WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

4. Поликомпонентные циклоконденсации на основе пиридинтионов

и тиолатов

4.1. Синтез 4-замещенных 2-амино-9-(гет)арил-7-оксо-3-циано-6,7,8,9-тетрагидропиридо[3',2' : 4,5]тиено[3,2-b]пиридинов

Известны лишь единичные примеры синтеза частично гидрированных произ-водных пиридо[3',2' : 4,5]тиено[3,2-b]пиридина. Развивая исследования в области химии 3-цианопиридин-2(1Н)-тиона, мы задались целью разработать простые синтетические методы, которые позволили бы осуществить синтез новых частично гидрированных производных дипиридотиофена. Установлено, что трехкомпонент-ное взаимодействие тиолатов (18), малононитрила (19) и ацетона (20) в кипящем этаноле приводит к образованию продуктов циклоконденсации – ранее неизвест-ных 6,7,8,9-тетрагидропиридо[3',2' : 4,5]тиено[3,2-b]пиридинов (21) с выходами 27-51% (метод А). Попытки модифицировать этот метод заменой тиолатов (18) их предшественниками – аддуктами Михаэля (22) (метод B), введением в реакцию вместо динитрила (19) продукта его конденсации с ацетоном – 2-метил-1,1-дициано-пропена (23) (метод С), или поликомпонентной циклоконденсацией 2-хлорбензаль-дегида (24а), тиоамида (1), кислоты Мельдрума (25), ацетона (20), и динитрила (19) (метод D) ведут, при увеличении времени протекания реакции к снижению выхода целевых продуктов, что предположительно связано с увеличением вероятности протекания побочных процессов.

18: R = 2-ClC6H4 (a); 2,3-(MeO)2C6H3 (b); 1-нафтил (с); 4-EtOC6H4 (d); 3,4-(MeO)2C6H3 (e); 2,5-(MeO)2C6H3 (f); 4-MeC6H4 (g); 3,4,5-(MeO)3C6H2 (h); 2-тиенил (i); 2-MeOC6H4 (j); 3,4-(OCH2O)C6H3 (k); Ph (l); 2-MeC6H4 (m); B = N-метилморфолин.

Установлено, что образование соединений (21) не происходит в отсутствие кислорода. В свете этих данных мы полагаем, что схема превращения включает следующие стадии: тиолат (18) в условиях реакции окисляется кислородом до соот-ветствующего бис(пирид-2-ил)дисульфида (26), который реагирует с анионом 2-метил-1,1-дицианопропена (23) (образуется in situ из динитрила (19) и ацетона) с расщеплением S–S-связи и образованием дицианоаллилсульфида (27) и тиолата (18). Последний снова окисляется до дисульфида, а соединение (27) вступает в каскад-ную реакцию: первоначально образующийся в основной среде продукт изомериза-ции по Торпу (28) подвергается дальнейшей циклизации, что приводит к форми-рованию дипиридотиофеновой системы. Для подтверждения предложенной схемы механизма мы провели независимый синтез соединений (21), исходя из ацетона (20), малононитрила (19) и дисульфидов (26) (метод Е). Обнаружено, что кипячение ди-сульфидов (26а,b) с избыточными количествами малононитрила (19) и ацетона (20) в этаноле в присутствии N-метилморфолина приводит к образованию соединений (21a,j). Выходы последних составляют 62-77%, а время протекания реакции умень-шается до 8 ч, что позволяет считать метод Е оптимальным.

(a) O2, EtOH, (in situ); (b) I2, EtOH–H2O, 24 ч, 90-100%; В = N-метилморфолин; 18: R = 2-ClC6H4 (a); 2-MeOC6H4 (j); 26: R = 2-ClC6H4 (a); 2-MeOC6H4 (b);

Спектральные данные подтверждают строение дипиридотиофенов (21). В ИК-спектрах последних наблюдаются полосы поглощения, соответствующие колебани-ям NH- и NH2-групп, сопряженной нитрильной ( 2211-2193 см-1, плечо 2200-2178 см-1) и карбонильной группы при 1692-1670 см-1. В 1Н ЯМР спектрах соединений (21) обнаруживается характерная картина СН(R)–СН2 фрагмента тетрагидропириди-нового цикла: два дублета дублетов в области 2.66-3.32 м.д. для С(8)H2 и дублет дублетов (или псевдотриплет) в области 4.41-5.34 м. д. для С(9)Н. Уширенный синглет аминогруппы находится в области 6.04-6.35 м. д., сигнал NH-группы – в области 10.91-11.15 м. д., синглет С(4)Ме наблюдается при 2.43-2.54 м. д. Для однозначного доказательства строения полученных продуктов, структура дипиридо-тиофена (21а) (в виде сольвата с EtOH) изучена с привлечением метода РСА (рис. 3). В ходе дальнейших исследований мы установили, что в реакцию трехкомпо-

нентной конденсации с динитрилом (19) и ацетоном (20) в тех же условиях вступает структурный аналог соединений (18) – тиолат (29). В качестве конечного продукта с низким выходом (13%) получено производное 6,7,8,9-тетрагидропиридо[3',2' : 4,5]тиено[3,2-b]пи-ридина (30). Помимо ацетона, в эту реакцию Рис.3. Общий вид молекулы соединения (21а). также может быть введен ацетофенон (31). Так, длительное кипячение смеси последнего с динитрилом (19) и тиолатом (18а) приводит к образованию дипиридотиофена (32) (выход 22%).

18а, 29, 30, 32: R = 2-ClC6H4.

4.2. Синтез этиловых эфиров 2-амино-9-арил-4-метил-7-фенил-3-

цианопиридо[3',2' : 4,5]тиено[3,2-b]пиридин-8-карбоновых кислот

Продолжая исследования циклоконденсации производных 3-цианопиридин-2(1Н)-тиона с малононитрилом и ацетоном, мы изучили поведение в условиях этой реакции пиперидиниевых солей 4-арил-6-гидрокси-6-фенил-3-циано-5-этоксикарбо-нилпиперидин-2-тионов, полученных по известной методике.3 Так, взаимодействи-ем тиолатов (33), динитрила (19) и ацетона (20) в кипящем этаноле синтезированы ранее неизвестные этиловые эфиров 3-цианопиридо[3',2' : 4,5]тиено[3,2-b]пиридин-8-карбоновых кислот (34) (метод А). Данное превращение, вероятно, протекает по схеме каскадной гетероциклизации, предложенной выше для аналогичной реакции тиолатов (18) с ацетоном и малононитрилом. Необходимо отметить, что на одном из этапов процесса происходит отщепление молекулы Н2О и последующая аромати-зация тетрагидропиридинового скелета исходной молекулы кислородом воздуха. Возможность протекания подобной реакции окисления для тиолатов (33) отмечалась ранее в работе.3 Соединения (34) также могут быть получены взаимодействием 3,4-дигидропиридин-2(1Н)-тиона (35) с ацетоном (20) и малононитрилом (19) в присут-ствии пиперидина (метод В), или поликомпонентной конденсацией альдегидов (24), тиоамида (1), этилбензоилацетата (36), кетона (20) и динитрила (19) (метод С).

B = пиперидин или N-метилморфолин (метод С).

24, 34: R = 2-ClC6H4 (a); Ph (b); 4-ClC6H4 (c); 33: R = 2-ClC6H4 (a); Ph (b).

В обоих случаях тиолаты (33) генерируются in situ, и далее реакция протекает, очевидно, по схеме метода А. Выходы дипиридотиофенов по всем трем методам сопоставимы и, как правило, не превышают 25%, однако любой из предложенных подходов, в особенности поликомпонентный способ С, подкупает своей простотой и доступностью. Строение дипиридотиофенов (34) подтверждено результатами эле-ментного анализа и спектральных исследований. В ИК-спектрах соединений (34) присутствуют полосы поглощения аминогруппы, сопряженной цианогруппы ( 2112-2108 см-1), а также интенсивные полосы (С=О) в области 1725-1720 см-1. В 1Н ЯМР-спектрах, помимо сигналов протонов ароматических заместителей и сложно-эфирной группы, наблюдаются синглет в области 2.61-2.64 м. д. (С(4)Ме) и уши-ренный пик при 5.72-6.09 м. д. (C(2)NH2).

4.3. Конденсация замещенных 3-циано-1,4-дигидропиридин-2-тиолатов

N-метилморфолиния с малононитрилом и ацетоном

Взаимодействие 5-арилкарбамоил-4-(гет)арил-6-метил-3-циано-1,4-дигидро-пиридин-2-тиолатов N-метилморфолиния (37) с малононитрилом (19) и кетоном (20) имеет ряд особенностей, отличающих его от рассмотренных выше реакций подоб-ного типа. Так, в результате кипячения смеси тиолата (37а), динитрила (19) и кетона (20) в этаноле образуется трициклический продукт (38), тогда как в случае тиолатов (37b-d) были выделены только продукты дегидрирования последних – пиридин-2(1Н)-тионы (39). Данный факт можно объяснить тем, что структурно близкие тио-латы (37) обладают различной устойчивостью к окислению; последняя, как отмеча-лось ранее,4 зависит от строения (гет)арильного заместителя в положении 4 дигид-ропиридинового цикла. Таким образом, предпочтительным направлением окисления тиолата (37а) оказывается образование дисульфида (40), представляющегося наибо-лее вероятным интермедиатом дальнейшего каскадного процесса образования дипиридотиофеновой системы. Ароматизация дигидропиридинового цикла происхо-дит, очевидно, уже на стадии гетероциклизации. В случае тиолатов (37b-d) окисле-нию подвергается частично гидрированный пиридиновый цикл. Предположительно, в ходе данного превращения образуются 3,4-дигидропиридин-2(1Н)-тионы (41), легкость дегидрирования которых доказана экспериментально.4 Строение соедине-ний (38) и (39) подтверждено спектральными данными.

Характерными сигналами в 1Н ЯМР-спектре, свидетельствующими о дипири-дотиофеновой структуре соединения (38), являются синглет С(4)Ме в области 2.61 м. д., а также уширенный пик аминогруппы при 5.75 м. д. В 1Н ЯМР-спектрах пиридин-2(1Н)-тионов (39) присутствует синглет в области 2.46-2.53 м. д. (С(6)Ме), сигналы экзоциклической NH-группы ( 9.42-9.99 м. д.) а также уширен-ный пик эндоциклической NH-группы ( 14.10-14.25 м. д.).

37: R = 2-ClC6H4, R1 = Ph (a); Ph, Ph (b); Ph, 2-MeC6H4 (c); 2-фурил, 2-MeOC6H4 (d).

39: R = Ph, R1 = Ph (a); Ph, 2-MeC6H4 (b); 2-фурил, 2-MeOC6H4 (c).

B = N-метилморфолин

В то же время, реакция 1,4,5,6,7,8-гексагидрохинолин-2-тиолатов (42) с динит-рилом (19) и ацетоном (20) протекает с сохранением исходной частично гидриро-ванной структуры и приводит к образованию производных пиридо[2',3' : 4,5]тиено-[2,3-b]хинолина (43).

42, 43: R = Me, R1 = 4-ClC6H4 (a); H, 2-тиенил (b); H, 4-HO-3-MeOC6H3 (c).

B = N-метилморфолин.

Cтроение соединений (43) доказано с помощью спектральных методов исследования. Согласно данным ИК-спектрометрии, в структуре полициклических продуктов (43) присутствуют полосы поглощения NH- и NH2-групп в области 3510-3270 см-1, сопряженных нитрильной ( 2204-2198 см-1) и карбонильной ( 1635-1640 см-1) функций. Характерными сигналами в 1Н ЯМР-спектрах соединений (43) являются синглет в области 2.45-2.48 м. д. (С(4)Ме) и уширенный синглет амино-группы при 6.15-6.47 м. д., а также указывающие на сохранение в ходе реакции 1,4-дигидропиридинового фрагмента сигналы протона С(11)Н в области 5.27-5.60 м. д. и находящийся в слабом поле синглет протона NH-группы ( 10.23-10.54 м. д.).

4.4. Синтез 2,4-диамино-10-арил-5-имино-8-оксо-3-циано-7,8,9,10-тетрагидро-5Н-пиридо[2',3' : 2,3]тиопирано[4,5-b]пиридинов

Представляются интересными результаты нашего исследования взаимо-действия тиолатов (18) с малононитрилом в отсутствие ацетона. Установлено, что кипячение тиолатов (18) с динитрилом (19) в этаноле приводит к образованию производных новой гетероциклической системы – 5Н-пиридо[2',3' : 2,3]тиопирано-[4,5-b]пиридина (44) с выходами до 30% (метод А).

B = N-метилморфолин.

18: R = 2-ClC6H4 (a); 3,4-(MeO)2C6H3 (e); Ph (l); 4-MeOC6H4 (n).

44: R = 2-ClC6H4 (a); 3,4-(MeO)2C6H3 (b); Ph (c); 4-MeOC6H4 (d).

Исходя из строения полученных продуктов, мы предположили, что на начальной стадии процесса конденсации происходит димеризация динитрила (19) в основной среде с образованием 2-амино-1,1,3-трицианопропена (45). Для подтверж-дения данной гипотезы последний был получен в индивидуальном виде и введен в реакцию вместо динитрила (19). Оказалось, что тиолаты (18) действительно реаги-руют при кипячении в этаноле с димером (45), образуя те же продукты (44), причем с более высокими (до 60%) выходами (метод B). В этом случае наличие в реакцион-ной среде даже десятикратного молярного избытка ацетона относительно тиолатов (18) не влияет на направление реакции. Взаимодействие димера (45) с солями (18) может осуществляться по двум направлениям: одно из них включает атаку NС-группы тиолата (18) анионом 2-амино-1,1,3-трицианопропена с образованием С–С-связи и последовательным формированием тиопиранового и пиридинового циклов

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»