КРИСТАЛЛОГРАФИЯ, 2014, том 59, № 2, с. 253-258
СТРУКТУРА ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
УДК 548.736:547.574
КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ 4-(ПИРИД-2-ИЛ)-ТИОСЕМИКАРБАЗОНОВ 2-ГИДРОКСИ-5-БРОМОБЕНЗАЛЬДЕГИДА, 2-ГИДРОКСИ-З-МЕТОКСИБЕНЗАЛЬДЕГИДА И 2-ГИДРОКСИНАФТАЛИН-1-КАРБАЛЬДЕГИДА
© 2014 г. Ю. М. Чумаков, П. А. Петренко, Т. Б. Кодица*, В. И. Цапков*,
Д. Пуарье**, А. П. Гуля*
Институт прикладной физики АН Молдовы, Кишинев
E-mail: vtsapkov@gmail.com * Молдавский государственный университет, Кишинев ** Университет Лаваль, Канада Поступила в редакцию 14.03.2013 г.
Синтезированы и исследованы методом рентгеноструктурного анализа кристаллические структуры 4-(пирид-2-ил)-тиосемикарбазонов 2-гидрокси-5-бромобензальдегида (I), 2-гидрокси-3-метокси-бензальдегида (II) и 2-гидроксинафталин-1-карбальдегида (III). Все исследованные молекулы практически плоские. Наличие в них объемных заместителей при терминальных атомах азота не приводит к изменению конформации тиосемикарбазидного фрагмента. В зависимости от природы заместителей в фенольных циклах в кристаллах образуются либо центросимметричные димеры (I), либо бесконечные цепочки (II и III). Тиосемикарбазоны I—III в интервале концентраций 10-5— 10-7 моль/л селективно ингибируют рост клеток рака миелоидной лейкемии человека ЫЬ-60.
БО1: 10.7868/80023476114020076
ВВЕДЕНИЕ
Производные тиосемикарбазида находят широкое применение в медицине при лечении различных видов заболеваний [1]. Все они обладают широким набором реакционно-способных атомов и образуют разнообразные по составу и свойствам биологически активные соединения [2—5]. Установлено, что во многих случаях биологическая активность таких веществ хорошо согласуется с их строением. В связи с этим синтез и изуче-
ние структурных особенностей производных тиосемикарбазида представляет как научный, так и практический интерес.
В настоящей работе представлены результаты синтеза и определения методом рентгеноструктурного анализа (РСА) кристаллических структур
4-(пирид-2-ил)тиосемикарбазонов 2-гидрокси-
5-бромобензальдегида (I), 2-гидрокси-3-метокси-бензальдегида (II) и 2-гидроксинафталин-1-кар-бальдегида (III).
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Синтез. Соединение I получено по следующей методике: к раствору, содержащему 10 ммоль 5-бро-мосалицилового альдегида в 15 мл этанола, при перемешивании и нагревании (50—55°С) на водяной бане прибавляют раствор, содержащий 10 ммоль
4-(пирид-2-ил)тиосемикарбазида в 35 мл этилового спирта. При этом образуется раствор светло-оранжевого цвета, который нагревают на водяной бане с обратным холодильником в течение 50— 60 мин. При медленном выпаривании полученного раствора в течение суток выпадает светло-желтое мелкокристаллическое вещество (выход 84%),
которое промывают небольшим количеством этанола и сушат на воздухе. Его состав установлен на основании данных элементного анализа. Найдено в процентах: С - 44.37; Н - 3.07; Br - 22.55; N - 15.67; S - 9.07. Для C13HnBrN4OS вычислено в %: С - 44.46; Н - 3.16; Br - 22.75; N - 15.95; S -9.13. Температура плавления 214-216°С.
Спектр ЯМР 1H (м. д.), ДМСО-^6: 11.52 (1H, NH); 10.11 (1H, NH); 8.76 (1H, CH); 8.07; 7.30; 7.55; 6.62 (4H, пиридиновый цикл); 7.60, 7.41, 6.81(3H, бензольный цикл); 11.18 (1H, OH). ЯМР 13C (м. д.), ДМСО-^6: 177.2 (C=S); 148.1; 138.24; 117.9; 113.0; 153.8 (пиридиновый цикл); 153.8 (N=CH); 146.0 (C-NH); 119.3; 135.3; 110.5; 160.1; 120.7; 132.0 (бензольный цикл); 159.0 (C-O).
ИК-спектр (см-1): v(NH) = 3264, 3107, 3068, 3044; v(C=N) 1610, 1599; v(C-OH) = 1234; S(C-N) = 1188, 1102; v(C=S) = 1121; v(C-N) = = 998, 952.
Тиосемикарбазоны II и III получены с выходом 92 и 80% соответственно по описанной выше методике при взаимодействии этанольных рас-
творов 2-гидрокси-3-метоксибензальдегида (для II) и 2-гидрокси-1-нафтойного альдегида (для III) с 4-(пирид-2-ил)тиосемикарбазидом, взятых в молярном отношении 1 : 1. Для II найдено, в %: С -55.41; Н - 4.50; N - 18.41; S - 10.47. Для C14H14N402S вычислено в %: С - 55.62; Н - 4.67; N - 18.53; S - 10.60. Температура плавления 232-234°С.
Спектр ЯМР 1H (м. д.), DMTO-dg: 12.59 (1H, NH); 10.6(1H, NH); 8.44 (1H, CH); 8.07; 7.50; 7.55; 6.62 (4H, пиридиновый цикл); 7.22, 7.04, 6.87(3H, бензольный цикл); 11.3 (1H, OH); 3.83 (3H, CH3). ЯМР 13C (м. д.), ДМТО-^: 177.2 (C=S); 148.1; 138.24; 117.9; 113.0; 153.8 (пиридиновый цикл); 153.8 (N=CH); 146.0 (C-NH); 119.5; 124.4; 116.6; 115.0; 149.0; 150.1 (бензольный цикл); 150.1 (C-O).
ИК-спектр (см-1): v(NH) = 3241, 3184, 3101, 3008, 2974, 2978; v(C=N) 1624, 1604; v(C-OH) = = 1249; S(C-N) = 1171, 1103; v(C=S) = 1152; v(C-N) = 973, 962.
Для III найдено в %: С - 63.18; Н - 4.19; N -17.21; S - 9.77. Для C14H14N4S вычислено в %: С -
Таблица 1. Кристаллографические характеристики, данные эксперимента и уточнения структур C^Hn^OSBr (I), C14H14N4O2S (II) и C17H14N4OS (III)
Соединение I II III
Сингония, пр. гр., ^ Моноклинная, P^/c, 4 Моноклинная, P^/c, 4 Ромбическая, Pbca, 8
а, Ь, с, А 7.5243(5), 8.5926(3), 22.0629(15) 9.1444(14), 12.0243(16), 13.5730(8) 15.7362(15), 12.7643(19), 15.826(2)
в, град 98.278(6) 108.187(11) 90
V, А3 1411.57(14) 1417.9(3) 3178.9(7)
Пх, г/см3 1.653 1.416 1.347
Излучение; X, А Мо£"а; 0.71073
ц, см-1 3.060 0.238 0.213
Т, К 293(2) 293(2) 293(2)
Размеры образца, мм 0.30 х 0.05 х 0.03 0.40 х 0.40 х 0.05 0.35 х 0.08 х 0.04
Дифрактометр Xcalibur
Тип сканирования ю
Эта« град 25.50 25.50 25.55
Пределы к, к, 1 -9 < h < 8, -10 < k < 9, -24 < l < 26 -11 < h < 6, -10 < k < 14, -16 < l < 16 -12 < h < 19, -15 < k < 11, -19 < l < 18
Число отражений: измеренных/независимых (Л^), Яш,/с I> 2а(Т) (Л2) 9840/2615, 0.0451/1637 4727/2628, 0.0155/2006 7643/2957, 0.0861/892
Метод уточнения МНК по F2
Число параметров 181 191 208
по Л1 0.0982/0.1191 0.0553/0.0991 0.2328/0.0845
по Л2 0.0539/0.1062 0.0381/0.0913 0.0554/0.0558
1.029 1.047 0.760
АРт^ АРт1ш э/А3 0.690, -0.372 0.149, -0.168 0.165, -0.162
Программы CrysAlisPro [6], SHELX97 [7]
КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ 4-(ПИРИД-2-ИЛ)-ТИОСЕМИКАРБАЗОНОВ 255
63.34; Н - 4.38; N - 17.38; S - 9.94. Температура плавления 244-246° С.
Спектр ЯМР 1H (м. д.), (ДМСО-^6): 12.61 (1H, NH); 10.56(1H, NH); 8.45 (1H, CH); 8.07; 7.30; 7.55; 6.62 (4H, пиридиновый цикл); 7.16; 7.55; 7.47; 7.96; 7.48; 7.57; 7.86 (7H, нафталиновое ядро); 11.3 (1H, OH). ЯМР 13C (м. д.) (ДМСО-äfg): 177.2 (C=S); 148.1; 138.24; 117.9; 113.0; 155.8 (пиридиновый цикл); 164.7 (N=CH); 155.8 (C-NH); 109.5; 155.3; 117.6; 129.9; 129.1; 127.8; 123.8; 126.7; 126.4; 134.7 (нафталиновое ядро); 155.8 (C-O).
ИК-спектр (см-1): v(NH) 3268, 3108, 3048, 2988, 2882; v(C=N) 1600, 1590; v(C-OH) 1258; S(C-N) 1187, 1106; v(C=S) 1151; v(C-N) 997, 937.
Соединения I-III хорошо растворимы в диме-тилформамиде и диметилсульфоксиде, а при нагревании - в воде и спиртах, практически нерастворимы в эфире. Их монокристаллы, пригодные для РСА, получены перекристаллизацией из эта-нольного раствора.
Структуры определены прямым методом и уточнены МНК в анизотропном приближении для неводородных атомов. Атомы водорода включены в уточнение в геометрически рассчитанных позициях, а их температурные факторы UH приняты в 1.2 раза большими, чем у связанных с ними атомов углерода и кислорода. Основные параметры эксперимента и уточнения структур приведены в табл. 1, некоторые межатомные расстояния и валентные углы - в табл. 2. Координаты базисных атомов депонированы в Кембриджский банк данных (CCDC № 891979-891981). Геометрические расчеты и рисунки выполнены с помощью программы PLATON [8]; для представления упаковок структур оставлены только те атомы водорода, которые участвуют в водородных связях. Для анализа полученных структур использовались данные Кембриджского банка данных (версия. 5.33) [9, 10].
ОПИСАНИЕ СТРУКТУР
На рис. 1 представлено строение фрагментов кристаллических структур I-III и нумерация атомов в них. При этом в I образуются центросим-метричные димеры за счет водородных связей N1-H-S1 (—x, -y, -z) (рис. 1a, табл. 3).
Во всех исследованных соединениях, как и в других тиосемикарбазидах и тиосемикарбазонах [11-15], заместители при связях N1-C1 и азоме-тиновых связях N3-С7 находятся в ^-положении. Фрагменты A(S1N1N2N3dC7) в I-III практически плоские, максимальные отклонения от определяемых ими плоскостей равны 0.025, 0.025 и 0.033 Ä соответственно. Практически плоские молекулы в целом: в I и II среднеквадратичные плоскости фенольных и пиридиновых циклов В(С8-С13) и С(ШС2-С6) образуют с
Таблица 2. Некоторые межатомные расстояния и валентные углы в структурах 1—111
Связь d, Â
I II III
S1-C1 1.661(4) 1.6716(18) 1.659(4)
N3-C7 1.281(4) 1.272(2) 1.282(4)
N3-N2 1.364(4) 1.3686(19) 1.364(4)
N2-C1 1.342(4) 1.336(2) 1.337(4)
N1-C1 1.363(5) 1.362(2) 1.363(4)
N1-C2 1.395(5) 1.399(2) 1.391(4)
O1-C13 1.352(4) 1.3562(19) 1.356(4)
C7-C8 1.447(6) 1.443(2) 1.444(5)
Угол ю, град
C7-N3-N2 118.2(4) 117.66(14) 117.3(3)
C1-N2-N3 118.9(4) 119.58(14) 119.7(4)
C1-N1-C2 130.7(3) 129.95(14) 130.2(4)
O1-C13-C12 117.7(4) 117.79(16) 115.5(4)
O1-C13-C8 122.8(4) 122.42(15) 123.0(4)
N3-C7-C8 120.0(4) 120.33(16) 119.9(4)
C9-C8-C7 120.0(4) 118.96(17) 120.9(4)
C13-C8-C7 121.8(4) 121.69(15) 120.2(4)
N2-C1-N1 115.4(4) 116.00(15) 115.0(4)
N2-C1-S1 123.8(3) 123.77(14) 124.2(3)
N1-C1-S1 120.8(3) 120.23(13) 120.8(3)
плоскостью А углы 2.3° и 6.0° соответственно; в III аналогичные углы между плоскостями АС и АО(С8-С17) равны 6.1° и 6.3°; углы между плоскостями С и B(D) в I-III равны 6.1°, 6.1° и 9.8° соответственно. Плоское строение молекул I-III стабилизируется внутримолекулярными водородными связями N2-H---N4 и О1-H-N3 (табл. 3). Во всех исследованных молекулах атом N4 пиридинового цикла находится в син-ориен-тации по отношению к атому С1, торсионные углы N4-C2-N1-C1 равны 9.9°, 2.6° и 4.0°.
Длины связей в тиосемикарбазонных фрагментах I-III, указывающие на их делокализацию в этих цепочках, согласуются с данными [11-15]. Во всех исследованных молекулах гидроксильные атомы кислорода, связанные с кольцами B(D), располагаются в их плоскостях, максимальные отклонения атомов О1 ра
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.