CC BY
15
ХИМИЯ
УДК 547.814.5
Синтез и гетероциклизация 4-гидрокси-3-((2-гидрокси-4,4-диметил-6-оксоциклогекс-1 -ен-1 -ил)(арил)метил)-2H-хромен-2-онов
А. Ю. Кострицкий, М. Г. Наконечникова, О. В. Федотова, Н. В. Пчелинцева
Кострицкий Александр Юрьевич, аспирант кафедры органической и биоорганической химии Института химии, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. П Чернышевского, alexandrkostritskiy@mail.ru
Наконечникова Марина Геннадьевна, студент кафедры органической и биоорганической химии Института химии, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. П Чернышевского, mnakonechnikova@mail.ru
Федотова Ольга Васильевна, доктор химических наук, профессор, профессор кафедры органической и биоорганической химии Института химии, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. П. Чернышевского, Fedotova_ov@ram bler. ru
Пчелинцева Нина Васильевна, доктор химических наук, профессор, профессор кафедры органической и биоорганической химии Института химии, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. П. Чернышевского, PchelinzevaNV555@mail.ru
В данной работе показана возможность получения несимметричных 1,5-дикетонов на основе 4-гидрокси-2Н-хромен-2-она и димедона путём трехкомпонентной конденсации в присутствии L-пролина в качестве катализатора. В результате был получен ряд 4-гидрокси-
3-((2-гидрокси-4,4-диметил-6-оксоциклогекс-1-ен-1-ил)(арил)метил)-2Н-хромен-2-онов с выходом от 25 до 73%. В ходе исследования выявлено, что наибольший выход отмечается для соединений, содержащих фрагменты орто-замещенных альдегидов, способных к образованию водородной связи. Для мета- и пара- замещенных - наблюдается наименьший выход. Вероятно, это объясняется стабилизацией промежуточного комплекса, в случае орто- замещения, двумя внутримолекулярными водородными связями, что позволяет селективно получать только один конечный продукт - 4-гидрокси-3-((2-гидрокси-4,4-диметил-6-оксоциклогекс-1 -ен-1 -ил)(арил)метил)-2Н-хромен-2-он. Строение полученных продуктов доказано с помощью ЯМР 1Н, 13С, HSQC, HMBC спектроскопии. Ввиду наличия 1,5-дикетонного фрагмента для вышеописанных соединений была предположена возможность их О-гетероциклизации в присутствии пропионового ангидрида. Кипячение
4-гидрокси-3-((2-гидрокси-4,4-диметил-6-оксоциклогекс-1-ен-1-ил)(арил)метил)-2Н-хромен-2-онов в среде ангидрида в течение часа привело к получению ряда 7-(арил)-10,10-диметил-7,9,10,11-тетрагидро-6Н,8Н-хромено[4,3-Ь]хромен-6,8-дионов. Их строение также подтверждено методами ЯМР 1Н, 13С, HSQC, НМВС спектроскопии.
Ключевые слова: 4-гидрокси-2Н-хромен-2-он, димедон, 1,5-дикетоны, гетероциклизация.
Поступила в редакцию: 18.08.2020 / Принята: 26.08.2020 / Опубликована: 30.11.2020 Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution License (CC-BY 4.0)
DOI: https://doi.org/10.18500/1816-9775-2020-20-4-362-371 Введение
Конденсированные гетероциклические соединения, такие как бензопираноны, представляют собой важный класс соединений, при-
© Кострицкий А. Ю., Наконечникова М. Г., Федотова О. В., Пчелинцева Н. В., 2020
сутствующих во многих природных [1-5], а также синтетических соединениях [6-8], которые демонстрируют широкий спектр их биологической активности. Например, пирано[3,2-с]хромен-2-оны проявляют противогрибковую, инсектицидную, противоопухолевую, противовоспалительную и антибактериальную активности [9-13]. Известно также, что хроменоны обладают противораковой активностью, антианафилактической и противовоспалительной активностями [14-17].
В связи с этим разработка путей синтеза и изучение реакционной способности новых неизвестных 3-замещенных 4-гидрокси-2Н-хромен-2-онов, совмещающих в молекуле различные био-
ОН
о!
Р=2-ОМе (2а, 4а);
Вероятный механизм образования 4-гидрокси-3-((2-гидрокси-4,4-диметил-6-оксоциклогекс-1-ен-1-ил)(арил)метил)-2Н-хромен-2-онов (4а-ф включает в себя первоначальное взаимодействие ароматических альдегидов с Ь-пролином, что приводит к основаниям Шиффа, которые в дальнейшем реагируют с димедоном, в результате чего образуются промежуточные комплексы, вероятно,
логически активные фрагменты, синергетически усиливающие действие каждого из них, являются перспективной задачей в плане расширения их практических возможностей.
Результаты и их обсуждение
Взаимодействие 4-гидрокси-2Н-хромен-2-она (1), альдегидов (2а^) и димедона (3) осуществлялось в среде этилового спирта в присутствии Ь-пролина в качестве катализатора. Применение Ь-пролина позволило селективно получить гибридные продукты несимметричного строения, избегая конденсации в 3,3'-(арилмети-лен)бис(4-гидрокси-2Н-хромен-2-оны).
ЬргоПпе
ЕЮН
стабилизированные двумя внутримолекулярными водородными связями. Атака комплекса молекулой 4-гидрокси-2Н-хромен-2-она (1) приводит к отщеплению катализатора и возвращению его в реакционную среду, а также к формированию конечных продуктов - 4-гидрокси-3-((2-гидрокси-4,4-диметил-6-оксоциклогекс-1-ен-1-ил)(2-арил) метил)-2Н-хромен-2-онов (4а-^.
На примере продукта 4а проведено методами ЯМР 1Н, 13С, HSQC, HMBC, NOESY спектроскопии подтверждение строения его структуры. Так, в сильном поле ЯМР 1Н спектра наблюдаются: сигнал, принадлежащий протонам эквивалентных метильных групп при 1,17 м.д., синглеты при 2,36 и 2,45 м.д., относящиеся к протонам двух метиленовых звеньев димедонильного фрагмента. Метоксильная группа проявляется при 3,63 м.д., сигнал протона при узловом третичном атоме углерода расположен при 5,82 м.д. Сигналы восьми протонов двух ароматических колец расположены в области 6,83-7,99 м.д.
В слабопольной области спектра находятся два уширенных синглета, принадлежащие двум протонам гидроксильных групп хроменонового и димедонильного фрагментов, их уширение, вероятно, вызвано образованием водородных связей (рис. 1). В двумерном корреляционном спектре HSQC наблюдается ключевой сигнал 5,82/31,60 м.д., принадлежащий узловому CH фрагменту, также проявляются сигналы двух неэквивалентных друг другу СН2 звеньев димедониль-ного фрагмента при 2.45/43.87 и 2.36/49.76 м.д. (рис. 2). Спектр HMBC подтверждает предложенную структуру для продукта 4а ( рис. 3).
Рис. 1. ЯМР 1Н спектр 4-гадрокси-3-((2-гадрокси-4,4-диметил-6-оксоциклогекс-1-ен-1-илХ2-метокси-
фенил)метил)-2H-хромен-2-она (4а), CDCl3 Fig. 1. NMR 1Н spectrum 4-hydroxy-3-((2-hydroxy-4,4-dimethyl-6-oxocyclohex-1-en-1-yl)(2-methoxyphenyl)
methyl)-2H-chromen-2-one (4а), CDCl3
С целью расширить ряд гибридных диме-донилхроменонов были проведены реакции с использованием 2-нитро-, 4-бром-, 3-метокси-4-гидроксибензальдегидов, которые протекали в аналогичных условиях. Результатом явилось выделение продуктов 4Ь-^ Однако следует отметить резкое уменьшение выхода и увеличение времени реакции для продуктов 4с и 4d до 25-37% по сравнению с 4а,Ь, выход которых составил 63-73%. Возможным фактором, повлёкшим за собой уменьшение выхода и увеличение времени реакции, является отсутствие у альдегидов 2с^
заместителей в орто-положении, способных к образованию водородных связей, наличие которых, вероятно, является необходимым фактором образования стабильного промежуточного комплекса, представленного в механизме образования диме-донилхроменонов 4а^. В ЯМР 1Н, 13С, HSQC: HMBC спектрах соединений 4Ь^ наблюдается аналогия с таковыми для 4а.
Наличие в соединениях 4а^ оксогрупп в хроменоновом и димедонильном фрагментах в 1,5-положениях относительно друг друга предполагало внутримолекулярную конденсацию
Рис. 2. HSQC спектр 4-гидрокси-3-((2-гидрокси-4,4-диметил-6-оксоциклогекс-1-ен-1-ил)(2-метокси-
фенил)метил)-2Н-хромен-2-она (4а), CDCl3 Fig. 2. HSQC spectrum 4-hydroxy-3-((2-hydroxy-4,4-dimethyl-6-oxocyclohex-1-en-1-yl)(2-methoxyphenyl)
methyl)-2H-chromen-2-one (4а), CDCl3
Рис. 3. HMBC спектр 4-гидрокси-3-((2-гидрокси-4,4-диметил-6-оксоциклогекс-1-ен-1-ил)(2-метокси-
фенил)метил)-2Н-хромен-2-она (4а), CDCl3 Fig. 3. HMBC spectrum 4-hydroxy-3-((2-hydroxy-4,4-dimethyl-6-oxocyclohex-1-en-1-yl)(2-methoxyphenyl)
methyl)-2H-chromen-2-one (4а), CDCl3
с образованием хроменогидрохроменовых структур. Действительно, нагревание сложнопо-строенных димедонилхроменонов в среде про-пионового ангидрида в течение часа позволило
выделить продукты полициклического строения - 10,10-диметил-7-фенил-7,9,10,11-тетрагид-ро-6Н,8Н-хромено [4,3-Ь]хромен-6,8-дионы 5a-d с выходом 52-73%.
(СН3СН2С0)20
А
Явление гетероциклизации субстратов 4а-(1 подтверждается исчезновением сигналов протонов двух гидроксильных групп в слабопольной области спектра ЯМР 1Н, смещением сигнала третичного протона в более сильное поле, а также изменением картины мультиплетности сигналов для насыщенной части молекулы в продуктах 5а^. Так, в связи с жесткой фиксацией димедо-нильного кольца проявляется магнитная неэквивалентность протонов метиленовых звеньев, в результате чего каждое из метиленовых звеньев
отображается в спектре в виде дублета дублетов при 2,63 и 2,28 м.д. Отличие характера протонов метиленовых звеньев хорошо просматривается в HMBC спектре. Протоны метиленового звена, расположенного при карбонильной группе, коррелируют с карбонильным атомом углерода 2,28/195,67 м.д., а кросспик 2,63/163,55 м.д. отвечает за взаимодействие протонов метиленового звена с С-2 атомом 4Н-пиранового сегмента изучаемых соединений. Спектры соединений 5Ь^ аналогичны (рис. 4-6).
Рис. 4. ЯМР 1Н спектр 7-(2-метоксифенил)-10,10-диметил-7,9,10,11-тетрагидро-6H,8H-хромено[4,3-b]
хромен-6,8-диона (5а), CDCl3 Fig. 4. NMR !Н spectrum 7-(2-methoxyphenyl)-10,10-dimethyl-7,9,10,11-tetrahydro-6H,8H-chromeno[4,3-b]
chromene-6,8-dione (5а), CDCl3
Рис. 5. HSQC спектр 7-(2-метоксифенил)-10,10-диметил-7,9,10,11-тетрагидро-6H,8H-хромено[4,3-b]
хромен-6,8-диона (5а), CDCl3 Fig. 5. HSQC spectrum 7-(2-methoxyphenyl)-10,10-dimethyl-7,9,10,11-tetrahydro-6H,8H-chromeno[4,3-b]
chromene-6,8-dione (5а), CDCl3
Рис. 6. HMBC спектр 7-(2-метоксифенил)-10,10-диметил-7,9,10,11-тетрагидро-6H,8H-хромено[4,3-b]
хромен-6,8-диона (5а), CDCl3 Fig. 6. HMBC spectrum 7-(2-methoxyphenyl)-10,10-dimethyl-7,9,10,11-tetrahydro-6H,8H-chromeno[4,3-b]
chromene-6,8-dione (5а), CDCl3
Таким образом, показана возможность синтеза несимметричных 10,10-диметил-7-арил-7,9,10,11-тетрагидро-6Ы,8Ы-хромено[4,3-Ь] хромен-6,8-дионов путём трёхкомпонентной конденсации, а также выявлено влияние заместителей в ароматическом альдегиде на выход и время протекания реакции. Показана возможность гетероциклизации в присутствии пропионового ангидрида в хроменогидрохромендионы.
Материалы и методы
Элементный анализ проводился на CHNS-анализаторе Elementar Vario Micro cube (Elementar Analysensysteme GmbH, Германия). Спектры ЯМР 1Н (400 МГц) и 13С (100 МГц) регистрировались на спектрометре Varian 400 (Varian, США) в CDCI3, внутренний стандарт - ТМС. Контроль за ходом реакции осуществляли методом ТСХ на пластинках Alugram® Sil G UV254 (Macherey-Nagel GmbH & Co. KG, Германия), элюент - эти-лацетат - гексан - хлороформ (1 : 3 : 1).
4-гидрокси-3-((2-гидрокси-4,4-диметил-6-оксоциклогекс-1-ен-1-ил)(2-метоксифенил) метил)-2Н-хромен-2-он (4а).
В плоскодонную колбу объемом 50 мл, снабженную обратным холодильником, помещают 0,5 г (3,57 ммоль) димедона (3), 0,58 г (3,57 ммоль) 4-гидрокси-2Н-хромен-2-она (1) и 0,49 г (3,57 ммоль) 2-метоксибензальдегида (2а), приливают 10 мл этанола, добавляют 0,04 г (0,357 ммоль) L-пролина. Реакционную смесь нагревают при постоянном перемешивании в течение 9 часов. Выпавшие бесцветные кристаллы перекристал-лизовывают из этанола. Выход 1,1 г (73%), Т. пл. 195-196° С. ЯМР 1Ы, 5, м.д.: 1.17 (с, 6Н, СН3),
2.36 (с, 2H, СН2), 2.45 (с, 2H, СН2), 3.63 (с, 3Н, ОСН3), 5.82 (с, 1Н, СН), 6.83-7.999 (м, 8H, Ar), 11.02 (с, 1H, OH), 12.01 (с, 1H, OH). ЯМР 13C, 5, м.д.: 202.05, 177.19, 175.59, 172.86, 163.23, 138.16, 131.91, 128.36, 127.96, 124.17, 120.20, 116.37, 110.6, 96.2, 89.8, 88.96, 64.43, 55.43, 31.3, 25.35. Найдено, %: С 71.79; Н 5.29. C25H26O6. Вычислено, %: C, 71.42; H, 5.72.
Аналогично получают соединения 4b-d.
4-гидрокси-3-((2-гидрокси-4,4-диметил-6-оксоциклогекс-1-ен-1-ил)(2-нитрофенил)метил)-2Н-хромен-2-он (4b).
Выход 0,49 г (63%), Т. пл. 209-211о С. ЯМР 1H, 5, м.д.: 1.12 (с, 6Н, СН3), 2.29 (с, 2H, СН2),
2.37 (с, 2H, СН2), 5.73 (с, 1Н, СН), 6.95-8.14 (м, 8H, Ar), 11.05 (с, 1H, OH), 12.04 (с, 1H, OH). ЯМР 13C, 5, м.д.: 202.05, 177.19, 175.59, 172.86, 163.23, 138.16, 131.91, 128.36, 127.96, 124.17,
120.20, 116.37, 110.36, 96.12, 89.82, 88.96, 64.43, 31.31, 25.35. Найдено, %: С 66.20; Н 4.86; N 3.22. С24Н21Ш7. Вычислено, %: С 66.35; Н 4.91; N 3.38.
4-гидрокси-3-((2-гидрокси-4,4-диметил-6-оксоциклогекс-1-ен-1-ил)(4-бром)метил)-2Н-хромен-2-он (4с).
Выход 0,31 г (37%), Т. пл. 175-177° С. ЯМР 1Н, 5, м.д.: 1.19 (с, 6Н, СН3), 2.31 (с, 2Н, СН2), 2.34 (с, 2Н, СН2), 5.83 (с, 1Н, СН), 7.15-8.19 (м, 8Н, Аг), 11.15 (с, 1Н, ОН), 12.09 (с, 1Н, ОН). ЯМР 13С, 5, м.д.: 202.15, 176.99, 175.75, 173.12, 163.94, 138.45, 132.16, 128.63, 128.36, 124.71, 120.83, 116.59, 110.63, 96.45, 90.61, 89.35, 64.93, 31.56, 25.83. Найдено, %: С 61.27; Н 4.36; Вг 16.72. С21Н26ВгО5. Вычислено, %: С 61.42; Н 4.51; Вг 17.03.
4-гидрокси-3-((2-гидрокси-4,4-диметил-6-оксоциклогекс-1-ен-1-ил)(4-гидрокси-3-метоксифенил)метил)-2Н-хромен-2-он (4й).
Выход 0,2 г (25%), Т. пл. 214-216о С. ЯМР 1Н, 5, м.д.: 1.16 (с, 6Н, СН3), 2.36 (с, 2Н, СН2), 2.49 (с, 2Н, СН2), 3.68 (с, 3Н, ОСН3), 5.83 (с, 1Н, СН), 6.79-7.98 (м, 7Н, Аг), 10.93 (с, 1Н, ОН), 12.01 (с, 1Н, ОН). ЯМР 13С, 5, м.д.: 202.11, 176.89, 175.30, 173.12, 163.43, 137.92, 131.91, 128.49,
128.32, 124.34, 119.18, 116.82, 109.91, 96.74, 90.82, 87.6,1 65.84, 54.93, 30.89, 24.9. Найдено, %: С 68.20; Н 5.86. С25Н24О7. Вычислено, %: С 68.80; Н 5.54.
7-(2-метоксифенил)-10,10-диметил-7,9,10,11-тетрагидро-6Н,8Н-хромено[4,3-Ь] хромен-6,8-дион (5а).
В круглодонную колбу объемом 25 мл, снабженную обратным холодильником, помещают 0,3 г (0,75 ммоль) 4-гидрокси-3-((2-гидрокси-4,4-диметил-6-оксоциклогекс-1-ен-1-ил)(2-метоксифенил)метил)-2Н-хромен-2-она (4а), приливают 5 мл пропионового ангидрида. Реакционную смесь нагревают в течение 60 минут. Выпавшие бесцветные кристаллы перекристаллизовывают из этанола. Выход 0.21 г (73%), Т. пл. 178-179о С.
ЯМР 1Н, 5, м.д.: 1.04 (с, 3Н, СН3). 1.16 (с, 3Н, СН3), 2.34-2.14 (м, 2Н, СН2), 2.69-2.57 (м, 2Н, СН2), 3.69 (с, 3Н, СН3), 5.04 (с, 1Н, СН), 6.73-7.83 (м, 8Н Аг). ЯМР 13С, 5, м.д.: 195.91,
162.33, 160.48, 157.67, 154.22, 152.38, 132.33, 131.68, 128.77, 128.38, 123.93, 122.02, 120.41, 116.63, 113.75, 113.07, 110.90, 104.83, 55.33, 50.72, 40.95, 32.38, 31.37, 29.54, 26.91. Найдено, %: С 75.13; Н 5.83. С25Н24О5. Вычислено, %: С 74.61; Н 5.51.
Аналогично получают соединения 5b-d.
7-(2-нитрофенил)-10,10-диметил-7,9,10,11-тетрaгидро-6H,8H-хромено[4,3-b]хромен-6,8-дион (5b).
Выход 0.19 г (67%), Т. пл. 233-235° С. ЯМР 1H, 5, м.д.: 0.92 (с, 3Н, СН3), 1.01 (с, 3Н, СН3), 2.08 (д, J=16.3 Hz 1Н), 2.18 (д, 1H, J=16.3 Hz, 1h), 2.55-2.65 (м, 2H, СН2,), 4.81 (с, 1H), 7.16-7.99 (м, 8H Ar). ЯМР 13C, 5, м.д.: 196.13, 162.73, 161.01, 155.11, 152.53, 142.44, 133.83, 130.92,
129.82, 128.77, 128.43, 124.58, 116.91, 115.13,
112.83, 105.92, 51.28, 41.33, 32.74, 28.87, 26.90. Найдено, %: C 69.29; H 4.28; N 3.49. C24H19NO6. Вычислено, %: C 69.06; H 4.59; N 3.36.
7-(4-бромфенил)-10,10-диметил-7,9,10,11-тетрагидро-6H,8H-хромено[4,3-b]хромен-6,8-дион (5c).
Выход 0.15 г (52%), Т. пл. 169-171о С. ЯМР 1H, 5, м.д.: 1.17 (с, 3H, СН3), 1.32 (с, 3H, СН3), 2.26 (д, 1H, J = 16.2Hz 1Н), 2.38 (д, 1H, J = 16.2Hz 1Н), 2.74-2.65 (м, 2H, СН2), 6.15 (с, 1H, СН), 7.24-7.87 (м, 8H Ar) ЯМР 13C, 5, м.д.: 195.67, 162.35, 161.22, 154.60, 152.82, 142.11, 134.34, 130.44, 129.68, 128.41, 128.08, 124.09, 117.28, 114.77, 113.38, 106.23, 50.90, 40.74, 33.45, 32.50, 29.23, 27.41. Найдено, %: C 61.27; H 4.36; Br 16.72. C21H24BrO4. Вычислено, %: C 63.87; H 4.24; Br 17.70.
7-(4-гидрокси-3-метоксифенил)-10,10-диметил-7,9,10,11-тетрагидро-6H,8H-хромено[4,3-b]хромен-6,8-дион (5d).
Выход 0.19г (67%), Т. пл. 271-273о С. ЯМР 1H, 5, м.д.: 1.13 (с, 3H, СН3), 1.19 (с, 3H, СН3), 2.29 (д, J = 16.4 Hz, 1H), 2.34 (д, J = 16.4 Hz, 1h), 2.66 (д, J = 17.6 Hz, 1H), 2.73 (д, J = 17.6 Hz, 1h), 3.93 (с, 3H, СН3), 4.90 (с, 1H), 5.52 (с, 1H), 6.637.87 (м, 7H, Ar). ЯМР 13C, 5, м.д.: 196.13, 161.81, 160.72, 153.73, 152.64, 146.14, 144.73, 134.80, 132.11, 124.22, 122.43, 120.34, 116.91, 115.33, 114.14, 113.88, 112.63, 107.01, 56.03, 50.82, 40.98, 32.9, 32.30, 29.22, 27.51. Найдено, %: C 72.23; H 5.54. C25H22O6. Вычислено, %: C 71.76; H 5.30.
Благодарности
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 20-03-00446).
Список литературы
1. Aragno M., Tagliapietra S., Nano G. M., Ugazio G. Experimental studies on the toxicity of Ferula communis in the rat // Research Communications in Chemical Pathology and Pharmacology. 1988. Vol. 59, № 3. P. 399-402.
2. Oketch-Rabah H. A., Lemmich E., Dossaji S. F., Theander T. G., Olsen C. E., Cornett C. Two new antiprotozoal 5-methylcoumarins from Vernonia brachyca-lyx // Journal of Natural Products. 1997. Vol. 60, № 5. P. 458-461. DOI: 10.1021/np970030o
3. Ikawa M., Stahmann M. A., Link K. P. Studies on 4-Hy-droxycoumarins. V. The Condensation of a, P-Unsaturated Ketones with 4-Hydroxycoumarin1 // Journal of the American Chemical Society. 1944. Vol. 66, № 6. P. 902-906. DOI: 10.1021/ja01234a019
4. Cravotto G., Nano G. M., Tagliapietra S., Palmisano G., Pilati T. A library of pyranocoumarin derivatives via a one- pot three- component hetero diels- alder reaction // Journal of Heterocyclic Chemistry. 2001. Vol. 38, № 4. P. 965-971. DOI: 10.1002/jhet.5570380425
5. Appendino G., Cravotto G., Giovenzana G. B., Palmi-sano G. A straightforward entry into polyketide monopre-nylated furanocoumarins and pyranocoumarins // Journal of Natural Products. 1999. Vol. 62, № 12. P. 1627-1631. DOI: 10.1021/np990241o
6. Bravic G., Gaultier J., Hauw C. Structure crystalline et moleculaire du dicoumarol // CR Acad. Sci. Paris, Ser. C. 1968. Vol. 267. P. 1790-1793.
7. McEvoy M. T., Stern R. S. Psoralens and related compounds in the treatment of psoriasis // Pharmacology & Therapeutics. 1987. Vol. 34, № 1. P. 75-97.
8. Ahmed N., Babu B. V. Efficient route to highly func-tionalized chalcone-based pyranocoumarins via iodine-promoted Michael addition followed by cyclization of 4-hydroxycoumarins // Synthetic Communications. 2013. Vol. 43, № 22. P. 3044-3053.
9. JoshiP. P., Sandhu P. K. Manekar-Tilve AJ Chem. Soc. // Perkin Trans. 2002. Vol. 1. P. 371- 376.
10. Xie L., Takeuchi Y., Cosentino L. M., McPhail A. T., Lee K. H. Anti-AIDS agents. 42. Synthesis and anti-HIV activity of disubstituted (3 'R, 4 'R)-3 ', 4 '-Di-O-(S)-camphanoyl-(+)-cis-khellactone analogues // Journal of Medicinal Chemistry. 2001. Vol. 44, № 5. P. 664-671. DOI: 10.1021/jm000070g
11. Melliou E., Magiatis P., Mitaku S., Skaltsounis A. L., Chinou E., Chinou I. Natural and synthetic 2, 2-dimeth-ylpyranocoumarins with antibacterial activity // Journal of Natural Products. 2005. Vol. 68, № 1. P. 78-82. DOI: 10.1021/np0497447
12. GalinisD. L., FullerR. W., McKee T. C., Cardellina J. H. II, Gulakowski R. J., McMahon J. B., BoydM. R. Structure-activity modifications of the HIV-1 inhibitors (+)-cala-nolide A and (-)-calanolide B // J. Med. Chem. 1996. Vol. 39. P. 4507-4510.
13. Chakraborty D. P., Das Gupta A., Bose P. K. On the anti-fungal action of some natural coumarins // Ann. Biochem. Exp. Med. 1957. Vol. 17. P. 59-62.
14. Brooks G. T., Ottridge A. P., Mace D. W. The effect of some furochromene and benzochromene analogues of 2,2-dimethyl-7-methoxychromene (precocene I) and benzofuran precursors on Oncopeltus fasciatus (dallas) and Locusta migratoria migratorioides (R&F) // Pestic Sci. 1988. Vol. 22. P. 41-50.
15. Chand N., Diamantis W., Sofia R. D. Modulation of in vitro anaphylaxis of guinea-pig isolated tracheal segments by azelastine, inhibitors of arachidonic acid metabolism and selected antiallergic drugs // Brit. J. Pharmacol.1986. Vol. 87. P. 443-448.
16. Sarda S. R., Puri V. A., Rode A. B., Dalawe T. N., Jadhav W. N., Pawar R. P. Sulfated tin oxides : a suitable reagent for synthesis of 2, 4-diphenyl-4, 6, 7, 8-tetrahy-
drochromen-5-one // Arkivoc. 2007. Vol. 16. P. 246-251. DOI: 10.3998/ark.5550190.0008.g24 17. Montandon J. B., Zijlstra F. J., Wilson J. H., Grandjean E. M., Cicurel L. In-vitro versus in-vivo activities of new 5-lipoxygenase inhibitors with antiinflammatory activity // International Journal of Tissue Reactions. 1989. Vol. 11, № 3. P. 107-120.
Образец для цитирования:
Кострицкий А. Ю., Наконечникова М. Г., Федотова О. В., Пчелинцева Н. В. Синтез и гетероциклизация 4-гидрокси-3-((2-гидрокси-4,4-димешл-6-оксоциклогекс-1-ен-1-ил)(арил)метил)-2Н-хромен-2-онов // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2020. Т. 20, вып. 4. С. 362-371. БО1: https://doi.oгg/10.18500/1816-9775-2020-20-4-362-371
Synthesis and Heterocyclization
of 4-Hydroxy-3 - ((2-hydroxy-4,4-dimethyl-6-oxocyclohex-
1-en-1-yl) (aryl) methyl) -2H-chromen-2-ones
A. Y. Kostritskiy, M. G. Nakonechnikova, 0. V. Fedotova, N. V. Pchelintseva
Alexander Yu. Kostritskiy, https://orcid.org/0000-0002-9154-3005, Saratov State University, 83 Astrakhanskaya St., Saratov 410012, Russia, alexandrkostritskiy@mail.ru
Marina G. Nakonechnikova, https://orcid.org/0000-0002-7585-4372, Saratov State University, 83 Astrakhanskaya St., Saratov 410012, Russia, mnakonechnikova@mail.ru
Olga V. Fedotova, https://orcid.org/0000-0002-3657-3156, Saratov State University, 83 Astrakhanskaya St., Saratov 410012, Russia, Fedotova_ov@rambler.ru
Nina V. Pchelintseva, https://orcid.org/0000-0002-5830-9807, Saratov State University, 83 Astrakhanskaya St., Saratov 410012, Russia, PchelinzevaNV555@mail.ru
The possibility of obtaining asymmetric 1,5-diketones based on 4-hydroxy-2H-chromen-2-one and dimedone by three-component condensation in the presence of L-proline as a catalyst is shown. As a result, a series of 4-hydroxy3 - ((2-hydroxy-4,4-dimethyl-6-oxocyclohex-1 -en-1 -yl) (aryl) methyl) -2H-chromen-2-ones was obtained with a yield of 25 up to 73%. The study revealed that the highest yield was observed for compounds containing fragments of ortho-substituted aldehydes capable of forming a hydrogen bond. For meta- and para-substituted - the lowest yield was observed. In the case of ortho-substitution this can be probably explained due to the stabilization of the intermediate complex by two intramolecular hydrogen bonds, which makes it possible to selectively obtain only one final product - 4-hydroxy-3 -((2-hydroxy4,4-dimethyl-6-oxocyclohex-1- en-1-yl) (aryl) methyl) -2H-chromen-2-one. The structure of the obtained products was confirmed by 1H, 13C NMR, HSQC, HMBC spectroscopy. Considering the 1,5-dik-etone fragment for the above-described compounds, the possibility of their O-heterocyclization by propionic anhydride was suggested. Boiling 4-hydroxy-3 - ((2-hydroxy-4,4-dimethyl-6-oxocyclohex-1-en-1-yl) (aryl) methyl) -2Hchromen-2-ones in anhydride medium for an hour resulted in obtaining a series of 7- (aryl) -10,10-dimethyl-7,9,10,11-tetrahydro-6H, 8H-chromeno [4,3-b] chromene-6,8-diones. Their structure was also confirmed by 1H, 13C NMR, HSQC, HMBC spectroscopy.
Keywords: 4-hydroxy-2H-chromen-2-one, dimedone, 1,5-diketones, heterocyclization.
Received: 18.08.2020 / Accepted: 26.08.2020 / Published: 30.11.2020 This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution License (CC-BY 4.0)
Acknowledgements: This work was supported by the Russian Foundation for Basic Research (project No. 20-03-00446).
References
1. Aragno M., Tagliapietra S., Nano G. M., Ugazio G. Experimental studies on the toxicity of Ferula communis in the rat. Research Communications in Chemical Pathology and Pharmacology, 1988, vol. 59, no. 3, pp. 399-402.
2. Oketch-Rabah H. A., Lemmich E., Dossaji S. F., Thean-der T. G., Olsen C. E., Cornett C. Two new antiprotozoal 5-methylcoumarins from Vernonia brachycalyx. Journal of Natural Products, 1997, vol. 60, no. 5, pp. 458-461. DOI: 10.1021/np970030o
3. Ikawa M., Stahmann M. A., Link K. P. Studies on 4-Hy-droxycoumarins. V. The Condensation of a, P-Unsaturated Ketones with 4-Hydroxycoumarin1. Journal of the American Chemical Society, 1944, vol. 66, no. 6, pp. 902-906. DOI: 10.1021/ja01234a019
4. Cravotto G., Nano G. M., Tagliapietra S., Palmisano G., Pilati T. A library of pyranocoumarin derivatives via a one-pot three-component hetero diels-alder reaction. Journal of Heterocyclic Chemistry, 2001, vol. 38, no. 4, pp. 965-971. DOI: 10.1002/jhet.5570380425
5. Appendino G., Cravotto G., Giovenzana G. B., Palmisano G. A straightforward entry into polyketide monopre-nylated furanocoumarins and pyranocoumarins. Journal ofNatural Products, 1999, vol. 62, no. 12, pp. 1627-1631. DOI: 10.1021/np990241o
6. Bravic G., Gaultier J., Hauw C. Structure crystalline et moleculaire du dicoumarol. CR Acad. Sci. Paris, Ser. C., 1968, vol. 267, pp. 1790-1793.
7. McEvoy M. T., Stern R. S. Psoralens and related compounds in the treatment of psoriasis. Pharmacology & Therapeutics, 1987, vol. 34, no. 1, pp. 75-97.
8. Ahmed N., Babu B. V. Efficient route to highly func-tionalized chalcone-based pyranocoumarins via iodine-promoted Michael addition followed by cyclization of 4-hydroxycoumarins. Synthetic Communications, 2013, vol. 43, no. 22, pp. 3044-3053.
9. Joshi P. P., Sandhu P. K. Manekar-Tilve AJ Chem. Soc. Perkin Trans., 2002, vol. 1, pp. 371-376.
10. Xie L., Takeuchi Y., Cosentino L. M., McPhail A. T., Lee K. H. Anti-AIDS agents. 42. Synthesis and anti-HIV activity of disubstituted (3 'R, 4 'R)-3 ', 4 '-Di-O-(S)-camphanoyl-(+)-cis-khellactone analogues. Journal of Medicinal Chemistry, 2001, vol. 44, no. 5, pp. 664-671. DOI: 10.1021/jm000070g
11. Melliou E., Magiatis P., Mitaku S., Skaltsounis A. L., Chinou E., Chinou I. Natural and synthetic 2, 2-dimeth-ylpyranocoumarins with antibacterial activity. Journal of Natural Products, 2005, vol. 68, no. 1, pp. 78-82. DOI: 10.1021/np0497447
12. Galinis D. L., Fuller R. W., McKee T. C., Cardellina J. H., II, Gulakowski R. J., McMahon J. B., Boyd M. R. Structure-activity modifications of the HIV-1 inhibitors (+)-calanolide A and (-)-calanolide B. J. Med. Chem., 1996, vol. 39, pp. 4507-4510.
13. Chakraborty D. P., Das Gupta A., Bose P. K. On the anti-fungal action of some natural coumarins. Ann. Biochem. Exp. Med, 1957, vol. 17, pp. 59-62.
14. Brooks G. T., Ottridge A. P., Mace D. W. The effect of some furochromene and benzochromene analogues of 2,2-dimethyl-7-methoxychromene (precocene I) and benzofuran precursors on Oncopeltus fasciatus (dallas) and Locusta migratoria migratorioides (R&F). Pestic Sci., 1988, vol. 22, pp. 41-50.
15. Chand N., Diamantis W., Sofia R. D. Modulation of in vitro anaphylaxis of guinea-pig isolated tracheal segments by azelastine, inhibitors of arachidonic acid metabolism and selected antiallergic drugs. Brit. J. Pharmacol.,1986, vol. 87, pp. 443-448.
16. Sarda S. R., Puri V. A., Rode A. B., Dalawe T. N., Jadhav W. N., Pawar R. P. Sulfated tin oxides: a suitable reagent for synthesis of 2, 4-diphenyl-4, 6, 7, 8-tetrahy-drochromen-5-one. Arkivoc, 2007, vol. 16, pp. 246-251. DOI: 10.3998/ark.5550190.0008.g24
17. Montandon J. B., Zijlstra F. J., Wilson J. H., Grandjean E. M., Cicurel L. In-vitro versus in-vivo activities of new 5-lipoxygenase inhibitors with antiinflammatory activity. International Journal of Tissue Reactions, 1989, vol. 11, no. 3, pp. 107-120.
Cite this article as:
Kostritskiy A. Y., Nakonechnikova M. G., Fedotova O. V., Pchelintseva N. V. Synthesis and Heterocyclization of 4-Hydroxy-3-((2-hydroxy-4,4-dimethyl-6-oxocyclohex-1-en-1-yl)(aryl)methyl)-2H-chromen-2-ones. Izv. Saratov Univ. (N. S.), Ser. Chemistry. Biology. Ecology, 2020, vol. 20, iss. 4, pp. 362-371 (in Russian). DOI: https://doi.org/10.18500/1816-9775-2020-20-4-362-371
