Синтез, термолитические и нуклеофильные превращения 5-метоксикарбонил-4-циннамоил-1Н-пиррол-2,3-дионов

• Автор: Филимонов, Валерий Олегович
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 158 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Взаимодействие моноциклических 1Я-пиррол-2,3-дионов с 1,3-бинуклеофильными реагентами (обзор литературы)
1.1. Взаимодействие с 1,3-СН,Т4Н-бинуклеофильными реагентами
1.2. Взаимодействие с 1,3-]ЧН,М4-бинуклеофильньши реагентами
1.3. Заключение по обзору литературы
Глава 2. Синтез и реакции 5-метоксикарбонил-4-циннамоил-1Н-пиррол-2,3-дионов
2.1. Синтез 5-метоксикарбонил-4-циннамоил-1Н-пиррол-2,3-дионов
2.2. Термолиз 1-арил-5-метоксикарбонил-4-циннамоил-1Н-пиррол-2,3-дионов
2.3. Взаимодействие с алкенами
2.4. Взаимодействие с 1,2->Щ,КН-бинуклеофильными реагентами
2.5. Взаимодействие с 1,3-19Н,>Ш-бинуклеофильными реагентами
2.5.1. Взаимодействие с 1,3-дифенилгуанидином
2.5.2. Взаимодействие с 3-амино-4,6-диметил-1Н-пиразоло[3,4-Ь]пиридином
2.6. Взаимодействие с енаминами
2.6.1. Взаимодействие с ациклическими енаминами
2.6.2. Взаимодействие с шестичленными енаминами
2.6.3. Взаимодействие с пятичленными енаминами
2.7. Взаимодействие с енолами
2.7.1. Взаимодействие с 1Н-инден-1,3(2Н)-дионом
2.7.2. Взаимодействие с 5-пиразолонами
2.7.3.Взаимодействие с 3-метилизоксазол-5(4Н)-оном
2.7.4. Взаимодействие с 4-гидрокси-2Н-хромен-2-оном
Глава 3.Экспериментальная часть
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение - Исследование биологической активности ряда синтезированных соединений
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Азагетероциклические системы широко распространены в природе, являются структурными частями как растительного, так и животного мира. Соединения на основе пятичленных циклов с одним атомом азота имеют существенный фармакологический и синтетический потенциал.
Пиррол является л-избыточным ароматическим гетероциклом, химические преобразования которого ограничены характерными реакциями электрофильного замещения, циклоприсоединения. Существенное расширение количества доступных соединений, содержащих пятичленный цикл с одним атомом азота может быть достигнуто путем введения карбонильных групп как в сам пиррольный цикл, так и в заместители. Моноциклические 1 //-пиррол-2,3-дионы, в связи с неароматичностью и как следствием напряженностью пятичленного цикла, реагируют с мононуклеофильными и бинуклеофильными реагентами с образование различных гетероциклических и спиро-бис-гетероциклических систем недоступных или труднодоступных другими методами.
При термолизе 1Я-пиррол-2,3-дионов происходит генерирование имидоилкетенов - высокореакционноспособных интермедиатов, которые привлекают внимание исследователей различных стран в настоящее время.
4-Ацилзамещенные 1 //-пиррол-2,3-диопы также проявляют активность в реакциях Дильса-Альдера.
Представлялось перспективным синтезировать новый класс дополнительно функционализированных карбонильных производных гетероциклов - 1-арил-5-метоксикарбонил-4-циннамоил-1Я-пиррол-2,3-дионов, исследовать их термолитические превращения, реакции циклоприсоединения, взаимодействия с бинуклеофильными реагентами, направления первоначального присоединения и последующих гетероциклизаций. При введении в молекулу 1Я-пиррол-2,3-дионов циннамоильного заместителя можно ожидать протекания реакции с участием кратной связи этого заместителя.
Цель работы. Разработка метода синтеза замещенных 5-метоксикарбонил-4-циннамоил-1Я-пиррол-2,3-дионов, исследование их термолитических превращений, реакций циклоприсоединений, путей рециклизаций и гетероциклизаций под действием бинуклеофильных реагентов.
Задачи исследования. 1. Разработка метода синтеза 1-арил-5-метоксикарбонил-4-циннамоил-1Я-пиррол-2,3-дионов.
2. Исследование термолитических превращений 1-арил-5-метоксикарбонил-4-циннамоил-1Я-пиррол-2,3-дионов.
3. Изучение взаимодействий 1-арил-5-метоксикарбонил-4-циннамоил-1 Я-пиррол-
2.3-дионов с алкенами, 1,2-КН,КН-, 1,3-ЛН,11Н-бинуклеофильными реагентами, енаминами и енолами.
Научная новизна. Впервые разработан и осуществлен синтез замещенных 5-метоксикарбонил-4-циннамоил-1Я-пиррол-2,3-дионов.
Впервые изучен термолиз 1-арил-5-метоксикарбонил-4-циннамоил-1Я-пиррол-2,3-дионов, приводящий к генерированию циннамоил(Т4-арилимидоил)кетенов, стабилизирующихся путем ацилирования кетеновым фрагментом группы СИ орто-положения бензольного цикла при атоме азота, 1,5-прототропного сдвига и присоединения гидроксильной группы к двойной связи циннамоильного фрагмента.
Показано, что реакции циклоприсоединения 1-арил-5-метоксикарбонил-4-циннамоил-1Я-пиррол-2,3-дионов со стиролом приводят к региоселективному построению полифункциональной системы пирано[4,3-6]пиррола.
Впервые установлены пути нуклеофильных гетероциклизаций 1Я-пиррол-
2.3-дионов, содержащих циннамоильную группу в положении 4, протекающие как с участием этой группы, так и под её влиянием.
Показано, что при рециклизации 1-арил-5-метоксикарбонил-4-циннамоил-1Я-пиррол-2,3-дионов под действием монозамещенных гидразинов образуются ранее недоступные функциализированные производные пиразола.

При введении в ацильный заместитель 1//-пиррол-2,3-дионов двойной полярной связи можно ожидать дополнительной циклизации с её участием. С целью проверки данного предположения изучено взаимодействие 1-арил-5-метоксикарбонил-4-циннамоил-1#-пиррол-2,3-дионов с модельным
активированным алкеном, в качестве которого использован стирол.
При взаимодействии 1 -арил-5-метоксикарбопил-4-цинпамоил-1//-пиррол-2,3-дионов (4а,б) со стиролом в соотношении 1:1,5, проводимом путем кипячения раствора реагентов в абсолютном л-ксилоле в течение 8-9 часов с хорошими выходами образуются метил 1-арил-2,3-диоксо-4-стирил-6-фенил-2,3,6
тетрагидропирано[4,3-6]пиррол-7а(1Я)-карбоксилаты (6а,б).
Аг = С6Н4Ме-4 (а), С6Н40Ме-4 (б).
Соединения (6а,б) - желтые кристаллические вещества с высокими температурами плавления, плавящиеся с разложением, легкорастворимые в ДМФА и ДМСО, труднорастворимые в обычных органических растворителях, нерастворимые в алканах и воде.
В ИК спектрах соединений (6а,б) присутствуют полосы валентных колебаний метоксикарбонильной (1741-1742 см’1), лактамной (1728-1729 см'1) и кетонной (1694-1697 см'1) карбонильных групп, а также двойной связи стирильного фрагмента (1622 см"1).
В спектрах ЯМР *Н соединений (6а,б), кроме сигналов протонов ароматических колец и связанных с ними групп, присутствуют мультиплеты протонов метиленовой группы (2.47-2.62 м.д.), синглет протонов метоксильной группы метоксикарбонильного фрагмента (3.79-3.80 м.д.), дублет дублетов протона метановой группы (5.56-5.58 м.д.), дублеты протонов двойной связи стирильного заместителя (7.54-7.88 м.д.) с константами спин-спинового
взаимодействия характерной для транс-замещенных алкенов (Vтранс 16.1 Гц) [96].