Синтез и свойства ксантенил- и азаксантенилзамещенных аминов и иминов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

На правах рукописи

Горохов Валерий Юрьевич

СИНТЕЗ И СВОЙСТВА КСАНТЕНИЛ-И АЗАКСАНТЕНИЛЗАМЕЩЕННЫХ АМИНОВ И ИМИНОВ

02.00.03 - Органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

15 ЯНЗ 2015

диссертации на соискание учёной степени кандидата химических наук

П

Иваново-2014

005557874

Диссертационная работа выполнена на кафедре общей химии в ФГБОУ ВПО «Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова»

Научный руководитель: Юнникова Лидия Петровна

доктор химических наук, профессор

Официальные оппоненты: Галанин Николай Евгеньевич

доктор химических наук, профессор кафедры технологии тонкого органического синтеза ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет»

Шуров Сергей Николаевич

доктор химических наук, заведующий кафедрой органической химии ФГБОУ ВПО «Пермский государственный национальный исследовательский

университет»

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ярославский государственный

технический университет»

Защита состоится «2» февраля 2015 г в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.063.01 при ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет» по адресу: 153000, г. Иваново, Шереметевский проспект, 7. Тел. (4932)32-54-33. Факс (4932)32-54-33, e-mail dissovet@isuct.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановского государственного химико-технологического университета по адресу: 153000, г.Иваново, Шереметевский проспект, 7.

Автореферат разослан «...»декабря 2014 г.

Автореферат размещён на сайте Ивановского государственного химико-технологического университета www.dissovet@isuct.ru. 2014 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Данилова Елена Адольфовна

Общая характеристика работы Актуальность работы. Интерес к химии производных и гетероаналогов дибензо[а,е]пирана (9Я-ксантена), являющегося моделью кофактора NADH, связан с фундаментальным и прикладными аспектами. Примером является некаталитическая реакция восстановительного ксантенилирования иминов 9Я-ксантеном. Эта реакция отличается простотой исполнения, важна теоретически и представляет интерес для научного поиска среди гетероаналогов. В реакции с иминами или перхлоратом тритилия 9Я-ксантен ведет себя как Н-нуклеофил. Однако, при взаимодействии с катионом ксантилия, 9Я-ксантен проявляет себя как Н-электрофил, что указывает на его амфотерность и возможность расширения круга реакций органической химии.

Сравнение реакционной способности гетероаналогов 9Я-ксантена в реакции с перхлоратом тритилия позволило расположить их в порядке уменьшения нуклеофильности в следующий ряд: 10-метил-9,10-дигидроакридин > 9Я-тиоксантен > 1,3-бензодитиол > 9Я-ксантен. Однако, при взаимодействии Н-нуклеофилов этого ряда с протонированными иминами наблюдается частичное обращение ряда, при этом 9Я-ксантен перемещается с последнего места на второе, что предположительно связано с образованием илидных интермедиатов. Однако, возможность использования расчетных данных для илидов, полученных ранее методом AMI, не всегда подтверждается синтетически и указанный критерий требует уточнения.

Подобные синтетические и расчетные исследования для гетероаналога 9Я-ксантена— 5Я-хромено[2,3-6]пиридина (1-азаксантена) ранее не проводились.

Высокая биологическая активность (антигистаминная, антиаритмическая и противоопухолевая) и возможность создания оптических зондов, люминесцентных материалов и жидкокристаллических композиций делает эти соединения привлекательными для исследований. Для синтеза соединений с заданными свойствами удобными исходными объектами могут быть 5Я-хромено[2,3-Ь]пиридин-5ол (1-азаксантгидрол) или 9Я-ксантен-9-ол. Цель работы. Разработать методы синтеза аминов и иминов с фрагментами 1 -азаксантена и 9Я-ксантена. Задачи.

1. Оценить амфотерность М-бензил-4-(9Я-ксантен-9-ил)анилина и амбидентность 4-11-2-(9Я-ксантен-9-ил)анилина

2. Методом db initio уточнить ряд реакционной способности гетероаналогов 10-метил-9,10-дигидроакридина - 9Я-ксантена, 9Я-тиоксантена, 1,3-бензодитиола в реакциях с протонированными иминами и сравнить квантово-химические характеристики соединений этого ряда и 1-азаксантена.

3. Изучить взаимодействие 1-азаксантгидрола с первичными, вторичными аминами и иминами.

Научная новизна. Впервые установлена амфотерность Ы-бензил-4-(9Я-ксантен-9-ил)анилина, проявляющаяся в зависимости от условий реакции в дегидрировании CH2-NH группы амина катионом ксантилия до соответствующего М-бензилиден-4-(9Я-ксантен-9-ил)анилина или ксантенилировании положения С'-Н гетероцикла

катионом ксантилия с образованием №бензил-4-[9-(1-ксантен-9'-ил)ксантенил] анилина.

Установлена возможность гетерилирования или тропилирования 4-(9Н-(тио)ксантен-9-ил)анилинов с использованием спиртов - 1-азаксантгидрола и синтетически более доступных - 9Я-ксантен-9-ола, 9Я-тиоксантен-9-ола или тетрафторбората тропилия.

Детальное изучение условий взаимодействия 9Я-ксантен-9-ола или катиона ксантилия с ариламинами или с 2-(9Я-ксантен-9-ил)толуидином позволило впервые осуществить одностадийные синтезы 9-(2-ацетиламино-5-11-фенил)ксантенов или пространственнозатрудненных 4-К-2,Ы-ди(9Я-ксантен-9-ил)анилинов.

Методом db initio уточнен ранее известный ряд Н-нуклеофилов для их реакции с протонированными иминами: 10-метил-9,10-дигидроакридин > 9Я-ксантен > 9Н-тиоксантен > 1,3-бензодитиол, реакционная способность которых увязана с образованием интермедиатов - илидов. Определено пороговое значение |ДЕ| = Бвзмо илида - Енсмо протонированного имина, равное 2,737 эВ, определяющее возможность осуществления реакции гетероцикла с протонированными иминами.

Осуществлено восстановление 1-азаксантгидрола в системе: 9Я-ксантен -трифторуксусная кислота, что позволило установить более высокую электрофильность образующегося в процессе реакции катиона 1-азаксантилия в сравнении с катионом ксантилия, так как обратная реакция не протекает.

Установлена возможность гетерилирования анилина, ариламинов, вторичных аминов и иминов 1-азаксантгидролом. Получен ряд новых соединений, содержащих 1-азаксантеновый цикл при атоме азота, в орто- или пара-положениях анилинового фрагмента соответствующего амина или имина.

Экспериментально установлен интервал значений рКа 4,58-5,29 для трех анилинов: 4-(9Я-ксантен-9-ил)анилин, 4-(9Я-тиоксантен-9-ил)анилин, 4-(5Я-хромено[2,ЗЬ]пиридин-5-ил)анилин, характеризующий их ориентировочную основность.

Практическая значимость. Разработаны препаративные способы получения а) ариламинов, ароматических аминов и иминов содержащих циклы 1-азаксантена и/или 9Я-ксантена, б) пространственнозатрудненных 4-11-2,М-ди(9Я-ксантен-9-ил)анилинов, в) 9-(2-ацетиламино-5-11-фенил)ксантенов, г) М-бензил-4-[9-(1-ксантен-9'-ил)ксантенил]анилинов и их гетероаналогов.

Разработан препаративный способ получения 1-азаксантена восстановлением 1-азаксантгидрола в системе триэтилсилан - трифторуксусная кислота, а также новый способ его получения в системе 1,3,5-циклогептатриен - трифторуксусная кислота.

Осуществлен однореакторный синтез азаксантенилированных иминов взаимодействием трех компонентов: альдегид, анилин, 1-азаксантгидрол. Преимущество метода состоит не только в сокращении числа стадий, но и в высокой чистоте образующихся азаксантенилированных иминов.

Изучена антимикробная активность 15 соединений. Минимальная ингибирующая концентрация в отношении штаммов St. aureus и Candida albicans для некоторых соединений находится в интервале 125,5-250,0 мкг/мл.

Публикации. По материалам работы опубликованы 6 статей в реферируемых журналах и 6 тезисов докладов на всероссийских и международных конференциях. Личный вклад автора состоял в анализе литературных данных по теме диссертации, выполнении экспериментальной работы, обсуждении полученных результатов с руководителем и представлении их к публикации. Апробация. Основные результаты работы представлены на следующих конференциях: Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых и аспирантов «Молодежная наука: технологии, инновации» (Пермь, 2009, 2013, 2014), Всероссийская конференция обучающихся «Национальное достояние России» - НС «Интеграция» (Москва, 2013), Международная научно-практическая конференция «Инновационное развитие современной науки» (Уфа, 2014), Всероссийская конференция с международным участием «Современные достижения химии непредельных соединений: алкинов, алкенов, аренов и гетероаренов» (Санкт-Петербург, 2014).

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 104 страницах, состоит из введения, обзора литературы (глава 1), обсуждения результатов собственных исследований (глава 2), экспериментальной части (глава 3) выводов, приложения, списка литературы, включающего 111 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Работа содержит 5 таблиц, 10 рисунков, 22 схемы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. Синтез и свойства иминов, вторичных аминов и производных 9Н-ксантена и 1-азаксантена (обзор литературы)

Глава 2. Синтез и свойства ксантенил- и азаксантенилзамещенных ароматических аминов и иминов (обсуждениерезультатов) 2.1. Амфотерность М-бензил-4-(9Н-ксантен-9-ил)анилина

Наличие разных реакционных центров позволяет отнести 1\Г-бензил-4-(9/7-ксантен-9-ил)анилин 1 к амфотерным соединениям, способным реагировать как Н-электрофил или Н-нуклеофил.

Амфотерность 1М-бензил-4-(9Я-ксантен-9-ил)анилина, проявляется в том, что в зависимости от условий реакции наблюдается дегидрирование СН2->Ш группы амина катионом ксантилия до соответствующего №бензилиден-4-(9#-ксантен-9-ил)анилина 4 или ксантенилирование положения С'-Н гетероцикла катионом ксантилия с образованием №бензил-4-[9-(1-ксантен-9 -ил)ксантенил]анилина 3.

6_7

Для осуществления электрофильного замещения атома водорода в группе С'-Н К-бензил-4-(9Я-ксантен-9-ил)анилина изучено его взаимодействие с 1-азаксантгидролом 5 и синтетически более доступными спиртами - 9Я-тиоксантен-9-олом 6,9Я-ксантен-9-олом 7.

Взаимодействие амина 1 с 1-азаксантгидролом 5 или 9Я-тиоксантен-9-олом 6 протекает с образованием 1М-бензил-4-[9-(5Я-хромено[2,3-&]пиридин-5-ил)ксантенил)анилин 8 и К-бензил-4-[9-(1-тиоксантен-9-ил)ксантенил]анилин 9 соответственно, причем соединения 8 и 9 содержат в своем составе два разных гетероцикла. В результате реакции амина 1 с 9Я-ксантен-9-олом 7 получен амин 3.

2.1.2. Тиоксантенилирование и тропилирование №бензил-4-(9Н-тиоксантен-9-ил) анилина

Следующий объект исследования - гетероаналог амина 1 Ы-бензил-4-(9Я-тиоксантен-9-ил)анилин 10, в котором атом кислорода заменен на атом серы. Установлено, что его свойства подобны амину 1, что отражено в схеме.

При взаимодействии №бензил-4-(9Я-тиоксантен-9-ил)анилина 10 с тетрафторборатом тропилия 11 образуется М-бензил-4-[9-( 1 -циклогепта-1,3,5-триен-7-ил)тиоксантенил]анилин 12, содержащий два разных биогенных фрагмента, а при взаимодействии с 9Я-тиоксантен-9-олом 6 получен >1-бензил-4-[9-(1-тиоксантен-9 -ил)тиоксантенил] анилин 13, содержащий в своем составе два тиоксантенильных фрагмента. 2.2. Ксантенилирование ариламинов

В литературе описана реакция р-толуидина с 9Я-ксантен-9-олом, приводящая к М-(9Я-ксантен-9-ил)толуидину 14. Изомер этого соединения 2-(9Н-ксантен-9-ил)толуидин 15 получен взаимодействием р-толуидина с катионом ксантилия.

* - нуклеофильный центр

Амбидентные соединения 14 и 15 имеют несколько нуклеофильных центров, наличие которых представляет интерес для дальнейшего изучения реакции ксантенилирования.

2.2.1. Новое направление реакции. Синтез 9-(2-ацетиламино-5-Я-фен ил)ксантенов

Установлено, что взаимодействие этих же реагентов - ариламинов 16а,Ь (содержащих электронодонорные заместители) и 9Я-ксантен-9-ола 7 в измененных

40%

43%

условиях (уксусная кислота, 90°С, 1 час) приводит к другим продуктам - 9-(2-ацетиламино-5-11-фенил)ксантенам 17а,Ь.

N—С—СН3

16а,Ь 17а,Ь 46,79%

Я-ОСН3 (а), СН3 (Ь)

Предположительно синтез соединений 17а,Ь включает 3 последовательные стадии: образование Ы-(9Я-ксантен-9-ил)толуидина 14, 2-(9Я-ксантен-9-ил)толуидина 15 и ацетилирование последнего, что подтверждено экспериментальным исследованием. Установлено, что выдерживание Ы- или орто-замещенных продуктов 14, 15 в тех же самых условиях приводит к ацетилированному продукту 17а.

г\

Н3С

н,с

М-С-СНз СНзСООН 90°С

СНдСООН 90°С

Таким образом, разработанный метод позволяет получать ацетилированные продукты 17а,Ь в одну стадию с высокими выходами.

2.2.2. Синтез пространственнозатрудненных 4-Я-2,]Ч-ди(9Я-ксантен-9-ил)анилинов

При взаимодействии 9Я-ксантен-9-ола (7) с амбидентным /т-толуидином (16а) при 20°С в избытке уксусной кислоты получено соединение в ИК спектре которого имеется полоса поглощения в области 3350 см'1, что указывает на наличие N11 группы. В ЯМР 'Н спектре имеются характерные сигналы СН3 и №1 групп (2.25 (ЗН, с, СН3), 4.08 (1Н, уш. с. N11)), а также сигналы двух атомов водорода групп С9-Н ксантенильных фрагментов при 5.45 и 5.60 м.д.

По аналогии с реакций ацетилирования (глава 2.2.1.) и на основании спектральных данных полученного продукта, сделано предположение о структуре нового соединения 18 - 4-метил-2,№ди(9Я-ксантен-9-ил)анилина. Аналогично получен 4-метокси-2,№ди(9Я-ксантен-9-ил)анилин (19).

18Я=СН3(23%) 19 К=ОСН3 (28%)

• сокращение средств обеспечения прав потерпевшего (УПК Казахстана) и подозреваемого (УПК Франции и Германии);

• отсутствие судебного контроля на досудебных стадиях уголовного судопроизводства (УПК Туркменистана и Таджикистана);

• увеличение объема процессуальных прав потерпевшего и подозреваемого (УПК РФ).

3. Авторское утверждение о том, что изменения регламентации дознания посредством законодательных новелл 2007-2013 гг. привели к наделению дознавателя большим объемом полномочий для быстрого и качественного расследования, однако установленные уголовно-процессуальным законом предписания по обеспечению прав личности не реализовываются в полной мере по причинам, которые диссертант разделил на объективные и субъективные, обладающие как процессуальным, так и не процессуальным характером. К первым относится несовершенство закрепленного в законе механизма обеспечения прав личности в дознании, ко вторым - факты недобросовестного исполнения обязанностей, недостаточный уровень профессионализма дознавателей и др.

4. При предварительном расследовании в форме дознания подозреваемый (обвиняемый), потерпевший должен быть наделен правами, которые может реализовать, а должностные лица, осуществляющие расследование, обязаны обеспечить реализацию этих прав. С учетом сказанного обосновано выдвигаются следующие предложения:

• предоставить потерпевшему право получить копию уведомления о подозрении в совершении преступления до начала ознакомления с материалами уголовного дела и обвинительным актом, чтобы иметь возможность его своевременного обжалования, поскольку в уведомлении указываются сведения об описании преступления, обстоятельства, подлежащие доказыванию, непосредственно затрагивающие интересы потерпевшего;

• закрепить в законе обязанность дознавателя допросить обвиняемого после ознакомления с обвинительным актом по его просьбе, так как отсутствие в главе 32 УПК РФ прямого указания об этом приводит на практике к отказу в допросе обвиняемого;

• урегулировать срок, в течение которого дознаватель обязан допросить подозреваемого, которому вручено уведомление о подозрении в совершении преступления, ограничив его до 24 часов и приведя в соответствие с требованиями ч. 2 ст. 46 УПК РФ.

5. Для обеспечения прав личности, соблюдения законности и повышения качества производства дознания предложен комплексный подход к рассмотрению процессуальных полномочий дознавателя, начальника подразделения до-

бензодитиолом 22 не удалось подтвердить экспериментально. Цель: уточнить квантово-химические характеристики этого процесса неэмперическим методом ab initio.

Результаты расчета методом ab initio гетероциклов 21-24 и соответствующих им илидов A-D приведены в таблице.

Расчет методом ab initio илидов A-D позволил обнаружить разницу в значениях Евзмо D - Евзмо С = -6,949 - (-5,666), которая составляет -1,298 эВ, что объясняет отличия в реакционной способности гетероциклов 22 и 23. На основании значений Евзмо уточнено ориентировочное пороговое значение для реакции иминов с указанными гетероциклами, (| АЕ | = Евзмо С - Енсмо 25 = | -5,666-(-2,929) | = 2,737 эВ), характеризующее взаимодействие протонированного N-бензилиденанилина с 9Я-тиоксантеном в трифторуксусной кислоте, ниже которого реакции иминов с гетероаналогами 10-метил-9,10-дигидроакридина возможны, а выше - нет, что важно для прогноза новых реакций.

Заряды на атомах (я) и энергии высших занятых молекулярных орбиталей (Евзмо) молекул (21-24) и их илидов (А-Б)

Гетероциклы Евзмо соединений 2124 и илидов A-D, эВ Енсмо [Ph-CH=NH-Ph]+ 25, эВ |ДЕ|= Евзмо-Енсмо. эВ 0q,e , (С9 и С2)

AMI ab initio ab initio

OQQ <21> -7.960 -7.781 2.929 4.852 -0.310 (С ) 0.917

OQO («> -7.800 -7.972 2.929 5.043 -0.291 (С) 1.176

СФ (23) -8.000 -7.964 2.929 5.035 -0.378 (С*) 1.709

. OQO <*» -8.670 -7.994 2.929 5.065 -0.646 (С') 1.090

Илиды

¿bo«*» н" " -6.630 -5.153 2.929 2.224 -3.389 (С ) 4.719

сф <в> -6.880 -5.455 2.929 2.526 -0.387 (С) 3.161

OQO(С» -7.160 -5.666 2.929 2.737-пороговое значение -0.404 (С ) 2.388

а>н (о» н -7.240 -6.949 2.929 4.020 -0.721 (С ) 3.474

Таким образом, более точные квантово-химические характеристики илидов, которые характеризуются более высокими значениями Евзмо, зарядами на ключевых атомах и дипольными моментами позволили объяснить отсутствие реакции иминов с 1,3-бензодитиолом, а также заключить, что три гетероцикла, образующие илиды, Ы-метил-9,10-дигидроакридин, 9Я-ксантен и 9Я-тиоксантен

проявляют себя в реакции с иминами как С-Н кислоты. Возможно, именно этот факт обуславливает их реакцию с иминами.

2.3.1. Синтез 1-азаксантена и сравнение его реакционной способности с 9Н-ксантеном

Разработаны доступные методы синтеза 1-азаксантена 26 и 2-метил-1-азаксантена 27, заключающиеся в восстановлении 1-азаксантгидрола 5 и 2-метил-1-азаксантгидрола 28 триэтилсиланом 29 или 1,3,5-циклогептатриеном 30 в среде трифторуксусной кислоты.

Н Н

H-SiEt3

н. ОН

R N О

5 R=H, 28 R=CH3

-—

rt^VH

CF3COOH Он

30 „

1 J

R'^N О 26 R=H (86%), 27 R=CH3 (70%) H H

43%

-N

V 26

Изучено взаимодействие а) 1-азаксантгидрола 5 с 9Я-ксантеном 23 и, наоборот, Ь) 1-азаксантена 26 с перхлоратом ксантилия 2. Исследование показало, что 1-азаксантгидрол 5 может быть восстановлен 9#-ксантеном 23 в условиях реакции ионного гидрирования (через стадию образования катиона 5#-хромено[2,3-¿>]пиридиния (1-азаксантилия) до соответствующего 1-азаксантена 26. Однако 1-азаксантен 26 не восстанавливает перхлорат ксантилия 2.

н н

Таким образом, осуществлено восстановление 1-азаксантгидрола в системе: 9Н-ксантен - трифторуксусная кислота, что позволило установить более высокую электрофильность образующегося в процессе реакции катиона 1-азаксантилия в сравнении с катионом ксантилия, так как обратная реакция не протекает.

Результаты расчета 1-азаксантена 26 методом ab initio (не относящегося к вышеизученному ряду Н-нуклеофилов) и его илида F, указывают на возможность окисления илидной формы 1-азаксантена, так как значение энергетической щели | ДЕ | = | -4,954-(-2,929) | = 2,025 эВ для реакции протонированного имина с илидом F - ниже порогового, что, по-видимому, возможно только в случае образования в достаточной концентрации илида F.

"О'^ -НХ ^ О

26 н Х" р Н

Е„мо= -8,218 эВ ЕВЗмо= - 4,954 эВ

Исследована возможность осуществления реакции 1-азаксантена 26 и 2-метил-1-азаксантена 27 с протонированным \т-бензилиденанилином 25 в условиях известной реакции восстановительного ксантенилирования иминов 9Я-ксантеном.

Н Н

/=\ Н2 Н

о

23

Р11-СН=МН-РЬ

СР3СОО" 25

СРзСООН

н н

. 1 ) -Н-—

не

26 р=н,

27 Р?=СН3

Экспериментально установлено, что 1-азаксантен и 2-метилазаксантен вступают в реакцию азаксантенилирования иминов (подобно 9Я-ксантену).

Сравнение реакционной способности 9Я-ксантена и 1-азаксантена показало, что наличие второго гетероатома в системе 1-азаксантена вызывает дезактивацию метиленовой группы, что затрудняет образование реакционноспособной илидной формы, и указывает на то, что 1-азаксантен в отличие от 9Я-ксантена не проявляет свойство С-Н кислоты в реакции с протонированными иминами. 2.4. 1-Азаксантгидрол - реагент для гетерилирования анилина и ариламинов 2.4.1. С- или №азаксантенилирование

Установлено, что взаимодействие 1-азаксантгидрола 5 с анилином 31 или ариламинами 16а-е приводит к образованию С-продукта - 4-(5Я-хромено[2,3-Ь]пиридин-5-ил)анилина 32 или к М-замещенным азаксантенилированным ариламинам ЗЗа-е.

31

н он

С2Н5ОН

НС!

16а-е _

СНзСООН Я=СН3 (а), Я-ОСНз (Ь), Я=СООС2И5 (с), К=СООС„Н, (<1), ^N0, (е)

О 40-70%

Азаксантенилированием 4-(9Я-ксантен-9-ил)анилина 34 получен №(5Я-хромено[2,3-Ь]пиридин-5-ил)-4-(9Я-ксантен-9-ил)анилин 35, содержащий два разных гетероциклических фрагмента.

н он ^Л / \

/==\ УК СНзСООН н

+ чпог • °\ДгЧ/0 35%

О-' Н >=Ч 90 с >=< н У=\

5 34 V/ УУ 35

2.4.2. №Арилметил-[4-(5Н-хромено[2,3-Ь]пиридин-5-ил)фенил]амины

Взаимодействие 1-азаксантгидрола 5 со вторичными ароматическими аминами аминами 36а-Г приводит к образованию Ы-арилметил-[4-(5Я-хромено[2,3-Ь]пиридин-5-ил)фенил]аминов 37а-Г

// \

Н^ОН н „

— п2 н /=\

5 36а4 37а-Г //

Р=И1=Н (а); Я=Вг, Р!1=Н (Ь); Р{=ОСНз, Р1=Н (с); К=М02, Р1=Н (с1); Я=1Ч1=ОСНз (е); Я=С1, Р1=Н (0;

2.5. Синтез оснований Шиффа с фрагментами 1-азаксантена, 9Н-ксантена или 9Н-тиоксантена

Разработаны два новых метода получения оснований Шиффа, которые исключают трудоемкую стадию синтеза 4-(5Я-хромено[2,3-Ь]пиридин-5-ил)анилина.

Первый метод. Синтез «за один шаг» заключается в одновременном смешивании трех реагентов (анилин, 1-азаксантгидрол, (9Я-ксантен-9-ол, 9Я-тиоксантен-9-ол), ароматический альдегид) в одной колбе и выдерживании смеси в течении 10 минут при 90°С.

Н ОЭН и О

-СК* "-о ♦ сСо ^

(в) 4 Д 40-95%

38а-<1 31

и-пг и íЯ^ к-пг н пл 5 рЗ93"'1 к (°) р:2?Д р-р 'мГ1° 21 6 1Ч'=СН (Б), 40Ь,0 Я'=СН (8)

7 И-СН (О), 41Ь-а Я'=СН (О)

Этим методом получен р-фталилиден-бис-[4-(5Я-хромено[2,3-Ь]пиридин-5-

ил)фенилимин)].

Н он н. _ н О _ _0

^ о ^ о сн н ^ ^ " н/=ч.

//

31 5 42 43 (40%) —

Преимуществом первого метода является сокращение числа стадий синтеза и высокая чистота иминов.

Второй метод состоит в гетерилировании ароматических иминов (44а-Ь) 1-азаксантгидролом 5. Азаксаитеиилирование соединения 45, в котором в пара-положении анилинового фрагмента имеется заместитель, приводит к № бензилиден-2-(5Я-хромено[2,3-Ь]пиридин-5-ил)-4-метоксианилину 46. н он а

/=4 СНзСООН

+ н-

О 5

90°С

44а-Ь

К—С—Ы—

н ^

39а-Ь

О 40-85%

02М-<О-(д), (¡У(Ь),

-ОН

СНзС00Н> /~\_8=н.

90°С

46

ОСН3

45%

Преимуществом второго метода является сокращение числа стадий синтеза. Классическим методом, заключающимся во взаимодействии аминов и альдегидов, получены ранее неописанные в литературе основания Шиффа, содержащие в качестве заместителей длинноцепочечные фрагменты.

<н

38а,Ь

К=ОС5Нп (а), Я-ОСюНг, (Ь)

осн.

оценка основности

ОТ 48а,Ь

Я=ОС5Н„(а)С75%).

К=ОС10Н21 (Ь) (80%), аминов с гетероциклическим

2.6. Качественная фрагментом

Проведена качественная оценка основности «ара-замещенных анилинов, с использованием метода вытеснения из оснований Шиффа менее основного амина более основным. Установлено, что основность трех анилинов: 4-(9Я-ксантен-9-ил)анилина, 4-(9Я-тиоксантен-9-ил)анилина и 4-(5Я-хромено[2,ЗЬ]пиридин-5-ил)анилина, выше основности анилина (рКа = 4,58), но ниже основности р-анизидина (рКа = 5,29), что позволяет сделать вывод, что заместители в указанных анилинах являются электронодонорными. Установлен интервал рКа для исследуемых анилинов в области 4,58-5,29.

Выводы

1. Установлена амфотерность Ы-бензил-4-(9#-ксантен-9-ил)анилина, проявляющаяся в его способности реагировать с солями ксантилия как Н-электрофил с образованием №бензил-4-[9-(1-ксантен-9'-ил)ксантенил]анилина или как Н-нуклеофил в процессе дегидрирования CH2-NH группы - N-бензилиден-4-(9Я-ксантен-9-ил)анилина.

2. Впервые осуществлено гетерилирование М-бензил-4-(9Я-ксантен-9-ил)анилина в положение С1 гетероцикла с участием спиртов - 9Я-ксантен-5-ола, 9Я-тиоксантен-5-ола, 1 -азаксантгидрола.

3. Впервые взаимодействием Ы-бензил-4-(9Я-(тиоксантен-9-ил)анилина с тетрафторборатом тропилия или 9Я-тиоксантен-5-олом, получены - N-бензил-4-[9-( 1 -циклогепта-1,3,5-триен-7-ил)тиоксантенил]анилин и Ы-бензил-4-[9-( 1 -тиоксантен-9-ил)тиоксантенил]анилин, содержащие два разных или два одинаковых биогенных фрагмента.

4. Впервые взаимодействием 4-К-2-(9Я-ксантен-9-ил)анилинов с перхлоратом ксантилия или с уксусной кислотой получены соответственно замещенные дигидрохроменоакридины или 9-(2-ацетиламино-5-11-фенил)ксантены, альтернативный синтез которых осуществлен более простым методом из ариламинов и 9Я-ксантен-9-ола в среде уксусной кислоты.

5. Неэмперическим методом ab initio RHF/6-31G(d) уточнено пороговое значение ¡ДЕ| = Евзмо донора - Енсмо акцептора = 2,737 эВ для реакции иминов с гетероциклами 10-метил-9,10-дигидроакридином, 9Я-ксантеном, 9Я-тиоксантеном, 1,3-бензодитиолом, выше которого реакция иминов с гетероциклами не протекает.

6. Впервые получены первичные или вторичные амины, содержащие фрагмент 1-азаксантена: 4-(5Я-хромено[2,3-Ь]пиридин-5-ил)анилин, Ы-арил-5Я-хромено[2,3-6]пиридин-5-амины, М-арил(гетерил)метил-[4-(5Я-хромено[2,3-Ь]пиридин-5-ил)фенил]амины с выходами 40-85%.

7. Впервые разработан однореакторный метод получения Ы-арилметилен-[4-(5Я-хромено[2,3-6]пиридин-5-ил)фенил]аминов взаимодействием трех компонентов: анилин, ароматический альдегид и 1-азаксангидрол, преимуществом которого (по сравнению с классическим методом) является сокращение числа стадий синтеза и высокая чистота иминов.

Основное содержание опубликовано в работах

1. Юнникова, Л.П. Особенности взаимодействия гетероаналогов 10-метил-9,10-дигидроакридина с иминами / Л.П. Юнникова, Т.В. Махова, A.JI. Юнников, В.Ю. Горохов // ЖОрХ. - 2009. -Т.45. - Вып. 5. - С. 749 - 753.

2. Горохов, В.Ю. Синтез 5-Я-[1]бензопирано[2,3-6]пиридина и сравнение с дибензопираном / В.Ю. Горохов, Л.П. Юнникова, Т.В. Махова // Бутлеровские сообщения. - 2012. - Т.ЗО. - №6. - С. 67 - 69.

3. Юнникова, Л.П. Амфотерность дибензопирана и Ы-бензил-4-(9Я-ксантенил)анилина / Л.П. Юнникова, В.Ю. Горохов, Т.В. Махова // Естественные и технические науки. - 2012. - Т.61. - №5 - С. 69 - 74.

4. Юнникова, Л.П. Синтез аминов с азаксантеновым фрагментом и их свойства / Л.П. Юнникова, В.Ю. Горохов, Т.В.Махова, Г.А. Александрова // Хим.-фарм. журнал - 2013. - Т.47. - №3 - С. 15 - 17.

5. Юнникова, Л.П. Синтез М-арил(гетерил)метилен-[4-(5#-хромено[2,3-6]пиридин-5-ил)фенил]аминов и их антимикобактериальная активность / Л.П. Юнникова, В.Ю. Горохов, Т.В. Махова, Г.А. Александрова // Бутлеровские сообщения. - 2012. - Т.32. - №10 - С. 27 - 29.

6. Горохов, В.Ю. Гетерилирование и тропилирование №-бензил-4-(9#-(тио)ксантен-9-ил)анилинов / В.Ю. Горохов, Л.П. Юнникова // Бутлеровские сообщения. - 2014. - Т.37. - №2. - С. 159 - 165.

7. Горохов, В.Ю. Синтез и биологическая активность аминов и иминов с азаксантеновым фрагментом. / В.Ю. Горохов // VII Всероссийская конференция обучающихся «Национальное достояние России» - НС «Интеграция». Москва. 27-29 марта - 2013. - С. 1146 - 1147.

8. Горохов, В.Ю. Качественная оценка основности замещенных ариламинов с гетероциклическим фрагментом. / В.Ю. Горохов, С.М. Щуренко // LXXIII Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и .студентов «Молодежная наука 2013: Технологии, Инновации» Пермь, 11-14 марта. - 2013. - С. 268 - 269.

9. Горохов, В.Ю. №арилметилен-4-(9#-(тио)ксантенил)анилины. / В.Ю. Горохов, С.М. Щуренко // Молодежная наука 2013: Технологии, Инновации» Пермь, 1114 марта. - 2014. - С. 396 - 398.

10. Горохов, В.Ю. Производные 1-азаксантена как объекты для изучения биологической активности. / В.Ю. Горохов // Актуальные проблемы аграрной науки в XXI веке, Всероссийская заочная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы аграрной науки в XXI веке» Пермь, май. - 2013. - С. 63 -68.

11. Горохов, В.Ю. Ы-арилметален-[4-(5#-хромено-[2,3-Ь]пиридин-5-ил)фенил] амины. / В.Ю. Горохов // Международная научно-практическая конференция «Инновационное развитие современной науки» Уфа, 31 января. - 2014. - С. 235 -237.

12. Горохов, В.Ю. Амфотерность М-арилметилен-4-(9#-ксантенил)анилинов. / В.Ю. Горохов // Всероссийская конференция с международным участием «Современные достижения химии непредельных соединений: алкинов, алкенов, аренов и гетероаренов» Санкт-Петербург, 26-28 марта. - 2014. - С. 49.

Формат 60х84'/1б. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 107

Отпечатано в ИПЦ «ИТрокростЪ» Пермской государственной сельскохозяйственной академии имени академика Д.Н. Прянишникова, 614090, Россия, г. Пермь, ул. Петропавловская, 23 тел. (342) 210-35-34