![Термолитические и нуклеофильные превращения 3-ацилпирроло[1,2-]хиноксалин-1,2,4(5H)-трионов](/i/b/3370/505893.png "Термолитические и нуклеофильные превращения 3-ацилпирроло[1,2-]хиноксалин-1,2,4(5H)-трионов")
![Термолитические и нуклеофильные превращения 3-ацилпирроло[1,2-]хиноксалин-1,2,4(5H)-трионов](/i/d/3937/505893/450/1.png "Термолитические и нуклеофильные превращения 3-ацилпирроло[1,2-]хиноксалин-1,2,4(5H)-трионов")
![Термолитические и нуклеофильные превращения 3-ацилпирроло[1,2-]хиноксалин-1,2,4(5H)-трионов](/i/d/3937/505893/450/2.png "Термолитические и нуклеофильные превращения 3-ацилпирроло[1,2-]хиноксалин-1,2,4(5H)-трионов")
![Термолитические и нуклеофильные превращения 3-ацилпирроло[1,2-]хиноксалин-1,2,4(5H)-трионов](/i/d/3937/505893/450/3.png "Термолитические и нуклеофильные превращения 3-ацилпирроло[1,2-]хиноксалин-1,2,4(5H)-трионов")
![Термолитические и нуклеофильные превращения 3-ацилпирроло[1,2-]хиноксалин-1,2,4(5H)-трионов](/i/d/3937/505893/450/4.png "Термолитические и нуклеофильные превращения 3-ацилпирроло[1,2-]хиноксалин-1,2,4(5H)-трионов")
![Термолитические и нуклеофильные превращения 3-ацилпирроло[1,2-]хиноксалин-1,2,4(5H)-трионов](/i/d/3937/505893/450/5.png "Термолитические и нуклеофильные превращения 3-ацилпирроло[1,2-]хиноксалин-1,2,4(5H)-трионов")
Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Химические превращения Ш-пиррол-2,3-Дионов, аннелированных стороной [а] различными гетероциклами (обзор литературы) 8
1.1. Термические гетероциклизации и рециклизации 8
1.1.1. Генерирование ацил(имидоил)кетенов 8
1.1.1.2. Генерирование ацил(имидоил)кетенов и их стабилизация путем участия в межмолекулярных реакциях 17
1.2.2. Термические перегруппировки 22
1.2. Взаимодействие с бинуклеофильными реагентами 24
1.2.1. Взаимодействие с 1,2-КН,ЫН-бинуклеофильными реагентами 28
1.2.2. Взаимодействие с 1,3- и 1,4-ЫН,ЫН-бинуклеофильными реагентами 29
1.2.3. Взаимодействие с 1 ,4-8Н, Ш-бинуклеофильными реагентами 39
1.2.4. Взаимодействие с 1,4-]Ч[Н,ОН-бинуклеофильными реагентами 41
1.2.5. Взаимодействие с 1,3-СН,№1-бинуклеофильными реагентами 43
1.3. Заключение 46
Глава 2. Термолитические и нуклеофильные превращения 3-ацилпирроло[1,2 я]хиноксалин-1,2,4(5#)-трионов 47
2.1. Постановка задачи 47
2.2. Синтез гетероциклических енаминов 49
2.3. Получение 3-ацилпирроло[1,2-я]хиноксалин-1,2,4(5#)-трионов 52
2.4. Термолитические превращения 3-ацилпирроло[1,2-а]хиноксалин-1,2,4(5Я)-трионов 56
2.5. Нуклеофильные превращения 3-ацилпирроло[1,2-а]хиноксалин-1,2,4(5Я) трионов 59
2.5.1 Взаимодействие с гидразидами замещенных карбоновых кислот 60
2.5.2. Взаимодействие с этилендиамином и N-арилэтилендиаминами 64
2.5.3 Взаимодействие с 1,8-диаминонафталином 66
2.5.4. Взаимодействие с замещенными анилинами 69
2.5.5 Взаимодействие с иминами димедона 70
2.5.6. Взаимодействие с 6-амино-1,3-диметилурацилом 73
2.5.7. Взаимодействие с арилимином индандиона 75
2.5.8. Взаимодействие с иминами пирролидиндиона 76
2.5.9. Взаимодействие с енаминами ряда изохинолина 78
2.5.10 Взаимодействие с о-фенилендиаминами 81
Глава 3. Экспериментальная часть 85
Выводы 105
Список литературы 106
- Генерирование ацил(имидоил)кетенов и их стабилизация путем участия в межмолекулярных реакциях
- Взаимодействие с 1,3- и 1,4-ЫН,ЫН-бинуклеофильными реагентами
- Термолитические превращения 3-ацилпирроло[1,2-а]хиноксалин-1,2,4(5Я)-трионов
- Взаимодействие с арилимином индандиона
Введение к работе
Актуальность темы. Одним из важнейших направлений развития современной органической химии является поиск новых функциональнозамещенных гетероциклов, на основе которых разрабатываются методы получения различных классов органических соединений, в том числе обладающих полезными свойствами. Этим требованиям во многом удовлетворяют 1Я-пиррол-2,3-дионы, и в особенности аннелированные по стороне [е] различными гетероциклами и гетероциклическими фрагментами.
Аннелирование пирролдионового цикла хиноксалиновым фрагментом приводит к образованию весьма своеобразной поликарбонильной гетероциклической системы пирроло [ 1,2-а]хиноксалин-1,2,4(5Я)-триона, которая отличается особой устойчивостью к «разрушению», то есть не подвергается расщеплению под действием нуклеофильных реагентов, что позволяет производить на ее основе нуклеофильную «надстройку» новых гетероциклов, а введение ацильного заместителя в положение 3 увеличивает препаративные возможности нуклеофильных превращений этих соединений.
Термолиз 3-ацилзамещенных пирроло[1,2-а]хиноксалин-1,2,4(5Я)- трионов является удобным методом генерирования высокореакционно- способных ацил(хиноксалинил)кетенов - представителей класса функциональнозамещенных гетерокумуленов, внутри- и межмолекулярные превращения которых интенсивно исследуются в последнее время.
Цель работы. 1. Синтез 3-ацилпирроло[1,2-а]хиноксалин-1,2,4(5Я)- трионов. 2. Исследование термолитических превращений 3-ацилпирроло[1,2- а]хиноксалин-1,2,4(5Я)-трионов. 3. Исследование взаимодействия 3- ацилпирроло[1,2-а]хиноксалин-1,2,4(5Я)-трионов с 1,2-, 1,3-, 1,4- и 1,5- бинуклеофильными реагентами и разработка на основе этого взаимодействия способов синтеза карбонильных производных гетероциклов, конденсированных и мостиковых гетероциклических систем.
Научная новизна. Впервые исследован термолиз 5-незамещенных 3- ацилпирроло[1,2-а]хиноксалин-1,2,4(5Я)-трионов, приводящий к
генерированию ацил(3 -оксохиноксалин-2-ил)кетенов, стабилизирующихся путем перехода хиноксалонового фрагмента из амидной в гидроксииминную форму с последующим ацилированием гидроксииминной группы ОН кетеновым фрагментом и образованием производных фуро[3,2-]хиноксалина.
Изучены рециклизации 3-ацилпирроло[1,2-а]хиноксалин-1,2,4(5Я)- трионов под действием гидразидов карбоновых кислот, этилендиамина и N- арилэтилендиаминов, приводящие к образованию оксопроизводных 3-(пиррол- 3 -ил)хиноксалина.
Установлено, что гетероциклизация 3-ацилпирроло[1,2-а]хиноксалин- 1,2,4(5Я)-трионов под действием 1,8-диаминонафталина и ариламинов приводит к образованию оксопроизводных конденсированных гетероциклических систем бензо[7',8']хинолино[4',3':2,3]пирроло[1,2- а]хиноксалина и хино[4',3':2,3]пирроло[1,2-а]хиноксалина.
Впервые изучены гетероциклизации 3-ацилпирроло[1,2-а]хиноксалин- 1,2,4(5Я)-трионов под действием 6-аминоурацила и 3-аминоинден-1-она, приводящие к образованию оксопроизводных мостиковых гетероциклических систем пентаазапентацикло[10.7Л.01,10.04,9.014,19]эйкозана и 7,13^-индено- [1',2':5,6][1,4]диазепино [ 1,7-а]хиноксалина.
Изучено взаимодействие 3-ацилпирроло[1,2-а]хиноксалин-1,2,4(5Я)- трионов c 3-аминопиррол-2-онами и 1-метил-3,4-дигидроизохинолинами, приводящее к образованию оксопроизводных 3а-(пиррол-3-ил)- и 3а- [(изохинолин-1 -ил)метил]пирроло [1,2-а]хиноксалина.
Практическая ценность. Разработаны препаративные методы синтеза неописанных ранее 3-ароил- и 3-пивалоилпирроло[1,2-а]хиноксалин-1,2,4(5Я)- трионов, 3-ароил- и 3-пивалоилфуро[3,2-]хиноксалин-2(4Я)-онов, К-[2-арил- 2,4-дигидрокси-5-оксо-3(3-оксо-3,4-дигидрохиноксалин-2-ил)пиррол-1-ил]бенз- амидов, 3-[1-(2-аминоэтил)-2,4-дигидрокси-5-оксо-2-фенил-2,5-дигидро-1Я- пиррол-3-ил]хиноксалин-2(1Я)-она и 3-[1-(2-ариламиноэтил)-2,4-дигидрокси-5- оксо-2-фенил-2,5-дигидро- 1Я-пирролил]хиноксалин-2(1Я)-онов, 15-амино-17- фенилбензо[7',8']хинолино[4',3':2,3]пирроло[1,2-а]хиноксалин-1,2,9(8Я,16Я)- триона и 15-амино-17-(трет-бутил)-8-фенил-1Я-бензо[7',8']хинолино[4',3':2,3]- пирроло[1,2-а]хиноксалин-1,2,9(8Я,16Я)-триона, 1Я-хино[4',3':2,3]пирроло[1,2- а]хиноксалин-1,2,9(4Я,10Я)трионов, 13-алкил- и 13-арил-20-ароил-12-гид- рокси-16,16-диметил-3-фенил-3,10,13-триазапентацикло[10.7.1.01 10.049.014,19]- эйкоза-4,6,8,14( 19)-тетраен-2,11,18-трионов, 20-ароил-12-гидрокси-16,16-диме- тил-3,10,13 -пентаазапентацикло [10.7.1.01,10.04,9.01419]эйкоза-4,6,8,14(19)-тетра- ен-2,11,16,18-тетраонов, 16-бензоил-7-гидрокси-8-(4-метоксифенил)-7,8-дигид- ро-7,13-метаноиндено [1',2':5,6] [1,4]диазепино [1,7-а]хиноксалин-6,13,14(15Я)- триона, 3-фенил-2-гидрокси-3а-[5-оксо-1,2-дифенил-4-(фениламино)-2,5-дигид- ро-1Я-пиррол-3-ил]пирроло [1 Д^хиноксалин-1,4(3аЯ,5Я)-дионов, 3a-[(3,3-ди- метил-3,4-дигидроизохинолин-1-ил)метил]2-гидрокси-5-фенил-3-пивалоилпир- роло[1,2-a]хиноксалин-1,4(3aЯ,5Я)-дионов, 8-пивалоил- и 8-арил-9,14-дигидро- хиноксалино [1 ',2' :1,2]пирроло[2,3-&] [1,5]бензодиазепин-6,7,15(16Я)-трионов.
Предлагаемые методы просты по выполнению, позволяют получать соединения с заданной комбинацией заместителей и могут быть использованы как препаративные в синтетической органической химии.
Среди продуктов синтеза обнаружены соединения, проявляющие анальгетическую активность, превосходящую активность анальгина.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 статьи в Журнале Органической Химии, 9 тезисов докладов конференций.
Апробация. Результаты работы доложены на IX Научной школе- конференции по органической химии (Москва, 2006), IV Всероссийской конференции «Енамины в органическом синтезе» (Пермь, 2007), Молодежной научно-практической школе-конференции «Химия поликарбонильных соединений» (Пермь, 2009), Международной конференции «Advanced Science in Organic Chemistry» (Мисхор, Крым, 2010).
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа общим числом 145 страницы машинописного текста состоит из введения, обзора
литературы, обсуждения результатов собственных исследований, экспериментальной части, приложения и выводов. Список литературы включает 107 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.
Благодарность. Автор выражает глубокую благодарность к.ф-м.н. Алиеву З.Г. (ИПХФ РАН, Черноголовка) и к.х.н. Слепухину П.А. (ИОС УрО РАН, Екатеринбург) за проведение рентгеноструктурных исследований, к.х.н. Кодессу М.И. за проведение исследований синтезированных соединений методом спектроскопии ЯМР (ИОС УрО РАН, Екатеринбург), к.фарм.н. Махмудову Р.Р. за проведение скрининга биологической активности синтезированных соединений (ЕНИ ПГНИУ, Пермь).
Работа выполнена при поддержке РФФИ (гранты №№ 07-03-96036, 08-03-01032).
Генерирование ацил(имидоил)кетенов и их стабилизация путем участия в межмолекулярных реакциях
Химическое поведение имидоилкетенов, генерируемых при термолизе пирролдионов, наиболее существенным образом зависит от характера заместителя при атоме азота. N-Арилзамещенные пиррол-2,3-Дионы при термолизе в растворе [1,17-19,21-23,32-54] или в газовой фазе [24,30-31] генерируют N-арилзамещенные имидоилкетены, подвергающиеся внутримолекулярной циклизации вследствие ацилирования кетеновым фрагментом е /?то-положения бензольного цикла при атоме азота с образованием замещенных хинолин-4(1Я)-онов. Реакция ускоряется при введении электроноакцепторных заместителей в пирролдионовый цикл [48]. Наличие одного заместителя в орто-пояожении бензольного цикла при атоме азота не изменяет направления реакции - ацилируется «свободное» орто-положение [51]. Присутствие в орто-положении групп COOEt или C=N, способных участвовать в циклоприсоединении, также не изменяет направления реакции [50]. Г.Коленцу не удалось выделить индивидуальных веществ при термолизе пиррол-2,3-диона с орто-,орто-дизамещенным бензольным циклом при атоме азота вследствие сильного осмолення [65]. R =H, Me, Et, Br, CN, COOMe, COOEt, PhCO, p-MeC6H4CO, p-MeOC6H4CO, / ClC6H4CO, p-BrC6H4CO, p-N02C6H4CO R2=MeO, MeS, Ph, COOEt, PhCO R3=H, Me, MeO, F, CI, Br, N02 R4=H, F R5=H, F Изучены кинетические закономерности термического декарбонилирования двух серий 4-ароил-1-фенил- и 1-арил-4-бензоил-5-метоксикарбонил-2,3-дигидро-2,3-пирролдионов [72,78] со стандартными наборами переменных пара-заместителей (метокси-, метил-, водород-, хлор-, бром-, нитро-) в обеих сериях, приводящего к генерированию замещенных ароил(М-арилимидоил)кетенов, внутримолекулярно циклизующихся до 3-ароил-2-метоксикарбонил-хинолин-4(1//)-онов. Для обеих серий зависимость констант скоростей от констант Гамета заместителей имеет вид ломаной линии с максимумами для «незамещенного» 4-бензоил-5-метоксикарбонил-1-фенил-2,3-дигидро-2,3-пирролдиона. Сделан вывод, что термическое декарбонилирование пирролдионов не является строго согласованным процессом. В случае электроноакцепторных заместителей в ариле или ароиле осуществляется опережающий разрыв связи С"-С в пирролдионах, а в случае электронодонорных заместителей - опережающий разрыв связи N;-C2. Для «незамещенного» пирролдиона процесс наиболее согласован, то есть связи N -С и С -С разрываются практически одновременно. Анализ зависимости скорости декарбонилирования пирролдионов в параметрах уравнения Кирквуда позволил отвергнуть для переходного состояния структуру цвиттер-иона или бирадикала.
В меченом изотопом С имидоилкетене, генерируемом термолизом соответствующего пирролдиона, удалось зафиксировать ацилкетен-ацилкетеновую перегруппировку, протекающую через 1,3-сдвиг фенильной группы и приводящую к образованию пары меченых хинолонов [69].
По мнению авторов, реакция проходит через стадию генерирования замещенного нитро(имидоил)кетена, циклизующегося в 3-замещенный 4-оксо-1,2-оксазет-2-оксид, элиминирующий молекулу С02 с образованием имидоилнитрилоксида, циклизующегося в замещенный 3//-индол. /О є /\
Термолиз 1-диметиламинозамещенных пиррол-2,3-дионов при температуре 400-5 00С приводит к генерированию диметилгидразоноилкетенов, стабилизирующихся путем внутримолекулярной циклизации в 1,1-диметилзамещенные пиразолиум-5-оксиды, для которых в указанных реакционных условиях характерны 1,4- и 1,5-миграция метильной группы с образованием соответствующих пиразолонов [86]. Ме і 5-Ме / Me N iVle M N-Me Ph О N-Me Ph" -N \ Me О N-Me / N \ H 1.1.1.1.4. Синтез замещенного пиразолобензоксазина Термолиз 4-ацил-5-метоксикарбонил-1 -(о-бромфенил)фенилметиленами нопиррол-2,3-дионов при температуре 140С приводит к образованию метиловых эфиров 3-ацил-9-гидрокси-9-фенил-9#-пиразол[3,2 &][1,3]бензоксазин-2-карбоновых кислот [88,89], структура которых установлена методом РСА. Образование этих соединений протекает через стадию генерирования соответствующих имидоилкетенов, стабилизирующихся внутримолекулярно до промежуточных цвиттер-ионов, далее циклизующихся с участием а-атома углерода о-бромфенильного заместителя.
Взаимодействие с 1,3- и 1,4-ЫН,ЫН-бинуклеофильными реагентами
Вероятно, на первой стадии взаимодействия происходит последовательная атака аминогруппами о-фенилендиамина атомов углерода в положении 7 и 2 пирролохиноксалинтриона с промежуточным расщеплением связи C7-N/0. Образование такого продукта можно объяснить стерическими трудностями нуклеофильной атаки карбонильной группы пивалоильного заместителя, создаваемыми объемной трет-бутияъной группой.
При взаимодействии 3-бензоил-1Я-пирроло[2,1-е] [1,4]бензоксазин-1,2,4-триона с 2,3-диаминопиридином, взятыми в соотношении 1:1, проводимом путем кипячения в абсолютном бензоле в течение 1 часа образуется N-(2-гидроксифенил)-2,4-диоксо-3-(3-оксо-3,4-дигидропиридо[2,3-6]пиразин-2(1#)-илиден)-4-фенилбутанамид [55].
Образование этого соединения происходит, по-видимому, в результате первоначального присоединения аминогруппы в положении 3 2,3-диаминопиридина к атому углерода Са пирролобензоксазинтриона с последующей атакой второй аминогруппы лактонного карбонила С =0 с раскрытием оксазинового цикла по связи С -О . В образующемся при этом спиро-соединении раскрывается пиррольный цикл вследствие напряженности спиро-системы и легкости разрыва связи C-N во фрагменте NH-C-N, как описано для реакций пирролобензоксазинтрионов с о-фенил ендиамином.
3-Ароил-5-фенилпирроло[1,2-д]хиноксалин-1,2,4(5 Л)-трионы взаимодействуют с 3,4,6-трифтор-1,2-фенилендиамином, в соотношении 1:1, в среде абсолютного диоксана при нагревании в течение 10-15 часов с образованием с хорошими выходами 10,12,13-трифтор-8-арил-16-фенил-9,14-дигидрохиноксалино[Г,2 :1,2]пирроло[2,3- ][1,5]бензодиазепин-6,7,15(16Л)-трионов [40, 46]. Образование этих продуктов происходит в результате первоначальной атаки более нуклеофильной аминогруппой в положении 2 3,4,6-трифтор-1,2-фенилендиамина атома углерода в положении За пирролохиноксалинтрионов и последующего замыкания диазепинового цикла вследствие атаки второй аминогруппой реагента карбонильной группы ароильного фрагмента. Вероятно, даже небольшого различия в нуклеофильности двух аминогрупп в молекуле 3,4,6-трифтор-1,2-фенилендиамина достаточно для региоселективного протекания реакции с пирролохиноксалинтрионами.
При взаимодействии пирролобензоксазинтрионов [12] с 1,2 бис(гидроксиламино)циклогексаном, проводимом в аналогичных условиях, образуются соединения, идентифицированные по данным PC А как 1 ароилокси-4-гидрокси-3-оксо-1,2,3,4,4 ,5,6,7,8,8 я-декагидрохиноксалин-2 спиро-2-(1-о-гидроксифенил-4,5-диоксо-2,3,4,5-тетрагидропирролы). Схема реакции включает ранее не описанную неожиданную [1,4]миграцию ароильной группы от атома углерода к атому кислорода (С—Ю) в гетеросистеме декагидрохиноксалин-2-спиро-тетрагидропиррола. Образование конечных продуктов происходит, по-видимому, вследствие внутримолекулярного присоединения группы ОН циклической гидроксиаминогруппы к атому углерода ароильной группы с образованием промежуточного изоксазолидина и последующего разрыва связи С-0 в нём. путь Е ОН
При кипячении 3-этоксикарбонил-1 //-пирроло[2,1 -с] [ 1,4]бензоксазин-1,2,4-трионов с 3,4-диаминофуразаном (1,2,5-оксадиазол-3,4-диамином) в среде абсолютного бензола в течение 30-50 минут получены этил-6-оксо-4,5,6,7-тетрагидро[1,2,5]оксадиазоло[3,4-Ь]пиразин-5-спиро-2 -[4-гидрокси-1-(2-гидроксифенил)-5-оксо-2,5-дигидро-1//-пирроло-3-карбоксилаты] [56, 57]. В ходе реакции происходит последовательная атака аминогруппами бинуклеофила атомов углерода в положении За и 4 пирролобензоксазинтрионов и расщепление оксазинового цикла по связи С4-О5. Ожидаемого расщепления оксазинового цикла по связи Cia-N/0 не происходит. H2N. ny E NHz COOEt COOEt N N "О" R=H, Me О ОН При взаимодействии 3-бензоил-1 Я-пирроло[2,1 -с] [ 1,4]бензоксазин-1,2,4-триона и 3-бензоил-7-метил-1 Я-пирроло[2,1 -с] [ 1,4]бензоксазин-1,2,4-триона [12] с мочевиной и тиомочевиной, проводимом путем кипячения в смеси бензол - диоксан 1:1 в течение 1 часа, с хорошим выходом образуются 8-гидрокси-6-(3-гидроксифенил)-9-бензоил-1,3,6-триазоспиро[4.4]нон-8-ен-2,4,7-трионы и 8-гидрокси-6-(3-гидроксифенил)-9-бензоил-2-тиоксо-1,3,6-триазаспиро[4.4]нон-8-ен-4,7-дионы[55, 58].
Термолитические превращения 3-ацилпирроло[1,2-а]хиноксалин-1,2,4(5Я)-трионов
При взаимодействии (2Г)-3-(фенацилиден-2-оксо)-3,4 дигидрохиноксалин-2(1//)-онов (2а-з), с оксалилхлоридом при кипячении в абсолютном хлороформе в течение 1.5-2 ч (до окончания выделения НС1) практически с количественными выходами образуются 3-ароилпирроло[1,2-а]хиноксалин-1,2,4(5//)-трионы (7а-з). Следует отметить, что для получения и кристаллизации пирролохиноксалинтрионов (ба-з) следует брать тщательно высушенные исходные вещества и растворители и свежеперегнанный оксалилхлорид - в этом случае синтез идет гладко и искомые продукты образуются практически с количественными выходами. н
Пирролохиноксалинтрионы (ба-з) - темно-фиолетовые (почти черные) кристаллические вещества с высокими температурами плавления, плавящиеся с разложением, легкорастворимые в ДМФА и ДМСО, труднорастворимые в обычных органических растворителях, нерастворимые в алканах; реагирующие с водой и спиртами, обесцвечивающиеся при хранении вследствие взаимодействия с влагой воздуха.
В ИК спектрах соединений (ба-з) имеются полосы валентных колебаний группы N5H в области 3120-3180 см" , лактамной группы С/=0 в области 1754-1775 см" , кетонной группы С =0 в области 1715-1740 см , амидной группы С=0 в области 1670-1696 см" и ароильной карбонильной группы боковой цепи в области 1615-1635 см"7.
В спектрах ЯМР ;Н растворов соединений (ба-з) в ДМСО- кроме сигналов протонов ароматических колец и связанных с ними групп присутствует синглет протона группы N5H в области 11.60-11.90 м.д. Из группы сигналов ароматических протонов в слабое поле смещаются дублет двух opmo-протонов бензольного кольца группы АгСО (8.03-8.32 м.д.) и мультиплет протона Н , дезэкранированного вследствие взаимодействия с атомом кислорода карбонильной группы С/=0 (8.36-8.40 м.д.).
При взаимодействии (2Г)-3-(3,3-диметил-2-оксобутилиден)-3,4 дигидрохиноксалин-2(1Я)-она (4) с оксалилхлоридом при кипячении в абсолютном хлороформе в течение 1.5-2 ч (до окончания выделения НС1) практически с количественными выходами образуется 3-пивалоилпирроло[1,2-а]хиноксалин-1,2,4(5Я)-трион (7). Следует отметить, что для получения и кристаллизации пирролохиноксалинтриона (7) следует брать тщательно высушенные исходные вещества и растворители и свежеперегнанный оксалилхлорид - в этом случае синтез идет гладко и искомые продукты образуются практически с количественными выходами. н
Пирролохиноксалинтрион (7) - темно-фиолетовое (почти черное) кристаллическое вещество, плавящееся с разложением при температуре 241-242С, легкорастворимое в ДМФА и ДМСО, труднорастворимое в обычных органических растворителях, нерастворимое в алканах; реагирующее с водой и спиртами, обесцвечивающееся при хранении вследствие взаимодействия с влагой воздуха.
В ИК спектре соединения (7) имеются полосы валентных колебаний группы N5H в области 3190 см"7, лактамной группы С7=0 в области 1759 см"7, кетонной группы С2=0 в области 1732 см"7, амидной группы С =0 в области 1682 см"7 и пивалоильной карбонильной группы боковой цепи в области 1623
В спектре ЯМР 7Н раствора соединения (7) в ДМСО-А?6 кроме сигналов протонов ароматических колец и связанных с ними групп присутствует синглет протона группы N5H в области 11.78 м.д. Из группы сигналов ароматических протонов в слабое поле смещается мультиплет протона Н9 , дезэкранированного вследствие взаимодействия с атомом кислорода карбонильной группы С7=0 (8.30 м.д.).
При взаимодействии (Z)-3-(3,3-диметил-2-оксобутилиден)-1 -фенил-3,4-дигидрохиноксалин-2(1Я)-она (5) с оксалилхлоридом при кипячении в абсолютном хлороформе в течение 1.5-2 ч (до окончания выделения НС1) практически с количественными выходами образуется З-пивалоил-5-фенилпирроло[1,2-я]хиноксалин-1,2,4(5//)-трион (8) Следует отметить, что для получения и кристаллизации пирролохиноксалинтриона (8) следует брать тщательно высушенные исходные вещества и растворители и свежеперегнанный оксалилхлорид - в этом случае синтез идет гладко и искомые продукты образуются практически с количественными выходами. (СОС1)2 55-61С, 90-120 min -НС1 8 (82%)
Пирролохиноксалинтрион (8) - темно-фиолетовое (почти черное) кристаллическое вещество, плавящееся с разложением при температуре 220-221 С, легкорастворимое в ДМФА и ДМСО, труднорастворимое в обычных органических растворителях, нерастворимое в алканах; реагирующее с водой и спиртами, обесцвечивающееся при хранении вследствие взаимодействия с влагой воздуха.
В ИК спектре соединения (8) имеются полосы валентных колебаний лактамной группы С =0 в области 1763 см" , кетонной группы С2=0 в области 1736 см"7, амидной группы С =0 в области 1674 см"7 и пивалоильной карбонильной группы боковой цепи в области 1624 см" .
В спектрах ЯМР 7Н раствора соединения (8) в ДМСО-й?6 из группы сигналов ароматических протонов в сильное поле (6.35 м.д.) смещается дублет протона Н, экранированного л-электронами бензольного кольца -заместителя при N5. Из группы сигналов ароматических протонов в слабое поле смещаются дублет протона Н9, дезэкранированного вследствие взаимодействия с атомом кислорода карбонильной группы С7=0 (8.45 м.д.).
Области полос валентных колебаний карбонильных групп пирролдионового цикла в соединениях (ба-з, 7,8), а также более высокочастотное положение vCo лактамного карбонила по сравнению с кетонным карбонилом в цикле соответствует литературным данным для этих групп в ИК спектрах моноциклических пиррол-2,3-Дионов [131] и изатинов [132].
Взаимодействие с арилимином индандиона
Соединения (29а-д) - бледно-желтые, практически бесцветные кристаллические вещества с высокими температурами плавления, легкорастворимые в ДМСО и ДМФА, труднорастворимые в толуоле, бензоле, этилацетате, дихлорэтане, нерастворимые в алканах и воде, дающие положительную пробу (вишневое окрашивание) на наличие енольного гидроксила со спиртовым раствором хлорида железа(Ш).
В ИК спектрах соединений (29а-д) присутствуют полоса валентных колебаний групп ОН и NH в виде широкой полосы в области 3060-3170 см"1, лактамной карбонильной группы С =0 в области 1701-1716 см"1, лактамной карбонильной группы С =0 в области 1685-1695 см"1 и ацильной группы боковой цепи в области 1635-1649 см" В спектрах Н ЯМР растворов соединений (29а-д) в ДМСО-с/б, кроме группы сигналов ароматических колец и связанных с ними групп присутствуют два синглета метальных групп в области 0.91-1.10 м.д. и дублет дублетов (АВ-система) протонов метиленовой группы остатка изохинолина в области 2.21-2.56 и 3.38-3.87 м.д., уширенный синглет протона енольной группы ОН в области 6.66-7.18 м.д. У соединений (29а-в) из группы сигналов ароматических протонов в слабое поле (10.67-10.68 м.д.) выделяется синглет протона группы NH хиноксалонового цикла. У соединений (29г,д) из группы сигналов ароматических протонов в сильное поле (6.24-6.33 м.д.) выделяется дублет протона Н6, экранированного я-электронами бензольного кольца - заместителя у атома азота N5.
Соединения (29) образуются, по-видимому, в результате нуклеофильной атаки группой СН2 в положении 1 таутомерной енаминоформы изохинолинов (31) атома С3а пирролохиноксалинтрионов (6а,в,8). Замыкания ожидаемого тетрагидропиридинового цикла, как описано выше, не происходит, по-видимому, вследствие стерических препятствий этому, создаваемых двумя метальными группами в положении 3 изохинолинового фрагмента.
При взаимодействии 3-бензоилилпирроло[1,2-а]хиноксалин-1,2,4(5//) трионов (6а) и 3-пивалоил-5-фенилпирроло[1,2-а]хиноксалин-1,2,4(5Н) триона (8) с о-фенилендиамином (32) и 1,2-диамино-3,4,6-трифторбензолом (33) взятыми в соотношении 1:1 и проводимом путем кипячения в абсолютном бензоле в течение 15-30 мин (контроль ТСХ) происходит образование 8-пивалоил- и 8-арил-16-фенил-9,14 дигидрохиноксалино[Г,2 :1,2]пирроло[2,3-Ь][1,5]бензодиазепин-6,7,15(16Н)-трионов (34а,б).
Соединения (34а,б) - ярко-красные высокоплавкие кристаллические вещества, практически нерастворимые в обычных органических растворителях, труднорастворимые в ДМФА и ДМСО, нерастворимые в алканах и воде, не дающие положительной пробы на наличие енольного гидроксила со спиртовым раствором хлорида железа(Ш).
В ИК спектрах соединений (34а,б) имеются полосы валентных колебаний групп NH в виде широкой полосы в области 3150-3240 см" , лактамной карбонильной группы С6=0 в области 1680-1685 см"1, кетонной группы С =0 и лактамной карбонильной группы С =0 при 1660 см" .
В спектрах ЯМР ]Н растворов соединений (34а,б) в ДМСО-Й?6 кроме сигналов протонов ароматических колец и связанных с ними групп присутствует синглет протона вторичной аминогруппы N/4H в области 6.75-6.92 м.д. и синглет протона енаминогруппы N9H в слабом поле в области 12.39-12.43 м.д.
По-видимому, образование соединений (34а,б) происходит в результате последовательной атаки двумя аминогруппами о-фенилендиаминов (32, 33) атома углерода С а и карбонильной группы ацильного фрагмента пирролохиноксалинтрионов (6а,8) и замыкания диазепинового цикла. 6а, NH2 R1 I R=-L NH2 I Y R3 R3 \l R2 32,33 Н" 75-80С, 15-30 mm 34а,б (84-90%) Анализируя результаты проведенных исследований, можно выявить четыре схемы взаимодействия 3-ацилпирроло[1,2-а]хиноксалин-1,2,4(5Я)-трионов (6-8) с бинуклеофильными реагентами: - путь А (атака по С7, расщепление N70-C7, атака по С3-С=0) -последовательная нуклеофильная атака одной аминогруппой бинуклеофила атомов углерода карбонильной группы в положении 1 и карбонильной группы ацильного заместителя в положении С3 3-ацилпирролохиноксалинтрионов с промежуточным расщеплением пирролдионового цикла по связи N70-C7; - путь Б (атака по С3а, атака по С3-С=0) - последовательная нуклеофильная атака двумя нуклеофильными группами бинуклеофила атомов углерода в положении За и ацильной карбонильной группы в положении 3 3-ацилпирролохиноксалинтрионов; - путь В (атака по С3а, атака по С2) - последовательная нуклеофильная атака двумя нуклеофильными группами бинуклеофила атомов углерода в положении За и 2 3-ацилпирролохиноксалинтрионов; - путь Г (атака по С) - атака одной нуклеофильной группой бинуклеофила атома углерода в положении За 3 ацилпирролохиноксалинтрионов без дальнейшей гетероциклизации. Реализация одного из четырех направлений взаимодействия определяется структурными особенностями используемых бинуклеофильных реагентов и, в основном, стерическои доступностью и расстоянием между двумя нуклеофильными центрами в них.
Похожие диссертации на Термолитические и нуклеофильные превращения 3-ацилпирроло[1,2-]хиноксалин-1,2,4(5H)-трионов
![Синтез, структура и химические превращения 2,5-дибром-6-фенилимидазо[2,1-b]-1,3,4-тиадиазола](/i/i/4269/300973.png "Синтез, структура и химические превращения 2,5-дибром-6-фенилимидазо[2,1-b]-1,3,4-тиадиазола Рахмонов Рахмон Охонович")