CC BY
12РАЗДЕЛ 4. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
УДК 547.77
СЕЛЕКТИВНОЕ ВВЕДЕНИЕ ОДНОЙ АЦИЛЬНОЙ ГРУППЫ В МОЛЕКУЛУ 2,6,8,12-ТЕТРААЦЕТИЛ-2,4,6,8,10,12-ГЕКСААЗАТЕТРАЦИКЛО[5,5,0,03'11,05'9]ДОДЕКАНА
Д.А. Кулагина, С.В. Сысолятин, А.В. Шевченко
Получены не описанные ранее 2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,0
производные 05,9]додекана.
моноацильные
3,11 п5,9-
2,6,8,12-тетраацетил-
Ключевые слова: 2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,0311,059] додекан, моноацилирование.
Каркасные гетероциклические амины обладают широким разнообразием свойств. Ранее в процессе изучения реакции ацили-рования 2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8, 10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,0,11,05,9]додекана (1) были получены различные производные с замещением обоих аминогрупп при помощи хло-рангидридов органических кислот [1, 2].
При детальном рассмотрении прохождения реакции ацилирования 2,6,8,12-тетраа цетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло [5,5,0,0311,059]додекана было установлено, что в основном происходит замещение двух аминогрупп одновременно. В очень редких случаях замещение проходит последовательно и тогда возможно выделить монозамещенный продукт ацилирования. В литературе описано получение 2,4,6,8,12-пентаацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетра-цикло[5,5Д03,11,059]додекана, где в качестве ацилирующего агента выступал уксусный ангидрид [3, 4].Также описано получение моно- и диацильных производных на основе 4,10-дибензил-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,0311,059] додекана [5].
Нами разработан метод селективного введения одной ацильной группы в молекулу 2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексааза-тетрацикло[5,5,0,03,11,059]додекана под действием хлорангидридов, использование других ацилирующих агентов не приводит к замещению аминогруппы, также как и в случае введения двух ацильных группировок.
Использование хлорангидридов кислот в качестве ацилирующих агентов наиболее удобный и дешевый метод, недостатком ко-
торого является только то, что хлорангидри-ды следует готовить непосредственно перед применением. Хлорангидриды получали воздействием кипящего хлористого тионила на соответствующую кислоту. В некоторых случаях использовались каталитические количества ДМФА. Качество полученных хлорангидридов оценивали по температуре плавления.
O
X -
R OH
SOCL
O
х
R Cl
O
R=
Монозамещенные соединения существенно расширяют номенклатуру 4,10-замещенных производных 2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5, 0,03, 1,05,9]додекана. В настоящее время ведутся исследования возможности присоединения ацильных заместителей в положение 10 в молекулах 4-замещенных производных 2,6,8,12-тетраа цетил-2,4,6,8,10, 12-гексаазатетрацикло[5,5Д03,11,059]додекана. В случае получения положительных результатов такого исследования возможно будет присоединять к каркасным аминам по 2 различных фармакофорных группировки, имеющих либо различный спектр действия, либо усиливающих действие друг друга.
3
СЕЛЕКТИВНОЕ ВВЕДЕНИЕ ОДНОЙ АЦИЛЬНОЙ ГРУППЫ В МОЛЕКУЛУ 2,6,8,12-ТЕТРААЦЕТИЛ-2,4,6,8,10,12-ГЕКСААЗАТЕТРАЦИКЛО[5,5,0,03'11,05'9]ДОДЕКАНА
Ас
О
ИМ
+
Ас Ас |
М
С1
.ей.
М
| Ас Ас
1
СН3 _
N02
Ас
2 а-т
Методика получения моноацильных производных (2 а-т) состоит в том, что: к раствору 0,01 моль 2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазаизовюрцитана в 50 мл ацетонитрила (раствор должен быть полностью прозрачным) добавляют 0,025 моль соответствующего хло-рангидрида. Суспензию кипятят с обратным холодильником до тех пор, пока по тонкослойной хроматографии обнаруживается наличие исходного вещества. Полученный осадок отфильтровывают, промывают несколько раз ацетонитрилом и высушивают на воздухе. При необходимости повторяют промывку горячим
ацетонитрилом, при обнаружении в продукте следовых количеств исходного тетраацетила возможно кипячение продукта в воде, а затем отфильтрованный продукт вновь промывают ацетонитрилом.
Получение моноацильных производных подтверждается ИК- и ЯМР-спектроскопией. Базовый ИК-спектр с сигналом незамещенной аминогруппы в области 3320-3180 см-1. на примере 4-(3-нитробензоил)-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазаизовюрцитана представлен на рисунке 1. ЯМР спектроскопия полученных соединений описана в таблице 1.
Рисунок 1 - ИК-спектр моноацильного производного на примере 4-(3-нитробензоил)-2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазаизовюрцитана
Д.А. КУЛАГИНА, С.В. СЫСОЛЯТИН, А.В. ШЕВЧЕНКО
Таблица 1 - ЯМР-спектроскопия моно-ацильных производных 2,4,6,8,10,12-гексааза-тетрацикло[5,5,0,03,11,059]додекана
Соединение 2а
Я М р 1.91-2.01 (м, 12H, ОИз), 3.80 (с, 6Н, ОН3), 5,48 (уш. д, К ЫН), 6.19 (д, 2Н, ОН), 6.47 (с, 2Н, ОН), 6.74 (д, 2Н, ОН), 7.83 (м, 4Н, ар),
ЯМР 13С 21.14, 21.32, 22.48, 22.76, 56.27, 63.76, 65.29, 66.60, 69.13, 69.75, 70.87, 112.46, 117.66, 121,44, 133.96, 139.40, 167.16, 167.68, 169.35
Соединение 2Ь
Я М р пТ 1.92-2.03 (м, 12Н, ОН3), 3.87 (с, 6Н, ОН3), 5.35 (уш. д, К ЫН), 6,51-6.98 (м, 6Н, ОН), 7.07 (с, 2^ С^, 7.18-7.28 (м, 2Н, ар), 7.45-7.55 (м, 2Н, ар)
ЯМР 13С 21.41, 22.52, 55.49, 64.35, 64.85, 66.33, 69.92, 72.15, 74.25, 113.36, 114.10, 116.21, 117.69, 130.36, 136.47, 144.67, 160.07, 165.72, 167.85, 168.02
Соединение 2с
Я М р пТ 1.92-2.03 (м, 12Н, ОН3), 3.73 (с, 3К С^), 5.52 (уш. с, К ЫН), 6.30 (д, 2Н, ОН), 6.89 (д, 4Н, ОН), 7.46 (с, Н, С^, 7,50 (с, Н, СИ), 7.57 (д, 4Н, ар)
ЯМР 13С 21.16, 21.40, 22.42, 22.75, 55.82, 63.77, 65.22, 66.19, 66.53, 67.69, 68.08, 114.98, 116.98, 127.29, 130.43, 144,19, 161.39, 167.20, 167.71, 168.27
Соединение 2d
Я М р пТ 1.96-2.04 (м, 12Н, ОН3), 5.33 (уш. с, К ЫН), 6.55 (д, 2Н, ОН), 6.58 (д, 2Н, ОН), 7.09 (д, 2Н, ОН), 7.39 (с, 2Н, С^, 7.47-7.52 (м, 2Н, ар), 7.80-7.87 (м, 2^ ар)
ЯМР 13С 21.17, 21.34, 22.27, 22,47, 62.95, 64.39, 64.74, 66.32, 69.78, 72.19, 74.04, 120.50, 128.53, 130.66, 132.32, 132.81, 134.13, 139.43, 165.39, 167.89, 168.31
Соединение 2е
Я М р пТ 1.97-2.08 (м, 12Н, ОН3), 5.52 (уш. с, К ЫН), 6.24 (д, 2Н, ОН), 6.42 (д, 2Н, ОН), 6.59 (д, 2Н, ОН), 7.05 (с, 2Н, С^, 7.37-7.74 (м, 4Н, ар)
ЯМР 13С 21.17, 21.43, 22.46, 22.70, 52.53, 63.70, 65.26, 66.60, 67.73, 68.09, 68.83, 119.55, 121.68, 127.58, 130.42, 134.20 146,49, 167.21, 167.73, 167.95
Соединение
Я М р пТ 1.95-2.03 (м, 12Н, ОН3), 5.45 (уш. д, К ЫН), 6.55 (д, 2Н, ОН), 6.57-6.83 (м, 4Н, ОН), 6.98 (с, Н, СИ), 7,03 (с, Н, С^, 7.40-7.67 (м, 4Н, ар)
ЯМР 13С 21.29, 22.49, 57.30, 64.46, 64.91, 66.36, 68.20, 69.82, 74.18, 118.16, 120.61, 129.52, 130.55, 133.69, 135.16, 142,97, 165.66, 167.87, 167.91, 169.17
Соединение 2д
Я М р пТ 1.95-2.01 (м, 12Н, ОН3), 5.58 (уш. с, К ЫН), 6.34 (д, 2Н, ОН), 6.68 (д, 2Н, ОН), 6.82 (д, 2Н, СИ), 7,10 (с, 2Н, С^, 7.32-7.61 (м, 4Н, ар)
ЯМР 13С 20.27, 21.09, 55.34, 64.45, 64.61, 65.46, 67.27, 68.52, 70.08, 119.13, 120.81, 129.34, 130.37, 133.53, 134.96, 143,02, 164.69, 165.69, 167.41, 167.97
Соединение 2И
ЯМР ^ 1.98-2.05 (м, 12Н, ОН3), 5.46 (уш. д, К ЫН), 5.99 (д, 2Н, ОН), 6.71 (т, 2Н, ОН), 6.92 (с, 2Н, С^, 7,18 (т, 2Н, С^, 7.71-7.83 (м, 4Н, ар)
ЯМР 13С 21.09, 21.39, 22.43, 22.58 56.14, 66.53, 67.11, 67.49, 68.27, 68.98, 69.17, 118.22, 121.06, 128.24, 129.51, 132.91, 133.36, 141,18, 166.09, 166.48, 167.41, 167.57
Соединение 21
Я М р пТ 1.94-2.00 (м, 12Н, ОН3), 5.42 (уш. д, К ЫН), 6.37 (д, 2Н, ОН), 6.62 (д, 2Н, ОН), 6.79 (с, 2Н, СИ), 7,08 (д, 2Н, СИ), 7.65 (с, 2Н, ар), 7.78 (с, 2Н, ар)
ЯМР 13С 21.36, 21.78, 54.37, 68.32, 68.81, 69.21, 69.56, 70.03, 70.38, 119.13, 121.06, 127.98, 129.02, 133.26, 133.99, 140,89, 165.27, 165.32, 166.58
СЕЛЕКТИВНОЕ ВВЕДЕНИЕ ОДНОЙ АЦИЛЬНОЙ ГРУППЫ В MОЛЕКУЛУ 2,6,8,12-ТЕТРААЦЕТИЛ-2,4,6,8,10,12-ГЕКСААЗАТЕТРАЦИКЛО[5,5,0,0311,059]ДОДЕКАНА
Продолжение таблицы 1
Соединение 2j
Я M p 1.97-2.08 (м, 12Н, ОН3), 3.24 (с, 3Н, СН3), 5.39 (уш. д, Н, NH), 6.31 (д, 2Н, ОН), 6.89 (д, 2Н, СН), 7,24 (д, 2Н, СН), 7.79 (с, 2Н, ар), 8.00 (с, 2Н, ар)
ЯMР 13С 21.07, 21.40, 22.35, 22.68, 67.21, 67.49, 67.99, 68.46, 68.89, 69.04, 123.31, 129.43, 130,19, 165.01, 165.67, 165.79, 166.00
Соединение 2k
Я M p 1.84-1.95 (м, 12Н, ОН3), 5.44 (уш. с, Н, NH), 5.69 (с, 2Н, ОН), 6.34 (с, 2Н, ОН), 6.87 (с, 2Н, СН), 7,73 (с, Н, ар), 7.87 (с, 3Н, ар)
ЯMР 13С 20.36, 20.57, 21.73, 22.10, 64.57, 66.04, 68.33, 69.98, 72.18, 74.07, 124.71, 130.62, 134.90, 136.66, 166.95, 166.21, 166.71, 168.26
Соединение 2l
Я M p 1.94-2.09 (м, 12Н, ОН3), 5.04 (д, Н, NH), 5.54-5.63 (м, 2Н, ОН), 5.82 (с, 2Н, ОН), 6.23-6.47 (м, 2H, СН), 7,73 (с, Н, ар), 7.89 (с, Н, ар), 8,21 (с, Н, ар), 8,32 (с, Н, ар),
ЯMР 13С 21.23, 22.19, 22.47, 23.27, 64.61, 66.68, 68.24, 69.08, 71.48, 73.39, 122.80, 125.32, 130.72, 134.56, 136.12, 167.83, 168.31, 169.57
Соединение 2m
Я M p 2.11 (с, 6Н, ОН3), 2.16 (с, 6Н, ОН3), 5.25 (с, Н, NH), 6.30-6.32 (дд, 2Н, ОН), 6.43 (с, 2Н, ОН), 6.78-6.80 (дд, 2Н, СН), 7,86 (с, 2Н, ар), 8.35 (с, 2Н, ар)
ЯMР 13С 20.01, 20.25, 21.25, 21.47, 62.60, 64.32, 68.17, 69.74, 71.82, 73.53, 123.29, 128.33, 130.04, 137.86, 137,83 168.26, 170.01
ВЫВОДЫ
Получены не описанные ранее моно-ацильные производные 2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло [5,5,0,03,11, 05,9]додекана. Показана возможность селективного введения одной ацильной группировки в указанную молекулу.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кулагина, Д. А. Ацилирование 2,6,8,12-тетраацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,
0.0 ,11,0 ,9]додекана никотиновыми кислотами / Д. А. Кулагина, В. В. Mалыхин, С. В. Сысолятин // Пол-зуновский вестник. - 2015. - № 4, Т. 1. - С. 119-122.
2. Kulagina, D. A. Acylation of 2,6,8,12-tetraacetyl-2,4,6,8,10,12-hexaazatetracyclo[5.5.0.03,11.05,9]dode-cane / D. A. Kulagina, S. V. Sysolyatin, V. V. Malykhin, A. I. Kalashnikov // Mendeleev Оommunications. -2016. - Vol. 26, № 2. - P. 139-140.
3. Dong, K. Formyl azido substituted nitro hex-aazaisowurtzitane-synthesis, characterization and energetic properties / K. Dong, Y. Wang, X. Gong, J. Zhang, О. Sun, S. Pang // New Journal of diemi-stry. - 2013. - № 11. - P. 3685-3691.
4. diung, K. New precursors for hexanitrohex-aazaisowurtzitane (HNIW, CL-20) / K. dhung, H. Kil,
1. d-ioi, О. diu, I. Lee // Journal of Heterocyclic ОЬю-mistry. - 2000. - № 6. - P. 1647-1649.
5. Qiu, W. Oxidation of N-Benzyl Groups / W. Qiu, S. dien, Y. Yu // dónese Journal of ОЬют^^. -2000. - № 18. - P. 756-758.
Кулагина Дарья Александровна, аспирант, младший научный сотрудник лаборатории химии азотсодержащих соединений, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук (ИП-ХЭТ СО РАН), Россия, г. Бийск, ул. Социалистическая, 1, e-mail: imbiri@rambler.ru, тел.: (3854) 30-59-85.
Сысолятин Сергей Викторович, доктор химических наук, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук (ИПХЭТ СО РАН), заведующий лабораторией лаборатории химии азотсодержащих соединений, профессор Национального исследовательского Томского государственного университета.
Шевченко Алина Валерьевна, лаборант лаборатории химии азотсодержащих соединений, магистрант БТИ АлтГТУ, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук (ИП-ХЭТ СО РАН), Россия, г. Бийск, ул. Социалистическая, 1, e-mail: Mey-knoni@bk.ru.
