолы 12а,в,з,с и 13р. Строение пиразола 13р подтверждено данными РСА (рис. 2.3).

2.1.5. Алкилирование с участием формальдегида

Далее нами исследована возможность аминометилирования полифторалкилсодержащих пиразолов 1 в реакции Манниха с формальдегидом и аминами. NH-Гетероциклы, как известно, могут вступать в эти реакции как субстрат или в качестве аминной компоненты (схема 2.9). Найдено, что при образовании продукта 14и в качестве субстрата выступила молекула растворителя (этанола), тогда как пиразол 1и прореагировал как аминная компонента. Реакцию этоксиметилирования пиразола 1к реализовали без использования амина кипячением c параформом в EtOH в присутствии соляной кислоты, получив таким образом пиразол 14к.

Схема 2.9

Рис. 2.4. Общий вид молекулы соединения 14и.

Отметим, что этоксиметилирование пиразолов 1и,к идет региоспецифично по атому N1 с образованием 3-R^F-пиразолов 14и,к, что подтверждено данными спектроскопии ЯМР ¹⁹F и РСА (рис. 2.4). Региоспецифичность реакции может быть обусловлена присутствием кислоты, которая способна реагировать по пиридиновому атому азота N2 пиразолов 1и,к, протонируя и блокируя его для дальнейшего взаимодействия. В результате чего последующее присоединение карбкатиона проходит по атому азоту N1, что в конечном итоге дает 3-R^F-изомер 14и,к.

Кипячение полифторалкилпиразолов 1а,и,м с параформом в хлористом метилене без кислоты приводит к образованию 1-гидроксиметилзамещенных пиразолов 1а,и,м (схема 2.10) аналогично нефторированным пиразолам. Реакция протекает региоспецифично с образованием 3-R^F-пиразолов 15а,и,м, что определено с помощью спектроскопии ЯМР ¹⁹F. Региоспецифичность этих реакций определяется препочтительностью существования полифторалкилсодержащих пиразолов 1 в таутомерной форме I (схема 2.1).

Схема 2.10

Следует отметить, что продукты 15а,м,и нестабильны и при очистке колоночной хроматографей расщепляются до исходных пиразолов 1а,м,и.

2.1.6. Реакция кросс-сочетания

Выполненные эксперименты показали, что алкирование полифторалкилсодержащих пиразолов 1 реализуется по конкурентным атомам азота N1 и N2. Однако можно предположить, что в молекуле 4-незамещенных пиразолов 1 имеется еще один реакционный центр - атом углерода С4. Рассчитанное отрицательное значение дескриптора функции Фукуи ?f этого центра для пиразола 1а f(C4) = -0.04 указывает на возможность протекания реакций с электрофиль-ными реагентами по этому положению, но для N-фенилзамещенного аналога 15а ?f (C4) = 0.008 имеет слабоположительное значение, что говорит об его уже электрофильных свойствах. Вовлечь центр С4 в реакции алкилирования ни по литературным, ни по нашим данным не удалось.

Арилирование пиразолов 16а,б по этому центру реализовано нами по реакции кросс-сочетания Сузуки через предварительное получение их 4-галогензамещенных производных (схема 2.11). Бромирование пиразолов 16а,б проводили по стандартной методике с помощью N-бромсукцинимида (NBS). Далее полученные 4-бромзамещенные пиразолы 17а,б в реакции кросс-сочетания Сузуки с арилбороновыми кислотами в микроволновом синтезаторе при 135-155 ^оС (250 Вт) образовывали 4-арилзамещенные пиразолы 18а-в.

Схема 2.11

2.2. Полифторалкилсодержащие хиноксалин-2-оны

В качестве следующих объектов для исследования нами выбраны 3-полифторалкил-1,2-дигидрохиноксалин-2-оны, имеющие также как и пиразолы 1 два реакционных центра, но другой природы (N- и O-центры). Хиноксалин-2-оны 19 могут существовать в двух различных NH- (I) и ОH- (II) таутомерных формах (схема 2.12). По расчетным данным лактимная форма 19а,II может существовать в двух конформациях 19а,II и 19a,II' в зависимости от положения водорода при гидроксигруппе. Квантово-химические расчеты показали, что для хиноксалин-2-она 19а в MeCN наиболее термодинамически стабильной является форма I. По данным ИК спектроскопии в твердом состоянии и в растворе ацетонитрила хиноксалин 19а также существует в форме I, поскольку в его спектрах присутствует полоса поглощения карбонильной группы при 1674 см^-1.

Схема 2.12

Согласно квантово-химическим расчетам двойные дескрипторы функции Фукуи ?f центров N1 (f = -0,05) и О (f = -0,07) преобладающей формы хиноксалинона 19а,I имеют незначительно различающие отрицательные значения, что указывает на их амбидентный нуклеофильный характер и возможное взаимодействие с электрофилом по обоим этим атомам.

2.2.1. Алкилирование с йодистым метилом

Экспериментальная оценка реакционной способности нуклеофильных центров хиноксалинонов 19 сначала проведена с помощью реакции метилирования. Найдено, что хиноксалинон 19а реагирует с йодистым метилом в присутствии солей щелочных металлов с преимущественным образованием продукта 20а, хотя в некоторых условиях наблюдается образование минорного изомера 21а (схема 2.13). В отсутствии соли метилирование не идет.

Схема 2.13

Рис. 2.5. Общий вид молекулы соединения 20а

Наблюдаемая региоселективность реакции нами объяснена с помощью квантово-химических расчетов. Найдено, что в анионе А (схема 2.13), образующемся в результате депротонирования хиноксалина 1 под действием соли, отрицательный заряд делокализован между атомами N1 и O, в связи с чем реакция возможна по обоим этим центрам. Но согласно результатам NBO анализа образование преобладающего продукта 20а является термодинамически более выгодно по сравнению с формированием О-метилзамещенного хиноксалина 21а. Причем в полярном ацетонитриле разница в свободных энергиях Гиббса более значительна (G_20а = 0 кДж/моль (газ, МеСN), G_21а = 34.2 (газ), 46.8 (MeCN) кДж/моль).

2.2.2. Алкилирование с (4-бромбутил)ацетатом

При алкилировании хиноксалинонов 19а-в (4-бромбутил)ацетатом в кипящем ацетоне в присутствии К₂СО₃ образуется два изомера 22а-в и 23а-в (схема 2.14), которые разделены колоночной хроматографией. Для установления их региоизомерного строения использованы методы ЯМР и ИК спектроскопии, РСА (рис. 2.6). Очевидно, что алкилирование хиноксалин-2-онов 19 с (4-бромбутил)ацетом в присутствии соли протекает аналогично метилированию (схема 2.13) с промежуточным образованием аниона А. Возможно, меньшая региоселективность превращений с (4-бромбутил)ацетом обусловлена небольшой разницей в термодинамической стабильности региоизомеров 22 и 23, образующихся при введении более длинного 4-ацетоксибутильного заместителя по сравнению с менее объемным метильным заместителем.

гетероциклический хиноксалин пиразол

Схема 2.14

Рис. 2.6. Общий вид молекулы соединения 22б

Тетрафторэтилхиноксалин-2-оны 22б и 23б с N- и О-бутилацетатными группами легко дезацилируются в абс. этаноле в кислых условиях при пропускании хлороводорода, давая N- и О-(4-гидроксибутокси)хиноксалины 24б и 25б (схема 2.15). Однако, СF₃-хиноксалиноны 22а и 23а не дезацилируются в кислых условиях. По данным ГХ-МС в этих условиях происходит отщепле

Схема 2.15

ние бутилацетатного остатка и образование исходного хиноксалинона19а, причем гидрокси бутилзамещенные продукты 24а и 25а не образуются. Проведение дезацилирования в основных условиях при кипячении в МеОН с MeONa позволяет получить желаемые трифторметилхиноксалиноны 24а и 25а (схема 2.15).

2.3. Полифторалкилсодержащие пиримидин-2-оны

Следующими системами для изучения стали 4-полифторалкилпиримидин-2-оны 26, имеющие три неэквивалентных нуклеофильных центра N1, N3 и О, а также активированный атом углерода С5 (схема 2.16), по которым возможно атака электрофильных реагентов. Этим гетероциклам может быть характерна амид-имидная таутомерия, в результате чего они могут существовать в виде четырех таутомерных форм. На схеме 2.15 приведены значения энергии Гиббса для всех возможных форм пиримидин-2-она 26а, вычисленные с помощью квантово-химических методов B3LYP/6-311G+(d,p). Отметим, что форма II может быть представлена в двух конформациях. Расчетные данные показали, что наиболее термодинамически стабильной в газовой фазе (значения указаны в скобках) является енольная таутомерная форма 26а,II, а в ацетоне - амидная форма 26а,I.

Схема 2.16

На основании спектроскопии ИК, ЯМР и РСА (рис. 2.7) установлено, что полифторалкилсодержащие пиримидин-2-оны 26 существуют в виде таутомера I.

Для наиболее вероятного таутомера 26а,I рассчитаны индексы локальной реакционной способности предполагаемых нуклеофильных центров с помощью метода B3LYP 6-311G+(d,p).

Расчеты показали, что для таутомера 26а,I двойной дескриптор индекса Фукуи имеет отрицательные значения для центров С5 (f = -0.25), N3 (f = -0.03) и О (f = -0.08), а центр N1 имеет слабоположительное значение (f = 0.01), причем для трех последних атомов значения незначительно отличаются друг от друга, что говорит о конкурентном характере этих центров.

Рис. 2.7. Общий вид молекулы соединения 26б

2.3.1. Метилирование

Для экспериментального выявления активных реакционных центров полифторалкил-содержащих пиримидин-2-онов 26 изучены их реакции алкилирования. По литературным данным алкилирование 4-трифторметил-6-метилпиримидин-2-она в ацетоне в присутствии К₂СО₃ приводит к образованию смеси N1- и О-замещенных продуктов.

Нами установлено, что пиримидинон 26а с йодистым метилом в кипящем ацетоне в присутствии К₂СО₃ образует смесь трех изомеров 27а, 28а и 29а в соотношении 70 : 16 : 14 по данным спектроскопии ЯМР ¹⁹F. Однако пиримидиноны 26а,в в ДМФА в присутствии Na₂СО₃ или в ДМСО с гидридом натрия региоселективно образуют продукты 27а,в (схема 2.17).

Схема 2.17

Рис. 2.8. Форма ВЗМО орбитали аниона пиримидинона

О-Региоизомерное строение продукта 27а доказано с привлечением данных ЯМР ¹³С и двумерных гетероядерных экспериментов ¹H-¹³C HSQC, ¹H-¹³C HMBC и ¹H-¹⁵N HMBC. Простым информативным методом для установления региоизомерного строения продуктов оказалась ИК спектроскопия. Так, в ИК спектрах соединений 27а,в не фиксируется полоса поглощения карбонильной группы, в отличие от спектров исходных пиримидинонов 26 и N-изомерных продуктов 28а и 29а, в которых она регистрируется в области 1660-1685 см^-1. На основании различий в спектрах ЯМР ¹⁹F N-изомерное строение продуктов 28а и 29а.

2.3.2. Алкилирование с (4-бромбутил)ацетатом

Для получения ацетоксибутил-замещенных производных 30а,г,д подходящими условиями оказались либо постадийное прибавление водного К₂СО₃ с получением промежуточной соли и последующим её нагреванием с (4-бромбутил)ацетатом в ДМФА при 100^оС, либо однореакторный метод, в ходе которого исходный пиримидин 26 кипятили с (4-бромбутил)ацетатом в ацетоне в присутствии К₂СО₃ (схема 2.18).

Схема 2.18

Для установления региоизомерного строения соединений 30а,г,д нами использованы те же методы, что и для О-метилированных продуктов 27. Найдено, что реакции алкилирования 4-полифторалкилпиримидин-2-онов 26 с (4-бромбутил)ацетатом, также как и с метилиодидом, имеют О-регионаправленность. Очевидно, что в основных условиях из пиримидинона 26 образуется анион, в котором отрицательный заряд главным образом локализован на атоме кислорода (рис. 2.8), что обусловливает преимущественную атаку электрофила по этому центру.

Попытки дезацилировать пиримидин 30а в основных условиях под действием метилата натрия привели к образованию О-метилзамещенного пиримидина 27а в результате переалкилирования (схема 2.18). Однако в кислых условиях дезацилирование пиримидина 30д в протекает гладко, давая 2-(4-гидроксибутокси)замещенный пиримидин 31д (схема 2.18).

2.3.3. Алкилирование с эпихлоригидрином

Далее нами были изучены превращения пиримидинонов 26 с эпихлоргидрином (схема 2.19). Установлено, что для успешного протекания этих реакций необходимо нагревание пиримидинонов 26а,е с небольшим избытком эпихлоргидрина в присутствии триэтиламина. При этом основным процессом является нуклеофильное присоединение карбонильного атома кислорода пиримидинонов 26а,е по атому С3 эпоксидного цикла с последующим его раскрытием, приводящее к 2-(2-гидрокси-3-хлорпропокси)пиримидинам 32a,е. Эти реакции оказались чувствительными к количеству используемого основного катализатора, так как даже небольшое повышение количества триэтиламина в реакции пиримидинона 26а привело к образованию 2-глицидилзамещенного пиримидина 33а (схема 2.19), формирующегося, по-видимому, за счет дегидрохлорирования соединения 32а в основных условиях.

Схема 2.19

2.3.4. Алкилирование с параформом

Пиримидин-2-оны 26 не удалось вовлечь в реакции алкилирования с параформом. Однако их аналоги, 4-этоксикарбонилтетрагидропиримидин-2-оны 34а,б, подвергаются реакции этоксиметилирования при кипячении с параформом в течении 4 сут в этаноле в присутствии кислоты с образованием этоксиметилзамещенных пиримидинов 35а,б (схема 2.20).

Схема 2.20

Рис. 2.9. Общий вид молекулы соединения 35б

Небольшие выходы продуктов объясняются неполной конверсией исходных субстратов 34а,б, тогда как увеличение времени кипячения приводит к образованию побочных продуктов.С помощью ИК и ЯМР спектроскопии и РСА (рис. 2.9) показано, что пиримидин-2-оны 34а,б взаимодействуют с параформом и этанолом по N3 атому.

2.4. Полифторалкилсодержащие тиоурацилы

Далее нами изучены наиболее сложные объекты - полифторалкилсодержащие тиоурацилы, имеющие пять альтернативных нуклеофильных центров (N1, N3, S, O и С5). 6-Полифторалкил-2-тиоурацилы 36а-г получены конденсацией 3-оксоэфиров с тиомочевиной в присутствии 57-63% суспензии NaH в минеральном масле (схема 2.21). Теоретически тиоурацилы могут существовать в виде 8 различных таутомерных форм. С помощью расчетных данных найдено, что наиболее устойчивой структурой является тиоамид-амидная форма, поскольку для ее образования в газовой фазе требуется минимальная величина энергии Гиббса. По данным спектроскопии ИК, ЯМР и РСА гетероциклы 36а-г также существует в виде 2-тиоксо-2,3-дигидропиримидин-4(1Н)-она (рис. 2.10).

Схема 2.21

Рис. 2.10. Общий вид молекулы соединения 36а.

Для тиоамид-амидной формы 6-трифторметил-2-тиоурацила 36а рассчитаны заряды и локальные индексы реакционной способности нуклеофильных центров, наиболее нуклеофильным является S-центр (f = -0.342), менее нуклеофильными центры N1 (f = -0.049) и N3 (f = -0.005), в то время как центры О (f = 0.022) и C5 (f = 0.06) должны проявлять слабоэлектрофильный характер.

2.4.1. Алкилирование с йодистым метилом

Анализ литературных данных показал, что метилирование 6-трифторметил-2-тиоурацила 36а йодистым метилом в ТГФ и диметилсульфатом в основных условиях приводит к образованию 2-метилтиопиримидина 37а. Выполненное нами метилирование тиоурацила 36а с 1.2 экв MeI в тех же условиях или в избытке Me₂SO₄ без основания также привело к образованию метил-S-замещенного продукта 37а (схема 2.22). Однако при проведении реакции тиоурацила 36а с 1.2 и 3 экв. йодистого метила в ацетонитриле с K₂CO₃ получены N,S- и O,S-диметилзамещенные продукты 38a и 39a, в соотношении 89 : 11, которые были выделены в индивидуальном виде с помощью колоночной хроматографии.

Схема 2.22

Для установления строения продуктов 38а и 39а полезными оказались ИК спектры, поскольку в спектре O,S-диметилпиримидина 39а отсутствует полоса поглощения карбонильной группы, в то время как в спектре соединения 38а она фиксируется в области 1696 см^-1.

В ПМР спектрах продуктов 38а и 39а протоны S-Me группы наблюдаются при 2.58-2.63 м.д., тогда как сигнал протонов MeO заместителя О,S-диметил-производного 38а резонирует при 4.03 м.д., а сигнал N-Me группы N,S-изомера 38а - при 3.54 м.д. В спектрах ЯМР ¹⁹F соединения 38а не наблюдается расщепления сигнала CF₃-заместителя или его сдвига по сравнению с исходным тиоурацилом 36а, которое имело бы место при его близком расположении с метильным заместителем. Отсюда можно заключить, что метильный заместитель находится при атоме азота N3, соседним с карбонильным фрагментом.

2.4.2. Алкилирование с 2-бромацетофеноном и (4-бромбутил)ацетатом

В литературе описано, что алкилирование 6-трифторметилтиоурацила 36а приводит только к S-монозамещенным производным. Однако нами найдено, что алкилирование тиоурацила 36а с 2 экв. 2-бромацетофенона в MeCN в присутствии карбоната калия приводит к образованию дизамещенного тиоурацила 40а (схема 2.23). Следует отметить, что использование даже эквимолярных соотношений реагентов не приводит к образованию монозамещенного продукта. Строение соединения 40а определено с помощью данных спектроскопии ЯМР ¹H, ¹³C, ¹⁵N и ¹⁹F. Полное отнесение сигналов ядер ¹H, ¹³C выполнено с помощью данных 2D экспериментов ¹H-¹H COSY, ¹H-¹³C HSQC и HMBC. Все эти данные указывают на образование в реакции алкилирования тиоурацила 36а с бромацетофеноном О,S-дизамещенного продукта 40а.

Схема 2.23

Далее нами проведено алкилирование 2-тиоурацилов 36а,г,д с 2 экв. (4-бромбутил)ацетата при кипячении в ацетонитриле в присутствии К₂СО₃ (схема 2.23). Во всех случаях в качестве основных продуктов получены О,S-дизамещенные тиоурацилы 41а,г,д. Из реакций тиоурацилов 36а,д дополнительно выделены N,S-дизамещенные продукты 42а,д. По данным ГХ-МС алкилирование тиоурацила 35г с длинным тридекафторгексильным заместителем также приводит к образованию N,S-замещенного продукта 42г, но в незначительном количестве. В этом случае выделяемым побочным продуктом был S-монозамещенный гетероцикл 43г. Отметим, что использование эквимолярных соотношений реагентов в реакции 2-тиоурацила 36а приводило к образованию дизамещенных продуктов наряду с оставшимся исходным тиоурацилом.

По расчетным данным атом серы в тиоурацилах 36 обладает наибольшей нуклеофильностью, поэтому первоначальная атака при алкилировании происходит именно по этому центру. Дальнейшее направление алкилирования определяется типом алкилирующего реагента. Очевидно, что при метилировании термодинамически более выгодно образование N,S-изомеров, тогда как при введении более объемных заместителей предпочтительнее формирование О,S-изомеров.

2.4.3. Реакции аминометилирования

Далее нами изучено аминометилирование 6-полифторалкил-2-тиоурацилов 36а-г. Найдено, что они в реакциях с первичным амином и избытком формалина образуют продукты 44а-ш (схема 2.24). В качестве аминной компоненты использован широкий ряд первичных аминов (сульфат метиламина, бензиламин, гексиламин, анилин, 4-фторанилин, п-анизидин), гетероциклических аминов (2-аминопиридин, 2-аминопиримидин и 4-аминоантипирин), а также аминокислот (этиловый эфир глицина, в-аланин, г-аминомасляная кислота, метиловый эфир L-аланина, L-валин и L-фенилаланин) (схема 2.24).

Схема 2.24

Согласно ИК и ЯМР спектрам продукты 44а-ш имеют структуру пиримидотиадиазинов, образующихся в результате двойного последовательного аминометилирования по Манниху. Для установления структуры продуктов выполнен РСА монокристаллов продуктов 44в,о (рис. 2.11, 2.12). Сравнительный анализ ИК и ЯМР ¹H и ¹⁹F спектральных характеристик гетероциклов 44а-щ указывает на их одинаковое региоизомерное строение.

Рис. 2.11. Общий вид молекулы соединения 44в	Рис. 2.12. Общий вид молекулы соединения 44о

С оптически активными аминокислотами и их эфирами реакция аминометилирования протекает гомофациально, то есть с сохранением конфигурации, поскольку химическое превращение не затрагивает связи с хиральным атомом.

По литературным данным нефторированные 2-тиоурацилы в реакции амино-метилирования с формалином и морфолинами образуют 5-аминометилированные тиоурацилы по С5-центру. Очевидно, что изменение направления реакций в случае полифторалкил-2-тиолурацилов обусловлено присутствием электроноакцепторного полифторалкильного заместителя, дезактивирующего соседние положения С5 и N1.

Найдено, что тиоурацил 36б и формалин реагируют с этилендиамином, давая 3,3'-этан-1,2-диил-бис(пиримидо[2,1-b]тиадиазинон) 45б с выходом 32% (схема 2.24). Этот продукт образуется в результате участия двух аминогрупп диамина в аннелировании двух молекул тиоурацила 36б тиадиазиновыми циклами за счёт четырёх последовательных реакций аминометилирования. Низкий выход соединения 45б связан с нестабильностью его тиадиазинового цикла при выделении из реакционной массы из-за реакции ретро-распада до исходного 2-тиоурацила 36б.