CC BY
38
УДК 547.759:547.94:542.97
1И. М. Сахаутдинов, 1И. Г. Халиков, 1 2Ф. З. Галин, 1В. А. Егоров, 1 2С. Н. Лакеев, 1И. О. Майданова
Сравнительное исследование внутримолекулярной циклизации фталимидсодержащих у-илидов серы и фосфора
1 Институт органической химии УНЦ РАН 450054, г. Уфа, пр. Октября, 71; факс: (347) 235-60-66, 235-26-41. e-mail: galin@anrb. 2 Башкирский Государственный Университет 450074 Уфа, Фрунзе, 32; тел.: (347) 222-61-05
Приведены результаты сравнительного исследования внутримолекулярной циклизации кетоста-билизированных сульфониевых и фосфониевых илидов, полученных из Ы-фталилзамещенных у-аминокислот.
Ключевые слова: Ы-фталил-уб-фенил-ув-аланин, Ы-фталилглутаминовая кислота, кетостабилизи-рованный фосфониевый илид, кетостабилизиро-ванный сульфониевый илид, внутримолекулярная циклизация.
Интерес к синтезу и исследованию свойств полифункциональных илидов серы и фосфора во многом определяется возможностью их использования в синтезе сложных полициклических структур, в том числе аналогов природных соединений. Развивая наши работы по синтезу полициклических соединений с использованием илидов 1-8, мы провели сравнительное исследование внутримолекулярной циклизации кетостабилизированных сульфо-ниевых и фосфониевых илидов, полученных из у-аминокислот — ^-фталилглутаминовой кислоты и Ы-фталил-^-фенил-^-аланина.
В предыдущей работе 9 нами была разработана схема синтеза сульфониевого илида 6 по у-карбоксильной группе Ы-фталилглутами-новой кислоты 1. Взаимодействием кислоты 1 с Б0С12 получали ангидрид 2, обрабатывали его раствором диазометана в СН2С12 и выделяли диазокетон 3. Реакция 3 с водным НВг и далее с Ме2Б давала сульфониевую соль 5, депротонирование которой ЫаН в ТГФ под аргоном приводило к илиду серы 6. Ранее нами было установлено, что при нагревании в растворителе в присутствии эквимольного количества бензойной кислоты, фталимидза-мещенные сульфониевые илиды, полученные из а- и ^-аминокислот, вступают в реакцию внутримолекулярной циклизации, давая пир-ролизидин- и индолизидиндионовые производные 7 8. Соответственно, циклизацией или-да из у-аминокислоты мы ожидали получить азепиновое производное с семичленным циклом. Однако, как показали исследования, илид серы 6 не циклизуется. Продуктами реакции являются линейный сульфид 7 (19%) и кетобензоат 8 (32%) 9 (схема 1).
Схема 1
O O M
C—O
Реагенты и условия: a. SOCl2, C6H6; b. CH2N2 CH2Cl2, 0 0C; c. HBr, CH2Cl2, 20 оС; d. Me2S, Me2CO; e. NaH, ТГФ; f. BzOH, PhMe
Дата поступления 29.03.07
Для сравнения свойств илидов серы и фосфора аналогичного строения из бромке-тона 4 реакцией с РРЬ3 была получена фосфо-ниевая соль 9, депротонирование которой гидридом натрия дало фосфониевый илид 10. При нагревании в 4-трет-бутилтолуоле илид 10 по реакции Виттига образует два продукта внутримолекулярной циклизации: по амидной кетогруппе — соединение с тетрагидроазепино-изоиндолдионовой структурой 11 с выходом 25% и по сложноэфирной кетогруппе — цикло-гексеновое производное 12 с выходом 53% (схема 2).
Структуры соединений 11 и 12 подтверждены спектральными характеристиками. Так, в спектре ЯМР соединения 11 наблюдается нарушение симметрии двух мультиплетных сигналов четырех протонов фталильного фрагмента в области 5н 7.44—8.40 м.д. и появление синглетного сигнала протона при двойной связи в области 5н 5.96 м.д. В спектре ЯМР 13С характерными являются сигналы атомов углерода двойной связи циклогептенового фрагмента в области 5с 105.54 и 150.29 м.д. Для соединения 12 информативным является синглет протона при двойной связи циклогек-
4
О О М
С—О
ф е
Схема 2
0 О м
С—О
О PPhзBr
10
О О Ме О
Л + с V
\ 1 Л^ Л О
Ме /
О
11
12
О
Реагенты и условия: а) РРЬ3, Ме2СО, 50%; Ь) К2С03 (насыщ.), 12.5 N №ОН, +10 оС; c) 4-трет-бутилтолуол.
Схема 3
О О
Ph О
АЛ
ОИ
О О
Ph О
13
14
ОО Ph
О
СО2(^Ви)
15
Р Ph 9 Ph О Ph
О 16 О 17 О 18
О №
19
О №
20
О
Ph
О
Реагенты и условия: a) БОС12, С6Н6; Ь) CH2N2 , СН2С12, -5 оС, 86%; с) ¿-БиОН, C6H5C00Ag, Et3N, 70%; d) КОН, ¿-БиОН, 42%; e) НБг, 25 оС, 87%; ^ РРЬ3, Ме2С0, 59.5%; g) К2С03 (насыщ.), 12.5 N №ОН, +10 оС, 85%.
9
с
с
а
f
сенового кольца в области 5н 5.54 м.д. и сохранение симметрии двух мультиплетных сигналов четырех протонов фталильного фрагмента в области 5н 7.74—7.86 м.д. в спектре ЯМР
По этой же схеме синтезировали илиды серы и фосфора из гомолога Ы-фталил-^-фе-нил-^-аланина 13 10. Илид серы выделить не удалось, так как при депротонировании сульфониевой соли образовалась трудноразделимая смесь продуктов. Фосфониевый илид 20 также оказался очень лабильным, но, в отличие от илида серы, претерпевал внутримолекулярную циклизацию, взаимодействуя с амид-ной кетогруппой и давая 5-фенил-2,4,5,7-тетрагидро-3^-азепино[2,1-а]изоиндол-2,7-дион 21 с выходом 85% (схема 3).
Таким образом, сравнение свойств илидов серы и фосфора, полученных из у-аминокис-лот, показало, что в реакцию внутримолекулярной циклизации с образованием семичлен-ного цикла вступают только фосфониевые илиды, что определяется различием механизма протекания реакций циклизации фосфоние-вых и сульфониевых илидов.
Экспериментальная часть
ИК-спектры сняты на приборе «иК-20» и «8рескоЫ-М80». Спектры ЯМР 1Н и 13С записаны на спектрометре «Вгикег-АМ-300» с рабочей частотой 300 и 75 МГц соответственно, внутренний стандарт ТМС. За ходом реакции следили по ТСХ на пластинках «БНиМ иУ-254», с обнаружением веществ с помощью УФ-облучения, паров иода, опрыскиванием пластинок раствором нингидринового проявителя или раствором анисового альдегида с последующим нагреванием при 100—120 оС. Бензол, ТГФ, 4-трет-бутилтолуол кипятили и перегоняли над натрием. Глутаминовую кислоту «ч», ЫаИ (60—65% дисперсия в масле, <^1ика»), РРЬ3 «ч» использовали без дополнительной очистки.
Синтез и свойства соединений 1—8 описаны в работе 9.
Синтез и свойства соединений 13—21 описаны в работе 10.
[5-(1,3-диоксо-1,3-дигидро-2Н-изоин-дол-2-ил)-6-метокси-2,6-диоксогексил](три-фенил)фосфоний бромид (9). К раствору 1ммоля бромкетона (IV) в 10 мл сухого бензола при перемешивании прибавили раствор 1 ммоля РРЬ3 в 5 мл сухого бензола и смесь оставили стоять в течение 12 ч. Растворитель декантировали и осадок промыли бензолом. Выход 50%. Т. пл. 122-125 оС. ИК-спектр.
(в.м.) v см-1: 742, 1440, 1462, 1743. Найдено, %: С - 62.86, H - 4.62, Br - 12.66, N - 2.21, P - 4.89. C33H29BrNO5P. Вычислено, %: С - 62.87, H - 4.64, Br - 12.67, N - 2.22,
0 - 12.69, P - 4.91.
Метил-2-(1,3-диоксо-1,3- дигидро-2Н-изоиндол-2-ил)-5-оксо-6-(трифенил-15-фос-фанилиден)гексанат (10). К перемешиваемой суспензии 3 ммолей фосфониевой соли (9) в 10 мл абсолютного ТГФ в один прием прибавили 1.1 ммоль NaH. Реакционную смесь перемешивали 30 мин., отфильтровали и отогнали растворитель. Найдено, %: C - 72.10, H - 5.09, N - 2.51, P - 5.62. C33H28NO5P. Вычислено, %: C - 72.12, H - 5.14, N - 2.55, O - 14.56, P - 5.64.
Метил- 5,10-диоксо-7,8,9,10-тетрагидро-5Н-азепино[2,1-а]изоиндол-7-карбоксилат
(11). Илид (10) 1.1 г (2ммоля) растворили при нагревании в 10 мл сухого 4-трет-бутил-толуола и кипятили 6 ч. Затем отогнали растворитель и остаток хроматографировали (элюент - ацетон - хлороформ, 1:20). Выход 25%. Т. пл. 113-115 оС. Найдено, %: С - 66.38; Н - 4.80; N - 5.12. Ci5H13NO4. Вычислено, %: С - 66.41; Н - 4.83; N - 5.16. ИК-спектр. (в.м.) v см-1: 1172, 1720. Спектр ЯМР *Н: 2.27-2.94 (м, 4H, CH2); 3.79 (c, 3H, CH3); 5.47-5.48 (м, 1H, CH); 6.14 (c, 1H, CH); 7.63-7.71 (м, 2H, C6H4); 7.74-7.77 (д, 1H, C6H4); 7.89-7.91 (д, 1H, C6H4). Спектр ЯМР 13С: 22.55, 39.36, 52.91, 54.72, 104.50, 121.07, 124.22, 127.61, 131.53, 133.29, 137.37, 142.70, 167.44, 169.58, 197.97.
2-(2-Метокси-4-оксо-2-циклогексенил)-
1 Н-изоиндол-1,3(2Н)-дион (12). Выход 52%. Т. пл. 140-143 оС. Найдено, %: С - 66.38; Н - 4.80; N - 5.12. С^Щ-ДО^ Вычислено, %: С - 66.41; Н - 4.83; N - 5.16. ИК-спектр. (в.м.) v см-1: 1169, 1725, 1740. Спектр ЯМР !Н: 2.13-2.76 (м, 4H, CH2); 3.65 (c, 3H, CH3); 5.16-5.22 (м, 1H, CH); 5.54 (c, 1H, CH); 7.74-7.86 (м, 4H, C6H4). Спектр ЯМР 13С: 26.37, 35.96, 47.85, 56.26, 103.91, 123.48, 131.79, 134.19, 167.51, 172.72, 197.22.
Литература
1. Галин Ф. З., Лакеев С. Н., Муллагалин И. З., Майданова И. О. // ХГС.- 2004.- С. 1813.
2. Сахаутдинов И. М., Лакеев С. Н., Халиков И. Г., Абдуллин М. Ф., Галин Ф. З. // Баш. хим. ж.- 2004.- С. 32.
3. Муллагалин И. З., Лакеев С. Н., Майданова И. О., Абдуллин М. Ф., Галин Ф. З. В сб.: Избранные методы синтеза и модификации ге-тероциклов. / Под ред. В. Г. Карцева.- М.: IBS Press, 2003.- Т. 1.- С. 572.
4. Лакеев С. Н., Муллагалин И. З., Галин Ф. З., 8. Майданова И. О., Абдуллин М. Ф. // Изв. АН. Сер. хим.- 2002.- С. 2071.
5. Лакеев С. Н., Муллагалин И. З., Майдано- 9. ва И. О., Галин Ф. З., Толстиков Г. А. // Изв. АН. Сер. хим.- 2002.- С. 177.
6. Галин Ф. З., Лакеев С. Н., Чертанова Л. Ф., 10. Толстиков Г. А. // Изв. АН. Сер. хим.- 1998.-
С. 2376.
7. Галин Ф. З., Лакеев С. Н., Толстиков Г. А. // Изв. АН, Сер. хим.- 1996.- С. 165.
Толстиков Г. А., Галин Ф. З., Лакеев С. Н., Ха-лилов Л. М., Султанова В. С. // Изв. АН СССР. Сер. хим.- 199.- С. 612. Галин Ф. З., Сахаутдинов И. М., Лакеев С. Н., Егоров В. А., Фатыхов А. А., Майданова И. О. // Изв. АН. Сер.хим.- 2005.- С. 2771. Халиков И. Г., Галин Ф. З., Егоров В. А., Сахаутдинов И. М., Лакеев С. Н., Майдано-ва И. О., Гаделева Х. К. // Баш. хим. ж.-2006.- Т. 13, № 1.- С. 41.
