Добавил:

fench Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Казанский национальный исследовательский технологический университет

Предмет:

Химия

Файл:

Карцев В.Г. - Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов. Том 2 (2003)(ru)

.pdf

Скачиваний:

164

Добавлен:

16.08.2013

Размер:

4.97 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 4142 / 5742 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 > Следующая >>>

Нитроуксусный эфир 13 находит применение и в синтезе аннелированных гетероциклов. Так, его взаимодействие с изатовым ангидридом 35 [33] в присутствии основания протекает с потерей сложноэфирной группы и приводит к нитропроизводному хинолинона 36, в то время как при реакции нитрометана с ангидридом 35 образуется нитрокетон 37 [34] (схема 11).

Схема 11

	O	NO2	OH
			OH
	EtO 13		NO2
	EtO 13		NO2
O			N O
O			R
	O		R
	O		36
N	O		O
R	MeNO	, K CO	NO2
35	2	2	3
35	ДМСО
	ДМСО		NH2
	(R = H)		NH2
			37

Этилнитроацетат 13 дает с 2-аминоникотинальдегидом 3-нитро-2-оксо-1,8- нафтиридин [35]. Непродолжительное кипячение смеси эфира 13 с о-аминотио- фенолом 38 в спирте в присутствии KOH сопровождается восстановлением нитрогруппы и приводит к бензотиазину 39 [36], тогда как конденсация этилнитроацетата 13 в присутствии основания с бензофуроксаном 40 протекает с потерей нитрогруппы и образованием бензимидазола 41 [37] (схема 12).

Схема 12

NH2

				H		O
		38	SH	N		O
		38
	KOH, EtOH			S		N
				S		N
	O		O	39		OH
	−		O	39
EtO	O N + N			O−
	NO2			O−
	13		40	N	+	O
			40	N		O
				N		OEt
				OH
				41
Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 2							411

Результаты реакции азосочетания нитроацетонитрила 42 с солями диазония зависят от строения последних. Соль триазолдиазония 43 образует с нитрилом 42 гидразон цианонитроформальдегида 44, медленно циклизующийся в триазолотриазин 45, в то время как реакция соли тетразолдиазония 46 с нитрилом 42 приводит непосредственно к триазину 47. Соединения 45 и 47 представляют интерес как источники орто-диаминозамещенных гетероциклов и энергоемкие вещества [38, 39] (схема 13).

Схема 13

NH2

O N

−

NO2

N2Cl

N CN

N N

NC R

NO2

NH2

N N

−

NO2

N2Cl

N N

NO2

Нитроацетонитрил 42 взаимодействует с хлорангидридами гидроксамовых кислот с образованием 3-замещенных 5-амино-4-нитроизоксазолов [40]. Реакция нитрила 42 с α-меркаптокетонами 48 приводит к образованию вицинальных аминонитросоединений ряда тиофена 49 [41] (схема 14).

Схема 14

CN	+	O		H2N	S
CN			SH	H2N
NO2		R	SH	O2N	R
		R

42		48
42		48			49

В работе [42] показано, что о-аминотиофенол 38 взаимодействует с нитроацетонитрилом 42 в спирте с разогревом, без добавления катализаторов, и продуктом реакции является аммониевая соль аци-формы 2-(нитрометил)бензотиазола 50

(схема 15).

Схема 15

	NH2	N	−
CN			NO
	+		2
NO2		S	+
	SH
42	38	50	NH4

412	Серия научных монографий InterBioScreen

В целом, циклизации с участием нитроацетонитрила протекают при использовании реагентов, способных реагировать по метиленовой и нитрильной группам одновременно.

Амиды нитроуксусной кислоты, в основном, использованы в синтезе 3-нит- ропиридонов. Например, ацетилацетон реагирует с нитроацетамидом 51 в воде в присутствии ацетата пиперидиния в качестве катализатора с образованием 4,6-диметил-3-нитропиридин-2(1H)-она [43]. Нитропиридоны 53, полученные из кетоальдегидов 52 и нитроацетамида 51, были восстановлены в аминопиридоны 54, далее использованные в синтезе препаратов, обладающих активностью против вируса СПИДа 55 [44] (схема 16).

Схема 16

O	OH
O	R"	R"		NO2	R"		NH2
	R"	R"		NO2	R"		NH2
H2N	+				R'	N	O
	NO2 R' O	R'	N	O	R'	N	O
			H			H
51	52		53			54

O
NH + CH2O	R"		O
O	R'	H	O
	R'	N
	N		N
	H	O
		O

N-Арилзамещенные нитроацетамиды 56 в присутствии трифторметансульфокислоты циклизуются с образованием оксимов изатина 57 [45] (схема 17).

Схема 17

		R		HO N
	O	R	CF3SO3H	R
	O		CF3SO3H	O
O2N				O
O2N		N		N
		H		H
		56		57

2.2 α-Нитрокетоны в синтезе гетероциклов

Широкое применение в синтезе самых разнообразных гетероциклов нашли α-нит- рокетоны. Подобно нитроацетонитрилу [40], нитрокетоны 58 взаимодействуют с

Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 2

413

хлорангидридами гидроксамовых кислот 59 с образованием нитроизоксазолов 60

(схема 18).

Схема 18

	O			N OH		R	O N
R		+		N OH		R
					Cl

			R'			O2N		R'
			R'
		NO2
	58			59			60

Конденсация нитрокетонов 58 с ацетиленами 61 в присутствии серной кислоты приводит к изоксазолам 63. Обнаруженное превращение авторы объясняют промежуточным образованием нитрилоксида 62 и его присоединением к ацетиленам [46]. Аналогичный результат был получен при нагревании нитрокетонов 58 с замещенными виниловыми эфирами уксусной кислоты 64 [47] (схема 19).

Схема 19

O					R'
O		O			61	N	O
R		O	N+	O−	O	N	O
R	−H2O	R	N+	O−	R'		R
NO2	−H2O	R			R'		R
58		62			R' OAc	63
					R' OAc
					64

Для построения пиридинового цикла удобно использовать реакции α-нитро- кетонов с о-аминобензальдегидом и о-аминобензофеноном 65. Так, нитроацетон реагирует с соединениями 65 при кипячении в присутствии соляной кислоты с образованием соответствующих 2-метил-3-нитрохинолинов 66 (R'' = Me) [48]. Нитроацетофеноны 58 при длительном кипячении в этаноле с о-аминобензаль- дегидом дают 2-арил-3-нитрохинолины 66 (R'' = Ar) [49] (схема 20).

Схема 20

R'	O	R'
	O	NO2
O	+ R"	NO2
O	+ R"
NH2	NO2	N R"
65	58	66

В этих реакциях также может быть использован оксим нитроацетальдегида, причем образуются 2-незамещенные 3-нитрохинолины 66 (R'' = H) [50].

414	Серия научных монографий InterBioScreen

При реакции α-нитроацетофенона 58 (R'' = Ph) с о-аминотиофенолом 38 в спирте в присутствии KOH образуется продукт 67, аналогичный бензотиазину 39

(схема 21).

Схема 21

SH	O	N	Ph

+	Ph
NH2	NO2	S	N
38	58	67	OH

Следует отметить, что результаты реакций о-аминотиофенола с нитрокарбонильными соединениями являются неожиданными (схемы 12, 15, 21), поскольку нитрокарбонильные соединения в тех же условиях не взаимодействуют ни с анилином, ни с тиофенолом [36, 42].

Реакция между нитроацетофеноном и орто-фенилендиамином 68 в воде в присутствии дитионита натрия сопровождается потерей нитрогруппы и образованием 2-фенилхиноксалина 69 [51] (схема 22).

Схема 22

NH2	O	N
NH2	Na2S2O4, NaOH	N
+	Ph
NH2	NO2	N Ph
68	58	69

Конденсацией изоглюкозамина 70 с нитроацетоном 71 получены труднодоступные 3-нитропирролы 72 [52] (схема 23).

Схема 23

HO OH	O	O		HO OH
	O				NH
HO	+			HO	NH
HO	+			HO
HO	NH2	NO	2	HO
			2	O2N
				O2N
70		71		72

Показано, что исход реакции между α-нитроацетофенонами и арилметиленмалононитрилами 74 [53] зависит от ароматического заместителя нитроацетофенона. Например, о-метоксикарбонил-α-нитроацетофенон 73 реагирует с нитрилами 74 в ацетонитриле в присутствии триэтиламина с образованием пиранов 75,

Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 2

415

хотя α-нитроацетофенон 58 (R = Ph) в указанных условиях в пираны не превращается (схема 24).

Схема 24

O O O	Ar		O O OH
	Ar			NO2
	+ NC			NO2
NO2	+ NC	CN	Ar	CN
			Ar
73		74		CN
73		74
		O
		O	NH2
		O	CN
			CN

O2N Ar

Конденсация азидоальдегидов 76 с нитроацетоном 71 дает непредельные нитрокетоны 77, которые при кипячении в ксилоле циклизуются с образованием труднодоступных аннелированных пирролов 78 [54], причем нитрогруппа остается в боковой цепи (схема 25).

Схема 25

				O	NO2
	O	H			NO2
O	O	H			H	O
O	+ N				N	O
	+ N	X	N	X	X
	3	X	3	X	X
	NO2					O N
						2
71		76		77	78
			X = O, S, Se

о-Гидрокси-α-нитроацетофеноны 79 оказались удобными реагентами для синтеза аннелированных гетероциклов. При нагревании в пиридине они превращаются в производные бензофурана 80, при этом происходит восстановление нитрогруппы до оксимной [55]. Формилирование α-нитрокетонов 79 смешанным ангидридом муравьиной и уксусной кислот приводит к образованию нитропроизводных бензопирана 81 [56] (схема 26).

416	Серия научных монографий InterBioScreen

Схема 26

			R'	O
		Py	R'
		Py		NOH
				NOH
R'	O	NO2	R"	O
R'		NO2		R"'
				80
R"	OH	O	O	O
	R"'	H O	R'	NO2
	79		R"	O
			R"	O
				R"'
				81

При азосочетании 2,2'-динитроацетофенона 82 с солью бензолдиазония образуется нитропроизводное бензопиридазина 83 [57], причем элиминируется нитрогруппа, связанная с бензольным кольцом (схема 27).

Схема 27

			Ph NH
NO2			N NO2	O
O	+	−	O	NO2
	+			NO2
	PhN2X
NO2			NO2	N N
82				Ph
82				83

Трехкомпонентная конденсация нитроацетона 71, ароматических альдегидов и аминокротоновых эфиров приводит к получению дигидропиридинов, запатентованных в качестве высокоэффективных кардиотоников [58]. Например, из соединений 71, 84 и 85 получен дигидропиридин 86 (схема 28).

					Схема 28
H		O	O	F
H			O
				F O	O
O	+	+	OR	F O	O
O			OR	O2N
				O2N	OR
O		NO2	NH2		OR
O		NO2	NH2		N
F F					N
F F		71	85		H
84		71	85		86
Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 2					417

Недавно разработан метод синтеза на основе α-нитрокетонов разнообразных производных изоксазоло[4,5-d]пиримидина, представляющих интерес в качестве фармакологических препаратов [59]. Сначала нитрокетон 87 переводят в оксим 88, который ацилируют этоксалилхлоридом 89 с образованием соединения 90, последнее под действием триэтиламина подвергается внутримолекулярной циклизации в изоксазол 91. Дальнейшие превращения включают восстановление нитрогруппы, трансформацию аминоэфира 92 в амид 93 и его замыкание в изоксазоло[4,5-d]- пиримидин 95 под действием ортоуксусного эфира 94 (схема 29).

Схема 29

			O	O		O
		N OH	O	O		N O
O		N OH	Cl	OEt		N O	OEt
NH2OH			89		R	O
R	R				R
NO2		NO2				NO2
87		88				90
O	OEt		O	OEt		O	NH2
O2N	O	Zn	H2N	O	NH3	H2N	O
O2N	O	HCl	H2N	O		H2N	O
	N	HCl		N			N
R	N		R	N		R	N
R	91		R	92		R	93
	91			92			93

MeC(OEt)3 N

O NH

R = 2,4-ClC6H3 95

3. Использование α,β-непредельных нитросоединений в синтезе

гетероциклических систем

Если α-нитромонокарбонильные соединения представляют интерес как реагенты с активной метиленовой группой, то α,β-непредельные нитросоединения обладают способностью присоединять различные нуклеофилы, а также могут быть активны

вреакциях Дильса–Альдера и 1,3-диполярного циклоприсоединения.

3.1β-Арил- и β-гетарилнитроэтилены в синтезе гетероциклических соединений

Реакция Дильса–Альдера между нитростиролами 96 и амидином 97 при микроволновом облучении в течение 5–6 мин приводит к нитропроизводным пиразолопиридинов 98 с выходами 50–60% [60]. Взаимодействие нитростиролов 96 с

418	Серия научных монографий InterBioScreen

изонитрилами 100 было использовано для синтеза 3-арил-4-нитропирролов 99, которые нельзя получить нитрованием 3-арилпирролов, поскольку электрофильная атака направляется предпочтительно в положение 2, а не 4 пиррольного цикла

[61, 62] (схема 30).

Схема 30

		Et	N
		N N	N	Et
		N		Et	N
		97		N	N
		97		N
				N
					NO2
		NO2		98	Ar
				98
Ar		Tos		H
Ar		N+ C		H
	96	100		N
	96

		t-BuOK		Ar	NO2
				Ar	NO2
				99

Нуклеофильное присоединение асимметрических реагентов 101 к нитростиролам 96 протекает стереоселективно с образованием аддуктов Михаэля 102 и небольшого количества пиррола 103 [63]. Каталитическое гидрирование аддуктов 102 приводит к образованию одного оптического изомера дигидропиррола 104

(схема 31).

Схема 31

	OEt	OEt	Ar		O OEt
NO2	O	O		NO + Ar	R
+	O	O	R	NO + Ar	R
Ar	HN R	HN	R	2	N
				2
	R*	R*			R*
96	R*	R*
96	101	102			103

O OEt

R s Ar

104

Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 2

419

В реакциях Дильса–Альдера нитростиролов 96 с гетеродиенами 105 региоселективно и стереоселективно образуются тетрагидротиопираны 106. Изучена стереохимия реакции, проведена катализируемая кислотами изомеризация соединений 106 в диастереомеры 108 [64]. Механизм изомеризации, по мнению авторов, включает раскрытие цикла с образованием интермедиата 107 и рециклизацию

(схема 32).

Схема 32

R N	R'	Ar' Ar	S	Ar'	AcOH Ar	S	Ar'
	+	Ar' Ar	S	Ar'	AcOH Ar	S	Ar'
	+	C6H6			R = H;
	O2N	C6H6		NO2	R = H;		NO2H
S Ar	O2N			NO2	R' = Ar"		NO2H
S Ar		R	N R'			NAr"
		R	N R'			NAr"
105		96	106			107
				AcOH
				R = R' = Me
		Ar	S	Ar'	Ar	S	Ar'
				NO2		HN	NO2
			109			HN	Ar"
			109			108

Установлено, что при использовании соединений 105 (R = R' = Me) в аналогичных условиях происходит образование тетрагидротиопиранов 106, однако оно сопровождается не изомеризацией, а элиминированием диметиламина, в результате которого получаются дигидротиопираны 109. Недавно было показано [65], что по схеме 32 могут быть получены транс-транс-изомеры соединений 106

(R = R' = Me).

Непредельные нитросоединения ряда индола 110 были использованы в синтезе производных азепиноиндола 113 − потенциальных физиологически активных соединений, в частности, средств для лечения мигрени [66]. Синтез проводили путем присоединения реагента 111 по Михаэлю к экзоциклической связи С=С производного индола 110 с последующим восстановлением нитрогруппы соединений 112, замыканием цикла и снятием защитной группы (схема 33).

Схема 33

MeO O	NO2	NO2
MeO O	NO2	MeO O
	SnBu3	N Boc
N	+ N Boc	N
110 R	111	112 R

420	Серия научных монографий InterBioScreen

<<< < Предыдущая 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 4142 / 5742 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете Химия

#
16.08.2013291.31 Кб31Каретникова Н.В.Низкотемпературная окислительная делингификация древесины.Оптимизация пероксидной варки.pdf
#
16.08.2013245.89 Кб22Каретникова Н.В.Низкотемпературная окислительная делингификация древесины.Оптимизация состава варочного раствора.pdf
#
16.08.2013148.55 Кб25Каретникова Н.В.Низкотемпературная окислительная делингификация древесины.Растворение окисленного лингина.pdf
#
16.08.201320.99 Mб65Каррер П. Курс органической химии Л. ГНТИХЛ, 1960.djv
#
16.08.20135.66 Mб117Карцев В.Г. - Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов. Том 1 (2003)(ru).pdf
#
16.08.20134.97 Mб164Карцев В.Г. - Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов. Том 2 (2003)(ru).pdf
#
16.08.20135.78 Mб73Карцев В.Г.Избранные методы с-за и модифик. гетероциклов т.1 , 2003.pdf
#
16.08.20133.82 Mб63Карцев В.Г.Избранные методы с-за и модифик. гетероциклов т.2 , 2003.pdf
#
16.08.201317.54 Mб20Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии; 1961.djvu
#
16.08.201336.98 Mб14Кельнер АХ. Проблемы и подходы том 2.pdf
#
16.08.20138.86 Mб26Кельнер Р. Аналитическая химия т.2 2004.djvu

			R'	O
		Py	R'
		Py		NOH
				NOH
R'	O	NO2	R"	O
R'		NO2		R"'
				80
R"	OH	O	O	O
	R"'	H O	R'	NO2
	79		R"	O
			R"	O
				R"'
				81

			R'	O
		Py	R'
		Py		NOH
				NOH
R'	O	NO2	R"	O
R'		NO2		R"'
				80
R"	OH	O	O	O
	R"'	H O	R'	NO2
	79		R"	O
			R"	O
				R"'
				81

			R'	O
		Py	R'
		Py		NOH
				NOH
R'	O	NO2	R"	O
R'		NO2		R"'
				80
R"	OH	O	O	O
	R"'	H O	R'	NO2
	79		R"	O
			R"	O
				R"'
				81