CC BY
29
УДК 547.781:547.791
М. В. Дубовис, А.С. Кулагин, К.В. Царькова, Г.Ф.Рудаков, В.Ф.Жилин Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
ОСОБЕННОСТИ ДЕОКСИГЕНИРОВАНИЯ 3-НИТРО-3-(1Н-1,2,3-
ТРИАЗОЛ-1-ИЛ)-АЗЕТИДИНОВ
Представлен синтез 4-(Ш-1,2,3-триазол-1-ил)-2,5-дигидро-Ш-имидазолов по реакции деоксигенирования 3-нитро-3-(Ш-1,2,3-триазол-1-ил)-азетидинов. Окислением 2,5-дигидро-Ш-имидазолов перекисью водорода получены новые 1Н-имидазолы. Идентификация веществ проведена на основе ИК, ЯМР-спектроскопии, ЖХМС и рентгеноструктурного анализа.
Synthesis of 4-(1H-1,2,3-triazole-1-yl)-2,5-dihydro-1H-imidazoles by deoxygenation reaction of 3-nitro-3-(1H-1,2,3- triazole-1-yl)-azetidines is performed. New 1H- imidazoles were obtained by oxygenation of 2,5-dihydro-1H-imidazoles with hydrogen peroxide. Identification of substanses was carried out on the basis of IR, NMR-spectroscopy, LCMS and X-ray analysis.
Известно, что деоксигенирование нитро ароматических соединений в присутствии органических соединений трехвалентного фосфора приводит к образованию широкого ряда азотсодержащих гетероциклов. Направление и глубина данной реакции в алифатическом ряду зависит от строения исходного нитроалкана и природы восстанавливающего агента. К настоящему времени разработано несколько эффективных способов моно-деоксигенирования первичных и вторичных нитроалканов, приводящих в основном к образованию оксимов или их производных [1-5]. Информация о поведении в аналогичных условиях третичных нитро соединений остается недостаточной.
В настоящей работе была исследована возможность трансформации нитрогруппы под действием триэтилфосфита в соединениях неспособных к образованию аци-формы. В качестве последних были выбраны производные 3-нитро-3-триазолилазетидина (5), ранее полученные нами в реакции [3+2] циклоприсоединения соответствующих гем-нитроазидов к терминальным ацетиленам [6] (схема 1).
+
OH O„M ^—OH
DEAD
ШОН ОН N. _
Ши Ши
94% 1 56% 2 54%
Я
А
°Н ™ °2^3 £ Г1 °Л
™3 с. [Си+], К2С03
КП^ГСтГ N > ------“ <> К=РИ (5а), (81%);
N Кз[^е(С^)б] N N Р=ТМв (5Ь), (79%)
¡Би 60% Ши ¡Би К=Н (5с). (50%)
3 4 5
Схема 1. Синтез 3-нитро-3-(1Н-1,2,3-триазол-1-ил)азетидтнов
В условиях катализа одновалентной медью с фенилацетиленом был получен продукт 5а. Взаимодействие с триметилсилилацетиленом проводили термоциклизацией (вариант Ь) и в присутствии Си(1) с
o2n
+
H
tBuNH,
карбонатом калия (вариант с). Следует отметить, что во втором случае реакция сопровождается образованием 5Ь (8%).
Деоксигенирование проводили при нагревании в бензоле, либо ксилоле в присутствии избытка (3-5 моль) триэтилфосфита (схема 2). За ходом реакции следили методом тонкослойной хроматографии. Оказалось, что реакция протекает селективно с образованием единственного продукта.
(БЮ)зР
ху!епе (Ьепзепе) 80 “С 10-1311
N
\\
[О]
и
К=РИ (6а), (88%) К=ТМБ (6Ь), (87%) К=И (6с), (71%)
N
\\
. ^ N
<^N
н-И
7
К=РИ (6а), (95%) К=ТМБ (6Ь), (61%) К=И (6с), (65%)
Схема 2. Деоксигенирование 3-нитро-3-(1Н-1,2,3-триазол-1-ил)азетидинов
Все вещества (6а-с) представляют собой кристаллические низкоплавкие соединения, в ИК-спектрах которых отсутствуют полосы поглощения характерные для симметричных и ассимметричных колебаний N02- группы, и наблюдаются сигналы характерные для С=N в области 16821700 см-1. В 13С-ЯМР спектрах отсутствует сигнал в области 93-96 м.д., характерный для углерода в третьем положении азетидинового цикла, и наблюдаются резонансные сигналы в слабом поле в районе 150-160 м.д., что указывает на изменение гибридизации атома углерода, соединенного с триазольным циклом. ПМР-спектры однозначно говорят о присутствии триазольного фрагмента. Однако, резонансные сигналы метиленовых протонов смещаются в слабое поле и имеют более сложный характер, чем в исходных азетидинах (триплеты). При этом константа спин-спинового взаимодействия оказалась неожиданно большой.
Таблица 2. Спектральные характеристики замещенных 2,5-дигидро-1Н-
имидазолов
к
к
N
5
6
Соединение 1Н ЯМР(ДМСО-ёб) 8, м.д.(400 МГц) 13С ЯМР (ДМСОЧ) 8, м.д. (100 МГц) ЖХМС, (-/+) ХИ, т/г (1отн/%)
6а 1.18 (с, 9Н, СПз‘‘Ви), 4.38 (т,2Н, 7=4.78 Гц, СН21п), 4.90 (т, 2Н, 7=4.78 Гц, СН21п), 7.46-7.38 (м, 3Н, СНРЬ), 7.90-7.88 (м, 2Н, СНРЬ), 8,52 (с, 1Н, СНТг) 25.97, 52.13, 74.46, 118.60, 125.87, 128.66, 128.98, 129.58, 147.30, 157.82 270 (100) [М+Н]+
6Ь 0.35 (с, 9Н, СН3Й), 1.15 (с, 9Н, СН3‘-Ви), 4.34 (т, 2Н, 7=4.78 Гц, СН21п), 4.86 (т, 2Н, 7=4.78 Гц, СН21п), 8.29 (с 1Н, СНТг) 1.00, 25.94, 52.13, 74.44, 128.00, 146.52, 157.62 266 (100) [М+Н]+
6с 1.15 (с, 9Н, СН3*'Ви), 4.35 (т, 2Н, 7=4.98 Гц, СН21п), 4.87 (т, 2Н, 7=4.98 Гц, СН21п), 7.76 (с, 1Н, СНТг), 8.33 (с, 1Н, СНТг) 25.81, 51.24, 74.79, 123.32, 134.96, 157.14 194 (100) [М+Н]+
Поэтому подтверждение структуры полученных веществ было проведено на примере 6а методом рентгеноструктурного анализа. Было установлено, что перекристаллизация 6а из эфира сопровождается окислением, с образованием замещенного 1Н-имидазола (7а) (рис. 1).
Высокая реакционная способность триазолилзамещенных 2,5-дигидро-1Н-имида-золов в условиях окисления была подтверждена на примере 6Ь и 6с. Было показано, что независимо от природы заместителя в триазольном цикле они легко превращаются в соответствующие имидазолы 7Ь,с под действием перекиси водорода в ацетонитриле.
1-(1 -трет-Бутил- 1Н-имидазол-4-ил)- 1Н-1,2,3-триазолы представляют собой кристаллические вещества. Строение 7а-с подтверждено методами ЯМР-спектроскопии и ЖХМС анализа. Все соединения однозначно идентифицированы в условиях химической ионизации в положительно заряженных ионах. В ПМР спектрах появляются резонансные сигналы, характерные для протонов имидазольного цикла (таблица 3).
Таблица 2. Спектральные характеристики замещенных Ш-имидазолов
Соединение 'Н ЯМР(ДМСО-ёб) 8, м.д.(400 МГц) ЖХМС, (-/+) ХИ, ш/г (1отн/%)
7а 1.58 (с, 9Н, СИэ‘-Ви), 7.34(т, 1Н, 7=7.4 Гц, СНРЬ), 7.45 (т, 2Н, 7=7.6 Гц, СНРЬ), 7.86 (д, 1Н, 7=1.2 Гц, СН1т), 7.89 (д, 1Н, 7=1.6 Гц, СН1т), 7,94 (д, 2Н, 7=7.2 Гц, СНРЬ), 8.88 (с, 1Н, СНТі) 268 (100) [М+Н]+
7Ь 0.29 (с, 9Н, СНэ&),1.56 (с, 9Н, СНз‘-Ви), 7.77 (д, 1Н, 7=1.6 Гц, СН1т), 7,83 (д, 1Н, 1=1.2 Гц, СН1т), 8,38 (с, 1Н, СНТі) 264 (100) [М+Н]+
7с 1.56 (с, 9Н, СНз‘-Ви), 7.82 (с, 1Н, СН1т), 7.84 (с, 1Н, СН1т), 7,86 (с, 1Н, СНТі), 8.39 (с, 1Н, СНТі) 192 (100) [М+Н]+
Библиографические ссылки.
1. D.H.R. Barton, I. Fernandez, C.S. Richard and S.Z. Zard: Tetrahedron -1987.-Vol. 43.-№3, 558 РР.
2. M. Ohno. Reactions of gem-Halonitrosocycloalkanes with Triphenyl phosphine. A New Synthesis of Lactams/M. Ohno, I. Sakai.-Tetrahedron Letters.-1965.-№50, 4541-4544 РР.
3. G.A. Olah. Synthetic Methods and Reactions. Reactions of Nitro- and Ni-trosoalkanes with Iodotrimethylsilane/G.A. Olah, S.C. Narang, L.D. Field, A.P. Fung. - J. Org. Chem. - 1983. - Vol. 48. - 2766-2767 РР.
4. J.R. Hwu. Counterattack reagents: thiosilanes in the conversion of nitro compounds to thiohydroxamic acids and thiohydroximates/J.R. Hwu, Shwu-Chen Tsay. -Tetrahedron.- 1990.- Vol. 46. -№21. 7413-7428 РР.
5. T. Mukaiyama. Reactions of Diethyl Phosphorochloridite with Alkali Salts of Nitroparaffins/T. Mukaiyama, H. Nambu.-J. Org. Chem.- 1962.- Vol. 27(6).-2201-2204 РР.
6. Каторов, Д.В. Синтез гетероциклических геминальных нитроазидов/ Д.В. Каторов, Г.Ф. Рудаков, В.Ф. Жилин.- Изв. АН. Сер.хим. -2009. - №11. -2240 - 2246 РР.
УДК 547.82’783’338’233
И.Д. Колесников, С. В. Попков
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
СИНТЕЗ 5-(ДИМЕТИЛАМИНОМЕТИЛЕН)-2,4-ИМИДАЗОЛИДИН-ДИОНОВ И ПОЛУЧЕНИЕ НА ИХ ОСНОВЕ ПРОДУКТОВ ПЕРЕАМИНИРОВАНИЯ С 3- И 4-ПИРИДИН АМИН АМИ.
Разработан новый метод получения 5-(диметиламинометилен)-2,4-ими-дазолидиндионов и синтезированы на их основе новые 5-((3-,4-пиридиламино)метилен)-2,4-имидазолидиндионы путем переаминирования 3-,4-пиридинаминами.
New method of synthesis of 5-((dimethylamino)methylene)imidazolidine-2,4-diones has been developed and 5-((3-,4-pyridylamino)methylene)imidazolidine-2,4-diones have been obtained by transamination of 5-((dimethylamino)methylene)imidazolidine-2,4-diones with 3-, 4-pyridinamines.
Под руководством В.Г. Граника группой сотудников ЦХЛС-ВНИХФИ был осуществлен синтез и фармакологическое изучение новых производных пирролидин-2,4-диона, структурно близких пирацетаму. Среди исследованных соединений наибольшей ноотропной активностью, подобной пирацетаму, обладает соединение 1 [ 1]:
