Исследование взаимодействия 1-арил-4-ароил-5-метоксикарбонил-1H-пиррол-2,3-дионов с 1,3-бинуклеофильными реагентами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.03, кандидат химических наук Денисламова, Екатерина Сергеевна

• Денисламова, Екатерина Сергеевна
• кандидат химических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат химических наук Денисламова, Екатерина Сергеевна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Нуклеофильные превращения моноциклических 1//-пиррол-2,3-дионов под действием бинуклеофильных реагентов (обзор литературы).

1.1. Взаимодействие с бинуклеофильными реагентами.

1.2. Взаимодействие с гидроксиламином и гидразинами.

1.3. Взаимодействие с енаминокетонами и енаминоэфирами.

1.4. Взаимодействие с 1-метил-3,4-дигидроизохинолинами.

1.5. Взаимодействие с о-фенилендиамином.

1.6. Взаимодействие с о-аминотиофенолом.

1.7. Взаимодействие с о-аминофенолом и 1Ч-фенил-о-фенилендиамином

1.8. Взаимодействие с 1,2-ди(гидроксиламино)циклогексаном.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование взаимодействия 1-арил-4-ароил-5-метоксикарбонил-1H-пиррол-2,3-дионов с 1,3-бинуклеофильными реагентами»

Актуальность темы. Одним из важнейших направлений развития современной органической химии является изучение химических свойств различных карбонильных производных гетероциклов, на основе которых возможно получение новых классов гетероциклических соединений. Моноциклические 1#-пиррол-2,3-дионы, в особенности содержащие различные функциональные группы в нескольких положениях пирролдионового цикла, проявляют уникальные свойства в этом отношении и представляют собой интересные объекты исследования.

1-Арил-4-ароил-5-метоксикарбонил-1Л-пиррол-2,3-дионы (метил 1-арил-3-ароил-4,5-диоксо-4,5-дигидро-1//-пиррол-2-карбоксилаты) являются полифункциональными соединениями, содержащими несколько карбонильных групп в гетероядре и в заместителях, что наряду с напряженностью неароматичного пирролдионового цикла придает им высокую реакционную способность, в особенности по отношению к нуклеофильным реагентам. В результате нуклеофильных превращений 1-арил-4-ароил-5-метоксикарбонил-1//-пиррол-2,3-дионов, а именно их реакций с ОН- и NH-мононуклеофильными реагентами, 1,2- и 1,4- NH,NH-, NH,OH-, NH,SH-бинуклеофильными реагентами получены карбонильные производные пяти-, шести-, семичленных азагетероциклов и конденсированных гетероциклических систем, в том числе обладающие полезными свойствами.

Представлялось перспективным исследовать реакции 1-арил-4-ароил-5-метоксикарбонил-1Я-пиррол-2,3-дионов с 1,3-CH,NH- и 1,3-NH,NH-бинуклеофильными реагентами, направление первоначального присоединения и последующих гетероциклизаций.

Цель работы. Исследование взаимодействия 1-арил-4-ароил-5-метоксикарбонил-1//-пиррол-2,3-Диоиов с новыми классами бинуклеофиль-ных реагентов - 1,3-CH,NH и 1,3-ЫН,ЫН-бинуклеофилами - енаминами кар-боциклической и гетероциклической структуры, >1,]М'-дифенилгуанидином, мочевиной, тиомочевиной и их производными, аминогетероциклами.

Научная новизна. Впервые изучены нуклеофильные превращения 1-арил-4-ароил-5-метоксикарбонил-1Л-пиррол-2,3-дионов под действием 1,3-CH,NH и 1,3-ЫН,ЫН-бинуклеофильных реагентов {N-незамещенного 3-амино-5,5-диметилциклогекс-2-ен-1 -она, 6-амино-1,3-диметилпиримидин-2,4(1Н,ЗН)-диона, 1,3,3-триметил-6,7-диэтокси-3,4-дигидроизохинолина, мочевины, фенилмочевины, тиомочевины, фенилтиомочевины, 1,3-дифенилгуанидина, амидинотиомочевины, З-метил-4-фенил- 1Н-пиразол-5-амина, 5-трифторметил-1Н-1,2,4-триазол-З -амина, 4,6-диметил-2Н-пиразоло[3,4-Ь]пиридин-3-амина}.

Установлено, что взаимодействие 1-арил-4-ароил-5-метоксикарбонил-1#-пиррол-2,3-дионов с различными 1,3-CH,NH и 1,3-NH,NH-бинуклеофилами приводит к образованию оксопроизводных гетероциклических спиро-систем индол-3-спиро-2'-пиррола, фуран-2-спиро-З'-индола, пир-рол-2-спиро-5'-пиррол о [2,3-d] пиримидина, пирроло[2,1 -я]изохинолин-2-спиро-2-пиррола, 1,3,6-триазаспиро[4.4]нон-8-ена, 1,3,6триазаспиро[4.4]нон-2,8-диена, мостиковых гетероциклических систем 8,11-диазатрицикло[7.2.1.0 ' ]додец-2(7)-ена, 4,6,8,11тетраазатрицикло[7.2.1.02'7]додец-2(7)-ена, конденсированных гетероциклических систем пиразоло[ 1,5-а] пиримидина, [1,2,4]триазоло[1,5-а]пиримидина, пиридо[2'3':3,4]пиразоло[1,5-а]пиримидина.

Практическая ценность. Разработаны препаративные методы синтеза неописанных ранее оксопроизводных замещенных метил 8,11диазатрицикло[7.2.1.02'7] додец-2(7)-ен-1 -карбоксилатов, 6,7дигидроспиро[индол-3,2'-пирролов], 6'7'-дигидро-5Я-спиро[фуран-2,3'индолов], метил 4,6,8,11-тетраазатрицикло[7.2.1.0 ' ]додец-2(7)-ен-1-карбоксилатов, спиро[пиррол-2,5'-пирроло[2,3-(1]пиримидинов], 5',6'-дигидро-3'Я-спиро[пиррол-2,2'-пирроло[2,1-а]изохинолинов], 1,3,6триазаспиро[4.4]нон-8-енов, 1-(1,3,6-триазаспиро[4.4]нон-2,8-диен-2ил)тиомочевин, метил 4,7-дигидропиразоло[1,5-а]пиримидин-5карбоксилатов, метил пиразоло[1,5-а]пиримидин-5-карбоксилатов, метил 5,8-дигидро[1,2,4]триазоло[1,5-а]пиримидин-7-карбоксилатов, метил 1,4-дигидропиридо[2'3':3,4]пиразоло[1,5-а]пиримидин-2-карбоксилатов.

Предлагаемые методы просты по выполнению, позволяют получать соединения с заданной комбинацией заместителей и могут быть использованы как препаративные в синтетической органической химии.

Публикации По материалам диссертации опубликовано 4 статьи в Журнале Органической Химии, 8 тезисов докладов и материалов конференций в сборниках научных трудов, получен 1 Патент РФ.

Апробация. Результаты работы доложены на Международной конференции «Advanced Science in Organic Chemistry» (Судак, Крым 2006), Всероссийской конференции «Енамины в органическом синтезе» (Пермь, 2007), региональной научной конференции «35 Лет синтеза фурандионов» (Пермь, 2008), Международной конференции «Техническая химия. От теории к практике» (Пермь, 2008), XI Всероссийской конференции «Карбонильные соединения в синтезе гетероциклов» (Саратов, 2008), XI молодежной научной школе-конференции по органической химии (Екатеринбург, 2008), Международной конференции «Новые направления в химии гетероциклических соединений» (Кисловодск, 2009), Молодежной научно-практической школе - конференции «Химия поликарбонильных соединений» (Пермь, 2009), Всероссийской конференции по органической химии (Москва, 2009).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа общим числом 105 страниц машинописного текста состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов собственных исследований, экспериментальной части, приложения и выводов, содержит 8 рисунков, 1 таблицу. Список литературы включает 68 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.

Заключение диссертации по теме «Органическая химия», Денисламова, Екатерина Сергеевна

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что N-незамещенные карбоциклические и гетероциклические енамины [3-амино-5,5-диметилциклогекс-2-ен-1-он и 6-амино-1,3-диметилпиримидин-2,4( 1//,3/7)-дион] взаимодействуют с 1-арил-4-ароил-5-метоксикарбонил-177-пиррол-2,3-дионами по схеме присоединения группы /?-СН енаминофрагмента енамина к атому С5 пирролдионов с последующей нуклеофильной атакой аминогруппы енаминофрагмента енамина атома С5 или сложноэфирной карбонильной группы - заместителя в положении 5 пирролдионов.

2. Показано, что 1,3,3-триметил-6,7-диэтокси-3,4-дигидроизохинолин взаимодействует с 1 -арил-4-ароил-5-метоксикарбонил- 1#-пиррол-2,3 -дионами в таутомерной форме 3,3-диметил-1-метилен-6,7-диэтокси-1,2,3,4-тетрагидроизохинолинов по схеме последовательной атаки группы /?-СН таутомерной енаминоформы изохинолина атома С5 и аминогруппы атома углерода сложноэфирной карбонильной группы.

3. Найдено, что мочевина, фенилмочевина, тиомочевина и фенилтиомочевина взаимодействуют с 1-арил-4-ароил-5-метоксикарбонил-1#-пиррол-2,3-дионами как мононуклеофилы и образуют продукты присоединения первичной аминогруппы реагентов к атому С5 пирролдионов.

4. Установлено, что 1,3-дифенилгуанидин взаимодействует с 1-арил-4-ароил-5-метоксикарбонил-1Я-пиррол-2,3-дионами как 1,3 NH,NH-бинуклеофил по схеме последовательной атаки аминогруппами атома С5 пирролдионов и атома углерода сложноэфирной карбонильной группы.

5. Показано, что аминогетероциклы (3 -метил-4-фенил- 1//-пиразол-5-амин, 5-трифторметил-1#-1,2,4-триазол-3-амин, 4,6-диметил-2#-пиразоло[3,4-Ь]пиридин-3-амин) при взаимодействии с 1-арил-4-ароил-5метоксикарбонил-1//-пиррол-2,3-д ионами образуют продукты присоединения первичной аминогруппы к атому С5 пирролдионов и раскрытия пирролдионового цикла по связи N7-C5 с последующей атакой вторичной аминогруппы кетонной карбонильной группы оксамоильного фрагмента.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Денисламова, Екатерина Сергеевна, 2010 год

1. Масливец А.Н., Машевская И.В. // 2,3-Дигидро-2,3-пирролдионы Пермь: изд-во Перм. ун-та, 2005. С. 63-80.

2. Ruhemann S. Diketodiphenylpyrroline and its analogues // J. Chem. Soc. London. 1909. V. 95. P. 1603-1609.

3. Mumm O., Munchmeyer G. 5-Phenyl-2,3-diketopyrrolin, ein dem Isatin entsprechender einkerniger stoff// Ber. 1910. Jr. 43. Bd. 3. S. 3345-3358.

4. Ruhemann S. CXII. The Condensation of Amides with Esters of Acetylenic acids // J. Chem. Soc. London. 1909. V. 95. P. 984-992.

5. Eistert В., Muller G.W., Arackal T.J. Reaktionen von diazoalkanen mit a-diketonen und Chinonen, XXIV. Synthese und reaktionen substituierter pyrrolin-2,3-dione mit diazoalkanen // Liebigs Ann. Chem. 1976. N. 6. S. 1023-1030.

6. Capuano L., Morsdorf P. Chemie der 2,3-Dihydro-2,3-diiminofurane // Liebigs Ann. Chem. 1982. S. 2178-2188.

7. Kollenz G. Synthesen von Heterocyclen, 150. Mitt.: Uber Reaktionen mit cyc-lischen Oxalylverbindungen // Monatsh. Chem. 1971. Bd. 102. S. 108-113.

8. Kollenz G. Uber Reaktionen mit cyclischen Oxalylverbindungen, 8. Mitt. (Synthesen von heterocyclen, 165. Mitt.) // Monatsh. Chem. 1972. Bd. 103. S. 947-950.

9. Попова T.M., Масливец A.H. Реакции 4-ароил-5-метоксикарбонил-1-и-толил-2,3-дигидро-2,3-пирролдионов с замещенными гидразинами // Тез. докл. конф. молодых ученых ПТУ. Пермь, 1991. С. 10-11.

10. Масливец А.Н., Попова Т.М., Андрейчиков Ю.С. Рециклизация пиррольного цикла в пиразольный при взаимодействии 4-ацил-2,3-дигидро-2,3-пирролдиона с арилгидразинами//ХГС. 1991. № 11. С. 1566.

11. Алиев З.Г., Масливец А.Н., Горковец Т.М., Андрейчиков Ю.С., Атовмян JI.O. Синтез и строение 3 -метоксикарбонил-1 -я-толил-4-и-толилоксамоил-5-и-этоксифенилпиразола // Изв. АН, Сер.хим. 1999. № 3. С. 610-613.

12. Козеева Е.И., Масливец А.Н. 4,5-Диароил-2,3-дигидро-2,3-пирролдионы в синтезе биологически активных веществ // Тез. докл. Межвузовской конф. «Человек: перспективы исследования». Пермь, 1990. С. 106-107.

13. Силайчев П.С, Алиев З.Г, Масливец А.Н. Рециклизация 4,5-диароилзамещенных 1//-пиррол-2,3-дионов под действием бензилгидразина //ЖОрХ. 2009. Т. 45, вып.Ю. С. 1276-1277.

14. Банникова Ю.Н, Халтурина В.В, Седегова Е.А, Масливец А.Н. Спиро-бис-гетероциклизация 5-метоксикарбонил- 1//-пиррол-2,3 -дионов под действием ациклических енаминокетонов // ЖОрХ. 2007. Т 43, вып. 1. С. 148-149.

15. Банникова Ю.Н, Масливец А.Н. Спиро-бис-гетероциклизация 5-метоксикарбонил-2,3-дигидро-2,3-пирролдионов под действием ациклических енаминов // ЖОрХ. 2005. Т 41, вып. 11. С. 1748-1749.

16. Банникова Ю.Н, Масливец А.Н. Двойная спиро-бис-гетероциклизация 5-метоксикарбонил-2,3-дигидро-2,3-пирролдиона под действием N-арилзамещенного имина димедона // ЖОрХ. 2006. Т 42, вып. 5. С. 787 788.

17. Силайчев П.С., Алиев З.Г., Масливец А.Н. Спиро-гетероциклизация 1Н-пиррол-2,3-диона под действием 1,5-бинуклеофила // ЖОрХ. 2009. Т. 45, вып.7. С. 1125-1126.

18. Bannikova Yu.N., Maslivets A.N., Rozkova Yu.S., Shklyaev Yu.V., Aliev Z.G. Spiro heterocyclization of 5-methoxycarbonyl-2,3-dihydro-2,3-pyrrolediones by reaction with l-methyl-3,4-dihydroisoquinoline // Mend. Commun.2005. P. 158159.

19. Kollenz G. Zur Reaktion substituierter 2,3-Dihydropyrrol-2,3-dione mit o-Phenylendiamin//Liebigs Ann. Chem. 1972. Bd. 762. S. 13-22.

20. Ruhemann S. CXXXII. Cyclic Di- and Tri-ketones // J. Chem. Soc. London. 1910. V. 97. P. 1438-1449.

21. Андрейчиков Ю.С., Смирнова Л.И., Иваненко О.И. 4-Ацил-2,3-дигидро-2,3-пирролдионы в синтезе гетероциклов // Тез. докл. IV Межвузовской конф. «Карбонильные соединения в синтезе гетероциклов». Саратов, 1989. Т. 1. С. 91.

22. Андрейчиков Ю.С., Гейн В.Л., Залесов В.В., Козлов А.П., Колленц Г., Масливец А.Н., Пименова Е.В., Шуров С.Н.; под ред. Андрейчикова Ю.С. //

23. Химия пятичленных 2,3-диоксогетероциклов Пермь: изд-во Перм. ун-та, 1994. С. 101-109.

24. Масливец А.Н., Иваненко О.И., Красных О.П. Синтез и исследование реакционной способности 4-алкоксалил-1,5-диарил-2,3-дигидро-2,3-пирролдионов // Тез. докл. конф. молодых ученых ПГУ. Пермь, 1991. С. 14.

25. Андрейчиков Ю.С., Масливец А.Н., Некрасов Д.Д., Шуров С.Н. Замещенные 2,3-дигидрофуран- и 2,3-дигидропиррол-2,3-дионы в синтезе гетероциклических реагентов//Башкирский хим. журн. 1996. Т.З, вып. 1-2. С. 107-118.

26. Масливец А.Н., Андрейчиков Ю.С. 4-Ацил 2,3-дигидро-2,3-пирролдионы как циклические енаминокетоны // Тез. докл. II Региональной конф. «Енамины в органическом синтезе». Пермь, 1991. С. 11.

27. Масливец А.Н., Иваненко О.И., Андрейчиков Ю.С. Способ получения изопропилового эфира 2,3-диоксо-1,10а-дифенил-2,3-дигидро-\Н-пирроло2,3-£.[1,5]бензотиазапин-4-карбоновой кислоты // А.с. № 1810345 (СССР).

28. Масливец А.Н., Смирнова Л.И., Иваненко О.И., Андрейчиков Ю.С. Пяти-членные 2,3-диоксогетероциклы. XLI. Взаимодействие 4-ацил-2,3-дигидро-2,3-пирролдионов с о-аминотио фенолом // ЖОрХ. 1995. Т. 31, вып. 5. С. 765768.

29. Масливец А.Н., Смирнова Л.И., Андрейчиков Ю.С. Неожиданная трансформация тиазепинового цикла в диазепиновый // ЖОрХ. 1992. Т. 28, вып. 8. С. 1768-1769.

30. Андрейчиков Ю.С., Масливец А.Н., Смирнова Л.И., Берестова С.С. Способ получения морфолидов или пиперидидов /?-(метоксикарбонилариламинометилен)ароилпировиноградных кислот // А.с. № 1427785 (СССР).

31. Масливец А.Н., Смирнова Л.И., Андрейчиков Ю.С. Рециклизация метил-4-гидрокси-2(с»-гидроксифениламино)-5-оксо-2,5-дигидропиррол-2карбоксилата в амид (2-оксо-3,4-дигидро-2Я-1,4-бензоксазин-3-илиден)-пировиноградной кислоты//ХГС. 1991. № 10. С. 1429.

32. Масливец А.Н., Смирнова Л.И., Андрейчиков Ю.С. Пятичленные 2,3-диоксогетероциклы. XXXI. Взаимодействие 1-арил-4-ароил-5-метоксикарбонил-2,3-дигидро-2,3-пирролдионов с о-аминофенолом и N-фенил-о-фенилендиамином//ЖОрХ. 1992. Т. 28, вып. 10. С. 2141-2148.

33. Силайчев П.С., Дмитриев М.В., Масливец А.Н. Рециклизация 4-изопропоксалил-Ш-пиррол-2,3-дионов под действием о-аминофенола // ЖОрХ. 2009. Т. 45, вып.9. С. 1427-1428.

34. Козеева Е.И., Масливец А.Н. Необычная рециклизация 1-и-метоксифенил-4,5-ди(и-толуоил)-2,3-дигидро-2,3-пирролдиона под действием 1,2-бис(гидроксиламино)циклогексана // Тез. докл. конф. молодых ученых ПТУ. Пермь, 1991. С. 11.

35. Масливец А.Н. Синтез и химические превращения 2,3-дигидро-2,3-пирролдионов // Диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук. Пермь, 1996. 303 С.

36. Банникова Ю. Н., Масливец А. Н., Алиев 3. Г. Пятичленные 2,3-диоксогетероциклы XLIX. Взаимодействие 1-арил-4-ароил-5-метоксикарбонил-2,3-дигидро-2,3-пирролдионов с замещенными 3-амино-5,5-диметил-2-циклогексен-1-онами // ЖОрХ. 2004. Т. 40. С. 1840.

37. Денисламова Е. С., Банникова Ю. Н., Масливец А. Н. Нуклеофильное 3+3.присоединение N-незамещенного енамина к моноциклическим 1Н-пиррол-2,3-дионам // ЖОрХ. 2008, Т. 44, вып. 5. С. 777-778.

38. Денисламова Е.С., Масливец А.Н. Метил 11-арил-12-ароил-9-гидрокси2 75,5-диметил-3,10-диоксо-8,11 -диазатрицикло7.2.1.0 ' .додец-2(7)-ен-1 -карбоксилаты и способ их получения // Патент РФ на изобретение № 2383549 (2010). Бюлл. изобр. № 7 от 10.03.2010.

39. Bozdyreva К. S., Maslivets A. N., Aliev Z. G. Nucleophilic 3+3. addition of dimedone N-alkylimines to pyrrolo[ 1,2-<a]quinoxaline-1,2,4-triones // Mendeleev Commun. 2005, P. 163.

40. Денисламова Е.С., Банникова Ю.Н., Масливец А.Н. Нуклеофильное 3+3.-присоединение гетероциклического енамина к моноциклическим 1Н-пиррол-2,3-дионам //ЖОрХ. 2009. Т. 45, Вып. 8. С. 1272-1273.

41. Шкляев В. С., Андрейчиков Ю. С., Александров Б. Б., Ионов Ю. В., Вах-рин М. И. Способ получения 1Ч-(и-К-бензоилпируваил)-353-диметил-3,4-дигидро-Д1(2Н)-метиленизохинолинов // А.с. № 833961 (СССР).

42. Шкляев Ю. В., Масливец А. Н. /?-С-ацилирование енаминового фрагмента 1-метил-3,3-пентаметилен-3,4-дигидроизохинолина 5-фенил-2,3-дигидро-2,3-фурандионом // ЖОрХ. 1996. Т. 32, вып. 2. С. 319.

43. Тютин В. Ю., Чкаников Н. Д., Шкляев Ю. В., Коломиец А. Ф., Фокин А. В. Гетероциклизации 1,1-дициано-2-(трифторметил)этиленов с 1,3,3-триметил-3,4-дигидроизохинолином и его производными // Изв. АН СССР. Сер.хим, 1992. Т. 8. С. 1888.

44. Свиридов В. Д., Чкаников Н. Д., Шкляев Ю. В., Коломиец А. Ф., Фокин А. В. Реакции 1-(3,4-диэтоксибензилиден)-6,7-диэтокси-1,2,3,4-тетрагидроизохинолина с полифторкарбонильными соединениями // ХГС. 1990. С. 1689.

45. Бурылова Н. Б., Денисламова Е. С., Масливец А. Н. Исследование взаимодействия моноциклических 1//-пиррол-2,3-дионов с амидинотиомочевиной // Материалы региональной научной конференции «35 Лет синтеза фу-рандионов». Пермь, 2008. С.6.

46. Денисламова Е. С., Алиев 3. Г., Масливец А. Н. Исследование взаимодействия моноциклических 1/7-пиррол-2,3-дионов с аминопиразолом // Материалы научно-практической школы-конференции «Химия поликарбонильных соединений» Пермь 2009. С. 29.

47. Денисламова Е. С., Алиев 3. Г., Масливец А. Н. Рециклизация 177-пиррол-2,3-дионов в пиразоло1,5-а.пиримидины под действием аминопиразола // ЖОрХ, 2009. Т. 45, вып. 10. С. 1583-1584.

48. Portilla J., Quiroga J., Cobo J., Low J.N., Glidewell C. 7-Amino-2,5-dimethylpyrazolo(l,5-a)pyrimidine hemihydrates // Acta Crystallogr.,Sect.C: Cryst.Struct.Commun. 2006. V. 62. P. 186.

49. Бубнов H. В., Денисламова E. С., Масливец A. H. Исследование взаимодействия моноциклических 1//-пиррол-2,3-дионов с триазол-3-амином // Материалы научно-практической школы-конференции «Химия поликарбонильных соединений» Пермь 2009. С. 14.

50. Степанова Е. А., Денисламова Е. С., Масливец А. Н. Исследование взаимодействия моноциклических 1//-пиррол-2,3-дионов с пиразолопиридинами-ном // Материалы научно-практической школы-конференции «Химия поликарбонильных соединений» Пермь 2009. С. 79.

51. Eddi N.B., Leimbach D. Studies of anastetics. J. Pharmacol. Exp. Ther., 1953, 107 (3), P. 385-393.