CC BY
22
УДК 547.99
0 М. Мулина1, Д.А. Пиргач2, А О. Терентьев*,и
1 Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, 119991, Ленинский просп., 47, Москва, Россия
2 Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, 125047, Миусская пл., 9, Москва, Россия
*с-шаП: tcrcntcv@ioc.ac.ru
ЭЛЕКТРОСИНТЕЗ СУЛЬФАМИДОВ ИЗ АРИЛСУЛЬФОНИЛГИДРАЗИДОВ И АМИНОВ
Осуществлен электросинтез сульфамидов из арилсульфонилгидразидов и аминов; процесс проводят в неподеленной электрохимической ячейке с использованием графитового анода и железного катода в растворе СИ3СК-И20 и галогенидов в качестве поддерживающих электролитов и редокс катализаторов при плотностях тока 35-40 мА/см2. Выходы продуктов составили 56-98%.
Ключевые слова: амины, арилсульфонилгидразиды, сульфамиды, электросинтез.
Сульфамиды занимают значительное место в современной органической и медицинской химии. Сульфамидный фрагмент широко распространен в природных структурах и биологически активных веществах. Соединения этого класса обладают антибактериальной, противораковой,
противовирусной, противосудорожной,
противовоспалительной и ВИЧ антипротеазной активностью1,2. Сульфамидная группа используется в качестве защитной для аминов, что обусловлено возможностью ее легкого удаления. Расширяющиеся области применения этого класса соединений в течение последних десятилетий стимулируют разработку новых методов их синтеза.
Традиционно сульфамиды получают реакцией сульфонилхлоридов с аминами3, N функционализацией К-незамещенных сульфамидов
спиртами4, галогенидами5, арилбороновыми
6
кислотами , а также катализируемым солями переходных металлов аминосульфонилированием углеводородов7. В последние годы был обнаружен ряд процессов катализируемой металлами N функционализации сульфонилазидов8 и
окислительного Б-К сочетания9. Несмотря на применимость этих методов, большинство из них имеют ряд таких недостатков, как жесткие условия протекания процесса, невысокая реакционная способность исходных субстратов, сложная процедура очистки и использование солей переходных металлов, что затрудняет применение
этих методов для получения лекарственных средств. Нами впервые предложен электросинтез сульфамидов из арилсульфонилгидразидов в сочетании с аминами.
Синтез сульфамидов 3 проводили с использованием арилсульфонилгидразидов 1 и аминов 2 электролизом в неподеленной электрохимической ячейке с использованием графитового анода и железного катода (Схема 1).
Оптимизация на примере синтеза 4-(п-толуолсульфонил)морфолина из п-
толуолсульфонилгидразида и морфолина показала, что при использовании 5 Б/моль электричества в системе растворителей СН3СК-И20,
полуторакратном мольном избытке амина и добавлении КН^Бг в качестве поддерживающего электролита достигается наибольший выход целевого продукта.
С учетом оптимальных условий был осуществлен синтез ряда соединений 3, содержащих в своем составе различные функциональные группы, с выходом от 56 до 98%. Важно отметить, что сульфамиды 3 получаются с высокой степенью чистоты и по данным ЯМР не загрязнены другими органическими продуктами. Аналитически чистые образцы, использованные для определения физико-химических характеристик и выхода на выделенный продукт, получали перекристаллизацией из этанола.
0 О
Ьс + RVR" элеК1роли.3 frv^N'R"
О н электролит J| I О i
растворитель "
1 2 3
R', R" = H, Alk, Bn X — окисляемая группа
Схема 1. Электросинтез сульфамидов 3 из арилсульфонилгидразидов 1 и аминов 2
Работа поддержана Российским Научным Фондом (грант № 14-23-00150).
Мулина Ольга Михайловна, аспирант, Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, Москва, Россия.
Пиргач Дмитрий Андреевич, студент 2 курса кафедры Химии и технологии органического синтеза факультета Химико-фармацевтических технологий и биомедицинских препаратов РХТУ им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия.
Терентьев Александр Олегович, д.х.н., профессор РАН, заведующий лабораторией ИОХ РАН, профессор кафедры Химии и технологии органического синтеза РХТУ им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия.
Литература
1. Scozzafava A., Owa T., Mastrolorenzo A., Supuran C. T. Anticancer and antiviral sulfonamides // Current Medicinal Chemistry. — 2003.— V. 10 — №11. — P. 925-953.
2. Supuran C. T., Casini A., Scozzafava A. Protease inhibitors of the sulfonamide type: anticancer, antiinflammatory, and antiviral agents // Medicinal Research Reviews.— 2003.— V. 23.— №5.— P. 535-558.
3. Lakrout S. A simple and eco-sustainable method for the sulfonylation of amines under microwave-assisted solvent-free conditions // RSC Advances.— 2014.— V. 4.— №31.— P. 16027-16032.
4. Shi F. Green and efficient synthesis of sulfonamides catalyzed by nano-Ru/Fe3O4 // Journal of American Chemical Society.— 2009.— V. 131.— №5.— P. 1775-1779.
5. Yin J., Buchwald S. L. Palladium-catalyzed intermolecular coupling of aryl halides and amides // Organic Letters.— 2000.— V. 2.— №8.— P. 1101-1104.
6. Lam P. Y. S. Copper-catalyzed general C-N and C-O bond cross-coupling with arylboronic acid // Tetrahedron Letters.— 2001.— V. 42.— №20. —P. 3415-3418.
7. Kalita B., Lamar A. A., Nicholas K. M. Hydrous zinc halide-catalyzed aminosulfonation of hydrocarbons // Chemical Communications.— 2008. — №36. — P. 4291-4293.
8. Moon S.-Y., Nam J., Rathwell K., Kim W.-S., Copper-catalyzed Chan-Lam coupling between sulfonyl azides and boronic acids at room temperature // Organic Letteers.— 2014.— V. 16.— №2.—P. 338-341.
9. Beiginejad H., Nematollahi D. Electrochemical Synthesis of Sulfonamide Derivatives Based on the Oxidation of
2, 5-Diethoxy-4-Morpholinoaniline in the Presence of Arylsulfinic Acids // J. Org. Chem.— 2014.— V. 79.— P. 6326-6329.
OlgaMikhailovnaMulina1, Dmitry Andreevich Pirgach2, Alexander Olegovich Terent'ev* 12
1 N. D. Zelinsky Institute of Organic Chemistry, Russian Academy of Sciences, 119991, Leninsky prosp., 47, Moscow, Russia
2 D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, 125047, Miusskaya sq., 9, Moscow, Russia. *e-mail: terentev@ioc.ac.ru
ELECTROCHEMICAL SYNTHESIS OF SULFONAMIDES FROM ARYLSULFONYLHYDRAZIDES AND AMINES
Abstract
An efficient electrochemical synthesis of sulfonamides (yields 56-98%) from arylsulfonylhydrazides and amines was developed. This process was carried out in an undivided electrochemical cell with graphite anode and iron cathode in a solution of CH3CN-H2O and halides as redox mediators and supporting electrolytes with current density of 35-40 mA/cm2.
Key words: amines, arylsulfonylhydrazides, electrochemical synthesis, sulfonamides.
