CC BY
19
1186
ХИМИЯ
УДК 547.447.2+547.484.1 '26+547.52+547.811
МАКРОЦИКЛИЗАЦИЯ БИС(7'-ОКСООКТИЛ)ГЕКСАНДИОАТА С ДИГИДРАЗИДАМИ ФТАЛЕВОЙ И ТЕРЕФТАЛЕВОЙ КИСЛОТ
© Г. Ю. Ишмуратов*, М. П. Яковлева, М. А. Шутова, Г. Р. Мингалеева, А. Г. Толстиков
Уфимский Институт химии Российской академии наук Россия, Республика Башкортостан, 450054 г. Уфа, пр. Октября, 71.
*Етай: [email protected]
Обнаружено необычное превращение в реакции [1+1]-конденсации доступного из тетра-гидропирана а,а>-дикетона [бис(7'-оксооктил)гександиоата] с дигидразидом фталевой кислоты: отмечено образование макролидного азина вместо ожидаемого дигидразидного производного. В то же время показано, что дигидразид терефталевой кислоты в реакции макроциклизации образует макрогетероцикл с дигидразидным фрагментом с относительно невысоким (10%) выходом, вероятно, из-за пониженной реакционной способности реагента.
Ключевые слова: бис(7'-оксооктил)гександиоат, дигидразиды фталевой и терефталевой кислот, макрогетероциклы с азинным и дигидразидными фрагментами.
Ранее нами сообщалось [1-7] о синтезе целого ряда макрогетероциклов с эфирными, азинным и гид-разидными фрагментами с использованием ключевого а,ю-дикетона [бис(7'-оксооктил)гександиоата] (2), доступного, в свою очередь, из тетрагидропирана [1].
В данном сообщении нами рассматривается макроциклизация дикетодиэфира (2) при действии на него дигидразидов фталевой (3) и терефталевой (4) кислот, т.к. известно, что [8-10] значительная часть макрогетероциклов, используемых в комплексообразовании, содержит арильные фрагменты, связанные с атомом азота.
Установлено, что [1+1]-конденсация а,ю-дикетона (2) с дигидразидом (3) при комнатной температуре в ди-оксане в условиях высокого разбавления не приводит
хотя бы с малым выходом к макролиду (5) с дигидразидным фрагментом фталевой кислоты. То же самое наблюдается при применении в качестве растворителя эквимолярной смеси диоксан-вода, однако в данном случае с высоким выходом образуется соответствующий азин (6) [11], ранее полученный нами [1+1]-взаимодействием вышеназванного субстрата (2) с гидразин-гидратом [2, 4]. Образование макролида (6) с азинным фрагментом можно объяснить возможностью выделения гидразина при разложении дигидразида фталевой кислоты [12] и вовлечениея его в [1+1]-конденсацию с дикетоном (2).
[1+1]-Взаимодействие дикетона (2) с дигидрази-дом терефталевой кислоты (4) протекало традиционно с
ын /=\ NN
^Нъ
7 (10%)
\
Н№
6 (91%)
ъ
ъ
О
О
ъ
О
О
О
а
а
2
О
О
N
N
Ь
ог с
с
О
О
О
О
N
ОО
5
Реагенты: а. [2]; Ь. dioxane.
(3), 1,4^^^; а (3), 1,4-dioxane-H2O; d.
(4), 1,4-
н^
О О
2
ISSN 1998-4812
Вестник Башкирского университета. 2015. Т. 20. №4
1187
образованием макроциклического дигидразида (7), однако выход последнего не превышал 10%. Очевидно, что пониженная реакционная способность дигидрази-дов (3) и (4) в этих реакциях обусловлена участием сопряженного ароматического фрагмента, снижающего основность NH^-групп в них.
Структуры полученных макроциклов (6 и 7) установлены методами ИК, ЯМР 'Н и 13С спектроскопии и масс-спектрометрии, чистота контролировалась ВЭЖХ и составляла не менее 95%.
Экспериментальная часть
Анализы соединений выполнены на оборудовании ЦКП «Химия» УфИХ РАН. ИК-спектры записывали на приборе IR-Prestige-21 (Fourier Transform Spectrophotometer - Shimadzu) в тонком слое. Спектры ЯМР регистрировали на спектрометре «BRUKER АМ-300» (рабочая частота 300.13 МГц для 'H и 75.47 МГц для 13С) в растворе CDCl3 с внутренним стандартом TMS. Анализы ВЭЖХ выполнены на жидкостном хроматографе «Shimadzu - LC-20AD» с диодноматричным детектором SPD-M20A (Shimadzu, Япония) с использованием колонки Phenomenex 250 x 4.6 мм (сорбент - Luna C18 с диаметром частиц 5 мкм). В качестве подвижной фазы применялся элюент (вода-ацетонитрил в отношении 95/5) со скоростью потока 1 мл/мин. Аналитическая длина волны 215 нм. Контроль ТСХ осуществляли на SiO2 марки Sorbfil (Россия). Масс-спектрометрическое исследование выполнено на приборе Shimadzu LCMS 2010 EV в условиях ХИАД (APCI) при энергии электронов 20 эВ с регистрацией положительных и отрицательных ионов. Жидкая подвижная фаза - вода и(или) аце-тонитрил - при скоростях потока носителя 0.02 мл/мин.
15,18-Диметил-1,8-диокса-16,17-диазацикло-тетракоза-15,17-диен-2,7-дион (6) и 5,26-диметил-12,19-диоксо-3,4,27,28-тетраазобицикло[28.2.2]тет-ратриоконта-1(32),4,26,30,33-пентаен-2,13,18,29-тет-раон (7). К 0.40 г (1.0 ммоль) дикетона (2) в 8.5 мл ди-оксана при интенсивном перемешивании медленно прибавляли 0.194 г (1.0 ммоль) дигидразида (3) в 1.8 мл H2O или 0.194 г (1.0 ммоль) дигидразида (4). Перемешивали в течение 48 ч (контроль ТСХ), диоксан упаривали при пониженном давлении. Остаток растворяли в 20 мл CH2Cl2, промывали водой (3 х 5 мл), сушили Na2SO4 и упаривали. К полученному остатку при перемешивании добавляли последовательно 1 мл сухого CH2Cl2 и 10 мл гексана, выдерживали до разделения слоев, верхний из которых декантировали. Остаток промывали 5 мл гек-сана и упаривали в вакууме. Выход (6) составил 0.36 г (91%), (7) - 0.05 г (10%).
15,18-Диметил-1,8-диокса-16,17-диазацикло-тетракоза-15,17-диен-2,7-дион (6). ИК-спектр (v, см-1): 1030 (С-О-С), 1633 (C=N), 1735 (О=С-О). Спектр ЯМР 1Н (5, м.д., J/Гц, СDClз): 1.25-1.46 (8Н, м, H-10, H-11, H-22, H-23), 1.55-1.70 (12Н, м, Н-4, Н-5, Н-12, Н-13, H-20, H-21), 1.77 (6Н, с, СНз-15, СНз-18), 2.20-2.38 (8Н, м, Н-3, Н-6, Н-14, Н-19), 4.06 (4Н, т, J = 6.6 Гц, Н-9, Н-24). Спектр ЯМР 13С (5, м.д., CDCI3): 16.23 (к, СНз-15, СНз-18), 24.48 (т, С-4, С-5), 25.59 (т, С-13, С-20), 25.93 (т, С-11, С-22), 28.53 (т, С-12, С-21), 33.67 (т, С-10, С-23), 38.24 (т, С-3, С-6), 38.35 (т, С-14, С-19), 63.22 (т, С-9, С-24), 160.99 (с, С-15, С-18), 173.01 (с, С-2, С-7). Масс-
спектр (APCI, 20 эВ), m/z: 395 [(M+H)+], 413 [(М+Н+Н2О)+], 431 [(М+Н+2Н2О)+], 393 [(М-Н)-], 411 [(М-Н+Н2О)-] [2, 4].
5,26-диметил-12,19-диоксо-3,4,27,28-тетрааз-обицикло[28.2.2]тетратриоконта-1(32),4,26,30,33-пентаен-2,13,18,29-тетраон (7). Спектр ЯМР 1Н (5, м.д., J/Гц, CDCI3): 1.25-1.44 (12Н, м, Н-7, Н-8, Н-9, Н-21, Н-22, Н-23), 1.50-1.72 (4Н, м, Н-15, Н-16), 1.78 (6Н, с, СН3-5, СН3-26), 2.33 (4Н, т J=6.9 Гц, Н-14, Н-17), 2.92 (4Н, т J=7.2 Гц, Н-6, Н-25), 4.08 (4Н, т J=6.7 Гц, Н-11, Н-20), 7.8 (4Н, с, Н-31, Н-32, Н-33, Н-34), 8.30 (2Н, уш.с, NH). Спектр ЯМР 13С (5, м.д., CDCI3): 16.61 (к, СН3-5, СН3-26), 24.12 (т, С-9, С-22), 26.31 (т, С-15, С-16), 28.41 (т, С-10, С-21) 29.15 (т, С-7, С-24), 29.63 (т, С-8, С-23), 38.80 (т, С-14, С-17), 40.09 (т, С-6, С-25), 65.47 (т, С-11, С-20), 129.93 (д, С-31, С-32, С-33, С-34), 140.21 (с, С-1, С-30), 159.10 (с, С-5, С-26), 169.81 (с, С-2, С-29), 173.04 (с, С-13, С-18).
ЛИТЕРАТУРА
1. Ишмуратов Г. Ю., Исмагилова А. Ф., Мингалеева Г. Р., Чудов И. В., Яковлева М. П., Муслухов Р. Р., Кашипов Р. Н., Толстиков А. Г. Синтез и антибактериальная активность 31-членного макроциклического диэфиродигидразида // Бутле-ровские сообщения. 2009. Т. 16. №4. С. 21-25.
2. Ишмуратов Г. Ю., Мингалеева Г. Р., Яковлева М. П., Муслухов Р. Р., Кашипов Р. Н., Ишмуратова Н. М., Толстиков А. Г. Синтез макроциклических азинодиэфиров с использованием последовательных [2+1]- и [1+1]-конденсаций // Бутлеровские сообщения. 2009. Т. 17. №5. С. 35-38.
3. Ишмуратов Г. Ю., Мингалеева Г. Р., Яковлева М. П., Муслухов Р. Р., Вырыпаев Е. М., Ишмуратова Н. М., Толстиков А. Г. Синтез симметричных макроциклических диэфироди-гидразидов // Химия природ. соедин. 2010. №1. С. 13-16.
4. Ишмуратов Г. Ю., Мингалеева Г. Р., Яковлева М. П., Шаха-нова О. О., Муслухов Р. Р., Толстиков А. Г. Синтез макро-циклических азинодиэфиров и диэфиродигидразидов на основе последовательных реакций [2+1]- и [1+1]-конденсации // Ж. орган. химии. 2011. Т. 47. №9. С. 1392-1400.
5. Ишмуратов Г. Ю., Яковлева М. П., Мингалеева Г. Р., Муслухов Р. Р., Вырыпаев Е. М., Галкин Е. Г., Толстиков А. Г. Синтез макрогетероциклических соединений, содержащих сложноэфирные и гидразидные фрагменты, из тетрагидро-пирана // Макрогетероциклы. 2011. Т. 4. №1. С. 50-57.
6. Ишмуратов Г. Ю., Яковлева М. П., Мингалеева Г. Р., Шутова М. А., Муслухов Р. Р., Вырыпаев Е. М., Толстиков А. Г. Синтез оптически активных макролидов с гидразидными фрагментами из производных тетрагидропирана и ^(+)-винной кислоты // Химия природ. соедин. 2013. №4. С. 592-594.
7. Ишмуратов Г. Ю., Яковлева М. П., Мингалеева Г. Р., Шутова М. А., Муслухов Р. Р., Вырыпаев Е. М., Толстиков А. Г. Синтез энантиомерно чистых макролидов с гидразид-ными фрагментами из производных тетрагидропирана и L-(+)-винной кислоты // Известия АН, Сер. хим. 2013. №1. С. 216-218.
8. Богатский А. В. Мезо- и макрогетероциклы. Киев: Наук. думка, 1986. 204 с.
9. Шухаев А. В. Новые типы азот- и кислородсодержащих моно-, бис- и трисмакроциклов: Автореф. дис. ... канд. хим. наук. Москва, 2009. 26 с.
10. Яцимирский К. Б., Кольчинский А. Г., Павлищук В. В., Таланов Г. Г. Синтез макроциклических соединений. Киев: Наукова думка, 1987. 280 с.
11. Ишмуратов Г. Ю., Яковлева М. П., Шутова М. А., Муслухов Р. Р., Толстиков А. Г. Взаимодействие 7-оксооктил-7-оксо-октаноата и бис(7'-оксооктил)гександиоата с дигидразидом фталевой кислоты // Макрогетероциклы. 2014. Т. 7. №4. С. 391-393.
12. Несынов Е. П., Греков А. П. Химия производных 1.3,4-окса-диазола // Успехи химии. 1964. Т. 33. №10. С. 1184-1197.
Поступила в редакцию 03.11.2015 г.
1188
ХИМИЯ
MACROCYCLIZATION OF B/^(7'-OXOOCTYL)HEXANEDIOATES WITH PHTHALIC AND TEREPHTHALIC DIHYDRAZIDES
© G. Yu. Ishmuratov*, M. P. Yakovleva, M. A. Shutova, G. R. Mingaleeva, A. G. Tolstikov
Ufa Institute of Chemistry ofRussian Academy of Sciences 71 Oktyabrya Ave., 450054 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia.
Email: [email protected]
In this article the authors consider a macrocyclization reaction of bis(7-oxooctyl)adipate from tetrahydropyran under the influence of phthalic and terephthalic dihydrazides because significant portion of macroheterocycles used in complexation comprises aryl moieties linked to the nitrogen atom. We have found that the [1+1]-condensation reaction of bis(7-oxooctyl)adipate with phthalic dihydrazide at room temperature in dioxane under high-dilution conditions does not result, even with a low yield, in macrolide containing phthalic dihydrazide fragment. The same situation is observed using an equimolar mixture of dioxane and water as a solvent; in this case, however, high yield are seen in the corresponding azine derived previously via [1+1]-condensation of the above-mentioned substrate [bis(7-oxooc-tyl)adipate] with hydrazine hydrate. The formation of macrolide with azine fragment can be explained by the possibility of hydrazine to be generated in the breakdown of phthalic dihydrazide and its involvement into the [1+1]-condensation reaction with bis(7-oxooc-tyl)adipate. The macrocyclization reaction of bis(7-oxooctyl)adipate with terephthalic dihydrazide was aimed at producing the compound containing dihydrazide fragments. However, yield of the latter does not exceed 10%. It is apparent that in these reactions a lower reactivity of phthalic and terephthalic dihydrazides is conditioned by participation of the conjugated aromatic fragment that causes a decrease in basicity of NH2-groups.
Keywords: bis(7'-oxooctyl)hexanedioate, phthalic and terephthalic dihydrazides, macroheterocycles, azine and dihydrazide fragments.
Published in Russian. Do not hesitate to contact us at [email protected] if you need translation of the article.
REFERENCES
1. Ishmuratov G. Yu., Ismagilova A. F., Mingaleeva G. R., Chudov I. V, Yakovleva M. P., Muslukhov R. R., Kashipov R. N., Tolstikov A. G. Butlerovskie soobshcheniya. 2009. Vol. 16. No. 4. Pp. 21-25.
2. Ishmuratov G. Yu., Mingaleeva G. R., Yakovleva M. P., Muslukhov R. R., Kashipov R. N., Ishmuratova N. M., Tolstikov A. G. Butlerovskie soobshcheniya. 2009. Vol. 17. No. 5. Pp. 35-38.
3. Ishmuratov G. Yu., Mingaleeva G. R., Yakovleva M. P., Muslukhov R. R., Vyrypaev E. M., Ishmuratova N. M., Tolstikov A. G. Khimiya prirod. soedin. 2010. No. 1. Pp. 13-16.
4. Ishmuratov G. Yu., Mingaleeva G. R., Yakovleva M. P., Shakhanova O. O., Muslukhov R. R., Tolstikov A. G. Zh. organ. khimii. 2011. Vol. 47. No. 9. Pp. 1392-1400.
5. Ishmuratov G. Yu., Yakovleva M. P., Mingaleeva G. R., Muslukhov R. R., Vyrypaev E. M., Galkin E. G., Tolstikov A. G. Makrogeterotsikly. 2011. Vol. 4. No. 1. Pp. 50-57.
6. Ishmuratov G. Yu., Yakovleva M. P., Mingaleeva G. R., Shutova M. A., Muslukhov R. R., Vyrypaev E. M., Tolstikov A. G. Khimiya prirod. soedin. 2013. No. 4. Pp. 592-594.
7. Ishmuratov G. Yu., Yakovleva M. P., Mingaleeva G. R., Shutova M. A., Muslukhov R. R., Vyrypaev E. M., Tolstikov A. G. Izvestiya AN, Ser. khim. 2013. No. 1. Pp. 216-218.
8. Bogat-skii A. V. Mezo- i makrogeterotsikly [Meso- and macroheterocycles]. Kiev: Nauk. dumka, 1986.
9. Shukhaev A. V. Novye tipy azot- i kislorodsoderzhashchikh mono-, bis- i trismakrotsiklov: Avtoref. dis. ... kand. khim. nauk. Moscow: 2009.
10. Yatsimirskii K. B., Kol'chinskii A. G., Pavlishchuk V. V., Talanov G. G. Sintez makrotsiklicheskikh soedinenii [Synthesis of macrocyclic compounds]. Kiev: Naukova dumka, 1987.
11. Ishmuratov G. Yu., Yakovleva M. P., Shutova M. A., Muslukhov R. R., Tolstikov A. G. Makrogeterotsikly. 2014. Vol. 7. No. 4. Pp. 391393.
12. Nesynov E. P., Grekov A. P. Uspekhi khimii. 1964. Vol. 33. No. 10. Pp. 1184-1197.
Received 03.11.2015.
