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:

172

Добавлен:

16.08.2013

Размер:

4.97 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 4546 / 5746 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 > Следующая >>>

Схема 10

				R"	ClO4−		R'
				R"			R'
						+ N		32
					S	+ N	NH
R"		R'			S		NH	2
								2
			R"'NH2		+	R
+			R"'NH2
+	O						R'
S	O	−		R"			R'
	ClO4			R"		N 33
27	R					N 33
27					S	N
					S	N

R = H, Alk; R' = Me, Ph; R'' = H, Me, Cl

1-Метил-3(2Н)бензофуро(тиено)[2,3-с]пиридоны 34 и 1-метил-N-арил-3(2Н)- бензофуро(бензотиено)[2,3-с]пиридоны 35 с высокими выходами получаются при кипячении соответственно перхлоратов 3-окси-(3-диметиламино, 3-морфолино)- бензофуро[2,3-с]пирилия 27 с ацетатом аммония в уксусной кислоте и перхлоратов 1-метил-3-ариламинобензотиено[2,3-с]пирилия, (бензофуро[2,3-с]пирилия) в уксусной кислоте в присутствии триэтиламина [65, 66] (схема 11).

Схема 11

	a	O
	a
	X	N Ar
R	35
+O
X
ClO−4		O
27	b	O
	b

a - R = NHAr; X = O, S;

b- R = OH, NMe2, C4H8NO; X = O; R = OH; X = S

Сходно с пирилиевыми солями, пироны 36 переводятся в пиридоны 10b кипячением в этанольном растворе аммиака с выходами 70–80% [67] (схема 12).

Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 2

451

Схема 12

	R		R
O	O	O	NH
O		O
36	O	10b	O
36		10b
		R = H, CO2H

3-Оксопироны 37a, b превращаются в 1-метил-3(2Н)бензотиено(бензофуро)- [2,3-с]пиридоны 38a, b кипячением в уксусной кислоте с ацетатом аммония [65] (схема 13).

Схема 13

	O	AcONH4		O
		AcONH4
X	O		X	NH
X			X
37a, b	a X = O, b X = S		38a, b
	a X = O, b X = S

1.5 Другие методы

Нагреванием 2-карбокси-5-метоксибензо[b]фуран-3-уксусной кислоты 39 с реактивом Вильсмайера (ДМФА : POCl3 = 6 : 1) получают пиридоны 40 (60%) [68] (схема 14).

Схема 14

O	OH	O	OH
MeO		MeO
		ДМФА/POCl3
O	OH	O	N
O	O	O
39	O	40	O

Дигидроаналог соединения 39 – кислота 41 − при кипячении в 10%-ном водном аммиаке дает цис-6-хлор-4а,9а-дигидробензофуро[2,3-c]пиридин-1,3(2Н,4Н)- дион 42 [69] (схема 15).

452	Серия научных монографий InterBioScreen

Схема 15

O	OH
Cl	10 % NH OH Cl		O
	4
O	O	O	NH
O		O
41	OH	42	O
41		42

Конденсацией 2-бензоил-3-хлорбензо[b]тиофен-1,1-доксида 43 с этиловым эфиром аминокротоновой кислоты при кипячении в безводном ТГФ получают 4-карбоэтокси-2-метил-1-фенилбензотиено[2,3-c]пиридин-9,9-диоксид 44 с выхо-

дом 50% [70] (схема 16).

					Схема 16
				O	OEt
Cl				O
Cl
	Ph	+		OEt	N
S	Ph			S	N
S			H2N	S	Ph
O O O			H2N	O O
O O O				O O
43				44

Для синтеза конденсированных бензотиено[2,3-c]пиридинов использовалась фотоциклизация арил(нафтил)амидов3-хлорбензо[b]тиофен-2-карбоновойкислоты

[71–74] (схема 17).

Схема 17

	Cl
	H		NH
S	N	S	NH
S		S
45	O	46	O
45		46

2. Химические свойства

2.1 Реакции электрофильного замещения

Несмотря на многообразие полезных свойств бензотиено[2,3-с]- и бензофуро- [2,3-с]пиридинов их химическое поведение изучено явно недостаточно. Действительно, если для β-карболинов широко изучено электрофильное замещение в бензольной части молекулы [75], то в ряду бензотиено[2,3-с]- и бензофуро[2,3-с]-

Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 2

453

пиридинов до недавнего времени была известна только одна работа по нитрованию [76].

2.1.1 Нитрование

В нашей лаборатории изучены реакции электрофильного замещения для различных производных бензотиено[2,3-с]- и бензофуро[2,3-с]пиридинов. Показано, что нитрование бензотиено[2,3-c]пиридинов 47 азотной кислотой приводит преимущественно к образованию их 6-нитропроизводных 48, а использование смеси концентрированной серной и азотной кислот позволяет получить мононитропроизводные 48 и динитропроизводные 49 [77, 78].

Так, при нитровании 1,3-диметилбензотиено[2,3-c]пиридина 47a 99% азотной кислотой при –5–0°С образуется смесь 1,3-диметил-6-нитробензотиено[2,3-c]пири- дина 48a (97%) и 1,3-диметил-6,8-динитробензотиено[2,3-c]пиридина 49a (3%). Нитрование пиридина 47a (85%) азотной кислотой при комнатной температуре приводит только к 6-нитропроизводному 48a (выход 89%). Дальнейшее уменьшение концентрации азотной кислоты сказывается на выходе 48a при сохранении селективности, а 56% азотная кислота не нитрует пиридин 47a. Нитрование соединения 47a смесью концентрированной серной и 99% азотной кислот при температуре 0–5°С приводит к продуктам 48a и 49a в соотношении (%) 55 : 45. Аналогично ведет себя в этих условиях и 1-этил-3-метилбензотиено[2,3-c]пиридин

47b [77] (схема 18).

Схема 18

	HNO3 O2N		O2N
	N		+
S	N	S	S
S		S	S
47a, b R	а R = Me, b R = Et	48a, b	NO2 49a, b
	а R = Me, b R = Et

Когда традиционные положения замещения 6 и 8 блокированы заместителями (метил, хлор), то происходит замещение остальных атомов.

Так при нитровании 1,3,6-триметилбензотиено[2,3-с]пиридина 47c преимущественно образуется 1,3,6-триметил-5-нитробензотиено[2,3-c]пиридин 50 (88%) с примесями 8-нитропроизводного 51 (8%) и 5,7-динитропроизводного 52 (4%). Нитрование 1,3,8-триметилбензотиено[2,3-с]пиридина 47d ведет к 1,3,8-триметил- 6-нитробензотиено[2,3-c]пиридину 53 (выход 73%) [77] (схема 19).

Схема 19

NO2 NO2

S	N	+			+
					O2N
			NO
		50		2	52
47c			51

454	Серия научных монографий InterBioScreen

		O2N
S	N	S	N
S		S
47d		53

При нитровании 1-пропил-3-метил-6-хлорбензотиено[2,3-c]пиридина 54 наблюдается иное распределение изомеров по сравнению с описанным выше нитрованием 1,3,6-триметилбензотиено[2,3-c]пиридина 47c. В этом случае выделены все три возможных продукта монозамещения по положениям 5, 7 и 8 − 55a–c. Нитрование пиридина 54 удовлетворительно протекает только при нагревании реакционной смеси до 80°С [77] (схема 20).

Схема 20

		NO2
Cl	Cl	Cl	Cl

S	N	HNO3	+		+
	N	HNO3	O2N
	Pr		O2N		NO2
	Pr				NO2
54			55a	55b	55c

Нитрование бензофуро[2,3-c]пиридинов 56a, b проводили в тех же условиях, что и бензотиено[2,3-c]пиридинов. При нитровании 1,3-диметилбензофуро[2,3-c]- пиридина 56a образуется только 6-нитропроизводное 57a. Аналогично себя ведет и 1,3,7-триметилбензофуро[2,3-c]пиридин 57b. Если положение 6 блокировано метильной группой, как в случае 1,3,6-триметилбензофуро[2,3-c]пиридина 56c, то образуется продукт замещения по положению 8 57c [79] (схема 21).

Схема 21

		HNO	O2N
		3
R	O	N	R	O	N
R	O		R	O
	56a, b		57a, b
		HNO3
	O	N		O	N
	O			O
	56c		NO2	57c

a R = H, b R = Me

При нитровании 1-метил(этил)-3-фенилбензофуро[2,3-c]пиридинов 58a, b замещение может направляться как в аннелированное бензольное кольцо, так и в

Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 2

455

3-фенильный заместитель. Действительно, при обработке соединения 58a 99% азотной кислотой при 18–20°С образуется 6-нитропроизводное 59a, тогда как нитрование соединения 58b смесью концентрированной серной и 99% азотной кислот ведет к динитропроизводному 59b, причем вторая нитрогруппа вступает в пара-положение 3-фенильного заместителя [79] (схема 22).

Схема 22

	HNO	O2N
		3
O	N	O	N
O		O
58a	Et	59a	Et
58a		59a

NO2

HNO3 O2N

O	N	H2SO4	O	N
O			O
58b			59b

Нитрование 1,7-диметилбензофуро[2,3-c]пиридин-3(2Н)-она 60a и 1-метил- бензотиено[2,3-c]пиридин-3(2Н)-она 60b 85% азотной кислотой в среде уксусной кислоты при 10–15°С ведет к 4-нитропроизводным 61a, b. В более жестких условиях – при нитровании смесью концентрированной серной и 99% азотной кислот образуется 4,6-динитропроизводное 62 [77, 80] (схема 23).

Схема 23

		HNO3				NO2
		HNO3				O
		AcOH				O
		AcOH
				R	X	NH
		O		R	X
		O			61a, b
R	X	NH				NO2
R	X	HNO3				NO2
		HNO3		O2N		O
	60a, b	H SO	4	O2N		O
	60a, b	2	4
		X = O			O	NH
					O

R = H, Me; X = O (a), X = S (b)	62

456	Серия научных монографий InterBioScreen

2.1.2 Ацилирование

Ацетилирование и бензоилирование бензотиено[2,3-c]пиридинов проводилось путем нагревания смеси соответствующего пиридинового основания (или его гидрохлорида) с двукратным избытком хлористого алюминия и ацилирующего агента при температуре 100–110°С [81].

Установлено, что ацилирование 1-алкил-3-метилбензотиено[2,3-c]пиридинов 47a−c, e ацетилхлоридом приводит к образованию исключительно 8-ацетилпроиз- водных 63a−с, е (схема 24).

Схема 24

R'		AcCl	R'
		AcCl
S	N	AlCl3		S	N
S				S
	R		O	R
47a−c, e			O	63a−c, e
47a−c, e				63a−c, e

63: a R = Me, R' = Н; b R = Et, R' = Н; с R = R' = Me; e R = Me, R' = Cl

Если положение 8 блокировано метильной группой, как в 1,3,8-триметил- бензотиено[2,3-c]пиридине 47d или 1,3,5,8-тетраметилбензотиено[2,3-c]пиридине 47f, то образуются продукты ацилирования по положению 6 64a, b (схема 25).

Схема 25

R		O	O R
		O
		R' Cl	R'
S	N	AlCl3	S	N
S			S
47d, f			64a R = H;
		R' = Me, Ph	64b R = Me

Иное распределение изомеров наблюдается при бензоилировании пиридина 47a бензоилхлоридом и 4-хлорбензоилхлоридом. В этом случае были выделены два продукта замещения − по положениям 6 и 8, причем преимущественно образуются С(6)-производные 61 [81]. Соотношение изомеров 65а : 66a (Ar = Ph) и

65b : 66b Ar = 4-ClC6H4 в % соответственно 81 : 19 и 63 : 37 (схема 26).

Схема 26

		ArCOCl	Ar	+
S	N	AlCl3		+
	N	AlCl3

47a			65a, b	Ar	O
47a			65a, b	66a, b
	65, 66: a Ar = Ph; b Ar = 4-ClC6H4
Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 2					457

Ацетилирование и бензоилирование бензофуро[2,3-c]пиридинов 56а–с проводили путем нагревания соответствующего пиридинового основания или его гидрохлорида с двукратным избытком хлористого алюминия и ацилирующего агента при 130–135°С без растворителя. Увеличение температуры реакции по сравнению с использованной при ацилировании бензотиено[2,3-c]пиридинов необходимо для получения приемлемых выходов ацилпроизводных, так как при температуре 100–110°С выходы не превышают 30%. Установлено, что и ацетилирование и бензоилирование приводят к соответствующим 6-ацилбензофуро[2,3-c]пиридинам

67–69 [79] (схема 27).

Схема 27

			O
			R"
R	O	N	R	O	N
R	O	R'	R	O
	56a−c	R'		67−69 R'

67 R = H, R' = R'' = Me; 68 R = R' = Me, R'' = Ph; 69 R = H, R' = Et, R'' = Ph

Ацилирование 1-этил-3-фенилбензофуро[2,3-с]пиридина 58a хлористым ацетилом ведет к трем продуктам замещения, основным из которых является 6-аце- тилзамещенное 70. Другие два вещества представляют собой диацетильные производные, где одна ацетильная группа находится в положении 6 аннелированного бензольного кольца, а вторая – в пара-положении 3-фенильного заместителя (соединение 71) или в мета-положении (соединение 72) (схема 28).

Схема 28

	O	N
	O
	70	Et
	70	Ac
	Ac
O	N	N
	O	N
	O
58a	Et	Et
58a	71	Et
	71
	Ac	Ac
		Ac
	O	N
	O
	72	Et
	72

458	Серия научных монографий InterBioScreen

Ацилирование 1,7-диметил-3(2Н)бензофуро[2,3-c]пиридона 60a хлористым ацетилом в присутствии AlCl3 при температуре 130–135°С приводит к единственному продукту – 6-ацетилпроизводному 73. При бензоилировании соединения 60a был выделен продукт 74, содержащий две бензоильные группы в положениях 4 и 6. Дибензоильное производное 74 образуется как при эквимолярном соотношении реагентов, так и при использовании трехкратного избытка ацилирующего агента

[80] (схема 29).

Схема 29

				O
		AcCl				O
		AcCl
					O	NH
	O				O
	O				73
O	NH			O		O Ph
O				O		O
60a		PhCOCl	Ph			O
60a		PhCOCl	Ph

O	NH
O
74

С целью получения 4-ацетил(бензоил)-производных 1,7-диметил-3(2Н)-бензо- фуро[2,3-c]пиридонов была проведена перегруппировка Фриса 3-ацетокси(бен- зоилокси)пиридинов 75a, b. Однако, вместо ожидаемых продуктов были получены 6-ацетилпиридон 73 с выходом 64% и исходный пиридон 60a. Аналогичный результат был получен и в случае 3-бензоилоксипиридина 75b – выход 6-бен- зоильного производного 76 составил 85% [80] (схема 30).

Схема 30

				O
	O	R	R		O
			R
O	N	O		O	NH
O				O
75a, b				73 R = Me;
				76 R = Ph

Обращает внимание существенное различие в направлении замещения при нитровании и ацилировании бензотиено[2,3-с]пиридинов, а также более селективный характер электрофильного замещения в бензофуро[2,3-с]пиридинах по сравнению с бензотиено[2,3-с]пиридинами. Эти различия обьяснимы с позиции теории "мягких и жестких кислот и оснований" [80].

Для определения направления электрофильного замещения в бензотиено- и бензофуро[2,3-с]пиридинах использованы различные методы ЯМР, включая ядер-

Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 2

459

ный эффект Оверхаузера, методики 2M COSY и НОМО 2DJ, а также химические методы, основанные на различной реакционной способности изомерных продуктов [82].

2.1.3 Бромирование

Бромирование 1,3-незамещенных бензотиено- и бензофуро[2,3-с]пиридинов не изучено. При действии одного эквивалента брома в уксусной кислоте на 1-оксо- 3,3,6-триметил-1,2,3,4-тетрагидробензофуро[2,3-с]хинолин 29 выделена смесь продуктов бромирования по 6-метильной группе – монобромметилзамещенное 77 и дибромметилзамещенное 78. Комплекс диметилацетамид − бром не затрагивает метильные группы пиридинового кольца, что позволило использовать этот реагент для синтеза 2-бром-1-оксо-3,3,6-триметил-1,2,3,4-тетрагидробензофуро[2,3-с]хино- лина 79 [78] (схема 31).

					Схема 31
		O		O
29	Br2			+
29			N	+	N
		O	N	O	N
		O		O
			Br	Br	Br
		77		78
				Br
			O
			O	N
			O
			79
Бромирование и роданирование пиридона 60a приводит к 4-бром(родан)
производному 80a, b [80] (схема 32).
					Схема 32
				R
		O	a, b		O
			a, b
	O	NH		O	NH
	O			O
	60a			80a R = Br;
		a - Br2, AcOH, AcONa;		80b R = SCN
		b - KSCN, Br2, AcOH

460	Серия научных монографий InterBioScreen

<<< < Предыдущая 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 4546 / 5746 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете Химия

#
16.08.2013291.31 Кб35Каретникова Н.В.Низкотемпературная окислительная делингификация древесины.Оптимизация пероксидной варки.pdf
#
16.08.2013245.89 Кб25Каретникова Н.В.Низкотемпературная окислительная делингификация древесины.Оптимизация состава варочного раствора.pdf
#
16.08.2013148.55 Кб28Каретникова Н.В.Низкотемпературная окислительная делингификация древесины.Растворение окисленного лингина.pdf
#
16.08.201320.99 Mб70Каррер П. Курс органической химии Л. ГНТИХЛ, 1960.djv
#
16.08.20135.66 Mб128Карцев В.Г. - Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов. Том 1 (2003)(ru).pdf
#
16.08.20134.97 Mб172Карцев В.Г. - Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов. Том 2 (2003)(ru).pdf
#
16.08.20135.78 Mб75Карцев В.Г.Избранные методы с-за и модифик. гетероциклов т.1 , 2003.pdf
#
16.08.20133.82 Mб66Карцев В.Г.Избранные методы с-за и модифик. гетероциклов т.2 , 2003.pdf
#
16.08.201317.54 Mб27Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии; 1961.djvu
#
16.08.201336.98 Mб19Кельнер АХ. Проблемы и подходы том 2.pdf
#
16.08.20138.86 Mб32Кельнер Р. Аналитическая химия т.2 2004.djvu