Stend_Kafedralnaya_Konferentsia_Sorokintsy

1. Синтез замещённых пирролизинкарбоксамидов на основе амида цианоуксусной кислоты и замещённых альдегидов

Плотников Н.А. (студент 4 курса),
Научные руководители: д.х.н., проф. Сорокин В.В., асп. Кочуков А.С.
Цель работы:
синтез пирролизинкарбоксамидов путём проведения 2х последовательных синтезов: альдольно-кротоновой конденсации для получения
исходника, а после диполярное присоединение с изатином и пролином.
Задачи:
o Подбор условий и выбор наилучших альдегидов для синтеза , сходя из чистоты и выхода при синтезе как иходников , так и продуктов
o Изучение возможных путей протекания реакций
o Установление состава и строения полученных соединений спектральными методами.
Схема реакций:
Заместитель
-p-N(CH3)
-2-OH-5-Br
3,4,5-OMe
-m-OH
-2-OH-3,5-Br
-p-Br
-9H-carbazole-3-carbaldehyde
-beta-OH-naphthaldehyde
Выход
44,31%
17,02%
15,38%
15,63%
4,85%
15,38%
6,40%
11,58%
tпл ,оС
Заместитель
-p-N(CH3)
-2-OH-5-Br
3,4,5-OMe
-m-OH
-2-OH-3,5-Br
-p-Br
-9H-carbazole-3-carbaldehyde
-beta-OH-naphthaldehyde
Выход
9,49%
-
tпл ,оС
39,80%
Механизм реакции
Характеристики синтезированных соединений
Соед
Условия реакции
-я
1a, H2O-EtOH (70-30),
1b ультразвук, 1,5-3 ч,
2a постад. синтез
2b
H2O-ИПС, Et3N,
ультразвук, 70°С, 4 ч
Tпл, oС
Выход, % ЯМР 1Н, 13C спектр, м.д.
187-189
71
190-191
60
3a +
ИПС, ультразвук, 2,5 ч
Ca
~66
Cb
ИПС, ультразвук, 50°С,
4,5 ч, постад. синтез
~56
3c
H2O, Et3N, ультразвук,
217-220
4 ч.
74
4a
168-169
1) 78
2) 72
H2O (H2O-EtOH), Et3N,
162-164
ультразвук, 2-4 ч,
4b постад. синтез
74
175-176
76
4c
ЯМР 1H, δ, м.д. (acetone-d6): 7.43 – 7.34 (m, 3H, ArH), 7.56 (s, 2H, NH2), 7.78 (dd, J = 6.7, 3.0 Hz, 2H, ArH), 7.81-7.88 (m, 2H, ArH), 8.47 (s, 2H, NH2), 8.72 (m,
2H, ArH).
ЯМР 1H, δ, м.д. (acetone-d6): 7.46 (д, J 8.0 Гц, ArH14, ArH16, 2H), 7.63-7.70 (м, ArH15, 1H), 7.79-7.82 (м, ArH13, ArH17, 2H), 7.86 (т, J 8.5 Гц, ArH9, 1H), 8.23 (с,
NH2, 2H), 8.42 (д, J 8.0 Гц, ArH8, 1H), 8.45 (д, 8.0 Гц, ArH10, 1H), 8.80 (с, ArH6, 1H), 8.88 (с, NH2, 2H). ЯМР 13C, δ, м.д., (acetone-d6): 88.43 (C4-C(=O)-NH2),
152.33 (C3), 152.06 (C5-NH2).
Преимущественно образуется основание Шиффа. ЯМР 1H, δ, м.д. (DMSO-d6): 3a: 3.99 – 3.78 (m, 9H, OCH3), 6.58 (d, J = 9.0 Hz, 1H, ArH), 6.70 (d, J = 9.0 Hz,
1H, ArH), 7.06-7.12 (m, 1H, ArH), 7.42 (t, J = 8.1 Hz, 1H, ArH), 7.89 (d, J = 8.8 Hz, 1H, ArH), 8.31 (s, 2H, NH2), 8.35 (d, J = 8.6 Hz, 1H, ArH). Schiff base: 8.43
(1H, s, H-C=N methyne proton), 11.89 (1H, s, NH). ЯМР 13C, δ, м.д. (DMSO-d6): 144.73 (H-C=N).
Образуется основание Шиффа. ЯМР 1H, δ, м.д. (DMSO-d6): Schiff base: 8.26 (1H, s, H-C=N methyne proton), 12.06 (1H, s, NH). ЯМР 13C, δ, м.д. (DMSO-d6):
144.99 (H-C=N).
ЯМР 1H, δ, м.д. (acetone-d6): 3.82 (с, 3H, -OCH3), 6.09 (с, 2H, NH2), 7.03 (с, 1H, ArH20), 7.10 (т, 1H, ArH17. J = 8 Hz), 7.22 (д, 1H, ArH18. J = 8 Hz), 7.43 (м, 1H,
ArH16. J = 8 Hz), 7.86 (м, 1H, ArH13. J = 8 Hz), 8.44 (д, 1H, ArH14. J = 8 Hz), 8.46 (д, 1H, ArH12. J = 8 Hz), 8.84 (с, 1H, ArH10). Спектр ЯМР 13C, δ, м.д. (acetoned6): 55.15 (-OCH3), 78.86 (C4-CN), 120.32 (CN), 120.54, 111.49, 122.23, 126.10, 130.12, 130.60, 131.82, 133.67 (C Ar), 149.48 (С3), 156.54 (C5-NH2).
ЯМР 1Н (ацетон-d6), м. д.: 1.21 – 1.89 м (12H, циклогептановое кольцо), 5.60 (с, 1H, =NH), 7.08 (с, 2H, NH2), 7.68 д (2H, H14 Ar, H17 Ar, J 6.0 Гц), 8.72 д (2H,
H15 Ar, H16 Ar, J 6.0 Гц). ЯМР 13C (ацетон-d6), δC, м. д.: 22.46, 22.47, 24.67, 24.71, 34.71, 34.73 (циклогептановое кольцо), 63.95 (C5 спиро), 93.51 (C4-CN),
122.36, 142.02, 149.53 (C Ar), 149.96 (C3-NH2).
ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м.д.: 1.39-2.46 м (циклогептановое кольцо), 5.80 с (1H, NH), 7.35 с (2H, NH2), 7.70 т (1H, H16 Ar, J 8.1 Гц), 7.77-7.81 м (2H, H17 Ar, H18
Ar), 8.10 д (1H, H15 Ar, J 8.1 Гц). ЯМР 13C (ДМСО-d6), δC, м. д.: 24.83, 27.02, 29.88, 30.09, 30.35, 31.08 (циклогептановое кольцо), 66.68 (C5 спиро), 92.81 (C4CN), 124.45, 130.61, 132.38, 134.42, 129.83, 147.45 (C Ar), 160.51 (C3-NH2).
ЯМР 1H (ДМСО-d6), δ, м. д.: 1.16-1.90 (8H, м, циклогептановое кольцо'), 5.81 с (1H, NH), 6.10 с (2H, NH2), 7.85 т (1H, H17 Ar, J 7.8 Гц), 8.24 д (1H, H18 Ar, J
7.7 Гц), 8.38 д (1H, H16 Ar, J 7.6 Гц), 8.59 с (1H, ArH14). ЯМР 13C (ДМСО-d6), δC, м. д.: 24.33, 27.01, 29.00, 30.13, 36.75, 36.99 (циклогептановое кольцо),
69.75 (C5 спиро), 92.86 (C4-CN), 112.82 (CN), 123.59, 132.43, 134.42, 147.46 (C Ar), 160.50 (C3-NH2).
Выводы:
1. В реакции ароматических бензальдегидов, малононитрила/амида цианоуксусной кислоты и гидразидов ароматических и гетероароматических кислот
образуются ранее неизвестные пиразолкарбонитрилы и пиразолкарбоксамиды. Интермедиатом этой реакции является продукт кротоновой конденсации
метиленовой и карбонильной компонент, что доказано с помощью постадийных синтезов.
2. В реакции замещённых бензальдегидов, метиленовых компонент и бензгидразидов возможно образование образования основания Шиффа, как
промежуточного и побочного продукта. Основание Шиффа преимущественно образуется при использовании бензальдегидов с электронодорными
заместителями в ароматическом кольце (3,4,5-OCH3), так как снижается активность данного интермедиата.
3. Конденсация циклоалканонов, малононитрила и гидразидов ароматических и гетероароматических кислот образуются ранее неизвестные спиропиразолины.
Интермедиатом реакции является продукт кротоновой конденсации малононитрила и циклоалканона. Установлено, что при увеличении звеньев цикла
циклоалканона увеличивается время проведения реакции.
1. Мещерякова А.А., Неумоина К.С., Сорокин В.В. / Трехкомпонентный синтез спиропиразолиновых систем на основе бензгидразидов // Журнал органической химии. – 2023. – Т. 59, № 8. – С. 1025-1031