Синтез 6-ацетил-1,4-бензоксазинона-3 и его производных Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ЛИТЕРАТУРА

нопорфиразин (VI) Получали аналогично комплексу (V) из 0.35 ммоль 5,6-дифенил-2,3-дицианопиразина и 0.13 ммоль ацетата иттербия УЬ(0Ас)з*4Н20. Выход: 85 мг (71%). Найдено, %: С 64.6; Н 3.8; N 17.2; О 2.8. СтАз^бСЬУЬ. Вычислено, %: С 65.3; Н 3.2; N 16.5; О 2.3.

разинопорфиразин (VII) Смесь 0.07 ммоль комплекса (V) и 5.84 ммоль фталонитрила и нагревали в кварцевой ампуле при 305-310°С 60 минут. Реакционную массу охлаждали. Избыток фтало-динитрила удаляли термовакуумной отгонкой при температуре 200»С. Полученный продукт очищали хроматографией на оксиде алюминия I ст. акт., в качестве элюента использовали пиридин. Элюат концентрировали и после выделения сухого вещества осуществляли термообработку в вакууме (Ю-3 Па) при температуре 210-220°С. Выход: 52 мг (41 %). Найдено, %: С 66.7; Н 3.5; N 18.9 С^Н^Ег^. Вычислено, %: С 67.2; Н 3.1; N 18.1.

пиразинопорфиразин (VIII) Получали аналогично комплексу (VII) из 0.07 ммоль комплекса (VI) и 5.84 ммоль фталонитрила. Полученный продукт очищали хроматографией на оксиде алюминия I ст.акт., в качестве элюента использовали смесь бензол:этанол=10:1. Выход: 49 мг (38%). Найдено, %: С 66.3; Н 3.4; N 18.9 CmH^Yb. Вычислено, %: С 67.0; Н 3.1; N18.1.

Пушкарев Е.В. и др. //Изв. АН. Сер. хим. 2004. Т. 4. №З.С. 528.

Кулинич В.П., Шапошников Г.П. // ЖОХ 2003. Т. 73. Вып. 5. С. 839.

Лебедева Т.А. и др. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2006. Т. 44. Вып. 11. С. 15.

Копраненков В.Н., Лукъянец Е.А. // Изв. АН. Серия хим. 1995. № 12. С. 2320.

Baner Е.М. et al. // J. Porph. and Phthal. 1999. V. 3. N 4. P. 371.

Химия синтетических красителей. / Под ред. Венкатар-мана. Л.: Химия. 1997. Т. 5. С. 214. Васильев CIL и др. // ЖОХ. 1998. Т. 68. Вып. 8. С. 1325.

Danzig M.J., Liang C.Y., Passaglia E. J. // Amer. Chem.

Soc. 1963. V. 85. N 3.

Корженевский А.Б Синтез и физико-химические свойства тетрапиразинпорфиразина и его комплексных соединений. Дисс... .канд. хим. наук. Иваново: ИГХТУ. 1977.

Смит А Прикладная ИК спектроскопия. М.: Мир. 1982. С. 163.

Лебедева Т.А. и др. // ЖОХ 2007. Т. 77. Вып. 11. С. 1893.

12. Дайер ДР. Приложения абсорбционной спектроскопии органических соединений. М.: Химия. 1970. 163 с.

13. Clarisse С, Riou МТ. // Iiiorg.Chim.Acta. 1987. V. 130. Р. 139.

14. Troyan K.L. // borg. Chini. Acta. 1992. V. 198-200. P. 795.

15. Shurrell H.F., Pinzufi L. // Canad. J. Chem. 1966. V. 44. N l.P. 125.

16. Москалев ПН. //Коорд. хим. 1990. T. 16. Вып. 2. С. 147.

17. Березин КД Координационные соединения порфири-нов и фгалоцианина. М.: Наука. 1978. 280 с. Томилова ЛГ., Дюмаев K.M., Ткаченко O.A. // Изв. АН. Сер. хим. 1995. № 3. С. 425.

Бундина H.II. и др. Электронные спектры фгалоцианина и родственных соединений. Каталог/ Под ред. Лукь-янца Е.А. Черкассы. : ОНИИТЭХИМ. 1989. 93 с.

2.

3.

4.

б.

7.

9.

lo.

ll

lB

l9

Кафедра технологии тонкого органического синтеза

УДК 547.867

В.А. Смирнов

СИНТЕЗ 6-АЦЕТИЛ-1,4-БЕНЗОКСАЗИНОНА-З И ЕГО ПРОИЗВОДНЫХ

(Самарский государственный технический университет) E-mail: [email protected]

Синтезированы 6-ацетил-1,4-бензоксазинон-3, 4-н-бутил-6-ацетил-1,4-бензокса-зинон-3 и его 8-нитро- и аминопроизводные.

Ключевые слова: синтез, 6-ацетил-1,4-бензоксазинон-3, 4-н-бутил-6-ацетил-1,4-бензоксазинон-3, 8-нитро- и аминопроизводные

Ранее было показано, что З-сульфамоил-4- калиуретической активностью [1]. В тоже время

хлорбензоилгидразон 2-хлор-4-ацетилфеноксиук- аналогичный гидразон 2-нитро-4-ацетилфенокси-

сусной кислоты обладает умеренной диуретиче- уксусной кислоты, напротив, обладает высоким

ской и натриуретической активностью и высокой калийсберегающим эффектом и более высокой

диуретическои и натриуретическои активностью. В связи с этим, представляло интерес синтезировать 2-амино-4-ацетилфеноксиуксусную кислоту (I) и ее замещенные по аминогруппе с целью последующего синтеза соответствующих 3-сульфа-моил-4-хлорбензоилгидразонов.

Исходными соединениями для синтеза I являлись 2-нитро-4-апетилфеноксиуксусная кислота (II) и ее метиловый и этиловый эфиры (III, IV), синтез которых описан ранее [1].

Однако при восстановлении нитросоеди-нений II-IV различными методами во всех случаях вместо ожидаемых аминосоединений образуется одно соединение, которое по данным элементного анализа, ИК- и ПМР-спектроскопии представляет собой 6-ацетил-1,4-бензоксазинон-3 (V).

Следует отметить, что при восстановлении нитроэфиров III и IV водородом в метаноле в присутствии 10% палладия на активированном угле в реакционной массе с помощью качественной реакции обнаруживаются ароматические амины, однако, при выделении их и кристаллизации из различных растворителей очень легко даже в мягких условиях происходит циклизация этих аминов с образованием V. Восстановление соединений II-IV хлоридом олова в соляной кислоте сразу приводит к соединению V, которое выпадает в осадок из реакционной массы.

В ИК спектре соединения V наблюдаются полосы поглощения: 1685 и 1640 см"1, соответствующие валентным колебаниям С=0 лактамной и ацетильной групп; 1225, 1050 см"1, характерные для 1,4-оксазинон-З-ового кольца [2]. В ПМР-спектре соединения V имеются сигналы: синглет интенсивностью ЗН с химическим сдвигом 4,67 м.д. (СН3СО); дублет интенсивностью 2Н с химическим сдвигом 7,03 м.д. и КССВ 3,6 гц, соответствующий протонам метиле нов ой группы (ОСН2С=), магнитная неэквивалентность которых указывает на включение ее в кольцо; мультиплет в зоне 7,5-7,7 м.д. интенсивностью ЗН, соответствующий протонам бензольного кольца и синглет интенсивностью 1Н с химическим сдвигом 10,87 м.д., соответствующий сигналу протона лактамно-го (NH-CO) фрагмента.

Строение соединения V подтверждается также данными ПМР-спектров его производных, синтез которых показан на схеме.

В ПМР-спектре соединения VI, полученного алкилированием соединения V 1-иодбута-ном, присутствует в зоне 0,8-1,6 м.д. мультиплет интенсивностью 9Н, характерный для к-бутиль-ной группы и отсутствует синглет в слабом поле, характерный для соединения V, что указывает на присоединение н-бутильной группы к атому

кислорода или азота 1,4-оксазинон-З-ового кольца. Сигнал протонов метиленовой группы в соединении VI наблюдается в гораздо более сильном поле, что обусловлено их экранированием объемной к-бутильной группой. Кроме того, этот сигнал проявляется в виде двух совмещенных дублетов с химическими сдвигами 3,85 и 3,96 м.д. и КССВ 3,6 гц, что указывает на то, что они становятся не только магнитно, но химически не эквивалентными, что обусловлено различной степенью их экранирования. В ПМР-спектре соединения VI также наблюдается характерный мультиплет протонов бензольного кольца и синглет метальной группы, которые также несколько смещены в сильное поле по сравнению с соединением V.

ch3c^4^JV-och2coor ' CH3C' II-IV no2

CH2COOH

nh2 i

CH,C'

^4H9-H

,Н9-н

CHCO^O

nh2

"о

VI

^4H9-H

CH3CO

R _ H, CH3, C2H5

VIII

Схема Scheme

С целью получения соединения I был изучен гидролиз соединения V в водных растворах гидроксида натрия. Однако выделить I с приемлемым выходом не удалось из-за образования сложной смеси соединений смолообразного характера, образующихся, по-видимому, в результате реакций конденсации с участием ацетильной группы, хотя качественная реакция на ароматический амин положительна. Следует отметить, что щелочной гидролиз соединения VI в водно-спиртовой среде также приводит к сложной смеси соединений, однако в этой смеси первичный ароматический амин не обнаруживается.

Таким образом, данные ИК и ПМР спектроскопии, а также химические свойства соединения VI позволяют приписать ему структуру 4-н-бутил-6-ацетил-1,4-бензоксазинона-З.

Соединение VI получено нами не только для выяснения структуры соединения V, но и для дальнейших синтезов на его основе производных З-сульфамоил-5-н-бутиламинобензойной кислоты, среди которых найдены соединения, проявляю-

V

щие высокую диуретическую активность [3-5]. С этой целью было изучено нитрование и последующее восстановление соединения VI. Нитрование соединения VI нитрующей смесью сопровождается образованием большого количества смолообразных продуктов. Хорошие результаты были получены при нитровании соединения VI ацетилнитратом в смеси уксусного ангидрида и ледяной уксусной кислоты. При этом с выходом 75-77% образуется 4-н-бутил-6-ацетил-8-нитро-1,4-бензоксазинон-З (VII). При восстановлении нитросоединения VII водородом в метаноле в присутствии 10% палладия на активированном угле получен с выходом 76-80% 4-н-бутил-6-ацетил-8-амино-1,4-бензоксазинон-З (VIII).

В ПМР спектре соединения VII, также как и в спектре соединения VI, наблюдаются: мультиплет протонов н-бутильной группы в зоне 0,8-1,6 м.д., сигнал протонов метиленовой группы 1,4-оксазинон-З-ового кольца в виде двух совмещенных дублетов с химическими сдвигами 3,95 и 4,05 м.д. и КССВ 3,6 Гц, синглет протонов метальной группы с химическим сдвигом 4,83 м.д., а также два синглета, каждый интенсивностью 1Н с химическими сдвигами 7,45 и 7,73 м.д, соответствующими протонам бензольного кольца в положениях 5 и 7. Хотя расщепления сигналов протонов бензольного кольца не наблюдается, эти сигналы отнесены нами к протонам, находящимся в мета-, а не пара-положешш, что соответствует нахождению нитрогруппы в положении 8 бензольного кольца, поскольку, если бы нитрогруппа находилась в положении 7 или 5, то наблюдалось бы расщепление сигнала протонов метальной группы, вследствие затруднения свободного вращения метального волчка ацетильной группы. Данные элементного анализа VIII соответствуют расчетным.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ИК спектры измерены на приборе Specord М80 (Германия) в таблетках КВг. ПМР спектры измерены на приборе Bruker W-80 (рабочая частота 80 МГц) в растворе ДМСО-d,, с внутренним стандартом ГМДС. Данные элементного анализа соединений V-VIII соответствуют расчетным.

6-Ацетил-1,4-бегооксазинон-3 (V). К раствору 370,0 г (1,64 моль) SnCl2-2H20 в 400 мл 37% хлористоводородной кислоты добавляют в течение 80-90 минут при энергичном перемешивании 0,5 моль II, III или IV, поддерживая температуру реакционной смеси 70-75°С. Реакционную смесь перемешивают еще 15 минут при 70-75°С, охлаждают до комнатной температуры, добавляют 1,2 л воды и перемешивают еще 15 минут. Осадок от-

фильтровывают, промывают водой до отрицательной реакции на хлорид-ион, кристаллизуют из диоксана и после сушки при 105°С получают 8084 г (84-88%) мелкокристаллического продукта белого цвета, т.пл. 196-198°С. Продукт мало растворим в спирте, практически нерастворим в минеральных кислотах, растворим в водных растворах щелочей. Найдено, %: N 7,16. СшНуЫОз. Вычислено, %: N 7,33. ИК-спектр, V, см"1: 1685, 1640 (С=0 амид, С=0 кетон); 1225, 1050 (1,4-окса-зиноновое кольцо). ПМР-спектр, 5, м.д.: 4,67 (ЗН, с, СН3); 7,03 (2Н, д, 0-СН2); 7,5-7,7 (ЗН, м, протоны бензольного кольца); 10,87 (1Н, с, ЫН-СО).

4-н-Бутил-6-ацетил-1,4-беюоксазинон-3 (VI). К горячему раствору 19,1 г (0,1 моль) V в 120 мл сухого диоксана прибавляют порциями 2,3 г (0,1 моль) мелкораздробленного металлического натрия и реакционную смесь кипятят 30-40 минут до прекращения выделения водорода. Диоксан отгоняют в вакууме водоструйного насоса, остаток охлаждают до комнатной температуры и добавляют к нему сразу раствор 20,2 г (0,11 моль) 1-иодбутана в 70 мл сухого диметилсульфоксида. Реакционную массу выдерживают при комнатной температуре 20 часов, добавляют 700 мл воды и смесь экстрагируют эфиром 3 раза порциями по 200-250 мл. Объединенный эфирный экстракт промывают 1М водным раствором гидроксида натрия, затем водой до нейтральной реакции на

.

Эфир отгоняют, остаток кристаллизуют из 600700 мл гептана и после сушки на воздухе получают 18,8-19,8 г (76-80%) кристаллического продукта белого цвета, т.пл. 73-5°С. Продукт растворим в спирте, эфире, ацетоне, практически не растворим в воде и водных растворах минеральных кислот и щелочей. Найдено, %: N 5,87. СмНпМЭз. Вычислено, %: N 5,66. ИК спектр, V, см"1: 1690, 1645 (С=0 амид, С=0 кетон); 1220, 1050 (1,4-оксазиноновое кольцо). ПМР-спектр, 5, м.д.: 0,81,6 (9Н, м, С4Н9); 3,90 (2Н, дд, 0-СН2); 4,62 (ЗН, с, СОСН3); 7,4-7,65 (ЗН, м, протоны бензольного кольца).

4-н-Бутил-6-ацетил-8-нитро-1,4-бегоокса-зинон-3 (VII). Смесь 14,6 г (0,06 моль) тщательно растертого Си(ЪЮ3)2-ЗН20 и 60 мл уксусного ангидрида перемешивают 40 минут так, чтобы температура смеси не превышала 45°С, охлаждают до 20°С и добавляют к ней по каплям в течение 1 часа при перемешивании раствор 24,7 г (0,1 моль) VI в 40 мл ледяной уксусной кислоты, поддерживая температуру реакционной смеси 20±5°С. Реакционную смесь перемешивают еще 4 часа при комнатной температуре, фильтруют и осадок на фильтре промывают 40 мл ледяной уксусной ки-

слоты. Объединенный фильтрат выливают в 1 л воды и смесь перемешивают в течение 2,5-3 часов до полного гидролиза уксусного ангидрида. Осадок отфильтровывают, промывают водой до нейтральной реакции промывных вод на лакмус, сушат в вакууме при 50°С, кристаллизуют из смеси гептан-толуол (3:1) и после сушки в вакууме при 50°С получают 21,9-22,5 г (75-77%) продукта в виде пушистых тонких игл бледно-желтого цвета, т.пл. 102-104°С. ПМР-спектр, 5, м.д: 0,8-1,6 (9Н, м, С4Н9); 4,00 (2Н, дд, 0-СН2); 4,83 (ЗН, с, СОСНз); 7,45 (1Н, с, Н5); 7,73 (1Н, с, Н7).

4-н-Бутил-6-ацетил-8-амино-1,4-бензок-сазинон-3 (VIII). К раствору 7,3 г (25 ммоль) VII в 130 мл метанола добавляют 0,8 г 10% палладия на активированном угле и смесь гидрируют при 30-35°С и давлении водорода 1,1 атм. до поглощения 75 ммолей водорода. Реакционную смесь фильтруют, катализатор промывают 50 мл горячего метанола и к объединенному фильтрату добавляют 500 мл воды. Осадок отфильтровывают, промывают 50 мл воды и растворяют в 100 мл 20% соляной кислоты. Раствор обрабатывают ак-

Кафедра органической химии

тивированным углем, фильтруют и фильтрат подщелачивают 10% водным раствором гидро-ксида натрия до pH 9. Осадок отфильтровывают, промывают водой до отрицательной реакции на хлорид-ион, кристаллизуют из 50% водного метанола и после сушки в вакууме при 60°С получают 5,3-5,5 г (81-84%) мелкокристаллического продукта белого цвета, т.пл. 134-135°С. Качественная реакция на ароматическую аминогруппу положительна. Найдено, %: N 10,47. Ci4Hi8N203. Вычислено, %: N 10,68.

ЛИТЕРАТУРА

1. Смирнов В.А., Симерзина ЛВ. // Хим.-фарм. журн. 1997. № 10. С. 37-38.

2. O'Sullivan D.G., Sadler P.W. // J. Chem. Soc. 1957. P. 2916.

3. Feit P.W., Bruun H., Nielsen C.K. // J. Med. Chem. 1970. V. 13. P. 1071.

4. Nielsen C.K., Bruun H., Bretting C. et al. // J. Med. Chem. 1975. V. 18. P. 41.

5. Смирнов B.A, Лебедев A.A., Симерзина и др. Патент РФ №2070881. 1996.

УДК 66.095.14

А.А. Голованов, B.C. Писарева, М.И. Плещев

МЕЖМОЛЕКУЛЯРНАЯ ДЕГИДРАТАЦИЯ /«/>ст-БУТАНОЛА СО СПИРТАМИ С3-С4

НА КАТИОНИТЕ КУ-2х8

(Тольяттинский государственный университет) E-mail: [email protected]

В ходе исследования процесса межмолекулярной дегидратации трет-бутанола с н-пропиловым, изо-пропиловым, н-бутиловым и изо-бутиловым спиртами на катионите установлено, что данная реакция имеет первый порядок по трет-бутанолу и катализатору. На селективность реакции влияет мольное соотношение трет-бутанол: a:iканал. Выделяющаяся вода является ингибитором процесса. Предложена кинетическая модель процесса.

Ключевые слова: дегидратация, трет-бутанол, катионит, порядок реакции, селективность

Процессы жидкофазной дегидратации спиртов на твердом катализаторе являются сравнительно малоизученными [1], что, в особенности,

-

ратации. В то же время известно [2], что по реакции межмолекулярной дегидратации можно получать алкил-трет-бутиловыс эфиры (АТБЭ), являющиеся оксигенатными присадками к бензи-

нам. Разработка и внедрение процессов синтеза АТБЭ признаны приоритетным направлением [3].

Среди твердофазных катализаторов данной реакции представляют интерес ионообменные смолы. Так, на примере взаимодействия между трет-бутанолом (ТБ) и метанолом на катионите КУ-2х8 было показано, что механизмы реакции на гидратированном и обезвоженном катализаторах