Реакции алкилирования 5-карбонитрил-4-фенил-1Н-пиразолов Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ

Т 53 (7) ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2010

УДК 547.556.8

Е.В. Момотов, С.Б. Носачев, А.Г. Тырков, Т.Р. Добрянская

РЕАКЦИИ АЛКИЛИРОВАНИЯ 5-КАРБОНИТРИЛ-4-ФЕНИЛ-1Н-ПИРАЗОЛОВ

(Астраханский государственный университет) e-mail: [email protected]

Исследована реакция алкилирования 5-карбонитрил-4-фенил-1Н-пиразолов хлор-метилоксираном, а также направление раскрытия оксиранового цикла под действием трет-бутиламина или морфолина.

Ключевые слова: алкилирование, 5-карбонитрил-4-фенил-1Н-пиразол, хлорметилоксиран

Ранее, взаимодействием 2-фенил-1,1-дици-аноэтена с диазометаном или диазоэтаном получены 5-карбонитрил-4-фенил-1#-пиразолы (1,11) [1]. Наличие подвижного атома водорода в имин-ной группе пиразольного цикла позволило осуществить функционализицию этих соединений, например, по реакции калиевых солей 5-карбонит-рил-4-фенилпиразолов (Ш,1У) с хлорметилокси-раном.

РЬ г я

R.

>

N.

EtOK

N

H

I, II

CLCH2"

CN

EtOH

N

N

CN

K

V

R

Д Me2 CO

N N

III, IV

Ph

N CN

CH2^V"

дельным соединениям [2,3]. Обработка оксиран-производных пиразолов (У,У1) трет-бутилами-ном или морфолином при нагревании в присутствии осушенного диоксана приводит к раскрытию оксиранового кольца по правилу Красуского и завершается получением трет-бутилиминных (У11,У111) или морфолиновых (1Х,Х) производных пиразолов [4].

Яч ^ РЬ

И2МСМе3 |Г

V,VI

д

диоксан

HN O

N.

N

CN

CH2OTCH2NHCMe3 OH

VII , VIII

"г-

N

N

Ph

CN

O

V, VI

R=H (I,III,V), Me (II,IV,VI) Калиевые соли были получены in situ обработкой пиразолов (I,II) этилатом калия в этаноле. Нами обнаружено, что реакция соединений (I,II) с хлорметилоксираном приводит к ранее неизвестным продуктам алкилирования (V,VI), структура которых установлена методами ИК и ЯМР1Н спектроскопии. ИК спектры характеризуются отсутствием полосы поглощения группы NH при 3550 см- . Параметры спектров ЯМР1Н полученных веществ соответствуют приписываемым структурам и близки структурноподобным мо-

снснсн^_о

он IX, X

Я=И (У11,1Х), Ме (УШ,Х) Структура продуктов реакции установлена методами ИК и ЯМР1Н спектроскопии. В ИК спектрах фиксируются полосы поглощения группы при 3530 см-1 и гидроксильной группы в области 3345 см-1 для соединений (У11,УШ). Спектры ЯМР1Н характеризуются присутствием дуплетов протонов группы ОН при 5.20-5.24 м.д., а также набором сигналов иминоалкильного и морфолинового фрагментов, величины химических сдвигов которых близки структурноподоб-ным соединениям [3].

Региоселективное протекание реакции обусловлено, по-видимому, стерической доступ-

ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2010 том 53 вып.7

101

ностью терминального атома углерода для атаки нуклеофилом, что, вероятно, дестабилизирует альтернативное переходное состояние, приводящее к продуктам присоединения против правила Красуского.

Таким образом, проведенные реакции позволяют получать ряд труднодоступных другими методами функционализированных пиразолов, содержащих в положении N1 азагетероцикла различные фармакофорные фрагменты, которые могут представлять интерес в качестве структурных аналогов кардиоселективных р1-адреноблокаторов [5].

ИК спектры растворов веществ в хлороформе записывали на спектрофотометре ИКС-29. Спектры ЯМР1Н зарегистрированы на приборе Bruker Avance (300 МГц) в ацетоне - d6, внутренний стандарт - ГМДС.

Взаимодействие 5-карбонитрил-4-фенил-iff-пиразолов (I,II) с хлорметилоксираном. К раствору 6 ммоль соединений (I,II) в 20 мл этанола при 0°С добавляли 6 ммоль этилата калия, выдерживали при 5°С 0.5 ч, осадок отфильтровывали, промывали холодным этанолом и сушили. Затем калиевые соли пиразолов (III) или (IV) суспензировали со 100 мл ацетона, добавляли при перемешивании 6 ммоль хлорметилоксирана и кипятили с обратным холодильником 2 ч. Реакционную смесь выдерживали 3 суток при 25°С, растворитель выпаривали при пониженном давлении, остаток обрабатывали диэтиловым эфиром (3x10 мл), экстракт упаривали и хроматографировали на колонке (10х500 мм), заполненной активированным силикагелем марки Silicagel 100/400ц, элюент для соединений (V,VI) - бензол.

5-Карбонитрил-1-(2-оксиранилметил)-4-фенил-Ш-пиразол (V). Выход 62%. Т.пл. 105-108°С. Спектр ЯМР1Н, 5, м.д.: 2.65 д (СНз), 3.06 м (СН), 4.23 д (СН2), 7.28 м (Ph), 7.59 с (СН). Найдено, %: С 69.10; H 4.68; N 18.51. C13H11N3O. Вычислено, %: C 69.33; H 4.89; N 18.67.

5-Карбонитрил-3-метил-1-(2-оксиранил-метил)-4-фенил-Ш-пиразол (VI). Выход 64%. Т.пл. 118-120°С. Спектр ЯМР1Н, 5, м.д.: 2.35 с (СН3), 2.64 д (СН2), 3.05 м (СН), 4.21 д (СН2), 7.35 м (Ph). Найдено, %: С 70.05; H 5.27; N 17.38. C14H13N3O. Вычислено, %: C 70.29; H 5.44; N 17.57.

Взаимодействие замещенных 5-карбо-нитрил-4-фенил-1Д-пиразолов (V,VI) с трет-бутиламином или морфолином. К раствору 5 ммоль пиразолов (V,VI) в 50 мл осушенного диок-сана добавляли 5 ммоль трет-бутиламина или

Кафедра неорганической и биоорганической химии

свежеперегнанного морфолина, реакционную смесь нагревали на водяной бане 6 ч. Растворитель выпаривали при пониженном давлении, остаток хроматографировали, как описано выше, элюент - хлороформ.

1-[3-(торето-Бутиламино)-2-гидроксипро-пил]-5-карбонитрил-4-фенил-Ш-пиразол (VII).

Выход 55%. Пд 1.5546. ИК спектр, V, см-1: 3345 (ОН), 3530 (Ш). Спектр ЯМР1Н, 5, м.д.: 2.31 с (СНз), 2.75 т (СН2), 4.23 уш (Ш), 4.46 д (СН2), 4.48 м (СН), 5.24 д (ОН), 7.35 м (РИ), 7.58 с (СН). Найдено, %: С 68.29; Н 7.24; N 18.64. С^^О. Вычислено, %: С 68.46; Н 7.38; N 18.79.

1-[3-(торето-Бутиламино)-2-гидроксипро-пил]-5-карбонитрил-3-метил-4-фенил-1.Н-пира-

зол (VIII). Выход 57%. П20 1.5336. ИК спектр, V, см-1: 3345 (ОН), 3530 (Ш). Спектр ЯМР1Н, 5, м.д.: 2.32 с (СН3), 2.35 с (СН3), 2.75 т (СН2), 4.25 уш (NH), 4.45 д (СН2), 4.78 м (СН), 5.23 д (ОН), 7.36 м (РИ). Найдено, %: С 69.08; Н 7.54; N 17.80. С^Н24^О. Вычислено, %: С 69.23; Н 7.69; N 17.95.

1-(2-Гидрокси-3-морфолинопропил)-5-карбонитрил-4-фенил-1Н-пиразол (IX). Выход

55%. П 1.5220. ИК спектр, V, см-1: 3345 (ОН). Спектр ЯМР1Н, 5, м.д.: 2.74 т (СН2), 2.81 д (СН2), 3.48 т (СН2), 4.45 д (СН2), 4.77 м (СН), 5.20 д (ОН), 7.40 м (РИ), 7.55 с (СН). Найдено, %: С 65.26; Н 6.26; N 17.80. СПН20^О2. Вычислено, %: С 65.38; Н 6.41; N17.95.

1-(2-Гидрокси-3-морфолинопропил)-3-метил-5-карбонитрил-4-фенил-1.Н-пиразол (X).

Выход 50%. Пд 1.5550. ИК спектр, V, см-1: 3345 (ОН). Спектр ЯМР1Н, 5, м.д.: 2.34 с (СН3), 2.74 т (СН2), 2.80 д (СН2), 3.48 т (СН2), 4.46 д (СН2), 4.76 м (СН), 5.21 д (ОН), 7.40 м (РИ). Найдено, %: С 66.12; Н 6.58; N 17.02. С^^О2. Вычислено, %: С 66.26; Н 6.75; N17.18.

ЛИТЕРАТУРА

1. Добрянская Т.Р., Носачев С.Б., Тырков А.Г. Мат. II Междунар. конф. Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии. Астрахань. 2008. С. 272-273.

2. Преч Э., Бюльманн Ф., Аффольтер Г. Определение строения органических соединений. М.: Мир. 2006. С. 192.

3. Гордон А., Форд Р. Спутник химика. М.: Мир. 1976. С. 291.

4. Владимирова М.Г., Петров А.А. // ЖОХ. 1947. Вып. 1. С. 51-54.

5. Тырков А.Г. Дисс. ... д.х.н. Саратов. 2005. С. 172.

102

ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2010 том 53 вып. 7