Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разное
на правах рукописи
Работа выполнена на кафедре Общая и физическая химия Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Ярославский государственный технический университет.
ФИЛИМОНОВ СЕРГЕЙ ИВАНОВИЧ
Научный консультант: доктор химических наук
, профессор Абрамов Игорь Геннадьевич
Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор Семейкин Александр Станиславович ФГБОУВПО Ивановский государственный химико-технологический университет СИНТЕЗ О-, N- И S-СОДЕРЖАЩИХ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ доктор химических наук, профессор СОЕДИНЕНИЙ С ФТАЛОНИТРИЛЬНЫМ ФРАГМЕНТОМ Котов Александр Дмитриевич ФГБОУВПО Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова г. Ярославль доктор химических наук, профессор Козьминых Владислав Олегович ФГБОУВПО Пермский государственный педагогический университет г. Пермь
Ведущая организация: Московский государственный университет тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова (МИТХТ им. М.В. Ломоносова) 02.00.03 - Органическая химия
Защита состоится л15 декабря 2011 года в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.308.01 при Ярославском государственном техническом университете по адресу: 150023, г. Ярославль, Московский пр-т, д. 88, аудитория Г-219.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке
АВТОРЕФЕРАТ
Ярославского государственного технического университета по адресу:
150023, г. Ярославль, Московский пр-т, д. 88.
диссертации на соискание учёной степени доктора химических наук
Автореферат разослан ноября 2011 г.
Учёный секретарь диссертационного совета Ильин А.А.
Ярославль - 20
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Эффективным решением указанных вопросов органического синтеза является применение реакционноспособных субстратов с высокой подвижно
Актуальность работы. Основным направлением развития органической стью нуклеофугов, таких как 4-бром-5-нитрофталонитрил (БНФН) и 4-алкилхимии является разработка селективных и высокоэффективных методов син5-нитрофталонитрилы, что позволяет, во-первых, глубже понять закономертеза алифатических, ароматических и гетероциклических соединений. В наности SNAr-реакций, протекающих в различных условиях, во-вторых, синтестоящее время большой интерес для осуществления практических задач раззировать разнообразные по своей природе ароматические и гетероцикличеличных отраслей производства представляют конденсированные гетероцикские соединения, связанные, аннелированные или конденсированные с фталические системы, на основе которых возможно создание эффективных и лонитрильным фрагментом, в-третьих, использовать синтезированные фталоотносительно простых в производстве люминесцирующих, фотопроводящих нитрилы для получения макроциклов и металлокомплексов на их основе, обматериалов, красителей, мономеров, а также биологически-активных соедиладающих интенсивной флуоресценцией, жидкокристаллическими свойстванений и лекарственных препаратов. К ним относятся орто-дикарбонитрилы, ми, биологической активностью, а также синтезировать аминофеноксифталеконденсированные с различными гетероциклическими фрагментами. Одним вые кислоты - перспективные мономеры для полиэфиримидов с комплексом из синтетических подходов к созданию и модификации этих гетероциклов практически полезных свойств.
является использование реакции ароматического нуклеофильного замещения Данная работа является продолжением научных исследований, прово(SNAr-реакция), которую можно осуществить двумя различными путями: лидимых в Ярославском государственном техническом университете в рамках бо введением цианогрупп в готовые соединения, либо химическим превращезаданий федерального агентства по образованию на 2008-2012 г.г.: Разранием фталонитрильных субстратов. Не секрет, что метод синтеза ортоботка методов синтеза ароматических, карбо- и гетероциклических полидикарбонитрилов на основе реакции Роземунда Брауна (Rosemund von Braun) функциональных органических соединений для получения композиционных имеет определённые ограничения, и, как правило, для его эффективного осуматериалов с использованием нанотехнологий. Номер государственной реществления требуются высокие температуры или дорогие катализаторы. Втогистрации НИР: 0120.0852836, а так же комплексной программой научных рой путь более эффективен и на его основе были получены различные O-, N-, исследований РАН Новые принципы и методы создания и направленного S-содержащие 5,- 6-, 7-, 8-членные гетероциклы с фталонитрильным фрагсинтеза веществ с заданными свойствами при финансовой поддержке РФФИ ментом. Однако его химический потенциал оказался раскрыт не в полной (грант 02-03-32366).
мере, и остались не изученными наиболее сложные вопросы, связанные с Цель работы - развитие и расширение научного направления, связанC-нуклеофильным замещением. Кроме того, наряду с накопленным большим ного с реакцией ароматического нуклеофильного замещения, протекающей с практическим и теоретическим материалом по закономерностям протекания участием амбидентных С-, O-, S-, N-нуклеофильных реагентов и нитроаромаSNAr-реакций с участием моно- и бифункциональных реагентов в данной обтических субстратов и приводящей к разработке стратегии получения широласти практически отсутствуют систематизированные данные об использовакого спектра ароматических и гетероциклических орто-дикарбонитрилов.
нии амбидентных нуклеофилов Достижение поставленной цели включало решение следующих задач:
3 ответствующих бензофуранов. Установлены закономерности селективноХ расширение представлений о механизме протекания SNAr-реакций (в том сти образования целевых продуктов.
числе, реакции внутримолекулярного замещения нитрогруппы), нитронитритной перегруппировки, реакции ретро-Кляйзена, реакций восста- Х Установлены закономерности влияния заместителей, условий проведения новления различных по своей природе функциональных групп синтези- реакции на приоритетность и последовательность взаимодействия амбированных орто-дикарбонитрилов; дентных C-, O- и N-, S-нуклеофильных центров в синтезе бензофуранов, пиримидо[2,1-b][1,3]бензотиазолов, полупродуктов в синтезе N-гидроХ развитие прикладного аспекта реакции нуклеофильного замещения, разксииндолов и N-гидроксибензоксазинонов. Обнаружен ряд побочных работка стратегии синтеза, изучение синтетического потенциала, опредепроцессов, сопровождающих SNAr-реакции с амбидентными нуклеофиление границ применимости, возможностей конструирования и дальнейлами и прерывающих их на стадии замещения атома брома (реакция ретшей функционализации различных по своей природе ароматических и геро-Кляйзена, ароматизация 4-R-6-R1-тетрагидропиримидин-2-тионов).
тероциклических систем на базе 4-нитрофталонитрила (НФН), 4-бром-5нитрофталонитрила, 4-метил-5-нитрофталонитрила (МНФН) и их струк- Х Модифицирована трёхкомпонентная реакция Биджинелли (Biginelli), затуроподобных аналогов; ключающаяся в использовании принципиально новых аминовинилбензофурановых производных, приводящая к получению неописанных в литеХ выявление перспектив практического использования синтезированных ратуре замещённых 2-[2-оксо(тиоксо)-1,2,3,4-тетрагидропирими-дин-5ароматических и гетероциклических соединений, связанных или конденил]-бензофуран-5,6-дикарбонитрилов и разработан новый региоселективсированных с фталонитрильным фрагментом.
ный метод их синтеза.
Научная новизна. Главным итогом проведённых исследований являются впервые полученные и систематизированные экспериментальные ре- Х Впервые предложена двухстадийная химическая трансформация 2-метилзультаты, совокупность которых можно квалифицировать как новое научное 3-(4-R-бензоил)-1-бензофуран-5,6-дикарбонитрилов, заключающаяся в достижение, расширяющее представление о реакции ароматического нуклео- расщеплении под действием основания фуранового цикла и последуюфильного замещения в нитроароматических субстратах, протекающей под щей кислотно-катализируемой циклизации образовавшихся 4-гидроксидействием амбидентных нуклеофильных реагентов и приводящей к получе- 5-[2-оксо-2-(4-арил)этил]фталонитрилов в соответствующие в 2-(4-Rнию широкого спектра не описанных в литературе ароматических и гетеро- арил)-1-бензофуран-5,6-дикарбонитрилы.
циклических орто-дикарбонитрилов.
Х Впервые проведено систематическое исследование химического потенХ Впервые установлено, что при последовательно протекающем С- и О- циала МНФН, результаты которого положены в основу разработанных нуклеофильном замещении атома галогена и нитрогруппы в БНФН обра- методов синтеза не описанных ранее в литературе дибензо[b,f]оксепинзуются устойчивые -комплексы, для которых в зависимости от строения 2,3-дикарбонитрилов, замещённых индазол-5,6-дикарбонитрилов и 2-Rреагента возможно два направления дальнейших превращений: нитро- индол-5,6-дикарбонитрилов.
нитритная перегруппировка, приводящая к получению замещённых 1,2Х Впервые показано, что в зависимости от строения 3-R-карбонилбензизоксазолов, либо элиминирование нитрогруппы с образованием собензофуран-5,6-дикарбонитрилов и условий проведения реакции восста 5 новления при использовании боргидрида натрия возможно селективное которых свидетельствуют о перспективности синтезированных мономевосстановление карбонильной группы до гидроксильной, а также диасте- ров для получения полиимидов в расплаве.
реоселективное восстановление двойной связи фуранового фрагмента Х Исследовано влияние ряда синтезированных соединений на агрегацию или восстановительное раскрытие фуранового цикла с образованием соэритроцитов клеток крови человека. Установлено, что 2-[2-оксо(тиоксо)ответствующих фенолов.
1,2,3,4-тетрагидропиримидин-5-ил]-бензофуран-5,6-дикарбонитрилы и Х Предложены методы конструирования замещённых бензимидазолов, бен- соединения N-гидроксибензоксазинового ряда вызывают снижение на зооксазолов, хиноксалинов и бензоксазинов на основе взаимодействия 39 - 61 % агрегации эритроцитов.
моно- и дикарбонильных соединений с 4-амино-, 4,5-диамино- и 4-амино- Положения, выносимые на защиту. Результаты исследования реак5-гидроксифталонитрилами. ции ароматического нуклеофильного замещения атома брома и нитрогруппы Практическая значимость работы в нитроароматических субстратах, протекающей под действием амбидентных С-, O-, S-, N-нуклеофильных реагентов (в том числе, реакции внутримолекуХ Разработана стратегия синтеза, изучен синтетический потенциал, определярного замещения нитрогруппы), а также сопровождающие процессы: нитлены границы применимости, возможности конструирования и дальнейро-нитритную перегруппировку, реакцию ретро-Кляйзена.
шей функционализации различных по своей природе ароматических и геСпособы конструирования, стратегия, методы синтеза и функционалитероциклических систем на базе 4-нитрофталонитрила, 4-бром-5-нитрозация фталонитрильных систем связанных, аннелированных и конденсирофталонитрила, 4-метил-5-нитрофталонитрила и их структуроподобных ванных с 5-, 6- и 7-членными гетероциклическими системами разных классов аналогов, что в целом вносит существенный вклад в органический синтез - производными бензофурана, дигидробензофурана, 4-гидрокси-1,4-бензи способствуют развитию отдельных направлений в гетероциклической и оксазин-3-она, бензофуро[3,2-с]пиридина, 2-оксо(тиоксо)-1,2,3,4-тетрагидрополимерной химии, химии фталоцианинов.
пиримидина, дибензооксепина, дибензооксазепина, индазола, индола, триазоХ Разработан общий подход к синтезу 2-метил-3-R-замещённых бензофула, бензоксазола, 1,2-бензизоксазола, 2,1-бензизоксазола, хиноксалино-2-она, ран-5,6-дикарбонитрилов, на основе которых путём дальнейшей химичебензимидазола и др.
ской модификации получены соединения с различными практически поАпробация работы. Результаты исследований доложены на XXI мелезными свойствами, в том числе, аминовинильные производные бензождународной научно-технической конференции Химические реактивы, реафурана с ярко выраженными флуоресцентными свойствами в области генты и процессы малотоннажной химии (Уфа, октябрь, 2008 г.); V между450-520 нм и исследованы возможности их химической прививки к разнародной конференции порфиринов и фталоцианинов ICPP-5 (Москва, личным полимерным материалам.
2008г.); международной конференции по химии Основные тенденции развиХ В институте синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопотия химии в начале 21 века (Санкт-Петербург, апрель, 2009 г.); I междунава РАН проведены испытания ряда синтезированных аминофталевых киродной конференции Новые направления в химии гетероциклических сослот, полученных на основе алкил- и стирилфталонитрилов, результаты единений (Кисловодск, май, 2009 г.); выставке научно-технического творче 7 ства молодежи НТТМ - 2009 (Москва, июнь, 2009 г.); 16-th European Sympo- сведена к минимуму за счет низкой СН-кислотности карбонильных произsium on Organic Chemistry. ESOC 2009; III международной конференции водных, а высокая активность БНФН приводит, в основном, к образованию Химия гетероциклических соединений (Москва, октябрь, 2010 г.); II меж- нецелевого 4-гидрокси-5-нитрофталонитрила.
дународной конференции Новые направления в химии гетероциклических Более эффективным оказался разработанный метод, основанный на иссоединений (Железноводск, 2011 г.). пользовании предварительно полученных натриевых солей амбидентных Публикации. По теме работы опубликованы 28 статей в журналах ре- С-, О-нуклеофилов.
комендованных ВАК, в том числе, 1 обзорная, 10 тезисов докладов на науч- ных конференциях, получено 2 патента РФ. 1.1 Синтез натриевых енолятов карбонильных соединений ичный вклад автора Личный вклад автора состоит в определении 1,3-Дикарбонильные соединения и производные кетокислот при обрацелей исследования, его теоретическом обосновании, планировании и прове- ботке гидридом натрия в сухом гексане превращались с выходом 90-95 % в дении синтезов исходных, промежуточных и целевых продуктов, описании, натриевые еноляты 2 (a-c, l). Для получения коммерчески недоступных реаобсуждении, интерпретации полученных результатов* и их обобщении. гентов - натриевых енолятов замещённых 1,3-дикарбонильных 2 (f-k, m-p) и Структура работы. Диссертация состоит из введения, литературного кетобензильных соединений 2 (q-x) была использована конденсация Кляйзеобзора, химической и экспериментальной частей, выводов, списка использо- на, протекавшая в тех же условиях. Синтезированные амбидентные C-, Oванной литературы и приложения с актами испытаний синтезированных про- нуклеофилы без дополнительной очистки были использованы для проведения дуктов. Работа изложена на 310 страницах и включает 17 таблиц, 133 схемы и дальнейших исследований.
43 рисунков. Список литературы включает 363 источника.
1.2 Исследование реакции БНФН с 1,3-дикарбонильными соединеОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ниями Нами разработан новый метод синтеза 2-R-3-R1-бензофуран-5,61 Исследование реакции БНФН с амбидентными С-, О-нуклеодикарбонитрилов, в основе которого лежит реакция ароматического нуклеофилами фильного замещения атома брома и нитрогруппы в БНФН амбидентными Все попытки провести реакцию БНФН с амбидентными С-, О-нукC-, O-нуклеофилами 2 (a-k, l). Установлено, что указанная реакция протекала леофилами традиционными методами (с использованием различных основапри 20-25 С в растворе ДМФА в течение 12-20 ч. Исключением являлись ний, а также межфазного катализа по Макошу (Makoza)) либо не привели к соединения 2 (a, b), для которых время реакции с БНФН уменьшалось до 2 ч, успеху, либо давали трудноразделимые смеси с низким содержанием целевых что объясняется более высокой реакционной способностью 1,3-дикетонов, продуктов. Это объясняется тем, что генерация С-нуклеофила (К2СО3, ТЭА) имеющих алифатические заместители, и кетокислот. Также к исключению можно отнести 5,5-диметилциклогексан-1,3-дион 2 l, при использовании ко* Автор выражает благодарность К. Ю. Супоницкому (ИНЭОС РАН) за проведенный рентгеноторого температуру реакции необходимо увеличить до 80-100 С, что, вероструктурный анализ соединений, а также Ю. А. Стреленко и А. С. Шашкову (ИОХ РАН) за проведённые ЯМР-эксперименты 9 ятно, связано с более высокой устойчивостью образующегося -комплекса, 5 (a-h), у которого CH3-группа находится во втором положении, что подтвердля циклических дикетонов. Выход целевых бензофуранов 5 (a-l) достигает ждено данными спектроскопии ЯМР 13С. В случае, когда оба заместителя R и 70-85 %, а в качестве побочного продукта в этой реакции зафиксировано об- R1 имели ароматический характер, например, R = Ar, а R1 = Het образовываразование 4,5-дициано-2-нитрофеноксида натрия 7. Особенностью данного лась трудноразделимая смесь двух изомеров 5 и 6 в соотношении 3 : 1 - для метода является то, что натриевые еноляты 1,3-дикарбонильных соединений (i, j) и 1 : 1 - для (k). Соотношение этих продуктов в смеси было определено 2 (а-l) использовались не только в качестве реагентов, но и как депротони- по интегральным значениям соответствующих сигналов протонов в спектре рующие агенты, поэтому для эффективного протекания реакции необходим ЯМР 1H, а отнесение сигналов изомеров было сделано на основания анализа их двукратный мольный избыток. кросс-пиков NOESY-спектра.
С целью детального исследования закономерностей SNAr-реакций за- мещённых енолятов 1,3-дикарбонильных соединений с БНФН в соотношении 1.3 Восстановление бензофуран-5,6-дикарбонитрилов натрийбор2 : 1 проводился мониторинг реакции с использованием ЯМР Н- гидридом спектроскопии (ДМСО d6 25 C). На основании полученных данных установ- Установлено, что при обработке соединений 5 (a, b, d-f) NaBH4 в лено, что лимитирующей стадией образования бензофуранов 5 является ста- C2H5OH в течение 1-2 ч при 25-30 С с выходом до 75 % образуются 3-Rдия элиминирования нитрогруппы, что определяется устойчивостью обра- (гидроксиметил)-2-метилбензофуран-5,6-дикарбонитрилы 8 (a, d-f). Исклюзующегося -комплекса 4Т чением является соединение 5 b, у которого вместо восстановления карбок+ сильной группы наблюдалось восстановительное раскрытие фуранового цикNa R1 O + R1 O NaO O + ла с образованием смеси E/Z -изомеров 9 b в соотношении 2/3.
NC Br Na RR O NC R O O NC + Впервые показано, что при проведении указанной реакции в ТГФ восR NC NO2 R R1 NC NO2 O NC NO1 становлению подвергается не только карбонильная группа, но и двойная 2 (a - h, p) 3 (a - h, p) 4 (a - h, p) + Na R1(R) O O связь фуранового цикла. При этом образуется смесь, состоящая из 40-60 % O NC R1 NC R NC ONa NC 3-R-(гидроксиметил)-5,6-дицианобензофурана 8 (a, d-f), 10-40 % 3-R-(гид+ + - R(R1) NC NC R R1 NC NOO NC роксиметил)-2,3-дигидро-5,6-дицианобензофурана 10 (d-f) и до 35 % алкилO O NO5 (a - h, p) 6 (i - k) 4' (a - h, q) фенолов 11 (d-f), что определяется свойствами заместителя R1. Установлено, 2, 3, 4,4Т 5 a - R=R1=CH3; b - R=CH3, R1=OC2H5; c- R=Ph, R1=OC2H5; d - R=CH3, R1=4-CH3OC6H4;
что увеличение избытка NaBH4, а также времени протекания реакции способe - R=CH3, R1=4-CH3C6H4; f - R=CH3, R1= 2-thienyl, g - R=CH3, R1=Ph, h - R=CH3, R1= 4- ClC6H4;
i - R=2-furanyl, R1=4-CH3C6H4; j - R=2-furanyl, R1=4-ClC6H4; k - R=4-CH3OC6H4, R1=4 -ClC6H4 ;
ствовало накоплению побочных продуктов 11 (d-f). В случае соединения 5 b в l - - 4,4-диметил-2,6-диоксоциклогексил;
6: i - R=2-furanyl, R1=4-CH3C6H4; j - R=2-furanyl, R1=4-ClC6H4;k - R=4-CH3OC6H4, R1=4 -ClC6HТГФ происходило раскрытие бензофуранового цикла с одновременным восСхема становлением двойной связи и образованием 12 b.
Установлено, что в случае использования реагентов с заместителями R и R1, различающихся по своей природе, например, R = CH3, а R1 = OAlk, Ar, Het реакция протекала селективно, и образовывался только один изомер 11 на основании анализа NOE-взаимодействий соответствует (2S*,S*)-3-[(R*)O HO O NC R1 NaBH4 NC RO NaBHNC [R-метил]-2-метил-1-бензофуран-5,6-дикарбонитрилу.
EtOH EtOH NC NC z\e NC O O H 5 (a, b, d - f) NaBH4 THF OH NaBH4 8 (a, d - f) THF 1.4 Синтез винильных производных бензофуран-5,6-дикарбо9 b HO HO HO нитрилов NC R1 RNC R1 NC NC O + + Разработаны методы синтеза замещённых аминовинилбензофуранов O NC NC NC NC OH O OH O 15 (b, d-g), основанные на взаимодействии синтезированных бензофуран-5,68 (a, d - f) 12 b 10 (d - f) 11 (d - f) дикарбонитрилов 5 (b, d-g) с диметилацеталем N,N-диметилформамида 5, 8, 10, 11: a - R1=CH3; b - R1=OC2H5; d - R1=4-CH3OC6H4; e - R1=4ЦCH3C6H5; f - R1 = 2-thienyl.
(ДМА ДМФА), при 60-80 С с выходом 75-85 %.
Схема O O В синтезированных соединениях 8 гидроксильная группа сравнительно O O RR1 O RN NC NC N O активна и на примере образования простых эфиров показана возможность NC R2 H 13 RO O дальнейшей функционализации полученных продуктов 8 (а, d, е). Так, при piperidin NC NC O NC DMF 14 (a - c) 5 (b,d-g) 15 (b,d-g) кипячении соединений 8 (a, d, e) в спирте (CH3OH, С2Н5OH, i-С3Н7OH) при 5, 15 : b - R1=OC2H5; d - R1=4-CH3OC6H4; e - R1=4-CH3C6H4; f - R1=2-thienyl; g - R1= Ph катализе сухим HCl с выходом 63-72 % были синтезированы соответствую13,14 a - R1=4-CH3C6H4. R2 =4-С6H4OCH3; b - R1=4-CH3OC6H4, R2=4-С6H4N(CH3)2;
щие простые эфиры 13 (a-h).
c - R1=4-CH3C6H4, R2=-CH=CH-С6HСхема R R O R1 O Показано, что для синтеза стирилпроизводных 14 (a-c), образующихся R1 OH NC NC при взаимодействии бензофуран-5,6-дикарбонитрилов 5 (b, d-g) с альдегидаHCl O O NC NC ми 13, требовались более жёсткие условия (90-100 С). Установлено, что це8 (a, d, e) 13 (a - h) левые продукты образовывались с выходом 65-70 % при катализе пипериди8, a - R1=CH3; d - R1=4-CH3OC6H4; e - R1=4ЦCH3C6H5.13: a - R=CH3, R1=CH3; b - R=CH3, R1=C2H5;
c - R=CH3, R1 =i-Pr; d - R=CH3O, R1= CH3; e - R=CH3O, R1= C2H5; h - R=CH3O, R1=i-Pr.
ном только с альдегидами, имеющими донорные заместители. Обнаружено, Схема что соединения 14c, 15(b, d-g) обладают ярко выраженными флуоресцентныСтроение синтезированных соединений было подтверждено совокупми свойствами в области 450-550 нм.
ностью данных ИК-, ЯМР-спектроскопии и масс-спектрометрии. Кроме того, Для получения соединений, которые могут образовывать химические с помощью NOESY-спектроскопии доказано, что восстановление двойной связи с OH- и NH2-группами полиэфиримидов, с целью придания им флуосвязи в фурановом цикле соединений 5 (d-f) происходило дистереоселективресцентных свойств был разработан метод синтеза гидроксипроизводных но, и образовывался только один изомер с транс-константой спин-спинового (d-f), заключающийся в восстановлении соединений 15 (b, d-g) в спирте двувзаимодействия (КССВ) J2,3 = 6.7 - 7.3 Гц. Конфигурация соединений 10 (d-f) кратным избытком NaBH4 при 60 С в течение 2-3 ч. Выход целевых продуктов 16 (d-f) составил 65-75 %.
13 HO Установлено, что при проведении указанной реакции с аммиаком или O RRNaBH4 NC гидроксиламином после образования продукта переаминирования происхоNC N N EtOH дила внутримолекулярная циклизация последнего, завершающая формироваO O NC NC 15 (d - f) 16 (d - f) ние бензофуро[3,2-с]пиридин-7,8-дикарбонитрилов 17 (d-g) или соответст15, 16: d - R1=4-CH3OC6H4; e - R1=4-CH3C6H4; f - R1=2-thienyl.
вующих N-оксидов 18 (d-g).
Схема Строение соединений 14 (a-c), 15 (b, d-g), 16 (d-f) подтверждено дан1.5.2 Синтез замещённых 2-[2-оксо(тиоксо)-1,2,3,4-тетрагидроными ИК-, ЯМР Н-спектроскопии и масс-спектрометрии. Транс-положение пиримидин-5-ил]-бензофуран-5,6-дикарбонитрилов заместителей при двойной связи в винильном фрагменте определено на осноВпервые предложено модифицировать трёхкомпонентную реакцию вании значений КССВ протонов в спектрах ЯМР Н, которые составляют Биджинелли (Biginelli), в которой вместо 1,3-дикарбонильной компоненты около 13.0 Гц для аминовинильных производных и 16.0 Гц для стирилпроизиспользовали замещённые 2-аминовинилбензофуран-5,6-дикарбонитрилы водных бензофуран-5,6-дикарбонитрилов.
15 (b, d-f). На основе этой реакции разработан новый метод синтеза замещённых бензофуран-5,6-дикарбонитрилов, содержащих во втором положении 1.5 Реакции с участием аминовинильной группы тетрагидропиримидин-2-оновый(тионовый) фрагмент (схема 7). Для получе1.5.1 Синтез бензофуро[3,2-с]пиридин-7,8-дикарбонитрилов ния с выходом 50-75 % целевых 2-[2-оксо(тиоксо)-1,2,3,4-тетрагидропиримиС целью синтеза новых гетероциклических соединений с фталонитдин-5-ил]-бензофуран-5,6-дикарбонитрилов 22 (а-h) необходимо было нагрерильным фрагментом изучена реакция переаминирования диметиламинного вание при 100 С эквимолярных количеств исходных реагентов в ледяной фрагмента субстрата 15 (d-g) различными первичными и вторичными аминауксусной кислоте в течение 8-18 ч. Установлено, что в этих условиях реакция ми 19 (a,b), протекавшая при 60-100 С в растворе ДМФА (схема 6) и привопротекала региоселективно с образованием одного стереоизомера с аксиальдящая к образованию целевых продуктов 20 (a-d) с выходом до 65-78 %.
ным расположением арильного заместителя в пиримидиновом цикле.
RO R1 + O RRN N O NH3 NC NH2OH H O NC NC N RNC O TsOH X NH NC O O NC O NC NC N + + O 18 (d - g) 17 (d - g) 15 (d - g) NC X H2N NHN NH2-R3 O H R1 R3 O NC RNC 21 (a, b) 22(a - h) N 15 (b, d-f) H 13 (a-b) RO 20 (a - d) NC 15 b - R1= OC2H5; d - R1=4-CH3OC6H4; e - R1=4-CH3C6H4; f - R1= 2-thienyl; 13 a - R2=H, b - R2= CH3О 15, 17,18: d - R1=4- CH3OC6H4; e - R1= 4- CH3C6H4; f - R1= 2-thienyl; g - R1 = Ph 21 а - Х = О, b - Х=S; 22 a - R1=4 -CH3C6Н4, R2= H, X= O; b - R1=4 -CH3C6Н4, R2 = OCH3, X = O;
19, 20: a - R1= 4-CH3OC6H4, R3= C6H5; b - R1= 4-CH3C6H4, R3 = C6H5, c - R1 = 4-CH3C6Н4, R2 = H, X =S; d - R1=4-CH3C6Н4, R2 =OCH3, X=S; e - R1=4 -CH3ОC6Н4, R2 = OCH3, X = S;
f - R1 = ОC2H5, R2 = H, X = S; g - R1=О C2H5, R2 = OCH3, X=O; h - R 1= 2-thienyl, R2 =OCH3, X = S.
c - R1 = 2-thienyl, R3= C6H5; d - R1= 4-CH3C6H4, R3= 4-morpholyl.
Схема Схема 15 Строение полученных соедине- 1.7 Взаимодействие БНФН с натриевыми енолятами 2,4ний 22 (a-h) подтверждено методами диоксоэфиров ИК-, ЯМР Н-спектроскопии и масс- С целью получения не описанных в литературе бензофуран-5,6спектрометрии, а также методом рент- дикарбонитрилов, содержащих во втором положении алкоксикарбонильную геноструктурного анализа на примере группу, была изучена реакция БНФН 1 с амбидентными С-, О-нуклеофилами соединения 22a (Рисунок 1). 2 (m-p).
+ O R1 + O Na Na O RONa O NC NC O БНФН O R O R+ O R O O O NC NO2 NC 2 (m - p) NO2 R K2CO26' (a - e) 26 (a - e) Рисунок 1. Пространственная структура соединения 22а по данным РСА OH O + B H O O O R O RRR1 RNC 2' (m - p) O O NC NC B 1.6 Синтез 2-R-бензофуран-5,6-дикарбонитрилов N O O NC Впервые разработан метод химической трансформации бензофуранNC NO2 NC O R 29 (a - c) 27 (a - c) 28 (a - c) 5,6-дикарбонитрилов 5 (d, e, g) в 2-R-бензофуран-5,6-дикарбонитрилы 25.
2, 2Т: m - R = CH3, R1= 4-CH3OC6H4; n - R= CH3, R1=4 -CH3C6H4; o - R = CH3, R1=2-thienyl;
Установлено, что при нагревании при 30-40 С в течение 0.5 - 1.5 ч субстратов p - R = C 2H5, R1 = 4 -CH3OC6H4; nТ - R = C 2H5, R1= 4-CH3C6H5 (d, e, g) с основаниями (NaOH, CH3ONa, C2H5ONa) происходит раскрытие 26, 27, 28, 29 a - R= CH3, R1=4 -CH3OC6H4; b - R=C H3, R1= 4-CH3C6H4; c - R = CH3, R1=2 -thienyl;
фуранового цикла с образованием солевой формы соединений 23 (d, e, g), Схема обработка которых соляной кислотой приводит к выделению соответствую- Установлено, что в зависимости от условий проведения реакции можно щих фенолов 24 (d, e, g). Последующее кипячение промежуточных соедине- получить один из трёх продуктов - 27, 28, 29 или их смеси. При детальном ний 24 (d, e, g) в муравьиной кислоте способствовало протеканию реакции исследовании данной реакции с помощью ЯМР 1Н-спектроскопии (ДМСО dвнутримолекулярной конденсации и получению с выходом 52 - 64 % 2-R- 25 C) удалось зафиксировать образование и накопление в реакционной массе бензофуран-5,6-дикарбонитрилов 25. -комплексов 26 (a-e). При проведении реакции при комнатной температуре по аналогии с синтезом соединений 5 образования бензофуранов 27 (a-e) не O RO RO RNC NC происходило, что можно объяснить более высокой стабильностью комплекса NC NC HCOOH HCl NaOH RМейзенгеймера 26 (a-e), за счёт участия карбонильной и карбоксильной групп O OH NC O NC OH NC NC ONa 25 (d, e, g) 24 (d, e, g) 5 (d, e, g) 23 (d, e, g) в делокализации отрицательного заряда. Установлено, что при разбавлении 5, 23, 24, 25: d - R1 = 4-CH3OC6H4; e - R 1= 4-CH3C6H4 ; g - R1 = С6Н5.
реакционной массы 5 %-ным водным раствором HCl комплекс 26 (a-e) переСхема ходил в интермедиат 26Т (a-e), который подвергался гидролитическому расщеплению (ретро-Кляйзен), в результате чего с выходом 67-75 % были полу 17 чены 4-(2-R-2-оксоэтил)-5-нитрофталонитрилы 28 (a-с). Необходимо отме- ванному атому углерода с одновременной перегруппировкой нитрозогруппы, тить, что при разбавлении реакционной массы водой происходило образова- сопровождающаяся раскрытием цикла и образованием нитрозопроизводного ние смеси продуктов 28, 29. B (схема 10). Этот интермедиат B сразу изомеризовался в неустойчивое гидНагревание реакционной массы при 70-80 С в течение 12 ч приводило роксилиминопроизводное C, которое с отщеплением молекулы воды внутрик образованию смеси бензофуранов 27 (a-с) и 1,2-бензизоксазолов 29 (a-с). молекулярно конденсировалось в соответствующий в 1,2-бензизоксазол 29 (aНизкий выход (20-30 %) целевых продуктов 27 (a-с) связан с протеканием с). Выход целевых продуктов в расчёте на исходный субстрат достигал при нагревании побочных гетеролитических процессов. Получить бензофу- 73 - 85 %.
раны 27 (a-с) с выходом до 40 % без примесей соединений 28, 29 удалось В случае добавления к -комплексу А в растворе ДМСО одного эквитолько при использовании в данной реакции в качестве реагентов валента СН3ONa и нагревании смеси до 100 - 120 С в течение 2 - 4 ч проис2,4-диоксоэфиров 2Т, а в качестве депротонирующего агента K2CO3. ходило элиминирование нитрогруппы и образование в качестве основного RR1 продукта бензофуранов 25 (а-с) с выходом 62 - 78 %.
R1 O R1 O O O N N N N Предложенный механизм нитро-нитритной перегруппировки подтверTEA -H2O O O OH + N O + N ждён экспериментальными данными и квантово-химическими расчётами, N N N N Ia N I OH N 30(a-c) 28(a-c) O O выполненными с использованием программы GAUSSIANЖ, показавшими ТЭА H+ бльшую предпочтительность образования соединений 29, по сравнению с + N H N R100-1200С альтернативным 2,1-бензизоксазолом 30.
O R+ MeONa N O Строение соединений 27 (a-e) и 29 (a-с) подтверждено данными РСА N A N O 25(a-c) O (Рисунок 2).
R1 O R80-1000С R1 O O N N N -H2O N N N OH O O OH OH N N N 29(a-c) B C Схема Образование продукта 29 из 28 и его доминирование в этих реакциях стало очевидным при дальнейшем исследовании. Установлено, что при добавлении двух эквивалентов ТЭА к раствору соединения 28 (a-с) в ДМСО 27a 29b (ДМФА) образуется устойчивый комплекс Мейзенгеймера А, строение котоРисунок 2. Пространственная структура молекулы соединения 27a и 1 1 29b по данным РСА.
рого подтверждено данными двумерной Н-1Н и Н-13С спектроскопии. При его нагревании при 80-100 С в течение 4-6 ч происходила нитро-нитритная Ж Автор выражает благодарность д.х.н. Т.С. Пивиной (ИОХ РАН), за проведённые квантовоперегруппировка: атака атома кислорода нитрогруппы по sp3-гибридизохимические расчёты 19 1.7.1 Синтез 1-гидрокси-2-R-индол-5,6-дикарбонитрилов 1.8 Синтезы с использованием амбидентных С-, О-нуклеофилов, Нитрогруппу в полученных соединениях 28 (a-с) восстанавливали при полученных на основе фенилацетонитрилов 25-45 С с использованием различных химических восстановителей (SnCl2 в С целью дальнейшего исследования SNAr-реакций c амбидентными спиртовом растворе HCl, Zn/NH4Cl в ТГФ, Na2S2O4 в водно-спиртовой среде). нуклеофилами изучено взаимодействие производных фенилацетонитрилов Установлено, что во всех случаях селективно с выходом 76 - 83 % образовы- 2 (q-х) с БНФН.
вались соответствующие 1-гидрокси-2-R-индол-5,6-дикарбонитрилы 31 (а-с).
В случае использования в качестве восстановителя дитионита натрия 1.8.1 Синтезы 4-(циано-R-метил)-5-нитрофталонитрилов (Na2S2O4) 1-гидроксииндол-5,6-дикарбонитрилы образовывались в солевой Взаимодействие БНФН 1 с двукратным избытком натриевых енолятов форме 32 (а-с), которые после обработки водным раствором HCl переходили 2 (q-t), которые одновременно выступали как регенты и основания, при комв целевые соединения 31. натной температуре в растворе ДМФА приводило к образованию продуктов NC С-замещения 36 (a-d).
RSnCl2, H+ R R N Na R NC Na+ R O N ONa O ROH 31 (a - c) N O Zn, NH4Cl NC N O N NC + + + OH R1 N + + N 1 H + O H H R O N N NC N NC O Na2S2O+ + NC O NC N N NC O O BN R2 NC NC 28 (a - c) NC O O RR NC NC NC O 2(q-t) 33 (a, b) N 34 36(a-d) 35' NC ONa 32 (a - c) 2 q - R = H; r- R= p-CH3; s - R= p-OCH3; t - R= p-Cl 34, 35, 36 a ЦR =H; b - R =p-CH3; c - R =p-OCH3; d - R = p-Cl 28, 31, 32: a - R1= 4-CH3OC6H4; b - R1 = 4-CH3C6H4 ; c - R1 = 2-thienyl Схема 33: a - R1= 4-CH3OC6H4, R2 = CH3; b - R1 = 4-CH3ОC6H4, R2 = CH2СООCHС целью детального исследования указанной реакции при эквимолярСхема ном соотношении реагентов был проведён её мониторинг с использованием Образование N-гидроксииндолов 32 (а-с) подтверждено совокупноЯМР 1Н спектроскопии (ДМСО d6 25 C). Установлено, что в течение 30-стью данных спектральных методов и химическим путём - алкилированием мин происходило быстрое изменение содержания исходных компонентов в йодистым метилом и метиловым эфиром бромуксусной кислоты соединения реакционной смеси, причём соль убывала в 2 раза быстрее, чем БНФН. Наря31 b. В спектре ЯМР 1Н продукта метилирования 33 а наблюдается дополниду с этим, в реакционной смеси накапливался продукт, который с наибольшей тельный сигнал метокси-группы при 3.9 м.д., а для 33 b - сигналы соответствероятностью соответствует интермедиату 35 (аци-нитроформа), максимум вующего эфира.
накопления которого наблюдался через 60 - 90 мин, а затем происходило постепенное снижение интенсивности его сигналов.
В рассматриваемой реакции первоначально происходило нуклеофильное замещение наиболее активированного атома брома в субстрате 1 С-нук 21 леофильным центром реагента с образованием интермедиата 34. В послед- 2 (u-x). При этом наиболее активно (за 24 ч) реагировали еноляты с донорнынем, под действием второго моль реагента отщеплялась ацильная группа, что ми заместителями R, а в случае R=H, Cl время реакции увеличивалось до 50 и приводило к образованию интермедиата 35. Этот процесс, возможно, проис- 120 ч соответственно, а выход значительно снижался, что, вероятно, связано с ходит по механизму, аналогичному с приведённым в синтезе гидразонов по параллельным протеканием реакции С-нуклеофильного замещения и послеЯппа-Клингеманну (JappЦKlingemann). Продукт 36 с выходом 45 - 60 % вы- дующим осмолением неустойчивых в растворах образовавшихся продуктов делили после подкисления реакционной массы разбавленной HCl. Неустой- 35. (п. 1.8.1).
N чивость в реакционной смеси интермедиата 35, вероятно, связана с его окисR1 ONa O N RO лением кислородом воздуха, т.к. наиболее лабильный продукт 36с удалось O N O выделить только при проведении реакции под аргоном. При этом упростилась O + R и процедура выделения целевых продуктов. + R N O N 2(u-x) O Установлено, что соединения 36 (a-d) в полярных апротонных раство37(a-d) 2 u - R = H; v- R = p-CH3; w - R = p-OCH3; x - R = p-Cl.
рителях переходили в аци-форму 35Т с миграцией метинового протона к нит37 a ЦR = H; b R = p- CH3; c - R = p- OCH3; d - R = p-Cl рогруппе, которая легко и необратимо изомеризовалась в соответствующие Схема лабильные нитрозопроизводные, которые затем необратимо трансформировались в неидентифицируемые продукты. Образование аци-нитро- и нитрозо1.8.3 Реакция восстановительной циклизации форм подтверждается данными масс-спектрометрии соединений 36 (a-d), где 1.8.3.1 Синтез 3-замещённых 2-амино-1-гидрокси-1H-индол-5,6дикарбонитрилов наиболее интенсивный сигнал соответствовал иону [M+-OH], а молекулярный При восстановлении продуктов C-нуклеофильного замещения 36 двухион часто не фиксировался.
валентным оловом при 20-25 С образовывались 3-замещённые 2-амино-1гидроксииндолы 39 (a-d). Целевые соединения были выделены с выходом 1.8.2 Синтез продуктов O-замещения 70-80 %. Побочными продуктами (до 5-10 %) являлись производные антраниСовершенно другие продукты образовывались в тех же самых условила 38 (a-d), которые были также получены с выходом 10-15 % путём нагреваях при взаимодействии БНФН 1 с эфирами 2 (u-x). Установлено, что в этом ния соединений 36 (a-d) в водно-спиртовом растворе соляной кислоты.
случае основным направлением протекания реакции являлось О-нуклеоR N R N N фильное замещение, а продуктами - соответствующие нитроэфиры 37(a-d).
N + SnClH Выделить продукт С-нуклеофильного замещения не удалось. Было изучено 38(a-d) + -HOCN O + N N влияние условий реакции (соотношение реагентов, растворителей, темпера- R N NHO N N 38(a-d)N 36(a-d)O 39(a-d) OH турного режима и времени) на выход продуктов 37 (a-d).
36, 38, 39 a - R =H; b - R = CH3; c - R = OCH3; d - R = Cl Увеличению до 64 % выхода продукта реакции, протекавшей в ДМФА Схема при температуре 25 C, способствовал двукратный мольный избыток реагента 23 Строение продуктов 38, 39 (a-d) было под- Однозначным доказательством структутверждено как спектральными методами, ры целевых соединений являлись дантак и химически - алкилированием гидро- ные РСА. Установлено, что соединения ксигруппы различными реагентами: йоди- образовывались в виде Е-стереоизомера, стым метилом, ДМА ДМФА. В спектрах что определяется строением исходных ЯМР 1Н продуктов алкилирования наблю- соединений 2 (u-x). Сохранение этой даются характерные сигналы ОСН3-группы пространственной конфигурации связав области 4.0-4.2 м.д. Методом РСА удалось но с тем, что в процессе двухстадийного Рисунок 4. Пространственная окончательно установить структуру полу- синтеза в субстрате не происходило структура соединения 40b по Рисунок 3. Пространственная ченных гидроксииндолов - соединения 39 разрыва двойной связи.
данным РСА.
структура соединения 39 b по образуют устойчивые кристаллогидраты с данным РСА одной молекулой воды (Рисунок 3).
2. Синтеза гетероциклов с фталонитрильным фрагментом на основе алкилфталонитрилов 1.8.3.2 Синтез 2-замещённых 4-гидрокси-1,4-бензоксазин-5,6-ди2.1. Синтез алкилфталонитрилов из алкилфталевых кислот карбонитрилов С целью расширения возможностей получения новых соединений с фтаВосстановление продуктов O-замещения 37 (a-d) двухвалентным ололонитрильным фрагментом были разработаны методы синтеза алкилфталовом при 40-50 С приводило к региоселективному образованию продуктов нитрилов.
62 (a-d) с выходом 61-75 % в виде Е- изомеров.
R1 O RRO O R N R CH3COONH4 R HNO3 R OH O NH NH CH3COOH R1 OH H2SOO X X Br2 43(a-c) SnCl2 N N 41(a-c) O O O O 42(a-d) O NaOH NH4OH R HCl, N O R1 O O + C2H5OH N N O N R N R N POCl3 R NHOH OH O 37(a-d) 40(a-d) NHOH DMF X X X 37, 40 a - R = H; b - R = CH3; c - R = O CH3; d - R = Cl N 41' 45(a-d) O 44(a-d) O Схема 41, 42: a- R= Me, R1= H; b- R = H, R1= Me; c-R= t-Bu, R1= H, Строение синтезированных соединений 40 (a-d) подтверждено сово43, 44, 45: a- R= Me, R1= H, Х = NO2; b- R= H, R1= Me, Х = Br; c-R=t-Bu, R1=H, Х= NO2, купностью данных ИК-, 1H-, 13C-ЯМР-спектроскопии и масс-спектрометрии.
d- R = Me, R1 = H, Х= Br; 41Т R = Me, R1= H, X = Br.
Схема 25 Для получения указанных соединений использовалась коммерчески 2.2.2 Нуклеофильное замещение нитрогруппы под действием доступные 4-метил- и 4-трет-бутил-фталевые кислоты. В основу разрабо- S-,O-, N-нуклеофилов танного метода синтеза алкилфталонитрилов был положен способ получения С целью синтеза полупродуктов для получения 3-аминофенокси- и 4БНФН 1. Выход целевых продуктов 45 (a-d) достигал 58 % в расчёте на ал- аминотиофеноксифталевых кислот - мономеров для полиэфиримидов, были килфталевую кислоту. исследованы реакции 4-алкил-5-нитрофталонитрилов и 4-нитро-5-стирил фталонитрилов с 4-ацетамидотиофенолом 48a и 3-ацетамидофенолом 48b.
2.2 Реакции 4-алкилфталонитрилов XH N N R R DMF 2.2.1 Реакции МНФН по метильной группе + CHTEA O + 4-Метил-5-нитрофталонитрил (МНФН) 45a, благодаря наличию трёх X N N N O N H CHO 45(a,c) акцепторных групп, оказался наиболее активной СН-кислотой из всех синте49(a,c) 48(a,b) N O H зированных алкилфталонитрилов. Показано, что он реагировал не только с ДМА ДМФА, но и с замещёнными ароматическими альдегидами в присутст49 a-R = Me, X = S; c- R = t-Bu, X = S.
Схема вии пиперидина с образованием с выходом 45 - 88 % соответствующих проУстановлено, что замещение нитрогруппы в 4-алкил-5-нитрофтаизводных 46, 47.
CH3 лонитрилах 45 (a-с) на 4-ацетамидотиофенол 48 a в присутствии ТЭА протеN R CHкало в ДМФА при комнатной температуре в течение нескольких минут с выN N N CH3 DMF ходом 80 - 91 %, а с фенолом 48 b выделить целевые продукты не удалось, O O CHH3C X X X поскольку в присутствии К2СО3 доминировал побочный процесс образования N N N CHN H3C 47(a,c,d) 45(a,c,d) 46(a-d) 4-алкил-5-гидроксифталонитрилов, а в присутствии ТЭА реакция не протека45, 47 a - Х = NO2; c - X = H, d - X = Br;
а.
46 a - R = C6H5. Х = NO2; b - R = 4-CH3OC6H4, Х = NO2 ;
RRc ЦR = 4-ClC6H4, Х = NO2; d - R = 2-thienyl, Х = NO2.
Схема XH N N DMF + Строение полученных продуктов подтверждено данными ИК-, ЯМР- CH+ O base N X N N спектроскопии и масс-спектрометрии. Для соединений 46 (a-e) и 47 (a, c, d) N O H O 46(a-c) 48(a-b) CHхарактерными являются сигналы атомов водорода при двойной связи с вици- 50(a-e) N O H нальной константой, равной для енаминовых производных 47 (a, c, d) 12.846 a- R1= H; b- R1= OМe; c- R1= Cl; 48 a-X = O; b-X=S; 50 a- R1=H, X=O; b- R1= H, X= S;
13.0 Гц, а для стирильных 46 (a-e) - 16.0-16.5 Гц, что соответствует транс c- R1 = OMe, X = S; d - R1 = OMe, X = O; e- R1 = Cl, X = O.
конфигурации.
Схема 27 Только в 4-стирил-5-нитрофталонитрилах 46 (a, d) удалось осущест- влиянием двух атомов хлора. Превращение последней в соответствующий вить SNAr-реакцию замещения нитрогруппы под действием указанных S- и дибензо[b,f]оксепин 54с потребовало более жёстких условий реакции.
N O-нуклеофилов. Показано, что тиофенол 48 a реагировал в присутствии ТЭА O при комнатной температуре в течение часа, а фенол 48b - в течение 2 ч при N N N CH3 N O H H нагревании около 80 С в присутствии К2СО3. Выход целевых продуктов + + N R O + N 50 (a-e) составил 76 - 83 %. HO O O R N N O Кроме того, установлено, что нитрогруппа в 4-стирил-5-нитроHO 45a 52(a-c) 53(a-c) 54(a-c) фталонитрилов при комнатной температуре замещалась на азидо-группу с образованием соответствующих производных 51 (a-d). R 52, 53, 54: a - R = H; b - R = p-Cl; c - R = 2,4-diCl R R Схема N Установлено, что при взаимодействии МНФН 45 a с -нитрозо-NaN3 N нафтолом 55 в присутствии ТЭА в мягких условиях (1 ч, 20 оС) происходило + O N ДМФА N N + N образование с выходом 15 % замещённого бензонафтооксазепина 56.
O N 46(a-d) 51(a-d) N N NC ON 46, 51 a - R = H; b - R = OМe; c- R = Cl; d - R = 2-thienyl.
NC ТЭА + Схема O NC NO2 HO NC 45a 55 Целевые 4-стирил-5-азидофталонитрилы 51 (a-d), полученные с выходом 70 - 79 %, без дополнительной очистки были использованы для синтеза Схема новых гетероциклов индольного ряда. Процесс, вероятно, протекал по реакции Эрлиха-Закса (Ehrlich-Sachs) через образование промежуточного имина и завершался внутримолекуляр2.2.3 Синтез семичленных гетероциклов ным замещением нитрогруппы образовавшимся in situ О-реакционным ценПри проведении реакции МНФН 45 a с салициловыми альдегидами тром.
52 (а-с) в присутствии пиперидина были получены с выходом 31 - 54 % за- мещённые дибензо[b,f]оксепин-2,3-дикарбонитрилы 54 (а-с). 2.3. Синтез 1-гидрокси-1H-индол-5,6-дикарбонитрилов на основе Протекание реакции через образование гидроксистильбенов 53 (а-с) и винильных производных МНФН их последующая внутримолекулярная циклизация подтверждается тем, что С целью синтеза новых практически значимых соединений исследовапри взаимодействии МНФН 45 a с 3,5-дихлорсалициловым альдегидом 52 с на реакция восстановления нитрогруппы винильных производных двухвабыла выделена ациклическая структура 4-[2-(3,5-дихлор-2-гидроксифенил)- лентным оловом в спиртовом растворе соляной кислоты при 40-50 С.
винил]-5-нитрофталонитрила 53 с, что можно объяснить дезактивирующим 29 Установлено, что в указанных условиях происходило восстановление внутримолекулярной циклизации, приводящей к образованию замещённых 4-[(E)-2-(диметиламино)винил)]-5-нитрофталонитрила 47а по реакции Бачо- 2-R-индолов-5,6-дикарбонитрилов 62 (a-c). Так, при нагревании 51 (а-с) при Лимгрубера (BatchoЦLeimgruber) с образованием незамещённого 1-гидрокси- 180-200 С в течение 4-6 ч в растворе этиленгликоля в атмосфере азота были 1H-индол-5,6-дикарбонитрила 57 с выходом 79 %. получены целевые продукты 62 (а-с) с выходом до 35 %.
CHR R O N CHH3C N N N SnCl2 N N MeI N H3C O 180-2000C HCl R + O K2CON N N N ТЭА (CH2-OH)2 N N N N N OH O CH58 N N N 47a O N H + N O N 62(a-c) 61(a-c) 51(a-c) H3C Схема 23 N H3C 51, 61, 62: a- R = H; b- R = OМe; c- R = Cl При проведении указанной реакции при 40-50 С из 4-стирил-5Схема нитрофталонитрилов 46 (а-с) были получены с выходом до 92 % соответст5-Азидозамещённые фталонитрилы 51 (a-c) реагировали с ацетилацевующие амины 59 (а-c).
тоном в присутствии ТЭА при 75-85 С в течение 2-3 ч с селективным обраR R зованием соответствующих 4-(4-ацетил-5-метил-[1,2,3]триазол-1-ил-5N N N стирилфталонитрилов 61 (a-c) с выходом 58 - 64 %.
60-800C 40-500C R 59(a-c) + +O N N NHN N N OH 46(a-c) O 60(a-c) 59(a-c) 2.5 Разработка метода синтеза -5-нитро-4-формилфталонитрила и 46, 59, 60 a - R = H; b - R = OМe; c - R = Cl синтез пятичленных гетероциклических систем на его основе Схема Разработан метод синтеза 5-нитро-4-формилфталонитрила 63 окислеПроцесс протекал по механизму классического восстановления нитронием 4-[(E)-2-(диметиламино)винил)]-5-нитрофталонитрила 47а перйодатом группы до аминогруппы. Установлено, что повышение температуры реакции натрия в 50 %-ном водном ТГФ с выходом до 63 %.
до 60-80 С приводило к образованию наряду с аминами 59 (а-c) гидроксиинCHдолов 60 (a-c) с выходом, не превышающим 30 %. Наличие N-гидроксильной N CHO N N N группы у индолов 57, 60 (а-c) доказано как спектральными методами, так и TГФ/H2O SnClH O + O + O химическим способом - взаимодействием с йодистым метилом, в результате NaIO4 N HCl N N N N N O O 63 47a которого образовывались соответствующие N-метоксииндолы.
Схема Полученный 4-формил-5-нитрофталонитрил 63 использовали для син2.4 Модификация 4-стирил-5-азидофталонитрилов В синтезированных стирилпроизводных 51 (а-с) была изучена реакци- теза различных гетероциклических систем. Так, при его восстановлении онная способность азидогруппы, в частности, исследована её способность к 31 двухлористым оловом в спиртовом растворе HCl происходило образование с стью. Поэтому особый интерес представляла реакция предварительно полувыходом 76 % 2,1-бензизоксазола 64. ченных по классической реакции Биджинелли эфиров 2-тиоксо-1,2,3,4Взаимодействие 4-формил-5-нитрофталонитрила 63 с гидразинами в тетрагидропиримидин-5-карбоновых кислот 70 (а-d) с БНФН 1, приводящая к кипящем спирте приводило к получению соответствующих гидразонов образованию трициклических соединений. В результате проведённых иссле65 (a-c), при обработке которых щелочами или карбонатами щелочных ме- дований был разработан метод синтеза пиримидо[2,1-b][1,3]бензотиазолов таллов с выходом 72 - 80 % образовывались не описанные в литературе 1-N- 72 (а-d) с выходом 65-78 % по схеме 28:
замещённые индазол-5,6-дикарбонитрилы 66 (a-c).
N S N S R R O N N N N N O O + H H N R N S RR1 O O O O ТЭА + O ТЭА N 72 (a-d) + N 1 O N O NH N R NH2OH + 63 O O N R N AcOH O H2N NH O RN R OH N O N N H N N O N K2CO3 70 (a-d) S N N NaOH N R N N O N N R+ O R1 N N + O O EtOH S N 71 (a-d) N N N N R N N 73 (a-d) 67 66(a-c) 65(a-c) O O 70, 71, 72: a - R = CH3, R1 = C6H5; b - R = CH3, R1 = 4-MeOC6H4 ;
65, 66 a - R = C6H5; b - R = 4-MeO C6H4; c - R = 4-Cl C6Hc ЦR = CH3, R1 = 2-thienyl; d - R = C6H5, R1 = 4-MeOC6H4.
Схема Схема При взаимодействии соединения 63 с солянокислым гидроксиламином Установлено, что двухстадийная реакция БНФН 1 с соединениями в АсОН при 40-50 С был получен оксим 67, превратить который в соответст70 (а-d) протекала в растворе ДМФА в течение 3-6 ч при комнатной темперавующий незамещённый бензоксазин 69 не удалось.
туре в присутствии депротонирующего агента - ТЭА и начиналась с нуклеофильного замещения атома брома в БНФН S-реакционным центром. Образо3. Исследование реакции БНФН с амбидентными S-, N-нуклеование целевых продуктов в виде одного изомера определялось второй стадифилами ей процесса и протекало региоселективно независимо от строения заместите4,6-Замещённые 1,2,3,4-тетрагидропиримидин-2-тионы под действием ля R и R1 пиримидинового фрагмента субстрата. Для точного установления депротонирующих агентов могут образовывать два типа нуклеофильных реастроения соединений 72 (а-d) использовали NOESY-спектроскопию. Опредегентов, в которых отрицательный заряд делокализован на одном из атомов ляющим сигналом являлся интенсивный кросс-пик взаимодействия протона N1/S либо N3/S. Вследствие этого, в SNAr-реакциях первоначально вступает в Н-6 фталонитрильного фрагмента с протонами заместителя R1 пиримидинореакцию S-нуклеофильный центр, а затем один из N-нуклеофилов.
вого фрагмента, характерный для всех исследованных соединений.
3.1 Взаимодействие БНФН с соединениями Биджинелли Соединения Биджинелли в настоящее время являются объектами интенсивного исследования, что связано с их высокой биологической активно 33 3.2 Взаимодействие БНФН с 4-R-6-R1-1,2,3,4-тетрагидропирими- этих условиях проходило не селективно, т.к. наблюдалось частичное восстадин-2-тионами новление двойных связей пиримидинового цикла, что затрудняло выделение Аналогичными по строению с соединениями Биджинелли являются целевого продукта и снижало выход до 50 %.
4-R-6-R1-1,2,3,4-тетрагидропиримидин-2-тионы 74 (а-c), предварительный синтез которых осуществляли из соответствующих непредельных кетонов и 3.3 Взаимодействие БНФН с орто-дигидроксипроизводными, тиомочевины. Показано, что взаимодействие реагентов 74 (а-c) с БНФН 1 в содержащими гексагидропиримидинтионовый фрагмент ДМФА при комнатной температуре приводило к ациклическим продуктам и На примере взаимодействия многофункциональных орто-дигидроксипротекало через стадию окисления интермедиатов 75 (а-c) до соответствую- производных, содержащих гексагидропиримидинтионовый фрагмент - замещих пиримидинтионов 76 (а-c). щённых (11,12-дигидро-4,8-Аr-октагидрохромено[3,2-i]хинозалин-2-тионов 78 (a, b) и гидроксиспиро-([1]бензопиран-2,4'(1'H)-пиримидин)-2'(3'H)-тионов R R R R N N N H N N N 79 (a, b) с БНФН 1 в 75 %-ном водном ДМФА при 80 С в присутствии К2СОN S S S + N N N 1 S H с выходом 52 - 74 % были получены соответствующие диоксиновые произ+ + O N R1 RN O N NH2 RH R1 N N N O O 76(a-c) 74(a-c) 75(a-c) 77(a-c) водные 80 (a, b) и 81 (a, b). В выбранных условиях продуктов взаимодействия БНФН с гетероциклическими S- или N-нуклеофилами не обнаружено, что 74, 75, 76, 77 a - R = 4-MeOC6H4, R1= C6H5; b - R = 4-MeOC6H4, R1 = 4-MeOC6H4;
c - R = 2-thienyl, R1 = 4-MeOC6H4 связано с бльшей активностью образовавшихся in situ О-нуклеофилов.
Схема 29 N N O O 78(a-b) 79(a-b) Установлено, что окислителем в этой реакции являлся БНФН. ОпытAr RO O O БНФН ным путём было определено, что для полного расходования 1,2,3,4N N O R 80(a-b) HN 81(a-b) тетрагидропиримидин-2-тионов необходим двукратный мольный избыток HN Ar N S БНФН, т.к. при эквимолярном соотношении реагентов наряду с целевыми H S N Ar R H Rпродуктами выделялись до 50 % исходных соединений 74 (а-c). ПервонаO Ar чально происходило замещение атома брома в БНФН S-нуклеофилом, а затем HO HN NH HO O OH HN NH - быстрое окисление образовавшегося интермедиата в соответствующий OH 78(a-b) S 79(a-b) S 4-[(4-R,6-R1-пиримидин-2ил)тио]-5-нитрофталонитрил, что не позволяло об- 78,80: a ЦR = H, Ar= C6H5 ; b- R = Me Ar=C6H5 ; 79,81 а ЦR1 = Ph, b - R1 = 4-MeOC6Hразовываться трициклическому производному, как в рассмотренном выше Схема случае (п. 3.1).
Реакцию восстановления нитрогруппы в соединениях 76 (а-c) удалось провести только при 40 С в 70 %-ном водном ТГФ, обрабатывая субстрат цинковой пылью в присутствии NH4Cl. Однако образование амина 77 (а-c) в 35 4 Синтезы гетероциклических соединений на основе орто-формиатами, ДМА ДМФА, уксусным и пропионовым ангидридами, 4-амино-5-гидрокси- и 4-амино-5-R -аминофталонитрилов уксусной, бензойной кислотами и их хлорангидридами по схеме 32.
4.1 Синтез гидразонов и азометинов с фталонитрильным фрагменO O Rтом O H AcOH /AcCl С целью получения не описанных в литературе фталонитрилов, свяNC NC NC NHN КДИ N /PhCOCl PhCOOH O Rзанных с пиразольным и изоксазольным циклами 85 (a-f), разработан трёхN Ac2O N NC NC NH NC стадийный метод синтеза, включающий реакцию диазотирования 4-аминоR R R O 88 (a-c) 86(a-j) 87(a-j) N фталонитрила 82, азосочетания образовавшейся соли диазония с различными O 86, 87, 88, R = Alk, Ar; R1= H, Me, Et, Ar С-нуклеофильными реагентами 83 (a-f) и циклизацию полученных дикарбоСхема нильных соединений 84 (a, b) с гидроксиламином и замещёнными гидразиУстановлено, что наилучшими циклизующими агентами для полученами. Целевые продукты 83 (a-d) синтезированы с выходом до 70 - 87 % на ния бензимидазолов 87(a-j) с алкильным заместителем R1 во втором положекаждой стадии.
нии являются орто-формиаты и ангидриды алифатических кислот, а для бенO NC NC NC NHзимидазолов с ароматическими заместителями - хлорангидриды кислот. ПоH2N X 1. NaNON N NC N казано, что присутствие в диаминах 86 (a-j) различных по своей природе заR 2. 1,3-diketon NC N NC N O 83(a-b) 85(a-f) местителей R не оказывало существенного влияния на протекание реакции 84(a-b) X R Rциклизации.
82, a - R = Me, b - R = OEt, Для синтеза бензимидазол-2-онов 88 (a-c), протекавшего в среде без83, a - R = Me, R1= H, X=NH; b- R=OH, R1= H, X=N; c- R = Me, X=O; d- R = Me, X=N, R1= Ph;
водного диоксана при температуре 100 С, в качестве циклизующего реагента e - R= Me, X = N, R1= CH2-C6H5.; f- R = Me, X=N, R1= CH2-CO-C6H5.
был выбран карбонилдиимидазол (КДИ). Выход целевых продуктов составил Схема 50 - 76 %.
На примере соединения 83 а показана возможность алкилирования поДля синтеза бензоксазолов 91 (а-h) на основе аминофенолa 89 нами лученных соединений различными реагентами с выходом до 90 %. замещёнразработано два метода. По первому методу для получения бензоксазолов ных пиразолов 83 (e,f) (а-с) с алифатическими заместителями R использовали конденсацию аминофенола с соответствующими орто-формиатами. Для получения бензоксазо4.2 Синтез пятичленных гетероциклических азолфталонитрилов лов с ароматическими и гетероциклическими заместителями 91 (d-i) был разПолученные по известным методикам 4-амино-5-ариламинофталоработан метод внутримолекулярной циклизации предварительно полученных нитрилы 86 (a-j) были использованы для синтеза новых гетероциклических амидов 90 (d-i) под действием дегидратирующих агентов. Взаимодействие орто-дикарбонитрилов, содержащих бензимидазольный фрагмент. С этой амидов с двукратным мольным избытком PCl5 проходило в условиях сплавцелью было исследовано взаимодействие указанных субстратов с R1-триэтил 37 ления исходных соединений в течение нескольких минут при 140-160 С. Вы- правило, с внутрициклическим расположением двойной связи (94, 95, 98).
ход целевых продуктов при этом достигал 70 %. При нагревании амидов Исключение составляют хиноксалины и 1,4-беноксазины 96 (a-h), 99, кото90 (h, i) в ПФК при 140-150 С, кроме образования целевого бензоксазольного рые были получены in situ в енольной форме из соответствующих солей 2 (mцикла, протекала побочная реакция - взаимодействие ПФК с орто- o), что и определяло внециклическое положение двойной связи в целевых цианогруппами субстрата, приводящая к образованию имидного цикла в про- продуктах. Кроме того, при синтезе орто-дикарбонитрила 99 при температудуктах 92 (h, i). ре реакции более 80 С происходило образование ациклического соединения R O 100.
NC OH NC OH NC PClO Cl R O N N N N NC NH2 NC NH NC N CHOH 89 O 90 (d-i) 91 (d-i) O OH O O ПФК O КДИ O R H3C OH N O R N O O O OH N N O 45% O 63% R R 98(a-c) O O NC 94(a-b) NC O N N O OH N H X HN R N N H O R O N RN N N NC NC 91 (a-c) CHH OH 93 O 92 (h-i) NHR N O N O N O O ONa 86(a-c), 89 N O N 56% O R1 N H R 90, 91: a - R=H; b - R=Me; c - R = Et: d - R=Ph, e - R= 4-CH3-C6H4; f - R=4-CH3O-C6H4; O R1 2w 61% 95(a-c) O g - R =2-thienyl; h - R=4-Py; i - R=3-NO2-C6H4; 92 h - R= 3-NO2-C6H4; i- R=4-CH3-C6H4,.
2(m-o) O 100 0C Cl N RСхема 33 Cl N H N N O N RСинтез бензизоксазол-2-она 93 проводили аналогично методу, разрабо- X N O O танному для получения бензимидазол-2-онов, используя в качестве реагента N X O N O H OH N N 56% R КДИ. R NH2 196(a-h) 97(a-c) 2: m - R1 = 4-CH3OC6H4; n - R1= 4-CH3C6H4; o - R1 = 2-thienyl;
4.3 Синтез замещённых 1,4-бензoксaзин- и хиноксалин-6,7-ди94, 95: a - R = 4-CH3OC6H4 ; b- R = C5H9; c- R = C6Hкарбонитрилов 96 a - R1= 4-CH3OC6H4, R= C5H9; b- R = C6H11, R1=4-CH3OC6H4; c-R= C6H5, R1=4-CH3OC6H4;
С целью разработки методов синтеза новых замещённых азотсодерd- R=CH2-C6H5, R1=4-CH3C6H4; e- R= 4-CH3C6H4, R1=2-thienyl;f- R=H, R1=4-OCH3C6H4, X=N жащих шестичленных гетероциклов были изучены особенности конденсации g- R= H, R1= 4-OCH3C6H4, X = O; h ЦR = H, R1 = 4-ClC6H4, X = O 97: a - R = H, b- R = CH2-C6H5 c- R = CH2-CO-C6Hполученных 4-амино-5-гидрокси- и 4-амино-5-R-аминофталонитрилов 86 (a98: a - R= 4-CH3OC6H4 ; b- R= C6H11; c-R = C6H5, f), 89 с 1,2-кетокислотами в условиях кислого катализа (схема 34). Наилуч99, 100: R1 = 4-OCH3C6H4.
шие результаты были получены при нагревании в ледяной уксусной кислоте, Схема которая также являлась растворителем, причём, диамины 86 (а-с) в этих усПри конденсации диаминов 86 (а-с) с пировиноградной и глиоксалеловиях оказались более реакционноспособными, чем аминофенол 89. Уставой кислотами замещённые хиноксалин-6,7-дикарбонитрилы 94, 95 были поновлено, что целевые продукты образовывались в виде одного изомера и, как лучены с низким выходом, что связано с высокой склонностью указанных 39 дикарбонильных соединений к альдольно-кротоновой конденсации. В случае 5 Практическое использование синтезированных соединений использования аминофенола 89 целевые продукты выделить не удалось. При щелочном гидролизе замещённых 4-алкилфталонитрилов и 4-стиУстановлено, что полученные хиноксалиноны и оксазиноны 96 (a-h) рилфталонитрилов 50 (a-e), протекавшем при кипении в водно-спиртовом флуоресцируют под действием УФ-излучения, причём в зависимости от до- растворе NaОН, происходило образование соответствующих динатриевых норно-акцепторных свойств заместителей R и R1 происходит изменение спек- солей фталевой кислоты 104 (a-e), обработка которых минеральной кислотой тра излучения. приводила к выделению соответствующих целевых аминофеноксифталевых При взаимодействии аминофенола 89 с хлорангидридом хлоруксусной кислот 104 (a-e), содержащих в положении 5 алкильные или стирильные закислоты, протекавшем в присутствии ТЭА, с выходом 75 % синтезирован местители.
OH незамещённый по атому азота оксазинон 97, из которого алкилированием N R R 1.NaOH O галогеналканами различной природы с выходами 30 - 98 % получены соотHO MeOH/H2O X ветствующие N-замещённые производные 97 (b-c). X N 2 H+ O CHN 4.4 Синтез замещённых 2-оксатетрагидрохинолин-6,7-дикарбонитрилов с 104(a-f) 49(a,c),50(a-d) O NHH использованием аминокислот и их сульфониламидных производных 49: a ЦR = Me, X=S ; c- R=t-Bu, X=S; 50 a - R = CH=CH-C6H5, X=S; b ЦR = CH=CH-C6H5, X=О;
cЦR = CH=CH-C6H4- OMe, X=О; d - R=CH=CH-C6H4- OMe, X = S.
При взаимодействии БНФН 1 с аминокислотами и их сульфониламид104 a -R=Me, X=S; b- R=t-Bu, X=S; c - R =CH=CH-C6H5, X=S; d ЦR = CH=CH-C6H5, X= О;
eЦR = CH=CH-C6H4- OMe, X=О; f - R = CH=CH-C6H4- OMe, X = S.
ными производными 101 (a-d), протекавшем в ДМФА в присутствии К2СО3, и Схема последующей восстановительной циклизации образовавшихся соединений Синтез полиэфиримидов на основе аминофенокси(тиофенокси)фтале102 (а-d) двухлористым оловом с выходом 21 - 45 % были синтезированы вых кислот 104 (a-e) и исследование свойств полученных полимеров провезамещённые 1-гидрокси-2-оксо-4-сульфанил-1,2,3,4-тетрагидрохинолин-6,7дены в лаборатории термостойких термопластов Института синтетических дикарбонитрилы 103 (a-d). Сравнительно низкий выход целевых продуктов в полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН. На основании полученэтих условиях объясняется низкой активностью реагентов и протеканием поных результатов даны рекомендации о перспективности практического исбочной реакции образования из БНФН 5-гидрокси-4-нитрофталонитрила.
пользования этих материалов.
RRR N N R1 Синтезированные бензофуран-5,6-дикарбонитрилы тетрагидропириN DMF R N R SnClN O + H мидин-2-он(тионового) ряда 22 (a-g) и 4-гидрокси-6,7-дициано-1,4-бензоK2COHO + O N O N N OH N ксазин-3-оны 40 (a-с) были испытаны в научно-исследовательской лаборато101(a-d) OH 102(a-d) O O 103(a-d) O S рии на базе Ярославского государственного педагогического университета S 101, 102, 103 a -R=H, R1= Me, b -R=H, R1= H; c-R=iPr, R1= O S O им. К.Д. Ушинского. Установлено, что соединения 22, 40 при концентрациях S d -R=CH2-Ph, R1= O 10-7 моль угнетают агрегацию эритроцитов на 39 - 61 % по сравнению с конСхема 41 трольным образцом, что сопровождается значительным улучшением кисло- ходит отщепление карбоксиэфирного фрагмента (реакция ретрородтранспортной функции крови, повышением её текучести. Кляйзена), приводящее к образованию соответствующих 4-алкил-5В ИНЭОС РАН им. А.Н. Несмеянова проведены испытания ряда гете- нитрофталонитрилов. Установлено, что лимитирующей стадией при пороциклических орто-дикарбонитрилов 5, 16, 17, 19, 40, 87, 88, 91, 93, 96 на следующем внутримолекулярном замещении нитрогруппы в 4-нитро-5основе которых получены флуоресцирующие в области 420-550 нм гексазо- (2-оксо-2-R-этил)фталонитрилах О-нуклеофилами является образование цикланы-флуорофоры - перспективные материалы для активных сред жидких устойчивых -комплексов и далее, в зависимости от условий проведения и твердых лазеров, сцинтилляторов и т.д. реакции, происходит либо элиминирование нитрогруппы с образованием соответствующих 2-R-бензофуранов, либо нитро-нитритная перегруппиВЫВОДЫ ровка, приводящая к производным 1,2-бензизоксазола.
1. Главным результатом работы является исследование закономерностей 5. Изучена SNAr-реакция БНФН с амбидентными 1,2,3,4-тетрагидропириSNAr-реакции на основе систематизированных экспериментальных дан- мидин-2-тионами и установлено, что первоначально в реакцию вступал ные по синтезу и физико-химическим свойствам широкого круга арома- S-нуклеофильный центр, а затем, в зависимости от строения реагента, тических и гетероциклических орто-дикарбонитрилов, полученных при происходило либо региоселективное образование пиримидо[2,1-b] проведении комплексного исследования замещения атома брома и нитро- [1,3]бензотиазол-3-карбоксилатов, либо из-за окисления субстратом погруппы в БНФН и других нитроароматических субстратах различными лучались (пиримидин-2-ил)тио-5-нитрофталонитрилы.
О-, С- и N-, S-амбидентными нуклеофилами, а также ряда других реакций 6. Модифицирована трёхкомпонентная реакция Биджинелли (Biginelli).
её сопровождающих. Предложены принципиально новые аминовинилбензофурановые произ2. Установлены закономерности влияния заместителей, условий проведения водные для региоселективного синтеза не описанных в литературе замереакции на приоритетность и последовательность взаимодействия амби- щённых 2-[2-оксо(тиоксо)-1,2,3,4-тетрагидропиримидин-5-ил]-бензофудентных С-, О- и N-, S-нуклеофильных центров в синтезе 2-R-3-R1- ран-5,6-дикарбонитрилов.
бензофуранов, пиримидо[2,1-b][1,3]бензотиазолов, полупродуктов в син- 7. Впервые разработана и реализована двухстадийная химическая транстезе N-гидроксииндолов и N-гидрокси-1,4-бензоксазинонов. формация 2-метил-3-(4-R-бензоил)-1-бензофуран-5,6-дикарбонитрилов в 3. Впервые установлено, что при взаимодействии амбидентных С-, О- соответствующие в 2-(4-R-арил)-1-бензофуран-5,6-дикарбонитрилы.
нуклеофилов с БНФН первоначально, как правило, происходит замеще- 8. Впервые проведено систематическое исследование синтетического поние атома брома в субстрате С-реакционным центром. Направление даль- тенциала МНФН, результаты которого положены в основу разработаннейших превращений зависит от условий проведения реакции, строения ных методов синтеза не описанных ранее в литературе дибенреагента, устойчивости образующихся промежуточных комплексов. зо[b,f]оксепин-2,3-дикарбонитрилов, замещённых индазол- и 2-R-индол4. При взаимодействии БНФН с натриевыми енолятами эфиров 4-R-2,4- 5,6-дикарбонитрилов и др.
диоксобутановых кислот в образующемся продукте С-замещения проис 43 9. Изучены закономерности реакции восстановления 2-R-3-R1-бензофуран- 6. Синтез, строение и свойства ряда тиофенсодержащих сульфамидокислот / И. В.
5,6-дикарбонитрилов боргидридом натрия и предложены новые методы Тюнева, С. И. Филимонов, М. В. Дорогов, М. Ю. Соловьев, Д. В. Кравченко, К.
синтеза замещённых 4-гидроксифталонитрилов, 3-(гидроксиметил)бензо- В.Балакин. // Известия вузов. Химия и хим. технология. -2004. -Т. 47, вып.1.- С. 141фуран- и дигидробензофуран-5,6-дикарбонитрилов. 145.
10. Предложены методы конструирования и разработаны новые подходы к 7. Cинтез замещённых октагидрохромено[3,2-i]хиназолин-2(1H)тионов / C. И. Фисинтезу замещённых бензимидазолов, бензоксазолов, хиноксалинов и лимонов, С. А. Филимонова, А. С. Шашков, С. И. Фирганг, Г. А. Сташина. // Изв. АН, бензоксазинов на основе реакций моно- и дикарбонильных соединений с Сер. хим. -2005. -Т. 54, № 6.- С.1456-1460.
4-амино-, 4,5-диамино- и 4-амино-5-гидроксифталонитрилами. 8. Convenient synthesis of novel 5-substituted 3-methylisoxazole-4-sulfonamides / S. I 11. Совместные исследования, проведённые с рядом специализированных Filimonov, M. K Korsakov. D. V. Kravchenko, M. V.Dorogov, S. E.T kachenko, A. V.
организаций, позволили определить круг орто-дикарбонитрилов наибо- Ivachtchenko // J. Heterocycl. Chem.- 2006. -V.43, № 43.- P.663-671.
ее перспективных с точки зрения их практического использования в 9. Синтез и свойства сульфамидных производных 3,5-диметилизоксазола / С. И.
микроэлектронике, оптической технике и ряде других областей. Филимонов, М. К.Корсаков, М. В.Дорогов // Изв. вузов. Химия и хим. технология. - 2004. - Т. 47, вып. 10. - С. 114-117.
Основное содержание диссертации опубликовано в работах: 10. Reaction of hydrazine and hydroxylamine derivatives with pyrimidinoacetic acid esters 1. Reactions of resorcinol with substituted 3,4-dihydro-2 (1H)-pyrimidinethiones / S. I. and lactones / S.I. Filimonov, S. A. Filimonova, A. S.Shashkov, S. I. Firgang, G. A.Stashina Filimonov // Mendeleev Commun. - 1999.- Vol. 9, № 6.- P. 252 -253. // Mendeleev Commun.- 2006.- V. 16, № 6.- P. 328-329.
2. Синтез замещённых гидроксиспиро-([1]бензопиран-2,4'(1'H)-пиримидин)-2'(3'H)- 11. Синтез и строение новых 2,3-дигидро-1Н-пиридо[3,2,1-kl]феноксазинов / С.И.
тионов(онов) / С. И.Филимонов, Е. И. Ваганова // ХГС - 2003.-Т. 39, N2.-С.263-267. Филимонов, В. В. Жандарев, М. Е. Гошин, А. А. Смирнов, И. Г. Абрамов, В. В. Плах3. Reactions of resorcinols with ketones / S. I Filimonov, N. G. Savinskiy, E. M. Evstign- тинский. // ЖОрХ.- 2007.- Т. 43, №2.- С.315-317.
eeva // Mendeleev Commun. 2003. ЦVol. 13, № 4.- P.194-197. 12. Конденсация ангидридов 1,4-дикарбоновых кислот с аминопиразолами / С.И.
4. A convenient synthesis of novel 3-(heterocyclyl-sulfonyl)propanoic acids and their am- Филимонов, В. Б Лысков, Л. П. Ватлина, С. А. Филимонова, С. И. Фирганг, Г. А. Стаide derivatives / M. V. Dorogov, S. I Filimonov, D. B. Kobylinsky, S. A. Ivanovsky, P. V. шина, А. С. Шашков. // Химия и хим. технология. - 2008. - Т. 51. вып. 8, C. 15. - 17.
Korikov, M.Y. Soloviev, M. Y. Khahina, E. E. Shalygina, D. V. Kravchenko, A. V. Iva- 13. Синтез 4-алкилфталонитрилов / С. И. Филимонов, И. Г. Абрамов, В. Б. Лысков, В.
chtchenko // Synthesis. -2004. -№. 18. - P. 2999-3004. C. Шарунов, А. А. Шетнев, В. В. Плахтинский, Г. Г. Красовская // Изв. вузов. Химия 5. Библиотека соединений, содержащих 2-тиенилсульфамидный фрагмент и обла- и хим. технология. - 2008. - Т. 51, вып. 8. C.18-20.
дающих улучшенными возможностями медицинско-химической оптимизации / И. 14. Synthesis of expanded alkylphenoxythiadiazole macroheterocycles / N.V. Bumbina, E.
В.Тюнева, С. И. Филимонов, М. Ю. Соловьев, К. В.Балакин, А. В. Скоренко, М. В. A. Danilova, V. S. Sharunov, S.I. Filimonov, I. G. Abramov, M. K. Islyaikin // Mendeleev Дорогов. // Известия вузов. Химия и хим. технология.- 2003. -Т.46, вып.7.- С.77-83. Commun. 2008- V.18, №5.- P. 289-290.
45 15. Metal-free benzotryazolylsubstituted phthalocyanines / S. A. Znoyko, V. E. Maizlish, G. Г. Абрамов, А. С. Данилова, В. Б. Лысков, Г. А. Сташина, С. И. Филимонов, С. И., P. Shaposhnikov, I. G. Abramov. S. I. Filimonov.// J. Porphyrins and Phthalocyanines. - Фирганг, Ж. В. Чиркова //. Известия ВУЗов, Химия и химическая технология.- 2011.- 2008.- V.12, № 6. -P.798. Т. 54, вып. 6. - С. 21-23.
16. Исследование реакции взаимодействия 4-бром-5-нитрофталонитрила с карбоцик- 25. Синтез конденсированных гетероциклических о-дикарбонитрилов (обзор) / И. Г.
ическими С-нуклеофилами / Ж. В. Чиркова, О. В. Маковкина, С. И. Филимонов, И. Абрамов, С. И. Филимонов // Известия ВУЗов, Химия и хим. технология. -2011.- Т.
Г. Абрамов, Г. Г. Красовская // Изв. Вузов. Сер. Химия и хим. технология. - 2008. - Т. 54, вып. 9. - C. 3-17.
51, вып. 8. С. 21-22. 26. Синтез 2-замещённых бензоксазол-5,6- дикарбонитрилов / Ж. В. Чиркова, C. И.
17. Synthesis of 5,6-dicyanobenzofurans based on 4-bromo-5-nitrophthalonitrile / S. I. Fili- Филимонов, М. Н. Воронько, И. Г. Абрамов. //Известия ВУЗов Химия и хим. техноmonov, Zh. V. Chirkova, I. G. Abramov, A. S. Shashkov, S. I. Firgang, G. A. Stashina. // логия.- 2011, Т. 54, вып. 10, - С. 24-25.
Mendeleev Commun.. - 2009. - V. 19, № 6. - P. 332-333. 27. Синтез новых замещённых бензофуро[3,2-с]пиридин-7,8-дикарбонитрилов./ Ж.В.
18. Синтез азогетероциклов на основе 4-аминофталонитрила / В. Б. Лысков, О. В. Чиркова, C. И. Филимонов, И.Г. Абрамова, П.А. Хорн, С. И. Фирганг, Г.А. Сташина Доброхотов, С. И. Филимонов, И. Г. Абрамов, Г. Г. Красовская // Изв Вузов. Сер. // Известия ВУЗов, Химия и хим. технология. - 2011.- Т. 54, вып. 10, - С. 26-28.
Химия и хим. технология. - 2009. - Т. 52, вып. 7. - С. 27-29. 28. Восстановление 3-карбонилзамещённых 5,6-дицианобензофуранов натрийбор19. Синтез тиоксотетрагидропиримидинкарбоновых кислот / Ж. В. Чиркова, C. И. гидридом / Ж. В. Чиркова, С. И. Филимонов, И. Г. Абрамов, С. И. Фирганг, Г.А. СтаФилимонов, И. Г. Абрамов, А. С. Шашков, С. И. Фирганг, Г. А. Сташина // Изв. Ву- шина // Изв. АН. Сер. хим. - 2011. - № 8. - С. 1693 - 1696.
зов. Сер. Химия и хим. технология. - 2010. - Т. 53, вып. 4. - С. 83-86. 29. Пат. № 2425047 РФ. МПК C07D498/04. Способ получения замещённых 420. Синтез 4-метил-5-бромфталонитрила / В. С. Шарунов, И. Г. Абрамов, С. И. Фи- гидрокси-3-оксо-3,4-дигидро-2Н-1,4-бензоксазин-6,7-дикарбонитрилов на основе 4лимонов, О. В. Маковкина, В. В. Плахтинкий // Известия ВУЗов. Серия Химия и хим. бром-5-нитрофталонитрила / Ж. В. Чиркова, С. И. Филимонов, И. Г. Абрамов. - технология. - 2010. - Т. 53, вып. 3. - С. 139-140. Опубл. 27.07.2011, Бюл. № 21.
21. Synthesis of 2-oxo- and 2-thioxo-5-(benzofuran-2-yl)tetrahydropyrimidines / S. I. Fili- 30. Пат. № 2425031 РФ. МПК C07D209/40. Способ получения 3-замещённых 2monov, Zh. V. Chirkova, I. G. Abramov, S. I. Firgang, G. A. Stashina, K. Yu. Suponitsky // амино-1-гидрокси-5,6-дицианоиндолов на основе 4-бром-5-нитрофталонитрила / Ж.
Mendeleev Commun. - 2011. - V. 21, № 1.- P. 46-47. В. Чиркова, С. И. Филимонов, И. Г. Абрамов, В. С. Шарунов. - Опубл. 27.07.2011, 22. Synthesis of Novel Substituted 4-Hydroxy-3-oxo-3,4-dihydro-2H-1,4-benzoxazine-6,7- Бюл. № dicarbonitriles. /. S. I. Filimonov, Zh. V. Chirkova, I.G. Abramov, S. I. Firgang, G. A.
Stashina, K. Yu. Suponitsky // Heterocycles.- 2011.-V. 83, № 4. - P. 755-763.
23. Синтез новых флуоресцирующих соединений на основе замещённых 5,6дицианобензофуранов./ И. Г.Абрамов, А. С.Данилова, С. И. Филимонов, Ж. В.
Чиркова. // Известия ВУЗов, Химия и хим. технология.- 2011.- Т. 54, №. 5. -С. 20-22.
24. Синтез новых замещённых 6,7-дициано-1,2,3,4-тетрагидрохиноксалин-2-онов / И.