CC BY
17
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
УДК 547.541.3, 547.542.7 DOI: 10.24412/2071-6176-2023-2-3-19
РЕАКЦИИ АМИНОМЕТИЛИРОВАНИЯ С УЧАСТИЕМ СПИРТОВЫХ КОМПОНЕНТОВ
С.В. Исмайлова, Г.Э. Гаджиева
Проведен анализ научных исследований в области трехкомпонентной реакции аминометилирования, в которых одной из реакционных компонентов являются спирты. Показаны исследования, осуществленные преимущественно в последние десятилетия с участием алифатических, ароматических спиртов (фенолов), а также али-циклических спиртов. Показано влияние различных параметров реакции на выход синтезированных оснований Манниха. Отмечены основные области применения полученных аддуктов. Кроме того, представлены результаты собственных исследований автора статьи. В частности, показаны результаты исследований реакции аминоме-тилирования с участием алициклических спиртов, в частности ментола и циклогекса-нола. Изучено влияние различных параметров реакции, в частности, температуры, мольного соотношения исходных реагентов, количество взятого катализатора на выход цкилогексил- и ментиламинометокси производных. Установлено, что трехкомпо-нентная реакция Манниха с участием формальдегида, различных аминов и циклогекса-нола (а также ментола) протекает в мягких условиях с достижением хороших выходов образующихсяоснований Манниха, содержащих в своем составе фрагменты алициклических спиртов. Показаны основные области применения полученных оснований Манниха - циклогексил- и ментил-аминометокси- и аминофенокси производных. Отмечается наличие высокой биологической активности для синтезированных соединений. В частности, наблюдается высокая антимикробная и антифунгальная активность полученных соединений в отношении различных патогенных микроорганизмов.
Ключевые слова: реакция аминометилирования, основания Манниха, ментол, циклогексанол, алициклические спирты.
Реакция Манниха (аминометилирования) является одной из важных реакций органической химии, приводящей к образованию в-аминокарбонильных соединений. В классическом варианте этой реакции обычно используются альдегиды, кетоны и амины. Известная уже более ста лет реакция аминометилирования нашла широкое применение в органическом синтезе и в настоящее время является основным методом синтеза целого ряда аминометилированных производных. В последние годы стремительное применение в качестве компоненты реакции аминометилирования приобретают гидроксильные соединения, по большей части спирты. В представленной работе показаны результаты исследований в области применения различных спиртов в качестве одной из составляющей реакции Манниха. В первой части работы рассмотрено применение спиртов алифатического и ароматического ряда, а во втором
разделе показано участие алициклических спиртов в реакции аминометилирования.
Следует отметить, что алифатические спирты нашли достаточное применение в реакциях аминометилирования [1-9]. В этом разделе нами рассмотрены результаты исследований, осуществленных в последние годы.
Так, в работе [10] показано, что трикарбонильный комплекс железо-тетрафенилциклопентадиенон выступает в качестве предшественника катализатора образования связей С-Ы в реакции аминометилирования между аминами и спиртами, протекающей в присутствии 10 мол. % МеЗЫО в среде толуола или ксилола при температуре 110°С или 140°С в течение соответственно 48 и 24 ч. Авторы отмечают, что разработка устойчивых методов образования связей С-Ы представляет собой важную задачу для синтетической химии. Один из наиболее перспективных методов включает реакцию аминометилирования, единственным побочным продуктом которой является молекула воды. Этот процесс может катализироваться рядом металлоорганических комплексов и включает механизм переноса водорода, который иногда называют «заимствованием водорода». Хотя чаще всего в этом процессе используются производные драгоценных металлов, было бы желательно иметь возможность использовать менее дорогие и/или более распространенные металлы, такие как железо.
Авторы сообщают, что циклонные комплексы железа хорошо зарекомендовали себя в реакциях окисления спирта и восстановления кетонов, включая асимметричные варианты. В этой работе циклонные комплексы железа (1-4) были успешно применены в реакции аминометилирования:
Изучено влияние различных параметров реакции на степень конверсии реакции и полученные результаты представлены в табл. 1 .
1. Алифатические и ароматические спирты
Ме
Рис. 1. Строение циклонных комплексов железа
Таблица 1
Влияние различных паарметров реакции на степень конверсии в реакции аминометилирования спиртов с аминами
Количество катализатора, мол. % Количество спирта, экв. Температура, 0С Время, ч. Конверсия, %
10 2,0 110 48 99,0
10 2,0 110 48 99,8
10 2,5 110 48 99,5
10 3,0 110 48 99,6
10 5,0 110 48 99,7
10 1,8 110 48 99,0
10 1,6 110 48 89,0
10 1,5 110 48 97,0
10 1,5 110 48 95,0
10 1,3 110 48 81,0
10 1,2 110 48 88,0
10 1,1 110 48 78,0
10 1,1 110 48 89,0
10 1,0 110 48 90,0
10 2,0 110 24 94,4
10 2,0 140 24 98,6,
10 2,0 140 46 96,0
10 2,0 110 48 98,8
10 1,1 110 48 90,5
10 1,1 110 48 52,0
10 1,1 110 48 21,0
В работе [11] в реакции аминометилирования были использованы аминоспирты. В ходе этого исследования ряд би- и трехъядерных производных пиррола был получен катализируемой 5 мол. % ZrOCh 8H2O
реакцией CH-sp2-аминометилирования пиррола с бис(1,3-оксазациклоалк-3-ил)метанами. Показано, что реакция протекает по положениям 2 или 5 пиррола в зависимости от количества аминометилирующих реагентов, полученных из формальдегида и а,ю-аминоспиртов (2-аминоэтан-1-ол, 3-аминопропан-1-ол, 4-аминобутан-1-ол). Реакция аминометилирования индола бис(1,3-оксазолидин-3-ил)метаном протекает по положению 3. В случае карбазола в этих условиях протекает ^аминометилирование.
В работе [12] в реакции аминометилирования было использовано производное двухатомного спирта пинакола.
Рис. 2. Строение двухатомного спирта пинакола
Авторами описано первое исследование бороно-манниховских (реакция Петасиса) реакций алленилбороната пинакола. Изучено влияние природы радикала в аминной компоненте, а также соотношения исходных реагентов на выход продукта аминометилирования. Результаты исследований представлены в табл. 2.
Таблица 2
Влияние природы радикала и соотношения реагентов на выход
основания Манниха
Радикалы Соотношение производное пинакола:амин: боронат Выход, %
R1=R2= морфолин 1:1:1 60
R1=R2= морфолин 1:2:2 92
R1= Н, R2= бензил 1:1:1 62
R1= R2= бензил 1:1:1,25 84
Выход оснований Манниха составил 66-92%, е.е. превышает 96%, соотношение диастереомеров составило 98:2.
В работах [13,14] показано применение производных аллилового спирта в реакции аминометилирования. Отмечается, что новая реакция 1,2-перегруппировки аллиловых спиртов, индуцированная катализируемым медью аминированием, была достигнута в простых и мягких условиях. Эта трансформация демонстрирует широкий спектр субстратов и хорошую толерантность к функциональным группам. Ряд оснований Манниха,
содержащих а-четвертичный центр, легко получают с выходом от среднего до отличного с использованием указанной методики.
В качестве реагента аминирования используют коммерчески доступный А-фторбензолсульфонимид. В этом превращении не только алкильные, но и арильные заместители могут эффективно претерпевать миграцию 1,2-углеродных атомов, тем самым обеспечивая эффективный и мощный путь получения широкого спектра а-четвертичных оснований Манниха. Реакция отличается широким спектром субстратов, простотой эксплуатации и превосходной практичностью.
Описан эффективный и региоселективный синтез аминометилиро-ванных производных даидзеина с использованием реакции Манниха [15]. Даидзеин является натуральным продуктом, содержащимся в составе бобовых растений и его можно рассматривать как производное фенола, содержащим две гидроксильные группы. Наиболее активные углеродные центры для атаки в реакции аминометилирования показаны на рис. 3 стрелками.
5'
Рис. 3. Активные углеродные центры даидзеина
Как видно из строения даидзеина, наиболее предпочтительными для атаки нуклеофильных реагентов являются положения 6,8, а также 3' и 5'. Конденсацию Манниха проводили с участием даидзеина, формальдегида с различными аминами под действием ультразвука. Структуры полученных продуктов были охарактеризованы с помощью HRMS, 1Н ЯМР, 13С ЯМР и ^ ЯМР спектров. Параллельные реакции показали, что ультразвуковое облучение ускоряет скорость реакции и повышает выходы. Авторы работы определили влияние различных параметров реакции на выход целевого продукта - основания Манниха. Результаты исследований показаны в табл. 3 (соотношение взятых реагентов: 0,5 ммоль даидзеина; 7,8 ммоль формальдегида; 2,0 ммоль ди-н-пропиламина; смесь реагентов растоврили в смеси растворителей т-бутанол-вода в соотношении 2:10).
Таблица 3
Влияние различных параметров реакции на выход целевого продукта
Напряжение, В Частота, кГц Температура, °С Время облучения, ч Выход, %
100 45 65 2,0 88
150 45 65 2,0 98
200 45 65 2,0 85
150 80 65 2,0 82
150 100 65 2,0 80
150 45 25 2,0 62
150 45 35 2,0 71
150 45 45 2,0 76
150 45 55 2,0 85
150 45 65 0,5 28
150 45 65 1,0 62
150 45 65 1,5 83
150 45 65 3,0 93
0 0 65 2,0 41
0 0 65 4,0 45
Также в этой работе осуществлена конденсация Манниха с участием даидзеина, формальдегида и вторичных аминов. В результате реакции получены нижеприведенные основания Манниха даидзеиновой основы
В работе [16] показано, что гармол способен участвовать в реакции аминометилирования. Он представляет собой натуральный продукт, легко образующийся in vivo в организме человека путем О-деметилирования гармина. Гармол представлял интерес для исследователей с точки зрения механизма реакции, поскольку в его молекуле содержатся как гидроксильная группа, так и подвижные атомы водорода при атоме азота и в ароматическом кольце. Идентификация продуктов реакции показала, что реакция протекает с участием подвижных атомов водорода ароматического кольца. Таким образом, в этой работе исследовано аминометилирование гармола (7-гидрокси-1-метил-в-карболин). Показано, что реакция протекает хемоселективно с образованием 8-аминометил-производных под действием аминалей или смеси вторичного амина с параформом. При использовании в реакции Манниха первичных аминов и избытка параформа образуется 2,3-дигидро-1Н-пиридо[4',3':4,5]пирро-ло[3,2,Ы/]хиназолин-4-ола, а во втором случае образуются производные 1,2,3,11 -тетрагидро[1,3] оксазино[6,5 -^]пиридо [3,4-6]индола.
Раскрыта новая реакция энантиоселективного аминометилирования диазосоединения, спирта и а-аминометилового эфира, реализуемая с помощью асимметричного катализа, направленного против анионов, которая обеспечивает эффективный и удобный доступ к получению оптически активных а-гидроксил-^-аминокислот с высоким выходом и энантиоселективностью от высокой до превосходной [17]. Контрольные
эксперименты и расчеты DFT показывают, что трансформация происходит за счет захвата генерируемого in situ енольного промежуточного соединения метилениминиевым ионом, а асимметричная индукция обеспечивается хиральным пентакарбоксициклопентадиеновым анионом посредством водородной связи и электростатического взаимодействия.
В работе [18] сообщается, что реакция Манниха является одним из наиболее широко используемых химических превращений для построения азотсодержащих соединений. С увеличением количества азота в лекарствах и натуральных продуктах желательны сильно асимметричные варианты реакции Манниха. В этом исследовании авторы сообщают о применении нового двухъядерного цинкового катализатора в сильно асимметричной реакции типа Манниха для получения син-1,2-аминоспиртов. Реакция протекает с участием молекулярных сит МС размера 4А, при температуре минус 5 °С, в среде тетрагидрофурана в течение 6-12 ч. В качестве спиртовой компоненты использовали гидроксипроизводные ароматических кетонов с образованием оснований Манниха с выходом 70-95%, энантиомерной чистотой 94-99% е.е. и соотношением диастереомеров от 6:1 до 20:1
Исследована конденсация резоркаренов с различными аминоспиртами и избытком формальдегида [19]. Резоркарены представляют собой макроциклические олигомеры, образующиеся при кислотно катализируемом взаимодействии резорцина с альдегидами
В реакции с 6-аминогексан-1-олом, 4-аминобутан-1-олом и 2-аминоэтанолом обнаружены только тетрабензоксазины, а 3-аминопропан-1-ол образует тетраоксазин в качестве основного продукта. В случае аминоэтанолов, замещенных по положению 2 алкильными группами, предпочтительными продуктами реакции являются тетраоксазолидины, а 1-метиламиноэтанол (1-аминопропан-2-ол) дает преимущественно тетрабензоксазин. Строение всех этих соединений подтверждено спектроскопией ЯМР и дополнительно рентгеноструктурным анализом монокристаллов. В [06]-ДМС0 обнаруживается до 60% соответствующей более полярной структуры тетрабензоксазина для первых соединений, а в CDCh равновесие смещается в сторону менее полярного тетраоксазина или тетраоксазолидина. Спектры ЯМР при низких температурах показывают C4-симметричную конформацию тетраоксазолидинов в CDCh за счет внутримолекулярных водородных связей OH -OH -N. Для хиральных остатков можно выделить две эпимерные конформации, одна из которых образуется селективно для более крупных заместителей в положении 2.
Трехкомпонентные конденсации формальдегида с сероводородом и гидроксиламином или аминоспиртами в соотношении 3:2:1 дают 47-73% N-гидрокси^ли гидроксиалкил)-1,3,5-дитиазины [20]. В реакциях CH2O с H2S и гидроксиламином или а-аминоспиртами в соотношении 4:3:1
участвуют как амино-, так и гидроксигруппы, что приводит к соответствующим дитиазинанам. 4-Аминобутан-1-ол реагирует с СН2О и Б^ в аналогичных условиях только по аминогруппе с образованием 4-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)бутан-1 -ола.
Авторы показали влияние температуры (интервал температуры 0-70 °С) и мольного соотношения исходных реагентов при продолжительности реакции 3 ч. на механизм протекания реакции и представили результаты исследований в табл. 4, 5.
Таблица 4
Влияние мольного соотношения и температуры на выход аддукта
Соотношение NH2OH : CH2O : H2S Температура, °С Выход основания Манниха, %
1 2:1 20 31
1 3:2 20 47
1 3:2 40 46
1 3:2 70 47
1 4:3 0 10
1 4:3 40 5
1 4:3 70 5
1 5:3 40 5
Таблица 5
Влияние мольного соотношения и температуры на выход аддукта
Соотношение NH4OH : CH2O : H2S Температура, °С Выход основания Манниха, %
1:2:1 15 44
1:3:2 40 19
1:3:2 70 39
Эффективная однореакторная методика была разработана путем интеграции борилирования аллиловых спиртов, катализируемая пинцер-комплексом, в реакции Петасиса (бороно-Манниха) и в аллилирование альдегидов и кетонов [21]. Эти методы подходят для однореакторного синтеза а-аминокислот и гомоаллиловых спиртов из легкодоступных аллиловых спиртов, аминов, альдегидов или кетоновых субстратов. В представленных превращениях активными аллилирующими агентами являются генерируемые in situ производные аллилбороновой кислоты. Доказано, что эти переходные промежуточные соединения являются достаточно устойчивыми к кислотам, основаниям, спирту, воде и воздуху соединениями, что обеспечивает высокий уровень совместимости с условиями реакции аллилирования различных альдегидных/кетоновых и
иминовых электрофилов. Источником бороната в реакции является дибороновая кислота или гидролизованный in situ сложный эфир диборона, гарантируя, что побочным продуктом реакции будет нетоксичная борная кислота. Регио- и стереоселективность реакции превосходна, так как почти все продукты образуются в виде отдельных регио- и стереоизомеров. Описанная методика пригодна для создания четвертичных углеродных центров в разветвленных аллильных продуктах без образования соответствующих линейных аллильных изомеров. Кроме того, продукты, содержащие три стереоцентра, образовывались как отдельные продукты без образования других диастереомеров.
По реакции Манниха с диацетиленовыми спиртами, полученными из п-диэтинилбензола, был получен ряд диацетиленовых аминоспиртов, которые в дальнейшем гидрировали до соответствующих насыщенных соединений [21].
В работе [22] авторы продемонстрировали, что реакция бороно-Манниха является универсальной и эффективной реакцией диастереоселективного получения хиральных 1,2-аминоспиртов. Образующиеся при этом оснлвания Манниха являются ценными исходными материалами для синтезом биоактивных полигидроксилиро-ванных пирролизидиновхе и индолизидиновых алкалоидов. Первоначальные исследования, направленные на более сложные алкалоиды Stemona и использование реакции бороно-Манниха на циклических ионах N-ацилиминия обнадеживают, что продемонстрировано синтезом пиридо[1,2-а]азепина, являюшегося основной структурой стемокортизинола. Показано, что в случае использования L-ксилозы реакция протекает в среде растворителя этанол-вода в течение 24 ч с выходом аддукта 90%.
Хиральные а-гидроксиальдегиды (АДГ), образующиеся in situ в результате реакции АДГ винилсульфонов, вступают в реакцию бороно-Манниха с в-стиренилбороновой кислотой и первичными аминами с образованиеманти-1,2-аминоспиртов с высокой энантиомерной чистотой (83-95% ee) [23]. Этот новый метод обеспечивает гораздо более быстрый доступ к этим ценным хиральным строительным блокам, которые использовались в коротком формальном синтезе (10 стадий синтеза из 4-пентен-1-ола) (-)-свайнсонина (рис. 4).
ОН
Рис. 4. Строение алкалоида свайнсонина
В работе [24] сообщается, что измерение pKa рацемических тетраметоксирезорцин[4]аренов объясняет невозможность получения хороших выходов при попытках реакции Манниха этих субстратов в классических условиях реакции. Неудача связана с отсутствием адекватных концентраций ионов иминия, что является результатом пониженной кислотной силы тетраалкоксирезорцин[4]аренов по сравнению с исходными октагидроксирезорцин[4]аренами. Однако получение ряда оснований Манниха, синтезированных из рацемических тетраалкоксирезорцин[4]аренов, было выполнено в условиях апротонной реакции с помощью микроволнового излучения и с использованием предварительно полученных промежуточных соединений с ионами иминия. При проведении реакций с использованием хиральных бис(аминоловых) эфиров были получены смеси диастереомеров, которые можно было разделить с помощью флэш-хроматографии. Абсолютные конфигурации энантиомерно чистых производных тетрабензоксазина в ряде случаев установлены рентгеноструктурным анализом и сопоставлением данных спектроскопии ядерного магнитного резонанса. Алкилирование рацемических тетраметоксирезорцин[4]аренов осуществляли с использованием избытка 2-бром-Ы-[^)-(+)-(а-метилбензил)]ацет-амида в ацетонитриле, содержащем карбонат калия. Также сообщалось об энантиоселективных реакциях ароматических альдегидов с участием лиганда с использованием диалкилцинковых реагентов как в отсутствие, так и в присутствии терминальных алкинов.
В работе [25] энантиомерно чистые в-аминоспирты, полученные посредством органокаталитической реакции Манниха, подвергали многокомпонентной реакции Уги в классических условиях или в условиях, промотированных кислотой Льюиса, с диастереоселективностью в диапазоне от умеренной до хорошей. Этот подход представляет собой пошаговый экономичный путь к энантиомерно чистым, полифункцио-нализированным пептидомиметикам, наделенным тремя стереогенными центрами, что позволяет расширить ассортимент этих важных с биологической точки зрения соединений.
в-Нитроспирты превращали в соответствующие нитроимины в присутствии гексметилдисилазида лития (ГМДС) в одном реакторе [26]. Формальное превращение гидроксильной группы в иминогруппу протекает в последовательности ретро-нитро-альдольной реакции в-нитроспиртов и двойной нитро-реакции Манниха образующихся альдиминов и нитроалкандианионов.
В работе [27] описана реакция аминометилирования с участием пропаргилового спирта. Показано, что в результате этой реакции образуются основания Манниха, содержащие в своем составе тройную связь.
Интерес также представляло применение фенолов в реакции аминометилирования. Так. в работах [28-35] рассмотрены реакции аминометилирования с участием фенолов и их функционально-замещенных производных. В этих работах показаны факторы, оказывающие влияние на протекание реакции аминометилирования с участием фенольных компонентов.
Таким образом, приведенный обзор результатов исследований в области применения алифатических и ароматических спиртов в реакции аминометилирования показывает, что эти соединения все чаще и чаще находят применение в качестве одной из составляющей в трехкомпонентной реакции Манниха. Несмотря на то, что в классическом варианте для трехкомпонентной реакции аминометилирования использовали карбонильные соединения (альдегиды и кетоны), интерес к применению спиртовых компонентов в этой реакции ежегодно становится все более и более актуальным. Механизм реакции Манниха, предложенный для классической реакции аминометилирования хорошо известен и достаточно освещен [36]. Поэтому весьма актуальным является разработка механизма реакции аминометилирования с участием спиртов. Очевидно, первая стадия этой реакции остается такой же, как и в случае карбонильных соединений:
1) первоначально образуется ион иминия за счет нуклеофильного присоединения амина к формальдегиду и последующей потери молекулы воды.
2) поскольку реакцию проводят в кислых условиях, спиртовое производное превращается в енольную форму, которая атакует ион иминия на положительно заряженном углероде, соседнем с азотом, с образованием, наконец, в-аминокарбонильного соединения.
В следующем разделе рассмотрено применение алициклических спиртов в реакции аминометилирования.
Сразу же следует отметить, что алициклические спирты не столь часто использовались в реакции аминометилирования и имеется весьма ограниченное количество работ [38-41], посвященных исследованиям в области применения циклических спиртов в реакции Манниха.
В этом направлении широкие исследования в области аминометилирования с участием бициклического спирта норборненинл-метанола осуществлены в работах Гаджиевой Г.Э. [42-45]. Реакция аминометилирования на основе норборненилметанола (3), формальдегида
+
1ГП1П1ШП 10П
2. Алициклические спирты
(4) и алициклических аминов (11-13) протекала по следующей схеме, представленной на рис. 5.
^ 2
н2о
3 11-13 1 24-26 15
где X = Ш2 (11, 24); O (12, 25); Ш2-Ш2 (13, 26).
Рис. 5. Реакция аминометилирования с участием норборненилметанола
Параметры реакции варьировали в следующих пределах: температура - 78-80 °С продолжительность - 4-5 ч.
мольное соотношение исходных реагентов - 1:2:1 выход продуктов реакции - 45-50 %
Синтезированные аддукты представляют собой жидкости с характерным запахом, нерастворимые в воде, хорошо растворимые в органических растворителях (этанол, ацетон, бензол, ССк, ОИОв и др.).
Аминофеноксипроизводные норборненового ряда были синтезированы реакцией аминометилирвоания с участием бензальдегида, алифатических аминов и норборненилметанола в тех же вышеприведенных условиях.
В наших исследованиях [46-50] в реакции аминометилирования на основе алициклических спиртов были использованы циклогексанол и ментол. Определены физико-химические показатели синтезированных оснований Манниха с ментиловым и циклогексиловым фрагментами. Найдены области применения синтезированных оснований Манниха.
Определены физико-химические данные полученных продуктов. Установлено, что полученные ментолсодержащие основания Манниха являются оптически активными и имеют отрицательный знак (-) угла вращения. Состав и структуре полученных соединений (УП-Х) подтверждены с помощью данных элементного анализа, ИК, 1Н и 13С ЯМР спектроскопии.
Заключение
Таким образом, представленный обзор результатов исследований в области применения спиртов в качестве компонента в реакции аминометилирования показывает, что исследований в этой области разработаны в достаточно неодинаковой степени. Если количество работ по применению алифатических и ароматических спиртов находится в допустимом количестве, то исследований с цикланолами требуют
проведения всестороннего изучения. Поиск новых областей применения и возможность использования циклических спиртов в реакции Манниха создают хорошие предпосылки для проведения систематических исследований в этой области.
Список литературы
1. Hai C., Roisnel T., Gree R. Tandem Isomerization-Mannich Reactions from Allylic Alcohols and their Use for the Preparation of Four Diastereoisomers of 1-Amino-2-Methyl-1- Phenyloctan-3-ol // Letters in Organic Chemistry. 2009. V. 6. № 6. p. 507-510.
2. Cobalt-Catalyzed a-Methoxymethylation and Aminomethylation of Ketones with Methanol as a C1 Source / Yang J., Shuwen C., Hongyan Z. [et al.] // Org. Lett. 2018. V. 20. № 21. p. 6774-6779.
3. Continuous Flow Enantioselective Three-Component anti-Mannich Reactions Catalyzed by a Polymer-Supported Threonine Derivative / Ayats C., Henseler A., Dibello E. [et al.] // ACS Catalysis. 2014. V. 4. № 9. p 3027-3033.
4. Competitive ways for three-component cyclization of polyfluoroalkyl-3-oxo esters, methyl ketones and amino alcohols / Saloutin V., Garyaeva M., Kushch S. [et al.] // Pure and Aplied Chemistry. 2019. V. 92. № 8. p. 612-624.
5. Olyael A., Sadeohpour M., Khala M. Mannich bases derived from lawsone and their metal complexes: synthetic strategies and biological properties // RSC Advances. 2020. V. 10. № 51. p. 30265-20281.
6. Szatmari I., Filop F. Syntheses, transformations and applications of aminonaphthol derivatives prepared via modified Mannich reactions // Tetrahedron. 2011. V. 69. p. 1255-1278.
7. Kavouuris J., Wambua V.M., Demerzhan R., Moquist P. Chiral Amino Alcohols via Catalytic Enantioselective Petasis Borono-Mannich Reactions // Chem. Rxiv. 2020. №1. p. 918-922.
8. Rawlings A., Diorazio L., Wills M. C-N Bond Formation between Alcohols and Amines Using an Iron Cyclopentadienone Catalyst // Org. Lett. 2015. V. 17. № 5. p. 1086-1089.
9. Skeletal Diversity in Catalytic Synthesis of (1,3-Oxazacycloalk-3-ylmethyl)-Substituted Pyrroles / Akhmetova V.R., Bikbulatova E.M., Kunakova R.V. [et al.] // Russian Journal of General Chemistry. 2019. V. 89. p. 17601764.
10. Thanaphat T., Pyne S.G. Regioselective and Diastereoselective Borono-Mannich Reactions with Pinacol Allenylboronate // Org. Lett. 2015. V. 17. № 4. p. 778-781.
11. Chiral Amino Alcohols via Catalytic Enantioselective Petasis Borono-Mannich Reactions / Kavouuris J., Wambua V.M., Demerzhan R. [et al.] // Chem. Rxiv. 2020. № 1. p. 918-922.
12. Roman G. Mannich bases in medicinal chemistry and drug design // Eur. J. Med. Chem. 2015. V. 89. № 1. p. 743-816.
13. Manganese-Catalyzed Aminomethylation of Aromatic Compounds with Methanol as a Sustainable C1 Building / Mastalir M., Pitternauer E., Allmaier G. [et al.] // J. Amer. Chem. Soc. 2017. V. 139. № 26. p. 8812-8815.
14. a-Quaternary Mannich Bases through Copper-Catalyzed Amination-Induced 1,2-Rearrangement of Allylic Alcohols / Weng Z-W., Sun J-G., Ping L. [et al.] // Chemistry. A Europian Journal. 2017. V. 23. № 41. p. 9752-9755.
15. Tandem aziridination/rearrangement reaction of allylic alcohols: an efficient approach to 2-quaternary Mannich bases / Zhang E., Yong O-T., Fan C-A. [et al.] // Org. Lett. 2008. V. 21. № 10. p. 4943-4946.
16. Ultrasound-assisted regioselective synthesis of aminomethylated daidzein derivatives via Mannich reaction / Yuan J-W., Liang R-Y., Peng W-M. [et al.] // Zeitschift fur Naturforschung B. 2019. V. 70. № 10. p. 727-734.
17. Bondarenko S.P., Ishchenko V.N., Frasinyuk M.S. Chemoselective aminomethylation of harmol // Chemistry of Heterocyclic Compounds. 2018. V. 54. p. 1061-1064.
18. Asymmetric Counter-Anion-Directed Aminomethylation: Synthesis of Chiral ß-Amino Acids via Trapping of an Enol Intermediate / Kang Z., Wang Y., Zhang D. [et al.] // J. Amer. Chem. Soc. 2019. V. 141. № 4. p. 1473-1478.
19.Trost B.M., Terrell L.R. A Direct Catalytic Asymmetric Mannichtype Reaction to syn-Amino Alcohols // J. Amer. Chem. Soc. 2003. V. 125. № 2. p. 338-339.
20. Mannich Reactions with Amino Alcohols / Schmidt C., Straub T., Falabu D. [et al.] // European Journal of Organic Chemistry. 2000. V. 23. p. 3937-3944.
21. Thiomethylation of amino alcohols using formaldehyde and hydrogen sulfide /Akhmetova V.R., Nadyrgulova G.R., Tyumkina T.V. [et al.] // Russian Journal of Organic Chemistry. 2007. V. 43. p. 918-925.
22. Selander N., Kipke A., Szabo K. Petasis Borono-Mannich Reaction and Allylation of Carbonyl Compounds via Transient Allyl Boronates Generated by Palladium-Catalyzed Substitution of Allyl Alcohols. An Efficient One-Pot Route to Stereodefined a-Amino Acids and Homoallyl Alcohols // J. Amer. Chem. Soc. 2007. V. 129. № 44. p. 13723-13731.
23. Kotlyarevskii I.L., Andrievskaya E.K., Fisher L.B. Mannich bases derived from ^-diethynylbenzene // Bulletin of the Academy of Sciences of the USSR. Division of chemical science. 1967. V. 16. p. 373-377.
24. Exploiting the borono-Mannich reaction in bioactive alkaloid synthesis / Pyne S.G., Christopher W.G., Davis A. // Pure Applied Chemistry. 2008. V. 80. № 4. p. 751-762.
25. Au C.W.G., Pune S.G. Asymmetric Synthesis of a«ti-1,2-Amino Alcohols via the Borono-Mannich Reaction: A Formal Synthesis of (-)-Swainsonine // J. Org. Chem. 2008. V. 71. № 18. p. 7097-7099.
26. Diastereoselective Ugi reaction of chiral 1,3-aminoalcohols derived from an organocatalytic Mannich reaction / Caputo S., Basso A., Moni L. // Beilstein Journal of Organic Chemistry. 2016. V. 12. № 1. p. 139-143.
27. Transformation of ß-Nitro Alcohols to the Corresponding Nitro Imines with Lithium Hexamethyldisilazide (LHMDS) via Sequential Retro Nitro-Aldol-Nitro-Mannich Reaction / Tanaka S., Kochi K., Mukawa J. [et al.] // Synthetic Communication. 2009. V. 39. № 5. p. 868-874.
28. Salvador R., Simon D. A study of the mannich reaction with propargyl alcohol // Canadian Journal of Chemistry. 2011. V. 44. № 21. p. 2570-2575.
29. Lubben M., Feringa B. A New Method for the Synthesis of Nonsymmetric Dinucleating Ligands by Aminomethylation of Phenols and Salicylaldehydes // J. Org .Chem. 1994. V. 59. p. 2227-2233.
30. Sharghi H., Khalifeh R. Reaction on a solid surface — A simple, economical, and efficient Mannich reaction of azacrown ethers over graphite // Canadian Journal of Chemistry. 2011. V. 86. № 5. p. 426-434.
31. Regioselective Mannich reaction of phenolic compounds and its application to the synthesis of new chitosan derivatives / Omura Y., Taruno Y., Yasuhiro I. [et al.] // Tetrahedron Letters. 2001. V. 42. № 41. p. 7273-7275.
32. Conguin M., Patureau F. Cu-Catalyzed Cross-Dehydrogenative ortho-Aminomethylation of Phenols // Angewandte Chemie International Edition. 2018. V. 57. № 36. p. 11807-11811.
33. A novel one pot, solvent-free Mannich synthesis of methylpiperidinyl phenols, methylphenylmorpholinyl phenols and methylthiophenylmorpholinyl phenols using infrared light irradiation / Velazquez A., Torres L., Diaz G. [et al.] // ARKIVOC. 2006. № 2. p. 150-161.
34. Bernarders A., Perez C., Peries P. Study of Reactions of Two Mannich Bases Derived of 4'-Hydroxychalcones with Glutathione by RP-TLC, RP-HPLC and RP-HPLC-ESI-MS // J. Braz. Chem. Soc. 2017. V. 28. № 6. p. 346-352.
35. Rondot C., Jieping Z. Synthesis of Chiral Vicinal Diamines by Highly Diastereoselective Three-Component Phenolic Mannich Reaction: Temperature-Dependent Stereodivergency // Org. Lett. 2005. V. 7. № 8. p. 1641-1644.
36. Bronsted acid catalysed chemo- and ortho-selective aminomethylation of phenol / Tang Z., Dongdong L., Yidi Y. [et al.] // Organic and Biomolecular Chemistry. 2021. V. 19. № 26. p. 577-5781.
37. Synthesis, Characterization and Application of Mannich Base / Bhardwaj R., Parihar P., Yadav K. [et al.] // Galore International Journal of Applied Sciences and Humanities. 2018. V. 2. № 2. p. 19-24.
38. Pat. 2663484C1. RU. 2017. Способ получения 6a-метилгидрокортизона или его эфиров из 21-ацетата гидрокортизона / Савинова Т.С., Казанцев А.В., Лукашев Н.В.
39. Pat. 2663483C1. RU. 2017. Способ получения 6-(п-метил-п-фенил)аминометил-гидрокортизона или его эфиров из 21-ацетата гидрокортизона / Савинова Т.С., Казанцев А.В., Лукашев Н.В.
40. Synthesis and examination of antimicrobial properties of aminomethylated derivatives C6-C7 of alicyclic diols / Alimardanov Kh.M., Sadyqov O.A., Suleimanova E.T. [et al.] // Russian Journal of Applied Chemistry. 2009. V. 82. p. 1255-1262.
41. Enantioselective three-component aminomethylation of a-diazo ketones with alcohols and 1,3,5-triazines / Jiuwei C., Niu L., Shikun J. [et al.] // Natural Communications. 2020. V. 11. N o 1. p. 1511-1527.
42. Hajiyeva G.E. Synthesis of Mannich bases based on norbornenylmethanol, cyclic amines and benzaldehyde and their antimicrobial activity // ACJ. 2019. № 3. p. 68-74.
43. Гаджиева Г.Э. Аминометоксипроизводные норборненил-метанола как ингибиторы биокоррозии // Практика противокоррозионной защиты. 2020. Т. 25. № 1. с. 31-38.
44. Гаджиева Г.Э. Биологически активные производные норборнена: синтез бицикло(2.2.1)-гепт-5-ен-содержщих оснований Манниха // Химия в интересах устойчивого развития. 2021. № 4. с. 201221.
45. Гаджиева Г.Э. Ионные жидкости в реакциях аминометилирования // Процессы нефтехимии и нефтепереработки. 2020. № 4. с. 234-241.
46. Synthesis and properties of chiral dialkylaminometoxy derivatives of /-(-)-menthol / Ismayilova S.V., Mammadbayli E.H., Gurbanov A.I. [et al.] // PPOR. 2019. V. 20. №2. p. 168-176.
47. Синтез и исследование антимикробных свойств хиральных аминометоксипроизводных /-(-)-ментола на основе вторичных аминов Исмайлова С.В., Мамедбейли Э.Г., Кочетков К.А. [и др.] // ЖОрХ. 2019. Т. 55. № 11. с. 1695-1702.
48. Исмайлова С.В. Синтез и сравнительное изучение биологической активности аминометоксипроизводных dl- и /-ментола // Нефтепереработка и нефтехимии. 2019. № 11. с. 24-30.
49. Ismayilova S.V. Aminomethoxy derivatives of cyclohexanol as biocorrosion inhibitors // Azerbaijan Journal of Chemical News. 2022. ASOIU. V. 4. №.1. p. 54-59.
50. Исмайылова С.В. Синтез и применение ментолсодержащих ионных жидкостей // Вестник Башкирского Государственного Педагогического Университета им. М. Акмуллы. 2022. №1 (62). с. 98-103.
Самира Вагиф гызы Исмаилова, науч. сотр. лаборатории «Исследование антимикробных свойств и биоповреждений» ismayilova s chaimail.ru , Азербайджан, г. Баку, Институт Нефтехимических процессов Министерства науки и образования Азербайджана,
Гюльсум Энвер гызы Гаджиева, канд. хим. наук, внеш. науч. сотр. лаборатории «Исследование антимикробных свойств и биоповреждений» gulsum. mete@,mail. ru , Азербайджан, г. Баку, Институт нефтехимических процессов Министерства науки и образования Азербайджана
AMINOMETHYLATION REACTIONS INVOLVING ALCOHOL COMPONENTS
S.V. Ismayilova, G.E. Hajiyeva
In the presented article, an analysis of scientific research in the field of a three-component aminomethylation reaction, in which alcohols are one of the reaction components, is carried out. The paper shows studies carried out mainly in recent decades with the participation of aliphatic, aromatic alcohols (phenols), as well as alicyclic alcohols. The effect of various reaction parameters on the yield of synthesized Mannich bases is shown. The main areas of application of the obtained adducts are noted. In addition, the paper presents the results of the author's own research. In particular, the results of studies of the aminomethyla-tion reaction involving alicyclic alcohols, in particular menthol and cyclohexanol, are shown. The effect of various reaction parameters, in particular, temperature, molar ratio of the initial reagents, and the amount of catalyst used, on the yield of cyclohexyl- and menthylaminometh-oxy derivatives has been studied. It has been established that the three-component Mannich reaction involving formaldehyde, various amines, and cyclohexanol (as well as menthol) proceeds under mild conditions with good yields of the formed Mannich bases containing fragments of alicyclic alcohols. The main fields of application of the obtained Mannich bases -cyclohexyl- and menthyl-aminomethoxy- and aminophenoxy derivatives - are shown. The presence of high biological activity for the synthesized compounds is noted. In particular, there is a high antimicrobial and antifungal activity of the obtained compounds against various pathogenic microorganisms, in particular, Staphylococcus aureus (gram-positive bacteria), Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa (gram-negative bacteria), as well as yeast-like fungi of the genus Candida.
Key words: aminomethylation reaction, Mannich bases, menthol, cyclohexanol, ali-cyclic alcohols
Samira Vagif Ismayilova, researcher of laboratory "Research of antimicrobial properties and biodamages", ismayilova_s_ch@mail.ru, Azerbaijan, Baku, Institute of Petrochemical Processes,
Gulsum Enver Hajiyeva, candidate of chemical sciences, leading researcher of laboratory "Research of antimicrobial properties and biodamages", gulsum.mete@,mail.ru , Azerbaijan, Baku, Institute of Petrochemical Processes
