CC BY
21
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПИРИДО [2,3-D] ПИРИМИДИН-4-ОНОВ С МОЛЕКУЛЯРНЫМ БРОМОМ
Ходжаниязов Хамид Уткирович
канд. хим. наук, старший научный сотрудник Института химии растительных веществ
Академии Наук Республики Узбекистан, 100170, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Абдуллаева, 77 E-mail: [email protected]
Каримов Элдор Эгамберганович
магистр Национального университета Узбекистана, 100174, Узбекистан, г. Ташкент, улица Вузгородок НУУз
Таджимухамедов Хабибулла Сайфуллаевич
канд. хим. наук, доцент Национального университета Узбекистана, 100174, Узбекистан, г. Ташкент, улица Вузгородок НУУз
Сагдуллаев Шамансур Шахсаидович
д-р техн. наук, профессор Института химии растительных веществ 100170, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Абдуллаева, 77
INTERACTION OF PYRIDO[2,3-D]PYRIMIDINE-4-ONES WITH MOLECULAR BROMINE
Khamid Khodjaniyazov
candidate of Chemical Science, senior researcher of the Institute of the Chemistry of Plant Substances Academy Science of Uzbekistan, 100170, Uzbekistan, Tashkent city, Abdullayev str., 77
Eldor Karimov
master's degree student, National University of Uzbekistan, 100174, Uzbekistan, Tashkent, Vuzgorodok NUUz
Khabibulla Tadjimukhamedov
candidate of Chemical Sciences, Assistant Professor of National University of Uzbekistan,
100174, Uzbekistan, Tashkent, Vuzgorodok NUUz
Shamansur Sagdullayev
doctor of technical sciences, professor of the Institute of the Chemistry of Plant Substances,
100170, Uzbekistan, Tashkent city, Abdullayev str., 77
АННОТАЦИЯ
Осуществлено взаимодействие 2-оксо(тиоксо)-5,7-диметилпиридо[2,3^]пиримидин-4-онов и 2,3-три(тетра, пента)метиленпиридо[2,3^]пиримидин-4-онов с молекулярным бромом. В реакциях бициклических пиримиди-нов бромирование протекает либо в 6-положении (с оксо-производным), либо происходит замещение тиольной группы на бром (с тиоксо-производным) с одновременным окислением до оксо-производного. Хотя в случае три-циклических пиримидинонов осуществить бромирование по ароматическому кольцу не удается в этих условиях, получены их гидротрибромиды, гидробромиды и бромные комплексы.
ABSTRACT
Interaction of 2-oxo(thioxo)-5,7-dimethylpyrido[2,3-d]pyrimidin-4-ones and 2,3-tri(tetra, penta)-methylenepyr-ido[2,3-d]pyrimidin-4-ones with molecular bromine was carried out. In the reactions of bicyclic pyrimidines, bromination proceeds either in the 6-position (with an oxo-derivative) or the thiol group is replaced with bromine (with a thioxo-derivative) with simultaneous oxidation to the oxo-derivative. Although in the case of tricyclic pyrimidinones, bromination over the aromatic ring is not possible under these conditions, their hydrotribromides, hydrobromides and bromine complexes were obtained.
Библиографическое описание: Взаимодействие пиридо[2,3^]пиримидин-4-онов с молекулярным бромом // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. Ходжаниязов Х.У. [и др.]. 2018. № 3(45). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/5584
Ключевые слова: пиридо[2,3^]пиримидин-4-оны, бромирование, гидротрибромид, гидробромид, бромные комплексы.
Keywords: pyrido[2,3-d]pyrimidin-4-ones, bromination, hydrotribromide, hydrobromide, bromine complexes.
Нами было изучено бромирование би- и трицик-лических пиридо[2,3-d]-пиримидин-4-онов. Так, бромирование 2 -оксо -5,7 -диметилпиридо [2,3 -d] -пири-
мидин-4-она (1) сопровождается электрофильным замещением у пиридинового кольца, с образованием 6-бром-производного (3) с низким выходом (8 %).
HC
CH3 O
1
Br2 / CH3COOH
O
H3C
CH3 O
3
O
Такой выход продукта замещения объясняется низкой склонностью пиридинового кольца к реакциям электрофильного замещения. Под влиянием двух электронодонорных метильных групп удается осуществить бромирование на 6-ом положении с низким выходом. Известно, что бромирование 1,3-диме-тил-2,4,5 -трио ксо -7 -амино --8Н-пиридо [2,3 ^]-пири-мидина приводит к образованию 6-бром-производ-ного [2]. По-видимому, электронодонорное свойство
аминогруппы в 7-ом положении способствует элек-трофильному замещению у соседнего атома углерода.
При бромировании 2-тиоксо-5,7-диметилпи-ридо[2,3^]пиримидин-4-она (2) происходит конкурирующее нуклеофильное замещение SH-группы на бром (4, 8%) или гидроксильную группу (78%), в котором количество последнего преобладает.
СНз O
Br2 /
CH3COOH
Н3С
CH3 O
1
+
S
4
Эти факты объясняются большей нуклеофиль-ностью атома серы во втором положении и меньшей электроотрицательностью его по сравнению с кислородным аналогом.
В случае 2,3-три(тетра, пента)метиленпи-ридо[2,3-d]пиримидин-4-онов (5-7) [3; 1] влияние ме-тиленовых цепочек, по-видимому, затухает из-за наличия пиримидинового кольца между пиридиновым ядром и этими группировками. Взаимодействие
2, 3 -триметиленпиридо [2,3 -d] пиримидин-4 -она (5, п=1) с бромом в растворе хлороформа при комнатной температуре приводит к образованию гидротрибро-мида 2, 3 -триметиленпиридо [2,3 -4] пиримидин-4 -она (8). Обработка ацетоном последнего приводит к образованию гидробромида 2,3-триметиленпиридо[2,3-d]пиримидин-4-она (11) и бромацетона (схема 1).
O
N N
5-7
^--Л 2 Br2 / CHCl3
JL "П^ГТ*
O
O
N^ CH3C(O)CH3 I iCH2)n --
NN • •
HBr • Br2 8-10 Схема 1
CH2C(O)CH3 Br
N—\
NN HBr 11-13
n
Следует, отметить, что попытки введения брома (100-Ш°С, Br2/CHзCOOH) в пиридиновое кольцо не увенчались успехом. По-видимому, этот факт объясняется низкой реакционной способностью пиридинового ядра в реакциях электрофильного замещения,
во-первых, из-за наличия в ядре электроотрицательного гетероатома азота, во-вторых, протонизацией пиридина в кислых средах.
Обработка 8 раствором бикарбоната натрия приводит к бромному комплексу 2,3-триметиленпи-ридо[2,3-d]пиримидин-4-она (14) (схема 2):
О
(СН2)п
№НСО-
N N • •
НБг • Вг2 8-10
№Бг
Н2О
СО
О
N--\
(СН2)п
^ N • •
ВГ2
14-16
Схема 2
Таблица 1.
Физико-химические и спектральные характеристики соединений 8, 11, 14
№ соед. Брутто формула Выход, % Т.пл., 0С ИК (ГОГ, V, cм-1) 1Н ЯМР(400 MГц, CDзOD, б, м.д., J/Гц):
8 CloHloBrзNзO 80 164-165 3431, 3076, 2927, 2852, 1690 (К^^), 1608, 1467, 1413, 1379, 1260, 1225, 1180, 796, 721, 578 -
11 CloHloBrNзO 94 280-281 3435, 3066, 2924, 2852, 2728, 2557, 1943, 1704 C=O), 1594, 1518, 1465, 1406, 1363, 1306, 1261, 1218, 1011, 941, 907, 831, 745, 715, 681, 627, 522 2.26-2.33 (2^ м, Р-Ш2), 3.273.31 (2^ т, J=2, а-Ш2), 4.16-4.20 (2H, т, J=2, Y-CH2), 7.78-7.82 (1H, кв, H-6), 8.91-8.93 (1H, дд, J=2, 6, ^5), 8.98-9.05 (1H, дд, J=2, 8, ^ 7)
14 CloH9Br2NзO 90 107-110 3435 (уширенный), 2921, 2851, 1665 (N-C=O), 1653, 1597, 1559, 1542, 1507, 1430, 1261, 1100, 795, 686 -
При бромировании 2,3-тетраметиленпиридо[2,3-d]пиримидин-4-она (6, п=2) в аналогичных условиях был получен гидротрибромид 2,3-тетраметиленпи-ридо[2,3-d]пиримидин-4-она (9). Обработка ацетоном продукта реакции приводит к образованию его
гидробромида (12). Обработка 9 раствором бикарбоната натрия дает бромный комплекс 2,3-тетрамети-ленпиридо[2,3^]пиримидин-4-она (15).
Таблица 2
Физико-химические и спектральные характеристики соединений 9, 12, 13, 15
№ соед. Брутто формула Выход, % Т.пл., 0С ИК (ГОГ, V, cм-1)
9 CllHl2BrзNзO 84 156-157 3433, 3232, 3165, 3020, 2887, 1703, 1665, 1616, 1570, 1541, 1462, 1413, 1380, 1320, 1279, 1211, 1165, 995, 913, 892, 814, 778, 760, 711, 677, 649, 516
12 CllHl2BrNзO 86 229-231 3425, 2990, 2931, 2604, 2028, 1701, 1609, 1572, 1527, 1465, 1418, 1375, 1342, 1316, 1292, 1280, 1259, 1200, 1180, 1154, 1115, 1048, 991, 912, 887, 820, 786, 736, 707, 681, 647, 599, 537, 510
13 Cl2Hl4BrNзO 77 228-230 3443.32, 3054.80, 3029.41, 2923.41, 2856.20, 2756.30, 2564.46, 1689.67 (К^^), 1610.41, 1574.31, 1531.84, 1437.25, 1420.35, 1390.37, 1350.30, 1325.89, 1305.35, 1264.31, 1215.07, 1196.78, 1150.24, 1089.10, 1046.79, 979.49, 922.55, 889.47, 870.63, 787.83, 711.83, 640.55, 618.08, 574.12, 539.98, 469.94, 407.07
15 CllHllBr2NзO 91 121-123 3418, 2942, 1673, 1616, 1571, 1544, 1437, 1318, 1298, 1221, 1184, 1166, 994, 915, 891, 851, 795, 778, 761, 725, 710, 649, 514
Аналогично осуществлен синтез гидробромида 2,3-пентаметилен-пиридо[2,3^]пиримидин-4-она (13).
При нагревании гидротрибромидов 2,3-три(тетра)метиленпиридо [2,3 -пиримидин-4-онов (8, 9) в уксусной кислоте нам не удалось обнаружить образование бром-производного ни в пиридиновом
кольце, и ни в полиметиленовых цепочках. Это, по-видимому, и есть влияние электроно-дефицитного пиридинового кольца, которое трудно поддается электрофильному замещению.
По нашему мнению, место координации НВг-Вг2, НВг или Вг2 в полученных продуктах реакции является именно N1 атом пиримидинового кольца. Это утверждение подтверждается координацией молекулы воды именно с этим атомом азота в случае образования моногидрата (£)-9-(М,М-диметиламиноме-тилиден) -8,9 -дигидропиридо [2,3 -d] пирроло [1,2-а]пиримидин-5(7Н)-она [4].
Бромирование 2-оксо-5,7-диметилпиридо[2,3-й]пиримидин-4-она (1). К раствору 1 (0.382 г, 2 ммоль) в уксусной кислоте (5 мл) добавили по каплям брома (0.25 мл, 0.32 г, 2 ммоль) растворенного в хлороформе (1 мл). Реакционную смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 24 часов. Затем разбавили водой, выпавший осадок отфильтровывали и сушили. Дробной кристаллизацией из смеси растворителей (ацетон-бензол, 1:2) выделили 2-оксо-6-бром-5,7-диметилпиридо[2,3^]пиримидин-4-она (3, 54 мг, выход 8%).
Получение гидротрибромида 2,3-
триметиленпиридо[2,3-ё]пиримидин-4-она (8). 2,3-Триметиленпиридо[2,3-^пиримидин-4-он (0.095 г, 5 ммоль) растворяют в безводном хлороформе (1.5 мл) и смешивают механической мешалкой. Добавляют по каплям брома (0.162 г, 0.052 мл, 10 ммоль, р=3.102
г/см3) растворенной в хлороформе (1 мл). Реакционную смесь перемешивают в течении 2 часов при 0-5°С. Полученный осадок отфильтровывают, промывают малым количеством хлороформа. Получают 0.092 г 8 (выход 80%) с т. пл. = 164-165°С, коричневые кристаллы.
Получение гидробромида 2,3-
триметиленпиридо[2,3-ё]пиримидин-4-она (11). Гидротрибромид 2,3 -триметиленпиридо [2,3-
^пиримидин-4-она 8 (0.045 г, 0.01 ммоль) обработают ацетоном (1.5 мл), перемешивают стеклянной палочкой. Получают белые кристаллы. Осадок отфильтровывают и промывают небольшим количеством ацетона. Получают 0.040 г 11 (выход 94%) с т. пл.= 280-281°С.
Получение бромного комплекса 2,3-триметиленпиридо[2,3-й]-пиримидин-4-она (14). Обработка гидротрибромида 2,3-
триметиленпиридо[2,3^]-пиримидин-4-она (0.045 г, 0.01 ммоль) раствором гидрокарбоната натрия (5%) дает бромный комплекс 14, массой 0.033 г (90%). Т. пл.= 107-110°С
Список литературы:
1. Ходжаниязов Х.У., Шахидоятов Х.М. Синтез новых 2,3-полиметилен-пиридо[2,3^]пиримидин-4-онов // Межд. Конгресс "KOST-2015": -Москва, 2015. -С. 528.
2. Burova O.A., Bystryakova I.D., Smirnova N.M., Safonova T.S. Pyrido[2,3-d]-pyrimidines. 2. Reactions of 2,4,5-trioxo-7-amino-8H-pyrido[2,3-d]-pyrimidines with electrophilic agents // Chem. Heterocycl. Comp. -1990. -26(5). -P. 561-564.
3. Khodjaniyazov Kh.U. Synthesis and NMR spectral characterization of novel 2,3-polymethylenepyrido[2,3-d]pyrim-idin-4-ones // J. Adv. Chem. -2015. -11(8). -P. 3873-3875.
4. Khodjaniyazov Kh.U., Makhmudov U.S., Kutlimuratov N.M. Synthesis and X-ray crystal structure of (E)-9-(N,N-Dimethylaminomethylidene)-8,9-dihydropyrido[2,3-d]pyrrolo[1,2-a]pyrimidin-5(7H)-one // Journal of Basic and Applied Research. -2016. -2(3). -P. 382-385.
