CC BY
16
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ УДК 547.1'13
5-ТИЕНИЛЗАМЕЩЕННЫЕ ПИРАЗОЛИНЫ И ПИРАЗОЛЫ ФЕРРОЦЕНОВОГО РЯДА
М. Мартинес, Т. Б. Климова, Н. Н. Мелешонкова, Е. И. Климова
(кафедра органической химии)
Синтезированы устойчивые в растворах пиразолины и пиразолы ферроценового ряда с тио-феновыми фрагментами в молекулах. Полученные соединения, а также исходные халконы-,охарактеризованы данными спектров ЯМР 1Н и 13С и данными элементного анализа.
Химия многих металлоценовых производных гетероцик-лов базируется на достаточно высокой доступности соответствующих исходных а, Р-непредельных карбонильных соединений, содержащих металлоценовый фрагмент. Присоединение, например, гидразинов [1, 2] и тиомочевины [3] к халконам ферроценового ряда отличается избирательностью, высоким выходом и удобством выделения продуктов. Отмечено, что пиразолины с ферроценильными заместителями [1, 2] обладают рядом интересных свойств. Так, в частности, 1-ацетил- и 1-фенил-3,5-арилферроценил-2-пиразоли-ны (I а, б) проявляют достаточно высокую противовоспалительную и анальгетическую активность [4]. Однако их существенным недостатком является низкая растворимость в воде или растворах кислот.
II а, б
Ш а, б
IV а, б
R1 = H (а) ; R1 = Ш3 (б) Исходные а,Р-непредельные кетоны (У-УП) получены нами из альдегидов тиофенового ряда и ацетилферроцена
I а, б
R1=Ac, R3•5 = Ar,Fc (a); R1 = Ph, R3•5= Ar,Fc (б) R1 = ^ Ar,Fc(в); Fc = C5H5FeC5H4
С другой стороны, незамещенные в положении 1 пиразолины (1в), описанные в литературе [1, 2, 4], легко разрушались в растворах до исходных а,Р-непредельных кетонов [5], что не позволило охарактеризовать их спектральными методами и исследовать их биологическую активность.
Расширяя круг исследований в поисках стабильных и относительно растворимых в воде пиразолинов ферроценово-го ряда, мы синтезировали 2-пиразолины 11-1У, содержащие в молекулах ферроценовые и тиофеновые фрагменты.
РсСОСНз
-сно он-
-СН =сн—С — Рс
V
II а, б
Ш а, б
18 ВМУ Химия, № 4
веденной схеме.
IV а, б
\п
П а-ГУа
Установлено, что пиразолины II а,б, III а,б и IV а,б обладают удовлетворительной растворимостью в воде и достаточны устойчивы в растворах органических растворителей (бензол, хлороформ). В спектрах ПМР этих соединений содержится характерная для 3,5-дизамещенных пиразолинов система АВХ протонов пиразолинового кольца, а также синглеты протонов Ж (Па-ГУа) и СН3 (Пб-ГУб) групп (табл. 1).
В растворах органических растворителей пиразолины II б-^ б, как и следовало ожидать, сохраняются без изменений более продолжительное время по сравнению с незамещенными аналогами II а-^ а.
Мы показали далее, что пиразолины II а-^ а взаимодействуют с избытком ароматических альдегидов как при нагревании, так и при комнатной температуре с образованием 1-арилметилпиразолов VIII а-д
ГГа-ГУа
IX
УГГГ а, д
X
Лг=РИ, К3=Ее, К5=2-тиенил (а) Лг = К5=2-тиенил , Я3=Ее (б) Лг=РИ, К3=Ее, К5=3-тиенил (в) Лг= К5=3-тиенил, Я3=Ее (г) Лг=РИ, К3=Ее, К5=3-метил-2-тиенил (д)
Основанием для приписания продуктам конденсации строения 1-арилметилзамещенных пиразолов послужили данные спектров ПМР, а именно исчезновение в спектрах ПМР АВ-части сигналов протонов, обычных для 3,5-дизамещенных пиразолинов; появление в слабом поле синглета протона пиразольного кольца в области 5-6.2-6.5 м.д. (1Н) и уширенного синглета двух протонов в области 5-5.3-5.6 м.д. мети-леновой группы (табл. 1).
Мы полагали, что в результате реакции Па-^а с альдегидами происходит окисление пиразолинов и одновременно восстановление альдегидов, предположительно по нижепри-
Первоначально идет присоединение незамещенного в положении 1 пиразолина к альдегиду и образование катиона IX. Далее происходит, по-видимому, внутримолекулярный 1,3-сдвиг гидрида от углеродного атома в положение 5 мезомер-
Т а б л и ц а 1
Данные спектров ПМР соединений 2-8 и, м.д., мультиплетность, интеграл, .1, Гц
Соединение С5Н5 С5Н4 СН2 CH СЩШ Лг
4.31 м,2Н 3.01м,1Н 5.08м,1Н 1=12.3;7.3 6.97м,1Н 7.24м, 2Н
11а 4.14с,5Н 4.51м,1Н 4.58м,1Н 3.32м,1Н 1=16.8;12.3;7.3 5.75мс,1Н
4.32м,2Н 3.03м,1Н 4.22м,1Н 1=13.8;9.6 6.99м,1Н
11б 4.17с,5Н 4.47м,1Н 4.64м,1Н 3.31м,1Н 1=16.0;13.8;9.6 2.81с,3Н 7.07м,2Н 7.29м, 1Н
4.33м,2Н 3.24м,1Н 5.12м,1Н 1=13.0;7.5 7.00м,2Н 7.21м, 1Н
111а 4.17с,5Н 4.53м,1Н 3.71м,1Н 5.76мс,1Н
4.60м,1Н 1=16.2;13.0;7.5
4.30м,2Н 2,94м,1Н 4.02м,1Н 1=14.2;9.54
111б 4.15с,5Н 4.46 м,1Н 4.60м,1Н 3.19м,1Н 1=15.8;14.2;9.54 2.74с,3Н 7.10-7.40м, 3Н
1Уа 4.15с,5Н 4.34м,2Н 4.56м,1Н 4.61м,1Н 3.09м,1Н 3.38м,1Н 1=17.0;14.2; 8.25 5.09м,1Н 5.74мс,1Н 6.94м, 1Н
1=14.2;8.25 2.33с,3Н 7.32м, 1Н
4.33м,2Н 2,96м,1Н 4.04м,1Н 1=14.03;9.4 1.66с,3Н
1Уб 4.17с,5Н 4.48м,1Н 4.63м,1Н 3.21м,1Н 1=16.0;14.03;9.4 2.77с,3Н 7.16-7.40м, 2Н
V 4.20с,5Н 4.57м,2Н 6.90 д,1Н 1=14.8 7.07м 1Н
4.88м,2Н 7.89д,1Н 1=14.8 6.94д,1Н 7.33шс,2Н
VI 4.22с,5Н 4.59м,2Н 1=15.7 7.41м 2Н
4.92м,2Н 7.78д,1Н 1=15.7 6.86д,1Н 7.59м,1Н
VII 4.21с,5Н 4.57м,2Н 4.89м,2Н - 1=15.3 7.97д,1Н 1=15.3 2.40с,3Н 6.92м,1Н 7.27м, 1Н
VIIIа 4.08с,5Н 4.26 м,2Н 4.71м,2Н 5.46с, 2Н 6.47с,1Н - 6.90-7.10 7.20-7.35м, 8Н
VIIIб 4.10с,5Н 4.29м,2Н 4.69м,1Н 4.75м,1Н 5.54д,2Н 1=1.9 6.26с,1Н - 6.80-7.00 7.05-7.40м, 6Н
VIIIв 4.08с,5Н 4.25м,2Н 4.72м,2Н 5.40с, 2Н 6.42с,1Н - 7.00-7.10 7.18-7.40м, 8Н
VIIIг 4.07с,5Н 4.26 м,2Н 4.65м,2Н 4.25м,2Н 5.36с, 2Н 6.39с,1Н - 7.12-7.65м, 6Н
^Пд 4.12с,5Н 4.36м,1Н 4.45м,1Н 5.48с, 2Н 6.51с,1Н 4.02с,3Н 6.80-7.60м, 7Н
Т а б л и ц а 2
Данные спектров ЯМР 13 С соединений 11а, ГУб, V и VII, 5, м.д.
Группа 11а 1Уб V VII
СНз - 43.90, 66.20 - 17.01
С5Н5 69.16 69.10 70.11 69.88
С5Н4 66.92, 67.08, 69.54 68.50, 69.12, 69.30 69.69, 72.73 69.62, 72.20
С1рйо 79.90 78.50 80.61, 80.50
СН= - - 122.03, 127.86 121.20, 125.35
^рБО 146.46 123.50, 140.80 140.65, 134.60, 142.00
С 152.80 151.02 192.52 192.63
Дг 124.16, 124.54 126.78 121.15, 123.20 128.30, 131.38, 133.32 131.44, 131.69
СН2 43.31 42.20 - -
СН 59.12 66.55 - -
Т а б л и ц а 3
Данные элементного анализа, выход и Т пл полученных соединений
Соединение Найдено (вычислено), % Формула Выход, % Т пл., о С
С Н Бе N
11а 60.52/60.74 4.99/4.80 16.49/16.61 8.20/8.66 С„Н16ре№8 76 158-159
11б 61.57/61.73 5.29/5.18 15.72/15.95 7.89/8.00 С18Н18Бе№8 70.5 136-137
111а 60.48/60.74 4.56/4.80 16.82/16.61 8.38/ 8.33 С„Н16ре№8 78.0 163-165
111б 61.49/61.73 5.30/5.18 16.04/15.96 8.12/8.00 С18Н18Ре^8 69.0 146-147
ГУа 61.97/61.73 4.95/5.18 16.13/15.96 7.87/8.00 С18Н18Ре^8 72.0 170-171
ГУб 62.43/62.66 5.71/5.53 15.52/15.33 7.61/7.70 С19Н20 72.0 165-166
V 63.54/63.38 4.21/ 4.38 17.61/17.34 - С1уН14ре08 81.0 148-149
VI 63.27/63.28 4.49/4.38 17.18/17.34 - С1уН14ре08 77.0 154-155
VII 64.56/64.31 4.72/4.80 16.83/16.61 - С18Н16 Бе08 74.0 163-167
VIIIа 68.15/67.94 4.63/4.75 13.29/13.17 6.84/6.60 С24Н20 69.70 159-160
VIIIб 61.67/61.42 4.31/4.22 13.21/12.98 6.32/6.51 С22Н18 72.30 149-150.5
VIIIв 67.78/69.94 4.93/4.75 13.31/13.17 6.47/6.60 С24Н20 70.20 171-172
VIIIг 61.31/61.42 4.36/4.22 12.71/12.98 6.70/6.51 С22Н18 FeN2S2 71.8 150-151
VIIIд 68.67/68.50 4.91/5.06 12.99/12.74 6.53/6.40 C25H22FeN2S 76.10 153-154
ного катиона IX и образование изомерного катиона X.
Стабилизация последнего с отщеплением протона приводит к образованию ароматической системы пиразолов УШа-д .
Выходы пиразолов УШа-д высокие (табл. 3), что делает конденсацию альдегидов с 3,5-дизамещенными пиразолина-ми удобным методом получения М-замещенных пиразолов металлоценового ряда. Соединения УШа-д хорошо растворяются в разбавленных кислотах, что позволяет исследовать их биологическую активность и при пероральном применении.
Экспериментальная часть
Спектры ЯМР 1Н и 13С регистрировали на спектрометре «Вгикег СХР-200» (200 и 50 МГц) для растворов в СБС13,
внутренний стандарт-ТМС (табл. 1, 2).
Данные элементного анализа полученных соединений, выходы и T пл (оС) приведены в табл. 3.
Пиразолины 11а, 111а, 1Уа синтезированы стандартным способом из халконов V, VI и VII соответственно и гидразин-гидрата в спирте [2, 3]. 1-Метил-2-пиразолины 11б, Шб и IV6 получены аналогично при использовании метилгидразина.
1-Арилметилпиразолы УШа-д. Навеску незамещенного пиразолина Па-ГУа растворяли в трехкратном мольном избытке альдегида. Смесь затем оставляли при 20о С на сутки или нагревали при кипении в течение 10 мин, после чего избыток альдегида отгоняли с водным паром. Остаток очищали хроматографированием на колонке с Al2O3 (III ст. активности по Брокману, элюент - бензол), а затем перекристаллизацией из спирта.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Osman A.M., Hassan K.M., El-Magraby M.A. // Jnd. J. Chem. 1976. 14B. P. 282.
2. Несмеянов А.Н., Постнов В.Н., Климова Е.И., Сазонова В.А. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1979. С. 239.
3. Климова Е.И., Л.Руис Рамирес, М. Мартинес Г., Еспиноса Р.Г., Мелешонкова Н.Н. // Изв. АН. Сер. хим. 1996. 30. С. 2743.
Климова Е.И., Постнов В.Н., Мелешонкова Н.Н., Закс А.С., Юшков В.В. // Хим. фармацевт. журн. 1992. 26. С. 34. Постнов В.Н., Хокке И., Ашкинадзе Л.Д., Харчевников А.П. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 1993. 34. С. 290.
Поступила в редакцию 17.03.98
