Научная статья на тему 'Синтез сульфониевого илида из n-фталил-в-фенил-в-аланина и его свойства'

Синтез сульфониевого илида из n-фталил-в-фенил-в-аланина и его свойства Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
179
25
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
1-МЕТИЛСУЛЬФАНИЛ-4-ФЕНИЛ-2 / -ТЕТРАГИДРОПИРИДО[2 / 1-А]ИЗОИНДОЛ-2 / 6-ДИОН / ИЛИД СЕРЫ / РЕАКЦИЯ ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНОЙ ЦИКЛИЗАЦИИ / ЦИКЛОПРОПАНИРОВАНИЕ / ПЕРЕГРУППИРОВКА / АЦИЛИРОВАНИЕ / 6-TETRAHYDROPYRIDO[2 / 1-A]ISOINDOL-2 / 1-METHYLSULPHANYL-4-PHENYL-2 / 6-DIONE / SULFUR YLIDES / INTRAMOLECULAR CYCLIZATION / CYCLOPROPANATION / REARRANGEMENT / ACYLATION

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Егоров В. А., Галин Ф. З., Лакеев С. Н., Сахаутдинов И. М., Майданова И. О.

Синтезирован фталимидсодержащий кетостабилизированный илид серы и изучены его химические свойства. Нагревание илида в кипящем толуоле в присутствии эквимольного количества бензойной кислоты приводит к 1-метилсульфанил-4-фенил-2,3,4,6-тетрагидропиридо[2,1-а]-изоиндол-2,6-диону. При взаимодействие илида с уксусным ангидридом и бензоилхлоридом образуются дважды стабилизированный илид и енолбензоат соответственно. Взаимодействие илида с метилакрилатом протекает с образованием 1,2-замещенного циклопропанового производного.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Егоров В. А., Галин Ф. З., Лакеев С. Н., Сахаутдинов И. М., Майданова И. О.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE SYNTHESIS AND PROPERTIES OF SULFUR YLIDE DERIVED FROM

New keto stabilized phthalimide containing sulfur ylide was synthesized. Heating of the ylide in boiling toluene in the presence of equimolecular quantity of benzoic acid results in 1-methylsulphanyl-4-phenyl-2,3,4,6-tetrahydropyrido[2,1-a]isoindol-2,6-dione. The acylation of ylide by acetic anhydride and benzoyl chloride leads to double stabilized ylide and enol benzoate accordingly. Interaction of this ylide with methyl acrylate as a result gave to cyclopropane derivative. The reaction of the ylide with acrylonitrile results in 1,2-cyclopropane derivative.

Текст научной работы на тему «Синтез сульфониевого илида из n-фталил-в-фенил-в-аланина и его свойства»

УДК 547.759:547.94:542.97

В. А. Егоров 1, Ф. З. Галин 1 2, С. Н. Лакеев 1, И. М. Сахаутдинов 1, И. О. Майданова 1, А. А. Фатыхов 1, И. В. Налеухин 2

Синтез сульфониевого илида из N-фталил-Р-фенил-Р-аланина и его свойства

1 Институт органической химии Уфимского научного центра Российской академии наук 450054 Уфа, просп. Октября, 71, Факс: (3472) 35-6066, 35-2641. E-mail: galin@anrb.ru 2 Башкирский Государственный Университет 450074 Уфа, Фрунзе, 32. Тел.: (3472) 22-6105

Синтезирован фталимидсодержащий кетостаби-лизированный илид серы и изучены его химические свойства. Нагревание илида в кипящем толуоле в присутствии эквимольного количества бензойной кислоты приводит к 1-метилсульфа-нил-4-фенил-2,3,4,6-тетрагидропиридо[2,1-а]-изоиндол-2,6-диону. При взаимодействие илида с уксусным ангидридом и бензоилхлоридом образуются дважды стабилизированный илид и енолбензоат соответственно. Взаимодействие илида с метилакрилатом протекает с образованием 1,2-замещенного циклопропанового производного.

Ключевые слова: 1-метилсульфанил-4-фенил-2,3,4,6,-тетрагидропиридо[2,1-а]изоиндол-2,6-дион, илид серы, реакция внутримолекулярной циклизации, циклопропанирование, перегруппировка, ацилирование.

В предыдущих работах 1-4 описаны синтез и свойства кетостабилизированных илидов серы, полученных на основе К-фталил-р-ала-нина. Было исследовано влияние различных заместителей в имидном фрагменте на протекание характерной для таких илидов реакции внутримолекулярной циклизации с образованием индолизидиндионов 4. Кроме того, было показано, что наличие объемного ароматического заместителя в р-положении к карбанион-ному центру илида, полученного из К-фта-лилантраниловой кислоты, приводит к само-

произвольной циклизации илида с образованием замещенного индолизидиндиона с высоким выходом 5. Представлялось интересным установить влияние заместителя в у-положении к карбанионному центру илида на его свойства и поведение в условиях внутримолекулярной циклизации и в других реакциях. С этой целью по разработанной ранее схеме 1 был синтезирован илид 1 из К-фталил-р-фенил-р-аланина 2 (схема 1).

Защищенная аминокислота 2 по реакции Арндта-Айстерта превращается в диазокетон 3, который при обработке водным раствором НВг, а затем Ме2Э дает соответственно бром-кетон 4 и сульфониевую соль 5. При депрото-нировании соли 5 смесью насыщенного раствора К2С03 и 12.5 N раствора КаОН с выходом 92% образуется илид 1. Для кетостабилизиро-ванных илидов характерна делокализация отрицательного заряда атома углерода на карбонильной группе, поэтому в ИК-спектре илида 1 происходит длинноволновое смещение полосы поглощения группы С=0 в область V 1540 см-1. В спектре ЯМР 13С илидный атом углерода резонирует в области 8с 52.54 м.д., а сигнал кетогруппы претерпевает сильнопольный сдвиг до 8с 185.69 м.д.

Схема 1

O Ph о

OH.

a,b

ЯТу JL^SMe2 Br

Br d

O

O 1

Реагенты и условия: а) Э0С12, РЬН, 80 оС; Ь) СН2К2, СН2С12, -5 оС; с) НВг, СН2С12, г.1.; а) Ме2Э, Ме2С0, г.1; е) смесь К2С03 (насыщ.) и 12,5К КаОН, 10 оС.

Дата поступления 21.12.05 44 Башкирский химический журнал. 2006. Том 13. Жо 1

Уже при комнатной температуре илид 1 самопроизвольно циклизуется, образуя небольшое количество индолизидиндиона 6. В условиях реакции внутримолекулярной циклизации (кипячение в толуоле с эквимольным количеством БгОИ) 3 илид 1 превращается в 6 с выходом 92% (схема 2).

Как и другие, полученные ранее кетоста-билизированные илиды 2' 6' 7, 1 вступает в реакции ацилирования с уксусным ангидридом и хлористым бензоилом и циклопропанирования с метилакрилатом (схема 2).

Взаимодействие 1 с эквимольным количеством уксусного ангидрида в толуоле при 110 °С приводит к дважды стабилизированному или-ду 7 с выходом 61% — продукту С-ацилирова-ния. Реакция 1 с хлористым бензоилом проходит хуже и дает сложную смесь продуктов, из которых удалось выделить продукт О-ацили-рования — енолбензоат 8 с выходом 15% и ин-долизидиндион 5 в качестве основного продукта. В ИК-спектре соединения 7 наблюдается длинноволновое смещение полос поглощения карбонильных групп, связанных с карбанио-ном, в область V 1585 см-1, в спектре ЯМР наиболее характерным является сигнал протонов ацетильной группы в области 8Н 2.81 м.д. Для соединения 8 информативными являются сигналы протонов метильной группы в области 8Н 2.12 м.д. в спектре ЯМР и сигнал карбоксильного атома углерода в области 8с 163.45 м.д. в спектре ЯМР 13С.

При взаимодействии илида 1 с метилакри-латом образуется 1,2-замещенный циклопропан 9 в виде смеси цис- и транс-изомеров в соотношении примерно 1 : 1. Наиболее информативными для определения изомерного состава

являются два синглета протонов метальной группы в области 8Н 3.61 и 3.63 м.д. в спектре ЯМР 1H, имеющие примерно одинаковую интенсивность. Более слабопольный сигнал принадлежит ^мс-изомеру, что обусловлено взаимодействием протонов С02СН3 группы с ке-тогруппой. Сигналы циклопропановых углеро-дов в спектре ЯМР 13С резонируют в области 8с 23.94; 29.18; 17.30 м.д. (^мс-изомер) и 24.12; 29.66; 17.13 м.д. (транс-изомер).

Работа выполнена при финансовой поддержке Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Направленный синтез органических веществ с заданными свой-ствамии создание функциональных материалов на их основе», гранта Президента РФ для поддержки молодых российских ученых и ведущих научных школ РФ. НШ - 139.2003.3.

Экспериментальная часть

ИК-спектры сняты на приборе «UR-20» и «Spekord-M80» в тонком слое или вазелиновом масле. Спектры ЯМР *Н и 13С записаны на спектрометре «Bruker-AM-300» с рабочей частотой 300.13 и 75.47 МГц соответственно, внутренний стандарт ТМС. За ходом реакции следили по ТСХ на пластинках «Silufol UV-254» (Чехия), с обнаружением веществ с помощью УФ-облучения или опрыскиванием пластинок раствором нингидринового проявителя с последующим нагреванием при 100-120 оС. Продукты реакции выделяли колоночной хроматографией на силикагеле.

N-Фталил-Р-фенил-Р-аланин (2) полу-

о

чен по методике .

Схема 2

MeS

Ph

a, 92%

c, 15%

b, 61%

d, 60%

h CHSMe

OCOPh

° Ph O

ocp-v

CO2Me

Реагенты и условия: a) BzOH, PhMe, 110 °C; b) Ac2O, PhMe, 110 оС; с) PhCOCl, PhMe,110 °C; d)CH2=CHCO2Me, MeCN, 80 °C;

7

O

6

O

O

2-(4-Диазо-3-оксо-1-фенилбутил)-1,3-изоиндолиндион (3) К суспензии 5 г (17 ммоль) защищенной аминокислоты 2 в 50 мл сухого бензола прибавили 45 ммоль хлористого тионила и кипятили с обратным холодильником до окончания выделения газа (примерно 3 ч). После упаривания растворителя и избытка хлористого тионила полученный хло-рангидрид без дополнительной очистки вовлекали в дальнейшие превращения. Раствор 5 г (16 ммоль) хлорангидрида в 30 мл СН2С12 прибавили по каплям при перемешивании к охлажденному до —5 оС раствору диазо-метана, полученному из 8 г (78 ммоль) нитро-зометилмочевины. Выпавший диазокетон отфильтровали и промыли эфиром.

Выход 86 %. Т. пл. 125-127 оС. ИК-спектр (в.м.) V см-1: 1714, 1768, 2110. Спектр ЯМР (СБС13, м.д.): 3.05-3.31 (м. 2Н, СН2), 5.85-6.00 (м. 1Н, СН), 7.25-7.32 (м. 5Н, Аг), 7.45-7.55 (м. 4Н, Аг).Спектр ЯМР 13С: 50.30, 55.51, 59.06, 122.85, 127.21, 127.61, 128.40, 131.60, 134.20, 167.73, 205.67. Найдено, (%): С, 67.70; Н, 4.12; К, 13.15. С18Н13К3О3. Вычислено, (%): С, 67.71; Н, 4.10; К, 13.16.

2-(4-Бромо-3-оксо-1-фенилбутил)-1,3-изоиндолиндион (4) К раствору 3 г (9.5 ммоль) диазокетона 3 в 20 мл СН2С12 при перемешивании по каплям добавляли 30 мл концентрированного НБг. После окончания прикапывания кипятили 1 ч с обратным холодильником, охлаждали, добавляли 3-х кратный объем воды, органический слой отделяли, промывали содой и сушили над сульфатом магния. Растворитель отгоняли, полученный бромкетон перекристаллизовывали из этилаце-тата. Получили порошок белого цвета.

Выход 92 %. Т. пл. 146 оС. ИК-спектр (в.м.) V см-1: 760, 1714, 1762. Спектр ЯМР (СЭС13, м.д.): 3.31-3.52 (м. 2Н, СН2), 3.93 (с. 2Н, СН2), 5.70-5.75 (м. 1Н, СН2), 7.017.29 (м, 5Н, Аг), 7.50-7.67 (м, 4Н, Аг). Спектр ЯМР 13С: 34.02, 50.96, 60.01, 124.00, 127.50, 128.65, 131.17, 135.29, 135.70, 170.90, 204.01. Найдено, (%): С, 58.06; Н, 3.77; Бг, 21.46; К, 3.77. С18Н14БгКО3. Вычислено, (%): С, 58.08; Н, 3.79; Бг, 21.47; К, 3.76.

4-Фталимидо-4-фенил-2-бутанон-1-диметилсульфоний бромид (5) Раствор 5 г (13.5 ммоль) бромкетона 4 и 3 мл (40.5 ммоль) диметилсульфида в 50 мл СН2С12 перемешивали в течение 5 ч. Реакционную смесь оставили на ночь при комнатной температуре. Осадок отфильтровали, промыли ацетоном и получили 3.75 г белого кристаллического вещества.

Выход 75 %. Т. пл. 133 оС. ИК-спектр. (в.м.) V см-1: 1708, 1774. Спектр ЯМР (СБ3СООН, м.д.): 2.81 (с, 6Н, СН3), 4.05 (с, 2Н, СН2), 4.60-4.80 (м, 2Н, СН2), 5.59-5.81 (м, 1Н, СН), 7.00-7.12 (м, 5Н, Аг), 7.45-7.60 (м, 4Н, Аг). Спектр ЯМР 13С: 25.17, 43.39, 50.61, 54.63, 124.06, 127.35, 128.86, 129.15, 130.91, 135.46, 137.47, 171.06, 198.73.Найде-но, (%): С, 55.30; Н, 4.64; К, 3.23; Б, 3.80. С20Н20БгКО3Б. Вычислено, (%): С, 55.31; Н, 4.64; К, 3.22; Б, 3.78.

1-Диметилсульфуранилиден-4-фталими-до-4-фенил-2-бутанон (1) К суспензии 3 г (7 ммоль) сульфониевой соли в 13 мл СНС13 при перемешивании (10 оС) прибавили в один прием смесь 0,85 мл 12,5 Н раствора гидроксида натрия и 5 мл насыщенного водного раствора поташа. Реационную массу перемешивали 15 мин, довели температуру до комнатной, осадок отфильтровали. Разделили слои, органический слой высушили над К2СО3, упарили растворитель и получили 2.45 г темно-оранжевого масла.

Выход 92%. ИК-спектр (в.м.) V см-1: 1540, 1708. Спектр ЯМР (СЭС13, м.д.): 2.55 (с. 6Н, Б(Ме)2), 3.32-3.45 (м. 2Н, СН2), 5.82-5.90 (м. 1Н, СН), 7.15-7.29 (м. 5Н, С6Н5), 7.45-7.80 (м. 4Н, С6Н5). Спектр ЯМР 13С: 28.28, 41.73, 52.54, 54.80, 122.87, 127.35, 127.72, 128.16, 131.70, 133.56, 139.51, 168.13, 185.69.Найдено, (%): С, 67.95; Н, 5.40; К, 3.99; Б, 9.08. С20Н19КО35. Вычислено, (%): С, 67.97; Н, 5.42; К, 3.96; Б, 9.07.

1-Метилсульфанил-4-фенил-2'3'4'6-те-трагидропиридо[2'1-а]-изоиндол-2'6-дион (6). Растворили при нагревании 0,5 г (1.4 ммоль) илида 1 в 8 мл сухого бензола, добавили 1.4 ммоль бензойной кислоты. Реакционную массу кипятили с обратным холодильником в течение 30 мин. Толуол упарили, продукт выделяли хроматографией на БЮ2 (эти-лацетат: гексан = 3 : 7). Получили 410 мг ярко-желтых кристаллов.

Выход 92 %. Т.пл. 135-137 оС ИК-спектр (в.м.) V см-1: 1730, 1765. Спектр ЯМР (СЭС13, м.д.): 2.41 (с. 1Н, СН3), 3.25-3.27 (д. 2Н, СН2), 5.90-5.95 (т. 1Н, СН), 7.22-7.26 (м. 5Н, С6Н5), 7.78-7.82 (м. 4Н, С6Н4). Спектр ЯМР 13С: 17.90, 40.25, 51.03, 123.59, 125.94, 127.84, 128.18, 128.44, 128.99, 129.29, 130.17, 133.78, 134.33, 138.00, 149.95, 168.73, 191.02. Найдено, (%): С, 71.00; Н, 4.72; К, 4.36; Б, 9.94. С19Н15КО25 . Вычислено, (%): С, 71.01; Н, 4.70; К, 4.36; Б, 9.98.

3-Диметилсульфуранилиден-6-фенил-6-фталимидогексан-2,4-дион (7) Растворили при нагревании 0,3 г (0.85 ммоль) илида 1 в 10 мл сухого толуола, к полученному раствору прикапали 0,09 г (0.85 ммоль) уксусного ангидрида. Реакционную массу кипятили с обратным холодильником 20 минут. Растворитель упарили, полученную массу растворили в ацетоне. При охлаждении выпали светло-желтые кристаллы массой 180 мг.

Выход 61 %. Т.пл. 168-169 оС. ИК-спектр (в.м.) V см-1: 1585, 1720, 1780. Спектр ЯМР (СБС13, м.д.): 2.85 (с, 3Н, СН3), 3.05 (с, 6Н, Э(СН3)2), 3.95-4.12 (м, 2Н, СН2), 5.966.00 (м, 1Н, СН), 7.32-7.45 (м, 5Н, Аг), 8.128.19 (м, 4Н, Аг). Спектр ЯМР 13С: 26.59, 26.72, 45.82, 51.90, 84.95, 123.04, 127.57, 127.72, 128.44, 131.78, 133.78, 139.72, 168.36, 195.62, 197.05. Найдено, (%): С, 66.82; Н, 5.36; К, 3.57; Э, 8.09. С22Н21К04Э . Вычислено, (%): С, 66.82; Н, 5.35; К, 3.54; Э, 8.11.

2-[(2)-4-Метилсульфанил-1-фенил-3-фе-нилкарбонилокси-3-бутенил]- 1,3-диоксоизо-индолин (8) К раствору 0,3 г (0.85 ммоль) илида 1 в толуоле при 50 оС прикапали 0,1г (0,85 ммоль) хлористого бензоила. Реакционную массу кипятили с обратным холодильником 20 минут. Растворитель упарили, полученное вещество хроматографировали на БЮ2 (этилацетат:гексан = 1 : 3), получили 50 мг светло-желтого смолообразного вещества.

Выход 15 %. ИК-спектр (в.м.) V см-1: 1710, 1755, 1780. Спектр ЯМР (СЭС13, м.д.): 2.12 (с. 3Н, СН3), 3.00-4.01 (м. 2Н, СН2), 5.60-5.70 (м. 1Н, С=СН), 5.80-5.85 (м., 1Н, СН), 7.01-7.23 (м. 5Н, Аг), 7.647.71 (м. 5Н, Аг), 7.93-8.01 (м. 4Н, Аг). Спектр ЯМР 13С: 17.52, 35.64, 52.13, 117.64, 123.27, 123.44, 128.60, 128.90, 129.66, 131.76, 133.33, 135.29, 136.64, 143.41, 145.05, 163.45, 168.16. Найдено, (%): С, 70.40; Н, 4.77; К, 3.15; Э, 7.23. С26Н21К04Э. Вычислено, (%): С, 70.41; Н, 4.77; К, 3.16; Э, 7.23.

Метил-2-[3-(1,3-диоксо-2,3-дигидро-1Н-2-изоиндолил)-3-фенилпропаноил]-1-цикло-пропанкарбоксилат (9). К раствору 0,2 г (0.55 ммоль) илида 1 в 4 мл ацетонитрила добавили 0,06 г (0.85 ммоль) метилакрилата, кипятили с обратным холодильником в течение 30 мин. Растворитель упарили, после колоночной хроматографии на БЮ2 (этилацетат:гексан = 7 : 3) получили 110 мг светло-желтого маслообразного продукта.

Выход 60%. ИК-спектр (в.м.) v см 1 1710, 1725, 1770. Спектр ЯМР (CDCl3, м.д.): цис-2.10-2.61 (м, 4Н, СН, СН2), 3.63 (с, 3Н, С02СН3), 5.80-5.95 (м, 1Н, СН), 7.20-7.45 (м, 5Н, С6Н5), 7.68-7.91 (м, 4Н, С6Н4); транс-2.10-2.61 (м, 4Н, СН, СН2), 3.61 (с, 3Н, С02СН3), 5.80-5.95 (м, 1Н, СН), 7.20-7.45 (м, 5Н, С6Н5), 7.68-7.91 (м, 4Н, С6Н4); Спектр ЯМР 13С: цис-17.30 (СН2), 23.94 (С-1), 29.18 (С-2), 49.93 (СН2), 52.14 (СН3С02), 61.30 (СН), 123.58, 127.73, 128.13, 128.93, 131.74, 133.98, 134.28, 168.00 (С02), 168.13 (фталил), 204.25 (СО); транс-17.13 (СН2), 24.12 (С-1), 29.66 (С-2), 49.93 (СН2), 52.14 (СН3С02), 61.30 (СН), 123.58, 127.73, 128.13, 128.93, 131.74, 133.98, 134.28, 168.00 (С02), 168.13 (фталил), 204.25 (СО); Найдено, (%): С, 70.00; Н, 5.08; N, 3.72. С22Н19К05. Вычислено, (%): С, 70.02; Н, 5.07; N3.71.

Литература

1. Толстиков Г. А., Галин Ф. 3., Лакеев С. Н., Халилов Л. М., Султанова В. С. // Изв. АН СССР, Сер. хим.- 1990.- С.612.

2. Лакеев С. Н., Галин Ф. 3., Халилов Л. М., Толстиков Г. А. // Изв. АН. Сер. хим.- 1992.-С. 720.

3. Галин Ф. 3., Лакеев С. Н., Толстиков Г. А. // Изв. АН. Сер. хим.- 1996.- С. 165.

4. Галин Ф. 3., Лакеев С. Н., Толстиков Г. А. // Изв. АН. Сер. хим.- 1997.- С. 2008

5. Муллагалин И. 3., Лакеев С. Н., Майданова И. 0., Абдуллин М. Ф., Галин Ф. 3. // Избранные методы синтеза и модификации гетероцик-лов.- Москва: IBS Press, 2003, Т.1. -С. 572.

6. Лакеев С. Н., Муллагалин И. 3., Галин Ф. 3., Майданова И. 0., Абдуллин М. Ф. // Изв. АН. Сер. хим.- 2002.- С. 2071.

7. Толстиков Г. А., Галин Ф. 3., Лакеев С. Н. // Изв. АН СССР. Сер. хим.- 1990.- С. 1187.

8. Гринштейн Дж., Винниц М. Химия аминокислот и пептидов. - М.: Мир, 1965.- С. 578.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.