CC BY
41
Чан Куанг Тунг, А. П. Молчанов
1,3-ДИПОЛЯРНОЕ ЦИКЛОПРИСОЕДИНЕНИЕ ТРИАРИЛНИТРОНОВ К МАЛЕИМИДАМ
Реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения различных диполей к соединениям, содержащим кратные связи, наиболее значимы в синтезе гетероциклических систем. Нитроны являются широко применяемыми диполями, взаимодействие которых с соединениями, содержащими кратные связи, позволяет получать различные пятичленные гетероциклические системы, причём в молекуле может быть создано три новых стереоцентра в одной синтетической процедуре [1, 2, 3]. Использование N-арилмалеим-идов в реакциях диполярного циклоприсоединения позволяет получать конденсированные гетероциклические системы, причём число возможных стереоизомерных продуктов уменьшается вследствие фиксированного расположения атомов водорода при С3“ и С6“-атомах. Известно, что при реакции С, N -диарил- [4] или С -арил^ -бензилнитро-нов [5] с N-арилмалеимидами образуются замещённые дигидро-2Н-пирроло[3,4-й]изо-ксазол-4,6(5Н, 6аН)-дионы в виде смеси диастереомеров. В связи с тем, что поведение триарилнитронов в реакциях циклоприсоединения может отличаться от поведения С, N-диарилнитронов вследствие стерического влияния второй арильной группы при атоме углерода нитрона, было целесообразно изучить реакцию С, С-дифенил-^арил-нитронов с N -арилмалеимидами [6, 7].
В данной работе установлено, что при взаимодействии С, C-дифенил-N-арилнитро-нов (1а-д) с N -фенил- (2а) и N -(4-фторфенил)малеимидами (2б) образуются замещённые дигидро-2Н-пирроло[1,4-й]изоксазол-4,6-дионы (3а—е). Состав и строение полученных соединений установлены на основании элементного анализа и спектральных данных. Так, в спектрах ЯМР 1Н соединений 3а—е имеются дублетные сигналы протонов СН-групп при ~ 4,5 м. д. и в области 5,4—5,8 м. д. с константой спин-спинового взаимодействия 7,6 Гц. В спектрах ЯМР 13С наблюдаются сигналы атомов углерода С3“Н- и С6“Н-групп в области 60-62 и 76-78 м. д., сигнал четвертичного углеродного атома при 82,0 м. д. и сигналы атомов углерода карбонильных групп при 172 и 175 м. д.
Аг
— О
\ +/°
N
А„ + Аг
і РЬ
О
1а-д 2а, -б
4 И4 1С -С1 4- (б), 4-МеСеИ.
2. Аг1 = Ph (а), 4^СеИ4 (б);
3. Аг = Аг1 = Ph (а), Аг = Р^ Аг1 = 4^СбИ4 (б), Аг = 4-С1СбИ4, Аг1 = Ph
(в), Аг = 4-С1СбИ4, Аг1 = 4^СвИ4 (г), Аг = 4-МвСвИ4, Аг1 = 4^СвИ4 (д), Аг = 4--МеОСбИ4, Аг1 = 4^СвИ4 (е).
При реакции в хлористом метилене при комнатной температуре в течение 40 суток выход продуктов не превышает 50 %, при реакции при 110 °С в толуоле в течение
© Чан Куанг Тунг, А. П. Молчанов, 2010
150-174 ч выход достигает 90 %. Следует отметить существенное уменьшение скорости реакции для триарилнитронов по сравнению с диарилнитронами (5,5 ч, 80 °С, бензол, N-бензил-С-фенилнитрон, выход 84 % [7]).
Экспериментальная часть. ИК-спектры соединений получены на спектрофотометре иИ-20 для 1-2 % растворов в хлороформе. Спектры ЯМР 1Н и 13С записаны на приборе “Вгикег DPX-300” (300,13 и 75,47 МГц соответственно) для растворов соединений в ДМСО-^в или CDC1з. Элементный анализ выполнен на СИ^анализаторе “ИР-185В”. Проверку чистоты препаратов и анализ реакционных смесей проводили методом ТСХ на пластинах “Бі1и&>1 UV-254”.
Общая методика получения соединений (3а, -б, -д, -е). Растворы 1 ммоль нитрона (1а—г) и 1 ммоль малеимида (2а, -б) нагревали в толуоле в течение 150 ч для 3а, 174 ч для 3б, 40 ч для 3д и 40 ч для 3е. Толуол отгоняли в вакууме, остаток перекристаллизовывали из этанола. Растворы 1 ммоль нитрона (1б) и 1 ммоль малеимида (2а, -б) в хлористом метилене оставляли при комнатной температуре в течение 40 дней. Растворитель отгоняли, остаток разделяли на колонке с силикагелем. Элюент - гексан:этилацетат (2:1, по объёму). Полученные аддукты (3в, -г) перекри-сталлизовывали из этанола.
2.3.3.5-Тетрафенил-дигидро-2Н-пирроло[3,4-й ]изоксазол-4,6(5Н,6 аН )-ди-он (3а). Выход 90 %. Т. пл. 190-191 °С. ИК-спектр, см-1: 1110, 1190, 1380, 1450, 1495, 1600, 1720 с, 1745 с, 3070. Спектр ЯМР 1И ^С1з), 5, м. д. (7, Гц): 4,57 д (1Н, СН, 7 7,6), 5,42 д (1Н, СН, 7 7,6), 6,86-7,00 (5Наром.), 7,05 м (2Наром.), 7,13-7,26 (5Наром.), 7,36-7,47 (6Наром.), 7,78 м (2Наром.). Спектр ЯМР 13С ^С1з), 5, м. д: 60,8 (СН), 76,6 (СН), 82,1 (С), 120,6 (СН), 124,9 (СН), 126,1 (СН), 127,6 (СН), 128,1 (СН), 128,5 (СН), 129,0 (СН), 129,4 (СН), 129,5 (СН), 130,1 (СН), 131,7 (С), 137,1 (С), 138,3 (С), 145,7 (С), 172,0 (СО), 174,4 (СО). Найдено, %: С - 78,04; Н - 4,95; N - 6,31. С29^2^Оз. Вычислено, %: С - 78,01; И - 4,97; N - 6,27.
2.3.3-Трифенил-5-(4-фторфенил)-дигидро-2Н-пирроло[3,4-й ]изоксазол--4,6(5Н,6аН)-дион (3б). Выход 90 %. Т. пл. 201-202 °С. ИК-спектр, см-1: 840, 1120, 1260 с, 1390 с, 1520, 1600, 1730 с, 3060. Спектр ЯМР 1И (ДМСО-^в), 5, м. д. (7, Гц.): 4,55 д (1Н, СН, 7,6), 5,73 д (1Н, СН, 7,6), 6,77 д (2Наром., 8,0), 6,89 м (1 Наром.), 6,96-7,06 (4Наром.), 7,12-7,25 (5Наром.), 7,30-7,47 (5Наром.), 7,59 м (2Наром.). Спектр ЯМР 13С фМБО), 5, м. д.: 61,4 (СН), 77,6 (СН), 82,0 (С), 116,8 (СН, 7%_¥ 23 Гц), 120,8 (СН),
125.4 (СН), 128,1 (СН), 128,7 (СН), 128,9 (СН), 129,1 (СН), 129,2 (СН), 129,6 (СН), 129,7 (СН), 130,1 (СН), 130,3 (СН), 137,6 (С), 139,1 (С), 146,4 (С), 162,5 (С, 7с_р 245 Гц), 172,7 (СО), 175,5 (СО). Найдено, %: С - 75,09; Н - 4,50; N - 6,03. С29И21FN2О3. Вычислено, %: С - 74,99; И - 4,56; N - 6,03.
3.3.5-Трифенил-2- (4-хлорфенил)-дигидро-2Н-пирроло[3,4- й ]изоксазол--4,6(5Н,6аН)-дион (3в). Выход 48 %. Т. пл. 160-161 °С. ИК-спектр, см-1: 840, 1015, 1100, 1190, 1320, 1380, 1440, 1490, 1595, 1650, 1720 с, 1745 с, 3040. Спектр ЯМР 1И ^С1з), 5, м. д. (7, Гц.): 4,55 д (1Н, СН, 7 7,6), 5,41 д (1Н, СН, 7 7,6), 6,80 д (2Наром., 7 8,7), 6,93 д (2Наром., 7 7,3), 7,04 м (2Наром.), 7,12-7,28 (5Наром.,), 7,34-7,48 (6Наром.,), 7,73 м (2Наром.,). Спектр ЯМР 13С ^С1з), 5, м. д: 60,9 (СН), 76,6 (СН), 82,3 (С), 121,9 (СН), 126,2 (СН), 127,9 (СН), 128,2 (СН), 128,7 (СН), 128,8 (СН), 129,1 (СН), 129,2 (СН),
129.5 (СН), 130,0 (СН), 130,4 (С), 131,7 (С), 136,9 (С), 137,9 (С), 144,3 (С), 172,0 (СО), 174,4 (СО). Найдено, %: С - 71,90; Н - 4,22; N - 5,93. С29И21 «N203. Вычислено, %: С - 72,42; И - 4,40; N - 5,82.
3.3-Дифенил-5-(4-фторфенил)-2-(4-хлорфенил)-дигидро-2Н-пирроло[3,4--й]изоксазол-4,6(5Н,6аН)-дион (3г). Выход 46 %. Т. пл. 156-158 °С. ИК-спектр,
см-1: 840, 1110, 1260, 1390, 1540, 1730 c, 3060. Спектр ЯМР ХИ (ДМСО-de), 6, м. д. (J, Гц.): 4,54 д (1Н, СН, J 7,6), 5,76 д (1Н, СН, J 7,6), 6,77 д (2Наром., J 8,7), 7,05-7,08 (4Наром.), 7,13-7,47 (10Наром.), 7,58 м (2Наром.). Спектр ЯМР 13C (ДМСО-de), 6, м. д: 61,5 (СН), 77,6 (СН), 82,1 (С), 116,9 (СН, Jg_F 23 Гц), 122,2 (СН), 128,2 (СН), 128,7 (СН), 128,8 (C), 128,9 (С), 129,1 (СН), 129,3 (С), 129,4 (СН), 129,6 (СН), 129,7 (СН),
130.1 (СН), 130,3 (СН), 137,4 (СН), 138,6 (С), 145,3 (С), 162,4 (С, Jc-f 245 Гц), 172,5 (СО), 175,3 (СО). Найдено %: C - 69,43; Н - 4,38; N - 5,49. С2дИ2оС№^O3. Вычислено, %: С - 69,81; И - 4,04; N - 5,61.
2-п-Толил-3,3-дифенил-5-(4-фторфенил)-дигидро-2Н^-пирроло[3,4-^ ]изо-ксазол-4,6(5Н,6аН^)-дион (3д). Выход 67 %. Т. пл. 179-180 °С. ИК спектр, см-1: 840, 1100, 1200, 1390, 1540, 1725 с, 3070. Спектр ЯМР 1И (ДМСО-^е), 6, м. д. (J, Гц.): 2,10 с (3Н), 4,55 д (1Н, J 8,0), 5,70 д (1Н, J 8,0), 6,65 д (2Наром., J 8,0), 6,80 д (2Наром., J 8,0), 7,02-7,08 (2Наром.), 7,12-7,44 (10Наром.), 7,57 м (2Наром.). Спектр ЯМР 13С (DMSO), 6, м. д.: 21,2 (СН3), 61,2 (СН), 77,7 (СН), 81,8 (С), 116,8 (СН, Jg-F 23 Гц), 121,3 (СН),
128.1 (СН), 128,9 (СН), 129,0 (СН), 129,1 (СН), 129,2 (СН), 129,6 (СН), 129,7 (СН), 130,3 (СН), 134,6 (С), 137,8 (С), 139,3 (С), 143,9 (С), 162,4 (С, Jc-f 245 Гц), 172,7 (Со), 175,4 (СО). Найдено, %: С - 74,99; Н - 5,12; N - 5,66. C30H23FN2O3. Вычислено, %: С - 75,30, И - 4,84; N - 5,85.
2-(4-Метоксифенил)-3,3-дифенил-5-(фторфенил)-дигидро-2.&-пирро-ло[3,4-^]изоксазол-4,6(5Н,6аН^)-дион (3е). Выход 76 %. Т. пл. 165-166 °С. ИК-спектр, см-1: 840, 1110, 1210, 1260, 1390, 1460, 1540, 1725 с, 3050. Спектр ЯМР 1И (CDCI3), 6, м. д. (J, Гц.): 3,67 с (3Н), 4,58 д (1Н, J 7,6), 5,38 д (1Н, J 7,6), 6,50 д (2Наром., J 9,4), 6,74 д (2Наром., J 9,4), 6,99 д (2Наром., J 7,3), 7,10-7,25 (7Наром.), 7,38-7,42 (3Наром.), 7,74 м (2Наром.). Спектр ЯМР 13С (CDCI3), 6, м. д: 55,7 (СН3), 60,2 (СН), 76,6 (СН), 82,1 (С), 113,3 (СН), 116,5 (СН, Jg-F 23 Гц), 123,4 (СН), 127,7 (СН),
128.1 (СН), 128,2 (СН), 128,5 (СН), 128,6 (СН), 129,0 (СН), 129,8 (СН), 130,0 (СН), 137,3 (С), 138,5 (С), 138,8 (С), 157,6 (С), 162,5 (С, Jc-f 245 Гц), 172,2 (СО), 174,5 (со). Найдено, %: С - 71,95; Н - 4,54; N - 5,67. CзоH2зFN2O4. Вычислено, %: С - 72,86; И - 4,69; N - 5,66.
Литература
1. Breuer E. // The chemistry of amino, nitroso and nitro compounds and their derivatives. Part I / ed. by S. Patai. J. Wiley, 1982. P. 459-563.
2. Jones R. C. F., Martin J. N. Nitrones // The chemistry of heterocyclic compounds / ed. by A. Padwa and W. H. Pearson. J. Wiley, 2002. Vol. 59. P. 1-79.
3. Brandi A., Cicchi S., Cordero F. M., Goti A. Heterocycles from alkylidenecyclopropa-nes // Chem. Rev. 2003. Vol. 103. P. 1213-1269.
4. Iwakura Y., Uno K., Hong S.-J., Hongu T. Substituent effect of dipole and dipolarophile in the reaction of nitrones with maleimides // Bull. Chem. Soc. Japan. 1972. Vol. 45. P. 192-195.
5. Coskun N., Ozturk A. Substituent control in the diastereoselectivity of dipolar cycloadditions of nitrones // Tetrahedron. 2007. Vol. 63. P. 1402-1410.
6. Burdisso M., Gandolfi R., Grunanger P. Control of regiochemistry in nitrone cycloadditions // Tetrahedron. 1989. Vol. 45. P. 5579-5594.
7. Goti A., Cordero F. M., Brandi A. Cycloadditions onto methylene- and alkylidenecyclo-propane derivatives // Topics in Current Chemistry. 1996. Vol. 178. P. 1-95.
Статья поступила в редакцию 2 февраля 2010 г.
