CC BY
33
OA Манукнна, О.В. Федотова. Новое в хпмт конденсированных ¿М-хромен-2-онов
ХИМИЯ
УДК 547.822.1+544.18
НОВОЕ В ХИМИИ
КОНДЕНСИРОВАННЫХ 2Н-ХРОМЕН-2-ОНОВ
О.А. Мажукина, О.В. Федотова
Саратовский государственный университет E-mail: grigoryevaoa@mail.ru
Осуществлено бромирование конденсированных хромен-2-онов. Изучено влияние среды на протекание реакции. Показано, что в растворе уксусной кислоты происходит ароматизация 4Н-пиранового фрагмента либо замещение атома водорода у третичного углеродного атома; в хлороформе имеет место присоединение брома по двойной связи. Смесь тетрахлорметана и пропанола-2 способствует межмолекулярной дегидратации с образованием простой эфирной связи.
Ключевые слова: хромен-2-он, бромирование, ароматизация, полукетализация, присоединение.
Morden Aspects in Chemistry of Condensed 2tf-chromen-2-ones O.A. Mazhukina, O.V. Fedotova
The bromination of condensed chromen-2-ones is carried out. The influence of medium on the reaction occurrence has been studied. In the acidic acid solution aromatization of the 4H-pyrane fragment or hydrogen atom substitution at the tertiary carbon atom takes place. In chloroform, addition of bromine by the double bond occurs. Mixture of tetrachloromethane and propanol-2 promotes the intermolecular dehydration with the formation of ether bond. Keywords: chromen-2-one, bromination, aromatization, formation of semiketol, addition.
Кумарины и их аналоги проявляют высокую антикоагулянт-ную активность, могут использоваться в качестве антиоксидак-тов [1], антимикробных, антивирусных и противоопухолевых препаратов [2], инсектицидов, коронарорасширяющих и сенсибилизирующих [3] средств. В терапии кожных заболеваний используют препараты, содержащие фурокумарины [4], обладающие фотосенсибилизирующим и фотозащитным действием. В ряду растительных и синтетических кумаринов обнаружены весьма перспективные противовирусные (анти-ВИЧ) [5-7] и противораковые агенты [8]. Функциализация кумаринов и их аналогов путем введения галогена придает им новые свойства, что позволяет переходить к новым соединениям, важным с практической точки зрения.
В связи с вышесказанным нами впервые проведено бромирование в различных средах 7-(4-гидрокси-2-оксо-2#-хромен-3-ил)-6#,7#-хромено[4,3-6]хромен-6-она 1 и 4-гидрокси-3-((4-гидрокси-2-оксо-2#-хромен-3-ил)(фенил)метил)-2#-хромен-2-она 2.
Установлено, что их поведение в реакции с бромом зависит от природы используемого растворителя. Так, в уксусной кислоте происходит полукетализация трикетона 1 с последующей ароматизацией 4Я-пиранового фрагмента последнего в бромид 5-оксо-11а-[(5-оксо-4Ш,5#, 11 аЯ-6,11,12,17-тетраоксабензо[а]нафто[ 1,2,3-
НАУЧНЫЙ ОТДЕЛ
© OA Мажукина, ОД Федотова, 2010
Известия Саратовского университета. 2010. Т. 10. Сер. Хптя. Бтпогпя. Экопотя, вып. 2
7^]тетрацен-11я-ил)окси]-5Я,11яЯ-6,11,12-1ри-окса-17-оксониябензо[а]нафто[1,2,3:/^]тетра-цена 3. Образование эфирной связи в рассматриваемом случае вызвано способностью субстрата существовать в виде ассоциата, сближенность молекул которого вследствие межмолекулярного взаимодействия способствует дегидратации.
В случае симметрично построенного бисхроменона 2 в уксусной кислоте происходит замещение атома водорода у третичного углеродного атома с образованием 3-(бромо-(2,4-диоксохромен-3-ил)(фенил)метил)-ЗЯ-хромен-2,4-диона 6.
При проведении аналогичной реакции с использованием в качестве среды хлороформа для субстрата 2 имеет место полукетали-зация и присоединение брома по двойной связи образовавшейся структуры с выделением 6а-14а-дибром-13 б-гидрокси-б, 8-диоксо-7-фенил-6а,7а,8,14а-тетрагидро-6Я,7#-пирано-[3,2-с;5,6-с']дихромена 7. Однако в случае триоксосоединения 1 в хлороформе полуке-тализации не происходит, так как ей предшествует бромирование енола по двойной связи до 3-бром-3-(6-оксо-6#,7#-хромено[4,3-й]-хромен-7-ил)-2Я-хромен-2,4(ЗЯ)-диона 4:
В смеси пропан-2-ола и четыреххлорис-того углерода в случае субстратов 1 и 2 бром, сопряженно с водой, присоединяется по двойной связи одной из молекул образовавшегося полукеталя. Природа растворителя способствует формированию эфирной связи между молекулами интермедиатов и приводит к образованию простых эфиров 11а-[(4с-бромо-1 ОЬ-гидрокси-5 -оксо-4с, 106-дигидро-46Я, 5 Я,
11 аЯ-6,11,12,17-тетраоксобен-зо[а]нафто-[1,2,3-£]тетрацен-11а-ил)окси]-46#,5#,11 аН-6,11,12,17-тетраок-собензо[а]нафто-[ 1,2,3-^]-тетрацен-5-она 5 и 14а-(6а-бром-14а-гидрокси-6,8-диоксо-7-фенил-6а,7а,8,14а-тетрагидро-6Н,7Н-пирано[3,2-с;5,6-с ']ди-хромен-136-илокси)-7-фенил-6а, 14а-дигидро-7Я-пирано-[3,2-с;5,6-с']ди-хромен-6,8-диона 8 соответственно:
4
Научный отдеп
0.А Ьащ/нпна, 03. Федотова. Новое в хпмт конденсированных 2М-хромен-2~онов
Физико-химические характеристики полученных соединений представлены в таблице.
Данные элементного анализа, ИК-спектроскопии соединений 3-8
Номер соединения Брутто-формула Найдено, % Вычислено, % ИК, см"1
С Н Вг
3 С5оН25ВгОи 67.81 68.12 2.89 2.86 8.82 9.06 1718-1722 (СО лакт.)
4 С25Н|зВг06 61.11 61.37 2.52 2.68 16.16 16.33 1753 (С(Вг)-ОО лакт.) 1697 (С(Вг)-ОО) 1679 (ОО) 650 (С-Вг)
5 С50Н27ВГО,2 66.84 66.75 3.24 3.05 8.99 8.88 3605 (ОН,) 1719 (С=0 лакт.) 1756 (С(Вг)-С=0 лакт.)
6 С25Н15ВГ05 61.38 61.12 3.32 3.08 15.97 16.26 1680 (С=С-СгО) 1720(С=0 лакт.) 555 (С-Вг)
7 С25Н,бВг20б 52.54 52.48 2.97 2.82 28.15 27.93 1721, 1754 (ОО лакт.) 3200 (ОН) 645 (С-Вг)
8 С5оНз1Вг012 65.54 65.45 3.52 3.46 8.86 8.84 1719-1756 (С-0 лакт.) 3560(ОН) 645 (С-Вг)
Хтт
Известии Саратовского университета. 2010. Т. 10. Сер. Хпмпя. Биология Экология, вып. 2
Экспериментальная часть
ИК-спектры записаны на ИК фурье-спект-рометре ФСМ 1201 в гексахлорбутадиене (в областях 4000-1800 и 1500-1300) и вазелиновом масле (1800-1500 и 1300-1400 см"1) в кюветах из КВг.
Спектры ЯМР ]Н получены на спектрометре Varían 400 при температуре 25°С (400 МГц, CDC13) и Bruker MSL-400 (400 МГц, CDC 1 з, ДМСО-с16). Внутренний стандарт ТМС. Контроль за ходом реакции и индивидуальностью полученных веществ осуществлен методом ТСХ на пластинках Silufol UV-254, элюент гексан - эфир - ацетон, 3:1:1, гексан - этил ацетат - ацетон, 2:2:1, проявитель -пары йода.
7-(4-Гидрокси-2-оксо-2//-хромен-3-ил)-6#,7#-хромено[4,3-6]хро-мен-6-он (1) получают конденсацией 4-гидроксихромен-2-она с салициловым альдегидом по известной методике [9]. Спектр ЯМР 1Н, 5, м.д.: 7.12-8.21 (12Н, м, Аг), 3.47 (1Н, с, СН), 9.09 (1Н,с,ОН).
4-Гидрокси-3-((4-гидрокси-2-оксо-2//-хромен-3-ил)(фенил)ме-тил)-2//~хромен-2-он (2) получают конденсацией 4-гидрокси-хромен-2-она с бензальдегидом по известной методике [10]. Спектр ЯМР 1Н, б, м.д.: 7.20-8.05 (13Н, м, Аг), 6.09 (1Н, с, СН), 11,29 (1Н, с, ОН), 11.52 (1Н, с, ОН).
Бромид 5-ОКСО-11а-[(5-оксо-46Я,5Я, 11а#-6Д1Д2Д7-тетраоксабензо[а]нафто[1,2, 3-^]тетрацен-11а-ил)окси]-5Я,11аЯ-6,11Д2-триокса-17-оксониябензо[а]нафто[1,2,3-^]-тетрацена(3). 3 гтриоксосоединения 1 (7.2 ммоль) растворяют в 40 мл уксусной кислоты. При постоянном перемешивании добавляют по каплям 0.90 мл (14.4 ммоль) брома. Реакционную смесь нагревают 26 ч при 60°С. Выпавшие оранжевые кристаллы отфильтровывают и промывают водой. Выход 2.50 г (41%), т. пл. 230-231°С. Спектр ЯМР 1Н, 8, м.д.: 7.47-8.29 (24Н, м, Аг), 4.03 (1Н, с, СН).
3-Бром-3-(6-оксо-6//,7//-хромено[4,3-6]-хромен-7-ил)-2//-хромен-2,4(3#)-дион (4) получают по аналогичной методике с использованием 30 мл хлороформа, 1.65 мл (25.5 ммоль) брома. Время реакции составляет 45 ч. Выход продукта 4 1.36 г (58%), т. пл. 171-172°С. Спектр ЯМР 1Н, 8, м.д.: 7.18-7.95 (12Н, м, Аг), 3.17 (1Н, с, СН).
11а-[(4с-Бромо-106-гидрокси-5-оксо-4сД06-дигидро-4£#,5#Д1а#-6Д1Д2Д7-тетраоксобензо[а]нафто[1,2,3-^]тетрацен-11а-ил)окси]-4А#,5#Д 1а#-6Д 1,12,17-тетра-оксобензо[а]нафто[1,2,3-у^]тетрацен-5-он (5) получают по аналогичной методике с использованием 20 мл пропан-2-ола и 5 мл четырех-хлористого углерода, 5.85 мл (43.2 ммоль) брома. Время реакции составляет 58 ч. Выход продукта 5 1.3 г (38%), т. пл. 16Ы62°С. Спектр ЯМР 1Н, 8, м.д.: 7.48-8.30 (24Н, м, Аг), 4.94 (1Н, с, СН), 5.70 (1Н, с, СН), 4.17 (1Н, уш. с, ОН).
3-(Бромо-(2,4-диоксохромен-3-ил)(фе-нил)метил)-ЗЯ-хромен-2,4-дион (6). Выход 1.12 г (47%), т. пл. 203-204°С. Спектр ЯМР 1Н, 8, м.д.: 7.14-8.78 (14Н, м, Аг), 4.83 (1Н, с, СН), 5.19 (1Н, с, СН).
6а-14а-Дибром-136-гидрокеи-6,8-ди-оксо-7-фенил-6а,7а|8Д4а-тетрагидро-6Я, 7Я-пирано[3,2-с;5,6-с']дихромен (7). Выход 1.63 г (59%), т. пл. 167-168°С. Спектр ЯМР 1Н, 8, м.д.: 6.72-8.35 (13Н, м, Аг), 4.98 (1Н, с, СН), 6.02 (1Н, с, СН), 11.02 (1Н, с, ОН),
14а-(6а-Бром-14а-гидрокси-6,8-диоксо-7-фенил-6а,7а,8Д4а-тетрагидро-6#,7#-пирано[3,2-с;5,6-с,]дихромен-136-илокси)-7-фенил-6яД4я-дигидро-7Я-пирано[3,2-с; 5,6-е'] д ихромен-6,8~д ион (8). Выход 1.88 г (43%), т. пл. 193-194°С. Спектр ЯМР 1Н, 8, м.д.: 6.61-8.18 (26Н, м, Аг), 3.51-4.22 (4Н, м, СН), 11.55 (1Н, с, ОН).
Список литературы
1. Парфёнов Э., Смирнов Я. Гетероциклические биоанти-оксиданты // ХГС. 1992. №3. С.329-334.
2. Kostova /. Synthetic and natural coumarins as cytotoxic agents // Curr. Med. Chem. - Anti-Cancer Agents. 2005. Vol.5. P.29-46.
3. Евстигнеева P.П., Воков И.М., Чудинова ВВ. Витамин Е как универсальный антиоксидант и стабилизатор биологических мембран // Биол. мембраны. 1998. Т. 15, №12. С.119-136.
4. Никонов Г.К. Фурокумарин как группа веществ растительного происхождения с противораковой активностью // Тр. ВНИИ лекарственных и ароматических растений, М., 1959. №11. С. 180-201.
5. Yuan Н., Parr ill L. QSAR studies of HIV-1 integrase inhibition 11 Bioorg. and Med. Chem. 2002. Vol.10. P.4169-4183.
6. Mi lira A., Aparna D., Karchaudhuri N. Synthesis of couma-rin in search of better nonpeptide HIV protease inhibitors // J. Indian Chem. Soc. 1988. Vol.75. P.667-671.
7. He Zhao, Neamati N., Hong H. Coumarin-based inhibitors of HIV integrase //J. Med. Chem. 1997. Vol.40. P. 242-249.
6
Научный отдел
МЛ. Смотров п др. Топологическая трансформация фазовой диаграммы тройной системы
8. Feuer GKellen J.A., Kovacs K. Suppression of 7,12-di-metylbtyzantracens-induced breat careinoma by coumarin in the rat// Oncoly. 1976. Vol.33. P.35-39.
9. Riboulleau J., Deschamps-Vallet C, Molho D. Preparation et heterocyclisation réductrice de divers o-hydroxybenzyli-
dene-3 dioxo-2,4 chromannes // Bull. Soc. Chim. Fran. 1970. №8. P.3138-3144.
10. Hagiwara H., Fujimoto N., Suzuki T. Synthesis of methy-lenbis(4-hydroxy-2°pyrone) or methylenbis(4-hydroxycouma-rin) derivatives by organic solid state reaction I I Heterocycles. 2000. Vol.53, №3. P.549-552.
УДК[544.344.016+536.44]:[544.344.013-16-14+544.344.3]
ТОПОЛОГИЧЕСКАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ФАЗОВОЙ ДИАГРАММЫ ТРОЙНОЙ СИСТЕМЫ ФОРМИАТ КАЛИЯ - ВОДА - н.БУТОКСИЭТАНОЛ
М.П. Смотров, Д.Г. Черкасов, К.К. Ильин
Саратовский государственный университет E-mail: ilirikk@info.sgu.ru
Визуально-политермическим методом в интервале 25-170°С изучены фазовые равновесия и критические явления в тройной системе формиат калия - вода - н.бутоксиэтанол, где пограничная двойная жидкостная система характеризуется наличием замкнутой области расслаивания, Определены составы растворов, соответствующие критическим точкам растворимости при различных температурах. Рассчитаны коэффициенты распределения н.бутоксиэтанола между водной и органической фазами монотешческого состояния при семи температурах. Показано, что эффект высаливания н.бутоксиэтанола из водных растворов формиатом калия увеличивается с повышением температуры. Установлено, что монотектическое состояние в тройной системе образуется в результате пересечения линии насыщенных растворов соли и бинодальной кривой на стороне треугольника состава формиат калия - н.бутоксиэтанол при 167.0°С. Построенные изотермы фазовых состояний системы подтвердили обобщенную схему топологической трансформации фазовых диаграмм тройных систем соль ~ бинарный растворитель с высаливанием.
Ключевые слова: фазовые равновесия, критические явления, тройная система, фазовая диаграмма, топологическая трансформация, визуально-политермический метод, формиат калия, вода, н.бутоксиэтанол, монотектическое состояние.
Topological Transformation of the Phase Diagram of the Ternary System Potassium Formate - Water - n.Butoxyethanol
M.P. Smotrov, D.G. Cherkasov, K.K. Il'in
Phase equilibria and critical phenomena in the ternary system potassium formate - water - n.butoxyethanol, where a constituent binary liquid system is characterized by phase separation with a closed delamination region, were studied by means of the visual-polythermal method within 25-170°C. The temperature dependences of the compositions of the mixtures corresponding to the critical solubility points in the delamination region were determined. The distribution coefficients of n.butoxyethanol between the aqueous and organic phases of the monotectic equilibrium were calculated for seven temperatures. It is established that the monotectic state in the ternary system is formed as a result of crossing of the line of saturated salt solutions and the binodal curve on the potassium formate - n.butoxyethanol side of the composition triangle at 167.0°C. It is shown that the effect of salting-out of n.butoxyethanol from its aqueous solutions by potassium formate increases with an increase of temperature. The con-
structed isotherms of phase states of the system have confirmed our the generalized scheme of topological transformation of the phase diagrams of ternary systems salt - binary solvent with salting-out. Key words: phase equilibria, critical phenomena, ternary system, topological transformation, phase diagrams, potassium formate, water, n.butoxyethanol, visual-polythermal method, monotectic state.
Изучение фазовых равновесий и критических явлений в тройных системах соль -бинарный растворитель имеет большое значение как для развития теории всаливания-высаливания, так и для практического применения при проведении процессов экстрактивной кристаллизации солей и жидкостной экстракции. Выявление закономерностей топологической трансформации фазовой диаграммы системы с изменением температуры позволяет получить подробную информацию о ее фазовом поведении.
Формиаты щелочных металлов (в основном калия и натрия), а также водные растворы на их основе широко используются как восстановители в органическом синтезе, промежуточные продукты в производстве муравьиной и щавелевой кислот, дубители в кожевенной промышленности, протравы при крашении тканей, хладоносители, экологически чистые противогололедные реагенты [1, 2]. Кристаллический моногидрат формиа-та лития высокой степени чистоты проявляет интересные пьезоэлектрические и оптические свойства [3,4].
В литературе очень мало работ посвящено исследованию фазовых равновесий в тройных системах формиат металла - вода -
© МЛ. Смотров, ДГ. Черкасов, КК Ильин, 2010
