Синтез и внутримолекулярная циклизация кетостабилизированного бисилида фосфора в условиях микроволнового облучения
Илиды фосфора - ценные синтетические интермедиаты, важные для синтеза лекарственных средств и феромонов. Роль реакций внутримолекулярной циклизации кетостабилизированных фосфониевых илидов в синтезе биологически активных полициклических соединений.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.12.2018 |
| Размер файла | 149,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Синтез и внутримолекулярная циклизация кетостабилизированного бисилида фосфора в условиях микроволнового облучения
Введение
илид фосфора лекарственный полициклический
Илиды фосфора являются ценными синтетическими интермедиатами, на основе которых разработан ряд препаративных методов синтеза лекарственных средств и феромонов [1-7]. Особого внимания заслуживают реакции внутримолекулярной циклизации кетостабилизированных фосфониевых илидов, позволяющие синтезировать полициклические соединения, в том числе и биологически активные. В этой связи синтез новых реакционноспособных илидов фосфора и исследование возможности их использования для получения гетероциклических соединений является актуальной задачей.
Результаты и их обсуждение
В продолжение работ по изучению внутримолекулярной циклизации кетостабилизированных фосфониевых илидов, производных N-защищенных аминокислот [8-11], осуществлен синтез соединения 1 при конденсации в-фенил-в-аланина и пиромеллитового диангидрида 2.
Схема 1
Пиромеллитовый диангидрид 2 и в-фенил-в-аланин, взятые в соотношении 1:2 соответственно, при нагревании в нитробензоле (160 оС) дали дикислоту 1 (схема 1), которая была переведена в диангидрид действием метилхлорформиата в присутствии эквимольного количества N-метилморфолина. Диангидрид без выделения из реакционной массы обработали раствором CH2N2 в СH2Cl2 и получили дидиазокетон 3 с выходом 68%. Взаимодействие 3 с водным HBr дало дибромкетон 4, который в реакции с Ph3P образовал дифосфониевую соль 5. Депротонирование соли 5 NaH привело к бисилиду фосфора 6 (схема 2).
Схема 2
Нагревание илида 6 в кипящем толуоле в течение 6 часов, или в п-трет-бутилтолуоле в течение 2 часов, либо в 1, 4-диоксане при микроволновом облучении в течение 30 минут в присутствии эквимольного количества бензойной кислоты дает продукт внутримолекулярной циклизации 7 с выходом 10, 24 и 36% соответственно (схема 3).
Схема 3
Реакция протекает региоспецифично с образованием соединения с двумя индолизидин-дионовыми фрагментами, расположенными симметрично относительно бензольного кольца. Строение симм-формы соединения 7 подтверждено спектральными характеристиками. Наиболее информативными являются синглетные сигналы протонов пиромеллитового фрагмента при н 8.12 м.д. и 8.42 м.д. и появление двух протонного синглетного сигнала олефиновых фрагментов в области н 6.25 м.д. В спектре ЯМР 13С характерными являются сигналы атомов углеродов двойной связи в области с 103.57 м.д. и с 159.13 м.д.
Экспериментальная часть
ИК-спектры сняты на приборе UR-20 и Specord-M80. Спектры ЯМР 1Н и 13С записаны на спектрометре Bruker-AM-300 с рабочей частотой 300 и 75 МГц соответственно, внутренний стандарт ТМС. За ходом реакции следили по ТСХ на пластинках Silufol UV-254, с обнаружением веществ при помощи УФ-облучения, паров йода, опрыскиванием пластинок раствором нингидринового проявителя или раствором анисового альдегида с последующим нагреванием при 100-120 оС. Ацетон, CCl4, нитробензол перегоняли над P2O5. N-Метилморфолин перегоняли над КОН. Толуол, ТГФ, петролейный эфир кипятили и перегоняли над натрием, СН2Cl2 перегоняли. HBr квалификации «ч.д.а.» использовали в виде 48%-ного раствора, NaH - в виде 60-65% дисперсии в масле («Fluka»). Пиромеллитовый диангидрид («ч»), в-фенил-в-аланин («ч»), PPh3 («ч»), метилхлроформиат («ч.д.а.»), бензойную кислоту («ч») использовали без дополнительной очистки. Cпектры ЯМР 1Н и 13С сняты в CDCl3, химические сдвиги измерены в -шкале и даны в м.д., а КССВ - в Герцах. ИК-спектры сняты в вазелиновом масле, шкала - /см-1.
3-[6-(3-Гидрокси-3-оксо-1-фенилпропил)-1,3,5,7-тетраоксо-5,7-дигидропирроло[3,4-f]изоин-дол-2(1Н,3Н)-ил]-3-фенилпропановая кислота (1). Раствор 2г (10 ммолей) пиромеллитового диангидрида и 3.3 г (20 ммолей) в-фенил-в-аланина в 25 мл нитробензола интенсивно перемешивали при 160 оС в течение часа. Затем реакционную массу охладили до комнатной температуры, выпавшую дикислоту 1 отфильтровали, промыли петролейным эфиром и высушили на воздухе. Выход 70%. Т.пл. 276-278 оС. Найдено %: С, 65.62; Н, 3.9; N, 5.45; C28H20N2O8. Вычислено %: С, 65.62; Н, 3.93; N, 5.47. ИК-спектр: 1686, 1750, 3548.
2,6-Бис(4-диазо-3-оксо-1-фенилбутил)пирроло[3,4-f]изоиндол-1,3,5,7(2Н,6Н)-тетраон (3). В сухом ТГФ суспензировали 5.1 г (10 ммолей) кислоты 1, добавили 1мл (12.9 ммолей) метил-хлорформиата и затем прикапали 1.8 мл (12.9 ммолей) N-метилморфолина при температуре 0 оС. Перемешивали 30 минут и быстро отфильтровали образовавшийся осадок N-метилморфолин гидрохлорида. Далее к полученному раствору дихлорангидрида при температуре 0 oС добавили по каплям раствор СH2N2 в 20 мл CH2Cl2, полученного из 87 ммолей нитрозометилмочевины (НММ). Продукт выделили колоночной хроматографией (элюент - петролейный эфир - этилацетат, 2:1). Выход 68%. Т.пл. 94-97 оС. Найдено %: С, 64.26; Н, 3.9; N, 14.96. C28H20N2O8. Вычислено %: С 64.28; Н 3.6; N 14.99 ИК-спектр: 1698, 1740, 2120. Cпектр ЯМР 1Н: 3,05-3,55 (м, 4Н, СН2); 4.32 (с, 2Н, СНN2); 5.85-5,98 (м, 2Н, СН-N); 7.22-7.58 (м, 10Н, С6Н5); 8.19 (с 2Н, С6Н2). Спектр ЯМР 13С: 47.95, 50.98, 51.72, 118.56, 127.70, 128.57, 129.13, 137.04, 138.28, 166.17, 199.69.
2,6-Бис(4-бром-3-оксо-1-фенилбутил)пирроло[3,4-f]изоиндол-1,3,5,7(2Н,6Н)-тетраон (4). К раствору 0.56 г (1 ммоль) дидиазокетона 3 в 20 мл CH2Cl2 при комнатной температуре и перемешивании прибавили 2 мл 48%-го раствора HBr. После окончания выделения газа раствор перемешивали еще 1 ч. Органический слой отделили, промыли 5%-ным раствором соды, высушили над MgSO4. Растворитель упарили, продукт выделили колоночной хроматографией (элюент - петролейный эфир - этилацетат, 4:1). Выход 87%. Т.пл. 108-110єС. Найдено %: С, 54.04; Н, 3.39; br, 23.97; N, 4.4. C30H22Br2N2O6. Вычислено %: С, 54.08; Н, 3.33; Br, 23.98; N, 4.2. ИК-спектр: 1696, 1745. Cпектр ЯМР 1Н: 3.51 (с, 4Н, СН2); 3.92 (с, 4Н, СН2); 5.83-5,88 (м, 2Н, СН); 7.22-7.74 (м, 10Н, С6Н5); 8.18 (с, 2Н, С6Н2). Спектр ЯМР 13С: 33.78, 40.98, 50.94, 118.44, 127.59, 128.52, 128.93, 129.22, 136.78, 165.94, 198.81.
{2-Оксо-4-фенил-4-[1,3,5,7-тетраоксо-6-[3-оксо-1-фенил-4-(трифенилфосфоний)бутил]-3,5,6, 7-тетрагидропирроло[3,4-f]изоиндол-2(1Н)-ил]бутил}(трифенил)фосфоний дибромид (5). К раствору 0.466 г (0.7 ммоля) дибромацетата 4 в 5 мл сухого ацетона при перемешивании прибавили раствор 0.367 г (1.4 ммоля) PPh3 в 5 мл ацетона, смесь оставили стоять в течение 12 ч. Выпавший осадок отфильтровали и промыли ацетоном. Выход 63%. Тпл 281-283 єС. Найдено, %: C, 66.02; H, 4.08; N, 2.35; P, 5.24; Br, 13.69. C66H48Br2N2O6P2. Вычислено, %: C, 66.11; H, 4.16; N, 2.41; P, 5.33; Br, 13.74. ИК-спектр: 742, 1440, 1462, 1712, 1743.
2,6-Бис[(3-оксо-1-фенил-4-трифенил-л5-фосфоранилиден)-бутил]пирроло[3,4-f]изоиндол-1,3, 5,7(2Н,6Н)-тетраон (6). К перемешиваемой суспензии 2.37 г (3 ммоля) 6.6 г (5.6 ммолей) дифосфониевой соли 5 в 40 мл абсолютного ТГФ при комнатной температуре в атмосфере аргона в один прием прибавили 0.159 г (6.6 ммоля) NaH. Реакционную смесь перемешивали 30 минут, затем отфильтровали, растворитель упарили, илид 6 без дополнительной очистки ввели в следующую реакцию. Выход 95%. Найдено %: С, 64.56; Н, 5.15; N, 4.46; S 10.32. C34H32N2O6S2. Вычислено %: С, 64.95; Н, 5.13; N, 4.46; S 10.2. ИК-спектр: 1560, 1686, 1750.
4,10-Дифенил-3,4,8,10,11-тетрагидро-2H,6H-индолизино[2,1-f]пиридо[2,1-a]изоиндол-2,6,8,-12-тераон (7). В раствор 0.2 г (0.19 ммоля) бисилида фосфора 6 в 20 мл сухого растворителя добавили 0.005 г (0.04 ммоля) BzOH кипятили: в толуоле 6 ч (выход 10%); в п-трет-бутилтолуоле 2 ч (выход 24%); в 1,4-диоксане при миковолновом облучении 0.5 ч (выход 36%). Затем продукт выделили колоночной хроматографией (элюент - петролейный эфир - этилацетат, 2:1). ИК-спектр (, см-1): 1118, 1708, 1732. Спектр ЯМР 1Н (ацетон - d6, , м.д., J/Гц): 3.05-3.34 (м, 4H, CH2); 5.92 (д, 2H, CH); 7.23-7.38 (м, 10H,C6H5); 8.12 (c, 1H, C6H2); 8.42 (c, 1H, C6H2). Спектр ЯМР 13С: 42.14, 52.16, 103.57, 120.56, 126.13, 128.55, 129.16, 131.21, 133.03, 138.47, 163.67, 166.68, 169.31, 192.20. Найдено, %:C 77.13, H 5.09, N 2.58, P 5.77. C66H54N2O6P2. Вычислено, %:C 77.26, H 5.15, N 2.65, P 5.86.
Выводы
1. В работе осуществлен синтез бисилида фосфора на основе продукта конденсации в-фенил-в-аланина и пиромеллитового диангидрида, который при термолизе в присутствии эквимольного количества бензойной кислоты дает продукт внутримолекулярной циклизации. Обнаружено, что реакция протекает региоспецифично с образованием симм-полициклического продукта с двумя индолизидиндионовыми фрагментами.
2. Использование микроволнового облучения для конденсации в-фенил-в-аланина и пиромеллитового диангидрида привело к увеличению выхода целевого продукта 4,10-дифенил-3,4,8,10,11-тетрагидро-2H,6H-индолизино[2,1-f]пиридо[2,1-a]изоиндол-2,6,8,12-тераон 7, а также позволило существенно сократить время реакции.
Благодарности
Работа выполнена при финансовой поддержке Гранта конкурса 2014 года по приоритетному направлению деятельности РНФ "Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами" (№ 14-13-01307). Информационная поддержка - грант РФФИ 13-00-14056. Спектральная часть исследования проведена на оборудовании ЦКП «Химия» ФГБУН УфИХ РАН.
Литература
илид фосфора лекарственный полициклический
1. G. Wittig, G. Geissler. New method for preparation of alkenes. Annalen. 1953. Vol.580. P.44-52.
2. A. Kini, H. Matsumoto, R.S.H. Liu. Total synthesis of 13-demethyl retinoic acid. Bioorg. Chem. 1980. Vol.9. P.406-410.
3. M., Ivata Т., Tsukida K. The synthesis and characterisations of retinoidal 4-ylidenebutenolides. Heterocycles. 1982. Vol.19. P.1385-1390.
4. M., Ivata Т., Tsukida K. Retinoids and related compounds VII. Synthesis of retinoidal 4-ylidenebutenolides and their homologues. Chem. Pharm. Bull. (Tokyo). 1984. Vol.32. P.1709-1715.
5. S.M. Makin. The enol ether synthesis of polyenes. Pure Appl. Chem. 1976. Vol.47. P.173-181.
6. Жидкова Т.А., Сташина Г.А., Вакулова JI.A., Жулин В.М., Самохвалов Г.И. Реакция карбонильного олефинирования при высоких давлениях. Ж. орган, химии. 1984. Т.A.
7. E. Аsato, A. Peng, M. Hossain, Т. Mirzadegan, J. Bertram. Azulenic retinoids: novel nonbenzenoid aromatic retinoids with anticancer activity. J. Med. Chem. 1993. Vol.36. No.21. P.3137-3147.
8. Сахаутдинов И.М., Халиков И.Г., Галин Ф.З., Егоров В.А., Лакеев С.Н., Майданова И.О. Сравнительное исследование внутримолекулярной циклизации фталимидсодержащих г-илидов серы и фосфора. Башкирский химический журнал. 2007. T.14. №1. С.96-99.
9. Сахаутдинов И.М., Сергеева Н.А., Фатыхов А.А., Батыршин И.Р., Абдуллин М.Ф., Галин Ф.З., Юнусов М.С. Синтез кетостабилизированных илидов серы на основе N,N-дифталилцистина и их реакция термолиза. Бутлеровские сообщения. 2012. Т.29. №3. С.57-62.
10. Сахаутдинов И.М., Батыршин И.Р., Абдуллин М. Ф., Галин Ф.З. Синтез пирролизидин- и индолизидиндиона катализируемые «ионной жидкостью» и микроволновым облучением. Вестник Башкирского университета. 2011. T.16/ №3. С.662.
11. Сахаутдинов И.М., Батыршин И.Р., Сергеева Н.А., Галин Ф.З., Юнусов М.С. Интенсификация получения производных пирролизидин- и индолизидиндиона под действием «ионной жидкости» и микроволнового излучения. Журнал органической химии. 2012. Т.48. №6. С.792-796.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общая характеристика и виды фосфора. Методы получения фосфора в промышленности, отходы производства и их утилизация. Применение фосфора и его соединений. Экологические последствия, связанные с взаимодействием фосфорного предприятия с окружающей средой.
презентация [191,9 K], добавлен 02.12.2016Получение органических соединений, материалов и изделий посредством органического синтеза. Основные направления и перспективы развития органического синтеза. Группы исходных веществ для последующего органического синтеза. Методика органического синтеза.
реферат [1,6 M], добавлен 15.05.2011Эффективность антихолинэстеразного, противоглаукомного и миотического действия хлофосфола. Характеристика класса препарата. Теоретическое обоснование выбора схемы синтеза. Характеристика используемых в синтезе веществ. Идентификация готового продукта.
курсовая работа [839,2 K], добавлен 23.12.2012Разработка и внедрение методов реконструкции существующего аэротенка-вытеснителя на аэротенок-нитри-денитрификатор для уменьшения содержания азота, нитратов, нитритов в воде. Применение реагентного метода для удаления из сточных вод соединений фосфора.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 16.01.2015Процесс одновременной биотрансформации соединений азота, фосфора и серы в технологиях биологической очистки сточных вод. Активный ил. Методики и методы анализа микробных сообществ. Особенности и процесс проведения флюоресцентной in situ гибридизации.
реферат [42,5 K], добавлен 19.10.2016Определение химических составов шихты и дисперсности реагентов, обеспечивающих высокую скорость горения и фазоразделения продуктов реакции при самораспространяющемся высокотемпературном синтезе. Разработка математической модели процессов горения.
автореферат [1,1 M], добавлен 13.01.2014Тенденции развития органического синтеза. Синтез-газ как альтернатива нефти. Получение этанола прямой каталитической гидратацией этилена. Замена двухстадийного процесса синтеза ацетальдегида из этилена через этанол одностадийным окислительным процессом.
курсовая работа [116,4 K], добавлен 27.02.2015Физико-химические основы синтеза карбамида из аммиака и двуокиси углерода. Равновесие жидкость – газ при синтезе. Тепловой баланс процесса. Предельно допустимые концентрации аммиака, двуокиси углерода, карбамида и солей аммония в атмосфере и водоемах.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 19.11.2014Сущность "псевдоравновесного синтеза". Синтез веществ конгруэнтно растворимых с учетом диаграммы состояния тройных систем. Метод осаждения из газовой фазы. Окислительно-восстановительные реакции в растворах. Физико-химические методы очистки веществ.
контрольная работа [62,9 K], добавлен 07.01.2014Описание аппарата синтеза метанола из конвертированного газа на медьсодержащем катализаторе. Теоретический анализ процесса. Обоснование оптимальных технологических параметров. Описание технологической схемы синтеза, анализ экологической безопасности.
курсовая работа [389,7 K], добавлен 23.06.2014Рассмотрение результатов экспериментальной оценки возможностей микроволнового нагрева для переработки резиновой крошки. Ознакомление с преимуществами и проблемами микроволнового нагрева. Анализ процесса удаления влаги из материала механическим способом.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 17.06.2017Принципы системы стандартизации лекарственных средств, нормативно-техническая документация, регламентирующая их качество. Стандартизация лекарственных средств, контрольно-разрешительная система обеспечения их качества. Требования к системе стандартизации.
реферат [50,0 K], добавлен 03.04.2012Углеродистые стали как основная продукция чёрной металлургии, характеристика их состава и компоненты. Влияние концентрации углерода, кремния и марганца, серы и фосфора в сплаве на свойства стали. Роль азота, кислорода и водорода, примесей в сплаве.
контрольная работа [595,8 K], добавлен 17.08.2009Основные виды присадок - веществ, добавляемых к жидким топливам и смазочным материалам с целью улучшения их эксплуатационных свойств. Физико-химические основы синтеза биметальной присадки. Схема и описание лабораторной установки для осуществления синтеза.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 15.04.2015Классификация реакций твердых тел. Предположения термодинамической теории твердофазных реакций. Метод свободной поверхности и реакции обмена. Атомные механизмы на границе раздела фаз. Синтез углеродных нанотрубок и образование коллоидных кластеров.
презентация [956,7 K], добавлен 22.10.2013Производство и применение катализаторов синтеза аммиака. Строение оксидного катализатора, влияние на активность условий его восстановления. Механизм и кинетика восстановления. Термогравиметрическая установка восстановления катализаторов синтеза аммиака.
дипломная работа [822,5 K], добавлен 16.05.2011Характеристика и источники образования сточных вод. Обоснование технологической схемы их очистки. Способы удаления азота и фосфора. Использование сооружений по обработке осадков. Расчет аэротенка, нитрификатора, системы аэрации и вторичного отстойника.
курсовая работа [895,9 K], добавлен 26.08.2014Физиологическая роль питания в развитии детского организма. Способы переработки, обеспечивающие сохранность питательных и биологически активных веществ в консервах. Этапы технохимического и микробиологического контроля качества производимых консервов.
реферат [27,5 K], добавлен 16.09.2011Первое, второе и третье превращение при отпуске. Распад мартенсита и аустенита. Изменение строения и состава фаз при отпуске углеродистой стали. Виды отпускной хрупкости. Сегрегация атомов фосфора на границах зерен. Деформационное старение железа.
лекция [125,7 K], добавлен 29.09.2013Производство, строение и синтез полиимидных пленок. Диэлектрические и электрические свойства, влияние повышенной температуры и радиационного облучения. Энергетические характеристики разрушения изоляционных материалов под воздействием частичных разрядов.
дипломная работа [3,6 M], добавлен 18.10.2011
