Reakcí 3-brom-1 benzofuran-2(3H)-onu s thiomočovinou a jejími N substituovanými (methyl, isopropyl, terc-butyl, fenyl), N,N'-disubstituovanými (dimethyl, difenyl) a N,N,N'-trisubstituovanými (dimethyl-fenyl a dimethyl-4 methoxyfenyl) deriváty bylo připraveno 9 původních isothiouroniových solí 1a-i. Tyto relativně nestálé soli byly charakterizovány 1H a 13C NMR spektry, bodem tání a elementární analýzou. Přesmykem 7 solí v prostředí vodných aminových pufrů vznikají odpovídající substituované 2-imino-1,3 thiazolidin-4-ony 2a-g, jejichž struktura byla rovněž ověřena spektrálními metodami. Z 1H NMR spekter je patrné, že 2-alkylimino i 2 fenylimino deriváty 2b-e se v roztoku hexadeuteriodimethylsulfoxidu nachází ve směsi dvou tautomerů lišících se polohou dvojné vazby C=N (endo- resp. exocyklické), kdy tautomer s exocyklickou dvojnou vazbou dále existuje ve formě dvou geometrických izomerů s rozdílnou konfigurací. Při zahřátí na 60 °C lze pozorovat vzájemnou přeměnu těchto isomerů.
Dále byla studována kinetika a mechanismus přesmyku N-fenyl-S-(2-oxo-2,3 dihydro-1-benzofuran-3 yl)isothiouronium-bromidu (1e) na 5-(2-hydroxyfenyl)-2 (fenylimino)-1,3-thiazolidin-4-on (2e) ve vodných roztocích tris(hydroxymethyl)aminomethanového (TRIS), N-methylmorfolinových (NMF) a N methyldiethanolaminového (MDEA) pufru v rozmezí pH 7,7 - 9 při 25 °C a I = 1 mol l-1 za podmínek pseudoprvního řádu. Ze změřených závislostí bylo zjištěno, že přesmyk je obecně kysele katalyzován, avšak prakticky nezávisí na pH. Rychlost určujícím krokem přesmyku je rozpad neutrálního tetraedrálního intermediátu (T0), který je katalyzován kyselou složkou pufru [BH+].
Anotace v angličtině
Nine original substituted isothiuronium salts 1a-i were prepared by the reaction of 3-bromo-1 benzofurane-2(3H)-one with thiourea and its N-substituted (methyl, isopropyl, tert-butyl, phenyl), N,N'-disubstituted (dimethyl, diphenyl) and N,N,N'-trisubstituted (dimethyl-phenyl and dimethyl-4-methoxyphenyl) derivatives. These relatively unstable salts were characterized by 1H and 13C NMR spectra, melting point and elemental analysis. The rearrangement of seven above-mentioned isothiuronium salts in aqueous amine buffers possesses substituted 2-imino-1,3 thiazolidin-4-ones 2a-g whose structure was also determined by spectral methods. From the 1H NMR spectra, it is evident that 2 alkylimino as well as 2-phenylimino derivates 2b-e occur as a mixture of two tautomers differing in the configuration of the double bond C=N (endo- or exocyclic) in the solution of a hexadeuteriodimethylsulphoxide. The tautomer with exocyclic double bond exists in the form of two geometric isomers with different absolute configuration. The mutual interchange of these isomers is observable under heating (60 °C).
Next, the kinetics and the mechanism of the rearrangement of N-phenyl-S (2-oxo-2,3-dihydro-1-benzofurane-3 yl) isothiuronium bromide to 5 (2 hydroxyphenyl)-2-(phenylimino)-1,3-thiazolidin-4-one (2e) were studied in aqueous tris(hydroxymethyl)aminomethane (TRIS), N-methylmorpholine (NMF) and N methyldiethanolamine (MDEA) buffers within a pH range from 7.7 to 9 at 25 °C and ionic strength I = 1 mol l-1 under pseudo-first order conditions. From measured dependencies it was found that the rearrangement is subject to general acid catalysis but it is virtually independent on pH of the solution. From these observations it was concluded that the rate-limiting step involves general acid-catalyzed decomposition of the neutral tetrahedral intermediate (T0) under action of the acid buffer component [BH+].
Reakcí 3-brom-1 benzofuran-2(3H)-onu s thiomočovinou a jejími N substituovanými (methyl, isopropyl, terc-butyl, fenyl), N,N'-disubstituovanými (dimethyl, difenyl) a N,N,N'-trisubstituovanými (dimethyl-fenyl a dimethyl-4 methoxyfenyl) deriváty bylo připraveno 9 původních isothiouroniových solí 1a-i. Tyto relativně nestálé soli byly charakterizovány 1H a 13C NMR spektry, bodem tání a elementární analýzou. Přesmykem 7 solí v prostředí vodných aminových pufrů vznikají odpovídající substituované 2-imino-1,3 thiazolidin-4-ony 2a-g, jejichž struktura byla rovněž ověřena spektrálními metodami. Z 1H NMR spekter je patrné, že 2-alkylimino i 2 fenylimino deriváty 2b-e se v roztoku hexadeuteriodimethylsulfoxidu nachází ve směsi dvou tautomerů lišících se polohou dvojné vazby C=N (endo- resp. exocyklické), kdy tautomer s exocyklickou dvojnou vazbou dále existuje ve formě dvou geometrických izomerů s rozdílnou konfigurací. Při zahřátí na 60 °C lze pozorovat vzájemnou přeměnu těchto isomerů.
Dále byla studována kinetika a mechanismus přesmyku N-fenyl-S-(2-oxo-2,3 dihydro-1-benzofuran-3 yl)isothiouronium-bromidu (1e) na 5-(2-hydroxyfenyl)-2 (fenylimino)-1,3-thiazolidin-4-on (2e) ve vodných roztocích tris(hydroxymethyl)aminomethanového (TRIS), N-methylmorfolinových (NMF) a N methyldiethanolaminového (MDEA) pufru v rozmezí pH 7,7 - 9 při 25 °C a I = 1 mol l-1 za podmínek pseudoprvního řádu. Ze změřených závislostí bylo zjištěno, že přesmyk je obecně kysele katalyzován, avšak prakticky nezávisí na pH. Rychlost určujícím krokem přesmyku je rozpad neutrálního tetraedrálního intermediátu (T0), který je katalyzován kyselou složkou pufru [BH+].
Anotace v angličtině
Nine original substituted isothiuronium salts 1a-i were prepared by the reaction of 3-bromo-1 benzofurane-2(3H)-one with thiourea and its N-substituted (methyl, isopropyl, tert-butyl, phenyl), N,N'-disubstituted (dimethyl, diphenyl) and N,N,N'-trisubstituted (dimethyl-phenyl and dimethyl-4-methoxyphenyl) derivatives. These relatively unstable salts were characterized by 1H and 13C NMR spectra, melting point and elemental analysis. The rearrangement of seven above-mentioned isothiuronium salts in aqueous amine buffers possesses substituted 2-imino-1,3 thiazolidin-4-ones 2a-g whose structure was also determined by spectral methods. From the 1H NMR spectra, it is evident that 2 alkylimino as well as 2-phenylimino derivates 2b-e occur as a mixture of two tautomers differing in the configuration of the double bond C=N (endo- or exocyclic) in the solution of a hexadeuteriodimethylsulphoxide. The tautomer with exocyclic double bond exists in the form of two geometric isomers with different absolute configuration. The mutual interchange of these isomers is observable under heating (60 °C).
Next, the kinetics and the mechanism of the rearrangement of N-phenyl-S (2-oxo-2,3-dihydro-1-benzofurane-3 yl) isothiuronium bromide to 5 (2 hydroxyphenyl)-2-(phenylimino)-1,3-thiazolidin-4-one (2e) were studied in aqueous tris(hydroxymethyl)aminomethane (TRIS), N-methylmorpholine (NMF) and N methyldiethanolamine (MDEA) buffers within a pH range from 7.7 to 9 at 25 °C and ionic strength I = 1 mol l-1 under pseudo-first order conditions. From measured dependencies it was found that the rearrangement is subject to general acid catalysis but it is virtually independent on pH of the solution. From these observations it was concluded that the rate-limiting step involves general acid-catalyzed decomposition of the neutral tetrahedral intermediate (T0) under action of the acid buffer component [BH+].
1. Proveďte literární rešerši týkající se přípravy a vlastností substituovaných benzofuran- -2(3H)-onů a transformačních reakcí isothiouroniových solí.
2. Připravte a charakterizujte nejméně pět substituovaných S-(1-benzofuran-2(3H)-on-3-yl)- isothiouronium-bromidů a jim odpovídajících produktů transformace.
3. Sledujte kinetické chování alespoň jednoho z připravených derivátů v roztocích aminových pufrů.
4. Získané experimentální výsledky diskutujte a srovnejte s předchozími pracemi, které se týkají transformace S-(1-fenylpyrrolidin-2-on-3-yl)isothiouoronium bromidů a S-(2-oxotetrahydrofuran-3-yl)-N-(4-methoxyfenyl)isothiouronium bromidu.
5. Výsledky zpracujte formou závěrečné zprávy.
Zásady pro vypracování
1. Proveďte literární rešerši týkající se přípravy a vlastností substituovaných benzofuran- -2(3H)-onů a transformačních reakcí isothiouroniových solí.
2. Připravte a charakterizujte nejméně pět substituovaných S-(1-benzofuran-2(3H)-on-3-yl)- isothiouronium-bromidů a jim odpovídajících produktů transformace.
3. Sledujte kinetické chování alespoň jednoho z připravených derivátů v roztocích aminových pufrů.
4. Získané experimentální výsledky diskutujte a srovnejte s předchozími pracemi, které se týkají transformace S-(1-fenylpyrrolidin-2-on-3-yl)isothiouoronium bromidů a S-(2-oxotetrahydrofuran-3-yl)-N-(4-methoxyfenyl)isothiouronium bromidu.
5. Výsledky zpracujte formou závěrečné zprávy.
Seznam doporučené literatury
Všechna dostupná chemická literatura.
Seznam doporučené literatury
Všechna dostupná chemická literatura.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Student přednesl cca 15-ti minutovou prezentaci své diplomové práce s názvem "Syntéza a reaktivita substituovaných S-(1-benzofuran-2(3H)-on-3-yl)isothiouronium-bromidů". Poté byly přečteny posudky školitele a oponenta. K obhajobě byly vzneseny následující otázky a připomínky:
prof. Ing. Miloš Sedlák, DrSc.: Nedocházelo k reakci (transformaci) již v samotném rozpouštědle?
prof. Ing. Jitka Moravcová, CSc.: Jak jste dle TLC identifikoval sloučeniny? Jak jste určil dle NMR přítomnost isopropylové skupiny? Proč nebyl přítomen atom bromu ve studovaných sloučeninách již od počátečních kroků?
prof. Ing. Vladimír Macháček, DrSc.: Výtka k nepřesnému použití šipek.
prof. Ing. Miroslav Ludwig, CSc.: Diskutoval grafický záznam kinetických měření.
prof. Ing. Oldřich Pytela, DrSc.: Diskutoval navržený mechanismus transformace.