Синтез 5-йод-4-хлорметилтиофен-2-карбальдегида Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ХИМИЯ

Вестн. Ом. ун-та. 2011. № 2. С. 110-112.

УДК 547. 732.4

А.С. Фисюк, Ю.П. Богза, В.Б. Беляев

Омский государственный университет им. Ф. М. Достоевского

Л.В. Беляева

ООО «Омсквинпром»

СИНТЕЗ

5-ЙОД-4-ХЛОРМЕТИЛТИОФЕН-2-КАРБАЛЬДЕГИДА

Взаимодействием 4-хлорметилтиофен-2-карбальдегида с Ы-йодсукцинимидом и каталитическими количествами кислоты в отсутствие растворителя получен 5-йод-4-хлорметилтиофен-2 -карбальдегид.

Ключевые слова: 4-(хлорметил)тиофен-2-карбальдегид, 5-йод-4-хлорметилтиофен-2-карбальдегид, не содержащий растворителя.

Для построения конденсированных систем, состоящих из бензо-пиранового и тиофенового циклов, используются подходы, включающие в себя аннелирование бензопиранов тиофеновым ядром [1-6], одновременное образование обоих циклов [7-10] или формирование пиранового цикла [11-13]. Последний подход реализован только на одном примере - при формировании С-С связи пиранового цикла с помощью реакции Ульмана [13]. Несмотря на хорошие выходы целевых продуктов, использование бутиллития, токсичных реагентов и низких температур снижает препаративную ценность этого способа.

Катализируемое соединениями палладия внутримолекулярное ари-лирование п-избыточных гетаренов и арилгалогенидов [14] является эффективным альтернативным методом синтеза конденсированных структур, толерантным к функциональным группам и протекающим в мягких условиях. Ранее мы показали, что 4-[(2-иодарилокси)метил]тио-фен-2-карбальдегиды в условиях реакции Хека способны замыкать пи-рановый цикл с образованием 4Н-тиено[3,2-с]хроменовой системы [15]. Этот способ синтеза, являющийся удобным методом синтеза 2-функ-циональнозамещенных 4Н-тиено[3,2-с]хроменов, не лишен ограничений. К ним относится малодоступность исходных о-йодфенолов.

Синтез 4Н-тиено[3,2-с]хроменов, основанный на внутримолекулярном арилировании предшественников, содержащих атом йода в тиофеновом ядре, до настоящего времени не изучен. Такие предшественники могли быть получены на основе 5-йод-4-хлорметилтиофен-2-карбальдегида (соединение 2). Необходимо отметить, что такой подход может оказаться достаточно продуктивным и быть использован не только для получения 4Н-тиено[3,2-с]хроменов, но и других анне-лированных тиофенов (схема 1).

Нами разработан удобный синтетический метод получения 5-йод-4-хлорметилтиофен-2-карбальдегида (2) йодированием 4-хлорметил-тиофен-2-карбальдегида (6). Соединение 6 получали по схеме 2 действием параформа в присутствии избытка хлористого алюминия на коммерчески доступный тиофен-2-карбальдегид (5) [16].

© А.С. Фисюк, Ю.П. Богза, Л.В. Беляева, В.Б. Беляев, 2011

Синтез 5-йод-4-хлорметилтиофен-2-карбальдегида

lll

Йодирование соединения 6 осуществляли Ы-йодсукцинимидом (N18) в присутствии кислот (серной, метансульфокисло-ты, полифосфорной и п-толуолсульфо-кислоты) в условиях отсутствия растворителя. Субстрат (6) и реагент (N18) брали в молярных соотношениях 1:1.5; 1:1.8;

1:2.0. Выходы продукта (2) лежали в пределах от 20 до 80 % Лучшие выходы (70-С1

XH

YH

1

II \

I^\S/'"CHO 2

80 %) были достигнуты при использовании полифосфорной и п-толуолсульфо-кислоты и отношении субстрата к реагенту как 1:1.5 (схема 2). Необходимо отметить, что при использовании серной и ме-тансульфокислоты реакция протекала быстрее, но с образованием большего количества побочных продуктов.

-Х^ /X

YH

Схема 1

11 X

^^"CHO 3

Y

11 к S^"-CHO

4

О-

(CH2O)n/AlCl3

CHO

CHCl

Cl

// \v

^/"CHO б

Схема 2

NIS

H

Cl

CHO

+

I

5

2

Строение полученного соединения (2) подтверждено данными ИК-, ЯМР- 1H-и ^C-спектроскопии и масс-спектромет-рии. В ИК-спектре продукта реакции присутствует полоса поглощения карбонильной группы при 1650 см-1 . В спектре ЯМР 1H регистрируется синглет двух протонов метиленовой группы с химическим сдвигом 4,54 м. д., присутствуют сигналы ароматического атома водорода при 7,60 м. д. и водорода карбонильной группы при 9,79 м. д.

Таким образом, нами найден путь синтеза ранее неизвестного 5-йод-4-хлор-метилтиофен-2-карбальдегида, основанный на йодировании доступного 4-хлор-метилтиофен-2-карбальдегида N-йодсук-цинимидом в отсутствие растворителя.

Экспериментальная часть

Спектры ЯМР 1H и 13C записывали на приборе Bruker DRX-400 (400 и 100 МГц). Внутренний стандарт - ТМС. ИК-спектр регистрировали на спектрометре Infralum FT-801, масс-спектр - на приборе Agilent 6890N (энергия ионизирующих электронов 70 эВ, температура испарителя 230250 °С). Контроль за ходом реакции и чистотой полученных соединений проводили методом ТСХ на пластинках Sorbfil UV-254, проявляли парами йода или УФ-светом. Температуру плавления определяли на столике Кофлера.

Синтез 5-йод-4-хлорметил-2-тиофен-карбальдегида (2). К 0,632 г (2,80 ммоль) мелкорастертого N-йодсукцинимида добавляют 0,300 г (1,87 ммоль) 4-хлорметил-2-тиофенкарбальдегида, смесь тщательно растирают, добавляют 1-2 капли полифосфорной кислоты (ПФК) и снова растирают. Затем помещают реакционную смесь на двое суток в темное место. По истечении указанного времени к реакционной массе добавляют воду (20 мл), продукт экстрагируют CHCI3 (3 х 15 мл). Экстракт промывают насыщенным раствором Na2SO3, затем водой и сушат над MgSO4. Растворитель отгоняют на роторном испарителе. Продукт перекристалли-зовывают из н-гептана (или н-гексана). Тпл = 88 - 89 °С. Спектр ЯМР Щ (CDCI3), б, м. д. (J, Гц): 4,54 (2Н, с, СН2), 7,60 (1Н, с, Н-3), 9,79 (1Н, с, CHO). Спектр ЯМР 13C (CDCI3), б, м. д.: 41,76 (CH2), 90,98 (C-5), 135,76 (C-3), 143,59 (C-2), 148,74 (C-4), 181,13 (CHO). ИК-спектр (KBr), v, см-1: 1650 (C = O). Масс-спектр (ЭИ, 70эВ) m/z (/отн %): 287,9 [M]+^ (15,7), 285,9 (42,2), 252,9 (5,2), 251,9 (8,4), 250,9 (100), 96,0 (12,2), 95,0 (9,5), 70,0 (6,5), 69,0 (10,7).

ЛИТЕРАТУРА

[1] Hegab M. I., Abdulla M. M. 4-Chloro-2,2-disubsti-tuted chromen-3-carboxaldehyde: synthesis of fused polycyclic heterocycles as anti-inflammatory, analgesic, anticonvulsant, and antiparkin-

112

А.С. Фисюк, Ю.П. Богза, Л.В. Беляева, В.Б. Беляев

sonian agents // Arch. Pharm. Chem. Life Sci. 2006. № 339. P. 41.

[2] Majumdar R. C., Biswas A. Regioselective Synthesis of Thieno[3,2- c][1]benzopyran-4-ones by Thio-Claisen Rearrangement // Monatsh. Chim. 2004. V. 135. № 8. P. 1001.

[3] Navarro R. A, Bleye L. C, Gonzaiez-Ortega A., Carmen Sanudo Ruiz M. Synthesis of 1H-

[1]Benzopyrano[4,3-b]pyrrole and 4H-Thieno[3,2-c][1]benzopyran Derivatives. Functionalisation by Aromatic Electrophilic Substitution // Heterocycles. 2001. V. 55. № 12. P. 2369-2386.

[4] Sekhar B. Ch., Ramana D. V., Ramadas S. R. A simple and convenient method for the synthesis of condenced thiophene derivatives starting from heterocyclic chloro aldehydes, Part II // Sulfur Lett. 1989. V. 9. № 6. P. 271.

[5] Weissenfeis M., Hantschmann A., Steinfueh-rer Th., Birkner E. Syntese und eigenschaften von 7-substituerten thieno[3,2-c]cumarin-2-carbonsaureestern // Z. Chem. 1989. Jg. 29. № 5. S. 166.

[6] Darbarwar M., Sundarameurthy V. Synthesis of Coumarins with 3:4-Fused Ring Systems and their Physiological Activity // Synthesis. 1982. № 5. P. 337-389.

[7] Potts K. T., Dery M. O., Juzukonis W. A. Carbon-carbon bond formation via intramolecular cycloadditions: use of the thiocarbonyl ylide dipole in anhydro-4-hydroxythiazolium hydroxides // J. Org. Chem. 1989. V. 54. № 5. P. 1077-1088.

[8] Potts K. T., Dery M. O. Intramolecular 1,3-dipolar cycloadditions with thiocarbonyl ylides // J. Chem. Soc., Chem. Comm. 1986. № 7. P. 561.

[9] Gotthardt H., Huss O. M. Neue intramolekulare

[3 + 2]-Cycloadditionen mesoionischer 1,3-

Dithiolone // Liebigs Ann. Chem. 1981. № 3. P. 347-353.

[10] Heindei N. D., Minateiii J. A., Harris D. Salicylidene-thiolactone rearrangement. A direct synthesis of 4H-2-arylthieno[3,2-c][1]benzopyran-4-ones // J.Org.Chem. 1977. V. 42. № 8. P. 14651466.

[11] Lamberton A. H., Paine R. E. 2-(2-Naphthyl)-benzo[b]thiophen. Part IV. Further aspects of electrophilic substitution, and ring closures to yield pentacyclic derivatives // J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1. 1976. № 6. P. 683.

[12] Yao T., Yue D., Larock R. C. An Efficient Synthesis of Coumestrol and Coumestans by Iodocyclization and Pd-Catalyzed Intramolecular Lactonization // J. Org. Chem. 2005. V. 70. № 24. P. 9985-9989.

[13] Lipshutz B. H., Kayser F., Mauiiin N. Inter- and intramolecular biaryl coupling via cyanocuprate intermediates // Tetrahedron Lett. 1994. V. 35. № 6. P. 815-818.

[14] Beccaiii E. M., Broggini G., Martineiii M., Sotto-cornoia S. Microware-assisted intramolecular cy-clization of electron-rich heterocycle derivatives by a palladium-catalized coupling reaction // Synthesis. 2008. № 1. P. 136-140.

[15] Katsiei A. L., Sharipova A. N., Fisyuk A. S. Synthesis of 4H-thieno[3,2-c][1]benzopyran-2-carbo-xaldehydes // Mendeleev Commun. 2008. V. 18. № 3. P. 169-170.

[16] Goi'dfarb Ya. L., Karmanova I. B., Voikenshte-in Yu. B., Beien'kii L. I. Reactions of aromatic and heteroaromatic compounds containing electron-acceptor substituents // Chem. Heterocycl. Compd. 1978. V. 14. № 11. P. 1196-1198.