Карцев В.Г.Избранные методы с-за и модифик. гетероциклов т.2 , 2003

Стереохимические особенности фрагментации изомеров пергидротиоксантена и родственных соединений под действием электронного удара

Куликов Н.С., Бобылева М.С.

МГУ им. М.В. Ломоносова, Химический факультет 119992, Россия, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 3

Нами были изучены реакционные смеси стереоизомеров пергидротиоксантена (ПГТК), пергидро-4-тиа-s-индацена (ПГТИ) и пергидро-4-тиа-циклопента[b]нафта- лина (ПГТЦПН), синтезированных реакцией алкилидендицикланонов с сероводородом в условиях кислотного катализа.

В реакционных смесях, благодаря применению высокоэффективной капиллярной колонки, были найдены все теоретически ожидаемые стереоизомеры ПГТК (6), ПГТИ (6) и ПГТЦПН (8). В отличие от пергидроакридина (ПГАкр) и пергидрокксантена (ПГК), масс-спектры стереоизомеров исследованных семейств существенно различаются.

Аналогично ПГАкр и ПГК, основной процесс фрагментации, сопровождаемый β-разрывом, приводит к образованию устойчивого ониевого катиона [M-C3H7]+, в котором заряд делокализован по двум сопряженным двойным связям (схема 1). В случае ПГАкр и ПГК этот процесс почти полностью подавляет конкурирующие пути фрагментации их изомеров и приводит к сходству масс-спектров, в то время как фрагментация ПГТК и гомологов характеризуется большей стереоспецифичностью благодаря конкурирующим процессам, протекающим в результате α-раз- рыва (схема 1).

Схема 1

Пергидроксантены. Поиск и структурное отнесение стереоизомеров неизвестного строения методом ГХ-МС

Куликов Н.С., Бобылева М.С.

МГУ им. М.В. Ломоносова, Химический факультет 119992, Москва, Ленинские горы

Пергидроксантен (ПГК), кислородсодержащий аналог пергидроантрацена (ПГА), так же как и пергидротиаксантен (ПГТК), исследованный ранее [1], теоретически может существовать в виде шести диастереомеров. Аналогично ПГА и ПГТК, конформационно подвижные цис-цис-изомеры характеризуются инверсией среднего цикла. В результате инверсии ПГК образуются две идентичные конформации, в то время как конформеры A и B ц-с-ц-ПГК различны.

O O O O

транс-син-транс транс-анти-транс транс-анти-цис транс-син-цис

ПГК был впервые синтезирован Брауном [2], однако результаты структурного отнесения ц-с-ц- и т-а-ц-ПГК были опубликованы значительно позднее [3, 4]. Основываясь на данных ЯМР 13С, Юдович пришел к выводу, что инверсия среднего цикла в ц-с-ц-ПГК не наблюдается и предпочтительной формой существования этого изомера является более устойчивый конформер A [3, 4]. В литературе имеются также данные о предпочтительном образовании т-с-т-ПГК при ионном гидрировании 9R-симм-октагидроксантена [5]. Факт существования остальных трех стереоизомеров ПГК в литературе не подтвержден.

Как и в случае ПГТК [1], можно ожидать, что т-а-т-, т-с-ц- и ц-а-ц-изомеры ПГК присутствуют в реакционных смесях в минимальных количествах. Таким образом, мы имеем дело с типичной для химии изомерных органических соединений проблемой – поиском и структурным отнесением неизвестных изомеров, характеризующихся малым содержанием в смесях. Для поиска и структурного отнесения неизвестных изомеров ПГК в данной работе была применена ГХ-МС, обладающая, по сравнению со спектроскопией ЯМР, более высокой чувствительностью.

синтеза. В таком случае, принимая во внимание упоминавшуюся ранее конформационную неподвижность ц-с-ц-ПГК [4], только конформер B этого стереоизомера может быть рассмотрен в качестве седьмой пространственной формы.

Cтруктурное отнесение неизвестных изомеров предполагает установление надежных взаимосвязей между измеряемыми величинами и гипотетическими структурами молекул. В случае ГХ-МС важную роль играют параметры газохроматографического удерживания изомеров, особенно когда их масс-спектры близки [6]. Наилучшие возможности для установления количественной взаимосвязи между параметрами удерживания и геометрией молекул предоставляет, с нашей точки зрения, молекулярно-статистический метод Киселева (хроматоскопия) [7], основанный на теории межмолекулярных взаимодействий в газо-адсорб- ционной хроматографии на графитированной термической саже (ГТС).

Таблица 1. Процентное содержание в смесях и термодинамические характеристики адсорбции на ГТС стереоизомеров пергидроксантена

Порядок удерживания изомеров ПГК на колонке, заполненной ГТС, был рассчитан на основе их гипотетических молекулярных моделей, оптимизированных методом молекулярной механики, как это было предложено ранее [6]. Полученные результаты представлены в таблице 1. Стереоизомеры и их термодинамические характеристики адсорбции расположены в соответствии с порядком их выхода из колонки, заполненной ГТС. Термодинамические характеристики адсорбции известных изомеров ц-с-ц A, т-а-ц и т-с-т (имеющих наибольшее содержание в смесях) были измерены экспериментально и оказались близки к рассчитанным значениям (табл. 1). Таким образом, теоретически ожидаемые стереоизомеры ПГК выходят из колонки, заполненной ГТС, в следующем порядке: ц-с-ц A, т-а-ц, т-с-ц, ц-а-ц, т-а-т и т-с-т (табл. 1). Гипотетическая модель молекулы стереоизомера X7, в качестве которого предполагается конформер B ц-с-ц-ПГК, строилась из расчета, что все циклы имеют конформацию кресла. Рассчитанные термодинамические характеристики адсорбции этого конформера оказались очень близки к параметрам удерживания т-а-ц-ПГК (табл. 1). Этот результат объясняет перекрывание их хроматографических пиков при выходе из колонки, заполненной ГТС [8].

1,3-Оксазолидины и пергидро-1,3-оксазины в реакции аминометилирования азотистых гетероциклов

Кухарев Б.Ф., Станкевич В.К., Клименко Г.Р., Баяндин В.В., Тиунов М.П., Тимофеева С.С.

Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского СО РАН 664033, Иркутск, ул. Фаворского, 1

1,3-Оксазолидины и пергидро-1,3-оксазины, а также их производные проявляют разнообразную биологическую и физиологическую активность [1]. В частности, продукты аминометилирования сукцинимида и фталимида формальдегидом и оксазолидинами активны как ингибиторы аппетита, диуретики, противовоспалительные, антибактериальные и противогрибковые средства [2].

В настоящей работе нами было исследовано аминометилирование оксазолидинами 1a, пергидро-1,3-оксазинами 1b и формальдегидом пиразолинов и 2-окса- золидонов, а также частично, была изучена биологическая активность полученных продуктов.

Максимальные выходы (35–60%) продуктов аминометилирования были получены при кипячении стехиометрических количеств реагентов в бензоле с азеотропной отгонкой воды.

Установлено, что 3-(оксазолидин-3-илметил)-2-оксазолидоны 2a, 3-(пергидро- 1,3-оксазин-3-илметил)-2-оксазолидоны 2b, 3-(2-пиразолин-1-илметил)оксазоли- дины 3a и 3-(2-пиразолин-1-илметил)-пергидро-1,3-оксазины 3b обладают био-

цидной активностью по отношению к Staph. aureus, Ps. aeruginosa, E. coli, Candida albicans (минимальная бактериостатическая концентрация 10–40 мкг/мл) и альги-

цидной активностью по отношению к Elodea canadensis и Scenedesmus quadriccauda.

1.Рахманкулов Д.Л., Зорин В.В., Латыпова Ф.Н. и др., ХГС 1982 (4) 435.

2.Kalm M.J., J. Org. Chem. 1960 25 1929.

Нами получены как продукты первичного замещения хлора – соответствующие 3-замещенные N-(хиноксалин-2-ил)арилсульфонамиды 5, так и бензо[4',5']- тиено[3',2':4,5]пиримидо[1,2-a]хиноксалины 6.

Структура полученных соединений доказана с помощью элементного анализа и ПМР спектроскопии.

1.Кучер Р.В., Савич В.И., Галаджий А.А., Довбий Я.М., в кн. Азотистые гетероциклы и алкалоиды, под ред. Карцева В.Г., Толстикова Г.А., М.: Иридиум-

Пресс, 2001, т. 2, с. 179.