Автореферат (Синтез новых пери-конденсированных азагетероциклов с использованием ендиаминов), страница 3

На основе этих данных нами был проведен поиск условий для циклизациисубстратов 29a и 29b. Варианты методик были взяты из литературных прописей длямаксимально схожих соединений (таблица 3).Следы15Таблица 3 Попытки циклизации соединений 29а,b№Реакции123456789101112РеагентыРастворительТемператураВремяPd(OAc)2 10% mol, PIDACu(OAc)2 20% mol, KOtBuPIDAPIFARh2(OAc)4 5% mol, PIDA, MgORh2(OAc)4 5% mol PIFA MgOPd(OAc)2 10% mol, Cu(OAc)2 1 экв.(NH4)Ce(NO3)6CuI, L-пролин (PPh3), KOtBu (Cs2CO3)NaHPd(OAc)2 10% molPd(dba)3*CHCl3 20% mol, Cs2CO3толуолДМФАацетонитрилацетонитрилдихлорметандихлорметантолуолводаДМСОДМФАДМСОДМСО60 °С60,80 °С20 °С0 °С0 °С0 °С120 °С20 °С60,120 °С20 °С70,80,110 °С95 °С1ч1ч1ч2ч1ч1ч1ч3д5ч24 ч1ч2чК сожалению, соединения 31а и 31b, если и образуются, то лишь в следовых количествах(реагенты Rh2(OAc)4 + PIDA/PIFA, идентификация по HRMS-ESI).

Во всех случаях, кромереакций 10 и 11, наблюдалась полная конверсия исходного соединения в многокомпонентныесмеси.Предполагалось,чтоиспользованиециклическогоаналогасоединения29a(пиридопиримидина 29b) уменьшит число побочных процессов и даст лучшие результаты прициклизации, однако это предположение не подтвердилось.2.6. Взаимодействие ендиаминов с 4-арил-2-метилсульфанил-6-хлорпиримидин-5карбонитрилами. Тандемная двойная циклизация, приводящая к синтезу новых тетра-,пента- и гексациклических пери-конденсированных структурВ ходе выполнения данного исследования было показано, что различные 4-арил-2метилсульфанил-6-хлорпиримидин-5-карбонитрилыспособныподвергатьсядвойнойтандемной циклизации под действием оснований, что приводит к образованию новыхполициклических пери-конденсированных азинов.Так, при циклизации соединения 12a под действием гидрида натрия в ДМФА прикомнатной температуре в качестве единственного продукта реакции с выходом 78% полученосоединение 13a.

С еще более высоким выходом (98%) циклизация протекает под действиемгидроксида натрия в этаноле. Аналогичным образом проходит циклизация соединения 12b,содержащего амидный фрагмент (выход продукта 13b составил 81%).16В результате циклизации N-метилзамещенного соединения 12с образовалась смесь двухизомеров 13с и 13с' в соотношении 96:4. Продукты реакции разделить не удалось (послеперекристаллизации из ДМСО соотношение компонентов смеси остается прежним). Выходотносится к очищенной смеси изомеров:Строение соединения 13c доказано с помощью спектроскопии ЯМР, включая спектр HSQC-15N,и хроматомасс-спектрометрии.Существенно иным образом протекает взаимодействие с основаниями пиримидина 12d,содержащего циклический ендиаминный фрагмент.

В этом случае наблюдается образованиенеразделимой смеси соединений 13d и 14d с близким относительным содержанием(соотношение 3:2; суммарный выход очищенной смеси 82%; соотношение в результатеперекристаллизации не меняется). Структура продуктов реакции была установлена наосновании данных спектроскопии ЯМР и хроматомасс-спектрометрии. Таким образом, помимоожидаемого продукта циклизации путем замещения атома хлора (13d), в реакции образуетсяпродукт замещения атома водорода в положении 4 хинолинового кольца  соединение 14d.Примечательно, что замещение водорода здесь успешно конкурирует с замещением галогена.17Далее при изучении двойной тандемной циклизации был протестирован другой типсубстратов – (2-галоген-5-нитрофенил)пиримидины 12e-g.

Из соединения 12e полученанеразделимая смесь продуктов замещения атома хлора (15a) и атома водорода (16a) всоотношении ~1:1 (по 1Н ЯМР). При этом реакция сопровождалась значительным осмолением.Чтобы подавить конкуренцию между замещением атома водорода и галогена, мыиспользовали для циклизации фторсодержащие субстраты 12f и 12g.Введение более подвижного атома галогена позволило получить соединения 15a и 15b вкачестве единственных продуктов реакции с выходами 65 и 82% соответственно. Образованиепродуктов замещения атома водорода не было зафиксировано.Предположительный механизм двойной тандемной циклизации представлен на схеме:18Никаких промежуточных соединений зафиксировать доступными методами не удалось,что дает нам основание считать данную последовательность реакций тандемной. В случаезамещения атома водорода окисление, по-видимому, идёт под действием кислорода воздуха,так как специально окислитель в реакционную смесь не добавлялся.

В результате происходитone-pot образование пери-конденсированной системы из неконденсированного гетероарена. Влитературе подобные переходы практически неизвестны.2.7. Фотофизические свойства синтезированных пери-конденсированных азиновХорошо известно, что многие поликонденсированные гетероциклицеские системыобладают привлекательными фотофизическими свойствами. Поэтому практически для всехновых пери-конденсированных азинов, полученных в ходе выполнения данной работы (для 25из 27), мы сняли спектры поглощения и испускания.В спектрах поглощения соединений типов 5 и 9 наблюдается интенсивная полоса смаксимумом 220-260 нм и несколько менее интенсивных полос в области – 280-390 нм.

Длясоединений типа 13 помимо аналогичных полос, появляются максимумы поглощения ввидимой области (440-470 нм).Большинство из синтезированных пери-конденсированных азинов обладает свойствомфотолюминесценции (кроме соединений 15). Так, соединения типов 5 и 9 имеют максимумиспускания при – 408-450 нм (фиолетово - синий цвет). Оптимальная длина волнывозбуждающегосветанаходитсяоколо390-400нм.Наибольшейинтенсивностьюлюминесценции среди них обладают соединения 9h,g,a и 5h.

Для данных соединенийнаблюдается зависимость интенсивности люминесценции от типа заместителей в ядре –бензоил и заместители амидного типа (CONH2, CONHPh, CONMePh) – гасят люминесценцию.Соединения, содержащие фрагмент пирролидида (CON(CH2)4; 9g и 5b) обладают высокойотносительной интенсивностью люминесценции. N-Замещенные пиримидонафтиридины (9h,5g и 5h) обладают более интенсивной люминесценцией, чем соответствующие незамещенныесоединения.

При прочих равных условиях пиримидо[4,5,6-de][1,6]нафтиридины 9 имеют болеевысокую интенсивность люминесценции, чем их [1,8]-аналоги 5. Протонирование (переход отсоединения 9a к его перхлорату 9a*HClO4) значительно увеличивает интенсивностьлюминесценции. Соединение 13a демонстрирует очень яркую зеленую люминесценцию какпри облучении на 366 нм, так и при облучении в видимой области (дневной свет, настольная19лампа).

Для соединения 13a люминесценция является pH-зависимой - эмиссия наблюдаетсятолько для растворов кислот, начиная с определенной силы кислоты (при pKa кислоты < 3).3. ПриложениеабСтруктуры пиримидо[4,5,6-de][1,8]нафтиридина 5d (а) и пиримидо[4,5,6-de][1,8]нафтиридина 9а(9a*HClO4*H2O) (б) по данным РСА4. Выводы1) Взаимодействие7-амино-4-хлорпиридо[4,3-d]пиримидинови4-хлорпиридо[2,3-d]пиримидинов с β-(ацил)ендиаминами даёт с высокими выходами продукты замещенияатома хлора углеродным нуклеофильным центром ендиамина.2) 7-Аминопиридо[4,3-d]пиримидины, содержащие ендиаминовый фрагмент в положении4, легко циклизуются под действием пикриновой кислоты.

На основе этой реакцииразработана общая методика синтеза как симметрично, так и несимметричнозамещенных пери-конденсированных пиримидо[4,5,6-de][1,8]нафтиридинов.3) Взаимодействие с пикриновой кислотой пиридо[2,3-d]пиримидинов с ендиаминовымфрагментом в положении 4 приводит к сложным смесям продуктов. Однако ихнаправленная циклизация может быть осуществлена под действием гидрида натрия споследующим окислением церий аммоний нитратом.

Эта последовательность реакцийлегла в основу общей методики синтеза пиримидо[4,5,6-de][1,6]нафтиридинов.204) Продемонстрирована возможность проведения в препаративном варианте термическойциклизациинекоторыхпиридо[2,3-d]пиримидинов,содержащихендиаминовыйфрагмент в положении 4.5) Для пиримидо[4,5,6-de][1,6]- и [1,8]нафтиридинов характерна быстрая прототропнаятаутомерия с миграцией протона между атомами азота всех циклов.6) Двойнаятандемнаяциклизация4-(гем-диаминовинил)-2-метилсульфанил-6-(о-хлорарил)пиримидин-5-карбонитрилов,протекающаяподдействиемоснований,приводит к образованию тетра-, пента- и гексациклических пери-конденсированныхазинов. В отдельных случаях возможна конкуренция между замещением атома хлора иатома водорода хлорарильного фрагмента.

Замена хлора на более подвижный атомфтора позволяет исключить замещение атома водорода.Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:Статьи в рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК1. Бакулина, О.Ю. Реакция этил-3,3-диаминоакрилата с о-хлоркетонами пиримидиновогоряда. Синтез пиридо[4,3-d]пиримидинови 6Н-1,3,6,7-тетраазафеналенов / О. Ю. Бакулина, Е. М.Игумнова, Д. В. Дарьин, П. С. Лобанов // ХГС. − 2013.− № 3.− C. 501.2.Bakulina,O.Yu.Newtransformationsof2-methylthio-4,6-dichloropyrimidine-5-carbaldehyde. Synthesis of condensed azines / O.Yu. Bakulina, A.Yu.

Ivanov, D.V. Dar’in, P.S.Lobanov // Mend. Commun. − 2014. – Vol. 24. – P. 163.3. Bakulina, O.Yu. Synthesis of novel peri-fused heterocyclic systemsdpyrimido[4,5,6de][1,8]naphthyridines, based on interaction of 4,6-dichloro-2-methylthiopyrimidine-5-carbaldehydewith geminal enediamines / O.Yu. Bakulina, A.Yu. Ivanov, D.V. Dar’in, P.S. Lobanov // Tetrahedron.– 2014. – Vol. 70. – P. 7900.4. Chizhova, M.E. Facile synthesis of pyrido[2,3-d]pyrimidines via cyclocondensation of 4,6dichloro-2-methylsulfanylpyrimidine-5-carbaldehyde with β-substituted β-aminoacrylic esters / M.E.Chizhova, O.Yu. Bakulina, A.Yu. Ivanov, D.V.

Dar’in, P.S. Lobanov // Tetrahedron. – 2015. – Vol.71. – P. 6196.Список других работ:1. Бакулина, О.Ю. Взаимодействие ендиаминов с 4-хлорпиридопиримидинами. Cинтезпери-конденсированных пиримидо[4,5,6-de]нафтиридинов / О.Ю. Бакулина // Уральскийнаучный форум «Современные проблемы органической химии». 2014, Екатеринбург, С. 89.212. Бакулина, О.Ю. Реакция 2-метилсульфанил-4,6-дихлорпиримидин-5-карбальдегида сенаминами. Синтез производных 7H-[1,3,4,7]-тетраазафеналена / О.Ю. Бакулина // IIВсероссийская студенческая конференция с международным участием «Химия и химическоеобразование XXI века». Санкт-Петербург, 2013. С.