Synthesis of N,N’-substituted imidazole-2-thiones from N-substituted imidazoles

Abstract

Työn kirjallisuuskatsauksessa tutkittiin N,N’-substituoitujen imidatsoli-2-tionien synteesiä ja niihin liittyvää teoriaa. N,N’-Substituoituja imidatsoli-2-tioneita voidaan syntetisoida käyttämällä monia eri lähtöaineita ja katalyyttejä. Lopputuloksena on iso skaala tuotteita. Nämä imidatsolijohdannaiset ovat bioaktiivisia, aivan kuten muutkin atsolit. Tästä syystä imidatsoli-2- tionien käytännön sovellutukset ovat bio-, maanviljely- ja lääkekemian parissa. Myös koordinaatiokemiasta löytyy sovellutuksia imidatsoli-2-tioneille. Käytännön osuudessa syntetisoitiin N,N’-substituoituja imidatsoli-2-tioneita erilaisista bromimetyylibentseeneistä ja imidatsolijohdannaisista. Kyseisessä reaktiossa hyödynnettäviä imidatsolijohdannaisia tunnetaan paljon. Kaikki tehdyt reaktiot tuottivat raakatuotetta hyvällä saannolla, mutta monet tuotteista olivat puhdistusta kaipaavia seoksia. Osa tuotteista ei puhdistunut yrityksistä huolimatta tai ne menetettiin puhdistusprosessissa. Tuotteista mitattiin 1H- , 13C-, 1H, 13C HMBC- ja 1H, 15N korrelaatio NMR ja ESI-MS spektrit. Myös sulamispiste mitattiin puhtaista tuotteista. Kymmenen kiderakennetta saatiin määritettyä syntetisoiduista tuotteista ja neljä niiden komplekseista halogeenisidosdonorien kanssa yksikideröntgendiffraktiomenetelmällä.

The literature review of this thesis was done by reviewing articles considering synthesis of N,N’- substituted imidazole-2-thiones and theory regarding them. N,N’-Substituted imidazole-2-thiones can be synthesized with many different starting materials and catalysts, resulting in various different sized molecules. As all azoles, these imidazole derivates are bioactive. This is the reason why many of the practical applications of imidazole-2-thiones are in the fields of bio-, agriculturaland pharmaceutical chemistry, although there are some other applications in coordination chemistry as well. The experimental section of this thesis is about synthesizing N,N’-substituted imidazole-2-thiones from different bromomethylbenzenes and imidazole derivatives. Many imidazole derivatives are known, and they can be used as reagent in this synthesis. All the experiments made worked out to some degree, giving raw product in good yields. Products were dirty or mixtures and needed purification. Purification made yields drop and some products could not be purified or were lost during purification. Standard 1H-, 13C-, 1H, 13C HMBC- and 1H, 15N correlation NMR and ESIMS spectra were measured from every purified sample and some of the raw products. Also melting points of the pure products were measured. Ten crystal structures from the synthetic products and four of their complexes with halogen bonding donors were determined with single crystal X-ray diffraction method.