Введение к работе
Актуальность темы. 2,3-Дигидро-2,3-пирролдионы, аннелированные с азагетеро-циклами стороной [а], исследованы почти исключительно в качестве диенофилов в реакциях Дильса-Альдера с целью получения гетероциклических азотсодержащих конденсированных систем - промежуточных соединений для синтеза алкалоидов эрнтринового ряда. В настоящее время эти соединения привлекают к себе значительный интерес благодаря необычности их химического поведения. Нуклеофильные и термолитические превращения гетерено[а]-2,3-дигидро-2,3-пирролдионов мало изучены, а имеющих в положении 4 пирролдионового цикла алкоксикарбонильиую группу - неизвестны.
Между тем, для них характерна повышенная реакционная способность по отношению к нуклеофилам, а наличие в их молекулах примерно равноценных электронодефи-цитных атомов углерода в положениях 2, 3 и 5 пирролдионового цикла приводит к возможности образования в нуклеофильных реакциях нескольких рядов веществ.
Наличие алкоксикарбонильных групп в гетерено[а]-2,3-дигидро-2,3-пирролдионах понижает температуру их термолитнческого декарбонилирования, тем самым благоприятствуя генерированию имидоилкетенов и их участию в межмолекулярных реакциях.
В связи с вышеизложенным представляло интерес синтезировать ряд 4-алкоксикар-бонил-2,3-дигидро-2,3-пирролдионов, аннелированных с азагетероциклами стороной [а], и изучить процессы их взаимодействия с ОН- и NH-нуклеофилами, направление первоначального присоединения и структуру образующихся продуктов, исследовать реакции рециклизации под действием бинуклеофилов и синтезировать на основе этих реакций ациклические и гетероциклические поликарбонильные соединения и конденсированные гетероциклические системы, провести исследование в направлении термолиза гетерено-[а]-4-алкоксикарбонил-2,3-дигидро-2,3-пирролдионов, изучить структуру, свойства и химическое поведение образующихся при этом алкоксикарбонил(имидоил)кетенов.
Наибольшую практическую ценность представляла весьма высокая физиологическая активность производных 2,3-дигидро-2.3-пирролдионов, проявляющих противовоспалительную, анальгетическую, противогриппозную, антигипоксическую активности. Исследование гетерено[а]-4-аікоксикарбонил-2.3-дигидро-2,3-шірролдионов расширяет спектр физиологической активности соединений этого класса.
Цель работы. !. Синтез 3-алкоксикарбонил-2,4-дигидро-1Н-пирроло[2,1-с][1,4]бен-зоксазин-1,2.4-трионов и З-алкоксикарбонил-5-незамещенных и 5-фенил-!,2,4,5-тетра-гидропирроло[1,2-а]хиноксатин-1,2,4-трионов, изучение особенностей их строения. 2. Исследование взаимодействия пирролооензоксазин- и пирролохиноксалинтрионов с мононуклеофилами 3. Изучение взаимодействия пирролооензоксазин- и пирролохиноксалинтрионов с бинуюеофилами и разработка на основе этого взаимодействия способов синтеза гетероциклических поликарбонильных соединений. 4. Исследование термоли-тических превращений пирролооензоксазин- и пиррол охи ноксашнтрионов в отсутствии и при наличии потенциальных партнеров по реакции, структуры образующихся продуктов. 5. Поиск биологически активных соединений среди продуктов синтеза.
Научная новизна. Взаимодействием 3-аткоксикарбонилметилен-3.4-дигидро-2Н-1.4-бензоксазин-2-онов и 1,2.3,4-тетрагидро-2-хиноксаіоноз с оксатилхлоридом синтезированы 3-алкоксикарбонил-2.4-дигидро-1Н-пирроло[2.1-с][1,4]бензоксазин-1Д4-три-оны и -!,2.4.5-тетрагидропирроло[1-2-а]хинокса"ШН-1.2.4-трионы. 4-аткоксикарбонил-3,5-днгидро-2Н-пирано[2,3-Ь]хиноксаіин-2.3-дионьі. соответственно.
Найдено, что пирролооензоксазин- и пирролохиноксапинтрионы присоединяют мо-нонуклеофилы к атому углерода в положении 5 пирролдионового цикла с образованием
За-замещенных 3-алкоксикарбонил-2-гидрокси-За,4-дигидро-1Н-пирроло[2,1-с][1,4]бе зоксазин-1,4-дионов и -1,За,4,5-тетрагидропирроло[ 1.2-а]хиноксалин-1,4-дионов.
Установлено, что при реакции пирролохиноксалинтрионов с алкил- и ариламинал первоначальное присоединение осуществляется по атому углерода в положении 2 пи ролдионового цикла с последующей циклизацией на алкоксикарбонильный фрагмент Е-3-{2,4,5-триоксо-2-пирролидинилиден)-1,2,3,4-тстрагидро-2-хи}Юксалоны.
Показано, что пирролохиноксалинтрионы реагируют с диаминами с последов тельной атакой аминогруппами реагента атомов углерода в положениях 2 и 3 пирро дионового цикла и образованием 3-алкоксикарбонил(гетерил)метилен-1,2,3,4-тетрагн ро-2-хиноксатонов.
Установлено, что при реакции пирролохиноксалинтрионов с 1,8-диаминонафтал ном происходит атака аминогруппой реагента атома углерода в положении 2 пирро. дионового цикла и циклизация по этому же атому с образованием 2-[3-оксо-4-фенк 1Д,3,4-тетрагидро-2-хиноксалинилиден](этоксикарбонил)ацетилпиримидина.
Впервые найдено, что при термолитаческом декарбонилировании пирролобензо сазинтрионов и 5-фенилпирролохиноксалинтрионов происходит генерирование алко сикарбонил(2-оксо-2Н-1,4-бензоксазин-3-нл)кетенов и -{3-оксо-3,4-дигидро-4-фенилхі ноксалин-2-ил)кетенов, стабилизирующихся путем участия в реакции [4+2]цнклодим' ризации, причем одна из молекул играет роль диена имидоилкетеновым фрагментом, другая - диенофила группой С=С кетенового фрагмента, в 2,4-диапкоксикарбонил-2- оксо-1 Н-бензоксазин-3-ил]-1,2,3,5-тетрагидропиридо[2,1 -с][ 1,4]бензоксазин-1,3,5-трио-ны и 2,4-ди(алкоксикарбонил)-2-(3-оксо-4чренил-3,4-дигидрохиноксалин-2-ил)-6-фен№ 2,3,5,6-тетрагидро-1 Н-пиридо[ 1,2-а]хиноксалин-1,3,5-трионы.
Впервые установлено, что при термолитическом декарбонилировании 5-незам< шенных пирролохиноксалинтрионов происходит генерирование алкоксикарбонил(Зч>і со-3,4-дигидро-2-хиноксалинил)кетенов, стабилизирующихся путем внутримолекуля[ ной циклизации до 3-алкоксикарбонил-2,4-дигидрофуро[2,3-Ь]хиноксалин-2-онов.
Показано, что термолитическое декарбоншіирование пирролобензоксазинтрионо или 5-фенилпирролохиноксалинтрионов в присутствии альдегидов и кетонов, азометс нов и дициклогексилкарбодиимида приводит к образованию продуктов реакци [4+2]циклоприсоединения алкоксикарбонил(имидоил)кетенов фрагментом N=C-C=C п связи С=0 или C=N реагентов.
Практическая ценность. Разработаны препаративные методы синтеза неописанньг ранее 3-алкоксикарбонш1-2,4-дишдро-Ш-пирроло[2,1-с][1,4]бензоксазин-1Д,4-трионо и -1,2,4,5-тетрагидропирроло[ 1,2-а]хиноксалин-1,2,4-трионов, 4-алкоксикарбонил-3,5 дигидро-2Н-пирано[2,3-Ь]хиноксалин-2,3-дионов, 2,3-ди(2-фенил-4,5-диоксо-4,5-днгщ] ро-3-фурил)хиноксалина, За-замещенных 3-алкоксикарбонил-2-гидрокси-За,4-дигидрс 1 Н-пирроло[2,1 -с][1,4]бензоксазин-1,4-днонов и -1 ,За,4,5-тетрагидропирроло[ 1 Д-а]хи ноксалин-1,4-дионов, Е-3-(2,4,5-триоксо-2-пирролидинилиден)-1,2,3,4-тетрагидро-2-хи ноксалонов, 3-[3-оксо-3,4-дигидро-2-хиноксалинил(алкоксикарбонил)метилен]-1,2,3,4 тетрагидро-2-хиноксалонов, 3-[1,4-дигилроксипергидро-3-оксо-2-хиноксатинилиден] (зтоксикарбонил)метил-1 -фенил-1,2-дигидро-2-хиноксхтона, 3-[2-карбоксиэтиленмер капто-5-оксо^,5-дигидро-1 Н-имидазол-4-илиден](этоксикарбонил)метил-1 -фенил-1,2-дигидро-2-хиноксалона, Е-3-[6-оксо-3-тио-1,2,3,6-тетрагидро-1.3,4-триазин-5-ил](эток сикарбонил)метилен-1 -фенил- 1.2.3,4-тетрагидро-2-хиноксалона. 3-(2-тозил-5,6-диоксо 3-этокси-1г2,5.6-тетрагидро-4-пиридазинил)-1,2-дигидро-2-хиноксалона. Е-3-{2-бензоил 3.5,6-триоксопергидро-4-пиридазинилилен)-1,2,3,4-тетрагидро-2-хиноксалона, 2-[3-ок со-4-фенил-1,2.3,4-тетрагидро-2-хиноксалинилиден](этокснкарбонил)ацетилпир[1.миди-
на, 2,4-диаткоксикарбонил-2-[2-оксс^Ш-бензоксазин-3-нл]-1,2,3,5-тетрагидропиридо-[2,1-с][1,4]бензоксазнн-1,3,5-трионов, 1-п-бромфенил-2-п-метоксифенил-4-этоксикарбо-нил-І.2,3,5-тетрагидропиримидино[3,4-с][1,4]бензоксазин-3,5-диона, 3-алкоксикарбо-нил-2,4-дигидрофуро[2,3-Ь]хиноксаіин-2-онов, 2,4-ди(алкокснкарбонил)-2-{3-оісео-4-фе-нил-3,4-дигидрохнноксалин-2-ил)-6-феннл-2,3,5,6-тетрагидро-1Н-пиридо[1,2-а]хинокса-лин-І,3.5-трионов, І-п-бромфенил-6-фенил- и 1 -бензил-1,б-дифенил-4-этоксикарбонил-1.3,5,6-тефагидро[1,3]оксазино[3,4-а]хиноксалин-3,5-дионов, б-фенил-4-этокснкарбо-нил-1,3,5,6-тетрагндро[І,3]оксазино[3,4-а]хиноксалин-3,5-дион-1-спироциклоалк2нов, 1-п-бромфенил-2-п-метоксифенил- н 2-циклогексил-І-циклогексилимино-6-фенил-4-зтоксикарбонил-2,3,5,6-теірагидро-1Н-пиримидино[3,4-а]хиноксал!ін-3,5-д!іоііа.
Предлагаемые методы просты по выполнению, позволяют получать соединения с заданной комбинацией заместителей и могут быть использованы как препаративные в синтетической органической химии.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 23 работы (в том числе 4 в центральной печати).
Апробация. Результаты работы доложены на VII Всероссийской студенческой научной конференции «Проблемы теоретической и экспериментальной химии» (Екатеринбург, 1997), на XXXVI Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 1998), на Молодежной научной школе по органической химии (Екатеринбург, 1999), на Международной научной конференции «Органический синтез и комбинаторная химия» (Москва—Звенигород, 1999), на III Уральской конференции «Енамины в органическом синтезе» (Пермь, 1999), на 1-ой Всероссийской конференции по химии гетероциклов, посвященной 85-летию со дня рождения А.Н. Коста (Суздаль, 2000).
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа общим числом 164 страницы машинописного текста состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов собственных исследований, экспериментальной части, приложений, в которых приводятся данные о биологической активности и рентгеноетруктурных исследованиях некоторых синтезированных соединений, и выводов, содержит 8 таблиц, 11 рисунков. Список литературы включает 123 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.
