CC BY
39
УДК 547.665 + 786
СИНТЕЗ ИЗОКСАЗОЛИДИНОВ ИНДАНОВОГО РЯДА © В. И. Янбарисова, Х. Ф. Сагитдинова, И. С. Шепелевич
Башкирский государственный университет Россия, 450074, г.Уфа, ул. Фрунзе, 32.
Тел./факс: +7 (347) 273 67 78.
Изучены реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения ароматических амидо- и кетонитронов к индену. Показано, что нитроны присоединяются по двойной связи индена региоспецифично с образованием диастереомерных изоксазолидинов.
Ключевые снова: нитрон, инден, изоксазолидин, 1,3-диполярное циклоприсоединение.
Реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения нитронов к различным алкенам открывают путь к синтезу изоксазолидинов [1]. Последние могут представлять интерес как физиологически активные вещества: производные индена широко применяются в медицине для лечения и профилактики острых и хронических гастритов, язвы, астмы, а также улучшают церебральную циркуляцию и метаболизм, являются эффективными антидепрессантами [2].
В качестве диенофилов в реакции циклоприсоединения были изучены разные алкены, однако нет литературных данных о реакциях [3+2]цикло-присоединения к инденам. В настоящей работе нами исследовано взаимодействие ароматических нитронов с инденом.
Исходные С-арилкарбамоил- и С-бензоил-Ы-фенилнитроны были получены действием нитрозо-бензола на соответствующие хлориды пиридиния по известной методике [3]. С-бензоил-Ы-фенилни-троны синтезировали аналогично из фенацилбро-мида, который получали бромированием ацетофе-нона в уксусной кислоте в присутствии каталитических количеств А1С13 [4]. Физико-химические константы нитронов 1а-1 соответствовали литературным данным [3].
Реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения нитронов с инденом проводили в среде толуола.
Оказалось, что инден реагирует со всеми амидо- и кетонитронами, давая соответствующие изоксазо-лидины 2 а-1 (табл.) как на холоду, так и при нагревании. В последнем случае продолжительность реакции уменьшается. Так, реакция С-(о-хлорфенил)
карбамоил-Ы-фенилнитрона с инденом идет 33 часа при комнатной температуре, а при нагревании она завершается за 1 час. Время реакции зависит от природы заместителей в ароматическом кольце амидонитронов. Как правило, электроноакцепторные заместители увеличивают активность нитрона как 1,3-диполя.
Хорошо известно, что кетонитроны более активны в реакциях циклоприсоединения, чем амидо-нитроны. Действительно, С-бензоил-Ы-фенилни-трон прореагировал с инденом полностью за 20 часов, в то время как С-(о-хлорфенил)карбамоил-Ы-фенилнитрон - за 35 часов с выходами 65 и 58% соответственно. Более пассивное поведение амидо-нитронов можно объяснить возможностью образования внутримолекулярной водородной связи и снижением реакционной способности нитрона как 1,3-диполя.
ГЛ К_1\ N
С—СН
//
о
Как правило, реакции [3+2]циклоприсоедине-ния протекают как регио-, так и стереоспецифично [4]. В случае индена циклоприсоединение амидо- и кетонитронов протекает с образованием одного региоизомера, состоящего из двух диастереомер-ных изоксазолидинов, что следует из анализа спектров 'Н-ЯМР. Так, в спектре 'Н-ЯМР аддукта, образующегося из С-(о-хлорфенил)карбамоил-Ы-фенил-нитрона 2Ь наблюдаются сигналы метиновых про-
Я-
СН=
-С
0
1 а - 1
:Ы-
*
о
-РЬ
+
а, Я = -ЫНС6Н41 (р); Ь, Я = -ЫНС6Н4С1 (о); с, Я = -ЫНС6Н4СН3 (р); й, Я = -ЫНСН2С6Н5; е, Я = -ЫНС6Н5; ^ Я = -ЫНС6Н5; & Я = -ЫНС6Н4ОСН3 (о); И, Я = -ЫНС6Н4СН3 (о); 1, Я = -ЫНС6Н4Вг (р);
Вестник Башкирского университета. 2007. Т.12, №4
17
тонов изоксазолидинового кольца при С1 в виде дублета в области 5.6-5.7 м.д. с О = 7 Гц, при С4 - дублета в области 4.5-4.6 м.д. с О = 9 Гц, при С5 - квинтета в области 4.0 м.д. Сигналы протона амидной группы наблюдаются в виде двух уширенных синглетов в области 8.6 м.д. и 9.4 м.д., что свидетельствует о наличии смеси двух диастереомеров. Соотношение диастереомеров в аддукте 2Ь составляет 1:9, а в случае 2c - 1:5.
В случае образования 4- и 5-замещенных изо-ксазолидинов из индена в спектре 1Н-ЯМР аддук-тов наблюдались бы двойные сигналы метиновых
протонов изоксазолидинового кольца, четыре сигнала протона КНСО-группы в области 8.6-9.0 м.д. Кроме того, иная ориентация нитрона привела бы к аддукту, в спектре 1Н-ЯМР которого протон мети-новой группы при С1 изоксазолидинового кольца резонировал бы в виде квартета.
Для установления конфигурации диастерео-мерных изоксазолидинов 2a-i необходимо их получить в индивидуальном виде. Попытка разделить диастереомеры колоночной хроматографией с использованием носителя А1203 и 8Ю2 не привела к ожидаемому результату.
Таблица
Характеристики синтезированных соединений
Соединение Брутто-формула Найдено, % Вычислено, % Т оС ТПЛ.9 С Спектры ЯМР-1Н (в СБС13), й м.д. Выход, %
С Н N
1 2 3 4 5 6 7 8 9
2а С2зНі9М2О2І 55.41 55.98 3.97 3.53 5.81 4.75 161-163 3.25 д (2Н, С6Н2); 3.9 м (1Н, С5Н); 4.55 д (1Н, С4Н, J = 10 Гц), 5.8 д (1Н, С1Н, J = 6 Гц); 7.0-7.7 м (13Н, С6Н5, 2С6Н4); 8.6 у .с. (1Н, МНС0); 9.1 с (1Н, МНС0) 0.92 70
2Ь С23Н19К202С1 70.68 4.90 7.17 148-149 3.25 м (2Н, С6Н2); 3.89 м (1Н, С5Н); 4.57 д (1Н, С4Н, J = 9 Гц); 5.75 д (1Н, С1Н, J =9 Гц); 6.8-7.6 м (13Н, С6Н5, 2С6Н4); 8.63 у.с (1Н, МНС0); 9,08 у.с (1Н,МНС0) 0.98 58
70.01 4.26 7.50
2с ^24Н22^202 77.85 5.99 7.56 127-128 2.1с (3Н, СН3С6Н4); 3.25 м (2Н, С6Н2); 3.9 м (1Н, С5Н); 4.55д (1Н, С4Н); 5.75 д (1Н, С1Н); 6.8-7.6 м (13Н, С6Н5, 2С6Н4); 8.55 у.с. (1Н, МНС0); 9.1 у.с. (1Н,МНС0) 0.87 48
78.20 6.20 8.01
2а С24Н22^202 77.85 5.99 7.56 129-130 3.20 м (4Н, С6Н2СН2РЬ); 3.8-4.0 м (1Н, С5Н); 4.3-4.6 д (1Н, С4Н); 5.7-5.9 м (1Н, С1Н); 6.8-7.6 м (13Н, С6Н5, 2С6Н4); 8.55 у.с. (1Н, МНС0); 9.1 у.с. (1Н, МНС0) 0.88 55
80.13 6.30 7.12
2е С23Н19Ш2 80.92 5.61 4.10 107-109 3.21 м(2Н, С6Н2); 4.0 м (1Н, С5Н) 5.1 д (1Н, С4Н, J = 3 Гц); 5.9 д (1Н, С1Н, J = 7 Гц); 6.2-8.1 м (14Н, 2С6Н5, С6Н4) 0.73 65
81.40 5.99 4.58
2f С24Н22^0з 74.43 5.94 7.23 169-171 3.25 м (2Н, С6Н2); 3.92 м (1Н, С5Н); 4.58 д (1Н, С4Н, J = 9Гц); 5.7 д (1Н, С1Н, J =7 Гц); 6.8-7.6 м (13Н, С6Н5, 2С6Н4); 8.25 у.с. (1Н, МНС0); 9.1у.с. (1Н, МНС0) 0.91 89
74.98 6.23 7.90
Продолжение таблицы.
1 2 3 4 5 б 7 S 9
2g 024H22N2O2 77.64 6.20 7.56 132-134 4.0 c (3H, CH3OC6H4); 3.05 дд (2H, C6H2); 3.9 м (1H, C5H); 4.55 д (1H, C4H); 5.75 д (1H, C1H); 6.8-7.6 м (13H, C6H5, 2C6H4); 8.55 у.с. (1H, NHCO); 9.1 у.c. (1H, NHCO) 0.94 82
78.36 6.80 8.12
2h G23H20^O2 77.51 5.66 7.86 165-166 2.0 м (3H, CH3C6H5); 3.3 м (2H, C6H2); 3.9 м (1H, C5H); 4.56 д (1H, C4H); 5.8 д (1H, C1H); 6.8-7.6 м (13H, C6H5, 2C6H4); 8.56 у.с. (1H, NHCO); 9.1 ух. (1H, NHCO) 0.96 51
78.33 6.15 7.53
2i 023H19N2O2Br 63.46 4.40 6.44 130-132 3.25 м (2H, C6H2); 3.92 м (1H, C5H); 4.57 д (1H, C4H, J =9 Гц); 5.75 д (1H, C1H, J =7 Гц); 6.8-7.5 м (14H, 2C6H5, C6H4); 8.6 у.с. (1H, NHCO); 9.2 ух. (1H, NHCO). 0.83 72
63.98 4.79 7.03
* элюент бензол - этанол, 9:1.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Спектры ЯМР 1Н регистрировали на спектрометре «Вгикег АМ-300» при рабочей частоте 300.13 МГц. Внутренний стандарт - Ме48і.
ТСХ-анализ проводили на хроматографических пластинках 8огЬШ (Россия) с проявлением в йодной камере, элюент бензол - этанол, 9:1. Используемые в синтезе растворители высушивали перегоняли перед употреблением. Исходные нитроны очищали перекристаллизацией из этанола.
Синтез изоксазолидинов 2а-і. 0.2 ммоль нитрона и 0.2 ммоль индена в толуоле перемешивали при комнатной температуре или при нагревании до исчезновения исходных реагентов. Контроль за ходом реакции осуществляли методом ТСХ. По
окончании реакции толуол удаляли, продукты из остатка выделяли дробной кристаллизацией из смеси хлороформ - гексан (1:6), либо колоночной хроматографией на окиси алюминия II степени активности по Брокману с использованием элюента этилацетат - гексан, 2:5. Дополнительно все аддук-ты 2a-i очищали кристаллизацией из 96% спирта.
ЛИТЕРАТУРА
1. Hamer I., Mocaluso A. // Chem. Rew. 1964. V.64. P.473-479.
2. Isao I., Go T., Saburo K. J. Ind. Chem. Soc. 1970. V.74. P. 220.
3. Светкин Ю. В., Акманова Н. А. // Труды уральских университетов. Пермь. 1973. С.43-59.
4. Вейганд-Хильгетаг. Методы эксперимента в органической химии. М.: Химия. 1969. С. 222.
5. Firestone R.A. // J. Chem. Soc. 1970. V.20. P. 1570.
Поступила в редакцию 21.02.2007 г.
