Глава 1. Эфиры 3-нитроакриловой кислоты и ее производных в реакциях гетероциклизации (литературная справка)
Проведенное изучение ряда статей и библиографических источников, посвященных методам получения[5] и химическим свойствам β-нитроакрилатов показало, что химический потенциал подобных соединений есть предмет изучения и интереса множества научных групп уже на протяжении полувека.
Высокая активность эфиров нитроакриловой кислоты в реакциях нуклеофильного присоединения позволяет проводить исследования с огромным количеством различных S, N, С, и O-нуклеофилов, а предполагаемая биологическая активность и полифункциональность гетероциклических соединений, полученных на основе нитроакрилатов, делает исследования в данной области достаточно перспективными.
Так, при реакции β-нитроакрилатов с кетонами, содержащими электронноакцепторную группу, и каталитическими количествами подкисленного оксида алюминия образуются полизамещенные фураны с выходами более 50%, которые являются субстратом для получения множества фармакологических препаратов.[6]
По аналогичному механизму из нитроакрилатов и β-непредельных аминов в разновидности реакции Пааля-Кнорра можно получить замещенные гетероциклы пиррольного ряда - за короткий промежуток времени и с хорошими выходами.[7]
Хорошо изучены механизмы взаимодействия эфиров 3-нитроакриловой кислоты с орто-фенилендиамином. Образующиеся в результате реакции дигидрохинокалиноны с выходами в 70-90% обладают противовирусным и антидиабетическим эффектами, а также являются интермедиатами при получении бензодиазепинов. Синтез протекает с образованием промежуточного продукта присоединения.[8]
Нельзя не отметить синтез дигидротриазолов и триазолов на основе этил-3-нитроакриалата, реализованный на кафедре органической химии РГПУ им. Герцена.[9]
Группой английских химиков был реализован синтез ряда полизамещенных пирролидонов, в основе которого лежит реакция лактамизации аддукта полученного по реакции нитро-Манниха из нитроакрилатов и вторичных аминов.[10]
Так же проводились исследования особенностей реакций замещенных этил-нитроакрилатов с о-фенилендиамином, оптимизации условий которых и посвящена данная работа. Группой итальянских химиков под руководством Баллини был произведен синтез аддукта Михаэля, с последующей его гетероциклизацией в среде этилацетата с использованием в качестве катализатора карбонат на полимере. Контроль за ходом реакции проводился с помощью тонкослойной хроматографии, а образующийся масляный продукт очищали методом колоночной хроматографии. Синтез гетероцикла проводился однореакторно, без выделения промежуточного продукта присоединения.[11]
Исходя из проведенного анализа литературных источников, можно сделать вывод, что несмотря на многостадийность некоторых реакций, использование дорогостоящих реактивов и катализаторов, сравнительно небольшие выходы конечных продуктов и сложность подбора оптимальных условий, исследования в области синтеза гетероциклических соединений на основе нитроакрилатов проводятся и являются достаточно перспективными. Это обуславливается широким синтетическим потенциалом производных 3-нитроакриловой кислоты и высокой фармакологической активностью образующихся пяти- и шестичленных гетероциклов, содержащих один или несколько гетероатомов – азота и кислорода. Реакции протекают, преимущественно, через образование промежуточных аддуктов как по С2, так и по С3 углеродному атому, с последующим замыканием цикла и элиминированием азотистой кислоты.