Научная статья на тему 'Получение сульфаниламидов на основе новых производных аминопиразолов'

Получение сульфаниламидов на основе новых производных аминопиразолов Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
644
61
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
Пиразол / аминопиразол / сульфаниламид / сульфонилирование / ЯМР1Н- / ИКспектроскопия / масс-спектрометрия. / Pyrazole / aminopyrazole / sulfonylamide / sulfonylation / NMR1H / IR spectroscopy / mass spectrometry.

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — И Г. Поваров, В В. Ефимов, А В. Любяшкин, А С. Косицына, Г А. Субоч

Для недавно синтезированных 3-арил-5-метоксиметил-4-амино-1Н-пиразолов проведена реакция сульфонилирования по аминогруппе п-ацетамидобензолсульфохлоридом. В результате впервые получены сульфаниламидные производные замещенных аминопиразолов, идентифицированные с использованием ИК-, ЯМР1Н-спектроскопии и масс-спектрометрии.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — И Г. Поваров, В В. Ефимов, А В. Любяшкин, А С. Косицына, Г А. Субоч

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Synthesis of Sulphanylamides from New Derivatives of Aminopyrazoles

For the newly synthesized 3-aryl-5-methoxymethyl-4-amino-1H-pyrazoles the sulfonylation reaction of the amino group by p-acetamidobenzenesulfonyl chloride was carried out. As a result, sulfanilamide derivatives of substituted aminopyrazoles identified using NMR1H, IR spectroscopy and mass spectrometry were obtained for the first time.

Текст научной работы на тему «Получение сульфаниламидов на основе новых производных аминопиразолов»

Journal of Siberian Federal University. Chemistry 2 (2019 12) 240-247

УДК 547.773+66.095.115

Synthesis of Sulphanylamides

from New Derivatives of Aminopyrazoles

Ilya G. Povarov, Viktor V. Efimov, Alexey V. Lyubyashkin, Anna S. Kositsyna, Georgy A. Suboch and Mikhail S. Tovbis*

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31 Krasnoyarsky Rabochy, Krasnoyarsk, 660037, Russia

Received 23.12.2018, received in revised form 29.12.2018, accepted 01.04.2019

For the newly synthesized 3-aryl-5-methoxymethyl-4-amino-1H-pyrazoles the sulfonylation reaction of the amino group by p-acetamidobenzenesulfonyl chloride was carried out. As a result, sulfanilamide derivatives of substituted aminopyrazoles identified using NMRH, IR spectroscopy and mass spectrometry were obtained for the first time.

Keywords: Pyrazole, aminopyrazole, sulfonylamide, sulfonylation, NMRH, IR spectroscopy, mass spectrometry.

Citation: Povarov I.G., Efimov V.V., Lyubyashkin A.V., Kositsyna A.S., Suboch G.A., Tovbis M.S. Synthesis of sulphanylamides from new derivatives of aminopyrazoles, J. Sib. Fed. Univ. Chem., 2019, 12(2), 240-247. DOI: 10.17516/1998-2836-0122.

© Siberian Federal University. All rights reserved

Corresponding author E-mail address: [email protected], [email protected]

Получение сульфаниламидов

на основе новых производных аминопиразолов

И.Г. Поваров, В.В. Ефимов, А.В. Любяшкин, А.С. Косицына, Г.А. Субоч, М.С. Товбис

Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М.Ф. Решетнева Россия, 660037, Красноярск, пр. имени газеты «Красноярскийрабочий», 31

Для недавно синтезированных 3-арил-5-метоксиметил-4-амино-1Н-пиразолов проведена реакция сульфонилирования по аминогруппе п-ацетамидобензолсульфохлоридом. В результате впервые получены сульфаниламидные производные замещенных аминопиразолов, идентифицированные с использованием ИК-, ЯМРН-спектроскопии и масс-спектрометрии.

Ключевые слова: Пиразол, аминопиразол, сульфаниламид, сульфонилирование, ЯМРН-, ИК-спектроскопия, масс-спектрометрия.

Введение

Сульфаниламидные препараты являются основными лекарственными средствами, позволившими впервые проводить успешную профилактику и лечение разнообразных бактериальных инфекций [1-3]. В настоящее время синтезировано множество новых сульфаниламидных лекарственных веществ, однако из-за привыкания микроорганизмов к их действию постоянно приходится применять все новые и новые препараты. Следовательно, синтез новых веществ подобного строения - актуальная задача.

На кафедре органической химии и технологии органических веществ СибГУ им. Решетне-ва ранее был синтезирован ряд аминопиразолов с арильными, алкоксильными и алкильными заместителями [4] и доказана их фармакологическая активность [5].

Настоящая статья посвящена синтезу ранее неизвестных сульфаниламидных производных аминопиразолов, обладающих потенциальной биологической активностью. Для этого нами были синтезированы аминопиразолы с различными заместителями и после обработки п-ацетамидобензолсульфохлоридом были впервые выделены сульфаниламидные производные аминопиразолов, доказано их строение с использованием современных физических методов анализа.

Результаты и их обсуждение

Недавно были синтезированы нитрозопиразолы 2 (рис. 1) по реакции циклоароматиза-ции изонитрозо-Р-дикетонов с общей формулой 1 с гидразингидратом в минимальном объеме спиртового раствора; при восстановлении нитрозопиразолов 2 гидразингидратом в хлористом метилене на катализаторе Pd/C получили соответствующие аминопроизводные 3 [4].

]В настоящейработе мы пвювтли реакцию кувоФонилнуовлиля аминопиразолов За-Л и полу чили сульфаниламидные производные 4а^ с выходами от 55-79 % в виде белых либо светло-бежевых кристаллов с высокими температурами плавления. Строение синтезированных веществ доказывали с помощью ИК-, ЯМР'Н-спектров и масс-спектрометрии. В ИК-спектрах всех сяодименрш присутствоямлнвалентныеколмбанияк=0-цвявей суттфоткмидных групп а вблости еС53-В1бВ см"'. ВИ мисс - спевнрлх соединения (Оуе|Н) амвоибн сигннмья сс^(^т^^нбствуи^1иие молек(лярному цону -ВК]К и яго-шл [М+1]р [М+2]р соотношанит явокрых явогбнрэвделтвтстбв, саояоетствующийрассчицвлрамуНижс пpиврдeмaлepoтяиaйCPKмaCмлгмeнтaции молекул

r

CH3CO O H

NH 2NH 2

c2h5oh Ar

HN-N

' I

H 3COC HN ^ so 2 C l HN -N

Ar

a) Ar = 4-ClPh, Alk = CH2OCH3

b) Ar = C6H5, Alk = CH2OCH3

c) Ar = C10H7, Alk = CH2OCH3

d) Ar = CH3, Alk = CH3

NHC OCH 3 4 a-d

Рис.1.Схема получения снхьфенилированныхороизводных ашшепиназьлов lig. l.Schemn Oorobtaonong xulgonolggrivotoves oXamioooyrangles

O

O

N aNO

NH 2NH2 / Pd|C

k

CH Cl

3-15 C

k

k

3

N^ O2S -NH

Ы—NiH

307(50)

HN^ O2S' -NH

294(17)

185(14)

l +

SO

O2S—0 /—NH -NH

266(100)

142(87)

Рис. 2. gytiMa фроьментациооого рихпада NoOy-(N-03N-(SMeT-ra-lH-ngoa3ng-4-ira)cygnOoxoHS^eHra) ацетамида (4d)

Fig. 2. Scheme of the fragmentation decomposition of N-(4-(N-(3,5-dimethyl-1H-pyrazol-4-yl)sulfamoyl)phenyl) acetamide (4d)

OS

+

-1.........I.........I.........I.........I.........I.........I.........I.........I.........I.........I.........I.........I.........I........

14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 ppm

--13Г" isf W -lar Iii iai fal

ацетамида

Fig. 3. NMR'H-spectrum of N-(4-(N-(5-(4-chlorophenyl)-3-(methoxymethyl)-1H-pyrazol-4-yl)sulfamoyl)phenyl) acetamide

соединения (4d) в результате ионизации электр оспреем при применении метода ВЭЖХ-МС [6, 7]. Для соединен ий (4a,b) картина выглядела аналогично.

Важнейшая информация была получена по итогам записи и анализа ЯМР1Н-спектров. Так, в ЯМР1Н-спектре ^(4-(^(5-(4-хлорфенил)-3-(метоксиметил)-1Н-пиразол-4-ил)сульфамоил)-фенил)ацетамида, иртвединногт на рис. 3, присутстсует м.р., ствасет-

стФуисщиИ дяатвнамметимьфий гру ппи в сосаеае ацетильвига земевамтсля. Протоны ме-токсиметильного заместителя представлены двумя синглетами с хим. сдвигами 3.19 м.д. для метильной и 4.10 м.д. для метиленовой групп. В области от 7.23 до 7.51 м.д. регистрируется мультиплет, принадлежащий протонам двух замещенных фенильных колец. Синглет с хим. сивисим 9.у6 ы.д. принадлежит ато^евдорода ецееимедаогп еамевтитема, а синглет в области )0.20 м.д.- протону сульфамидной группы. В области слабого поля наблюдается синглет в области 13.17 м.д. - сигнал протона пиразольного кольца.

В ЯМР'Н-спектре ^(4-^-(3-(метоксиметил)-5-фенил-1Н-пиразол-4-ил)сульфамоил)фе-нил)ацетамида на рис. 4 протоны метильной группы ацетамидного фрагмента представлены в виде синглееа с хим. сдвигом 2.08 м.д. Сигналы в виде синглетов с хим. сдвигами 3.17 и 4.05 м.д. соответствуют метильной и метиленовой группам в составе метоксиметильного заместителя. В области 7.23-7.53 м.д. находится мультиплет ароматических протонов. Синглет в области 9.33 - протон ацетамидной группы. Атом водорода сульфамидного фрагмента дает синглет с хим. сдвигом 10.19 м.д., а протон пиразольного кольца представлен синглетом в области 13.07 м.д.

В ЯМР'Н-спектре ^(4-(^3-(метоксиметил)-5-(нафталин-2-ил)-1Н-пиразол-4-ил)суль-фамоил)фенил)ацетамида на рис. 5 в области 1.99 м.д. присутствует сигнал в виде синглета, соответствующий протонам метильной группы в составе ацетамидного заместителя. Син-глет в области 3.23 м.д. принадлежит протонам метильной группы, а синглет с хим. сдвигом

55 3 S ^ Я

емое1тток

JU

13 12 11 1<>

Ы Isl

П5

М I «ц

Рис. 4. ЯМР'Н-спектр N-(4-(N-(3-(метоксиметил)-5-фенил-1Н-пиразол-4-ил)сульфамоил)фенил) ацетамида

Fig. 4. NMR'H specTrum o(N-(4-(N-(r-(теШетатиШИ)il-phenyl-lH-eTrazele-4-yl)sulfamoe1)ph9nyl) acetamide

Рис. 5.енил) ацетамида

Fig. 5. NMR'H spectrum N-(4-(N-3-(methoxymethyl)-5-(naphthalen-2-yl)-1H-pyrazol-4-yl)sulfamoyl)phenyl) ac etamide

4.17 м.д. - протонам метиленовой группы в сос таве метоксиметильного заместителя. Протоны ароматических колец дают мультиплет в области от 7.4 до 8.3 м.д. Сигнал в виде синглета в области 9.45 м.д. соответствует протону ацетамидной группы. Атом водорода сульфамидного фрагмента соответствует синглету в области 9.89 м.д. В области слабого поля (13.19 м.д.) расположен синглет, характерный дня атома водорода пиразольного кольеа.

ЯМР1Н-спектр ^(4-^-(3,5-диметил-1Н-пиразол-4-ил)сульфамоил)фенил)ацетамида приведен на рис. 6. В области сильного поля в спектре отчетливо видны два сигнала в виде син-глетов с хим. сдвигами 1.86 и 2.09 м.д., первый из которых соответствует шести протонам двух

к к JE к s щ

£ К К h! к H -

I ^ I I

Риа. Р ЯМРН-спектр М4Р(РН-(3,0-ркдьтил4Н1ирнзоке4-ии)сульфамоФл)феиил)ацеташ)да Fig. 6. NMR'H spectrum of N-(4-(N-(3,5-dimethyl-1H-pyrazol-4-yl)sulfamoyl)phenyl)acetamide

метильных групп при пиразольном кольце, второй - протонам метильной группы ацетамид-ного заместителя. Протоны ароматического кольца представлены двумя дублетами в области 7.57-7.59 и 7.77-7.78 м.д. Сигнал в области 9.46 м.д. в виде синглета принадлежит протону при атоке азота ацеткмиднсш г^пкив Протон, свяианный с атомом азота присульфамидной грум-пеи ииедсиавилн - об ла^кенсиаКнго иил-в аиде иинарота 10.47 м.д.

Экспериментальная часть

Спектры ЯМР регистрировали на приборе Bruker Avance III 600 MHz Центра коллектив-сюоикоаьзования Кртснояаскнгр научного цеиира СО РАН.

Запиео к^^сефиьгртг проиодииааь на пньбоьв РЫтвириВСНВ/К-2РК 0 и атсннркПРАДТ-Ж ARC-18 100. Хроматографирование проводили в изократическом режиме при температуре 35 °С в термостатируемой колонке. Масс-спектры получали прямым вводом образца и элюата, подаваемого хроматдгррфом ао а-оростию 0]КШ нн--бин. с иониницарй д^мекатикгп^^^двен^^ ном икточниае (НК1). Кыли выбданыс лекв^е^ фслоьия мвсс-декенынневи-шв: полажиьелрнаь и отрицательная поляризации, напряжение электроспрея 6 кВ, потенциал декластеризации и потенциал ввода - 60В при давлении газа завесы 5,0 л/мин и газа распыления 5,0 л/мин [6, 7]. Диапазон сканирования составлял 20-500 Да.

Мк-епе итры по лучены на иЯРм иппос-crcieS p нсииаыфдН -ks p ectlRra М-зе Ик-Фикне-спеккрофотомеьр а -ифиИ 4 ве щеетно иидтщьлики нтиолочвннуюикивт инн, роккаиы-

вали роликовым ножом, помещали на столик микроскопа и снимали спектр НПВО. Детектор МСТ/А, объектив Si Caplugs, диапазон волновых чисел 4000-650 см-1, разрешение 1.928 см-1, количество сканирований 64, программное обеспечение OMNIC 5.1 E.S.P.

^(4-(^(5-(4-хлорфенил)-3-(метоксиметил)-1Н-пиразол-4-ил)сульфамоил)фе-нил)ацетамид (4а). 0,1 г (0,23 ммоль) амина растворяли в 6 мл воды. После растворения небольшими порциями попеременно добавляли 0,1 г (0,43 ммоль) хлорангидрида и-ацетаминобензолсульфокислоты и 0,032 г (0,30 ммоль) соды при непрерывном перемеши-

вании и поддержании температуры 30 °С. Добавив расчетное количество хлорангидрида и соды, увеличивали температуру до 60 °С и перемешивали смесь в течение двух часов. Затем охлаждали и добавляли соляную кислоту при комнатной температуре. Перемешивали в течение 30 мин, отфильтровывали и промывали водой до нейтральной среды. Выход: 0,17 г (69 %), Тпл. = 186-188 °С. ИК-спектр, v, см-1: 1596, 1543 (C6H4), 1161 (SO2), 1091 (COC). Спектр ЯМРН, 5, м. д.: 2.08 с (3H, CH3C(O)), 3.19 c (3H, CH3O), 4.10 c (2H, CH2), 7.23-7.51 м (8Наром), 9.36 с (1H, NHCO), 10.20 с (1H, NHSO2), 13.17 c (1H, NH). Спектр ЯМР13С, 5, м. д.: 24.38, 57.93, 112.73, 118.42, 127.86, 128.43, 133.90, 143.27, 169.09. Масс-спектр m/z (1отн., %): 434 (25) [M+], 425 (9), 374 (61), 349 (25), 273 (100), 194 (96), 152 (14).

^(4-(^(3-(метоксиметил)-5-фенил-1Н-пиразол-4-ил)сульфамоил)фенил)ацетамид (4b). 0.1 г (0,25 ммоль) амина растворяли в 6 мл воды. После растворения небольшими порциями попеременно добавляли 0.14 г (0,60 ммоль) хлорангидрида и-ацетаминобензолсульфокислоты и 0.04 г (0,38 ммоль) соды, как в предыдущем примере. Далее обрабатывали аналогично 4a. Выход: 0,13 г. (62 %), Тпл. = 138-140 °С. ИК-спектр, v, см-1: 1591, 1530 (C6H5), 1153 (SO2), 1074 (COC). Спектр ЯМРН, 5, м. д.: 2.08 с (3H, CH3C(O)), 3.17 c (3H, CH3O), 4.05 c (2H, CH2), 7.23-7.53 м (9Наром), 9.33 с (1H, NHCO), 10.19 с (1H, NHSO2), 13.07 c (1H, NH). Спектр ЯМР13С, 5, м. д.: 24.37, 57.87, 112.56, 118.48, 126.89, 127.87, 128.20, 134.03, 143.11, 169.12. Масс-спектр m/z (1отн., %): 400 (38) [M+], 390 (5), 357 (100), 328 (6), 313 (12), 297 (14), 183 (13).

N-(4-(N-3-(метоксиметил)-5-(нафталин-2-ил)-1Н-пиразол-4-ил)сульфамоил) фенил)ацетамид (4c). 0.1 г (0,23 ммоль) амина растворяли в 6 мл воды. После растворения небольшими порциями попеременно добавляли 0.1 г (0,43 ммоль) хлорангидрида и-ацетаминобензолсульфокислоты и 0.037 г (0,35 ммоль) соды, как в предыдущем примере. Далее обрабатывали аналогично 4a. Выход: 0,11 г (55 %), Тпл. = 226-228 °С. ИК-спектр, v, см-1: 1594, 1543 (C10H7), 1153 (SO2), 1091 (COC). Спектр ЯМР'Н, 5, м. д.: 1.99 с (3H, CH3C(O)), 3.23 c (3H, CH3O), 4.17 c (2H, CH2), 7.4-8.3 м (Наром.), 9.45 с (1H, NHCO), 9.89 с (1H, NHSO2), 13.19 c (1H, NH).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

^(4-^-(3,5-диметил-1Н-пиразол-4-ил)сульфамоил)фенил)ацетамид (4d). 1.0 г

(0,32 ммоль) амина растворяли в 9 мл воды. После растворения небольшими порциями попеременно добавляли 2.3 г (0,99 ммоль) хлорангидрида и-ацетаминобензолсульфокислоты и 0.69 г (6,51 ммоль) соды, как в предыдущем примере. Далее обрабатывали аналогично 4a. Выход: 0,89 г (79 %), Тпл. = 202-204 °С. ИК-спектр, v, см-1: 1586, 1526 (C6H4), 1158 (SO2), 1092 (COC). Спектр ЯМР'Н, 5, м. д.: 1.86 с (6Н, 2 СН3), 2.09 с (OT3C(O)), 7.57-7.78 м (4Наром.), 9.46 c (1H, NHCO), 10.74 c (1H, NHSO2). Масс-спектр m/z (1отн., %): 307 (56) [M+], 294 (17), 266 (100), 183 (14), 142 (87).

Список литературы

1. Машковский М.Д. Лекарственные средства. В 2-х частях. 14-е изд., перераб. и доп. М.: Медицина, 2000. Т. 1, 736 с. Т. 2, 688 с. [Mashkovsky M.D. Medicinal products. In 2 parts. 14 th ed., rev. M .: Medicine, 2000. Vol. 1, 736 p. Vol. 2, 688 p. (In Russ.)]

2. Солдунов Г.Н. Сульфаниламидные препараты. Учебное пособие по фармацевтической химии ЦМС ВолгГМУ, 2012. 57 с. [Soldunov G.N. Sulfanilamide preparations. A manual on pharmaceutical chemistry CMS VolgGMU, 2012. 57 p. (In Russ.)]

3. Беликов В.Г. Фармацевтическая химия. Учебное пособие по фармацевтической химии. М.: МЕДпресс-информ, 2007. 216 с. [Belikov V.G. Pharmaceutical Chemistry, Manual on Pharmaceutical Chemistry. M.: MEDpress-Inform, 2007. 216 p. (In Russ.)]

4. Ефимов В.В., Любяшкин А.В., Субоч Г. А., Товбис М.С. Синтез новых алкоксиметилза-мещенных 4-амино-1Н-пиразолов и их ацилирование. Журнал органической химии 2016. Т. 56, С. 52-54 [Efimov V.V., Lyubiashkin A.V., Suboch G.A., Tovbis M.S. Synthesis of new alkoxymethyl-substituted 4-amino-1H-pyrazoles and their acylation. Journal of Organic Chemistry 2016. Vol. 56, P. 52-54. (In Russ.)]

5. Любяшкин А.В., Поваров И.Г., Субоч Г.А., Товбис М.С. Ацилирование и сульфонили-рование некоторых азотосодержащих соединений: Монография: СибГУ им. Решетнева 2018. 184 с. [Lyubiashkin A.V., Povarov I.G., Suboch G.A. Tovbis M.S. Acylation and sulfonylation of some nitrogen-containing compounds: Monograph of Reshetnev SibSU 2018. 184 p. (In Russ.)]

6. Бочкарев В.Н., Поливанов А.Н., Фалько В.С. Масс-спектры положительных и отрицательных ионов линейных метил фенилсилоксанов. Журнал общей химии 1978. Т. 48, С. 858-861. [Bochkarev V.N., Polivanov A.N., Fal'ko V.S. Mass spectra of positive and negative ions of linear methyl phenylsiloxanes. Log general chemistry 1978. T. 48, C. 858-861. (In Russ.)]

7. Chinnaraja D., Rajalakshmi R., Latha V., Manikandan H. Synthesis, spectral characterization and biological evaluation of 1-thiocarbamoyl-3-phenyl-5-hydroxy-5-(-2-pyridyl)-4-pyrazolines via michael addition. Journal of Saudi Chemical Society 2016, Vol. 20, P. 599-605. doi:10.1016/j. jscs.2013.04.006

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.