CC BY
6
УДК 547.791.6
Яковлев Д.А.,.Анпенова Е.П., Перевалов В.П.
СИНТЕЗ НЕКОТОРЫХ ТРИАЗОЛПРОИЗВОДНЫХ ХИНОКСАЛИНА
Перевалов Валерий Павлович д.х.н., Профессор кафедры ТТОС и ХК РХТУ им. Д.И.Менделеева, Россия, Москва
Анпенова Елена Петровна к.х.н., доцент кафедры ТТОС и ХК РХТУ им. Д.И.Менделеева, * e-mail: star78@inbox.ru Яковлев Денис Анатольевич студент1-го курса магистратуры кафедры ТТОС и ХК РХТУ им. Д.И.Менделеева, Россия, Москва
Российский химико-технологический университет им.Д.И.Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская площадь, дом 9
Путем замещения атома хлора на остатки глицина и l-валина в молекуле 3,5-динитро-4-хлорбензойной кислоты получены динитропроизводные, которые восстановлены хлоридом олова (II) и цинком в кислой среде. Синтезированы и охарактеризованы спектральными данными триазолпроизводные ряда хиноксалина: 5-оксо-5,6-дигидро-4Н-[1,2,3]триазоло[1,5,4-de]хиноксалин-8-карбоновая кислота и 5-оксо-4-(пропан-2-ил)-5,6-дигидро-4Н-[1,2,3]триазоло[1,5,4-de]хиноксалин-8-карбоновая кислота Ключевые слова:хиноксалин, триазол, аминокислоты, циклизация
THE SYNTHESIS OF CERTAINTRIAZOLE DERIVATIVES OF QUINOXALINE
Yakovlev Denis Anatolievich, Anpenova Elena Petrovna, Perevalov Valery Pavlovich D.I.Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia.
By substitution of a chlorine atom with glycine and l-valine residues in the 3,5-dinitro-4-chlorbenzoic acid molecule, dinitro derivatives have been obtained, which are reducedby tin (II) chloride and zinc in an acidic medium. The triazole derivatives of the quinoxaline series were synthesized and characterized by spectral data:5-oxo-5,6-dihydro-4H-[1,2,3]triazolo[1,5,4-de]quinoxaline-8-carboxylic acid and 5-oxo-4-(propan-2-yl)-5,6-dihydro-4H-[1,2,3]triazolo[1,5,4-de]quinoxaline-8-carboxylic acid. Keywords:quinoxaline, triazole, amino acid, cyclization
Гетероциклические соединения, в частности соединения триазольного ряда, имеют практическое применение в качестве различных препаратов в фармацевтической области, так как являются биологически активными. Для получения ряда гетероциклических соединений производных
хиноксалина была проведена реакция нитрования 4-хлорбензойной кислоты (I), которую проводили при температуре 140°С нитратом калия в среде серной кислоты. В ИК-спектре полученной 3,5-динитро-4-хлорбензойной кислоты (II) наблюдаются полосы валентных колебаний при1550 см-1 и 1350 см-1, характерные для валентных колебаний N02 - группы и 1700 см-1 для С=О - группы.
Схема №1.
мнсн,соон N0,
Нуклеофильное замещение атома хлора в 3,5-динитро-4-хлорбензойной кислоте на остаток глицина проводили в среде этилового спирта при кипении в присутствии карбоната натрия. В ИК-спектре 4-карбоксиметиламино-3,5-динитробензойной кислоты
(III) наблюдаются полосы валентных колебаний при 3440см-1 (NH), 1630 см-1 и1801 см-1 (С=О), 1550 см-1 и 1360 см-1 (NO2).
При восстановлении соединения III хлоридом олова в кислой среде происходит циклизация по механизму N-ацилирования с образованием 8-амино-1,2,3,4-тетрагидрохиноксалин-6-карбоновой кислоты
(IV). В ИК-спектре соединения IV наблюдаются полосы валентных колебаний при 3440см-1 и 3410 см-1 (NH), 1630 см-1(СОО), 1713 см-1 (С=О), 3287 см-1 и 3333 см-1 (NH3+). Полосы валентных колебаний при 1550 см-1 и 1360 см-1, характерные для нитрогрупп, отсутствуют. В масс-спектре наблюдается пик молекулярного иона m/z: 207 [M]+\
Последующим диазотированием соединения IV была получена 5-оксо-5,6-дигидро-4Н-[1,2,3]триазоло[1,5,4^е]хиноксалин-8-карбоновая кислота (V). В 1Н ЯМР спектре (DMSO) присутствуют сигналы при 3,85 м.д. (CH2), при 8,65 м.д. (с.2Н) и при 9,15 м.д. (NH). В масс-спектре наблюдается пик молекулярного иона m/z: 218 [M]+\
Присутствие в соединении IV свободной карбоксильной группы способствует
образованиювнутреннейсоли, что вызывает метилового спирта. В ИК-спектре полученного
затруднение выделения продукта.Посредством метилового эфира 3,5-динитро-4-хлорбензойной
этерификации был получен метиловый эфир 3,5- кислоты (VI) присутствуют полосы валентных
динитро-4-хлорбензойной кислоты^. Реакцию колебаний при 1535см-1 и 1350 см-1 (NO2) и 1728 см-1
этерификации проводили барботируя газообразный (С=О). HCl через кипящий раствор соединения III в среде
CI
соон II
Схема №2.
CI
СООСНз VI
0,N
NHCH,COOH
NO,
H-.N
COOCH-, VIII
соосн.
IX
соон v
При замещении атома хлора в метиловом эфире 3,5-динитро-4-хлорбензойной кислоты на остаток глицина был полученметиловый эфир 4-карбоксиметиламино-3,5-динитробензойной кислоты. В ИК-спектресоединения VII присутствуют полосы валентных колебаний в области 3440см-1 (ЯН), 1543 см 1 и 1357 см-1 (Ш2), 1720 см-1 (С=0).
Восстановление соединения VII проводили порошком цинка в среде соляной кислоты.В ИК-спектре полученного метилового эфира 8-амино-1,2,3,4-тетрагидрохиноксалин-6-карбоновой кислоты (VIII) присутствуют полосы валентных колебаний при 3441см-1 и 3410 см-1 (ЯН), 1800 см-1 и 1710 см-1 (С=О), 3297 см-1 и 3335 см-1 (ЯН2).
Путемдиазотированиясоединения VIII
нитритом натрия в среде соляной кислоты получен метиловый эфир 5-оксо-5,6-дигидро-4Н-
[1,2,3]триазоло[1,5,4^е]хиноксалин-8-карбоновой кислоты (IX). В ИК-спектре соединения IX наблюдаются полосы валентных колебаний в области 3332см-1 (ЯН), 1620 см-1 и 1726 см-1 (С=0). В масс-спектре наблюдается пик молекулярного иона т^: 232 [М]+\
Для снятия защиты с карбоксильной группы был проведен щелочной гидролиз соединения IX при температуре кипения. В ИК-спектре полученной 5-оксо-5,6-дигидро-4Н-
[ 1,2,3]триазоло[ 1,5,4^е]хиноксалин-8-карбоновой кислоты (V) присутствуют полосы валентных колебаний при 1640см-1 и 1709 см-1 (С=0), 3302 см-1 (ЯН).В масс-спектре наблюдается пик молекулярного иона т^: 218[М]+\
В качестве нуклеофильного агента для реакции замещения хлора в 3,5-динитро-4-хлорбензойной кислоте (II) был выбран1-валин. Реакцию проводили в среде этанола при температуре
кипения. В ИК-спектре 4-[(1-карбокси-2-метилпропил)амино] -3,5 -динитробензойной кислоты (XI) идентифицированы полосы валентных колебаний при 3410см-1 (NH), 1743 см-1 и 1712 см-1 (С=О), 1357 см-1 и 1519 см-1(Ш2).
При восстановлении соединения XI цинком в соляной кислоте образуется 8-амино-3-оксо-2-(пропан-2-ил)-1,2,3,4-тетрагидрохиноксалин-6-карбоновая кислота(ХП). В ИК-спектре соединения XII наблюдаются полосы валентных колебаний при 3410 см-1 (NH), 1712 см-1 и 1620 см-1 (С=О), 3363 см-1 и 3155 см-1 (NH2). Полосы валентных колебаний при 1357 см-1 и 1519 см-1, характерные для нитрогрупп, отсутствуют. В 1Н ЯМР спектре (хлороформ) присутствуют сигналы при 1,25 м.д. (CH3), при 2,63 м.д. (СН), при 10,50 м.д. (СООН), при 4,30 (СН в гетероцикле), при 8,10 м.д. и 8,82 м.д. (СН), при 5,21 (N^) и при 9,16 м.д. (]МН).В масс-спектре наблюдается пик молекулярного иона m/z: 249[M]+\
Последующим диазотированием соединения XII была получена 5-оксо-4-(пропан-2-ил)-5,6-дигидро 4Н- [1,2,3]триазоло [1,5,4-de] хиноксалин-8-карбоновая кислота (XIII). В 1Н ЯМР спектре (хлороформ) присутствуют сигналы при 1,15 м.д. (CH3), при 2,40м.д. (СН), при 4,05 (СН в гетероцикле), при 8,86 м.д. (с.2Н)и при 9,18м.д. (NH).
Схема №3
XI
н,с„ „см.
HjN, L .NH
По результатам проведенного исследования были изучены и оптимизированы варианты циклизации производных 3,5-динитро-4-хлорбензойной кислоты при восстановлении солями цинка и олова в кислой среде. Доказано предположительное использование
солеи олова в качестве восстановителя при наличии в структуре соединения свободной карбоксильной группы. Исследовано влияние природы остатка аминокислоты на возможность циклизации при использовании упомянутых выше систем восстановителей.
Литература
1. Ю. Ю. Моржерин, Ю. А. Розин, В. А. Бакулев. Химия гетероциклических соединений, 612 (2001)
2. Е. Ф. Данкова, В. А. Бакулев, Д. П. Крутько. Химия гетероцикл. соединений, 775 (1991)
3. Soleymani, R. Synthesis of Novel Aryl Quinoxaline Derivatives by New Catalytic Methods / R. Soleymani, N. Niakan, Shohretayeb, S. Hakimi // Orient. J. Chem. - 2012. - Vol. 28, Is. 1. - P. 687-701
4. Ghosh, P. Green and selective protocol for synthesis of quinoxalines / P. Ghosh, A. Mandal // Adv. Appl. Sci. Res. - 2011. - Vol. 2 Is. 1. - P. 255-260
