CC BY
36УДК 547.831.3
Е. В. ЛЕЩЕВА, Х.С.ШИХАЛИЕВ, Г.В.ШАТАЛОВ, Г.И.ЕРМОЛОВА
НОВЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ 4,4,6-ТРИМЕТИЛ-4Н-ПИРРОЛО[3,2,1-Ы]ХИНОЛИН-1,2-ДИОНОВ
(Воронежский государственный университет)
Конденсацией 4,4,6-триметил-4Н-пирроло[3,2,1-1/]хинолин-1,2-дионов с арилами-нами, тиосемикарбазидом и метиленактивными соединениями синтезированы соответствующие 1-арилиминопроизводные, тиосемикарбазоны и 1-илидены.
С целью изучения реакционной способности синтезированных ранее [1] 4,4,6-триметил-4Н-пирроло[3,2,1-у]хинолин-1,2-дионов 1а-з и 2а-ж некоторые из них введены в ряд реакций, хорошо изученных для изатинов [2,3].
Установлено, что реакционная способность изатинового цикла в 1а-з и 2а-ж сохраняется и они легко вступают в реакции конденсации исключительно по Р-карбонильной группе (по отношению к атому азота) с ариламинами, тиосемикарбазидом и метиленактивными соединениями, как линейными так и гетероциклическими. В качестве линейного метиленактивного соединения выбран малондинитрил, гетероциклических - тиогиданто-ин (ТГ), роданин (РОД) и тиазолдион-2,4 (ТАД).
Конденсацию с ариламинами и тиосеми-карбазидом проводили в кипящем изопропиловом спирте, с метиленактивными соединениями - в ледяной уксусной кислоте. В результате с хорошими выходами (60-80%) выделены соответствующие арилиминопроизводные 3а-в, тиосемикарбазоны 4а-в и илиденовые производные 5а-г.
Строение всех синтезированных соединений подтверждено данными элементного анализа, ИК-, ПМР- и масс-спектроскопии.
В спектрах ПМР арилиминопроизводных 3а-в и 6а-в (табл. 1) обращает на себя внимание расщепление сигналов всех протонов для соединений, не имеющих заместители в 9 положении, в то время, как во всех остальных случаях, химические сдвиги протонов наблюдаются в виде одного характерного набора сигналов.
3 а Я-Ме, Я2=Н, Я3-МеО; б ^-Н, Я2=Ме, Я3-Ме; в К'=Н, Я2=Ме, Я3-ЕЮ; 4 а Я^-Н, б Я'-Ме, Я2=Н; в Я1- Я2 -Ме; 5 а К1=Я2=Н, б Я1=Ме, Я2=Н; в Я1- Я2= Ме; г Я1=Ме, Я2=Н
Аналогичные превращения осуществлены и для гидрированных аналогов - 5,6-дигидро-4,4,6-три-метил-4Н-пирроло[3,2,1-ij]хинолин-1,2-дионов 2, из которых также без осложнений образуются соответствующие арилиминопроизводные 6а,б, тиосемикарбазоны 7а-в и илиденовые производные 8а-г.
6 а К1=Я2=Н, Я3=МеО; б Я1=Н, Я2=Ме, Я3=Ме; в Я1=Н, Я2=Ме, Я3=ЕЮ; 7 а Я1- Н, Я2=МеО; б ^-РЬ, Я2=Н; в Я1- РЬ, Я2 -Ме; 8 а Я^-Н, б ^-Н, Я2-Ме; в ^-РЬ, Я2- Н; г ^-РЬ, Я2- Н
Это может быть связано только с тем, что арилиминопроизводные 3а и 6а-в, не имеющие заместителя в 9 положении, существуют в виде смеси син- и анти-изомеров (А и Б), а соединения 3б,в, имеющие метильный заместитель в 9 положении, из-за стерических ограничений образуют только син-изомеры.
Для тиосемикарбазонов 4а-в и 7а-в наблюдается другая закономерность. Они, вне зависимости от наличия заместителей в 9 положении, по данным ПМР-спектроскопии существуют в виде одного изомера, которым, очевидно, является син-изомер (Б). Именно такое строение установлено для тиосемикарбазонов самого изатина [2], и, кроме этого, преимущественность син-изомеров вытекает из возможности образования прочной внутримолекулярной связи в 4а-в и 7а-в.
Таблица 1.
Спектры ПМР соединений 3-8.
Соединение Химический сдвиг, 5, м. д.
3а 1,62; 1,73 (6Н, 2с, СМе2); 2,00; 2,07 (3Н, 2с, 6-Ме); 2,10; 2,32 (3Н, 2с, 8-Ме); 3,81; 3,87 (3Н, 2с, 4'-МеО); 5,36; 5,40 (1Н, 2с, С=СН); 6,41- 7,25 (6Н, м, аром.)
3б 1,61 (6Н, с, СМе2); 2,02 (3Н, с, 6-Ме); 2,32 (3Н, с, 4'-Ме); 2,52 (3Н, с, 8-Ме); 5,23 (1Н, с, С=СН); 6,717,12 (6Н, м, аром.)
3в 1,45 (3Н, т, ОСН2СН3); 1,62 (6Н, с, СМе2); 2,03 (3Н, с, 6-Ме); 2,53 (3Н, с, 9-Ме); 4,07 (2Н, м, ОСН2СН3); 5,32 (1Н, с, С=СН); 6,75-7,08 (6Н, м, аром.)
4а 1,73 (6Н, с, СМе2); 2,07 (3Н, с, 6-Ме); 5,30 (1Н, с, С=СН); 6,85-7,25 (3Н, м, аром.); 8,05; 9,03 (2Н, С8КН2); 13,00 (1Н, с, КНС8)
4б 1,70 (6Н, с, СМе2); 2,10 (3Н, с, 6-Ме); 2,51 (3Н, с, 9-Ме); 5,32 (1Н, с, С=СН); 7,08, 7,15 (2Н, 2с, аром.); 8,00; 9,00 (2Н, С8КН2); 13,05 (1Н, с, КНС8)
4в 1,63 (6Н, с, СМе2); 2,00 (3Н, с, 6-Ме); 2,28; 2,47 (6Н, 2с, 8,9-Ме2); 5,40 (1Н, с, С=СН); 7,05 (1Н, с, аром.); 8,09; 9,03 (2Н, С8КН2); 13,00 (1Н, с, КНС8)
5а 1,77 (6Н, с, СМе2); 2,01 (3Н, с, 6-Ме); 5,38 (1Н, с, С=СН); 6,95- 7,35 (3Н, м, аром.)
5б 1,73 (6Н, с, СМе2); 2,05 (3Н, с, 6-Ме); 2,53 (3Н, с, 9-Ме); 5,32 (1Н, с, С=СН); 7,05, 7,25 (2Н, 2с, аром.); 10,51; 11,00 2с (2Н, КН)
5в 1,75 (6Н, 2с, СМе2); 2,02 (3Н, с, 6-Ме); 2,28; 2,47 (6Н, 2с, 8,9-Ме2); 5,43 (1Н, с, С=СН); 7,09 (1Н, с, аром.); 11,13 (1Н, с, К1Н)
5г I,72 (6Н, 2с, СМе2); 2,00 (3Н, с, 6-Ме); 2,31 (3Н, с, 8-Ме); 5,38 (1Н, с, С=СН); 7,05, 7,18 (2Н, 2с, аром.); II,13 (1Н, с, К1Н)
6а 1,31; 1,35 (3Н, 2д, 6-Ме); 1,42; 1,75 (6Н, 2с, СМе2); 1,75; 1,82 (2Н, м, СН2); 2,93; 2,98 (1Н, 2м, 6-СН); 3,81; 3,86 (3Н, 2с, 4'-МеО); 7,00- 7,38 (7Н, м, аром.)
6б 1,28; 1,32 (3Н, 2д, 6-Ме); 1,40; 1,72 (6Н, 2с, СМе2); 1,77; 1,85 (2Н, м, СН2); 2,30; 2,35 (3Н, 2с, 4'-Ме); 2,38; 2,42 (3Н, 2с, 8-Ме); 2,96; 2,98 (1Н, 2м, 6-СН); 6,92- 7,38 (6Н, м, аром.)
6в 1,30; 1,35 (3Н, 2д, 6-Ме); 1,42; 1,72 (6Н, 2с, СМе2); 1,44; 1,49 (3Н, 2т, ОСН2СН3); 2,36; 2,40 (3Н, 2с, 8-Ме); 2,94; 2,96 (1Н, 2м, 6-СН); 4,07; 4,12 (2Н, 2м, ОСН2СН3); 7,00- 7,45 (6Н, м, аром.)
7а 1,30 (3Н, д, 6-Ме); 1,37; 1,78 (6Н, 2с, СМе2); 1,74 (2Н, м, СН2); 2,93 (1Н, м, 4-СН); 3,86 (3Н, 2с, 8-МеО); 7,00, 7,18 (2Н, 2с, аром.); 8,09; 9,03 (2Н, С8КН2); 13,00 (1Н, с, КНС8)
7б 0,89; 1,70 (6Н, 2с, СМе2); 1,73 (3Н, с, 6-Ме); 2,17, 2,46 (2Н, 2д, 5-СН2); 7,00- 7,41 (8Н, м, аром.); 8,04; 9,00 (2Н, С8КН2); 13,03 (1Н, с, КНС8)
7в 0,85; 1,73 (6Н, 2с, СМе2); 1,70 (3Н, с, 6-Ме); 2,17, 2,46 (2Н, 2д, 5-СН2); 2,37 (3Н, с, 8-Ме); 6,90- 7,35 (7Н, м, аром.); 8,01; 9,04 (2Н, С8КН2); 13,00 (1Н, с, КНС8)
8а 1,27 (3Н, д, 6-Ме); 1,35; 1,76 (6Н, 2с, СМе2); 1,73 (2Н, м, СН2); 2,90 (1Н, м, 4-СН); 7,00- 7,18 (3Н, м, аром.)
8б 1,31 (3Н, д, 6-Ме); 1,36; 1,79 (6Н, 2с, СМе2); 1,75 (2Н, м, СН2); 2,31 (3Н, с, 8-Ме); 2,94 (1Н, м, 4-СН); 7,00; 7,18 (2Н, 2с, аром.); 10,55; 11,05 2с (2Н, КН)
8в 0,88; 1,77 (6Н, 2с, СМе2); 1,66 (3Н, с, 6-Ме); 2,17, 2,46 (2Н, 2д, 5-СН2); 6,90- 7,35 (8Н, м, аром.); 11,05 (1Н, с, КН)
8г 0,85; 1,73 (6Н, 2с, СМе2); 1,65 (3Н, с, 6-Ме); 2,17, 2,46 (2Н, 2д, 5-СН2); 6,90- 7,35 (8Н, м, аром.); 11,15 (1Н, с, КН)
Таблица 2.
Характеристики соединений 3-8.
Соединение Брутто-формула Содержание, % * М* Т пл., °С Выход, %
С Н N 8
3а С22Н22^202 76,33 76,28 6,54 6,40 8,12 8,09 - 346 346,43 180-181 32
3б С22Н22К20 79,89 79,97 6,82 6,71 8,53 8,48 - 330 330,43 169-170 58
3в ^3^4^02 76,78 76,64 6,80 6,71 7,65 7,77 - 360 360,46 229-230 42
4а 60,04 59,98 5,43 5,37 18,73 18,65 10,78 10,67 300 300,38 268-270 с разл. 76
4б СкН18№8 61,22 61,12 5,85 5,77 17,90 17,82 10,29 10,20 314 314,41 275-277 с разл. 90
4в СПН20^О8 62,24 62,17 6,21 6,14 16,97 17,06 9,68 9,76 328 328,44 265-267 с разл. 87
5а СпН^О 74,04 74,18 4,43 4,73 15,63 15,27 - 275 275,31 230-232 с разл 76
5б 63,44 63,72 5,33 5,01 12,73 12,39 9,78 9,44 339 339,42 320-322 с разл 86
5в С1эН18^О282 61,44 61,62 4,63 4,86 7,73 7,57 17,68 17,30 370 370,50 310-312 с разл 70
5г С18Н1б№38 63,34 63,53 4,43 4,71 8,43 8,23 9,78 9,41 340 340,40 309-311 с разл 72
6а C2lH22N2O2 75,24 75,45 6,43 6,59 8,63 8,38 - 334 334,42 194-195 76
6б С22Н24^О 79,44 79,51 7,33 7,23 8,63 8,43 - 332 332,45 178-179 36
6в С23Н26-^2°2 76,44 76,24 7,21 7,16 7,93 7,73 - 362 362,44 139-140 с разл 54
7а СкН^О^ 57,90 57,81 6,14 6,06 16,78 16,85 9,71 9,65 332 332,43 245-247 с разл 89
7б С21^3^О8 66,39 66,46 6,24 6,11 14,83 14,76 8,53 8,45 378 378,49 238-240 с разл 97
7в С22Н25^4О8 67,24 67,15 6,51 6,40 14,32 14,24 8,19 8,15 392 392,53 240-242 с разл 96
8а СпН^О 73,44 73,65 5,43 5,41 15,63 15,16 - 277 277,33 210-212 95
8б 63,51 63,34 5,33 5,57 12,53 12,32 9,78 9,38 341 341,43 250-252 с разл 92
8в C2зH2oN2O282 65,44 65,71 4,63 4,76 6,73 6,67 15,68 15,24 420 420,56 272-274 с разл 72
8г С23Н20М2Оэ8 68,54 68,32 4,43 4,95 6,73 6,93 7,78 7,92 404 404,49 248-250 75
*Найдено/вычислено, М - масс-спектрометрически.
Характеристики всех синтезированных функциональных производных 4,4,6-триметил-4Н-пирроло[3,2,1-у]хинолин-1,2-дионов 3-8 приведены в таблице 2.
Таким образом установлено, что в 4,4,6-триметил-4Н-пирроло [3,2,1-у]хинолин-1,2-дионах изатиновый цикл сохраняет свою избирательнукю реакционную способность Р-положения в реакциях конденсации с ариламинами, тиосемикарбази-дом и метиленактивными соединениями.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Спектры ПМР снимали на приборе Бгцкег АМ-300, внутренний стандарт - тетраметилсилан, растворитель - дейтеродиметилсульфоксид. Контроль за ходом реакции и индивидуальностью полученных соединений осуществляли методом ТСХ на пластинах 8йц1Ы ИУ-254, проявитель - пары йода. В качестве элюентов использовались индивидуальные растворители или их смеси в различных соотношениях.
3а,6а-в к 3б'в К
Подтверждением наличия последней является смещение в их спектрах ПМР, снятых в диме-тилсульфоксиде, химического сдвига 2'-№Н протона в область слабого поля до 13,00 м.д.
N
4а-в,7а-в
я
к
я
А
я
Б
Б
Ш
Ш
Общая методика конденсации 4,4,6-триме-тил-(5,6-дигидро)-4Н-пирроло[3,2,1-ц]хинолин-1,2-дионов 1а-ж и 2а-е с ариламинами и тиосемикарба-зидом. Смесь 0,01 моль 1а-ж или 2а-е, 0,011 моль соответствующего ариламина или тиосемикарба-зида и 30 мл изопропанола кипятили 1-3 ч, охлаждали, выпавший осадок отфильтровывали и пере-кристаллизовывали из диоксана.
Общая методика конденсации 4,4,6-триме-тил-(5,6-дигидро)-4Н-пирроло[3,2,1-ц]хинолин-1,2-дионов 1а-ж и 2а-е с метиленактивными соединениями. Аналогично из 0,01 моль 1а-ж или 2а-е,
0.011.моль соответствующего метиленактивного
соединения в 30 мл ледяной уксусной кислоты.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шихалиев Х.С. и др. // В сб.: Химия и биологическая активность азотистых гетероциклов и алкалоидов / Под ред. доктора хим. наук В.Г. Карцева и акад. Г. А. Толстикова. / М.: «ИРИДИУМ-ПРЕСС», 2001. Т. 1. С. 273.
2. Жунгиету Г.И., Рехтер М.А. Изатин и его производные. Кишинев: Штиинца. 1977. 228 с.
3. Петюнин П.А. //Хим. гетероцикл. соед. 1966. № 5. С. 944 - 945.
Кафедра органической химии
УДК 547.495.9+547.872/874
Д.В.КРЫЛЬСКИЙ, Х.С.ШИХАЛИЕВ, М.М.ЛИБЕРМАН, А.С.СОЛОВЬЕВ
АРИЛБИГУАНИДЫ В СИНТЕЗЕ ЛИНЕЙНЫХ ТРИАЗИНСОДЕРЖАЩИХ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ
(Воронежский государственный университет)
Взаимодействием арилбигуанидов с эфиром монохлоруксусной кислоты получены 2-амино-4-ариламино-6-хлорметил-1,3,5-триазины, являющиеся интермедиатами для синтеза целого ряда триазинсодержащих гетероциклических соединений, получаемых путем замещения атома хлора на N - нуклеофилы.
Гетероциклические соединения, содержащие сим-триазиновое кольцо, проявляют широкий спектр биологической активности и находят применение в агрохимии в качестве гербицидов и инсектицидов [1], в фармакологии (противоопухолевые и противотуберкулезные препараты) [2], в резиновой и анилинокрасочной промышленности и т. д. Одним из путей их получения является последовательное замещение атомов хлора в циа-нурхлориде различными нуклеофильными заместителями [2,3]. В настоящей работе использовался способ формирования триазинового кольца путем циклизации арилбигуанидов (1) метиловым (этиловым) эфиром монохлоруксусной кислоты (2) [4] (схема 1).
Схема 1
H н
-Cl
VY 2+ ci^T
MeOH
NH NH
IN
^-нЧ
3
NH
3 Ar=R-Ph; R: а H; б 4-Me; в 2-Me; г 2,3-диМе; д 4-Cl; е 4-F; ж 2-Me,3-Cl; з 4-MeO; и 4-EtO; к Ar=ß - нафтил; л ArN= тет-рагидрохинолил (ТГХ)
Образующиеся при этом 2-амино-4-арил-амино-6-хлорметил-1,3,5-триазины (3а-л) (выходы и характеристики - в табл.1, данные ЯМР 1Н спектроскопии - в табл.2) содержат активный атом хлора, легко подвергающийся нуклеофильному замещению. Изучены реакции хлорметилтриазинов 3 с N - нуклеофилами. В качестве последних использовались вторичные алифатические и алицикличе-ские амины (морфолин, пиперидин и его производные, гексаметиленимин, изотетрагидрохинолин), N-замещенные пиперазины, фталимид (схема 2). С наиболее активными аминами (морфолин, пиперидин) реакция протекает в диметилформамиде уже на холоду (реакция экзотермична). При этом целесообразно брать 2 моль амина на 1 моль 3, связывая таким образом выделяющийся хлороводород. Реакция с пиперазинами протекает при умеренном нагревании (60-70 °С) в течение 1-2 ч, реагенты брались в эквимольном количестве, в качестве акцептора HCl использовался 3-кратный избыток триэти-ламина. Фталимид использовался в виде K- или Na-вой соли, реакция проводилась при 80-90 °С в течение 5-6 часов (контроль по ТСХ).
O
N
1
2
