CC BY
24
УДК 547.02;547.787
М. Ф. Писцов, М. Р. Гарифулин, А. Д. Насретдинова, Ф. И. Гусейнов, О. М. Лаврова
РЕАКЦИИ а-ХЛОРОКСИРАНОВ С АЗИДОМ НАТРИЯ В СИНТЕЗЕ
ФУНКЦИОНАЛЬНОЗАМЕЩЁННЫХ 5-ФОРМИЛ ОКСАЗОЛОВ
Ключевые слова: хлороксиран, 5-формил оксазолы, азид натрия.
Установлено, что взаимодействие хлороксиранов с азидом натрия протекает в среде ДМФА при комнатной температуре, с образованием с высокими выходами функциональнозамещённых оксазолов. Последние при гидролизе в кислой среде в ацетонитриле превращаются с выходами 70-75% в 2-ароил-5-формилоксазолы.
Keywords: chloroxiran 5-formyl oxazoles, sodium azide.
It was established that interreacting of chloroxiranes with sodium azide proceeds in DMF at room temperature, to give functionalized oxazoles with high yields. The oxazoles transformed to 2-aroyl-5-formyloxazoles by acidic medium in acetonitrile. The yields were 70-75 %.
Ранее нами показано, что а-хлороксираны (1) являются перспективными полицентровыми электрофильными субстратами, в реакциях с О, 8, Р, N - содержащими нуклеофильными реагентами. Конденсацией электрофилов (1) тиомочевинной, гидразинами, о-фенилендиамином, аминоперидином 2-меркапто-пиридином нами получены пяти и шести-членные гетероциклические карбальдегиды и их производные [1-6].
Известно, что взаимодействие а-галоген карбонильных соединений с азидом натрия протекает с образованием различных гетероциклических систем -оксазолов, имидазолов, пиразинов [6-10]. На первой стадии, в результате нуклеофильного замещения образуются органические азиды, которые легко превращаются в имины. Последние, в зависимости от условий реакции и природы функциональных групп, могут превращаться в гетероциклические соединения, которые входят в состав природных биологически активных веществ. С целью исследования направления реакций и получения гетероциклических карбаль-дегидов, нами изучено взаимодействие а-хлороксиранов с азидом натрия.
Хлороксираны (1) реагирует с азидом натрия в среде ДМФА при комнатной температуре в течение двух часов, в результате чего получаются с высокими выходами оксазолы (4). По-видимому, на первой стадии в результате нуклеофильного замещения образующийся а-азидокетон (2) отщепляя молекулу азота превращается в а-иминокетон (3). а-Иминокетоны, как свидетельствуют литературные данные [7], вступают в реакции с карбонильными соединениями, в данном случае является вторая молекула иминокетона (3) реагирует с а-азидокетоном (2) и превращается в функционально замещённые оксазолы (4) (Схема 1).
Структура (4) доказана с помощью ИК и ЯМР 1Н, 13С, спектроскопией, рентгеноструктурным анализом соединения (4а) рис. 1, состав подтверждён элементным анализом.
С целью получения гетероциклических альдегидов проведён гидролиз 2,5-дигидро оксазола (4) раствором соляной кислоты в водном ацетонитриле, данный процесс оказался сложнее, чем предполагалась ранее, он протекает с разрывом С-С связи, в ре-
зультате которого с выходами 70-75% получаются 5-формил-2-ароилоксазолы (5) (Схема 2.).
1 Структура (5) доказана с помощью ИК и ЯМР Н, С, масс спектроскопией, состав подтверждён элементным анализом.
Схема 1
H O
ArX°CH(OEt)2 NaN3; DMF> Cl
1 a,b
Ar
NH
CH(OEt)2
Ar
O 2 a,b
CH(OEt)2
O
3 a,b
2 a,b
Ar
HN
Ar'
, NA/CH(OEt)2
h-h^H CH(OEt)2
4 a,b
Ar=Ph(a); Ar=p-Cl-Ph(b)
Рис. 1 - Рентгеноструктурный анализ соединения (4а)
Соединение (4а) рис. 1 кристаллизуется в пространственной группе Р21/е с одной независимой молекулой в элементарной ячейке. Конфор-мация гетероцикла - О-конверт, этоксильные заместители находятся в зигзагообразной конформа-ции. Фенильный заместитель при атоме углерода
N
3
2
2
С4угол С5С4С29С34типа лежит близко к плоскости ге-тероцикла, торсионный -21.4(3)°. За счет межмолекулярных взаимодействий С-И...М- и С-Н...О- образуется двумерная слоевая структура.
Схема 2
HCl; H2O 4 a,b ->► o
MeCN O
Ar
N \
O
CHO
Ar
5 a,b
Ar=Ph(a); Ar=p-Cl-Ph(b)
Оксазольный цикл входит в состав многих природных продуктов, таких как каликулин, форбок-сазол, хеноксазол, бенгазол, и многих других, которые обладают широким спектром биологической активности (противомикробной, противогрибковой, антираковой) [6-10], что стимулирует развитие химии оксазолов. Полученные нами 2-ароил-5-формилоксазолы представляют интерес как один из ключевых реагентов в синтезе оксазолсодержащих биологически активных соединений.
Экспериментальная часть
Растворители и реагенты очищали по известным методикам. Чистоту веществ контролировали методом ЯМР1Н спектроскопии и ТСХ на пластинках «ALUGRAM SIL G/UV254» проявку осуществляли парами йода и ультрафиолетом с длинами волн 254 и 365 нм. Спектры ЯМР 1Н и 13С зарегистрированы на спектрометре Bruker AM(300 МГц) в ДМСО^6 относительно остаточных сигналов растворителя (2,50 м.д. для ядер 1Н, 39,5 м.д. для ядер 13С).
Получение 2,5-бис(диэтоксиэтил)-2-(имино (фенил)метил)-4-фенил-2,5-дигидрооксазол-5-ола
При перемешивании на магнитной мешалке к суспензии 0.152 г азида натрия в 10 мл ДМФА прибавляли по каплям раствор 0.5 г(1.95 ммоль) хлорок-сирана(1а) в 10 мл ДМФА в течении 30 минут, после окончания прикапывания дают выдержку 2 ч. По окончанию выдержки реакционную массу фильтруют, растворитель удаляют в вакууме, остаток перекри-сталлизовывают из гексана или эфира. Выход 0.39 г (84%) белые кристаллы. Т. пл. 115-117°С (гексан). ЯМР1Н (D6-DMSO) 5 м.д.: 1.10-1.49 (м, 12Н); 3.32-4.04(м, 8Н); 4.98(с, 1Н); 5.09(с, 1Н); 7.01-7.60(м, 6Н); 8.01-8.55(м, 4Н), 10.48(с, 1Н). ЯМР1Н (D6-DMSO) 5 м.д.: 14.77; 14.92; 63.60; 64.70; 64.79; 102.24; 103.68; 110.09; 127.23; 127.97; 129.00; 129.17; 129.32; 130.86; 131.00. Найдено, %: Cl N 5.90. C23H34N2O6. Вычислено, %: N 5.95.
2,5-бис(диэтоксиэтил)-2-(имино (4-
хлорфенил)метил)-4-фенил-2,5-дигидрооксазол-5-ола
При перемешивании на магнитной мешалке к суспензии 0.111 г азида натрия в 10 мл ДМФА прибавляли по каплям раствор 0.5 г(1.72 ммоль) хлорок-сирана(1Ь) в 10 мл ДМФА в течении 30 минут, после окончания прикапывания дают выдержку 2 ч. По
окончанию выдержки реакционную массу фильтруют, растворитель удаляют в вакууме, остаток перекристаллизовывают из гексана или эфира. Выход 0.38 г (82%) белые кристаллы. Т. пл. 95-98 °С (гексан). ЯМР1Н (D6-DMSO) 5 м.д.: 1.10-1.49 (м, 12Н); 3.32-4.04(м, 8Н); 4.98(с, 1Н); 5.09(с, 1Н); 7.01-7.60(м, 6Н); 8.01-8.55(м, 4Н), 10.48(с, 1Н). ЯМР1Н (D6-DMSO) 5 м.д.: 14.75; 14.93; 63.62; 64.72; 64.81; 102.28; 103.71; 110.12; 127.25; 127.99; 129.03; 129.19; 129.35; 130.89; 131.03. Найдено, %: Cl 13.14; N 5.05. C23H32Cl2N2O6. Вычислено, %:Cl 13.15; N 5.00.
2-бензоил-4-фенил-оксазол-5-карбальдегида
При перемешивании на магнитной мешалке к 0.1 г (0.21 ммоль) оксазола (4а) растворённого в 10 мл ацетонитрила прибавляют 1 мл соляной кислоты, РМ нагревают до 40°С и дают выдержку 2 ч. По окончанию выдержки растворитель удаляют в вакууме, к остатку добавляют 5 мл воды, и экстрагируют 3*5мл хлороформа, органические слои объединяют, сушат сульфатом магния, фильтруют, фильтрат упаривают, остаток пере-кристаллизовывают из ацетонитрила. Выход 0.042 г (71%) белые кристаллы. Т. пл. 103-104°С (ацето-нитрил). ЯМР1Н (D6-DMSO) 5 м.д.: 7.56-7.79(м, 6Н); 8.15-8.25(м, 2Н); 8.45-8.60(м, 2Н); 10.21(с, 1Н). ЯМР1Н (D6-DMSO) 5 м.д.: 128.91; 129.01; 129.11; 134.86; 144.67; 148.53; 157.44; 178.45;
178.83. Найдено, %: N 5.00. C17H11NO3. Вычислено, %: N 5.05.
2-бензоил-4-(4-хлорфенил-оксазол)-5-карбальдегида
При перемешивании на магнитной мешалке к 0.1 г (0.18 ммоль) оксазола(4Ь) растворённого в 10 мл ацетонитрила прибавляют 1 мл соляной кислоты, РМ нагревают до 40°С и дают выдержку 2 ч. По окончанию выдержки растворитель удаляют в вакууме, к остатку добавляют 5 мл воды, и экстрагируют 3*5мл хлороформа, органические слои объединяют, сушат сульфатом магния, фильтруют, фильтрат упаривают, остаток пере-кристаллизовывают из ацетонитрила. Выход 0.061 г (75%) белые кристаллы. Т. пл. 115-118°С (ацето-нитрил). ЯМР1Н (D6-DMSO) 5 м.д.: 7.52-7.75(м, 4Н); 8.08-8.17(м, 2Н); 8.36-8.55(м, 2Н); 10.17(с, 1Н). ЯМР1Н (D6-DMSO) 5 м.д.: 128.81; 129.03; 129.12; 134.88; 144.65; 148.42; 157.46; 178.47;
178.84. Найдено, %: Cl 20.50; N 4.00. C17H9Cl2NO3. Вычислено, %:Cl 20.48; N 4.05.
Литература
1 Ф.И. Гусейнов, М.Ф. Писцов, О.М. Лаврова, Р.Н. Бу-рангулова, М.Р. Гарифулин. Вестник Казанского технологического университета. 15, 14, 35-36 (2012).
2 О.М. Лаврова, М.Ф. Писцов, Р.Ж. Валиуллина, Ф.И. Гусейнов, Р.Н. Бурангулова. Вестник Казанского технологического университета.11, 14, 108-110 (2011).
3 F. I. Guseinov, R. N. Burangulova, E. F. Mukhametzynova, B. P. Strunin, O. G. Sinyashin, I. A. Litvinov, A. T. Gubaidullin. Chem. Heterocycl. Comp., 42, 7, 943-947 (2006)
4 Ф.И. Гусейнов, Н.А. Юдина, ХГС, 34, 15 (1998)
5 F. I. Guseinov, N.A. Yudina, in 36-th IUPAC Congress, Book of Abstr., Geneva, 1997, p. 476
6 Ф.И. Гусейнов, Н.А. Юдина конф. Химия и применение фосфор-, сера- и кремний-органических соединений. Пе-тербуржские встречи-98, Тез. докл., Санкт-Петербург, 1998, с. 82
7 James A.; Balskus, Emily P.; Horan, Richard A. J.; Langner, Martin; Ley, Steven V, Chemistry - A European Journal, 13,19, 5515-5538 (2007).
8 Enriquez-Garcia, Alvaro and Ley, Steven V. Collection of Czechoslovak Chemical Communications, 74, 6, 887-900 (2009).
9 Srivari Chandrasekhar and Ambadi Sudhakar Org. Lett., 12, 2, 236-238 (2010).
10 Juan de M. Munoz, Jesús Alcázar, Antonio de la Hoz, and Angel Díaz-Ortiz Eur. J. Org. Chem, 260-263 (2012).
© М. Ф. Писцов - асс. каф. органической химии КНИТУ, [email protected]; М. Р. Гарифулин - студент гр. 1101-52 КНИТУ, [email protected]; А. Д. Насретдинова - студент гр. 511-21 КНИТУ, [email protected]; Ф. И. Гусейнов - д.х.н., проф., вед. науч. сотр. каф. органической химии КНИТУ, [email protected]; О. М. Лаврова - к.х.н., доцент каф. органической химии КНИТУ, [email protected];
© M. F. Pistsov - assistent of the Department of Organic Chemistry KNRTU, [email protected]; M. R. Garifulin - student, group 1101-52 KNRTU, [email protected]; A. D. Nasretdinova - student, group 511-21 KNRTU, [email protected]; F. I Guseinov - D.Sc., Prof. leading researcher of the Department of Organic Chemistry KNRTU, [email protected]; O. M. Lavrova - Ph.D., assistant professor Department of organic chemistry KNRTU, [email protected].
