CC BY
30
14
AZ9RBAYCAN KIMYA JURNALI № 1 2014
УДК547.7; 547.231; 577.15.17
СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ 1,10-ДИАЗА-18-КРАУН-6 В.М.Фарзалиев, О.Г.Набиев, З.О.Набизаде*, Л.Р.Сафарова, Г.Б.Бабаева
Институт химии присадок им А.М. Кулиева Национальной АН Азербайджана
aki05@mail.ru
*Институт радиационных проблем Национальной АН Азербайджана
nukl@box.az
Поступила в редакцию 16.01.2014
Впервые синтезировано хиральное производное 1,10-диаза-18-крауна-6 реакцией последнего с Я-(+)-а-фенилэтилизоцианатом; осуществлено бис--азидометилирование и бис-диазиридинометилирование 1,10-бис-(метоксиметил)-1,10-диаза-18-краун-6 реакциями с триметилсилилазидом (TMSN3) и 2,3,3-триметилдиазиридином, в результате чего впервые получены 1,10-бис-азидометил-1,10-диаза-18-краун-6 и 1,10-бис-(2.3,3-триметилдиазири-динометил)-1,10-диаза-18-краун-6. Их структура подтверждена современными физико-химическими аналитическими методами. Обнаружено необратимое превращение 1,10-бис-(азидометил)-1,10-диаза-18-краун-6 в (гидразид)-1,10-диаза-18-краун-6, структура которого также подтверждена рентгеноструктурным анализом. Реакцией присоединения 1,10-бис-азидометил-1,10-диаза-18-краун-6 к диметилацетилендикарбоксилату получен 1,10-бис-триазол-1, 10-диаза-18 -краун-6.
Ключевые слова: 1,10-диаза-18-краун-6; R-(+)-a-фенилэтилизоцианат; тринитрофе-нол; 1,10-бис-метоксиметил-1,10-диаза-18-краун-6; 1,10-бис-азидометил-1,10-диаза-18-краун-6; 1,10-бис-азидо-1,10-дигидродиаза-18-краун-6; 1,10-бис-(2,3,3-триметилди-азиридинометил)-1,10-диаза-18-краун-6; триметилсилилазид; 2,3,3-триметилдиазири-дин; диметилацетилендикарбоксилат.
Одним из важнейших свойств диазакраун-эфиров является их биологическая активность, связанная с проникновением через биологические мембраны. Хиральные диазакраун-эфиры используются также при получении некоторых форм лизина химическим путем [1, 2].
С целью изучения биологических свойств и расширения ассортимента производных 1,10-диаза-18-краун-6 (I) нами впервые синтезированы хиральный 1,10-бмс-(а-фенилэтил-карбамоил)-1,10-диаза-18-краун-6 (II) и ахиральный 1,10-бмс-(2.4,6-тринитрофенил)-1,10-диаза-18-краун-6 (III) комплексы реакциями (I) с 2 молями Я-(+)-а-фенилэтилизоцианата и тринитрофенола в среде растворителя в мягких условиях (200С, отсутствие давления, катализатора) (схема 1):
ш
Схема 1.
В.М.ФАРЗАЛИЕВ и др.
15
Ранее нами был разработан легко доступный общий метод синтеза азидометилами-нов [3]. По этой методике также впервые осуществлен синтез 1,10-бис-(азидометил)-1,10-диаза-18-краун-6 (V) и 1,10-бис-(2,3,3-триметилдиазиридинометил)-1,10-диаза-18-краун-6 (VI) реакцией 1,10-бис-(метоксиметил)-1,10-диаза-18-краун-6 (IV) [4] c триметилсилилази-дом (TMSN3) и 2,3,3-триметилдиазиридином соответственно (схема 2).
Me Me
С
о
2 HN-N-Me
- 2 TMSOMe
MeOCHN
NCHOMe-
n3ch„n
с \
-2 MeOH
O
IV
Me Me
V
MeOH,
Me-N-
У r^ У
n-nchN nchn-n
Me Me s/ Л
-N-Me
NHN
cO O}
VI
NH2N3
VII
DMAD, Et2O
^ С
O
Me^.C
MeO2C^ /NCH2N 2 N
NCH N
N
CO Me CO2Me
VIII
Схема 2.
Нами установлено, что при кипячении соединения V в водном метаноле (2 ч) и последующем охлаждении (-20С) происходит его необратимое превращение в соединение VII, структура которого подтверждена рентгеноструктурным анализом (РСА) [5].
Реакцией V с диметилацетилендикарбоксилатом (ДМАД) получено соединение VIII (схема 2).
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Спектры ЯМР 1Н изучены на приборе Bruker WM-400 (400.13 МГц), а ЯМР 13С - на том же приборе Bruker (75.47 МГц), внутренний стандарт - ТМС.
Углы оптического вращения измерены на поляриметре POLAMAT A (CARL Zeiss JENA).
Температуры плавления определены в запаянных капиллярах на приборе Stuart Scientific Melting point apparatus SMP3.
Элементный анализ проведен на CHN-анализаторе Perkin Elmer 2400.
1,10-бис-(а-Фенилэтилкарбамоил)-1,10-диаза-18-краун-6 (II). К раствору 0.8 г (3 ммоля) соединения I в 3 мл сухого ацетонитрила добавляли при перемешивании 0.9 г (6 ммолей) Я-(+)-а-фенилэтилизоцианата и выдерживали 12 ч при 200С. Растворитель (метанол) упаривали, остаток кристаллизовали из эфира. Получали 1.63 г (96%) соединения II, Тш - 130-1310С, [ab=+8.35. ЯМР 1Н (CDCI3): 1.43 д (6Н, СН3СН, J=6.7), 3.46 т (8Н, Сшт 3.53 c [8H, O(CH2)2O], 3.62 д (8H, CH2O), 4.89 дк (2H, 2CH, Jchch3=6.7, Jchnh=6.7, 6.26 д (2H, NHCH, 3Jnh-ch=6.7), 7.3 м (10H, Ph). Найдено, %: С 64.69, Н 7.97, N 10.14. C30H14N4O6. Вычислено, %; C 64.75, H 7.91, N 10.07.
2 TMSN3, Et2O
H2O
16 СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ 1,10-ДИАЗА-18-КРАУН-6
1,10-бис-(2,4,6,-Тринитрофенол)-1,10-диаза-18-краун-6 (III). К раствору 0.524 г (2 ммоля) 1,10-диаза-18-краун-6 в 5 мл абсолютного метанола добавляли при перемешивании 0.916 г (4 ммоля) 2,4.6-тринитрофенола в 3 мл абсолютного метанола, смесь выдерживали 12 ч при 200С. Выпавшие кристаллы отделяли и перекристаллизовывали из абсолютного МеОН. Получали 1.38 г (96%) соединения III, Тпл - 232-2340С, ЯМР 1Н (DMSO-d6): 3.2 т (8H, CH2N, 3J=5.0), 3.58 c [8H, O(CH2)2O], 3.65 т (8H, CH2O, 3J=5.0), 8.57 c (4H, Ph). C24H32N8O18. Найдено, %: С 40.31, Н 3.98, N 15.67. Вычислено,%: C 40.22, H 3.91, N 15.64.
1,10-бис-(Азидометил)-1,10-диаза-18-краун-6 (V). К раствору 0.77 г (2.2 ммоля) соединения IV в 3 мл сухого эфира при 200С медленно прибавляли 0.51 г (4.4 ммоля) три-метилсилилазида, выдерживали 12 ч при комнатной температуре, выпавшие кристаллы отделяли и перекристаллизовывали из равной смеси метанола и эфира. Получали 0.74 г (90%) соединения V, Тпл - 129-1310С. ЯМР 1Н (CDCl3): 2.98 т (8H, CH2N, 3J=5.6), 3.69 c [8H, O(CH2)2O], 3.76 т (8H, CH2O, 3J=5.6), 4.55 c (4H, NCH2N3). C14H28N8O4. Найдено, %: С 45.23, H 7.74, N 30.33. Вычислено, %: C 45.16, H 7.53, N 30.11.
1,10-бис-(2,3,3-Триметилдиазиридинометил)-1,10-диаза-18-краун-6 (VI). К раствору 0.805 г (2.3 ммоля) соединения IV в 3 мл абсолютного этилового спирта добавляли 0.4 г (4.6 ммоля) 2,3,3-триметилдиазиридина, выдерживали 12 ч при 200С. После упаривания растворителя получали 1.0 г (95%) продукта VI в виде бесцветного масла, и^0=1.5821. ЯМР 1Н (CDCl3): 1.25 c (NCH2N) и 1.27 c [12H, (CH3)2C], 2.42 c (6H, CH3N), 3.32 и 3.63 м (4H, спектр АВ типа, 2J=12.7), 2.99 т (8H, CHN, 3J=5.9), 3.65 c (8H, 0(СШ70), 3.66 т [8H, CH2O, 3J=5.9]. ЯМР 13С (CDCI3), 5, м.д. (J, Гц): 18.73 и 19.49 [(СИэЪС, J=126.3. V=3.7], 39.73 (CH3N, J=134.9), 74.3 (NCH2N, 1J=144.7, 3J=3.1), 52.21 (CH2N, J=133.1). Найдено, %: С 57.79, H 10.12, N 18.41. C22H46N6O4. Вычислено, %: С 57.64, H 10.04, N 18.34.
Дигидразид-1,10-диаза-18-краун-6 (VII). 0.372 г (1 ммоль) соединения V кипятили в сыром метиловом спирте в течение 2 ч, оставляли при 40С на 12 ч, получали 0.32 г (92%) продукта VIII, Тпл - 142-1440С. ЯМР 1Н (CDCI3): 3.16 т (8H, CH2N, 3J=6.2), 3.58 c [8H, OCCHobOl, 3.71 т (8H, CH2O, 3J=6.2). C12H28N8O4. Найдено, %: С 41.43, H 8.12, N 32.20. Вычислено, %: С 41.38, H 8.05, N 32.18. Структура дигидразида 1,10-диаза-18-краун-6 подтверждена РСА [8].
1,10-бис-(Триазолометил)-1,10-диаза-18-краун-6 (VIII). К раствору 0.085 г (0.228 ммоля) соединения V в 2 мл сухого эфира при 200С медленно прибавляли 0.065 г (0.46 ммо-ля) диметилацетилендикарбоксилата, выдерживали 12 ч, выпавшие кристаллы отделяли и перекристаллизовывали из равной смеси метанола и эфира. Получали 0.14 г (90%) соединения VIII, Тпл - 132-1340С. ЯМР 1Н (CDCl3): 3.46 т (8H, CH2N, 3J=6.1), 3.57 c [8H, O(CH2)2O], 3.64 т (8H, CH2O, 3J=6.1), 3.92 c (12H, CH3O), 4.64 c (4H, NCH2N). C26H40N8O12. Найдено, %: С 47.60, H 6.15, N 17.22. Вычислено, %: С 47.56, H 6.10, N 17.07.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Хираока М. Краун-соединения. Свойства и применения М.: Мир, 1986. 365 с.
2. Грагеров И.П. Краун-соединения в органическом синтезе. Киев: Наук. думка, 1994. 343 с.
3. Orudzh G. Nabiyev, Zargalam O. Nabizade, Remir G. Kostyanovsky // Mendeleev Communicate. 2009. No 19. Р. 281-283.
4. Богатский А.В., Лукьяненко Н.Г., Пастушок В.Н., Костяновский Р.Г. // Докл. АН СССР. 1982.T. 265. № 3. С. 619-621.
5. Bushmarinov I.S., Nabiev O.G., Kostyanovsky R.G., Antipin M.Yu. // Cryst. Eng. Comm. 2011. No 13. С. 2930-2934.
В.М.ФАРЗАЛИЕВ и др.
17
1,10-DlAZA- 18-KRAUN-6 YENl TOR3M3L3R!n!N SlNTEZl V3 T3DQlQl
V.M.Farzaliyev, O.Q.Nabiyev, Z.O.Nabizada, L.R.Saf3rova, G.B.Babayeva
ilk dafa 1,10-diaza-18-kraun-6 R-(+)-a-feniletilizosianatla reaksiyasindan xiral toramasi sintez edilmi§dir. Ham^inin 1,10-bis-metoksimetil-1,10-diaza-18-kraun-6 trimetilsililazid (TMSN3) va 2,3,3-trimetildiaziri-dinla aminometilla§ma reaksiyasi naticasinda ilk dafa olaraq 1,10-bis--azidometil-1,10-diaza-18-kraun-6 va 1,10-bis-(2,2,3-trimetilaziridinometil)-1,10-diaza-18-kraun-6 maddalari alinmi§ va onlarin qurulu§u muasir fiziki-kimyavi usullarla tayin olunmu§dur. Muayyan olunmu§dur ki, 1,10-bis-azidometil-1,10-diaza-18-kraun-6 sulu metanolda donmaz olaraq 1,10-bis-qidrazid 1,10-diaza-18-kraun-6 ?evrilir va onun qurulu§u ham da RSA ila muayyan edilmi§dir. Digar tarafdan 1,10-bis-azidodimetil-1,10-diaza-18-kraun-6 dimetilasetilendikarboksilatla birla§ma reaksiyasindan 1,10-bis-triazol-1,10-diaza-18-craun-6 alinmi§dir.
Agar sozlar: 1,10-diaza-18-kraun-6; R-(+)-a-feniletilizosianat; trinitrofenol; 1,10-bis-metoksimetil-1,10-di-aza-18-kraun-6; 1,10-bis-azidometil-1.10-diaza-18-kraun-6; 1,10-bis-azido-1,10-digidrodiaza-18-kraun-6; 1,10-bis-(2,3,3-trimetildiaziridinometil)-1,10-diaza-18-kraun-6; trimetilsililazid; 2,3,3-trimetildiaziridin; di-metilasetilendikarboksilat.
THE SYNTHESIS AND INVESTIGATION OF NEW DERIVATIVES OF 1,10-DIAZA-18-CRAUN-6
V.M.Farzaliyev, O.G.Nabiyev, Z.O.Nabizadeh, L.R.Safarova, G.B.Babayeva
For the first time the hirano derivative of 1,10-diaza-18-craun-6 by reaction with R-(+)-a-phenil-ethylisocianate was synthesized; bis-azido-metylation and bis-diaziridinemethylation of 1,10-bis-(metoxymethyl)-1,10-diaza-18craun-6 were conducted by reactions with trimethylsilylazide (TMSN3) and 2,3,3-trimethyldiaziridine, as a result for the first time 1,10-bis-azidomethyl-1,10-diaza-18-craun-6 and 1,10-bis-(2,3,3-trimethyldiaziridinomethyl)-1,10-diaza-18-craun-6 were obtained. Their structure was confirmed by contemporary physico-chemical and analytical methods. Irreversible trans formation of 1,10-bis-(azidomethyl)-1,10-diaza-18-craun-6 into (hydroazide)-1,10-diaza-18-craun-6, the structure of which was confirmed by X-ray diffraction analysis (PCA) also. By the addition reactions of 1,10-bis-azidomethyl-1,10-diaza-18-craun-6 to dimethylacetylenedicarboxylate 1,10-bis-triazol- 1,10-diaza-18-craun-6 was received.
Keywords: 1,10-diaza-18-craun-6; R-(+)-a-phenylethylisocianate; trinitrophenyl; 1,10-bis-metoxyme-thyl-1,10-diaza-18-craun-6; 1,10-bis-azidometyl-1,10-diaza-18-craun-6; 1,10-bis-azido-1,10-dihydrodi-aza-18-craun-6; 1,10-bis-(2,3,3-trimethyldiaziridinomethyl)-1,10-diaza-18-craun-6; trimethylsilylazide; 2,3,3-trimethyldiaziridine; dimethylacetylenedicarboxylate.
