С Ю Зинченко, С В Гресько, С Ю Суйков - Циклизации гетарил-5-аминопиразолов в реакциях азосочетания и пикте-шпенглера - страница 1

Страницы:
1  2  3  4 

Литература

1. King J.F. The return of sulfenes // Acc. Chem. Res., 1975. — V. 8. — № 1. — P. 10-17.

2. Дуус Ф. Тиокарбонильные соединения // Общая органическая химия: В 12 т. / Ред. Д.Бартона и У.Д.Оллиса: пер. с англ. — М.: Химия, 1983. — Т. 5: Соединения фосфора и серы.

 

С. 615-621.

3.    Cope A.C., LeBel N.A. Amine oxides. VII. The thermal decomposition of the N-oxides of N-methylazacycloalkanes // J. Amer. Chem. Soc., 1960. — V. 82. — № 17. — P. 4656-4662.

4. Zavada J., Pankova M., Svoboda M. Stereochemical studies. LXXIV. The alkyl structure -reactivity relationship in Cope elimination of alkyldimethylamine oxides // Collect. Czech. Chem. Communs., 1973. — V. 38. — № 7. — P. 2102-2120.

5. Bach R.D., Andrzejewski D., Dusold L.R. The mechanism of the Cope elimination // J. Org. Chem., 1973. — V. 38. — № 9. — P. 1742-1743.

6. Johnstone R.A.W. Mechanisms of Molecular Migrations. New York: Interscience, 1969.

V. 2. — P. 248-253.

7. Kwart H., George T.J., Louw R., Ultes W. Transition state structures in sulfoxide and amine oxide thermolysis // J. Amer. Chem. Soc., 1978. — V. 100. — № 12. — P. 3927-3928.

8. Yoon S.S., Oei Y., Sweet E., Schultz P.G. An antibody-catalysed [2,3]-elimination reaction // J. Amer. Chem. Soc., 1996. — V. 118. — № 46. — P. 11686-11687.

9. Гордон А., Форд Р. Спутник химика. — М.: Мир, 1976. — 542 c.

10.Вайсбергер А., Проскауэр Э., Риддик Дж., Тупс Э. Органические растворители. — М.: ИЛ, 1958. — 520 c.

11.Климова В.А. Основные микрометоды анализа органических соединений. — М.: Химия, 1967. — 207 с.

12.Dewar M.J.S., Zoebisch E.G., Healy E.F., Stewart J.J.P. Development and use of quantum mechanical molecular models. 76. AM1: a new gene-ral purpose quantum mechanical molecular model // J. Amer. Chem. Soc., 1985. — Vol. 107. — № 13. — P. 3902-3909.

13.WinMOPAC. Release 2.0 / Fujitsu Ltd., Computer Chemistry System Dept., 1-9-3 Nakase, Mihamaku, Chibashi, Chiba 261-8588, Japan.

14.Schmidt M.W., Gordon M.S., Dupuis M. The intrinsic reaction coordinate and the rotational barrier in silaethylene // J. Amer. Chem.Soc., 1985. — V. 107. — № 9. — P. 2585-2589.

15.Stork G., Brizzolara A., Landesman H., Szmuszkowics J., Terrell R. The enamine alkylation and acylation of carbonyl compounds // J. Amer. Chem. Soc., 1963. — V. 85. — № 2. — P. 207-222.

16.Taguchi K., Westheimer F.H. Catalysis by molecular sieves in the preparation of ketimines and enamines // J. Org. Chem., 1971. — V. 36. — № 11. — P. 1570-1572.

17.White W.A., Weingarten H. A versatile new enamine synthesis // J. Org. Chem., 1967. — № 1. — V. 32. — P. 213-214.

© Лящук С. Н., Дорошенко Т. Ф., 2008

 

 

УДК 547.772+547.833'772

 

Зинченко   С. Ю.,   Гресько   С. В.,   Суйков   С. Ю.   (ИнФОУ НАНУ), Булавин А. В. (ДонНТУ), Богза С. Л. (ИнФОУ НАНУ)

 

ЦИКЛИЗАЦИИ -ГЕТАРИЛ-5-АМИНОПИРАЗОЛОВ В РЕАКЦИЯХ АЗОСОЧЕТАНИЯ И ПИКТЕ-ШПЕНГЛЕРА

Исследованы циклизации N-гетарил-б-аминопиразолов в условиях реакции азосочетания и модифицированной реакции Пикте-Шпенглера. Получены гетарилзамещенные пиразоло[3,4-с]изохинолины и пиразоло[3,4-с]циннолины.

 

Производные изохинолина и b-карболина более столетия остаются популярными объектами исследования для различных областей химии и медицины.    Подавляющее    большинство    изохинолинов, индоло[2,3-с]­пиридинов и поликонденсированных гетероциклов на их основе получено в результате использования давно открытых и хорошо изученнных реакций -Померанца-Фрича, Бишлера-Напиральского, Пикте-Шпенглера [1]. Разработка новых подходов к синтезу гетероциклических соединений ряда изохинолина актуальна не только для развития химии гетероциклических соединений, но и медицинской, комбинаторной химии, химии материалов и других областей практического применения.

В ряде предыдущих публикаций [2-8] мы сообщили о разработанных новых методах синтеза поликонденсированных гетероциклических систем с фрагментами изохинолина, индоло[2,3-с]пиридина, циннолина и индоло[2,3]пиразина на основе кислотно-катализируемых циклизаций арил(гетарил)замещенных азолов. В настоящей работе изучены превращения N-гетарилзамещенных 5-аминопиразолов в условиях реакции диазотирования, а также модифицированной реакции Пикте-Шпенглера, с целью расширения возможностей разработанных нами ранее методов получения конденсированных азотсодержащих гетероциклов и выяснения влияния гетероциклического заместителя в положении 1 пиразольного цикла на ход реакций и строение конечных продуктов.

Хотя метод получения 5-аминопиразолов из р-кетонитрилов и гидразинов является общим и неоднократно описан, условия проведения циклизации часто зависят от свойств применяемых реагентов. Гетарилзамещенные гидразины отличаются меньшей, по сравнению с фенилгидразином, реакционной способностью, а также малой растворимостью в большинстве органических растворителей. Для получения аминопиразолов (1а-е) с удовлетворительными выходами потребовалось длительное нагревание реагентов в ледяной уксусной кислоте, поскольку при проведении реакции в течение 1-2 часов выходы продуктов не превышают 20-30% (см. таблицу 1)

 

 

+


 

I 2 Het


 

AcOH / A
Аналитические и спектральные характеристики аминопиразолов 1а-е, приведенные в экспериментальной части, соответствуют предложенным структурам. Введение гетарильного заместителя в молекулу 5-аминопиразола приводит к увеличению их температур плавления, по сравнению с N-арилзамещенными [2, 5].

Азоло[3,4-с]циннолины 2а-е, имеют высокие температуры плавления и отличаются малой растворимостью в большинстве органических растворителей, что сделало невозможным запись спектров ЯМР 13С (табл. 2).



При взаимодействии аминопиразолов 1а-е с нитритом натрия в уксусной кислоте образуются продукты реакции неионной природы: промежуточно образующиеся соли диазония вступают в реакцию внутримолекулярного азосочетания с образованием соответствующих 1-Ri-3-R2-7,8-диметоксипиразоло[3,4-с]циннолинов 2а-е.

Исследование взаимодействия арилзамещенных аминогетероциклов, в том числе 5-амино-4-арилпиразолов, с карбонильными соединениями в условиях модифицированной реакции Пикте-Шпенглера [9] открыло новый путь синтеза конденсированных производных изохинолина [2-6]. В работах [5, 6] было показано, что направление реакции и возможность циклизации определяются как строением карбонильного соединения, так и природой гетероцикла. Поэтому нам представлялось актуальным изучить реакции N-гетарилзамещенных аминопиразолов с различными карбонильными соединениями. Известно, что алканали, кетоны алифатического, алициклического и ароматического рядов не реагируют с аминопиразолами [5]. В настоящей работе изучены реакции аминопиразолов 1 с 4-хлорбензальдегидом, формальдегидом и изатином.

Взаимодействие аминопиразолов 1а, г, е с 4-хлорбензальдегидом протекает по пути окислительной циклизации [4, 5], но наличие гетероциклического заместителя в положении 1 пиразольного цикла оказывает влияние на протекание реакции и строение конечных продуктов. Образование пиразоло[3,4-^изохинолинов 3а, б из аминопиразолов и протекает с выходами 45 и 37% соответственно. Реакционная масса частично осмоляется, что может быть связано с взаимодействием бензальдегида и аминопиразола по другому пути. Строение полученных 5­84
3а: Het = бензотиазол-2-ил

3б: Het = 4,6-диметилпиримид-2-ил

Так, в ЯМР 1Н спектре соединения 3а, записанном в растворе диметилсульфоксида-а!6, регистрируются сигналы протонов метильного и двух метоксильных заместителей при 2,98, 3,80 и 4,11м.д. соответственно. В слабопольной части спектра присутствуют синглеты протонов в положениях 6 и 9 при 7,46 и 7,71м.д., двухпротонный дублет 4-хлорфенильного заместителя (7,72м.д.), два триплета(7,38 и 7,51м.д.) и дублет протонов (8,08м.д.) бензольного ядра бензотиазолильного заместителя и мультиплет остальных ароматических протонов в области 7,88-7,96м.д. Протонный спектр 1-метил-7,8-диметокси-3-(4,6-диметилпиримидин-2-ил)-5-(4-хлорфенил)-пиразоло[3,4-с]изохинолина содержит сигналы метильной (2,55; 2,85м.д.) и метоксигрупп (3,85; 4,12 м.д.), дублеты 4-хлорфенильного заместителя (7,35...7,50 м.д.), синглеты протонов в положениях 6 и 9 гетероароматической системы (7,30 м.д.), и сигнал протона при С5 пиримидинового цикла (8,27 м.д.).

При нагревании 5-амино-1-(3,5-дихлорпирид-2-ил)-пиразола и 4-хлорбензальдегида в трифторуксусной или муравьиной кислоте в течение 10-15 часов из реакционной массы были выделены два продукта реакции. Спектральные и аналитические характеристики одного из них соответствуют ожидаемому 1-метил-7,8-диметокси-3-(3,5-дихлорпирид-2-ил)-5-(4-хлорфенил)-пиразоло[3,4-с]изохинолину (4). В протонном спектре второго соединения регистрируются сигналы метильной и двух метоксигрупп при 2.8, 3.76 и 4.05м.д. соответственно. В слабопольной части спектра присутствуют синглеты интенсивностью 1Н при 7.34 и 7.59 м.д. соответственно, характерные для сигналов протонов при атомах С6 и С9 пиразолоизохинолина, и два двухпротонных дублета с КССВ J = 8 Hz, которые мы отнесли к 4-хлорфенильному заместителю. В спектре нет сигналов протонов дихлорпиридильного заместителя, однако присутствует синглет с интенсивностью 1Н при 13.2м. д. Этот набор сигналов полностью соответствует 1-метил-7,8-диметокси-5-(4-хлорфенил)- пиразоло-[3,4-с]-изохинолину (5), описанному в работах [2, 5].

Данные ИК-спектроскопии и элементного анализа также подтверждают структуру соединения (5), а его смеш-проба с заведомым образцом, полученным из 5-амино-3-метил-4-(3,4-диметоксифенил)-пиразола [5], не дает депрессии температуры плавления.
Вероятно, отрыв дихлорпиридильного заместителя является следствием альтернативной атаки атома углерода 0=Ы-связи азометина (6) по атому азота пиридинового цикла с образованием заряженного интермедиата (7). Нуклеофильная атака соединения (7) водой, выделяющейся в ходе реакции, приводит к псевдооснованию (8), а отщепление 3,5-дихлорпиридона-2 из него генерирует азометин (9), который циклизуется по обычной схеме:

Циклизации аминопиразолов и с параформальдегидом протекают с образованием 5-незамещенных пиразоло[3,4-с]изохинолинов (10) и (11) с невысокими выходами — около 20%.

Строение пиразолоизохинолинов (10) и (11 ) доказано спектральными методами. В их ЯМР 1Н спектрах сигнал протона С(5)-Н сильно смещен в слабое поле и находится в интервале 9-9,2 м.д.
Продукты взаимодействия аминопиразола (1е) с параформальдегидом не выделены. В реакции с изатином продукт циклизации был получен только с аминопиразолом (1г).

 

 

В ИК спектре 1-метил-3-(бензотиазол-2-ил)-7,8-диметокси-4,5-дигидро-пиразоло[3,4-с]-изохинолин-5-спиро-3'-(2-оксоиндолина) (12) присутствуют полосы поглощения N-H связей амидного (3230 см-1) и аминного (3350 см-1) фрагментов молекулы. В протонном спектре регистрируются сигналы протонов аминогруппы и амидного фрагмента оксоиндолинового цикла при 5.95м.д. и 9.85м.д. соответственно. Метильная и две метоксигруппы представлены синглетами при 2.48, 3.64 и 4.0м.д. Сигналам пара-протонов бензольного кольца изохинолиновой части молекулы соответствуют синглеты при 6.97 и 8.1 м.д. Мультиплетная часть спектра по характеру расщепления и интенсивности соответствует двум 1,2-дизамещенным бензольным ядрам бензотиазолильного заместителя и оксоиндолинового фрагмента.

 

Экспериментальная часть

1H ЯМР спектры получены на спектрометре Varian GEMINY (200 MHz), растворитель — DMSO-d6, внутренний стандарт — тетраметилсилан. Температуры плавления определены в аппарате Boetius и не исправлены. ИК спектры записаны на спектрофотометре Perkin-Elmer 881 в нуйоле. Цианокетоны получены по описанным ранее методикам [3, 5].

3-Метил-4-(3,4-диметоксифенил)-1-(3,5-дихлорпирид-2-ил)-5-амино-пиразол 1а

5,70 г (0,026 моль) 2-(3,4-диметоксифенил)-3-оксо-бутаннитрила, 4,45 г (0,025 моль) 3,5-дихлорпиридил-2-гидразина и 100 мл ледяной уксусной кислоты нагревают с обратным холодильником. Реакционную массу упаривают в вакууме водоструйного насоса на роторном испарителе, остаток растирают с водой,фильтруют и сушат. Получают 6 г (65% от теоретического) продукта с Тпл = 121-123°С.

ИК (KBr, v, см-1): 3409, 3328, 1615, 1575, 1249, 1219.

ЯМР 1Н (ДМСО-а6, 5, м.д., J, Гц): 2,20 (3H, s, OH3); 3,75 (3H, s, OH3O); 3,80 (3H, s, OH3O); 5,35 (2H, уш. s, NH2); 6,80...7,20 (3H, m, ^р); 8,50 (1H, s, H^); 8,65 (1H, s, H^).

Найдено, %: С 53,90; H 4,31; N 14,70. O17H16Ol2N4O2. Вычислено, %: С 53,84; Н 4,25; N 14,77.

Страницы:
1  2  3  4 


Похожие статьи

С Ю Зинченко, С В Гресько, С Ю Суйков - Циклизации гетарил-5-аминопиразолов в реакциях азосочетания и пикте-шпенглера

С Ю Зинченко, С В Гресько, С Ю Суйков - Циклизации ]ч-гетарил-5-аминопиразолов в реакциях азосочетания и пикте-шпенглера