Взаимодействие фторбензальдегида с цитизином в условиях микроволнового облучения Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 547.94

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ФТОРБЕНЗАЛЬДЕГИДА С ЦИТИЗИНОМ В УСЛОВИЯХ МИКРО ВОЛНОВОГО ОБЛУЧЕНИЯ

А.В. Болдашевский

Институт органического синтеза и углехимии,

Республика Казахстан, 100008, г. Караганда, ул. Алиханова, 1.

[email protected]

Исследована возможность нуклеофильного замещения атома фтора в 4-фторбензальдегиде алкалоидом цитизином в условиях микроволнового облучения, приводящая к значительному сокращению времени проведения реакции по сравнению с классическим методом. Библиогр. 4 назв.

Ключевые слова: цитизин, 4-фторбензальдегид, микроволновое облучение.

В работе [1] описываются методы получения аминозамещенных ароматических бензаль-дегидов из соответствующих аминов (морфо-лин, пиперидин) и о-фторбензальдегидов при их кипячении в растворе ДМФА в присутствии поташа. Синтезированные аминозамещенные ароматические альдегиды используют далее для синтеза важных гетероциклических спиро-

производных хинолинов. В продолжение этих исследований представляло интерес получение п-замещенного ароматического альдегида, содержащий биологически активный фрагмент алкалоида цитизина (1). По аналогии с [1] мы изучили замещение атома фтора в 4-фторбензальдегиде на остаток алкалоида ци-тизин.

Проведение указанной реакции осложнилось длительностью проведения синтеза (более 20 ч) и незначительным выходом (17-20%) образующегося в реакции соединения (2). При этом образование бис-цитизинил-4-фторфенилметилена не наблюдалось.

С целью интенсификации процесса получения соединения (2), нами был изучен метод его получения в условиях микроволновой активации. Одной из уникальных методологических особенностей синтеза в условиях микроволнового облучения является использование твердой подложки, на поверхности которых осуществляются элементарные акты взаимодействия [2]. Для проведения реакции нами был использован специально подготовленный катализатор на подложке оксида алюминия, активированный двукратным количеством поташа. Для равномерного распределения поташа на сили-кагеле, его растворяли в небольшом количестве воды и суспендировали в раствор А^^ Воду упаривали, образующийся сухой остаток тщательно растирали в ступке и сушили при температуре 120-125 оС. Установлено, что в условиях МВ-облучения реакция получения 4-(№ цитизинил)бензальдегида (1) может быть успешно проведена в течение 30 мин в среде ДМФА с использованием вышеуказанной подложки. Общая методика синтеза соединения (1) приведена в экспериментальной части.

Масс-спектрометрический анализ продукта реакции выявил четкий пик молекулярного иона 294 [М]+ с относительной интенсивностью 68%. В спектре ЯМР 1Н 500 МГц) соедине-

ния (2) сигналы протонов цитизинового каркаса проявляются практически в характеристических областях, за исключением протонов Н-11, Н-13, выписывающиеся из-за экранирующей близости ароматического кольца в более слабой области спектра. При этом даже метиленовые протоны Н-8, в отличие от ранее описанных производных цитизина [3, 4] проявляются не дублет дублетом, а характерным уширенным триплетом, что свидетельствует об эквивалентности соседних протонов Н-7 и Н-9. Ароматический протон дигидропиридинового кольца Н-5 претерпевает нехарактерное для всех описанных производных цитизина смещение в более слабую часть спектра относительно протона Н-3. Данный факт можно объяснить возможным образованием

водородной связи протона Н-5 с карбонильной группой фенильного кольца, расположенной в пространстве, вероятно, параллельно плоскости дигидропиридинового кольца, аналогично описанной нами ранее структуре [4]. Альдегидный протон проявляется узким синглетом при 9,66 м.д.

Синтезированное производное (2) может представлять собой весьма перспективный син-тон для включения биологически активной молекулы алкалоида цитизина в разнообразные производные.

Спектр ЯМР 1Н регистрировали на приборе Bruker DRX500 с частотой 500 МГц в DMSO-d6 (ТМС), ИК-спектр - на спектрометре с Фурье-преобразователем «AVATAR-320» в таблетках с KBr, масс-спектр - на приборе FINNIGAN MAT.INCOS 50 прямым вводом вещества с энергией ионизации 70 эВ, температуру плавления - на приборе Boetius.

4-(Ы-цитизинил)бензальдегид (2). К раствору 1,50 г (0,02 моль) 4-фторбензальдегида в 15 мл ДМФА добавляли 2,32г (0,022 моль) цитизина и 3,46 г катализатора. Реакционную массу подвергли микроволновому облучению при мощности 500 Вт в течение 30 мин, с перерывами по 2 мин 15 раз. Затем в реакционную массу добавляли 100 мл воды и продукт экстрагировали этилацетатом три раза по 60 мл. Объединенный раствор сушили над безводным Na2SO4, упаривали досуха. Полученный осадок перекристаллизовывали из 2-пропанола. Получили 3,73 г (65%) в виде желтых прозрачных кристаллов с т.пл. = 244-245 оС (2-пропанол). Найдено, %: C, 73,87; H, 6,54; N, 9,91. C18H18N2O2. Вычислено, %: C, 73,45; H, 6,16; N, 9,52. ИК-спектр (KBr), v/см-1: 1674 (С=О), 1655 (С=О). Масс-спектр (ЭУ, 70 ЭВ), m/z 0™ (%)): 294 [M]+ (68), 149 (37), 148 (100), 146 (35), 132 (50), 118 (31), 91 (33), 77 (42). Спектр ЯМР 1Н (5, м.д., J/Гц): 1,96 (2Н, ушт, Н-8, J87 = J89 = 2,9), 2,57 (1Н, уш.с, Н-9), 3,08 (1Н, уш.д, Н-7, J = 12,51), 3,15 (1Н, уш.с, Н-11 а), 3,25 (1Н, д, Н-13а, J = 12,35), 3,72 (1Н, д.д, Н-10а, J = 5,98, J = 5,94), 3,94 (1Н, д, Н-10е, J^ 10а = 15,47), 3,95 (1Н, уш.с, Н-11 е), 4,14 (1Н, уш.д, Н-13е, J7 13a = 12,51), 6,15 (1Н, д, Н-3, J34 = 9,0), 6,22 (1Н, д, Н-5, J54 = 6,9), 6,91 (2Н-Аг, д, J = 8,96), 7,32 (1Н, д.д, Н-4, J45 = 6,9, J43 = 9,0), 7,62 (2Н-Аг, д, J = 8,93), 9,66 (1Н, с, С(О)Н).

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Трет-Амино-эффект в гетероциклической хи- нолина / Дьяченко Е.В. [и др.] // Изв. АН. Сер. хим.

мии. Синтез гидрированных спиропроизводных хи- 2004. № 6. С. 1191.

2. Strass C.R., Trainor R.W. Developments in microwave-assisted organic chemistry // Australian journal of Chemistry. 1995. № 48. P. 1665-1668.

3. Синтез и внутримолекулярная гетро-циклизация N-аллилтиокарбамидных производных алкалоидов цитизина, анабазина в 1,3-тиазоли-новые производные / Кулаков И.В. [и др.] // Хим.

природ. соед. 2010. № 2. С. 216-219.

4. Кулаков И.В., Турдыбеков Д.М. Синтез и кристаллическая структура диэтилового эфира 2,6-бис-^-цитизинометил)4-фенил-1,4-дигидропиридин-3,5-дикарбоновой кислоты // Хим. гетероцикл. соед. 2010. №7. С. 1039-1043.