CC BY
11УДК 547.255 Л+547.882.7
ОЖ Бойкова, И,В. Шахкельдян, Ю.М. Лтрошснко, И.Е. Якунина, М.Б. Никишина
АНИОННОГО Е-АДДУКТА 3,5-ДИНИТРОБЕНЗОИНОИ КИСЛОТЫ
(Тульский государственный педагогический университет им, Л Л Толстого)
Разработан способ получения нитросоединепий, содержащих З-алабицикш-¡33, Цшттшймй фрагмент * Синтезирован ряд 7-карбокси~3~Я~2$4чЫ*тнил- 5ч)шштро~ Злгншииикло/З.3. }/ноп-6~енов во сап ан о елени ем ЗЗ-дипитробетойпой кислоты тетра-г и др и до борат ом натрия и последующей реакцией Машшха с ацет альдегидом и первичными амштлш, Строение си шп ел и ров а нн ых соединений тучепо методами И К и ЯМР 7/ и иС спектроскоп и и.
Одним нт интересных классов гетера циклических соединении являются атабицик-ло[ЗЗЛ ]нонаны, каркас которых входит в качестве структурного фрагмента в состав природных биологически активных веществ, В связи с тгим, ранее был разработан препаративный метод синтеза бицикмжонанов, основанный на восстановительной активации ннтроаренов, анионные аддук-ты которых используются далее в реакции Май-и мха с формальдегидом и первичными аминами [1-3]. В настоящей работе »-пучена возможность синтеза соединений данного класса на основе гид-ридного аддукта 3,5-динитробензойной кислоты с ацетадьдегидом в качестве карбонильной ком но-ненты по следующей схеме:
О А
О*
КгЧДМй). СНОЮН 00. СН?С1Г№ОН ОТ СЖММл)
Как видно *п приведенной схемы, синтез б и цикл оно на но в включает две стадии, Па первой стадии проводили восстановление 3,5-динитробентонной кислоты ЫаВН4 при 10-20°С в водном ТГФ. Образующаяся в результате нукдео-фил ь но го присоединения натриевая соль 3,5* бие{ш|!шитр0)-! -циклогексенкарбоновой кислоты на второй стадии подвергалась аминометилнрова-нию с ацетальдегидом бет выделения т реакционной смеси. В результате были получены соединения Ша-л с относительно невысокими выходами 14-38%, что может быть связано со снижением реакционной способности ацетальдегнда в конденсации, а также стерическими факторами. Строение и состав синтезированных соединений
I I ^
ли докатаны методами ИК, ЯМР 11 и С спек-
В ПК спектрах анализируемых соединений
аолюдается ряд полос, свидетельствующих в
пользу предлагаемых структур. Интенсивные полосы поглощения в области 1357-1378 и 1546-1560 см^еоответетвуют симметричным и антисимметричным валентным колебаниям алифатических нитрогругиг В области 1703-171К см' 1 наблюдается двойная полоса колебаний карбонильной группы, а в области 1627-] 668 см" ^проявляются колебания С С-свядг Валентные и деформационные колебания С>ГГИ,Ф фиксируются в области 2846-2986 см'1 и 1423-1468 ем'1, соответственно,
1 ^ ^ При анализе спектров ЯМР Н и ЯМР С
выделенных продуктов обнаружено, что все сиг» налы представлены в тройном наборе. Такая спектральная картина обусловлена существованием данных соединений в виде смеси стереоизомеров. В спектрах ЯМР полученных производных 3~ азабнцнкло[3.3.1 ]нонана в наиболее слабом поле (о - 13 мл/) наблюдается уширенный синглет протона карбоксильной группы. Протон Н6 при двойной связи зафиксирован в виде си и глета при 6 6.78-7,15 мл. Аксиальные и экваториальные протоны 1Г шшеридннового никла образу гот дублеты в области б 2.41-3,13 м.д. с гемнпальпой кон-етантой спнн-спинового взаимодействия ./ 11.76 Гц. Дублеты протонов цнк;югексенового фрагмента проявляются при 6 2.77-3.05 мл, и имеют более высокие значения констант сшшчлшнового взаимодействия (\1 18,30-18.75 Гц). Протоны Г Г и Н* наблюдаются в виде квартетов в области 6 2.99-З.Х2 м.д. с константами спин-спинового взаимодействия (5Ш-Ы2 Гц)* Протоны заместителей при атоме азота дают ожидаемые типы сш налии Для дальнейшего подтверждения строения синтезированных соединений были записаны спектры ЯМР которые также согласуются с предложенной структурой. Сигнал от атома угле-да (/(К)} 1-грунпы наблюдается в области бс 165.84 мл., а поглощение в области й,-129.03-134,59 мл. соответствует атомам С>С
связи. Сигналы от атомов углерода, которые непосредственно связаны с электроноакцепторными шггрогруниами {С , С ) или гетероатомом (С\ С"), смещены в слабое поле и обнаруживаются в области 8С 86.22-9 К67 и 55,06-64,97 mju соответственно.
Ранее [4] для 2,3,4-трнмегнл-К5-дшппро-3^пабицикло[3,3.1 ]нон-б~ена по данным РСА установлено, что более стабильным промером является roí; в котором цнкдогекссно&ын цикл имеет конформацню софа, гтнеридиновын цикл находится в кчш формации кресло с трапе-расположением С-мстилышх груши причем ориентация метильнон группы при атоме С<4) экваториальная, а при атоме С{2'улкстпът%.
"ЖС1 И;РИМ1:ИТЛЛЬНЛЯ ЧАСТЬ
ПК спектры (таблетка КВг) шшсаиы на спектрофотометре Specord 75-IR. Спектр Я MP !Н зарегистрирован на спектрометре Brisker DRX-300
s i
{500,13 МГц); спектр ЯМР С получен на ирнборе Broker WM - 250 (62,9 МГц) в смеси CCIwlMCO-йь (3:1), внутренний стандарт ГМДС, Коэффициенты удерживания (Rf) определены на пластинках Sílutol UV-254, для соединении НЕя, б, г тлюент ■■ анетои-толуол-гексан (1:4:1), для соединении П1ц, л» тлюент ацетон-толуол (1:1), детектирование УФ светом. Температуры плавления определены на столике Кофлера фирмы Boelius.
Общая методика синтеза 3-нмс-
тн;|-13-Дннк«тро-3*азаби1и1кло-[З.ЗЛ 1нон-6«сн«7-
карбоновых кислот (Ша-л), 0,004 моль 3,5-
линнтробен юйнон кислоты растворяли в 10 мл
смеси ТГФ ; вода (1:1 но объему }. При переме-
шиванип и охлаждении ледяной водой добавляли
0.016 моль NaBl L в течение 20 mhhvt. После
1 i¡
окончания восстановлен!!«, к реакционному раствору добавляли охлажденный раствор 0.024 моль ацетадьдегнда п С).ООН моль гидроклорнда соответствующего амина в 10 мл воды, чатем подкисляли 20% раствором до рИ 4-5. Продукт реакции жстрагнровали толуолом {,3x50 мл), же -тракт промывали водой, сушили бетводным СаСЬ, растворитель отгоняли в вакууме. Остаток кристаллизовали и } тганода.
2,3,4Л'|)нме1 «;ь 1,5-д|1нитро-3-а шбицик-;ш|3.3.1 ¡1Н)и-6-сн-7-карГ)онован кислота (Illa) белого цвета. Выход 38%, т.пл. 165-166 °С. R; 0.31. ПК спектр, V, см"1: 1668 (С=С), 1551 (jSfO?), 1373 CNO,). 2892, 2977 (СП,,иф), 1709 (С'Ю). Спектр ЯМР Й. м.дл 6.88 с, 7.14 с (211. И"). 3.05-3.50 к (6Н, П\ Н4 J 5.88, 6.62 Гц), 2.92 д, 3.00 д, 3.02 д (311, 1ГС, J 11.76 Гц), 2.56 д, 2.74 д, 2,80 д (311, И'*,. J 11.76 Гц), 2.96 д (III, H\,hk>, J 1839 Гц), 2.85 д (1 Н, lT,,ti, J ! 8.39 Гц), 0.83 д, 0.85 д. 0,92 д. 0.93 д.
0.97 л , 0.99 д (6Н, 2-CHu 4-СН,, J 5,88 Гц. J 6.62 Гц), 2,22 с, 2.25 с. 2.29 с (ЗН, NCH;,), 12.92 ш.с (СООН). Спектр ЯМР UC, 5, м. д.: 86.43, 88.72, 89.75 (( К 64.04, 64,18, 64.97 (С'*), 55.84, 56.97, 60.50 (CJ). 90.12, 90.54, 91.20 (С5), 129.33,
133.16 (С*), 133.43, 133.92, 134.18 (С"), 27.91, 31.78, 32.28 (C\h 36.23, 37.05 (С\ 12.82, 13.51, 13.89, 14.51 (2-С ПО, 4.84 (4-CIhh 38.39, 38.59 (NCI-It). 165.44, 165.54 (СООН) . Найдено, %: С 48.40; И 5.73; N 14.14. Cl2lf-NA, Вычислено, %: С 48.16; И 5.68; N 14.05.
3-Эти.1-2,4-днмег1Ы1-1,5-лии1ггро-З-аза-бицик.ю}3.3.1 |нон-6-си-7-карбоновая кислота (Ш6) белого цвета. Выход 19.2%, т.пл. Í48-149 °С, R, 0.36. ИК спектр» v, см 1636 (ОС), 1554 LMhh 1378 (,Ж)2), 2894, 2977 (СН,,йф), 1710 (ОО). Спектр ЯМР 11. 5, м.л.: 6.89 с, 7.12 с, 7.15 с (ЗН, 1Г), 3.00 к, 3.05 к, 3.08 к, 3.33 к, 3.41 к, 3.53 к (6Н, IT, И4 J 5.88, 6.72 Гц), 2.98 д, 3.03 д, 3.06 д (ЗН, Н\„ J 11.00 I 'll), 2.41 д, 2.43 д, 2.55 д (ЗН,
./ 1 Г00 Гц). 2.97 д ОН, 1Т,нЛи J 18,31 Пи, 2.77 д
(111,1 J 18.37 Гц), 0.90 д, 0.92 д, 0.94 д, 0.95 д, 0.97 д . 0.99 д (6Н, 2-( 1Г. 4-CH.u J 5.88 Гц, J 6.72 Гц), 0.85 т, 0.93 т. Г01 т (ЗН. СН2СНД 2.90 м (СН>СН.0, 12.80 hi .с (СООН). Спектр ЯМР 1,С\ 6, м. д,: 86.42, 87.67, 88.93 (С'), 59.76, 60.73, 61.45 (С), 55.86, 56.70, 56.95 (СТ 90.19, 90.98, 91.67 iC\ 129.43, 129.86. 133.11 (Сл), 133.63, 133.89, 134.25 (С), 28.03, 32.11, 32.48 (Ся), 37.13, 37.56, 38.49 (С\ 13.11, 13.33, 13.52, (2-СН.0, 6.22, 6.65, 6.76 (4-СНД 41.99, 42.50, 44.89 (СН2СИдК 13.86, 14.56, 14.67 (С! ГС!Г), 165.61, 165.73, 165.81 (СООН). Найдено, %: С 50.01; Н 6.03; N S3.39. CnH|4NA. Вычислено, %: С 49.84; Н 6.07; N
t * Лф»
З-Карбоксиэ i ид-2,4-диметил-1,5-диииг-ро-3-а:}абиц|1к\ш|3.3.1|]!011-6-е11-7-карбоновая кислота (П1к) белого цвета. Выход 14%, г.ил. 181-182°С, Rf 0.64. ИК спектр, v. см'1: 1657 (С С). 1560 О'О,). 1357 (,N02), 2986 (СН;,жф). 1718 (С"О), Спектр ЯМР 'Н. 6. м.дл 6.90 с, 7.13 с (21Г 1Г ), 3.38 к, 3.40 к, 3.43 к, 3.66 к, 3.71 к, 3.82 к (611, 1Г. Н" J 6.60 Гц), 2.97 д. 3.01 д. 3.05 д (ЗН, Н\, J 1 1.20 Гц), 2.72 д, 2.81 д, 2.84 д (ЗН, 1Г,И J 1 Г Гц). 3.00 д (1Н, Hs,ísAi, J 18.30 Гц), 2.90 д (1Н, Н\. J 18.30 Гц), 0.86 д, 0.90 д, 0.94 д, 0.98 д, 0,99 д , 1.08 д (611. 2-СНь 4-Cl!n J 6,60 Гц), 3,43 д. 3.58 д (2Н. СН2СООН), 13.00ш,с (СНСООН), 13.00 ш.с (СООН). Спектр ЯМР ИС, Й. м. д.: 86.45, 88.56, 89,85 {С'), 60,67, 62.16, 62.91 (С"), 55.06, 56.03. 57.57 {С"). 90.13, 90.65, 91.48 (С ), 129.03, 129.36 (С), 132.99, 134.37, 134.45 (C), 29.90,32.08, 32.42 (СЛ), 35.72, 36.88 (С"), 12.21, 13.08, 13.90, 14,65 (2-CH0. ?3)4, 8.65 (4-CHU), 51.48. 52.14, 53.20 (С1ГСООН),172.57, 173.29, 173.41 (СН?СООН),
СМИ
165.67, 165.84 (СООН). Найдено, %: С 45.44; И 4.89; N 12.30. СИНПШ:38. Вычислено, %; С 45.48: Н 4.96; N 12.24.
3-Карбокснпро11и;!-2,4-димстил-1,5-ди-нитро-3-азабицикло|3.3.1 |»10н-6-ен-7-карГ)0110-вая кислота (IIIг) белого цвета. Выход 23%, т. пл. 175-176°С, Я; 0.24. И К спектр, v. см1: 1667 (ОС), 1555 („N03), 1369 (JSI02). 2928 (СНаявф). 1703 (С-О). Спектр ЯМР !М, 8, м.л.: 6.87 с, 6.89, 7.13 с (ЗН, Н"), 2.99 к, 3.05 к, 3.09 к, 3.50 к, 3.56 к, 3.60 к <6Н, Н\ Н4 J 6.50 Гц). 2,90 д, 2.93 д, 2.96 д (ЗН, Н\„ У 11.50 Гц), 2.55 д, 2.71 д, 2.77 д (ЗН, J 11.50 Гц), 3.01 д (1Н, if,mb, J 18.50 Гц), 2.88 д (1Н, J 18.50 Гц), 0.88 д. 0.91 д, 0.93 д, 0.97 д. 1.01 д, 1.04 д (6Н, 2-СНи 4~С|Ь, J 6.50 Гц), 2.24 м (СН,СИ,СООН), 2.95 м (СН.СН.СООН), В.ООш.е
% лд. rttttttttf ** Л <v V <-x4ViViV-^ У
(N СНзОЬСООН), 13.00 ш.с (СООН). Спектр ЯМР nC, S, м. д.: 86,44, 87.73, 88.88 (С'), 60.96, 61.39, 61,63 (С"), 55.88, 56.50, 58.69 (С\ 90.84, 90.99, 91,61 (С5), 129,63, 133,43, 133,99 (С*), 134.09, 134.26, 134.40 (С7), 32.17, 32.49, 33.61 (С\ 36.88, 37.41, 38.50 (С9), 12.31. 13.15, 13.50, 13,90 (2-С1Г), 6.97, 7.94 (4-СН0. 44.47, 44.69, 47.16 (СН2СН2СООН), 27.47, 27,81, 28.03 (С1ГСН: СООН), 173.09, 173-21, 173.29(СН2СН2СООН), 165.44, 165.65, 165.84 (СООН). Найдено, %: С 47.12; Н 5.34; N 11.63. C,4H14N40x. Вычислено, %: С 47.06; Н 5.32; N 11.76.
З-Бен шл-2,4-ди мстил-1,5-д ни итро-3-a ia-би цикло| 3.3.1 |нон-6-С11-7-карбоновая кислота (Ш/0 бледно-желтого цвета. Выход 30%, т. пл. 159-160°С, Л,0.60. ИК спектр, v, см ': 1642 (С=С),
1560 LMhl 1357 (Mhl 2846, 2930 (СН;,тф), 1710 (СО). Спектр ЯМР 41. 8, м.д.: 6,78 с, 6.85 с (211. Н\ 3.25 к, 3.27 к, 3,30 к, 3,52 к, 3.54 к, 3,57 к (6Н, Н2. Н4 J 6.50 Гц), 3.06 д, 3.08 д, 3.13 д (ЗН, Н\, ./ 11.20 Гц). 2.59 д. 2.72 д, 2.75 д (ЗН, И4,. J 11.20 Гц). 3,05 д (1Н, if,mki, J 18.30 Га). 2.95 д (1Н, Н\W,J 18.30 Гц), 0.87 д, 0.89 д, 0.91 д, 0.95 д, 1.01 д , 1.02 д (6Н, 2-СН;, 4-С1Г, J 6.50 Гц). 7.20 м, 7.26 м (СНСг,Н5), 3.52 д , 3.94 д (СН2С6Н5, J 15.25 Гц). 13.00 ш.с (СООН). Спектр ЯМР ПС, 8, м. д.: 86.22, 87,56, 88.59 (С1), 61.19, 63.76, 64,09 (С"), 56.06, 56.85, 57.25 (С*), 89.94, 90.81, 91.53 (С5), 134.17, 134.45, 134.59 (С6), 139.62, 139.82, 139.93 (С), 27.94, 32.06, 32.48 (С4). 37.32, 38.44, 38.76 (С\ 13.39, 13.76, 13.96, 14.09 (2-СН.0, 5.52, 5.82 (4-С1ГК 127.75, 128.23, 128.54, 128.77. 129.23, 129.80 (СН,С,Н5). 52.37, 53.75, 54,54 (0 ГС, 1 Г), 165.6!, 165.79 (СООН). Найдено, %: С 57.54; Н 5.56; N 11.24. Cixl bjN^Of,. Вычислено, %: С 57,60; Н 5,60; N 11.20.
Л ИТ ЕРА ТУРА
1. Шахщ|[,цш И.В. и др. ЖОрХ. 2003. Т. 39, Вып. 4.
С. 625-631,
2. Мелечииа ПК. Ii лр. Химическая технология. 2003 Sv 8.
С. 8-И.
3 Атршненко IÖ.M. и др. Tcj докл. XVII Мсмделескском» о.счла по обшсм и прикладной химии. Казань. 20Ш. Т, I.
с, т,
4 Атрошснко Ю.М. и лр. ЖОрХ. IW. Т. 35. Вып. 9. С. ПЗУ-1343.
Кафедра органической и биологической химии
