CC BY
10
УДК 547.831.3
Котлова И.А., Доценко В.В.
СИНТЕЗ (3-ЦИАНО-5,6,7,8-ТЕТРАГИДРОХИНОЛИН-2(1Н)-
илиден)малононитрилов
Котлова Инесса Андреевна, студентка 3 курса бакалавриата факультета естественных наук; e-mail: kot-tlova@,mail.ru, Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия, 125047 Москва, Миусская пл., 9.
Доценко Виктор Викторович, д.х.н., профессор кафедры органической химии и технологий, Кубанский государственный университет, Краснодар, Россия
Впервые взаимодействием продуктов конденсации ароматических альдегидов и димера малононитрила с N-(1-циклогесен-1-ил)морфолином были получены 3-циано-5,6,7,8-тетрагидрохинолин-2(1Н)-илиден)малононитрилы
Ключевые слова: 2-амино-4-арилбута-1,3-диен-1,1,3-трикарбонитрилы, дицианометилены, тетрагидрохинолины, малононитрил.
димер малононитриила, енамины,
SYNTHESIS OF (3-CYANO-5,6,7,8-TETRAHYDROQUINOLIN-2(1H)-YLIDENE)MALONONITRILES
Kotlova Inessa Andreevna, Dotsenko Vidtor Vidorovich*
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia. *Kuban State University, Krasnodar, Russia
(3-Cyano-5,6,7,8-tetrahydroquinolin-2(1H)-ylidene)malononitriles were prepared for the first time by the reaction of condensation products of aromatic aldehydes and malononitrile dimer with N-(1-cyclohexen-1-yl)morpholine.
Keywords: 2-amino-4-arylbuta-1,3-diene-1,1,3-tricarbonitriles; malononitrile dimer; enamines; dicyanomethylenes; tetrahydroquinolines, malononitrile.
Арилметилиденовые производные димера малононитрила (АМДМ) 1 обладают высокой реакционной способностью за счет наличия в его структуре трех активных центров, и являются удобным синтетическим реагентами для построения различных гетероциклических систем, вследствие чего они получил широкое распространение в органическом синтезе [1-3].
В литературе описаны методы получения (пиридин-2(Ш)-илиден)малононитрилов и
(изохинолин-3(2H)-илиден)малононитрилов, однако нет сведений о синтезе производных хинолина реакцией 2-амино-4-арилбута-1,3 -диен-1,1,3-
трикарбонитрилов с енаминами циклогексанона [1,2]. Хорошо известно, что хинолин и его производные обладают широким спектром биологической активности и потому представляют большой интерес для фармацевтической химии. Подобный подход, основанный на реакции активированных алкенов с енаминами, известен и хорошо задокументирован в ряду
цианотиоацетамида (Схема 1) [4,5]. Однако в ряду производных димера малононитрила такая реакция не была описана.
дг Дг
- У" —- оУ"
а,
Схема 1. Взаимодействие енамина циклогесанона с арилметилиденцианотиоацетамидами (па данным литературы)
Нами была предпринята попытка получить ранее не описанные (3-циано-5,6,7,8-тетрагидрохинолин-2(Ш)-илиден)малононитрилы 2 конденсацией АМДМ с 1 -
(морфолино)циклогексеном. Исходные АМДМ (2-амино-4-арилбута-1,3 -диен-1,1,3 -трикарбонитрилы) 1 легко образуются при взаимодействии димера малононитрила (2-амино-1,1,3-трицианопропена) по Кнёвенагелю с ароматическими альдегидами в присутствии слабого основания, согласно методике, описанной Юнеком и Вольни [6] (Схема 2).
h2n
ArCHO' piperidinjum acetate
Ar CN
4> 1
H2N CN
Схема 2. Получение АМДМ 1 Исходный димер малононитрила легко получается при обработке малононитрила сильным основанием (КОН) в спирте по методу Миттельбаха [7]. Установлено, что ожидаемые (3-циано-5,6,7,8-тетрагидрохинолин-2(Ш)-илиден)малононитрилы 2 образуются при длительном кипячении АМДМ с избытком 1-(морфолино)циклогексена в
абсолютированном спирте (схема 3). Соединения были получены в виде белых либо желтых порошков с умеренными выходами. Структура полученных соединений подтверждена методами ИК-спектрофотометрииии и ЯМР-спектроскопии.
Ar CN H2N CN
СЬО
1) EtOH, reflux
2) HCl
Схема 3. Синтез новых (3-циано-5,6,7,8-тетрагидрохинолин-2(1Я)-илиден)малононитрилов 2 Ar = а) 4-ВгС6Н5; Ь) 2-тиенил; с) 4-CH3OC6H4; d) 4-HO-3-MeOC6H3; e) 2,4-Cl2C6H3.
Представляет интерес возможный механизм реакции. Предполагается, что вначале АМДМ как акцептор Михаэля реагирует с антивированным донорным алкеном - К-(1-циклогексен-1-
ил)морфолином - с образованием аддукта 3. Далее происходит внутримолекулярная циклизация посредством атаки аминогруппы в положение 1 циклогексенового фрагмента, с верояным последующим отщеплением морфолина и окислением частично насыщенной хинолиновой системы кислородом воздуха. При последующем подкислении соляной кислотой образуются
ождаемые (3 -циано -5,6,7,8 -тетр агидрохинолин-2(1Н)-илиден)малононитрилы 2 (схема 4).
Для подтверждения чистоты и
индивидуальности полученные (3-циано-5,6,7,8-тетрагидрохинолин-2(1Н)-илиден)малононитрилы были охарактеризованы методами ИК- и ЯМР-спектроскопии на ядрах ^ и 13C. На рис. 1 и 2 представлены репрезентативные примеры спектральных данных - спектры ИК и ЯМР 1Н (4-(4-метоксифенил)-3-циано-5,6,7,8-тетрагидрохинолин-2(1#)-илиден)малононитрила (2с).
2a e
И01
N
ю-
Со
Ar
^CN
N -^CN
CN
Схема 4. Предполагаемый механизм образования новых (3-циано-5,6,7,8-тетрагидрохинолин-2(1Я)-
илиден)малононитрилов 2
ООИ3
£N 05
Г- со
^^ (О
о
со 01
LJV,_
2.19
LJ U
3.72
U
DMSO-d6
_ V^ ^ W /л UJ ^
О I
^ 1 t ^ g ю Ю
2.03
LJ
1.94
1=1
8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5
Chemical Shift (ppm)
4.0 3.5 3.0 2.5 2.0
Рис. 1. ЯМР 'Н спектр (400 МГц, ДМСО^6) (4-(4-метоксифенил)-3-циано-5,6,7,8-тетрагидрохинолин-2(1H)-
илиден)малононитрила 2с
2.07
1.5
Рис.2. ИК-спектр (4-(4-метокшфенил)-3-циано-5,6,7,8-тетрагидрохинолин-2(1Н)-илиден)малононитрила 2с
Экспериментальная часть
Контроль за чистотой полученных соединений осуществляли методом ТСХ на пластинах Сорбфил- 2. А, элюент ацетон-гексан 1:1, проявитель - пары иода,
Инфракрасные спектры записывали на ИК Фурье-спектрометре Bruker Vertex 70 в диапазоне 3. волновых чисел 4000-350 см-1 с использованием приставки нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) на кристалле алмаза.
Спектры ЯМР (1Н, 13С DEPTQ) синтезированных (3-циано-5,6,7,8-
тетрагидрохинолин-2(1Н)-илиден)малононитрилов 2 были записаны на ЯМР-спектрометре Bruker Avance III HD NanoBay (400 МГц) в ДМСО^б, рабочая 4. частота для ядер 1Н и 13С 400 и 101 МГц. Внутренний стандарт - ТМС или остаточные сигналы растворителя.
(4-Арил-3-циано-5,6,7,8-тетрагидрохинолин-2(1#)-илиден)малононитрилы (2). 5.
Соответствующий 2-амино-4-арилбута-1,3 -диен-1,1,3-трикарбонитрил 1 (2 ммоль) растворили в 15 мл горячего этанола. К полученному раствору добавили 4 ммоль свежеперегнанного 4-(1-циклогексен-1-ил)морфолина. Смесь кипятили с обратным холодильником до полной конверсии исходного АМДМ 1 (ТСХ-контроль). После чего смесь выдерживали 24 ч и подкисляли соляной кислотой до pH ~ 2. Полученный продукт отфильтровывали и 6. перекристаллизовывали из подходящего
растворителя.
Список литературы 1. В.В. Доценко, С.Г. Кривоколыско, A.M.
Семенова, Реакции гетероциклизации с 7.
участием димера малононитрила (2-
аминопропен-1,1,3-трикарбонитрила) // ХГС. -2018. - Т. 54. - №11. - С. 989-1019.
A. Shaabani, S. E. Hooshmand, Malononitrile dimer as a privileged reactant in design and skeletal diverse synthesis of heterocyclic motifs // Mol. diversity. - 2018. - Vol. 22. - №. 1. - P. 207-224.
B.В. Доценко, А.И.Исмиев, А.Н. Хрусталева, К.А Фролов. С.Г. Кривоколыско, Е.А. Чигорина, А.П. Снижко, В.М. Громенко, И.С. Бушмаринов, Р.К. Аскеров, Т.М. Пехтерева, С.Ю. Суйков, Е.С. Папаянина, А.В. Мазепа, А.М. Магеррамов, Синтез, строение и реакции (4-арил-6-оксо-3-циано-пиперидин-2-илиден)малононитрилов // ХГС. - 2016. - Т. 52. - № 7. - С. 473-483. Dyachenko V. D., Krivokolysko S. G., Litvinov V. P. Synthesis of 4-alkyl-3-cyano-5,6,7,8-tetrahydroquino-line-2(1H)-thiones and their derivatives // Chem. Heterocycl. Compds. - 1998. -Vol. 34. - №. 1. - P. 73-76.
Sharanin Yu. A., Litvinov V. P., Shestopalov A. M., Nesterov V. N., Struchkov Yu. T., Shklover V. E., Promonenkov V.K., Mortikov V. Yu. Structure of 4-amino-6-phenyl-5-cyano-2-cyclohexanespiro-1,3-dithia-4-cyclohexene and its recyclization to 5,6-tetramethylene-4-phenyl-3-cyano-2[1H]pyridinethione // Bull. Acad. Sci. USSR, Div. Chem. sci. - 1985. - Vol. 34. - № 8. - Р. 16191625.
Junek H., Wolny B. Über einige Kondensationsreaktionen von dimerem Malonitril, dimerem Cyanessigsäureäthyl- bzw. -methylester mit aromatischen Aldehyden // Monatsh. Chem. -1976. - Vol. 107. - №. 4. - S. 999-1006. Mittelbach M. An improved and facile synthesis of 2-amino-1,1,3-tricyanopropene // Monatsh. Chem. -1985. - Vol. 116. - №. 5. - S. 689-691.
