CC BY
35
ТОПОЛОГИЯ КАРБОНИЛЬНЫХ СИСТЕМ И ИХ АНАЛОГОВ СО СБЛИЖЕННЫМИ ФУНКЦИЯМИ C=X (X = O, NR). СООБЩЕНИЕ 3. ПЯТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ С ТРЕМЯ 1,2,4-CO- ЗВЕНЬЯМИ
Козьминых Владислав Олегович
д-р хим. наук, профессор, зав. кафедрой химии Пермского государственного гуманитарно-педагогического университета, РФ, г. Пермь
E-mail: [email protected]
TOPOLOGY OF CARBONYL SYSTEMS AND THEIR ANALOGUES WITH CLOSE C=X (X = O, NR) FUNCTIONS.
PART 3. FIVE_MEMBERED HETEROCYCLES WITH THREE 1,2,4-CO- FRAGMENTS
Vladislav Kozminykh
Doctor of Chemical Sciences, Professor, Head of the Chemical Section of Perm State
Humanitarian Pedagogical University, Russia, Perm
АННОТАЦИЯ
Группы пятичленных гетероциклов с тремя оксофункциями, две из которых фиксированы циклом, а третья свободная или связанная гетероатомом в кольце («скрытая»), представлены отдельными разделами в общей схеме структурной топологии карбонильных систем с каркасом из 1,2,4-CO- звеньев.
ABSTRACT
The groups of five-membered heterocycles with three oxo chains, when two being fixed by the ring, and the third free or tied to ring heteroatom (“encrypted”),
Козьминых В.О. Топология карбонильных систем и их аналогов со сближенными функциями С=X (X = O, NR). Сообщение 3. Пятичленные гетероциклы с тремя 1,2,4-CO- звеньями. // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2014. № 2 (3) . URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/936
are presented in separate sections of the general scheme for structural topology of carbonyl systems, based on the 1,2,4-CO- fragments frame.
Ключевые слова: пятичленные гетероциклы, трикарбонильные системы с 1,2,4-СО-функциями, структурное разнообразие, классификация, номенклатура.
Keywords: five-membered heterocycles, three carbonyl systems with 1,2,4-COfunctions, structural diversity, classification, nomenclature.
В двух предыдущих сообщениях серии «Топология карбонильных систем и их аналогов со сближенными функциями C=X (X = O, NR)» [5; 6] была представлена схема исследований структурной химической топологии полиоксо-систем и их аналогов, обоснованы общие направления классификации и номенклатуры линейных оксо-производных с каркасом из трёх сближенных или сопряжённых карбонильных групп. Продолжая изучение топологических особенностей структуры карбонильных систем (КС), их производных и гетероаналогов со сближенными функциональными звеньями C=X (X = O, NR), в настоящей работе мы обобщаем данные о пятичленных гетероциклических оксо-системах с тремя сближенными и частично связанными («скрытыми») кольцом 1,2,4-CO- группами, дана классификация и рассмотрена номенклатура этих систем.
Целью представленной третьей части работы является изучение структурного химического разнообразия циклических карбонильных систем с тремя максимально сближенными функциональными 1,2,4-CO- звеньями, а также расположение в общей схеме и классификация этих систем (см. рисунок).
В представленной ниже таблице приведены формулы структурных элементов каркаса и ряды конкретных представителей двух групп пятичленных гетероциклических производных 1,2,4-трикарбонильных систем — ацил-диоксогетероциклов (1.8: X = O, NR) и (1.9), 2,3,5-триоксогетероциклов (4), а также фуран-2,3-дионов (5), образующихся при дегидратации кольчатых O-ацеталей (3). Соединения (1.8) можно рассматривать как продукты циклодегид-
ратации 3-ацил-1,2,4-триоксо-соединений (6: Y = NR). Сведения об этих и подобных им тетракарбонильных системах будут приведены в отдельном сообщении. Соединения (5) формально относятся к 1,2-дикарбонильным системам, однако в рамках настоящей классификации они рассматриваются как разновидность родственных триоксо-системам (1) форм со «скрытой» кольцом группой C(5)O. Нумерация структур продолжается по порядку, принятому в работе [6], с некоторыми изменениями, отражёнными на схеме (рисунок). Ссылки в таблице приводятся в основном по обзорам литературы.
O
O
O O
O
O
R 1.5 h
\
>
OO
O
O
O
N
4NX^°
Y
O(CHR)n 1.6
A
1.9 f
O
O
O
O' O
* /
\ /
\ /
Met (n) 4 1.10
n
X
O / O °V"
(CHR)n 1.4
OO
\ ^ O
^.8 /
V \
4 \
\ \
\ \ \ \
O \
1.1
\ \
\ \
\ \
\ \
\ \
\ \
\ \
\ \
4 ' '
\ \ '
OH
OH
1.2
O
1.7
:O /
O
HO
1.3
O
H^
O O
' O O
^H
O O
O
O
1 B
1 A
O
1 C
O
O
O
O
O
HO
O
OH A
O
O
O/Y O
Y/OH
° ^4 O
3.2
3
6
Рисунок. 1 Структурная иерархия и разнообразие представителей оксо-систем (1—5) с 1,2,4-CO- функциями (двойные и пунктирные стрелки соответственно)
Таблица 1.
Геометрическая топология, структурное разнообразие, классификация и номенклатура гетероциклических оксо-систем (1.8,1.9, 4, 5)
с тремя 1,2,4-СО-звеньями
Структурная группа и формула каркаса КС и их производных 1 Структуры каркасов и группы КС: 1,2,4-СО-системы и их производные, формулы представителей групп Основные литературные источники 2
Группы 1 (продолжение ,2,4-трикарбонильных систем 1.1 — 1.9 ;; начало классификации — см. статьи [5, 6]) (структуры каркаса 1 X = O) 0 O O 1 (X = O)
Группа 1.8. Частично фиксированные пятичленным X-гетероциклическим звеном (один гетероатом) 1,2,4-трикарбонильные системы с двумя оксо-группами в кольце и одной оксо-группой вне цикла C1(O)-C2(O)-C^-C4(O) O Ао 1.8 (X = O, NR) [1; 9] 2
Представители группы 1.8
Пятичленные 4-ацил-2,3-диоксогетероциклы: 1.8. C1(O)-C2(O)-C3-C4(O) 1.8.1. 4-Ацилфуран-2,3-дионы (X = O) о R1(Y) ^(. Ъ R2(Y)^^0>^O 1.8.1 (R1 = H, Alk, Ar; R2 = Alk, Ar, COAr; Y = OAlk, NR2) [1; 9; 12]
1.8.2. 4-Ацил-Ш-пиррол-2,3-дионы (X = NR) и аннелированные структуры на их основе O r1(y)4 / R2(Y) 'з R3 1.8.2 (R1 = Alk, Ar, CO2Alk; R2 = Alk, Ar; R3 = Ar; Y = OAlk; R2(Y) + R3 = Het и др.) [1—4; 8]
Группа 1.9. Частично фиксированные пятичленным азольным гетероциклическим звеном (два гетероатома) 1,2,4-трикарбонильные системы с двумя оксо-группами в кольце и одной оксо-группой вне цикла C1(O)-C2(O)-C3-C4(O) O -w %Л° 1 1.9 [1; 10] 2
Представители группы 1.9. 3 - Ацил- 1Н-пиразол-4,5-дионы ° Лц %^° 1 Ar 1.9 (R = H, Alk, Ar) [1; 7; 10; 11]
Группа кольчатых (пятичленных моногетероциклических с одним гетероатомом) 1,2,4-трикарбонильных систем (2,3,5-триоксогетероциклов) с тремя фиксированными кольцом оксо- группами — структуры 4 X = O, NR 4
Группа 4. 4-Замещённые 2,3,5-триоксогетероциклы — фуран-2,3,5(4Н)-трионы (4.1: X = O) и пирролидин-2,3,5-трионы (4.2: X = NR) C1(O)-C2(O)-C3-C4(O) R O O^^-'^O 4 (4.1 X = O, 4.2 X = NR) (R = Alk, Ar; X = O, NR) [1; 13]2
Родственные триоксо-системам (1) кольчатые (пятичленные моногетероциклические с одним атомом кислорода — производные фурана) 1,2,4-СО- системы с двумя фиксированными оксо-группами в кольце и одной «скрытой» кольцом группой C(5)O. Группа 5 X = O — фуран-2,3-дионы — продукты дегидратации ацилпировиноградных кислот (1.1.2: Y = OH) и кольчатых О-ацеталей (3) (см. табл. в работе [6]) \ ° 5
Представители группы 5. Замещённые фуран-2,3-дионы (O)C1(O)-C2(O)-C3-C4(O~)
Примечания к таблице:
1 Нумерация в формулах структур и структурных групп приведена по порядку атомов углеродного каркаса вне номенклатурной зависимости от окружения. Номера структур сохранены в соответствии с порядком, принятом в работе [6], с частичными изменениями, отражёнными на схеме (см. рис.), и исправлением опечатки (пропущена точка в номерах 1.11, 1.12, 1.13, 1.41, 1.42, 1.43, 1.44, 1.45, 1.61, 1.62, 1.63, 1.64 и 1.65; их следует заменить на номера 1.1.1, 1.1.2, 1.1.3, 1.4.1, 1.4.2, 1.4.3, 1.4.4, 1.4.5, 1.6.1, 1.6.2, 1.6.3, 1.6.4 и 1.6.5).
2 Литературные источники приведены выборочно, в ходе работы их перечень будет пополняться. В групповом списке указаны в основном обзоры (например, работы [1, 9, 10]), в которых имеются более подробные частные ссылки.
Таким образом, настоящее исследование является продолжением разработки основных принципов топологической классификации в соответствии с особенностями строения, обобщением сведений о структурном разнообразии гетероциклических карбонильных систем с тремя сближенными 1,2,4-СО- функциями.
Список литературы:
1. Андрейчиков Ю.С., Гейн В.Л., Залесов В.В. и др. Химия пятичленных 2,3-диоксогетероциклов/ Под ред. проф. Ю.С. Андрейчикова. — Пермь: изд-во Пермского ун-та, 1994. — 211 с.
2. Бабкина Н.В. Синтез, реакции циклоприсоединения и нуклеофильные превращения 1-арил-4,5-диароил-1Я-пиррол-2,3-дионов: автореф. дис. ... канд. хим. наук (02.00.03 — органическая химия). — Саратов: Саратовский гос. ун-т, 2013. — 18 с.
3. Дмитриев М.В. Исследование взаимодействия 4-изопропоксалил- и 4-этоксикарбонил-1Я-пиррол-2,3-дионов с нуклеофильными реагентами: автореф. дис. . канд. хим. наук (02.00.03 — органическая химия). — Пермь: Ин-т технической химии УрО РАН, 2011. — 19 с.
4. Железнова М.А. Синтез, термолитические и нуклеофильные реакции 4,5-ди (метоксикарбонил)-1Я-пиррол-2,3-дионов: автореф. дис. ... канд. хим. наук (02.00.03 — органическая химия). — Саратов: Саратовский гос. ун-т, 2013. — 20 с.
5. Козьминых В.О. Топология карбонильных систем и их аналогов
со сближенными C=X (X = O, NR) функциями. Сообщение 1. Классификация и номенклатура линейных оксо-систем с тремя карбонильными группами // Universum: Химия и биология. Электронный научный журнал. — 2013. — № 1(1). — 6 с. — URL:
http://7universum.com/ru/nature/archive/item/133 (дата обращения:
05.12.2013) .
6. Козьминых В.О. Топология карбонильных систем и их аналогов
со сближенными функциями C=X (X = O, NR). Сообщение 2. Структурное разнообразие оксо-систем с тремя группами C=O // Universum: Химия и биология. Электронный научный журнал. — 2014. — № 1 (2). — 16 с. — URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/837 (дата обращения:
05.01.2014) .
7. Левенец Т.В. Эфиры 3-арилгидразоно-4-алкил-2,4-диоксобутановых
кислот: синтез, строение и свойства: автореф. дис. . канд. хим. наук (02.00.03 — органическая химия). — Ярославль: Ярославский
гос. технический ун-т, 2013. — 21 с.
8. Масливец А.Н., Красных О.П., Конюхова Н.А. 2,3-Дигидро-2,3-
пирролдионы в синтезе азотистых гетероциклов // Химия и биологическая активность синтетических и природных соединений. Азотистые гетероциклы и алкалоиды. Материалы Первой Международной конф. «Химия и биологическая активность азотистых гетероциклов
и алкалоидов». Москва, 9—12 октября 2001 г. — М.: изд-во «Иридиум-пресс», 2001. — Т. 1. — С. 409—415.
9. Некрасов Д.Д., Масливец А.Н., Лисовенко Н.Ю. и др. Пятичленные
гетероциклы с вицинальными диоксогруппами. — Пермь: изд-во
Пермского ун-та, 2004. — 183 с.
10. Перевалов С.Г., Бургарт Я.В., Салоутин В.И., Чупахин О.Н. (Г ет)ароилпировиноградные кислоты и их производные как перспективные «строительные блоки» для органического синтеза // Успехи химии. — 2001. — Т. 70. — № 11. — С. 1039—1058.
11. Пименова Е.В., Андрейчиков Ю.С. Пятичленные 2,3-диоксогетероциклы XXIII. Синтез 1-арил-3-ароил-4,5-дигидро-4,5-пиразолдионов и их взаимодействие с водой и спиртами // Журнал органической химии. — 1992. — Т. 28. — № 2. — С. 376—389.
12. Трапезникова Н.Н. Синтез биологически активных окса- и азагетероциклов
на основе реакций 4-бензоил-5-фенил-2,3-фурандиона с NH-
нуклеофилами: автореф. дис. ... канд. хим. наук (02.00.03 — органическая химия). — Пермь: Пермская гос. сельскохоз. акад., 2002. — 18 с.
13. Ямашкин С.А., Жукова Н.В. Синтез гетероциклических соединений на основе щавелевоуксусного эфира // Химия гетероциклических соединений. — 2008. — № 2. — С. 163—187.
