Синтез и свойства тропил- и дибензосуберенилзамещённых ароматических аминов

Акентьева, Татьяна Анатольевна

Синтез и свойства тропил- и дибензосуберенилзамещённых ароматических аминов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

Акентьева, Татьяна Анатольевна АВТОР

кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Пермь МЕСТО ЗАЩИТЫ

2013 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.03 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Синтез и свойства тропил- и дибензосуберенилзамещённых ароматических аминов»

Автореферат диссертации на тему "Синтез и свойства тропил- и дибензосуберенилзамещённых ароматических аминов"

На правах рукописи

Акентьева Татьяна Анатольевна

СИНТЕЗ И СВОЙСТВА ТРОПИЛИ ДИБЕНЗОСУБЕРЕНИЛЗАМЕЩЁШШХ АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОВ

02.00.03 — Органическая химия

диссертации на соискание учёной степени кандидата химических паук

АВТОРЕФЕРАТ

5 ДЕК т

Иваново - 2013

005543012

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

Научный руководитель: Юниикова Лидия Петровна

доктор химических наук, профессор

Официальные оппоненты: Исляйкин Михаил Константинович

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

Гейн Владимир Леонидович

доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой общей и органической химии ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Ведущая организация: ГБОУ ВПО «Пермский государственный

национальный исследовательский университет»

Защита состоится «23» декабря 2013 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 <<??.» ноября 2013 г.

Автореферат размещён на сайте Ивановского государственного химико-технологического университета www.dissovet@,isuct.ru. 2013 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор химических наук, доцент

Данилова Елена Адольфовна

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Интерес к химии 1,3,5-циклогептатриена (тропилидена) и 5Н-дибензо[а,ё]циклогептена (дибензосуберена) и соответствующих им катионов связан с фундаментальным и прикладными аспектами. Соединения, содержащие эти циклы интересны как модели кофактора NADH - NAD+, оптические выключатели, сенсоры, строительные блоки жидких кристаллов, их высокая биологическая активность подтверждена патентами на вещества, обладающие анти-гистаминным, противовоспалительным, жаропонижающим и антимикробным действием.

Приведённые примеры указывают на значимость и перспективность развития синтетических исследований, связанных с химией тропилидена.

Дель работы. Разработать методы синтеза ароматических аминов с биогенными фрагментами 1,3,5-циклогептатриена и 5Н-дибензо[а,с1]циклогептена.

Для достижения поставленной цепи были сформулированы следующие задачи:

1. Осуществить реакцию восстановительного тропшшрования иминов в системе: катион тропилия - тетрагидроборат натрия;

2. Изучить взаимодействие ароматических иминов и аминов (первичных, вторичных и третичных) с солями тропилия (перхлоратом, хлоридом и тетрафторбора-том) и 5Н-дибензо[а,ё]циклогептен-5-олом;

3. Выявить практически полезные свойства новых соединений.

Практическая ценность. Разработаны доступные методы синтеза ароматических аминов и азометинов, содержащих циклы тропилидена или дибензосубере-на. Впервые получены 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилин, №(гет)арилметил-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)аншшны, Ы-аршшетилен-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилины, а также К-(гет)арилметил-4-(5Н-дибензо[а,ё]циклогептен-5-ил)анилины. Восстановлением дибензосуберенола 1,3,5-циклогептатриеном или триэтилсиланом в среде CF3COOH получены дибензосуберен или дибензосубе-ран с высоким выходом.

Практическая значимость выполненного исследования подтверждена данными фармакологических испытаний 18 синтезированных соединений. В некоторых случаях бактериостатическая - бактерицидная активности находятся в интервале 15,6 - 31,2 мкг/мл. Имеется заключение НИИ «Бактерицид» (г. Пермь) с рекомендацией дальнейших доклинических испытаний двух веществ.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 14 работ: 7 статей в изданиях, рекомендованных ВАК, 6 тезисов докладов на конференциях различного уровня и 1 патент.

Апробация. Материалы исследований представлены на конференциях: Всероссийских научно-практических конференциях молодых учёных, аспирантов и студентов «Молодёжная наука: технологии, инновации», (Пермь 2010, 2012, 2013); International Conference on Organic Synthesis, Bergen, (Norway, 2010); Всероссийская рабочая химическая конференция «Бутлеровское наследие-2011», (Казань, 2011); Международная научно-практическая конференция SWorld «Научные исследования и их практическое применение», (Одесса, 2011); International Conference on European Science and Technology, (Germany, 2012).

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа общим числом 102 страницы состоит из введения, обзора литературы (глава 1), обсуждения результатов собственных исследований (глава 2), экспериментальной части (глава 3), выводов, приложения и списка литературы, включающего 119 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Работа содержит 4 таблицы, 26 схем.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. Обзор литературы

Глава 2. Синтез аминов и им иное с фрагментами 1,3,5-циклогептатриена и 5Н-дибеюо[а,й]циклогептена

2.1. Однореакторный, трёхкомпонентный синтез N-apuiutemun-4-(7-циклогепта-1£,5-триенил)анилинов

2.1.1. Восстановление и восстановительное тропилирование им иное

По результатам исследования установлено, что для трёхкомпонентной системы — имин (1а-с): перхлорат тропилия (2а): тетрагидроборат натрия реализуются два направления реакции, зависящие от соотношения реагентов и активатора. Первое направление - восстановление ОЗМ-группы иминов, второе — восстановление с одновременным тропилированием бензольного кольца анилинового фрагмента.

Так, при соотношении исходных реагентов имин (1а-с) : перхлорат тропилия (2а): тетрагидроборат натрия 1:1:1 были выделены Т^-арилметиланилины (4а-с) , образующиеся в результате гидролиза неустойчивых третичных аминов (арилметил)-К-[7-циклогепта-1,3,5-триенш1]анилинов (За-с), структура которых предопределена вследствие координации катиона тропилия с атомом азота С=Ы-группы имина (иминиевая соль или комплекс А). Реакцию осуществляют при комнатной температуре в среде тетрагидрофурана, время реакции 2 часа. Выход вторичных аминов составляет 96-98%. Кроме аминов образуется дитропиловый эфир (по данным хромато-масс-спектрометрии). Следует отметить, что в отсутствие соли тропилия восстановление С=К-группы иминов в указанных условиях не наблюдается.

— ТГФ

1а-с

а К=Н; Ь Я=С1; с Г*=ОСН3

+ <•♦;.) ао4

2а

Нг

-Ы-ри

За-с О .

СН2-Ш-5а-е

Выходы №арилметил-4-(7-циклогепта-1 Д5-триенил)анилинов 5а-с

Соотношение исходных реагентов имин 1а-с: перхлорат тропилия 2а : ЫаВНЦ

1,25:1:1 1,5:1:1 2:1:1 1:2:1

Ы1=С1 0% 0,4% 3% 51% (42%)*

аК. = Н 13% 55% 33% 60%

с Я=ОСН3 14% 16% 64% 64%

* В реакции использовался хлорид тропилия Установлено, что избыток имина способствует образованию в некоторых случаях продуктов восстановительного тропилирования Н-арилметил-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилинов (5а-с), однако результат в значительной мере зависит как от количества, так и от основности имина.

Так, избыток имина (1а) по отношению к перхлорату тропилия (2а) в 1,25; 1,5; 2,0 раза приводит к амину (5а) соответственно с выходом 13; 55; 33%, в то время, как из иминов (1Ь) и (1с) в этих же условиях образуются соответственно 0; 0,4;

3% амина (5Ь) (по данным хромато-масс-спектрометрии) и 14; 16; 64% амина (5с). Хлорид тропилия (2Ь) в этих же условиях способствует лишь восстановлению иминов. Двукратный избыток перхлората (2а) приводит к аминам (5а-с) с выходом от 51 до 64%.

Можно предположить, что роль избытка имина по отношению к катиону или избытка катиона по отношению к ямину, состоит в увеличении в реакционной массе концентрации комплекса (А) за счёт лучшего связывания низкоэлекгро-фильного катиона тропилия (рКл+=4.75, что соответствует рКа слабой уксусной кислоты), который одновременно является объектом для восстановления и тро-пилирующим агентом для образующегося неустойчивого третичного амина (За-с)

1а-с

а И=Н; Ь И=С1; с И=ОСНз

ТГФ

2а,Ь

аХ=СЮ4; ЬХ=С1

А 6

38-0 ¿5

Я-О-СНг-А^-О) В

5а-с

Ц +А

Комплекс (А), тропилируя трд-положение в анилиновом кольце третичного амина, освобождает имин, который забирает тропилиевый цикл от атома азота аммонийной соли (В) и снова превращается в комплекс (А). Таким образом, ключевое вещество в этой реакции - комплекс (А) выполняет функцию катализатора. Способность его к восстановлению связана с электрофильностъю атома углерода С=К группы, а возможность тропилирования зависит от основности исходного имина (1а-с).

2.1.2. Имидазол — активатор реакции ионного гидротропилировния иминов. Роль противоиона в соли тропилия

С целью увеличения выхода целевых продуктов в систему ионного гидротро-пилирования дополнительно было введено основание — активатор. Активатор был выбран из трёх водорастворимых оснований - пиридин, имидазол и триэталамин (рКа= 5,23; 7,03; 10,87).

Экспериментально установлено, что основность активатора должна быть ниже основности иминов, рКа которых составляют: (1а) - 9,87; (1Ь) - 9,36 и (1с) -11,16, во избежание инактивирования соли тропилия. Наиболее эффективным оказался имидазол.

1а-И 2а,с ТГФ 5а-ь

аХ=а04;сХ=ВР4

Наибольшие выходы аминов (5а-Ь) были получены при использовании исходных реагентов имнн: катион тропилия : тетрагидроборат натрия: имидазол в схь отношении 1:1:1:0,5.

Выходы К-арилметил-4-(7-циклогепта-13>5-триенил)авилинов (5а-Ь)

(5а-Ь) (исходные реагенты 1:1:1:0,5)

ч соль N 19 /~\ 1е 1Ь а-0- 1а Р11 оон ш -ео-а МеО

©СЮ4 0% 12% 15% 14% 76% 85% 33% 8%

56% 74% 83% 25% 23% 21% 20% 19%

Предполагаемый механизм реакции с участием имидазола можно представить ниже приведённой схемой.

Аг-СН=М-РЬ

1а-Ь

Их

н ,

2а,с ТГФ

аХ=СЮ4;сХ=ВР4

Аг-СН=1^-Р11 А

За4|

№ВН»

5а-Ъ

«Л* С

Функция активатора состоит в образовании комплекса (С), выполняющего роль тропилирующего агента. В этом случае объектом для восстановления является комплекс (А), а тропилирующим агентом - комплекс (С), образованный при взаимодействии имвдазола с катионом тропилия.

Высокие выходы аминов (5Ь,е^) (83; 74; 56%) получены при использовании низкоосновных иминов и тетрафторбората тропилия. Замена последнего на перхлорат тропилия в сочетании с высокоосновными иминами приводит к высоким выходам аминов (5<1,с,1) (33; 76; 85%). Противоположные тенденции в выходах аминов зависят от: 1) скорости восстановления комплекса (А), связанной с основностью имина и 2) роли анионов в соли тропилия. Так, акцепторные заместители (Я=С1, Вг, N02) в иминах (1Ь,е^) способствуют быстрому восстановлению комплексов (А), однако высокие выходы продуктов реакции обеспечиваются вы-

сокой концентрацией прочных комплексов (С) с анионом BF4". Важно, что в этом случае основности иминов и имидазола сопоставимы. Донорные заместители (R=OCH3, 2ОСН3, ОН) в высокоосновных иминах снижают скорость восстановления комплексов (А). В этом случае высокие выходы продуктов реакции (5c,d,f) достигаются за счёт диссоциации комплексов (А) с менее основным анионом СЮ4", что обеспечивает в реакционной массе наличие свободных катионов тропилия, которые с имидазолом образуют тропилирующий агент (С).

Таким образом, имидазол является активатором процесса, что подтверждает предполагаемый механизм реакции (п. 2.1.1.) и позволяет использовать реагенты в соотношении— 1:1:1.

2.2. Тропилировапие NJV-дизамещённых анилинов, анилина и ариламинов перхлоратом тропилия

В литературе описан пример тропилирования N^-диметиланилина тетраф-торборатом тропилия. Вместо ожидаемого 7-замещённого диметиламинофенил-цшслогептариена (7а) получен 3 - замещённый продукт (7Ь). Используя димети-ламинофеншшитий и 7-метокси-1,3,5-циклогептатриен, автор этого исследования получил соединение (7а) (17%) и превратил его в (7Ь) длительным нагреванием. Таким образом он установил факт термической изомеризации (7а) в (7b) (Looker JJ. / J. Org. Chem. Vol. 30. No. 12.1965. P. 4180-4183).

(HaCbN-ЫЭ: (H3C)2NhQ^ — -65 С Та 6 5 7b (18%)4 5

2.2.1. Тропилировапие NJV-дизамещённых анилинов

Нами установлено, что взаимодействие N^I-диметиланилина (6а) с перхлоратом тропилия при комнатной температуре приводит к 7-замещённому-продуюу -и-ЫЛ-Диметиламино-4-(7-цшшогепта-1,3,5-триенил)анилину (7а).

— 1 2 3

(H3C)2N-Q+ @ С104~ (Н3С)2М-О704 Т.пл.= 49'С

63 7а (76%) Н 6 5

Указанный метод можно распространить на другие третичные амины. В частности, с высоким выходом получен амин (7с).

(PhHjCfcN-£> ♦ <£) сю; — (РИН^-ОтО 6Ь 7с (78%)

2.2.2. Пара-тропилирование анилина перхлоратом тропилия

В литературе описаны примеры реакций анилина с тетрафторборатом тропилия или с 7-этокси-1,3,5-циклогептатриеном, приводящие соответственно к 8-фенил-8-азагеигшфульвену (8а) или двум изомерам (8Ь) и (8с) (Sanechika К.,

Kajigaeshi S., Kanemasa S. / Synthesis. 1977. No 3. P. 202-204; Takahashi K., Take-naka S., Nozoe T. / Tetrahedron. 1974. Vol. 30. P. 2191- 2195).

ою н2Ы^576

8а 8Ь 7 6 8с 4 5

Нами установлено, что взаимодействие перхлората тропилия с анилином в условиях, исключающих термическую изомеризацию 1,3,5-циклогептатриенового цикла, при комнатной температуре в среде воды или тетрагидрофурана приводит к 4-(7-циююгета-1,3,5-триенил)анилину (8) с высоким выходом. Оптимальное соотношение реагентов: анилин - перхлорат тропилия -1,5:1.

Строение соединения (8) доказано элементным анализом, методами ИК-, ЯМР'Н спектроскопии и хромато-масс-спектрометрии.

Следует отметить, что полученное нами вещество (8) не идентично соединению, описанному как 7-пара-тропилированный анилин (Jutz С., Voithenleitner F. // Chem. Вег. 1964. Vol. 97. No. 1. P. 29-48), синтезированному из 7-метокси-1,3,5-циклогептатриена и анилина, и подвергнутому вакуумной перегонке. Не идентичны и его ацетильное производное (10) с Т. пл. 173-174 °С (лнт.127 °С) и имин (11а) с Т. пл. 147 °С (лит. 136,5 °С), полученные нами для сравнения, что даёт основание считать ошибочными сведения о синтезе 7-иара-тропилировэнного анилина. Кроме того, синтезирован имин (lib), который может представлять интерес для выявления жидкокристаллических свойств.

J^-JN-OO (H3C)2N-O-hc=N^0O СЮ-^=СНь-0-сн=М-00

2.2.3. Бензилиденавое сужение циклогептатриенового цикла

При взаимодействии иара-анизидина (6d) с перхлоратом тропилия вместо ожидаемого ор/яо-тропилированного продукта был получен перхлорат 8-пара-мегоксифенил-8-азагепгафульвения (12). Реакцию проводили при соотношении исходных реагентов ш/ю-анизидин : перхлорат тропилия 1:1 при О °С в среде тетрагидрофурана в течение 1 ч.

В присутствии имидазола орто-продукт также не был выделен, однако, при соотношении исходных реагентов шра-анизидин : перхлорат тропилия : имвда-зол 1:2:2 (О °С, время реакции 4 ч) в качестве конечного продукта был выделен

имин — М-бензилиден-4-метоксианилин (Ц), что указывает на бензилиденовое сужение 1,3,5-циклогептатриенового цикла в соли (12) в присутствии основания

имидазола.

+ (и:1 сю4 ТГФ

1:1

Н N

1:2:2

Г +

[нзС0-ОА-@)|сю; — [н3С0-О-м=0|сю4

12 (72%) Н

НзС0-О-М=СН-О Ц (76%)

ОН

2.2.4. №(Ггт)арилметил-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилины

Разработан способ получения К-(гет)аршшетил-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилинов (5а-Г,1), заключающийся во взаимодействии Ы-(гет)арилметиланилинов (4а-Г,0 с перхлоратом или хлоридом тропилия (комнатная температура, ТГФ, 1,5-2 часа) в присутствии имидазола. Лучшие результаты получены при использовании исходных реагентов - амин : перхлорат тропилия : имидазол в соотношении 1:1:0,5.

+ (Щ) х"-

4а-Г,1 2а,Ь

аХ=СЮ4;ЬХ=а

ТГФ

Н+

Я-СНг—Ы-РИ " 6

гы ц •>

5а-Гн (70-90%)

Выходы №(гет)арилметил-4-(7-циклогепта-1^^-триенил)анилинов

сопь2а,&Ч. активатор ^ч, 4в_^ Вг_0~ 4Ь 4а РЬ "О 4с "Оон Ме°Ч> МеО

(Щ/сю* имидазол 81% 80% 87% 70% 86% 82% 90%

®сю"4 33% 21% 83% 34% 45% 60% 62%

фа" имидазол 35% 37% 5% - 16% - 0%

Активатор позволяет повысить выходы аминов (5ачГ4) в 1,1-3,8 раза. 2.3. Тропилирование иминов солями тропилия

Взаимодействие КГ-арилметиленанилинов (1а,с,е) с тетрафторборатом или перхлоратом тропилия сопровождается образованием ранее неописанных >Г-арилметилен-4-(7-цшшогепта-1,3,5-триенил)анилинов (13а,с,е).

Выходы полученных продуктов практически не зависят от природы аниона в соли тропилия, они сопоставимы и зависят от времени осуществления реакции.

Х=ВР4

а К=Я1=Н; с К=ОСНэ К1=Н; 2а,с е Р=Вг, И1=Н

ТГФ

х=сю4

Я1 13а (56%)

13с (70%)

13с (73%) 13в <«*> 13в (51%)

Осуществление реакции иминов с тетрафторборатом тропилия в одних и тех же условиях и за один и тот же период времени (3 ч) позволило обнаружить влияние заместителей. Наиболее высокий выход тропилированного имина (13с) (70%) достигнут при наличии в имине (1с) донорного заместителя (ОСН3) и, наоборот, выход (13е) (43%) соответствует акцепторному заместителю (Вг) в имине (1е). Так, по данным хромато-масс-спектрометрии увеличение продолжительности реакции с 2-х до 18 часов позволяет увеличить выход имина (13а) с 18 до 79%. Следует отметить, что за период времени 1 ч препаративное выделение продуктов реакции затруднено в связи с низким выходом.

При замене в этой же реакции тетрафторбората тропилия на перхлорат полученные результаты сопоставимы с предыдущими, выходы тропилированных иминов (13с) и (13е) за период времени Зч. составляют 73 и 51%. 2.3.1. Гидролиз тропилированных иминов — доступный метод синтеза биологически активного 4-(7-циклогепта-1^,5-триенил)анилина

Осуществлён гидролиз тропилированных оснований Шиффа (13а,с,е) в присутствии соляной кислоты и бензола. Получен 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилин (8) идентичный ранее описанному в п. 2.2.2.

н3ч

- он С1 -Н2М

13а,с,е ~АгСН0

а Р=Н; с Я=ОСНз; е Р=Вг а (63%); с (80%); е (70%)

Данный способ является более безопасным, так как в синтезе исходного имина не используется взрывчатый перхлорат тропилия, с которым ранее был достигнут положительный результат по синтезу соединения (8) из анилина. 2.4. Синтез 5Н-дибензо[а,й]циклогептена (дибензосуберена)

Для сравнения химического поведения дибензосуберена (15) с его структурным аналогом 1,3,5-циклогептатриеном (16) разработан простой способ его получения, заключающийся в восстановлении дибензосуберенола (17) 1,3,5-циклогептатриеном (16) в присутствии трифторуксусной кислоты. Этот метод (в отличие от других известных) позволяет получать только один продукт (15). Осуществление этой реакции указывает на то, что 1,3,5-циклогептатриен (16) является более сильным восстановителем, чем дибензосуберен (15). Восстановление дибензосуберенола (17) триэтилсиланом (18) приводит к смеси двух продук-

TOB дибензосуберена (15) и дибензосуберана (19), последний образуется за счёт восстановления в соединении (15) этиленовой связи С10= С11.

н он QTjO + CF3C00H

н.

18 15 (98%)

HSiEt3 /ЧХК HSiEt3

СГ3СООН 15 (96%) 19 (71%)

Однако, при соотношении дибензосуберенол : триэтилсилан 1:1,2 преимущественно образуется дибензосуберен (15), а при соотношении 1:3 - дибензосубе-ран (19).

2.5. Взаимодействие анилина, ариламинов и ^замещённых анилинов с дибен-зосуберенолом

Изучено взаимодействие анилина, ариламинов и Т^М-дизамещённых анилинов с дибензосуберенолом. Реакцию осуществляют в среде уксусной кислоты при соотношении реагентов: амин - дибензосуберенол 1:1 при комнатной температуре. Установлено, что взаимодействие анилина (бс) или К^-дизамещённых анилинов (ба,Ь) с дибензосуберенолом сопровождается образованием шра-замещёиных анилинов - и-Ы^-диметиламино-4-(5Н-дибензо[а,<1]циклогептен-5-ил)анилина (20а), л-К,К-дибензиламино-4-(5Н-дибензо[а,(1]циклогепген-5-ил)аншшна (20Ь), 4-(5Н-дибензо[а,а]циклогешен-5-ил)аншшна (20с). Взаимодействие дибензосу-беренола с иора-замещёнными анилинами (бе,!) приводит к о/ото-замещённым анилинам (21е,1) - 4-метил-2-(5Н-дабензо[а,ё]циклогептен-5-ил)анилину (21е) и 4-бром-2-(5Н-дибензо[а,с1]циклогеггген-5-ил)анилину (21ф.

Н. £>Н

CH3COOH

-н2о

ИгМ-^-Я1 + 6а-в

а СН3 К1=Н; 17

Ь Р=С6Н5СН2, с Я=Н, И1=Н; е Р=Н, Я1=СНз; 1 Р1=Н, Я1=Вг

При взаимодействии Ы-(гет)арилметиланилинов (4а,с-е,0 с дибензосуберенолом (17) в соотношении 1,3:1 наряду с основными продуктами реакции Ы-(гет)арилметил-4-(5Н-дибензо[а,с1]циклогептен-5-ил)анилинами (22а,с-е,0 образуются побочные продукты дегидрирования СНт-ЫН-группы этих аминов - И-(гет)арилметилен-4-(5Н-дибензо[а,с1]циклогептен-5-ил)анилины (23а,с-е,0 с выходом от 2-12%.

R-^^-CHa-NH R1' 4a,c-e,i

a X=C, R=R1=H; cX=C, R=OCH3, R1=H; d X=C, R=R1=OCH3; eX=C,R=Br,R1=H; ¡ X=N, R=H

2.6. Квантово-химическое

j) CH3COOH, R^>CH2-NH-<

R1 22 a.c-e.1 (34-70%)

CH=N 23 a.c-e.1 (2-12%)

исследование дегидрирования N-6emun-4-(5H-дибензо[а,й]циклогептен-5-ил)анилина в сравнении с гетероаналогами

Факт дегидрирования соединения (22а) указывает на его сходство по химическому поведению с Ы-бензил-4-(9-(тио)ксантенил)анилшгами (24) и (25) (содержащими однотипные заместители - аналоги NADH), CHr-NH группа которых способна дегидрироваться иминами в CF3COOH. Кроме того, эти реакции являются рН-зависимыми, так как возможны только в присутствии кислот. Возможно, что кислота способствует образованию более реакционноспособных интермедиа-тов — цвиттер-ионов. Исходя из этого предположения выполнен квантово-химический расчёт методом аЪ initio молекул ЬГ-бензил-4-(9-ксантенил)анилина (24) и К-бензил-4-(9-тиоксантенил)анилина (25), а также соответствующих им наиболее вероятных двух типов цвиттер-ионов: а) (I), (П) (в которых отрицательный заряд формально сосредоточен на атоме углерода С—N-группы) и б) (IV), (V) (в которых отрицательный заряд сосредоточен на гетероцикле).

Заряды на атомах (q) и энергии высших занятых молекулярных орбиталей (Евзмо) молекул (22а), (24), (25), (26) и цвиттер-ионов (I-VI)

q»-0,136

q = - 0,138

V? ?

Ph-C—N H 24

ËB3MQ = : 7.594 зВ

q = - 0,254

"A© H®

Ph-C-N '

H A

q =-0,138

"ЛУ У

Ph-C—N

Евзмо = =5.930 за q =-0,199

"Л1? Ve

H 25 H' ЕвзЩН;7.551зВ

q = - 0,254

\® Ph-C-N

Евзмо = r 5.908 эВ q = -0,199

q =-0,141

—\ H H

\l I

S Ph-Ç-N-^)-OCH3

H 26 Евзмо = : 7.320 эВ

Еягшп = - 7.469 эВ

Ч = - 0,255 q = - 0,289

\© V® \е Н

Ph-Ç—N-^-ОСНз Ph-Ç—N

Н H IU EgguQ = - 5.896 эВ

H H iva Евзмо "5.651 эВ q = - 0,196

Евзмо = - 4.455 эВ Бвзчсз = - 4.627 эВ

Евзмо 4.530 эВ

Для сопоставления результатов осуществлён также расчёт молекулы N-бензил-4-метоксианилина (26), содержащей в /ира-положении анилинового кольца вместо гетероцикла электронодонорную метокси-'группу и соответствующий ей цвитгер-ион (Ш). Кроме того, рассчитаны молекула №бензил-4-(5Н-дибензо[а,«1]цюслогептен-5-ил)анилина (22а), содержащая структурнородствен-ный исследуемым соединениям (24) и (25) дибензосуберенильный заместитель, и соответствующие ей цвиттер-ионы (IVа) и (VI).

Расчёты указывают на значительное сближение уровней энергий ВЗМО цвит-тер-ионов (IV), (V) и (VI) и низших свободных молекулярных орбиталей (НСМО) молекулы протонированнош N-бензилиденаншшна [PhCH=NHPh]+ (27) (ЕНСмо [Ph-CH=N HPh]+ (27) = -2,929 эВ) по сравнению с энергетической разницей граничных орбиталей аминов (24), (25), (22а) и молекулы (27). Заряды на атомах углерода группы C-N в цвиттер-ионах (TV), (V) и (VI) возрастают по сравнению с соответствующими зарядами в молекулах (24), (25), (22а). Это объясняет возможность и лёгкость дегидрирования иминами N-6eH3im-4-(9-(тио)ксантенил)аншпшов в трифторуксусной кислоте влиянием заместителей. Расчётные данные позволяют предположить такую же возможность для N-бензил-4-(5-дибензо[а,<1]циклогепген-5-ил)анилина, чгго соответствует факту дегидрирования его уже в процессе синтеза из N-бензиланилина и дибензосубере-нола в уксусной кислоте.

Выводы

1. Разработан метод синтеза К-аршшетил-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилинов с использованием однореакторной трёхкомпонентной системы - имин: катион тропилия: тетрагидроборат натрия. Для осуществления реакции подобран активатор — имидазол.

2. Оценено влияние противоиона в соли тропилия на выход пара-тропилированных аминов при использовании: имин, соль тропилия, NaBH», имидазол - в соотношение 1:1:1:0,5. Установлено, что высокие выходы аминов до 83% достигаются при использовании тетрафторбората тропилия и низкоосновных иминов, а выходы до 85% - при использовании перхлората тропилия и высокоосновных иминов.

3. Впервые установлены отличия и сходства в поведении анилина и ариламинов с солями тропилия, заключающиеся в том, что взаимодействие анилина с перхлоратом тропилия (в отличие от тетрафторбората) приводит к ранее недоступному 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилину, а шра-анизидина (по аналогии с тетраф-торборатом) - к перхлорату 8-?мра-метоксифенш1-8-азагептафульвения. Для последнего обнаружено превращение в N-бензилиден-иара-метоксианшшн в присутствии основания имидазола, что указывает на бензилиденовое сужение 1,3,5-циклогептатриенового цикла.

4. Разработан препаративный метод получения М-(гет)арилметил-4-(7-циклогепта-1,3,5-триешш)анилинов, заключающийся во взаимодействии N-(гет)арилметиланилинов с перхлоратом тропилия в присутствии имидазола с выходом 82-90%.

5. Впервые взаимодействием иминов с перхлоратом или тетрафторборатом тропилия получены К-арилметилен-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилины, гидролиз которых является доступным препаративным методом получения биологически активного 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилина.

6. Впервые взаимодействием дибензосуберенола с анилином, ариламинами, N-(гет)арилметиланилинами и NJ^-диалкиланилинами получены соответственно 4-(5Н-дибензо[а,с1]циклогептен-5-ил)анилин, арил-2-(5Н-дибензо[а,с1]-циклогептен-5-ил)анилины, М-(гет)арилметил-4-(5Н-дибензо[а,д]хщклогептен-5-ил)анилины и

H,№диалкил-4-(5Н-дибензо[а,с1]циклогептен-5-ил)анилшш с выходом 61-91%.

7. Установлена идентичность химического поведения вторичных ароматических аминов, содержащих фрагменты дибензосуберена, дибензопирана и дибензотио-пирана, в рН зависимой реакции дегидрирования N-6emim-4-(5H-дабензо[а,с1]циклогептен-5-ил)анилина и >Т-бензил-4-(9-(тио)-ксантенил)анилинов. По результатам расчётов методом ab initio этих молекул и соответствующих им цвитгер-ионов установлены более высокие значения энергии высших занятых молекулярных орбиталей и возрастание электронной плотности на атоме углерода в группе СНг для последних, что объясняет возможность их дегидрирования влиянием заместителей.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

I. Юнникова Л.П., Акентьева Т.А. Синтез К-арилметил-4-( 1 -циклогепта-2,4,6-триенил)анилинов //Естественные и технические науки. 2010. №6(50). С. 86-90

2. Акентьева Т.А. Юнникова Л.П. Синтез аминов с тропилиденовым фрагментом с потенциальной антифунгальной активностью // Бутлеровские сообщения. 2011. Т. 28. №20. С. 80-83.

3. Юнникова Л.П., Акентьева ТА., Махова Т.В., Александрова ГА. Синтез и противомикробная активность аминов и иминов с циклогептатриеновым фрагментом // Хим.-фарм. Журнал. 2012. Т. 46. № 12. С. 27-29.

4. Юнникова Л.П., Акентьева Т.А., Махова Т.В., Александрова Г.А. 4-(7-Циклогепта-1,3,5-триенил)анилин и производные с анимикобактериальной активностью // Бутлеровские сообщения. 2012. Т. 32. № 10. С. 22-26.

5. Юнникова Л.П., Фешин В.П., Акентьева ТА. Влияние (тио)ксантильного и ди-бензосуберенильного заместителей на процесс дегидрирования N-бензиланилинов по результатам расчётов ah initio // ЖОХ. 2013. Т. 83. Вып. 4. С. 618-623.

6. Юннюсова Л.П., Акентьева ТА. Патент № 2479571/С1. Россия. «4-(1-Циклогента-2,4,6-триенил)анилин и его солянокислая соль, проявляющая антимикробную активность». Опубликовано: 20.04.l3. Бюл. № 11.

7. Yunnikova L.P., Akentieva ТА., Makhova T.V. One-pot three-component synthesis of N-arylmethyl-4-(7-cyclohepta-l,3,5-trienyl)ani lines //1. J. Org. Chem. 2013. Vol. 3. No. 2. P. 148-150.

8. Юнникова Л.П., Акентьева T.A. Дибензоциюгогептен и его 10,11-дигидропроизводное // Бутлеровские сообщения 2011. Т. 25. № 6. С. 107-109. Всероссийская рабочая химическая конференция «Бутлеровское наследие-2011», посвящённая 10-летию журнала «Бутлеровские сообщения» и году химика, Казань, 2011 (Казань, 2011).

9. Юнникова Л.П., Акентьева Т.А. Введение тропилиденового фрашетна в структуру вторичных аминов // Международная научно-практическая конференция «Инновационному развитию АПК - научное обеспечение», посвященная 80-летию Пермской ГСХА, 18 ноября 2010.4.1. С. 31-32.

10. Акентьева Т. А., Юнникова Л Л., Кирьянова И.Н. Антимикробная активность вторичных ароматических аминов с тропилиденовым фрагментом II Сборник научных трудов SWorld по материалам международной научно-практической конференции «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития 2011». Том 28. Медицина, ветеринария и фармацевтика, Химия, Сельское хозяйство. Одесса: Черноморье. 4-15 октября 2011. С. 26.

11. Akentjeva ТА., Yunnikova L.P., Makhova T.V. Reconstructive tropylling of im-ines // International Conference on European Science and Technology, Wiesbaden, Germany, January 31 st 2012. C. 53-57.

12. Акентьева ТА. Синтез биологически активных ароматических аминов с тропилиденовым фрагментом // Международная научно-практическая конференция «Инновации аграрной науки - предприятиям АПК», Пермь, 24-25 апреля 2012. С. 141-142.

13. Лихарева Ю.Е., Акентьева ТА, Юнникова Л Л. Амины и имины с фрагментами дибензосуберена // ЬХХШ Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «МОЛОДЕЖНАЯ НАУКА 2013: ТЕХНОЛОГИИ, ИННОВАЦИИ», ПЕРМЬ: Изд-во ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА 2013, Ч.1., Пермь, 11-13 марта. С. 253-254.

14. Кривенчук А.Б., Акентьева ТА., Юнникова ЛЛХ Тропилирование иминов // Материалы LXXEQ Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «МОЛОДЕЖНАЯ НАУКА 2013: ТЕХНОЛОГИИ, ИННОВАЦИИ», ПЕРМЬ: Изд-во ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА 2013, Ч.1., Пермь, 11-13 марта. С. 251-252.

Формат 60x84 'Аб.Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 166. Отпечатано в З&Щ«яТрокростЪ» Пермской государственной сельскохозяйственной академии имени академика Д.Н. Прянишникова. 614990, г. Пермь, ул. Петропавловская, 23, тел. (342) 210-35-34

Текст научной работы диссертации и автореферата по химии, кандидата химических наук, Акентьева, Татьяна Анатольевна, Пермь

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ПЕРМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ АКАДЕМИКА Д.Н. ПРЯНИШНИКОВА»

СИНТЕЗ И СВОЙСТВА ТРОПИЛ- И ДИБЕНЗОСУБЕРЕНИЛЗАМЕЩЁИНЫХ АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОВ

02.00.03 — Органическая химия

Диссертация на соискание учёной степени кандидата химических наук

На правах рукописи

04201452598

Акентьева Татьяна Анатольевна

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор Юнникова Л.П.

Пермь-2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение........................................................................................4

ГЛАВА 1. Методы введения фрагментов 1,3,5-циклогептатриена и 5Н-дибензо[а,с1]циклогептена в имины, амины и другие органические соединения

(обзор литературы)........................................................................................8

ГЛАВА 2. Синтез аминов и иминов с фрагментами 1,3,5-циклогептатриена и 5Н-дибензо[а,ё]циклогептена...............................................................33

2.1. Однореакторный, трёхкомпонентный синтез 1М-арилметил-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилинов.....................................................33

2.1.1. Восстановление и восстановительное тропширование иминов..........33

2.1.2. Имидазол — активатор реакции ионного гидротропилирования иминов. Роль противоиона в соли тропилия....................................................36

2.2. Тропилирование НЫ-дизамещённых анилинов, анилина и ариламинов перхлоратом тропилия.......................................................................39

2.2.1. Тропширование АТ,Ы-дизамещённых анилинов...................................39

2.2.2. Пара-тропилирование анилина перхлоратом тропилия....................40

2.2.3. Бензилиденовое сужение циклогептатриенового цикла...................43

2.2.4. И-(Гет)арилметил-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилины..............44

2.3. Тропилирование иминов солями тропилия......................................47

2.3.1. Гидролиз тропилированных иминов — доступный метод синтеза биологически активного 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилина...............48

2.4. Синтез 5Н-дибензо[а,с1]циклогептена (дибензосуберена).....................49

2.5. Взаимодействие анилина, ариламинов и И-замещённых анилинов с дибензосуберенолом........................................................................52

2.6. Квантово-химическое исследование дегидрирования >1-бензил-4-(5Н-

дибензо[а,<1]циклогептен-5-ил)анилина в сравнении сгетероаналогами..........54

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................................................57

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ.............................................................58

ГЛАВА 3. Экспериментальная часть....................................................60

Приложение. Антимикробная активность 4-(7-циклогепта-1,3,5-

триенил)анилина и его производных...................................................84

Выводы.........................................................................................87

Список литературы........................................................................89

Введение

Актуальность темы. Интерес к химии 1,3,5-циклогептатриена (тропилидена) и 5Н-дибензо[а,с1]циклогептена (дибензосуберена) и соответствующих им катионов связан с фундаментальным и прикладными аспектами. Эти соединения можно рассматривать как модели для изучения поведения кофактора ИАОН - ЫАБ+ дегидрогеназных ферментов. Соединения, содержащие эти циклы интересны как оптические выключатели, сенсоры, строительные блоки жидких кристаллов, их высокая биологическая активность подтверждена использованием лекарственных препаратов (дезипрамин, амитриптилин, перитол) и патентами на вещества, обладающие антигистаминным, противовоспалительным, жаропонижающим и антимикробным действием.

Приведённые примеры указывают на значимость и перспективность развития синтетических исследований, связанных с химией тропилидена. Работа в этом направлении ранее не проводилась.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом НИОКР Минсельхоз России по теме: «Разработка способов синтеза азотистых соединений и изучение путей их практического применения в сельском хозяйстве в качестве пестицидов, консервантов и регуляторов роста», от 01.01.2011 г. (№01201151676).

Цель работы. Разработать методы синтеза ароматических аминов с биогенными фрагментами 1,3,5-циклогептатриена и 5Н-дибензо[а,с1]циклогептена.

Для достижения поставленной цели были сформулированы задачи:

1. Осуществить реакцию восстановительного тропилирования иминов в системе: катион тропилия - тетрагидроборат натрия;

2. Изучить взаимодействие ароматических иминов и аминов (первичных, вторичных и третичных) с солями тропилия (перхлоратом, хлоридом и тетрафторборатом) и 5Н-дибензо[а,с1]циклогептен-5-олом;

3. Выявить практически полезные свойства новых соединений.

Научная новизна. Впервые для однореакторной трёхкомпонентной системы: имин, катион тропилия (перхлорат, хлорид, тетрафторборат), тетрагидроборат натрия изучена реакция ионного гидротропилирования, позволяющая получать неустойчивые N-тропилированные анилины и перемещать в них циклогептатриеновый цикл в пара-положение анилинового фрагмента с использованием активатора имидазола. Получен ряд новых устойчивых соединений К-арилметил-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилинов. Эти же соединения получены тропилированием вторичных ароматических аминов. Изучено влияние противоиона в соли тропилия на процесс N- или С-тропилирования анилина. Взаимодействием анилина с перхлоратом тропилия получен ранее не доступный 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилин. Обнаружено бензилиденовое сужение тропилиевого цикла при взаимодействии ш/?а-анизидина с перхлоратом тропилия в присутствии имидазола. Установлен факт дегидрирования CH2-NH-rpynnbi Ы-бензил-4-(5Н-дибензо[а,<1]циклогептен-5-ил)анилина в кислой среде, характерный для структурно родственных ]Ч-бензил-4-(9-(тио)ксантенил)анилинов. На основании экспериментальных данных и расчётов {ab initio) для этих рН-зависимых реакций предложен общий интермедиат цвиттер-ионной структуры, отвечающий за процесс их дегидрирования, который невозможен для N-бензиланилинов, содержащих простые заместители (Alk, Hal и др.). Практическая ценность. Разработаны доступные методы синтеза ароматических аминов и азометинов, содержащих циклы тропилидена или дибензосуберена. Впервые получены 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилин, Н-(гет)арилметил-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилины, N-арилметилен-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилины, а также N - (гет) ар и л м ети л -4 - (5 Н -дибензо[а,с!]циклогептен-5-ил)анилины. Вторичные амины содержат два биогенных фрагмента - тропилиденовый или дибензосуберенильный циклы и NH-группу. Последняя снижает токсичность соединений, используемых как регуляторов роста растений, а фрагменты тропилидена или дибензосуберена

делают эти соединения интересными для изучения их фунгицидной и бактерицидной активности.

Восстановлением дибензосуберенола 1,3,5-циклогептатриеном или триэтилсиланом в среде CF3COOH получены дибензосуберен или дибензосуберан.

Практическая значимость выполненного исследования подтверждена данными фармакологических испытаний 18 синтезированных соединений, проведённых в НИИ «Бактерицид» ЕНИ ПГНИУ г. Перми. Противомикробная активность двух соединений подтверждена патентом (№ 2479571С1. 20.04.2013. Россия). Имеется заключение НИИ «Бактерицид» с рекомендацией дальнейших доклинических испытаний двух веществ. Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 14 работ: 7 статей в изданиях, рекомендованных ВАК, 6 тезисов докладов на конференциях различного уровня и 1 патент.

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. Материалы исследований представлены на конференциях: Всероссийских научно-практических конференциях молодых учёных, аспирантов и студентов «Молодёжная наука: технологии, инновации», (Пермь 2010, 2012, 2013); International Conference on Organic Synthesis, Bergen, (Norway, 2010); Всероссийская рабочая химическая конференция «Бутлеровское наследие-2011», (Казань, 2011); Международная научно-практическая конференция SWorld «Научные исследования и их практическое применение», (Одесса, 2011); International Conference on European Science and Technology, (Germany, 2012).

наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Работа содержит 4 таблицы, 26 схем.

Благодарность. Автор признателен заслуженному изобретателю РФ Александровой Г.А. заведующей НИЛ «Бактерицид» ЕНИ ПГНИУ, ФГБОУ ВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет» за проведение исследования антимикробной активности; с.н.с. ИТХ УрО РАН (г. Пермь), к.ф.-м.н. Карманову В.И. за запись ИК-спектров; н.с. ИТХ УрО РАН (г. Пермь), к.х.н. Байгачёвой Е.В. за проведение элементного анализа; с.н.с. ИТХ УрО РАН (г. Пермь), к.х.н. Горбунову А. А. за регистрацию хромато-масс-спектрограмм; проф. ИТХ УрО РАН (г. Пермь) Фешину В.П. за помощь в проведении и обсуждении квантово-химических расчётов методом ab initio; н.с. ИТХ УрО РАН (г. Пермь) Майоровой O.A. за регистрацию ЯМР ^-спектров.

Глава 1. Методы введения фрагментов 1,3^5-циклогептатриена и 5Н-дибезо[а,с1]циклогептена в имины, амины и другие органические соединения (обзор литературы)

Обзор состоит из трёх разделов. Первый раздел в соответствии с темой исследования посвящён иминам и аминам. Эти органические соединения являются объектами для введения фрагментов 1,3,5-циклогептатриена и 5Н-дибезо[а,с1]циклогептена, поэтому в обзоре приведены сведения о роли иминов и аминов в приоритетных направлениях развития органической и супрамолекулярной химии.

Второй и третий разделы посвящены методам введения указанных циклов в органические соединения. 1.1. Новое в химии иминов и аминов

Последние два десятилетия интерес к химии оснований Шиффа связан с процессами комплексообразования, наиболее часто в этих исследованиях используется продукт взаимодействия салицилового альдегида с этилендиамином - 1ч[,1чГ-этиленебис(салицилимин), который получил название Salen (I). Сален относится к группе тетрадентатных лигандов, так как имеет четыре электронодонорных центра. Получены металлокомплексы Салена, которые преспективны с прикладной точки зрения, так как обладают достаточной химической стабильностью и электроактивностью [1].

Так, полимерные комплексы (II) переходных и непереходных металлов (включая медь, кобальт, железо, рутений, осмий, никель, палладий и платину) с основаниями Шиффа обладают рядом уникальных свойств: высокая электронная проводимость, устойчивость, электрохромные и электрокаталитические свойства [2,3].

Катализаторы на основе Салена и катионов Тп2+ или Сг3+ (III и IV) образуют макроциклы [3], которые являются аналогами ферментов, и в некоторых случаях значительно ускоряют процесс протекания реакции.

Для супарамолекулярных структур - биядерных комплексов с лигандами Робсоновского типа (V) обнаружено явление электрокаталитического восстановления пероксида водорода на ртути [4].

-Ы Рч N \ / 4 ✓ Си Си / \ \ -М о N

2С1

Фосфорилирование диимина формулы (VI) [5] циклическими хлорфосфитами является стереоселективным процессом и сопровождается образованием полициклических производных гексакоординированного атома фосфора, включающего трансаннулярную связь азот - фосфор.

Ме

Ме\ ^ М^ ме С с

СО

Ме

С.

он

но

О'

РГ 'О

я=н, сн.

Ме—С—^Р'

ЕЩ

л,

Е^ • С1

НЫ

О'

С1

Ме-С ,

4 /

Металлокомплексы диимино-бис-сульфидов (VII) представляют интерес для использования их в катализе редокс процессов. В качестве металлов комплексообразователей используют Со(П), N1(11), Си(П) [6].

S S

N N

; i R R

R= Ph, 2-Ру, З-Ру, 4-Ру VII

Значительный интерес представляют основания Шиффа для исследования их жидкокристаллических свойств, что важно для создания мониторов, датчиков и индикаторов [7-9].

Хиральные основания Шиффа VIIIa-d и IX в виде ванадийсодержащих металлокомплексов нашли применение в окислении сульфидов, последние используются в асимметричесом синтезе. Их получают из оптически активного монотерпена (+)-3-карена и производных салицилового альдегида по схеме [10]

„R2

9нз н3с

.....

н,с N он

сн2-он

Vllla-d

H3CJn Л -- "3

Н3с^ н3с^ "СН2-ОН

СНа R1 = R3 = t-But, R2 = Н; ■—u _ N ОН b R1 = R3 = R2 = Н;

.....

сИ1 = Я3 = Ы02, R2 = Н;

dR1 = R3= 1-В1Л, R2 = Н; Н.С^^ ""'СН2-ОН

3 IX

Основания Шиффа служат исходным сырьём для производства ценных лекарственных препаратов, так как обладают разнообразной биологической активностью [11-15]. Так, например, получены полидентатные лиганды

указанной ниже структуры (X) [11], обладающие выраженной активностью в отношении бактерий Е. coli и St. aureus.

/Р

МеОН

R-CHO -

с—NH NH-,

'N'

R^NH NH2

Л)

п=2,3

n=2,3

Р=2,4-дигидроксифенил, 2,4-диметоксифенил, фуранил,2- пиридил,3-пиридил

Антимикробной активностью обладают также координационные

соединения 3ё-элементов с основаниями Шиффа (XI), полученные из 5-

нитрофурфурола и некоторых сульфаниламидов [12].

ОЙ

o2n

х= I Y 3.

СНз

х ^S-fVN=CH—O-N02 HN о х|

R X,H.

•nH,0

\\ -N-

II ti 5

,N-N

M = Co(Il), Ni(II), Cu(II), Zn (II)

В целях поиска ключевых интермедиатов биомолекул осуществлён синтез оснований Шиффа (XII), полученных конденсацией 5-, 6-аминохинолина, 5-аминохинальдина, нитро- и пиримидиниламино- производных анилина с арил- и пиридилальдегидами. Полученные соединения были восстановлены тетрагидроборатом натрия в уксусной кислоте или гидразингидратом в присутствии никеля Ренея [13]. Пример такого превращения отражён в схеме:

гн-у Vя

X N

NaBH4,АсОН

X |\Г

Х=Н, Ме, К=3-Ы021 4-С02Ме Через стадию образования иминов (XIII) получают производные 2-бензилтетрагидроизохинолинов (XIV), обладающих желчегонным действием [14].

Н2 "2

К" ^ N42 т Я3 . НС- ■ ', „4 сн

XIII I И3 12 XIV У

К2 К к2 3

Р=(ОМе)2, К1=Н,С1,0Н,Ы02, Н2=Н,ОМе, К3=Н,ОН,Вг, К4=Н,Вг

Многие азометины общей формулы (ХУа-Ь) интересны для исследования их антиоксидантной активности [15].

я4

Я3 Лг

XVa-h

а: Р1 = !\1(СН3)2; Я2 = Р3 = Р4 = Н; X = Ы; е: Я1 = М(СН3)2; & = ^ = Н; ^ = ОСН3; X = С; Ь- И1 = Н; И2 = ГМ02; Я3 = Р4 = Н; X = N. = Р3 = Н; Я2 = Ы02; Р4 = ОСН3; X = С; с: Я1 = Ш2; Я2 = Я3 = Р4 = Н; X = N. д: Р1 = 1М02; Р2 = Р3 = Н; Р4 = ОСН3; X = С; с|; ^ = ^ = р4 = Н; Р3 = ОН; X = Ы; И: Р1 = Р2 = Н; Р3 = ОН; Я4 = ОСН3; X = С

Фотохромная активность обнаружена у имина (XVI), полученного из салицилового альдегида и анилина, что связано с внутримолекулярным

обратимым переносом протона к атому азота [16]. _ __

он XVI \

Толпыгин И.Е. с соавторами осуществили синтез Ы-(2-амшюфенил )-Ы-(9-антрилметил)амина (XVII) из 1,2-фенилендиамина и 9-антральдегида и тетрагидробората натрия. Взаимодействием соединения (XVII) с альдегидами была получена серия оснований Шиффа (XVIII), превращенных

сх

V 2 2.1ЧаВН4, ЕЮН - ОМЯЛ кХ оСНп ^чУ \ АЛ) 'т Т П

мн2 кЛми ^ ^м г сн2

XIX

в соответствующие бензимидазолы (XIX), некоторые из которых являются эффективными хемосенсорами к катионам Н и (или)Нё2+ [17,18].

1.2. Методы введения в молекулы первичных и вторичных аминов или иминов фрагментов дибензопирана, дибензотиопирана, 1,3-бензодитиола или 1,3,5-циклогептатриена

Перечисленные циклы объединены общим признаком. Их можно рассматривать как аналоги кофермента ЫА13НЛМАО+ [19,20].

Н Н

СОШ

'2 -2 е, - 2Н

СОЫН-

Ксантенилирование анилинов легко протекает с участием ксантгидрола в уксусной кислоте. Однако, в присутствии более сильных кислот М-ксантенилированный анилин (XX) подвергается перегруппировке до пара-продукта (XXI) или легко гидролизуется до исходных анилина и ксантгидрола [21].

// \

У О

Н ОН

N4,

СН3СООН

НС1

Взаимодействие ароматических оснований Шиффа с дибензопираном или дибензотиопираном приводит к (тио)ксантенилированным вторичным ароматическим аминам (XXII) [22,23], 9-гидроксипроизводные которых представляют интерес как самособирающиеся суперструктуры [24].

Н Н (■ \

В этих же условиях Ы-метилакридан восстанавливает имины [25], но не гетерилирует ш/?а-положение образующегося амина, что можно объяснить низкой электрофильностью образующегося в процессе реакции катиона М-метилакридиния. Так, фактор рКк+ для катиона Ы-метилакридиния составляет 9.83, а для катионов ксантилия и тиоксантилия - - 0.89 и -0.21 соответственно [26].

Н Н

РИ-Ы=С-РЬ +

СН3

СР3СООН

Р|-|-СН2-МН-Р1п

СН3

Следует отметить, что 1,3-бензодитиол, ранее описанный как донор гидрид-иона [27]

Анализ результатов исследуемых реакций иминов с ксантеном, тиоксантеном, М-метилакриданом и 1,3-бензодитиолом указывает на то, что возможность осуществления реакции восстановительного гетерилирования зависит от двух факторов: 1) способности гетероцикла передавать актептору суммарно два электрона и протон (гидрид-ион); 2) электроофильпости образующегося в процессе реакции гетероциклического катиона.

Прямое взаимодействие оснований Шиффа с 1,3,5-циклогептатриеном в присутствии катализатора хлорида цинка сопровождается образованием неустойчивых продуктов восстановительного тропилирования (ХХШ) [29], которые легко разлагаются при обработке реакционной массы водой.

ОТпС\2 НОН /п'^Х \ -- Аг-СН2-1\]-РЬ ->► Аг-СН2-ЫН—РИ +

XXIII ^ 2

Второй подход к синтезу иа/ад-гетерилированных вторичных ароматических аминов