Помощь студентам в учебе
ИССЛЕДОВАНИЕ МУЛЬТИКОМПОНЕНТНЫХ РЕАКЦИЙ 5-ФЕНИЛ-4-ЭТОКСИКАРБОНИЛ-1Н-ПИРРОЛ-2,3-ДИОНОВ
|
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 2
Положения, выносимые на защиту 4
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 22
Список литературы 24
Положения, выносимые на защиту 4
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 22
Список литературы 24
Актуальность темы. Мультикомпонентные реакции являются передовым инструментом химиков для осуществления синтеза сложных, труднодоступных гетероциклических систем путем простого однореакторного исполнения. На сегодняшний день существует небольшое количество примеров мультикомпонентных реакций 1Я-пиррол-2,3-дионов. Данный класс
соединений интересен наличием трех электронодефицитных центров, атомов углерода в положении 2, 3 и 5 пирролдионового цикла, позволяющим ожидать реализацию новых и разнообразных направлений мультикомпонентных реакций и образование труднодоступных гетероциклических систем. Мультикомпонентные реакции 1Я-пиррол-2,3-дионов позволяют включать в структуру спиро-гетероциклов перспективный с медицинской точки зрения пиррол-2-оновый фрагмент, содержащийся, например, в алкалоидах клаузенамиде, отеромицине и тетрамовых кислотах.
Введение в положение 4 пирролдионового цикла дополнительного электрофильного центра (этоксикарбонильного заместителя) увеличивает потенциал химических превращений 1Н-пиррол-2,3-дионов.
В связи с вышеизложенным, исследование мультикомпонентных реакций 5-фенил-4-этоксикарбонил-1Н-пиррол-2,3-дионов с различными нуклеофильными реагентами представлялось перспективным и актуальным.
Степень разработанности темы исследования. Ранее проведенные исследования посвящены изучению взаимодействия 5-фенил-4- этоксикарбонил-1Я-пиррол-2,3-дионов с ацетонитрилами и циклическими енолами. Псевдо-трехкомпонентные реакции 5-фенил-4-этоксикарбонил-1Я- пиррол-2,3-дионов с енолами, а также трехкомпонентные реакции 5-фенил-4- этоксикарбонил-1Я-пиррол-2,3-дионов с енаминами и енолами изучены на единичных примерах. Реакции 5-фенил-4-этоксикарбонил-1Я-пиррол-2,3- дионов с малононитрилом и енаминами ранее не изучены.
Цель работы. Выявление закономерности поведения 5-фенил-4- этоксикарбонил-1Я-пиррол-2,3-дионов в мультикомпонентных реакциях с различными нуклеофильными реагентами.
Задачи исследования.
• Исследование взаимодействия 5-фенил-4-этоксикарбонил-1Я-пиррол -
2,3-дионов с малононитрилом и енолами, с двумя молекулами енолов, с малононитрилом и енаминами, с енаминами и енолами.
• Синтез структур, близких к биологически активным соединениям.
Научная новизна:
• Впервые исследованы реакции 5-фенил-4-этоксикарбонил-1Я-пиррол - 2,3-дионов с малононитрилом и ациклическими енолами, с малононитрилом и енаминами, а также псевдо-трехкомпонентные реакции с пятичленными циклическими енолами.
• Найдено, что направление протекания реакции 5 -фенил-4- этоксикарбонил-1Я-пиррол-2,3-дионов с малононитрилом и енолами зависит от природы заместителя у атома азота.
• Обнаружено различие в поведении пяти- и шестичленных циклических енолов в псевдо-трехкомпонентных реакциях с 5-фенил-4- этоксикарбонил-1 Я-пиррол-2,3-дионами.
• Показано, что замена индан-1,3-диона на шестичленные циклические
енолы в реакции с 5-фенил-4-этоксикарбонил-1Я-пиррол-2,3-дионами и 3-амино-5,5-диметилциклогекс-2-ен-1-онами приводит к образованию спиро[пиран-4,3'-пирролов] вместо ожидаемых спиро[пиридин-4,3'-
пирролов].
Теоретическая значимость. Установлены закономерности
взаимодействия 5-фенил-4-этоксикарбонил-1Н-пиррол-2,3-дионов с
нуклеофильными реагентами в мультикомпонентных реакциях.
Практическая значимость. Разработаны новые методы синтеза систем 8-окса-2-азаспиро[4.5]дека-3,6,9-триенов, спиро[бензо[£]хромено-4,3'-пирро-
лов], спиро [циклопента[Ь]пиран-4,3 '-пирролов], спиро[фуро[3,4-Ь]пиран-4,3 'пирролов], спиро[пирано[2,3-с]пиразол-4,3'-пирролов], бензофуро[3,2-Ь]пирро- лов, нафто[2',3':4,5]фуро[3,2-Ь]пирролов, спиро[дибензо[Ьд]ксантен-13,3'-пир- ролов], хромено[3',4':4,5]фуро[3,2-Ь]пирролов, 2,8-диазаспиро[4.5]дека-3,6,9-
триенов, спиро[пиррол-3,4'-хинолинов], спиро[индено[1,2-Ь]пиридин-4,3'-пир- ролов], спиро[индено[1,2-Ь]изоксазоло[4,3-е]пиридин-4,3'-пирролов] и спиро- [индено[1,2-Ь]пиразоло[4,3-е]пиридин-4,3'-пирролов]. Модифицированы
известные методы синтеза спиро[пирано[3,2-с]хинолин-4,3'-пирролов] и спиро- [индено[1,2-Ь]хинолин-10,3'-пирролов]. Разработаны подходы к построению 2- (2-амино-2-оксо-1-цианоэтил)-5-оксо-2-фенил-2,5-дигидро-1Н-пиррол-3-карбо- ксилатов, 4,4-бис(фуран-3-ил)пирролов и 4,4-бис(инден-3-ил)пирролов.
Предлагаемые методы просты в исполнении и могут найти применение как препаративные в синтетической органической химии. Среди полученных продуктов обнаружены соединения, проявляющие анальгетическую и противомикробную активность.
Методология и методы исследования. Контроль и оптимизация условий протекания реакций выполнены методами спектроскопии ЯМР 1Н, ультра- ВЭЖХ-МС и тонкослойной хроматографии. Структуры синтезированных соединений доказаны с применением спектроскопии ИК, ЯМР 1Н, ЯМР 13С, ультра-ВЭЖХ-МС, элементного, а также рентгеноструктурного анализа.
соединений интересен наличием трех электронодефицитных центров, атомов углерода в положении 2, 3 и 5 пирролдионового цикла, позволяющим ожидать реализацию новых и разнообразных направлений мультикомпонентных реакций и образование труднодоступных гетероциклических систем. Мультикомпонентные реакции 1Я-пиррол-2,3-дионов позволяют включать в структуру спиро-гетероциклов перспективный с медицинской точки зрения пиррол-2-оновый фрагмент, содержащийся, например, в алкалоидах клаузенамиде, отеромицине и тетрамовых кислотах.
Введение в положение 4 пирролдионового цикла дополнительного электрофильного центра (этоксикарбонильного заместителя) увеличивает потенциал химических превращений 1Н-пиррол-2,3-дионов.
В связи с вышеизложенным, исследование мультикомпонентных реакций 5-фенил-4-этоксикарбонил-1Н-пиррол-2,3-дионов с различными нуклеофильными реагентами представлялось перспективным и актуальным.
Степень разработанности темы исследования. Ранее проведенные исследования посвящены изучению взаимодействия 5-фенил-4- этоксикарбонил-1Я-пиррол-2,3-дионов с ацетонитрилами и циклическими енолами. Псевдо-трехкомпонентные реакции 5-фенил-4-этоксикарбонил-1Я- пиррол-2,3-дионов с енолами, а также трехкомпонентные реакции 5-фенил-4- этоксикарбонил-1Я-пиррол-2,3-дионов с енаминами и енолами изучены на единичных примерах. Реакции 5-фенил-4-этоксикарбонил-1Я-пиррол-2,3- дионов с малононитрилом и енаминами ранее не изучены.
Цель работы. Выявление закономерности поведения 5-фенил-4- этоксикарбонил-1Я-пиррол-2,3-дионов в мультикомпонентных реакциях с различными нуклеофильными реагентами.
Задачи исследования.
• Исследование взаимодействия 5-фенил-4-этоксикарбонил-1Я-пиррол -
2,3-дионов с малононитрилом и енолами, с двумя молекулами енолов, с малононитрилом и енаминами, с енаминами и енолами.
• Синтез структур, близких к биологически активным соединениям.
Научная новизна:
• Впервые исследованы реакции 5-фенил-4-этоксикарбонил-1Я-пиррол - 2,3-дионов с малононитрилом и ациклическими енолами, с малононитрилом и енаминами, а также псевдо-трехкомпонентные реакции с пятичленными циклическими енолами.
• Найдено, что направление протекания реакции 5 -фенил-4- этоксикарбонил-1Я-пиррол-2,3-дионов с малононитрилом и енолами зависит от природы заместителя у атома азота.
• Обнаружено различие в поведении пяти- и шестичленных циклических енолов в псевдо-трехкомпонентных реакциях с 5-фенил-4- этоксикарбонил-1 Я-пиррол-2,3-дионами.
• Показано, что замена индан-1,3-диона на шестичленные циклические
енолы в реакции с 5-фенил-4-этоксикарбонил-1Я-пиррол-2,3-дионами и 3-амино-5,5-диметилциклогекс-2-ен-1-онами приводит к образованию спиро[пиран-4,3'-пирролов] вместо ожидаемых спиро[пиридин-4,3'-
пирролов].
Теоретическая значимость. Установлены закономерности
взаимодействия 5-фенил-4-этоксикарбонил-1Н-пиррол-2,3-дионов с
нуклеофильными реагентами в мультикомпонентных реакциях.
Практическая значимость. Разработаны новые методы синтеза систем 8-окса-2-азаспиро[4.5]дека-3,6,9-триенов, спиро[бензо[£]хромено-4,3'-пирро-
лов], спиро [циклопента[Ь]пиран-4,3 '-пирролов], спиро[фуро[3,4-Ь]пиран-4,3 'пирролов], спиро[пирано[2,3-с]пиразол-4,3'-пирролов], бензофуро[3,2-Ь]пирро- лов, нафто[2',3':4,5]фуро[3,2-Ь]пирролов, спиро[дибензо[Ьд]ксантен-13,3'-пир- ролов], хромено[3',4':4,5]фуро[3,2-Ь]пирролов, 2,8-диазаспиро[4.5]дека-3,6,9-
триенов, спиро[пиррол-3,4'-хинолинов], спиро[индено[1,2-Ь]пиридин-4,3'-пир- ролов], спиро[индено[1,2-Ь]изоксазоло[4,3-е]пиридин-4,3'-пирролов] и спиро- [индено[1,2-Ь]пиразоло[4,3-е]пиридин-4,3'-пирролов]. Модифицированы
известные методы синтеза спиро[пирано[3,2-с]хинолин-4,3'-пирролов] и спиро- [индено[1,2-Ь]хинолин-10,3'-пирролов]. Разработаны подходы к построению 2- (2-амино-2-оксо-1-цианоэтил)-5-оксо-2-фенил-2,5-дигидро-1Н-пиррол-3-карбо- ксилатов, 4,4-бис(фуран-3-ил)пирролов и 4,4-бис(инден-3-ил)пирролов.
Предлагаемые методы просты в исполнении и могут найти применение как препаративные в синтетической органической химии. Среди полученных продуктов обнаружены соединения, проявляющие анальгетическую и противомикробную активность.
Методология и методы исследования. Контроль и оптимизация условий протекания реакций выполнены методами спектроскопии ЯМР 1Н, ультра- ВЭЖХ-МС и тонкослойной хроматографии. Структуры синтезированных соединений доказаны с применением спектроскопии ИК, ЯМР 1Н, ЯМР 13С, ультра-ВЭЖХ-МС, элементного, а также рентгеноструктурного анализа.
• Показано, что взаимодействие Л-незамещенного и Л-алкилзамещенных 5- фенил-4-этоксикарбонил-1Я-пиррол-2,3-дионов, а также Л-арилзамещенных 5- фенил-4-этоксикарбонил-1Я-пиррол-2,3-дионов, не содержащих электроноакцепторные группы в арильном цикле, с малононитрилом и енолами (3- оксобутаноатами, 2-гидроксинафталин-1,4-дионом, циклопентан-1,3-дионом, тетроновой кислотой, 2,4-дигидро-3Я-пиразол-3-онами, 4-гидроксихинолин- 2(1Я)-онами) приводит к образованию спиро[пиран-4,3'-пирролов].
• Установлено, что Л-арилзамещенные 5-фенил-4-этоксикарбонил-1Я- пиррол-2,3-дионы, содержащие электроноакцепторные группы в арильном цикле, реагируют с малононитрилом и енолами (2 -гидроксинафталин-1,4- дионом, 4-гидроксикумарином, тетроновой кислотой, 4 -гидроксихинолин- 2(1Я)-онами) с образованием 2-(2-амино-2-оксо-1-цианоэтил)-5-оксо-2-фенил- 2,5-дигидро-1Я-пиррол-3-карбоксилатов.
• Найдено, что псевдо-трехкомпонентные реакции 5-фенил-4-
этоксикарбонил-1Я-пиррол-2,3-дионов с шестичленными циклическими енолами (2-гидроксинафталин-1,4-дионом и 4-гидроксикумарином) в соотношении 1:2 протекают с образованием «циклических» продуктов: в присутствии кислотного катализатора (уксусной кислоты) - фуро[3,2-
&]пирролов, а в присутствии основного катализатора (триэтиламина) - спиро[пиран-4,3'-пирролов].
• Установлено, что псевдо-трехкомпонентные реакции 5-фенил-4- этоксикарбонил-1Я-пиррол-2,3-дионов с пятичленными циклическими енолами (индан-1,3-дионом и тетроновой кислотой) в соотношении 1:2 ведут к образованию «ациклических» продуктов - 4,4-бис(инден-3-ил)пирролов и 4,4- бис(фуран-3-ил)пирролов соответственно.
• Показано, что взаимодействие 5-фенил-4-этоксикарбонил-1Н-пиррол-2,3- дионов с малононитрилом и енаминами (диметил 2-аминомалеатами, 3-амино- 5,5-диметилциклогекс-2-енонами) приводит к образованию спиро[пиридин-4,3'- пирролов].
• Установлено, что трехкомпонентные реакции 5-фенил-4-этоксикарбонил-
1Я-пиррол-2,3-дионов с индан-1,3-дионом и енаминами (3-амино-5,5- диметилциклогекс-2-енонами, 3 -амино-1 -фенилбут-2-ен-1 -оном, 3 -аминобут-2- енонитрилом, 5-амино-3-метилизоксазолом и 5-амино-1Н-пиразолами)
приводят к образованию спиро[индено[1,2-^]хинолин-10,3'-пирролов],
спиро[индено [1,2-&]пиридин-4,3 '-пирролов], спиро [индено[ 1,2 -¿]изоксазоло-
[4,3-е]пиридин-4,3'-пирролов] и спиро[индено[1,2-^]пиразоло[4,3-е]пиридин- 4,3'-пирролов] соответственно.
• Найдено, что взаимодействие 5-фенил-4-этоксикарбонил-1Н-пиррол-2,3-
дионов с шестичленными циклическими енолами (4-гидроксикумарином, димедоном и 2-гидроксинафталин-1,4-дионом) и 3-амино-5,5-
диметилциклогекс-2-енонами приводит к образованию спиро[хромено[4,3- ¿]хромен-7,3'-пирролов], спиро[пиррол-3,9'-ксантенов] и спиро[бензо[^]- ксантен-12,3'-пирролов] соответственно...
• Установлено, что Л-арилзамещенные 5-фенил-4-этоксикарбонил-1Я- пиррол-2,3-дионы, содержащие электроноакцепторные группы в арильном цикле, реагируют с малононитрилом и енолами (2 -гидроксинафталин-1,4- дионом, 4-гидроксикумарином, тетроновой кислотой, 4 -гидроксихинолин- 2(1Я)-онами) с образованием 2-(2-амино-2-оксо-1-цианоэтил)-5-оксо-2-фенил- 2,5-дигидро-1Я-пиррол-3-карбоксилатов.
• Найдено, что псевдо-трехкомпонентные реакции 5-фенил-4-
этоксикарбонил-1Я-пиррол-2,3-дионов с шестичленными циклическими енолами (2-гидроксинафталин-1,4-дионом и 4-гидроксикумарином) в соотношении 1:2 протекают с образованием «циклических» продуктов: в присутствии кислотного катализатора (уксусной кислоты) - фуро[3,2-
&]пирролов, а в присутствии основного катализатора (триэтиламина) - спиро[пиран-4,3'-пирролов].
• Установлено, что псевдо-трехкомпонентные реакции 5-фенил-4- этоксикарбонил-1Я-пиррол-2,3-дионов с пятичленными циклическими енолами (индан-1,3-дионом и тетроновой кислотой) в соотношении 1:2 ведут к образованию «ациклических» продуктов - 4,4-бис(инден-3-ил)пирролов и 4,4- бис(фуран-3-ил)пирролов соответственно.
• Показано, что взаимодействие 5-фенил-4-этоксикарбонил-1Н-пиррол-2,3- дионов с малононитрилом и енаминами (диметил 2-аминомалеатами, 3-амино- 5,5-диметилциклогекс-2-енонами) приводит к образованию спиро[пиридин-4,3'- пирролов].
• Установлено, что трехкомпонентные реакции 5-фенил-4-этоксикарбонил-
1Я-пиррол-2,3-дионов с индан-1,3-дионом и енаминами (3-амино-5,5- диметилциклогекс-2-енонами, 3 -амино-1 -фенилбут-2-ен-1 -оном, 3 -аминобут-2- енонитрилом, 5-амино-3-метилизоксазолом и 5-амино-1Н-пиразолами)
приводят к образованию спиро[индено[1,2-^]хинолин-10,3'-пирролов],
спиро[индено [1,2-&]пиридин-4,3 '-пирролов], спиро [индено[ 1,2 -¿]изоксазоло-
[4,3-е]пиридин-4,3'-пирролов] и спиро[индено[1,2-^]пиразоло[4,3-е]пиридин- 4,3'-пирролов] соответственно.
• Найдено, что взаимодействие 5-фенил-4-этоксикарбонил-1Н-пиррол-2,3-
дионов с шестичленными циклическими енолами (4-гидроксикумарином, димедоном и 2-гидроксинафталин-1,4-дионом) и 3-амино-5,5-
диметилциклогекс-2-енонами приводит к образованию спиро[хромено[4,3- ¿]хромен-7,3'-пирролов], спиро[пиррол-3,9'-ксантенов] и спиро[бензо[^]- ксантен-12,3'-пирролов] соответственно...
