Создание хелатных и макрогетероциклических систем, базирующееся на олигофункционализации динафтилметанов и каликс[4]резорцинаренов1 Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

3', 4', 3, 5, 7-пента(3-о-хлорфенил-4-карбокси-5-ме-тилизоксазол)-2,3-дигидрокверцетин

Выход 4,2 г (85%), белый порошок, Тпл 104-106оС, Rf 0.4(В). Найдено, % С 59.75; Н 3.08; С1 12.44; N 4.87 %. C70H42Cl5N5O17. Вычислено, % С 59.95; Н 3.02; С1 12.64; N 4.99.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Нифантьев Э. Е., Крымчак М. С., Коротеев М. П., Коротеев А. М, Кухарева Т. С. Полное ацилиро-вание дигидрокверцетина // Журн. общ. химии. 2011. Т.81, вып.1.С.106-109.

2. Роговский В. С., Матюшин А. И., Шиманов-

ский Н. Л., Семейкин А. В., Кухарева Т. С., Коротеев А. М, Коротеев М. П., Нифантьев Э. Е. Анти-пролиферативная и антиоксидантная активность новых производных дигидрокверцетина // Эксперимент. и клин. фарм.2010. № 9. С.39-42.

3. Нифантьев Э. Е, Коротеев М. П., Кухарева Т. С., Коротеев А. М., Пугашова Н. М., Мосюров С. Е., Кутузова Н. М., Казиев Г. З. Химическая модификация и биологическая активность флавонои-да дигидрокверцетина // Наука и школа. 2012. № 6. С.179-188.

4. Гордон А., Форд Р. Спутник химика / [пер. с англ.]. М.: Мир, 1976. С. 437-444.

СОЗДАНИЕ ХЕЛАТНЫХ И МАКРОГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ, БАЗИРУЮЩЕЕСЯ НА ОЛИГОФУНКЦИОНАЛИЗАЦИИ ДИНАФТИЛМЕТАНОВ И КАЛИКС[4]РЕЗОРЦИНАРЕНОВ1

DESIGN OF CHELATE AND MACROHETEROCYCLIC SYSTEMS BASED ON OLIGOFUNCTIONALIZATION OF DINAPHTHYLMETHANES AND CALIX[4]RESORCINARENES

В. И. Масленникова, О. С. Серкова, Т. В. Гузеева, А. В. Бурихина, Д. В. Тарасенко, В. В. Глушко, Э. Е. Нифантьев

Осуществлена поливариантная модификация (ти-олирование, аминирование, карбамоилирование, фосфорилирование) 2,2'-дигидрокси- и 2,2' ,7,7'-тет-рагидрокси-динафтилметанов, а также резорцина-ренов, находящихся в различных конформационных состояниях, и синтезирована серия хелатных ли-гандов, различающихся количеством и ориентацией хелатных пар, иммобилизованных на ароматической матрице.

Ключевые слова: динафтилметаны, каликс[4]ре-зорцинарены, предорганизация, олигофункционали-зация.

V. I. Maslennikova, O. S. Serkova, T. V. Guzeeva, A. V. Burikhina,

D. V. Tarasenko, V. V. Glushko,

E. E. Nifantiev

Polyvariant modification (thiolation, amination, car-bamoylation, phosphorylation) of 2,2'-dihydroxy- and 2,2' ,7,7'-tetrahydroxy-dinaphthylmethane and also resorcinarenes, being in various conformational conditions was carried out, and series of chelating ligands differing by the number and the orientation of the che-late pairs immobilized on the aromatic matrix was synthesized.

Keywords: dinaphthylmethanes, calix[4 ]resorcin-arenes, preorganization, oligofunctionalization.

Одна из наиболее популярных, стремительно развивающихся областей экспериментальной химии - химия органических соединений, обладающих рецепторными свойствами [1]. Именно к этой области относится представляемая работа, которая посвящается синтезу ди-, тетра- и октадентатных хелатных лигандов на основе олигогидроксидинафтилметанов и каликс[4]резор-цинаренов. Вследствие различной предорганизации ис-

пользуемых в работе гидроксиароматических платформ, маршрут модификации каждой из них специфичен, что приводит к образованию широкого спектра продуктов, отличающихся структурой молекулярного остова, содержанием, комбинацией и расположением донорных атомов.

Для создания тиолированных ароматических систем на основе полиядерных фенолов и нафтолов наиболее часто используется трехстадийный синтез, ключевой ре-

1 Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 12-03-00213-а).

HO HO

4 ,n5

7// I"

Me2NCCl Me2NC-O

Me2NC"O.

LiAlH4

HS HS

10

HO HO

M^2NCCl Me2NCO

Me2NC"O.

2 ii

S

S

O-CNMe2

OCNMe2

ii 2

Рис. 1. Получение олиготиолированных динафтилметанов

toC

O

Me2NCS

Me2NC

2 W

O

SCNMe2

S"CNMe2 II 2

O

O

S-CNMe2

S"CNMe2 II 2

O

9

акцией которого является перегруппировка Ньюмана -Кварта [2-3] (рис. 1).

Взаимодействие олигогидроксидинафтилметанов 1, 2 с ^^диметилтиокарбамоилхлоридом осуществляли при кипячении в присутствии С$2С03. Замещение происходило тотально и приводило к производным 4, 5, выделенным с высокими выходами. Для проведения перегруппировки Ньюмана - Кварта использовали два типа активации: стандартный высокотемпературный термолиз тиокарбаматов 4, 5, проводимый в обычной колбе, и

F3sC-|° 3 O O Tf

пиридин Tf

термолиз с дополнительной микроволновой активацией, осуществляемый в микроволновом реакторе "CEM Discover". Было показано, что термолиз карбаматов 4, 5 в обоих случаях приводит к образованию двух основных продуктов, соотношение которых зависит от способа активации процесса. При использовании только термической активации в реакционной смеси преобладали олиго(карбамоилтио)производные 6, 8, тогда как применение микроволновой активации способствовало внутримолекулярной циклизации и образованию тиопире-

NH

O

Tf =-SCF3 O

11

QH13HN C6H13HN

Pd(OAc)2, BI NAP, CSjCOj,

C6H13

NHPh NHPh

12

NC6H13

толуол

CH,

NHC6H13 C6H13HN NHC6H13 +C6H13HN.

13

N I

C6H13

NHC6H13 NHC6H13

N I

C6H13

Рис. 2. Каталитическое аминирование тетратрифлатодинафтилметана 11

6

1

7

5

S

5

S

2

НО

ОН

я ОН

О

или Б

У.

Ме^Ч^

У \^ЧМе2

/Р

У

У^О1 Ме>Ч

ОН

я 3

3 я = ЧарИ (а); СН3 (Ь); С3Н7 (с); С6Н!3 (d); С9Н19 (е); СН2СН2РИ (I) О

С!^

М62^О

ЧМе2

я 11 я'

15Ь, 16а-с

15 У = О, Я = СН3 (Ь);

16 У = Б, Я = СН3 (а); С3Н7 (Ь); СН2СН2РИ (с)

ЧМе2

ЧМе2

^ЧМ62

Ме2Ч

Ме2Ч

ЧМе2

О О

ЧМе2

ОО V О ЧМе О

Ме2^О. О

"О О

I/ \

М62Ч *О 15а О^ММ62

Ме2Ч

Я 15 , я

15с-1

ЧМе2 О

^ЧМе2 О

О ЧМе2

15 С3Н7 (с); С6Н13 ДО; С9Н19 (е); СИ^РИ (I) Рис. 3. Синтез октакарбамоил- и октатиокарбамоил-резорцинаренов

новых производных 7, 9. Для восстановления ди(карба-моилтио)динафтилметана 6, приводящего кдитиолу 10, использовали ЫА1Н4.

Каталитическое аминирование (Рс1(0Ас)2, BINAP) [4] анилином и гексиламином тетратрифлатодинафтилмета-на 11, полученного взаимодействием соединения 2 с ангидридом трифторметансульфоновой кислоты, проводили в толуоле при 110°С в присутствии С$2С03 (рис. 2).

Основную роль в регионаправленности реакций играла природа аминирующего реагента [5]. Аминирование тетратрифлата 11 анилином происходило избирательно по более открытым положениям 7,7' и завершалось образованием 2,2'-дитрифлато-7,7'-ди(фенилами-но)-динафтилметана 12, выделенного с выходом 70%. Взаимодействие 11 с гексиламином приводило к образованию гетероциклических димерных производных 13, 14. Симметричный гетероцикл 13 образуется за счет взаимодействия с гексиламином атомов С7 двух молекул динафтилметана 11, несимметричный гетероцикл 14 -за счет взаимодействия с гексиламином атомов С2 одной молекулы динафтилметана 11 и атомов С7 второй молекулы. Можно предположить, что такое различие в структуре макрогетероциклов обусловлено темплатным эффектом. По данным элементного анализа, масс-спектрометрии и спектроскопии ЯМР, макроцикл 13 образует комплекс с молекулой гексиламина, макроцикл 14 - с молекулой толуола.

В качестве платформы для синтеза октакарбамоил- и октатиокарбамоил-резорцинаренов были выбраны гсП-тетранафтилрезорцинарен 3а, находящийся в конформа-ции кресло, и гссс-тетраалкилрезорцинарены 3М, преи-

мущественным конформационным состоянием для которых является корона (рис. 3).

Взаимодействие резорцинаренов 3 с К^диметил-карбамоил- и К^диметилтиокарбамоил-хлоридами осуществляли в ацетоне при 50-55°С в присутствии С$2С03. Замещение происходило тотально. Карбамоилирование 3а-( завершалось через 8 ч, для исчерпывающего тиокар-бамоилирования 3а-с требовалось 48 ч. Выходы октакарбамоил- и октатиокарбамоил-резорцинаренов (15,16 соответственно) составляли 52-86%. В результате нами был получен ряд октамодифицированных резорцинаренов, находящихся в конформациях кресло (15а), заторможенная лодка (15Ь, 16а-с), корона (15с-А и характеризующихся определенной предорганизацией иммобилизованных электронодонорных групп.

Синтез тетрафосфорилированных резорцинаренов 18-20 базировался на стерических эффектах [6] (рис. 4).

В качестве макроциклической матрицы был выбран орто-метил-тетранафтил-резорцинарен 17, в котором ги-дроксильные группы вертикально ориентированных бензольных колец экранируются сближенными в пространстве метильной и двумя нафтильными группами. За счет использования в качестве фосфорилирующего агента 2-диэтиламидо-1,3,2-диоксафосфинана в резорцинарен вводились объемные фосфоциклические фрагменты. В результате влияния этих двух факторов фосфорилирова-нию подвергались только планарные бензольные кольца макроциклической платформы [7].

Окисление фосфо(Ш)резорцинарена 18 аддуктом Н2О2-^Н2)2СО проводили в хлористом метилене при комнатной температуре. Выход тетрафосфата 19 соста-

я

я

ho.

H3C-

HO

HO -у о CH3

17

0 ^JT о

HO^f^oH

CH3 18

OH

CH3 19,20

Y = O (19), S (20)

Рис. 4. Избирательное фосфорилирование каликс[4]резорцинарена

вил 70%. Сульфуризацию 18 осуществляли в смеси растворителей (бензол : пиридин 1:1) при 80-85°С, используя двукратный избыток серы. Выход тетра(тиофосфато) резорцинарена 20 составил 70%. По данным спектроскопии ЯМР конформации фосфо(^)производных соответствовали конформации исходного фосфо(Ш)резор-цинарена 18.

Для доказательства регио- и стереонаправленности процессов и установления структуры синтезированных веществ в работе использованы методы ЯМР, MALDI и ИКС.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Стид Дж. В., Этвуд Дж. Л. Супрамолекулярная химия: в 2 т. / пер. с англ. М.: Академкнига, 2007. 895 с.

2. Lloyd-J ones G. C, Moseley J. D, Rennya J. S. Mechanism and Application of the Newman-Kwart O—^S Rearrangement of O-Aryl Thiocarbamates // Synthesis. 2008, № 5. P. 661-689.

3. Maslennikova V. I., Serkova O. S., Shelenkova L. V., Vasyanina L. K, Tarasenko D. V., Nifantiev E. E.

Polyvariant modification of di- and tetrahydroxy-dinaphthylmethanes // Tetrahedron Lett. 2012. Vol. 53, № 7. P. 886-889.

4. Meadows R. E., Woodward S. Steric Effects in Palladium-Catalysed Amination of Aryl Triflates and Nonaflates with the Primary Amines PhCH(R) NH2 (R = H, Me) // Tetrahedron. 2008. Vol. 64. P. 1218-1224.

5. Maslennikova V. I., Shelenkova L. V., Serkova O. S, Vasyanina L. K, Nifantiev E. E. Amination of oligofunctionalized dinaphthylmethanes:factors affecting the reaction pathway // ARKIVOC. 2012, № IX. P. 136-149.

6. Böhmer. V. Calixarene - makrocyclen mit (fast) unbegrenzten moglichkeiten. // Angew. Chem. 1995. Vol. 107. P. 785-817.

7. Maslennikova V. I., Serkova O. S, Guzeeva T. V., Lysenko K. A., Levina I. I., Glushko V. V., Nifantyev E. E. / Regioselective Synthesis and Structure of New Oligophosphorylated rctt Resorcinarenes // Phosphorus, Sulfur, and Silicon. 2011. Vol. 186. P.1755-1767.

ОСОБЕННОСТИ АМИНОМЕТИЛИРОВАНИЯ ДИГИДРОКВЕРЦЕТИНА1

PECULIARITIES OF DIHYDROQUERCETIN AMINOMETHYLATION

С. Е. Мосюров, Т. С. Кухарева, Э. Е. Нифантьев

Осуществлено аминометилирование дигидроквер-цетина с использованием аминов и аминокислот различного строения. В зависимости от соотношения реагентов получены продукты различного строения.

Ключевые слова: аминометилирование, дигидрок-верцетин, амины, аминокислоты.

S. E. Mosyurov, T. S. Kukhareva, E. E. Nifantiev

Carried Aminomethylation of dihydroquercetin using amines and amino acids with various structures. Depending on the ratio of reagents derived products of different structures.

Keywords: aminomethylation, dihydroquercetin, amines, amino acids.

1 Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант 12-03-00326-а).