The 4-halogenopheny-lglyoxals interaction with N-alkoxy-N’-arylureas

Abstract

Aim. To investigate the 4-X-phenylglyoxal (X = F, Cl, Br) interaction with N-alkoxy-N’-arylureas in acetic acid medium at room temperature. Methods. Mass spectrometry, 1H and 13C NMR spectroscopy. Results. We have showed these reaction type peculiarities and several different tendencies depending on the aryl glyoxal moiety structure. In this article we have described the influence of this moiety at the stage of the hydantoin formation. It has been found that the 4-fluorophenylglyoxal hydrate interacts with N-methoxy-N’-phenylurea in acetic acid during 99 h at 26 °C yielding the mixture of 5-(4-fluorophenyl)-cis-4,5-dihydroxy-3-methoxy-1-phenylimidazolidin-2-one, 5-(4-fluorophenyl)- trans-4,5-dihydroxy-3-methoxy-1-phenylimidazolidin-2-one, and 5-(4-fluorophenyl)-3-methoxy-1- phenylimidazolidine-2,4-dione. The 5-(4-fluorophenyl)-3-methoxy-1-phenylimidazolidine-2,4-dione is yielded because of the additional exposure the products mixture in acetic acid during 260 h. The 4-chlorophenylglyoxal hydrate reacts with N-ethoxy-N’-phenylurea in acetic acid at 26–27 °C during 219 h yielding the mixture of 5-(4- chlorophenyl)-3-ethoxy-cis-4,5-dihydroxy-1-phenylimidazolidin-2-one and 5-(4-chlorophenyl)-3-ethoxy-1- phenylimidazolidine-2,4-dione. After being processed by the p-toluenesulfonic acid this mixture is converted in pure 5-(4-chlorophenyl)-3-ethoxy-1-phenylimidazolidine-2,4-dione. 4-Bromophenylglyoxal hydrate interacts with N-nbutyloxy-N’-phenylurea in acetic acid during 52 h at 26 °C yielding only the mixture of the diastereomers of 5-(4- bromophenyl)-3-n-butyloxy-4,5-dihydroxy-1-phenylimidazolidin-2-one. The molar ratio of 5-(4-bromophenyl)-3-nbutyloxy-cis-4,5-dihydroxy-1-phenylimidazolidin-2-one and 5-(4-bromophenyl)-3-n-butyloxy-trans-4,5-dihydroxy1-phenylimidazolidin-2-one is 91 : 9. The diastereomers of 5-(4-bromophenyl)-3-n-butyloxy-4,5-dihydroxy-1- phenylimidazolidin-2-one were converted into 5-(4-bromophenyl)-3-n-butyloxy-1-phenylimidazolidine-2,4-dione because of the p-toluenesulfonic acid action. As a conclusion we have proposed the possible mechanism of 3-alkoxy5-aryl-4,5-dihydroxy-1-phenylimidazolidin-2-ones conversion into 3-alkoxy-5-aryl-1-phenylhydantoins. Conclusions. It has been found that the 4-halogenophenylglyoxal interaction with N-alkoxy-N’-phenylureas in acetic acid at room temperature under the further processing by of p-toluenesulfonic acid is new way to synthetize 3- alkoxy-5-(4-halohenophenyl)-1-phenylhydantoins. It has been shown that there is a certain tendency depending on the 4-halogenophenyl substituent nature of the influence on the reaction. . Дослідити взаємодію 4-X-фенілгліоксалей (X = F, Cl, Br) з N-алкокси-N’-арилсечовинами в оцтовій кислоті за кімнатної температури. Методи. Мас-спектрометрія, 1H та 13C ЯМР спектроскопія. Результати. Нами показано, що особливості реакцій даного типу і деякі інші особливості залежать від будови арильного замісника гліоксалю. В цій статі ми демонструємо вплив замісника на стадію утворення гідантоїну. Знайдено, що гідрат 4-фторофенілгліоксалю реагує з N-метокси-N’-фенілсечовиною в оцтовій кислоті на протязі 99 год. за 26 °C з утворенням суміші of цис-4,5-дигідрокси-3-метокси-1-феніл-5-(4-фторофеніл)імідазолідин-2-ону, транс-4,5-дигідрокси-3-метокси-1-феніл-5-(4-фторофеніл)імідазолідин-2-ону та 3-метокси-1-феніл-5-(4- *Corresponding author: e-mail address: carbonium@ua.fm © 2023 Oles Honchar Dnipro National University; doi: 10.15421/jchemtech.v31i1.273820 10 Journal of Chemistry and Technologies, 2023, 31(1), 9-19 фторофеніл)імідазолідин-2,4-діонe. Внаслідок додаткової витримки цієї суміші продуктів в оцтовій кислоті на протязі 260 год. утворюється 3-метокси-1-феніл-5-(4-фторофеніл)імідазолідин-2,4-діон. 4- Хлорофенілгліоксальгідрат реагує з N-етокси-N’-фенілсечовиною в оцтовій кислоті за 26–27 °C на протязі 219 год. з утворенням суміші 3-етокси-цис-4,5-дигідрокси-1-феніл-5-(4-хлорофеніл)імідазолідин-2-ону та 3- етокси-1-феніл-5-(4-хлорофеніл)імідазолідин-2,4-діону. Після обробки п-толуенсульфокислотою ця суміш перетворюється у чистий 3-етокси-1-феніл-5-(4-хлорофеніл)імідазолідин-2,4-діон. 4- Бромофенілгліоксальгідрат взаємодіє з N-н-бутилокси-N’-фенілсечовиною в оцтовій кислоті на протязі 52 год. за 26 °C з утворенням тільки суміші діастереомерів 5-(4-бромофеніл)-3-н-бутилокси-4,5-дигідрокси-1- фенілімідазолідин-2-ону. Мольне співвідношення 5-(4-бромофеніл)-3-н-бутилокси-цис-4,5-дигідрокси-1- фенілімідазолідин-2-ону і 5-(4-бромофеніл)-3-н-бутилокси-транс-4,5-дигідрокси-1-фенілімідазолідин-2-ону становить 91 : 9. Діастереомери 5-(4-бромофеніл)-3-н-бутилокси-4,5-дигідрокси-1-фенілімідазолідин-2-ону були перетворені у 5-(4-бромофеніл)-3-н-бутилокси-1-фенілімідазолідин-2,4-діон дією nтолуенсульфокислоти. Ми запропонували можливий механізм перетворення 3-алкокси-5-арил-4,5- дигідрокси-1-фенілімідазолідин-2-онів у 3-алкокси-5-арил-1-фенілгідантоіни. Висновки. Знайдено, що взаємодія 4-галогенофенілгліоксалей з N-алкокси-N’-фенілсечовинами в оцтовій кислоті за кімнатної температури з подальшою обробкою n-толуенсульфокислотою є новим синтезом 3-алкокси-5-(4- галогенофеніл)-1-фенілгідантоїнів. Показано вплив 4-галогенофенільного замісника на перебіг цієї реакції.