Особенности взаимодействия изатина с 4-замещенными 1,2-диаминобензолами Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 547.835.5:615.3

ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИЗАТИНА С 4-ЗАМЕЩЕННЫМИ 1,2-ДИАМИНОБЕНЗОЛАМИ

© 2015 Т.Н. Кудрявцева1, А.Ю. Ламанов2, Ф. Хуссейн3,

М.В. Отрохова4, А.В. Густилина5

1 канд. хим. наук

ст. научный сотрудник кафедры химии, руководитель НИЛ органического синтеза e-mail: [email protected] 2аспирант кафедры химии e-mail: [email protected] 3магистрант кафедры химии e-mail: farqadm1981@mail. ru 4,5студенты кафедры химии

Курский государственный университет

Исследована реакция изатина с 4-замещенными 1,2-диаминобензолами. Методом хромато-масс-спектрометрии показано, что реакция с 4-нитро-1,2-фенилендиамином приводит к образованию одного изомера, а реакция с 3,4-диаминобензойной кислотой сопровождается образованием двух изомерных 6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалинов, замещенных в положения 2 и 3.

.Ключевые слова: изатин, 4-замещенные 1,2-диаминобензолы, 6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалин.

Несмотря на большое разнообразие имеющихся на фармацевтическом рынке лекарственных препаратов, проблема изыскания новых высокоэффективных и малотоксичных соединений остается актуальной. Это обусловлено в первую очередь появлением форм микроорганизмов, резистентных по отношению к существующим субстанциям.

Среди гетероциклических биологически активных соединений, чьи производные обладают антимикробными свойствами, активно изучаются производные 6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалина, обладающие интеркалирующими свойствами [Ivashchenko 1984].

В продолжение исследований по поиску биологически активных соединений в ряду 6Н-индоло[2,3-b]хиноксалина [Кометиани 2013] с целью синтеза исходных соединений нами была проведена реакция изатина с 4-замещенными 1,2-диаминобензолами - 4-нитро-1,2-фенилендиамином и 3,4-диаминобензойной кислотой. Реакцию осуществляли традиционным способом [Wamberg 2006] в среде кипящей концентрированной уксусной кислоты.

В этом случае вероятно образование двух изомеров 6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалина, замещенных в положение 2 (схема 1, соединения IIIa,b) и в положение 3 (схема 1, соединения IVa,b). Ранее было показано [Wamberg2006], что основными продуктами таких реакций являются соединения III.

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

O

H2N.

h2n

R

R

R

R

(1)

Выделенные нами замещенные 6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалины были подвергнуты дальнейшим превращениям. Нитрозамещенный 6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалин был

подвергнут алкилированию бутиловым эфиром монохлоруксусной кислоты в среде ДМФА в присутствии карбоната калия (схема 2).

no2

cich2cooc4h9, k2co3

---------------^

ДМФА

(2)

Карбоксизамещенный 6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалин был превращен в метиловый эфир продолжительным кипячением в избытке метанола в присутствии каталитического количества концентрированной серной кислоты. Кроме того, методом карбодиимидной активации (DCC) в среде дихлорметана в присутствии диметиламинопиридина (DMAP) был получен 2-(2-метил-5-нитро-1Н-имидазол-1-ил)этил-6Н-индол[2,3-Ь]хиноксалин-карбоксилат (схема 3).

DCC

CH2Cl2, DMAP

N

O

O

O

O

O

O

(3)

Auditorium: электронный научный журнал Курского государственного университета. 2015. № 3 (07)

Кудрявцева Т. Н., Ламанов А. Ю., Хуссейн Ф., Отрохова М. В., Густилина А. В. Особенности взаимодействия изатина с 4-замещенными 1,2-диаминобензолами

Все полученные соединения были подвергнуты очистке методом перекристаллизации и, по данным тонкослойной хроматографии, представляли собой индивидуальные вещества.

Полученные замещенные 6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалины III и IV, а также продукты их превращений реакции были исследованы методами ИК-спектроскопии и хромато-масс-спектрометрии.

Следует отметить, что, согласно литературным источникам [Bergman 1987; Dwivedi 2014] продуктом реакции (1) являются изомеры IV.

Результаты исследований полученных нами соединений методом ИК-спектроскопии в целом хорошо согласуются с известными литературными данными [Преч 2006]. Однако следует отметить, что данные ИК-спектроскопии не позволяют установить, имеет ли место образование изомеров в реакции изатина с 4-замещенными 1,2-диаминобензолами.

Изучение полученных нами замещенных 6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалинов методом жидкостной хромато-масс-спектрометрии показало, что в реакции 4-нитрофенилендиамина с изатином получается один изомер; также только один изомер нитрозамещенного бутил-2-(6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалин-6-ил)ацетата образуется и при последующем алкилировании продукта реакции бутиловым эфиром монохлоруксусной кислоты.

В то же время продукт реакции изатина с 3,4-диаминобензойной кислотой представляет собой смесь двух изомеров. Исследование метил-6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалин-карбоксилата (М+, m/z = 277) и 2-(2-метил-5-нитро-Ш-имидазол-1-ил)этил-6H-индол[2,3-b]хиноксалин-карбоксилата (М+, m/z = 415) показало, что эти эфиры также представляют собой смесь двух изомеров примерно в равных соотношениях и характеризуются очень близким временем выхода (Ат = 0,07 с).

Экспериментальная часть

Тонкослойную хроматографию осуществляли на пластинах «Sorbfil» ПТСХ-П-В-УФ, элюент - толуол: ацетон: этанол в объемных соотношениях 10:3:2. ИК-спектры получали с помощью спектрометра ФСМ 1201 Мониторинг, таблетки в KBr. Масс-спектры регистрировали системой ACQUITY UPLC H-Class с УФ/масс-детекторами ACQUITY SQD Waters.

Реакцию изатина с замещенными 1,2-диаминобензолами проводили в соответствии с методикой [Wamberg 2006].

Выход продуктов реакции составил 67-75 %. В отличие от указанной методики очистку полученных соединений осуществляли перекристаллизацией из ДМФА.

Синтез метил-6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалин-карбоксилата осуществляли по стандартной методике [Вейганд 1968: 345]

Выход 85 %. ИК-спектр (KBr), v (см-1): 3400- 2800 (-NH, -CH), 1720 (-С=О сл.эф.) 16181496 (С-С и С-N аром).

Масс-спектр, m/z (!отн(%)): [М]+ 277.

Синтез 2-(2-метил-5-нитро-1Н-имидазол-1-ил)этил-6Н-индол[2,3-

Ь]хиноксалин-карбоксилата осуществляли по методике [Маркович и соавт. 2014].

Выход 72%. ИК-спектр: (KBr), v (см'1): 3400- 2800 (-NH, -CH), 1722 (-С=О сл.эф.) 1618-1508 (С-С и С-N аром.).

Масс-спектр, m/z (!отн(%)): [М]+ 415(100%).

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографический список

Вейганд-Хильгетаг К. Методы эксперимента в органической химии: справ. М.: Химия, 1968. 944 с.

Кометиани И. Б., Кобыльской С. Г., Кудрявцева Т.Н. Аммонолиз бутил-2-(6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалин-6-ил)ацетата аминополиолами // Ученые записки.

Электронный научный журнал Курского государственного университета. 2013. № 3. Ч. 2. URL: www.scientific-notes.ru/pdf/032-015.pdf (дата обращени: 14.06.2015).

Маркович Ю.Д., Кудрявцева Т.Н., Богатырев К.В., Сысоев П.И., Климова Л.Г., Назаров Г.В. Синтез 2-(4-метил-1,3-тиазол-5-ил)этиловых эфиров акридонкарбоновых кислот и оценка их антибактериальной активности // Известия Академии наук. Серия химическая. 2014. № 5. С. 1153-1158.

Преч Э., Бюльман Ф., Аффольтер К. Определение строения органических соединений. Таблицы спектральных данных / пер. с англ. Б. Н. Тарасевича. М.: Мир; БИНОМ; Лаборатория знаний. 2006. 438 с.

Bergman J.O.E., Aokerfeldt S.G. Substituted indoloquinoxalines. Pat.

WO1987004436. 1987

Dwivedi A., Singh A., Mishra A. Microwave Assisted Synthesis of Some Quinoxaline Derivatives // Chemical Science Transactions. 2014. № 3(1). Р. 465-469

Ivashchenko A.V., Drushlyak A.G., and Titov V.V. Reaction of o-phenylenediamine with isatin // Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenii. 1984. № 5. P. 673-679.

Wamberg M. C., Hassan A. A., Bond A. D., Pedersen E. B. Intercalating nucleic acids (INAs) containing insertions of 6H-indolo[2,3-b]quinoxaline // Tetrahedron. 2006. №62. Р. 11187-11199.

Auditorium: электронный научный журнал Курского государственного университета. 2015. № 3 (07)