Физические и химические свойства
Оксазолидиндионы, как группа химических соединений, объединяет вещества, в молекулярную формулу которых включен оксазоловый гетероцикл с двумя кето-группами (C=O)[4][5].
В зависимости от расположения кислорода кето-групп различают три возможных типа оксазолидиндионов, все они известны достаточно давно:
- 2,4-оксазолидиндион;
- 4,5-оксазолидиндион;
- 2,5-оксазолидиндион[5].
Фамоксадон
2,5-оксазолидиндионы (оксазолидин-2,5-дионы)
2,5-Оксазолидиндионы – кристаллические вещества. Они умеренно растворимы в эфире, разлагаются при нагревании иногда ниже температуры плавления, но способны сублимироваться при низких давлениях[5]. Они рассмастриваются как ангидриды N-карбокси-α-аминокислот. Для их получения могут применяться карбоксипроизводные других α-аминокислот и N-замещенных аминокислот[5]. 2,5-Оксазолидиндионы разлагаются избытком холодной воды, образуя глицин и двуокись углерода[5]. Они способны к полимеризации, которая может быть вызвана влажным воздухом или действием горячего пиридина[5].
Оксазолидиндионы
Оксазолидиндионы
1. 1,3-оксазолидин-2,5-дион (C3H3NO), номер CAS 2185-00-4
2. 2-(дихлорметилиден)-3-фенил-1,3-оксазолидин-4,5-дион, (C10H5Cl2NO3) номер CAS 3994-60-
3 3. 1,3-оксазолидин-2,4-дион, (C3H3NO3) номер CAS 2346-26-1[6]
4,5-оксазолидиндионы (оксазолидин-4,5-дионы)
4,5-оксазолидиндионы – кристаллические вещества[5]. В отличии от большинства насыщенных пятичленных 2,3-диоксогетероциклов у оксазолидин-4,5-дионов карбонильная группа в положении 4 химически инертна. Для этих соединений в целом характерны реакции дециклизации, рециклизации и деструкции оксазолидинового цикла[2].
2,4-оксазолидиндионы (оксазолидин-2,4-дионы)
2,4-оксазолидиндионы одновременно являются лактонами и лактамами. Большинство из них представляют собой легкоплавкие вещества, хорошо растворимые в органических растворителях. Многие можно перегонять. 5,5-диметил-2,4-оксазолидиндион перегоняют при атмосферном давлении[5]. Соединения данной группы, в которых свободный водородный атом расположен у иминогруппы, проявляют кислотные свойства и образуют стабильные соли, из которых способны регенерироваться при подкислении и титруются как одноосновные кислоты с фенолфталеином в качестве индикатора[5].
2,4-оксазолидиндионы сохраняют оптическую активность, что указывает на то, что их высокая устойчивость не объясняется наличием 2,4-диоксиоксазольной структуры. Три-замещенные 2,4-оксазолидиндионы нейтральны и менее устойчивы по отношению к гидролизу. Они проявляют большую устойчивость к действию кислот, чем к действию воды и щелочи[5].
Действие на организмы
Отдельные из известных соединений класса оксазолидиндионы обладают фунгицидной активностью и являются одной из перспективных групп соединений для борьбы с фитопатогенными грибами[3]. Механизм действия – ингибирование транспорта электронов в митохондриях грибов[3].
При использовании фунгицидов с действующими веществами класса оксазолидиндионы нужно принимать во внимание, что устойчивость к ним может легко возникнуть у большинства видов грибов и без антирезистентной стратегии их применение быстро теряет эффективность[3]. Считается, что ключевым моментом управления устойчивостью у грибов к оксазолидинонам и другим фунгицидам с аналогичным механизмом действия является чередование фунгицидов с различным механизмом действия. Для овощных и плодовых – это триазолы, этиленбистиокарбаматы, препараты на основе серы и меди[3].
Синтез оксазолидиндионов
Синтез оксазолидиндионов
1. Синтез оксазолидин-2,5-дионов[5].
2. Синтез оксазолидин-4,5-дионов[5].
3. Синтез оксазолидин-2,4-дионов[5].
Получение
Выбор способов получения оксазолидиндионов во много зависит от требуемого расположения кето-групп[5].
2,5-оксазолидиндионы (оксазолидин-2,5-дионы) впервые были получены Лейксом путем отщепления хлорангидридом N-карбэтоксиглицина хлористого этила при осторожном нагревании. Лучший выход (до 70%) был получен с N-карбметоксиглицином. Соль оксония в этом случае является промежуточным продуктом[5].
Кроме того, оксазолидин-2,5-дионы можно получить:
- из моноазидов алкимановых кислот при кипячении с эфиром (метод Курциуса), процесс протекает через образование изоцианата (фото 2 реакция 1);
- путем нагревания аминокислот с раствором фосгена в толуоле[5].
Большинство методов синтеза оксазолидин-4,5-дионов основывается на применении как исходного реагента дихлорангидрида щавелевой кислоты. Например, при кипячении в диоксане оснований Шиффа с эквивалентным количеством формируются оксазолидин-4,5-дионы (фото 2 реакция 2)[2].
К образованию оксазолидин-4,5-дионов приводит:
- реакция N-(гидроксиметил)амидов с оксалилхлоридом в присутствии карбоната или гидрокарбоната калия;
- взаимодействием оксалилхлорида с дизамещенными ацетанилидами[2].
Мочевины для синтеза оксазолидин-4,5-дионов используют редко. Например, при взаимодействии N-трифторацетил-N'-арилсульфонилмочевины получены оксазолидин-4,5-дион (в качестве акцептора HCl используется триэтиламин)[2].
Тода с сотрудниками разработали необычный способ синтеза оксазолидин-4,5-диона путем сужения цикла 2,3-диоксо-4Н-1,4-оксазиндионов под действием диметилсульфоксонийметилида[2].
Конденсированные оксазолидин-4,5-дионы получают путем циклизации фенилэтиламидов под воздействием оксалилхлорида в присутствии безводного хлорида железа[2].
Из оксамида и параформа в присутствии концентрированной серной кислоты получены метилен-бис-оксазолидин-4,5-дионы[2].
Для 2,4-оксазолидиндионы (оксазолидин-2,4-дионы) разработан целый ряд способов синтеза:
- при смешении ацетона, цианистого калия, роданистого калия и водной соляной кислоты получается 5,5-диметил-2-тио-2,4-оксазолидиндиол;
- при кипячении с водой или органическими растворителями N-этилтиокарбомат гликолевой кислоты переходит в 3-этил-2-тио-2,4-оксазолидиндион;
- 2-тио-2,4-оксазолидиндион получают при нагревании до + 115ºCтиокарбамата гликолевой кислоты;
- 2-тио-2,4-оксазолидиндионы под воздействием ацетата свинца или бромной воды преобразуются в 2,4-оксазолидиндионы;
- конденсация сложных эфиров α-оксикислот с гуанидином в спирте приводит к 2-имино-4-оксазолидонам, которые гидролизуются спиртовыми или водными растворами минеральных кислот с образованием оксазолидиндионов;
- конденсация эфиров α-оксикислот с мочевиной и едким натром;
- путем отщепления от фенилмочевины анилина[5].
Оксазолидиндионы
действующие вещества
Применение
Оксазолидиндионы достаточно широко используются в различных отраслях промышленности[5].
Многие 2,4-оксазолидиндионы, в структурной формуле которых свободный атом водорода расположен у иминогруппы, являются эффективными снотворными и антиконвульсивными средствами. 3,5,5-триметил-2,4-оксазолидиндион (тридион) эффективен при лечении «малых припадков» эпилепсии. Некоторые 2,4-оксазолидиндионы обладают анальгетическими свойствами – это 3-алкил-2,4- оксазолидиндионы, особенно первые члены ряда[5].
Оксазолидин-4,5-дионы используются в препаративных целях для синтеза азаметинов и дигидроизохинолинов, а также в синтезе биологически активных соединений[2].
В сфере защиты растений 3-анилино-5-метил-5-(4-феноксифенил)-1,3-оксазолидин-2,4-дион (фамоксадон) используетсяя в качестве действующего вещества фунгицидов разрешенных к применению против болезней картофеля, лука, подсолнечника[1].
Токсикологические свойства и характеристики
Оксазолидиндионы достаточно обширный химический класс с разнообразными токсикологическими свойствами отдельных веществ. Разрешенные к применению на территории действующие вещества фунгицидов, принадлежащие к данному классу, в частности фамоксадон, относятся к умеренно опасным веществам по отношению к человеку и малоопасным – по отношению к пчелам[1].
Класс опасности
- для человека – 3;
- для пчел – 3[1].
Статья составлена с использованием следующих материалов:
Литературные источники:
1.Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, 2023 год. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации (Минсельхоз России)
Карцев В.Г. (ред.). Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов. Том 2, - Москва,2003 – 566 с
Тютерев С.Л. Проблемы устойчивости фитопатогенов к новым гербицидам. Вестник защиты растений №1,2001 г, стр 38 – 53.
Черных В. П., Зименковский Б. С., Гриценко И. С. Органическая химия: Учебник для студ. вузов / Под общ. ред. В. П. Ч ерных.— 2-е изд., испр. и доп.— Х .: Изд-во НФ аУ; Оригинал, 2007.— 776 с.
Эльдерфилд Р. (ред.) Гетероциклические соединения. Том 5 Перевод с англ. под ред. Н. К. Кочеткова. М.: Изд-во иностранной литературы, 1961. – 602 с
Оставьте свой отзыв:
Отзывы:
Комментарии для сайта Cackle