LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Хімічні науки → Синтез властивості похідних бензо[b]пірану та бенз-1,3-оксазину, що анельовані частково гідрованими азагетероциклами

сильнопольний (на 0.5-0.7 м.д. порівняно з А) зсув сигналу протона НХ при вузловому атомі вуглецю для ізомера Б 2-арилзаміщених 18а-г,э,ю, 19а-зта 25а-е пояснюється екрануючим впливом аксиальноорієнтованого 2-арильного замісника у молекулах Б. У випадку 2-алкилзаміщених 19д-л сигнал НХ зазнає зсув у сильні поля лише на 0,1 м.д., що підтверджує дану гипотезу.

Правомочність запропанованого критерію віднесення сигналів протонів ізомерів А та Б25а-е та 18а-я, 19а-н підтверджено за допомогою ефекта Оверхаузера на прикладі сполук 18а (R = R2 = C6H5; R1 = H) та 25в (R = C6H5; R1 = CН3; R2 = 4-NO2C6H4). Додаткове опромінення на частоті резонансу протона 2-Н основного ізомера сполуки 18а призвело до збільшення інтенсивності сигнала НХ, що вказує на цисоїдну аа-орієнтацію цих протонів. У той же час додаткове опромінення на частоті резонансу протона НХ 2,2-дизаміщеного похідного 25в призвело до збільшення інтенсивності орто-протонів пара-нітрофенильного замісника та не відзначилося при цьому на інтенсивності сигнала СН3-групи (це вказує на цисоідну aa-орієнтацію протона НХ та арильного ядра біля С(2) 1,3-оксазинового фрагменту).

Механізм рівноважного перетворення діастереомерів А и Б можливо представити через протонування вузлового атома азоту з розкриттям циклу за зв'язком С(2)-О з наступним обертом та закриттям з утворенням оксазинового ядра протилежної конфігурації при С(2):


Експериментальні дані за рівноважним складом, що отримані для широкого кола сполук 18 и 19 та 25, дозволяють провести аналіз факторів, які впливають на відсоткове співвідношення ізомерів А та Б. Для 2-арилзаміщених співвідношення стереоізомерів А:Б складаєприблизно 7:3. Однак при зменшенні стеричного об'єму (перехід від арильних до аліфатичних замісників) спостерігається вирівнювання концентрацій аномерів, а у випадку сполук 25 (R1 = CH3, R2 = n-C3H7) відношення діастереомерів А:Б вже складає 1:1.

Відносна стабілізація діастереомеру Б спостерігається для сполук 19а-г, які мають замісники в орто-положенні фенильного ядра при С(2). Концентрація цього ізомера складає від 50 до 90% та симбатна об'єму орто-замісників. Це явище вірогідно пов'язано зі специфічними стереохімічними властивостями орто-заміщених фенильних ядер, які збільшують стеричну напругу систем, в першу чергу, при аксіальній орієнтації.

Слід відзначити факт виведення метильною групою арильного замісника з більш вигіднішого екваторіального положення та, як слідство, стабілізації діастереомера Б сполук 25а-е з R1=Ar та R2=СН3 (співвідношення концентрацій А:Б ~ 85:15).

Дослідження похідних 1,10b-дигідро-5Н-піразоло[1,5-c]-1,3-бензоксазину 18а-я та 24а-з виявили можливість проходження відновлювального розкриття 1,3-оксазинового циклу з одночасною ароматизацією 1Н-піразолінового ядра:


Синтез заміщених піразолів 26а-я та 27а-з здійснювався шляхом кип'ятіння заміщених похідних 1,10b-дигідро-5Н-піразоло[1,5-c]-1,3-бензоксазину 18а-я та 24а-з у суміші диметилформаміду та диметилсульфоксиду (ДМСО) у присутності каталітичних кількостей гідроксиду калію протягом 1-1,5годин (хімічне індуціювання, яке є найбільш зручним препаративним методом отримання), термолізом (нагрівання вище 2000С) або УФ опроміненням протягом 20 годин.

Елементний аналіз показав повну ідентичність складу сполук 26 та 27 з вихідними похідними 18 та 24, а мас-спектри мають пік молекулярного іона. У спектрах ПМР спостерігаються синглети метиленової (для сполук 26а-з - метинової), гідроксильної (фенольногохарактеру) груп, а також мультиплета ароматичних протонів, вмикаючих синглет протона піразольного цикла, що легко ідентифікується.

Нижче представлено загальний механізм перетворення:


На нашу думку, основними (ключовими) стадіями перегрупування є два одноелектронних переноси при участі розчинника з π-зв'язку піразолинового ядра на атом С(2) 1,3-оксазинового фрагмента (або, як на схемі, на катіонний вуглецевий центр у продукті його біполярного розкриття А). Наступний прототропний процес з міграцією протона веде до молекул кінцевих похідних піразолу. Приведений на слайді механізм є схематичним: стадії двох одноелектронних переносів і переносу протона, у принципі, можуть проходити в різній послідовності.


Синтез та властивості 3-арил-2,3,3а,4-тетрагідрохромено [4,3 с]піразолів


Як метод синтезу похідних 3-арил-2,3,3а,4-тетрагідрохромено [4,3 с]піразолів 29а-д запропоновано конденсацію ариліденхроманонів 28а-д з гідразингідратом шляхом їх кип'ятіння в етиловому спирті протягом 15-60 хв:


ІЧ спектри сполук 29а-д мають інтенсивні смуги поглинання C=N (1620 - 1650 см–1) та NH (3335 см–1) груп, а також суперпозицію скелетних коливань ароматичних ядер. У спектрах сполук 29а-д ПМР спостерігаються сигнали чотирьохспинової системи СН СН СН2 піранопіразолінового фрагмента. Спектри не містять ознак подвоєння однотипових сигналів, що вказує на утворення у реакції одного з можливих геометричних `ізомерів А або Б:


Відповідь на питання про конфігурацію отриманих сплук дає аналіз констант спин-спинової взаємодії фрагмента СН СН піранопіразолінового фрагмента. Так, значення J3a-H―3-H ( 13.3-14.3 Гц) типові для констант Jаа та беззаперечно вказують на трансоїдну орієнтацію протонів 3а-Н та 3-Н (діастереомерна форма Б). Квазиаксіальну орієнтацію вузлового протона 3а-Н також підтверджує значения J4-H―3a-H =10.4-12.3 Гц.

Дослідження показали, що 3-арил-2,3,3а,4-тетрагідрохромено [4,3 с]піразоли 29а-г при кип'ятінні протягом 2-3 годин у розчинах ДМФА, ДМСО у присутності каталітичних кількостей КОН призводять до утворення 2-арил-3-метил-5-(2-гідроксифенил)-1Н-піразолів 30а-г:


Будова синтезованих сполук 30а-г доводилась за допомогою ПМР, мас-спектрометрії, а також елементного аналізу.

Механізм, який запропоновано для похідних 2,3,3а,4-тетрагідрохромено[4,3 с]піразола 29а-д, є аналогічним до вищезгаданого механізму перегрупування сполук 4 та 11.



ВИСНОВКИ

Розроблені загальні методи отримання похідніх 3,7-дигідро-2Н-1,2,4-триазоло[1,5 a]піримідо[4,5 d]бензо[b]пірану, 3-арил-2,3,3а,4-тетрагідрохромено[4,3 с]піразолу, 2-трифлуорометил-4,7-дигідро-1,2,4-триазоло[1,5-a]піримідину та 1,10b-дигідро-5Н-піразоло[1,5-с]-1,3-бензоксазину. Вперше проведено перегрупування бенз-1,3-оксазинів та бензо[b]піранів, що анельовані частково