Синтез, строение и свойства 3-орто-R-Ar-2,4-диацетил(диалкоксикарбонил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанонов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

Рамазанов, Арман Кенжеевич АВТОР
кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Саратов МЕСТО ЗАЩИТЫ
2003 ГОД ЗАЩИТЫ
   
02.00.03 КОД ВАК РФ
Диссертация по химии на тему «Синтез, строение и свойства 3-орто-R-Ar-2,4-диацетил(диалкоксикарбонил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанонов»
 
Автореферат диссертации на тему "Синтез, строение и свойства 3-орто-R-Ar-2,4-диацетил(диалкоксикарбонил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанонов"

На правах рукописи

РАМАЗАНОВ АРМАН КЕНЖЕЕВИЧ

СИНТЕЗ, СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА 3-(ОРТО-Я-Аг)-2,4-ДИАЦЕТИЛ(ДИАЛКОКСИКАРБОНИЛ)-5-ГИДРОКСИ-5-МЕТИЛЦИКЛОГЕКСАНОНОВ

02.00.03 - ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата химических наук

Саратов - 2003

Работа выполнена в Саратовском государственном университете имени Н.Г. Чернышевского на кафедре органической и биоорганической химии

Научные руководители:

доктор химических наук,

профессор Кривенько Адель Павловна

кандидат химических наук,

доцент Сорокин Виталий Викторович

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Гунькин Иван Федорович кандидат химических наук, Селлер Роман Валерьевич

Ведущая организация:

Воронежский государственный университет.

ро

часов на заседании

Защита состоится 16 июня 2003 года в диссертационного совета Д 212.243.07 при Саратовском государственном университете имени Н.Г. Чернышевского по адресу: 410026, г. Саратов, ул. Астраханская, 83, корп. I, химический факультет СГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Саратовского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского

Автореферат разослан ¿X мая 2003г.

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор химических наук,

профессор фсгрегСьГр-} Федотова О.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Карбонильные и поликарбонильные соединения занимают одно из центральных мест в органической химии как в теоретическом, так и в прикладном аспектах. Особое место среди поликарбонильных соединений занимают карбонилзамещённые циклогексанолоны (Р-циклокетолы) ряда 3-Л-2,4-диацетил(диалкокси-карбонил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанона. Наличие обширной сырьевой базы в виде доступных 1,3-Диоксосоединений (ацетилацетон, эфиры ацетоуксусной кислоты), алифатических и ароматических альдегидов, высокий химический потенциал, обусловленный наличием оксогрупп различного типа, их различным взаимным расположением, делает соединения указанного типа ценными синтонами в органическом синтезе и создает перспективу получения на их основе новых соединений в том числе и практически значимых.

Наиболее изученными представителями 3-R-2,4-

диацетил(диалкоксикарбонил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанонов являются 3-арилзамещенные, главным образом не содержащие заместителей или имеющие электронодонорные и электроноакцепторные группы в мета- или пара-положениях ароматического кольца. З-орто-Арилзамещенные Р-циклокетолы представлены в литературе единичными примерами.

Следует отметить, что наличие заместителя в орто-положении ароматического кольца соединений различных рядов оказывает существенное влияние на их реакционную способность, физико-химические свойства, биологическую активность в силу сближения замещающих групп и их взаимодействия за счет эффекта поля, образования внутримолекулярной водородной связи, иных пространственных и электронных факторов.

Мало изученным вопросом является и раздел теоретической химии р-циютокетолов, касающийся их таутомерных превращений. Можно прогнозировать значительное влияние положения и природы замещающих групп в ароматическом ядре р-кетолов на их способность к прототропной таутомерии и стабильность изомерных форм. К настоящему времени отсутствуют данные по взаимодействию Р-кетолов с алифатическими,

_алициклическими аминами. В русле указанных выше проблем выполнено -

настоящее диссертационное исследование.

Настоящая работа является частью плановых научно -исследовательских работ, проводимых на кафедре органической и биоорганической химии Саратовского государственного университета по теме «Разработка новых методов синтеза, изучение реакционной способности и стереохимии N-, О-, S-, Se- содержащих гетероциклических и гетероароматических соединений с одним или несколькими гетероатомами» (per. № 3.66.96), работ, выполняемых при финансовой поддержке научной-программы Министерства образования РФ «Университеты России» (05.01.019).

РОС. НАЦИ«)г1ЛЛЬКЛ« | БИБЛИОТЕКА f С. Петербург^ ]

Цель работы заключалась в синтезе р-циклокетолов ряда З-Аг-2,4-диацетил(диалкоксикарбонил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанона. содержащих заместитель в орто-положении ароматического кольца, изучении их строения, кето-енольных превращений, реакций с азотсодержащими moho-, бинуклеофильными реагентами, путей образования и возможного использования вновь синтезированных соединений.

Научная новизна. Установлено, что конденсация орто-замещенных бензальдегидов с ацетилацетоном (эфирами ацетоуксусной кислоты) в зависимости от природы заместителя в орто-положении и строения метиленовой компоненты приводит к образованию Р-кетолов, продуктов дегидратации - декарбалкоксилирования последних (циклогексенонов), либо получению О-гетероциклов (пиранон). Синтезированы ранее неизвестные 3-Аг-2,4-диацетил-5-гидрокси-5-метилциклогексаноны. содержащие в орто-положении ароматического кольца электронодонорные и электроноакцепторные группы (F, Cl, ОСН3, NO2).

Впервые осуществлено сравнительное исследование способности к кето-енольной таутомерии р-циклокетолов, незамещённых в фенильном ядре и, содержащих заместители в орто-, пара - положениях. Установлено, что енолизации р-кетолов способствуют наличие, положение и сила электроноакцепторных групп в ароматическом кольце и алицикле.

Выделены индивидуальные таутомерные формы (десмотропы) -кетонные и енольные, строение которых установлено химическими и спектральными методами (УФ, ИК, ЯМР). Установлено, что енольные формы орто - арилзамещённых р-кетолов более устойчивы, чем кетонные за счёт наличия ВВС и сопряжения с образованием квазиароматического кольца.

Ацетилзамещённые р-кетолы, содержащие в орто-позиции ароматического радикала кислородсодержащие как донорные (ОСН3), так и акцепторные группы (NO2) полностью енолизованы.

Синтезированы внутрикомплексные соединения на основе енольных форм и диацетата меди, состав и строение которых установлены методами ДТА, ИК-, УФ- спектроскопии.

С помощью квантово — химических расчётов проведена оценка способности кетонных форм к енолизации, что может иметь прогностическое значение в приложении к однотипно построенным соединениям. Впервые установлено, что взаимодействие Р-кетолов (таутомерные смеси) с аминами разной основности протекает, в присутствии либо отсутствии кислотного катализатора, избирательно по наиболее активной карбонильной (енолизированной) группе алицикла с образованием соответствующих циклогексенил(арил, бензил, циклогексил)аминов. Реакции р-кетолов с азотсодержащими бинуклеофильными реагентами приводят к конденсированным гетероциклам - циклогекса(в)пиразолам, - изоксазолам.

Практическая значимость работы заключается в синтезе ранее неизвестных opTO-R-арилзамещённых циклогексанолонов и на их основе циклогексенил(арил, бензил, циклогексил)аминов, циклогекса(в)пиразолов, -изоксазолов. Среди синтезированных веществ выделены соединения,

обладающие умеренным антифаговым действием в отношении кишечного фага Т-4 и антимикробным действием (St. aureus, Е. coli). Установлено, что биологическая активность орто-фторарилзамещённого циклогекса(в)изоксазола выше по сравнению с нефторированным аналогом.

На защиту выносятся результаты исследований по:

- синтезу opTO-R-фенилзамещённых р-циклокетолов,

- выделению и установлению строения индивидуальных таутомерных форм р-кетолов;

изучению реакции комплексообразования р-циклокетолов с диацетатом меди (II);

- изучению направления взаимодействия циклогексанолонов с моно- и бинуклеофильными аминамирующими агентами в зависимости от их строения.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на I Международной научной конференции «Современные проблемы органической химии, экологии и биотехнологии». (Луга, 2001). I International conference of Nitrogen-Containing Heterocycles and Alkaloids (Moscow, 2001). IX Всероссийской научной студенческой конференции «Проблемы теоретической и экспериментальной химии» (Екатеринбург, 1999), II, III Всероссийских конференциях молодых ученых "Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии'' (Саратов, 1999, 2001), V Молодёжной научной школе-конференции по органической химии (Екатеринбург, 2002).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ из них 6 статей в центральной печати, 3 статьи в сборниках научных трудов, 5 тезисов докладов.

Объём и структура работы. Диссертация изложена на 128 страницах машинописного текста, включая введение, четыре главы, выводы, список использованных источников из 94 наименований, 26 таблиц, 6 рисунков. Приложение содержит 51 стр.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Синтез, строение 3-(орто-Н-Аг)-2,4-диацетил(диалкоксикарбонил)-5-__

гидроксн-5-метилциклогексанонов (Р-циклокетолов) и их реакции с азотсодержащими моно-, бинуклеофильными реагентами 1.1. Получение OpTO-R-фенилзамещённых р-циклокетолов

К настоящему время в литературе описаны единичные примеры 3-орто-арилзамещённых циклогексанолонов.

Нами осуществлён синтез 3-арилзамещенных циклогексанолонов, содержащих в фенильном заместителе в орто-положении атомы F, CI, или ОСН3, N02 группы, а в положениях 2,4-алицикла ацетильные, карбоалкоксильные группы. Синтез целевых кетолов осуществлялся посредством дикетонной конденсации ароматических альдегидов с ацетилацетоном(эфирами ацетоуксусной кислоты) в условиях основного

катализа (пиперидин). На основе орто-фтор(хлор, метокси, 2-нитро-3,4-диметокси) бензапьдегидов и ацетилацетона были получены ранее неизвестные 2,4-диацетил-3-(2-11-арил)-5-гидрокси-5-метилциклогексаноны 2-5 и описанные в литературе кетол 1, несодержащий заместитель в ароматическом ядре, и пара-метоксифенилзамешённый кетол 6:

а=Н(1). 1'(2),С1(3), ОСН3(4), Ы02-3,4-0СН3(5)

При использовании в качестве метиленовой компоненты эфиров ацетоуксусной кислоты реакция не останавливается на стадии образования циклокетола, наблюдалось другое течение процесса. Даже при длительном выдерживании реакционной смеси выпадение кристаллов (З-циклокетолов не наблюдалось, образовывалось масло.

Масс-спектр маслообразного продукта конденсации орто-фторбензальдегида и метилового эфира ацетоуксусной кислоты показал наличие интенсивного пика молекулярного иона 262 (М+), последующий распад которого происходит с отщеплением карбметоксильной (М+-203), метиленовой

Наличие высокоинтенсивного пика с Мг=262 свидетельствует о преобладании в реакционной смеси 4-метоксикарбонил-3-метил-5-(2-фторфенил)-циклогексен-2-она 8. Последний вероятно возникает в результате дегидратации-декарбалкоксилирования промежуточно образующегося Р-циклокетола 7. Подтверждением данного предположения является выделение из реакционной смеси циклокетола 7 с невысоким выходом.

Аналогично протекают реакции о-хлорбензальдегида с метиловым и этиловым эфирами ацетоуксусной кислоты с образованием енонов 9-11.

На основе литературных аналогий и собственных экспериментальных данных схему образования циклогексенонов 8-11 можно представить через стадию возникновения лактонного интермедиата А и его распад, которому в нашем случае, вероятно, способствует сближение метиленовой группы с атомом галогена.

Так с помощью квантовохимических расчетов по методу РМЗ нами показано, что расстояние между атомами фтора и водорода метиленовой группы в лактонном интермедиате близко к водородной связи и составляет 2.4 А. Это способствует отщеплению протона от метиленовой группы с последующим расщеплением лактона и его декарбоксилированием, что приводит в итоге к продуктам дегидратации-декарбалкоксилирования 8-11:

Нами была предпринята попытка синтеза орто гидроксифенилзамещённых кетолов по отработанной методике. Однако, при взаимодействии орто - гидроксибензальдегида с метиловым и этиловым эфирами ацетоуксусной кислоты ожидаемые р-циклокетолы выделены не были. Эта реакция приводит к гетероциклизации с образованием 3-ацетилбензопиран-2-она 12 с высоким выходом (85%):

А

К'=ОСН3(8); Н1=ОС2Н5(9) И=С1: К'=ОСН3(10); К^ОСгН^П)

СН3

Б

И-СНз, С2Н5

Вероятно в условиях реакции в качестве интермедиата образуется халкон Б благоприятное цисоидное расположение в структуре которого гидроксильной и карбалкоксильной групп приводит к гетероциклизации.

1.2. Кето-енольная таутомерия Р-циклокетолов

Таутомерные превращения 2,4-диацетил-5-гидрокси-5-метил-3-Аг-циклогексанонов мало изучены. К настоящему времени известно лишь о выделении в индивидуальном состоянии таутомерных форм отдельных представителей этого ряда. Полученные нами Р-циклокетолы 1-6, в молекулах которых содержатся три кетонные группы, могут существовать в трёх таутомерных формах: кетонной а и двух енольных б, в за счёт миграции протона от атома С2 к атому кислорода алициклической, либо алифатической карбонильной групп.

СНз |г СН3

н<4Д/н

НзС в

Тонкослойная хроматограмма р-циклокетолов 1-3,6: 2,4-диацетил-З-фенил-5-гидрокси-5-метилциклогексанона 1, 2,4-диацетил-3-(2-фторфенил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанона 2, 2,4-диацетил-3-(2-хлорфенил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанона 3, 2,4-диацетил-3-(4-метоксифенил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанона 6 имела два пятна с соответствующими коэффициентами удерживания, что позволило предположить наличие кетонной и одной из енольных форм. Тогда как кетолы 2,4-диацетил-3-(2-метоксифенил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанон 4 и 2,4-диацетил-3-(2-нитро-3,4-диметоксифенил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанон 5 проявлялись на хроматограмме одним пятном.

Методом дробной перекристаллизации из сухого бензола кетолы 1-3,6 были разделены нами на индивидуальные таутомерные формы (десмотропы) кетонные 1а-3а,6а и енольные 16-36,66. Спектральными методами (см. раздел 2) установлено, что кетолы 4,5 содержащие в орто-положении ароматического заместителя метокси, или нитрогруппу, реализуются только в енольной форме. Перемещение метокси - группы в пара - положение (кетол 6) резко изменяет ситуацию в пользу кетонного таутомера. На основании литературных данных и полученной нами информации можно сделать вывод, что основное влияние на соотношение таутомеров ацетилзамещённых кетолов вносит заместитель в орто-положении ароматического ядра независимо от его электронных эффектов (табл. 1).

Таблица 1

Характеристики таутомерных смесей и десмотропных форм р-кетолов

Соединение R Rf Т °С 1 пл, ^ Выход, % Устойчивость, сутки

1 2-Н 0.24;0.60 167-168 - -

1а 2-Н 0.17 173-174 95 Устойчив

16 2-Н 0.66 112-114 1 0.5

2 2-F 0.24;0.50 113-114 - -

2а 2-F 0.17 117-118 50 30

26 2-F 0.44 89-91 43 45

3 2-С1 0.20;0.54 108-109 - -

За 2-С1 0.21 146-147 30 7

36 2-С1 0.45 90-91 65 120

4 2-ОСНз 0.40 96-97 40 не кетони-зируется

5 2-N02-3,4-ОСН3 0.16 176-176.5 48 не котонизируется

6 4-ОСНз 0.07;0.37 175-176 - -

6а 4-ОСНз 0.07 187-188 85 150

66 4-ОСНз 0.37 101-103 10 7

Незамещённый в фенильном кольце р-кетол 1 даже в бензоле существует преимущественно в кетонной форме. При введении в фенильный заместитель атома галогена содержание енольных форм возрастает, что наиболее выражено в случае орто-хлорфенилзамещённого кетола 3. Енол 16 является нестабильным соединением и подвергается кетонизации в кристаллической форме через 12 часов при температуре -5°С, что подтверждается появлением на хроматограмме второго пятна. Более устойчивым является енол 36, содержащий атом хлора в орто-положении фенильного кольца. Он сохраняется в указанных выше условиях в течение 120 суток.

Физико - химические характеристики десмотропных форм резко отличаются. Температуры плавления кетонных форм 1а-3а,ба выше соответствующих енольных форм 16-36,66, тогда как коэффициенты удерживания наоборот у енольных больше, чем у кетонных изомеров, что можно объяснить образованием ВВС между атомом водорода енольной гидроксильной группы и атомом кислорода соседнего ацетильного фрагмента (>С=0—Н-0-), способствующей меньшей адсорбции (табл.1.).

Качественная реакция с хлорным железом на енольную форму для всех полученных р-циклокетолов 1-6 показала положительный результат (фиолетовая окраска), причём скорость окрашивания раствора образца зависела от степени енолизации. Так, большая скорость окрашивания наблюдалась для растворов енольных форм 16-36,4,5,66 (менее 1 минуты), тогда как растворы кетонных форм окрашивались в течение 15минут (2а,За), ЗОминут (1а).

Для объяснения влияния орто - замещающих групп на способность кетолов к енолизации. мы использовали квантово-химические расчёты для кетонных форм 1а-5а. Оказалось, что расстояние между орто - заместителем и атомом Н2 близко к водородной связи (2.48-1.85А) и обеспечивает возможность их взаимодействия за счёт пространственного сближения, и цис -расположения (аксиально - экваториального). Величина положительного заряда на атоме Н" является параметром, определяющим способность кетола к енолизации. Расчётные данные чётко показывают тенденцию к увеличению положительного заряда (от 0.164 до 0.247) на ключевом атоме Н2 в ряду заместителей Р>С1>0СН3>М02. Величина заряда 0.193-0.247 оказывается достаточной для 100%-ной енолизации (соед. 4,5). Влияние орто - заместителей на подвижность атома Н2, ответственного за енолизацию, можно объяснить за счёт донорно - акцепторного взаимодействия, образования ВВС. Схему енолизации, учитывая, что р-кетолы существуют исключительно в конформации кресло с экваториальным положением всех заместителей кроме гидроксильной группы, ориентированной аксиально, можно представить следующим образом:

о—н-о

I

снг-с

о-н-ед,'

Таким образом, для ацетилзамещённых кетолов 1-3,6 характерна прототропная таутомерия с участием карбонильной группы алицикла.

Наиболее легко енолизации подвергаются Р-кетолы, содержащие заместители в орто - положении ароматического ядра. Енольные формы стабилизированы сопряжением и образованием ВВС .С учётом кето-енольных превращений ацетилзачещённые кетолы 1-3,6 следует изображать формулой с делокализованными связями.

Енолизация ацетильного заместителя при атоме С4 алицикла в литературе не отмечена и нами не наблюдалась, вероятно из-за его инертности по стерическим причинам. Енольные формы кетолов типа в (енолизация ацетильной карбонильной групп при С2 алицикла) нами не зарегистрированы. На примере 5-гидрокси-5-метил-2,4-диметоксикарбонил-3-(2-фторфенил)-циклогексанона 7 нами показано, что при замене ацетильных заместителей на менее электроноакцепторные сложноэфирные енолизация не имеет место.

Строение кетонных и енольных форм нами установлено методами УФ-, ИК-, ПМР-, 13С ЯМР-спектроскопии, химическими превращениями.

В УФ-спектрах ß-циклокетолов 1-6 присутствуют три интенсивные полосы поглощения с 217-230 (Ige 3.78-3.90 нм), 260-288 нм, 282-343 нм (Ige 3.54-4.01). Первые две полосы можно отнести к поглощению ароматического кольца. Характеристичной для енольной формы является область с А™« 282 - 343 hm(lge 3.54-4.01), соответствующая п-п* и п-л* переходам енкарбонильного фрагмента (рис.1.). Для сравнения на рис.1 приведены УФ - спектры кетонной За и енольной 36 форм. — —-----

|«| 20« 210 220 230 240 250 260 270 2«0 290 300 310 320 330 3«! 350 360 370

Рис.1. УФ-спектры:

1) 2,4-диацетил-3-(2-хлорфенил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанона За,

2) 2.4-диацетил-3-(2-хлорфенил)-5-метилциклогексен-1.5-диола 36

В ИК-спектрах кетолов 1-6 (таутомерные смеси) присутствуют полосы валентных колебаний третичной спиртовой группы (3415-3 508см"1), карбонильных групп (1698-1725 см'1), сопряжённой системы связей С=С-С=0 (1535-1640 см"'), что свидетельствует о наличии кетонной и енольной форм. В ИК-спектре кетонных форм 1а-3а,6а сохраняются полосы валентных колебаний гидроксильной группы, карбонильных групп, исчезает полоса сопряжённой связи С=С-С=0. В ИК-спектрах енолов 16-36,4,5,66 в отличии от кетонных форм в области 1535-1640 см"' возникает широкая интенсивная полоса фрагмента С=С-С=0.

На рисунке 2. представлены для сравнения ИК-спектры таутомерной смеси и десмотропных форм 2,4-диацетил-3-(2-хлорфенил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанона 3,3а,36.

ПМР-спектры наиболее информативны и позволяют различить спиртовую (3.14-3.98м.д.) и енольную (16.05-17.78м.д.) гидроксильные группы и констатировать наличие протона И2 (2.08-3.72м.д.) или его отсутствие в кетонных и енольных формах соответственно.

Спектры ЯМР "С таутомерных смесей содержат сигналы, соответствующие формам а и б. Наиболее отчетливым свидетельством присутствия енольной формы является сигналы двоесвязанных атомов углерода 182.4-182.9 м.д. (=С'-ОН) и 109.6-109.7 м.д. (С2). В кетонной форме атом углерода карбонильной группы алицикла (С1) проявляется при 197.07-196.90м.д., а сигнал атома С2 при 66.7-67.9м.д..

Рис.2. ИК-спектры:

а) 2,4-диацетил-3-(2-хлорфенил)-5-гидрокси-5-метил-циклогексанонаЗ,

б) 2,4-диацетил-3-(2-хлорфенил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанона За,

в) 2,4-диацетил-3-(2-хлорфенил)-5-метил-циклогексен-1,5-диола 36.

1.3. Взаимодействие Р-циклокетолов с диацетатом меди (II)

Для обнаружения цис-енольных форм Р-дикетонов используется реакция с солями металлов, приводящая к образованию внутрикомплексных соединений (хелатов). Наличие в молекуле ацетилзамещённых Р-циклокетолов 1-6 1,3-дикарбонильного фрагмента позволяло предположить возможность образования ими комплексов, похожих на ацетилацетонаты, что являлось бы ещё одним из доказательств наличия енольных форм. Нами на основе 2.4-диацетил-3-(2-Я-фенил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанонов 1,3(таутомерные смеси) и диацетата меди синтезированы внутрикомплексные медные соединения бис-2,4-диацетил-3-(2-11-фенил)-5-гидрокси-5-метилциклогексен-1-олаты меди (II) 13,14:

В УФ-спектрах комплексов 13,14 полосы поглощения енкарбонильного фрагмента (Х„зх 308-306 нм ,lge 4.04-4.08) смещаются батохромно по сравнению с таковыми в спектре чистых енольных форм 1а, (^ах286 нм, Ige 3.68), За (Х^ 288-289 нм, Ige 4.01-4.05).

ИК-спектры подтверждают наличие фрагмента С=С-С=0 в комплексах 13,14, проявляясь -узкой высокоинтенсивной полосой при-1572 и 1566см'1, смещаясь в область низких частот на 43 и 24см"1 по сравнению с аналогичными пиками в енолах 16,36.

Состав комплексов 13,14 подтвержден методом дифференциального термического анализа. При 140°С на кривой ДТА комплекса 13 наблюдается резкий эндотермический пик с изменением массы на 5%, что свидетельствует о присутствии в комплексе 2-х молекул координационной воды. Дальнейшее нагревание приводит к эндотермическому скачку на кривых ДТА при температуре 196°С и 223°С, что соответствует температурам плавления комплексов 13 и 14. Конечным продуктом термолиза является оксид меди (II) (10-13%), что соответствует результату элементного анализа.

2. Аминирование (З-циклокетолов

К реакциям кетолов, протекающим с одновременным участием кетонных и енольных форм, можно отнести аминирование. Нами изучено аминирование полученных кетолов 1-3 под действием аминов различной нуклеофильной силы - аромагических, жирноароматических, алициклических и азотсодержащих бинуклеофильных регентов (гидразин, фенилгидразин, гидроксиламин).

2.1. Реакции с аминами

В продолжение исследований по изучению ариламинирования ß-кетолов на кафедре органической и биоорганической химии Саратовского государственного университета нами изучено ариламинирование кетолов 1-3 и впервые их реакции с аминами алициклического и жирноароматического рядов. В качестве аминирующих агентов использовались анилин, п-толуидин, о-толуидин, о-анизидин, бензиламин и циклогексиламин. Реакции таутомерных смесей кетолов 1-3 с ароматическими аминами протекают при кипячении в растворе бензола в присутствии в качестве катализатора 2% уксусной кислоты. В выбранных условиях получены ранее неизвестные 2,4-диацетил-5-гидрокси-5-метил-3-(2-Я-феиил)-М-(Я'-фенил )-циклогексенилариламины 15-25 с выходами 48-65%:

50-80%

Я>=С6Н5: Я=Н(15); Я=Р(1б), Я=С1(17); К'=С6Н4-2-СН3: Я=Н(18); Я=Р(19); Я=С1(20); СбН4-4-СН3: Я=Н(21), Я=Р(22); Я=С1(23);

Я'=С6Н4-2-ОСН3. Я=Н(24); Я=С1(25);

Я1=С6Н5СН2. Я=Н(26); Я=С1(27);

Я'СбН,,: Я=Н(28); Я=С1(29)

Реакции |3-циклокетолов с жирноароматическими и алициклическими аминами ранее не изучались. Использование более сильных нуклеофильных реагентов (бензиламин, циклогексиламин) по сравнению с ароматическими аминами могло привести к аминированию 2-х центров - карбонильных групп алицикла и ближайшего ацетильного заместителя, а также к возможному образованию иминных форм продуктов реакции.

Однако, при аминировании кетолов 1-3 при использовании двукратного избытка реагента (бензил, -циклогексиламин) реакция протекает в течение 2-3 часов, даже в отсутствии катализатора, избирательно по наиболее активной карбонильной (енолизованной) группе алицикла с образованием енаминокетонов - 2,4-диацетил-5-гидрокси-5-метил-3-(2-Я-фенил)-Тч1-бспзил-(циклогексил)-циклогексениламинов 26-29 с выходами 50-80%. Енаминное строение последних подтверждено спектральными методами.

Возможная схема образования циклогексениламинов из кетонных форм включает активирование карбонильной группы алицикла кислотой с последующей нуклеофильной атакой, возникновение аминоспирта и его дегидратацию.

В случае енольных форм протонированию подвергается а-углеродный атом енольного фрагмента, далее следует нуклеофильная атака амина и дегидратация.

УФ-спектры циклогексенил(арил,бензил,циклогексил)аминов 15-29 характеризуются полосой поглощения енаминокетонного фрагмента с 1мах 323338 нм (Ige 3.94-4.07).

В ИК-спектрах полоса поглощения ус=с-с=о находятся при 1605-1550см'1 за счёт наличия внутримолекулярной водородной связи С=0--Н-Ы и сопряжения.

В спектрах ПМР присутствуют сигналы протонов при атоме азота (14.56-8.20 м.д.), третичной гидроксильной группы (4.36-2.58 м.д.), протонов при третьем углеродном атоме (4.80-3.28 м.д.) и С4 (2.85-1.90м.д.) с КССВ ^ 9.5-14.3Гц.

В ЯМР 13С спектре присутствуют сигналы атомов углерода карбонильных групп С7, С8 карбонильных групп (196.3-195.9м.д., 213.6-209.8м.д.). атомов С1 (157.9-154.6м.д.), С2 (112.6-103.5м.д.).

2.2. Реакции с азотсодержащими бинуклеофильными реагентами Синтез циклогекса(в)ииразолов и - изоксазолов

Расположение карбонильных групп в 1,3-позициях 2,4-диацетил-3-Я-5-гидрокси-5-метилциклогексанонов благоприятно для гетероциклизации при их взаимодействии с 1.2-бинуклеофильными реагентами. Эти реакции протекают с участием обеих таутомерных форм - кетонной и енольной как присоединение с последующим элиминированием и не требуют разделения таутомерных смесей на индивидуальные формы.

Нами посредством взаимодействия р-циклокетолов 1-3 (таутомерные смеси) с гидразином, фенилгидразином и гидроксиламином осуществлён синтез ранее неизвестных 3-ацетил-4-гидрокси-4,9-диметил-2-(2-Я-фенил)-7-аза-8-аза-бицикло-[4.3.0]-нонадиенов-6,9 30-35 и 3-ацетил-4-гидрокси-4,9-диметил-2-(2-Я-фенил)-7-аза-8-окса-бицикло-[4.3.0]-нонадиенов-6.9 36-38 с выходами 65-98% и 84-95%:

н,с-

65-98%

30-38

г=ын я=н(зо), к=н(31), я=скз2), г=оть я=н(зз), а=р(34), я=а(35), г=о я=н(3б), я-Р(37), а=с1(38)

Ацетильная группа при третьем углеродном атоме алицикла остаётся неизменной из-за стерических факторов.

Реакции протекают с участием 1,3-диоксофрагмента циклокетола и обеих нуклеофильных центров реагента, что может быть представлено схемой:

Строение вновь синтезированных соединений подтверждено методами УФ-, ИК-, ПМР-, 13С ЯМР спектроскопии.

3. Биологическая активность синтезированных соединений

Отдельные представители синтезированных нами рядов соединений вместе с группой ранее полученных на кафедре органической и биоорганической химии СГУ веществ аналогичного строения были испытаны на биологическую активность - антифаговую (Рос НИПЧИ "Микроб", г. Саратов) и антимикробную (Пермская фармацевтическая академия). Полученные результаты позволяют отметить в отдельных случаях повышение биологической активности при наличии орто - фторфенильного заместителя.

Так 3-ацетил-4-гидрокси-4,9-диметил-2-(2-фторфенил)-7-аза-8-окса-бицикло-[4.3.0]-нонадиен-6,9 37—обладает активностью—по- отношению к кишечному фагу Т4. Выживаемость фага составила 18%, что превышает активность 3-ацетил-4-гидрокси-4,9-диметил-2-фенил-7-аза-8-окса-бицикло-[4.3.0]-нонадиена-6,9 36, не содержащего в фенильном заместителе замещающих групп (выживаемость фага 69%). Орто-фторфенилзамещённый кетол 2 проявляет антимикробную активность (st. Aureus, Е coli) при минимальной ингибирующей концентрации 1 Омкг/мл, тогда как МИК кетолов, содержащих в фенильном заместители иные группы (пара-ОСН3; мета-Ы02) составляет 500мкг/мл.

Выводы

1. Осуществлен синтез р-кетолов ряда 3-Аг-2,4-диацетил-5-гидрокси-5-метилциклогексанона,содержащих в орто-положении фенильного ядра электронодонорные и электроноакцепторные заместители (фтор, хлор, метокси, нитро). Установлено, что направление конденсации орто-замещенных бензальдегидов с 1,3-дикарбонильными соединениями (ацетилацетоном, эфирами ацетоуксусной кислоты) определяется природой заместителя в орто-положении бензальдегида и строением метиленовой компоненты :

- конденсация о-фтор(хлор, метокси, нитро)бензальдегидов с ацетилацетоном протекает по традиционному направлению с образованием Р-кетолов;

- при использовании в качестве метиленовой компоненты эфиров ацетоуксусной кислоты реакция не останавливается на стадии образования р-

^ кетолов, протекает их дальнейшее превращение (дегидратация-

декарбапкоксилирование) с образованием замешенных циклогексенонов;

- конденсация салицилового альдегида с эфирами ацетоуксусной кислоты протекает с участием гидроксильной группы и приводит к продукту О-циклизации бензопиран-2-ону.

2. Для орто-11-арил-ацетилзамешённых р-циклокетолов характерна кето-енольная прототропная таутомерия триадного типа. Из возможных направлений переноса протона реализуется путь с участием карбонильной

( группы алицикла.

3. Выделены индивидуальные таутомерные формы Р-кетолов -кетонные и енольные, строение которых установлено химическими

1 (образование внутрикомплексных соединений) и спектральными методами

(УФ-, ИК-, ПМР-, 13С ЯМР). Установлено, что енолизации способствуют сближение орто - заместителя в фенильном кольце с атомом водорода, ответственным за енолизацию, на расстояние близкой к водородной связи, наличие, положение и сила электроноакцепторных групп в ароматическом кольце и алицикле. Ацетилзамещённые р-кетолы, содержащие в орто-позиции

' ароматического радикала кислородсодержащие заместители (N02, ОСН3),

независимо от их электронных эффектов существуют только в цис-енольных формах, стабилизированных ВВС (>С=0"*Н-0-) и сопряжением.

4. Аминирование Р-кетолов под действием ароматических алициклических и жирноароматических аминов протекает с участием кетонных и енольных таутомеров с образованием ранее неизвестных циклогексениларил(бензил,циклогексил)аминов. В зависимости от нуклеофильной силы реагента реакция протекает в условиях кислотного катализа (для ароматических аминов) либо в отсутствии катализатора (для жирноароматических и алициклических аминов).

5. При взаимодействии 3-(2-11-фенил)-2,4-диацетил-5-гидрокси-5-метилциклогексанонов с азотсодержащими 1,2-бинуклеофильными реагентами

(гидразины, гидроксиламин) имеет место гетероциклизация, приводящая к opTO-R-Ar-замещенным циклогекса(в)пиразолам и циклогекса(в)изоксазолам.

6. Среди вновь синтезированных веществ выявлены соединения, обладающие умеренным антифаговым и антимикробным действием.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1. В.В. Сорокин. А.В. Григорьев, А.К. Рамазанов, А.П. Кривенько. Синтез 5-ацетил(этоксикарбонил)-6-гидрокси-6-метил-ЗЯ-4Я-индазолов. // ХГС.-1999,№ 6. -С.757-759.

2. В.В. Сорокин, А.В. Григорьев, А.К. Рамазанов, А.П. Кривенько. Синтез замещённых циклогексенил-циклогексадиенилариламинов.//ЖС)рХ.-2000.-Т.36,Вып.6.-С.815-818.

3. В.В. Сорокин, А.К. Рамазанов, А.П. Кривенько. Синтез Р-циклокетолов ряда 3-(о-/?-арил)-2,4-диацетил(диалкоксикарбонил)-5-гидрокси-5-метил-циклогексанона.// Изв. Высш. уч. зав. Химия и химическая технология.-2002,-Т.45, №6.-С.129-132.

4. А.К. Рамазанов, В.В. Сорокин, А.П. Кривенько. Синтез замещённых циклогексенилариламинов.// "Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения."-2002.№6.-С.79-80.

5. А.К. Рамазанов., В.В. Сорокин., А.П. Кривенько. Синтез 7-аза-8-аза(окса)бицикло-[4.3.0]нонадиенов-6.9.// "Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения."-2002,№6.-С.81-82.

6. V.V. Sorokin, Plotnikov О.Р, Ramazanov А.К, Kozlova Е.А, Kriven'ko А.Р. Synthesis of azaheterocycles from 3-R-2,4-diacetyl(diethoxycarbonyl)-5-hydroxy-5-methylcyclohexanones.// in "Nitrogen-Containing Heterocycles and Alkaloids". Kartsev V.G., Tolstikov G.A., Eds., Moscow: Iridium Press.-2001.-Vol.2.-P.207.

7. А.В. Григорьев, K.B. Ковалев., А.К. Рамазанов. Особенности синтеза полизамещённых циклогексанонов.// В сб. научн. тр. «Новые достижения в органической химии».-Саратов: Изд-во СГУ, 1997.-С.79-80.

8. А.К. Рамазанов. А.П. Кривенько. Синтез орто-арилзамещённых поликарбонильных соединений циклогексанового ряда.// В сб. научн. тр. «Новые достижения в химии карбонильных и гетероциклических соединений»,-Саратов: Изд-во Сарат. ун-та -2000. -С. 184-186.

9. А.К. Рамазанов, В.В. Сорокин, А.П. Кривенько. Особенности дикетонной конденсации о-фтор(хлор)бензальдегидов с ацетилацетоном и эфирами ацетоуксусной кислоты.// «Современные проблемы органической химии, экологии и биотехнологии». Материалы. I Международной научной конференции. Луга: 2001.-Т. 1. Органическая химия. -С. 164-166.

10. А.В.Григорьев., А.К. Рамазанов., А.В. Шалабай. 2,4-Диацетил-5-гидрокси-5-метил-3(о-фторфенил)циклогексанон в реакциях с ариламинами и азотсодержащими бинуклеофильными реагентами.// Тез. Док. IX Всероссийской студенческой научной конференции «Проблемы теоретической и экспериментальной химии»Екатеринбург: Изд-во УрГУ.-1999. -С.147-148..

11. A.K. Рамазанов. B.B. Сорокин. Синтез 3-(о-фторфенил)-2,4-диацетил(4-этоксикарбонил)-5-метилциклогексанонов.// Тез. док. II Всероссийской конференции молодых ученых «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии», Саратов: Изд-во Сарат. ун-та. -1999. -С.88.

12. А.К. Рамазанов, В.В. Сорокин. А.П. Кривенько. Кето-енольная таутомерия 3-Аг-2.4-диацетил-5-гидрокси-5-метилциклогексанонов.// Тез. док. III Всероссийской конференции молодых ученых «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии», Саратов: Изд-во Сарат. ун-та. -2001.-С. 134.

13. М.В. Николаев, А.К. Рамазанов, В.В. Сорокин.. Особенности конформации полизамещённых циклогексенилариламинов.// Тез. док. III Всероссийской конференции молодых ученых. «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии», Саратов: СГУ, 2001.-С. 126.

14. А.К. Рамазанов., Сорокин В.В. Синтез циклогекса[в]пиразолов и изоксазолов на основе полизамещённых циклогексанолонов. // Тез. докл. V Молодёжной научной школы-конференции по органической химии. Екатеринбург: УрГУ, 2002.-С. 367.

РАМАЗАНОВ АРМАН КЕНЖЕЕВИЧ

СИНТЕЗ, СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА 3-(ОРТО-В-Аг)-2,4-ДИАЦЕТИЛ(ДИАЛКОКСИКАРБОНИЛ)-5-ГИДРОКСИ-5 МЕТИЛ ЦИКЛОГЕКСАНОНОВ

Автореферат

Ответственный за выпуск к.х.н., доцент Голиков А.Г.

Подписано в печать .05.03 Объем 1,5 печ.л. Тираж 100. Заказ 69. Типография Издательства Саратовского университета. 410012, Саратов, Астраханская, 83

gooiá

7

;> /igf

I

I í

 
Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата химических наук, Рамазанов, Арман Кенжеевич

Введение.5

Глава 1. Синтез, строение и свойства 3-орто-11-Аг-2,4-диацетил(диалкокси-карбонил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанонов (Р-циклокетолов) (Литературный обзор).7

1.1. Синтезы.7

1.1.1. Дикетонная конденсация. Синтез циклокетолов.7

1.1.2. Салициловый альдегид в условиях дикетонной конденсации. 12

1.1.3. 1,5-Дикетоны на основе орто-Я-бензальдегидов.15

1.1.4. Реакция Ганча.16

1.2. Строение.18

1.2.1. Кето-енольная таутомерия.19

1.2.2. Спектральные характеристики.24

1.2.2.1. УФ-спектры.

1.2.2.2. ИК-спектры.

1.2.2.3. ЯМР-спектры.25

1.2.3. Рентгеноструктурный анализ.26

1.2.4. Хромато-масс спектрометрия.27

1.3. Химические свойства.29

1.3.1. Дегидратация и кольцевое расщепление.29

1.3.2. Реакции с бинуклеофильными реагентами.

1.3.2.1. Реакция с о-аминотиофенолом.

1.3.2.2. Реакция с гидроксиламином.

1.4. Биологическая активность.

Глава 2. Синтез, строение 3-орто-К-Аг-2,4-диацетил(диалкоксикарбонил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанонов и их реакции с азотсодержащими моно-, бинуклеофильными реагентами

Обсуждение результатов).34

2.1. Получение о-Я-фенилзамещенных Р-циклокетолов.35

2.2. Кето-енольная таутомерия /?-циклокетолов ряда 2,4-диацетил-5-гидрокси-5-метил-3-(о-11-фенил)циклогексанонов.44

2.3. Взаимодействие /3-циклокетолов с диацетатом меди (II).54

2.4. Спектральные исследования 3-о-11-Аг-2,4-диацетил(диалкокси-карбонил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанонов.58

2.4.1. УФ-спектры.59

2.4.2. ИК-спектры.64

2.4.3. ЯМР 'Н спектры.67

2.4.4. ЯМР ,3С спектры. .70

2.5. Аминирование Р-циклокетолов.72

2.5.1.Реакции с ароматическими аминами.73

2.5.2. Реакции с алифатическими аминами.75

2.5.3. Спектральные исследования 2,4-диацетил-3-К-5-гидрокси-5-метил-И-И-1 -циклогексениламинов.80

2.5.3.1. УФ-спектры.80

2.5.3.2. ИК-спектры.83

2.5.3.3. ЯМР !Н спектры.84

2.5.3.4. ЯМР ,3С спектры.88

2.6. Реакции с азотсодержащими бинуклеофильными реагентами (гидразинами, гидроксиламином).90

2.6.1 Синтез циклогекса(в)пиразолов и - изоксазолов.90

2.6.2. Спектральные характеристики синтезированных веществ (пиразо-лов и изоксазолов).95

2.6.2.1. УФ-спектры.

2.6.2.2. ИК-спектры.

2.6.2.3. ЯМР 'Н спектры.97

2.6.2.4. ЯМР 13С спектры.100

Глава 3. Направления возможного практического использования рциклокетолов и соединений, полученных на их основе.102

Глава 4. Экспериментальная часть.106

4.1.Основные физико-химические методы, используемые в рабо-$ те.106

4.2. Синтез исходных Р-циклокетолов.107

4.3. Разделение кетонных и енольных таутомеров.109

4.4. Взаимодействие /З-циклокетолов с диацетатом меди (II).

4.5. Аминирование Р-циклокетолов.111

4.6. Синтез гетероциклических соединений на основе Р-кетолов.114

4.6.1. Синтез циклогекса(в)пиразолов.114

4.6.2. Синтез циклогекса(в)изоксазолов.

Выводы. 116

 
Введение диссертация по химии, на тему "Синтез, строение и свойства 3-орто-R-Ar-2,4-диацетил(диалкоксикарбонил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанонов"

Химия Р-циклокетолов ряда 2,4-диацетил(диалкоксикарбонил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанона к настоящему времени достаточно хорошо изучена. Разработаны методы их синтеза, изучены некоторые вопросы реакционной способности, стереостроения.

В последние годы по химии указанных соединений появились обзорные работы [1,2]. Наиболее изученными представителями 3-11-2,4-диацетил(диалкоксикарбонил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанонов являются 3-арилзамещенные, главным образом не содержащие заместителей или имеющие электронодонорные и электроноакцепторные группы в мета- или пара-положениях ароматического кольца. З-орто-Арилзамещенные Р-циклокетолы указанного типа например, о-На1-замещённые, мало представлены в литературе.

Следует отметить, что наличие заместителя в о-положении ароматического кольца соединений различных рядов оказывает существенное влияние на их реакционную способность, физико-химические свойства в силу сближения замещающих групп и их взаимодействия за счет эффекта поля, образования внутримолекулярной водородной связи, иных пространственных и электронных факторов.

Учитывая, что ацетилзамещённые [3-циклокетолы и соединения полученные на их основе (конденсированные пиразолы, изоксазолы) проявляют разнообразное биологическое действие [3], можно полагать, что введение атома фтора в их структуру будет способствовать и определять характер биологической активности. Так, фторированные производные гетероциклов обладают более высокой биологической активностью по сравнению с нефтори-рованными аналогами. Примером является новое поколение антибактериальных препаратов широкого спектра в ряду фторированных производных хи-нолонкарбоновых кислот. В последнее время среди последних обнаружены вещества с противоопухолевой и противовирусной активностью, в том числе и в отношении ВИЧ инфекции [4].

Сравнительно недавно было показано, что атом фтора в фтораренах способен к образованию комплексов с гетероциклическими основаниями ДНК за счет водородной связи Р—Н, подобно урацильному атому кислорода [5], что, безусловно, повышает интерес к синтезу о-фторфенилзамещённых р-циклокетолов и гетероциклов, получаемым на их основе.

Следует отметить, что до наших работ исследования в указанном направлении не проводились. Мало изученным вопросом оставался и раздел теоретической химии {3-циклокетолов, касающийся их таутомерных превращений. В литературе имеются немногочисленные работы [6,7,8] по изучению кето-енольной таутомерии представителей этого ряда. Можно прогнозировать значительное влияние положения и природы замещающих групп в ароматическом ядре Р-кетолов на их способность к прототропной таутомерии и стабильность их изомерных форм. В русле указанных выше проблем выполнено настоящее диссертационное исследование, целью которого явился синтез, изучение строения и реакций с Ы-содержащими нуклеофильными реагентами 3-о-К-арил-2,4-диацетил(диалкоксикарбонил)-5-гидрокси-5-метил-циклогексанонов.

Диссертация состоит из четырёх глав. В первой главе обобщён литературный материал по синтезу, строению и свойствам 3-о-К-арил-2,4-диацетил(диалкоксикарбонил)-5-гидрокси-5-метилциклогексанонов. Вторая глава посвящена обсуждению собственных результатов. Третья глава описывает направления возможного практического использования Р-циклокетолов и соединений, полученных на их основе. Четвёртая глава содержит описание проведенных экспериментов. В конце диссертации приведены выводы, список цитируемых источников из 94 наименований, приложение.

 
Заключение диссертации по теме "Органическая химия"

116 Выводы

1. Осуществлен синтез Р-кетолов ряда 3-Аг-2,4-диацетил-5-гидрокси-5-метилциклогексанона,содержащих в орто-положении фенильного ядра электронодонорные и электроноакцепторные заместители (фтор, хлор, ме-токси, нитро). Установлено, что направление конденсации орто-замещенных бензальдегидов с 1,3-дикарбонильными соединениями (ацетилацетоном, эфирами ацетоуксусной кислоты) определяется природой заместителя в орто-положении бензальдегида и строением метиленовой компоненты :

- конденсация о-фтор(хлор, метокси, нитро)бензальдегидов с ацетил-ацетоном протекает по традиционному направлению с образованием Р-кетолов;

- при использовании в качестве метиленовой компоненты эфиров ацетоуксусной кислоты реакция не останавливается на стадии образования Р-кетолов, протекает их дальнейшее превращение (дегидратация-декарбалкоксилирование) с образованием замешенных циклогексенонов;

- конденсация салицилового альдегида с эфирами ацетоуксусной кислоты протекает с участием гидроксильной группы и приводит к продукту О-циклизации бензопиран-2-ону.

2. Для орто-Я-арил-ацетилзамещённых /3-циклокетолов характерна кето-енольная прототропная таутомерия триадного типа. Из возможных направлений переноса протона реализуется путь с участием карбонильной группы алицикла.

3. Выделены индивидуальные таутомерные формы /3-кетолов - ке-тонные и енольные, строение которых установлено химическими (образование внутрикомплексных соединений) и спектральными методами (УФ-, ИК-, ПМР-, ЬС ЯМР). Установлено, что енолизации способствуют сближение ор-то - заместителя в фенильном кольце с атомом водорода, ответственным за енолизацию, на расстояние близкой к водородной связи, наличие, положения и сила электроноакцепторных групп в ароматическом кольце и алицикле.

Ацетилзамещённые /3-кетолы, содержащие в орто-позиции ароматического радикала кислородсодержащие заместители, независимо от их электронных эффектов (N02, ОСН3) существуют только в цис-енольных формах, стабилизированных ВВС (>С=0,ж,Н-0-) и сопряжением.

4. Аминирование /3-кетолов под действием ароматических алицикли-ческих и жирноароматических аминов протекает с участием кетонных и енольных таутомеров с образованием ранее неизвестных циклогексенила-рил(бензил,циклогексил)аминов. В зависимости от нуклеофильной силы реагента реакция протекает в условиях кислотного катализа (для ароматических аминов) либо в отсутствии катализатора (для жирноароматических и алицик-лических аминов).

5. При взаимодействии 3-(2-11-фенил)-2,4-диацетил-5-гидрокси-5-метилциклогексанонов с азотсодержащими 1,2-бинуклеофильными реагентами (гидразины, гидроксиламин) имеет место гетероциклизация, приводящая к орто-Ы-Аг-замещенным циклогекса(в)пиразолам и циклогек-са(в)изоксазолам.

6. Среди вновь синтезированных веществ выявлены соединения, обладающие умеренным антифаговым и антимикробным действием.

 
Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата химических наук, Рамазанов, Арман Кенжеевич, Саратов

1. Сорокин В.В, Григорьев А.В, Рамазанов А.К, Кривенько. А.П. Синтез 5-Ацетил(этоксикарбонил)-6-гидрокси-6-метил-3-К-4-К-индазолов. //ХГС.-1999, № 6.-С.757-759.

2. Замещенные циклогексанолоны./ А.П. Кривенько. В.В. Сорокин.-Учеб. пособ. Сарат.:СГУ,-1999.-53с.

3. Чупахин O.H., Кочетовская C.H., Жерова H.M., Баскакова З.М., Чарушин В.Н. Синтез новых производных фторсодержащих хиноксалин-1,4-диолксидов и конденсированных систем на их основе.// ХГС. -1999, №4. -С.520-531.

4. Evans Т.A., Seddon K.R.//J.Chem.Soc.Chem.Commun. -1997, №21.-Р.2023.

5. Пономарев О.А., Пивенько П.С., Лаврушин В.Ф. Взаимодействие ароматических альдегидов с некоторыми Р-дикетонами // Укр. хим. ж. -1980.-Т.46, №9.-С.972-977.

6. O'Loane J.K., Combs C.M., Griffith R.L. Nuclear Magnetic Resonance Studies of Some Condensation Products of 2,4-Pentandione with Formalin and Acetaldehyde.// J.Org.Chem. -1964. -Vol.29, №7. -P. 1730-1736.

7. Prameela В., Rajanarender E., Shoolery J.N., Krishna M.A. Identification of Isomers by 2D-INADEQUATE NMR: Synthesis & Antibacterial Activity of

8. Acetyl-4-aryl-6-hydroxy-3,6-demetyl-4,5,6,7-tetrahydro-2,1 -benzizoxazols. // Indian J.Chem. -1985. -Vol.24B, №12. -P.1255-1258.

9. Niwas S., Kumar S., Bhaduri A. Synthesis of polysubstited cyclohexanones and cyclohexanols.//Indian J.Chem. -1985. -Vol.23, № 7.-P.599-602.

10. Niwas S., Kumar S., Bhaduri A. Synthesis of poly substituted cyclohexanones and cyclohexanols.//Indian. J. Chem. -1985. -Vol.23B. -P.599-602.

11. Davis B.R., Watkins W.B. Chemistry of the Podocarpaceae-XV. Elaboration of Podocarpic acid.// Tetrahedron. -1968. -Vol.23. -P.2165-2175.

12. Horning E.C., Field R.E. Preparation of 3-Methyl-5-aryl-2-cyclohexen-l-ones.//J.Amer.Chem.Soc. -1946. -Vol.68. -P.384-389.

13. Sadanandam Y.S., Leelavathi P., Ansari I.A. An unusual ring-cleavage of 2,4-di-N-methylcarbamoylcyclohexanones into glutaconimide and cinna-mamides.// J. Chem. Res. -1992. -Vol.5. -P.l 147-1158.

14. Nitta H., Tahimoto K., Ueda I. Synthesis and Structures of 6-Aryl-l,5-dimethoxycarbonyl-2-methyl-4-morpholino-1,3-cyclohexadienes and Related Compounds.// Chem. Pharm. Bull. -1992. -Vol.40, №4. -P.858-863.

15. Nadeza A. Action catalytique des echangeurs d'anions et de cations sur la formation des derives homocycliques etheterocycliques.//Ann.Chimie. -1960. -S.5, №9-10. -S.1373-1408.

16. Lowenbein A., Kats W. Uber substituiete spiro-dibenzopirane.//Chem.Ber. -1926. -Bd 59. -S. 1377-1383.

17. Ismail M.M., Mahamed M.S. Cyclization of ethyl cyanacetate and 3,5-dichoro- salicylaldehyde with ketons by means of ammonium acetate.// J.Serb.Chem.Soc. -1986. -Vol.51, №5. -P.249-257.

18. Ismail M.M., Kondeel M.M. Reactions of 3,5-dichorosalicylaldehyde with acylglycine and certain enamines.//J.Serb.Chem.Soc. -1993. -Vol.58, №7. -P.507-513.

19. Batra S., Akktar M.S., Seth M., Bhaduri A.P. Chemistry of 5(2H)-isoxazolones. Novel conversion of positional isomers.//J.Heterocycl.Chem. -1990. -Vol.27, №2. -P.337-342.

20. Martin D.F., Shamma M., Fernelius W.C. Bis-(-ß-diketones). II. The Synthesis and Spectra of Compounds of the Type (RCO)R'COCH.2CHR"1,2 // J.Amer.Chem.Soc. -1958. -Vol.80, №21. -P. 5851-5856.

21. Finar I.L. The structure of 1,5-Diketones.// J.Chem.Soc. -1961, №3. -P.674-679.

22. Loev В., Goodman M.M., Tedeschi R., Macko E. "Hantzch-Type" Dihydro-pyridine Hypotensive Agents.3.// J. Med. Chem. -1974. -Vol.17, №9. -P.956-965.

23. В. Г. Гранин. Лекарства./M.: Вуз. книга. -2001. -C.354-355.

24. Magid A.G. Synthesis of novel hehahydroquinolines and hehahydroacridi-nes.// Heterocycles.-1986.-Vol.24, №5.-P. 1347-1353.

25. Love В., Ehrreich S.J., Tedeschi R.E.// J.Pharm.Pharmacol. -1972. -Vol.24. -P.917.

26. Roy J., Bhaduri A.P. Synthesys of 2,3,6-trimetoxyphenantrene-9-carboxzylic acid. A reinvestigation. // Indian.J.Chem. -1978. -B.16, №8. -P.744-745.

27. Knoevenagel E. 1,5-Diketone.//Lieb.Ann. -1895. -Bd.288. -S.321-328.

28. Knoevenagel E., Hoffmann H. Condensations von Accetessigester mit p-Nitrobenzaldehyd.// Ann.Chem. -1898. -Bd.303. -S.236-240.

29. Stanley J., Kingsbury C.A. Spectra of Isomeric Enols. // J.Org.Chem. -1986. -Vol.51, №13. -P.2539-2544.

30. Kingsbury C.A., Richard S.E., Perun T.J. Structures and Reactions of Condensation Products of Benzaldehyde and Acetoacetic Ester.// J.Org.Chem. -1970. -Vol.35, №9. -P.2913-2918.

31. Stereospezifische 4J-Fernkopplungen von Hydroxylprotonen in gesattigten Systemen./ Jochims J.С., Otting W., Seeliger A.S., Taigel G.// Chem.Ber. -1969. -Bd.102. -S.255-268.

32. Stereospecific long-range couplings of hydroxyl protons of pyranoses.// Jochims J.С., Seeliger A.S., Taigel G., Lutz P., Driesen H.E.// Tetrahed.Lett. -1967, №44. -P.4363-4369.

33. Jochims J.C., Seeliger A.S., Taigel G.H Tetrahed. Lett. -1968. -P.5483.

34. Bhacca N.S., Gurst J.E., Williams D.H. Spin-spin coupling between hydrogen and steroid angular methyl protons.// J. Amer. Chem. Soc. -1965.-Vol.87, №2. -P.302-305.

35. Rader C.P. Hydroxyl Proton Magnetic Resonance Study of Aliphatic Alcohols // J.Am.Chem.Soc. -1969. -Vol. 91. -P. 3248-3256.

36. Stereospecific long-range couplings of Hydroxyl protons / C.W.Schoppee, F.P.Johnson, R.Lack, J.Shannon, S.Sternhell // Tetrahedron Suppl. -1966. -Vol.8. Part II. -P.421.

37. Chapman O.L., King R.W. Classification of Alcohols by Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy // J.Am.Chem.Soc. -1964. -Vol. 86. -P. 1256-1258.

38. Stereochemical dependence of vicinal H-C-O-H coupling constants / R.R.Fraser, M.Kaufman, P.Morand, G.Gavil // Can.J.Chem. -1969. -Vol.47. -P.403-409.

39. Kiefer E.F. Geriche W., Amimoto S. Stereospecific Hydroxyl Proton SpinSpin Coupling in a Primary Alcohol // J.Am.Chem.Soc. -1968. -Vol. 90. -P. 6246-6247.

40. Jefford C.W., Gunsher J., Ramey K.C. Muliple Long-Range Couplings be-furen Protons in the Bicyclo3.2.1.octene-2 Sholeton // J. Am. Chem. Soc. -1965. -Vol.87, №19. -P.4384-4385.

41. Беккер Д.Ж. Таутомерия. -M. -1937. 210c.

42. В.D. Wilson. The condensation products of aldehydes and aldol-sensitive /3-dicarbonyl compounds. //J.Org.Chem. -1963. -Vol.28, №2. -P.314-320.

43. Емелина E.E., Гиндин В.А., Ершов Б.А. Спектры

44. ЯМР IJC и Н и строение продуктов конденсации 1,3-дикарбонильных соединений с альдегидами //ЖОрХ. -1987. -Т.23, вып. 12. -С.2565-2570.

45. Пономарев О.А., Пивенько П.С., Лаврушин В.Ф. Взаимодействие ароматических альдегидов с некоторыми Р-дикетонами // Укр. хим. ж. -1980. -Т.46, №9. -С.972-977.

46. Reacciones del 2-metilpropanal, benciltioacetaldehidoyaldehidos derivados del glicolico con 2,4-pentanodiona / F.J. Lopez Aparicio, F.Z. Benitez, P.G. Mendoza, F.S. Gonzalez // An. quim. Publ. Real soc. esp. quim. -1985. -81C. -P.30-37.

47. Met\vally M.A., El-Hussiny M.S., El-Ablak. F.Z., Khalil A.M. Synthesis of some heterocycles of pharmaceutical interest.// Pharmazie. -1989. -Vol.44, №4. -P.261-265.

48. Peake D.A., Stanley J., Kingsbury C.A., Gross M.L. A Mass Spectral Study of Stable Neutral Enols.//Org.mass.spect. -1986. -Vol.21. -P.565-569.

49. Florencio F., Garcia-Blanco S. 2.trans-4-diacetil-cis-5-methyl-r-3-(p-nitrophenyl)-cyclohex-l-en-l,trans-5-diol.C|7Hi9N06. // "Cryst. Struct. Commun." -1977, № 3. -P.561.

50. Кривенько А.П., Голиков А.Г., А.В. Григорьев., В.В. Сорокин. Внутримолекулярная водородная связь в ряду замещённых циклогексаноло-нов и их азотсодержащих производных. // ЖОрХ. -2000. -Т.36, вып. 8. -С.1152-1155

51. Sadanandam Y.S., Leelavathi P. Synthesis of new 10H-phenothiazine derivatives and their biological activity.// Indian. J. Chem. -1991. -Vol.30B. -P.85-88.

52. S Niwas, S. Kumar and A. P. Bhaduri.// Indian J. Chem. -1985. -Vol.24B, №7. -P.747-753.

53. Murthy A.K., Rao K.S.R.K.M. & Rao N.V.S. Synthesis of Substituted Cyclohexanes and Derivatives // Indian J. Chem. -1972. -Vol.10, №1. -P. 38-40.(C.A. 1972. 29615e)

54. Rao C.J., Murthy A.K., Reddy M.M. & Swami U.B.S. Synthesis of new Pesticides // Pesticides. -1981. -Vol.15, №1. -P.27.

55. Murthy A.K., Rao K.S.R.K.M. & Rao N.V.S.// Indian J.Appl. Chem. -1972. -Vol.35. -P.90.

56. Pat. 3718745 USA., кл. 424-311. Method of sedation / N.Koji, G.Jones. (РЖХим. 1973, 24H. - 492П).

57. Rao C.J., Murthy А.К. Synthesis of 7,8-dihydro-6H-3-methyl-5,7-diarylisoxazolo4,5-b.azepines // Indian J. Chem. -1978. -Vol.16B, №7. -P.636-637.

58. Ариламинирование 2,4-диацетил(диэтоксикарбонил)-5-гидрокси-5-метил-3-фенил(2-фурил)-1-циклогексанонов./ Сорокин В.В, Кузьмин М.В., Кожевникова Н.И., Кривенько. АЛЛ ЖОрХ. -1994. -Т.30, №4. -С.528-530.

59. Petkov I., Ojilova A., Markov P.//Monatsh. Chem. -1990. -Vol.121. -P.85.

60. Niwas S., Kumar S., Bhaduri A.P. Syntheses & Anthelmintic Activity of 5(6)-Substitutedbenzimidazole-2-carbamates & N1 ,N2-Dimethoxycarbony 1-N3(p-substituted phenyl)guanidines. // Indian J.Chem. -1985. -Vol. B24, №7. -P.747-753.

61. Смирнова H.C., Плотников О.П., Виноградова Н.А., Сорокин В.В., Кривенько А.П. Синтез и биологическая активность замещенных 1-аза(окса)-2- азабицикло-4.3.0.-нондиенов-2,8. // Хим.-Фарм. журн. -1995, №1. -С.44-46.

62. Сорокин В.В., Григорьев А.В., Рамазанов А.К., Кривенько А.П. Синтез 5-ацетил(этоксикарбонил)-5-гидрокси-5-метил-3-(3,4-диметокси-фенил)-циклогексанонов. //ХГС. -1999, №6. -С.757-759.

63. Сорокин В.В., Рамазанов А.К., Кривенько А.П. Синтез |3-циклокетолов ряда 3-(о-арил)-2,4-диацетил(диалкоксикарбонил)-5-гидрокси-5-метил-циклогексанона. // Изв. Высш. уч. зав. Химия и химическая технология. -2002. -Т.45, №6. -С. 129-132.

64. Pat. 3718745 USA., кл. 424-311. Method of sedation / N.Koji, G.Jones. (РЖХим. 1973, 24H. - 492П).

65. Кривенько А.П., Смирнова H.C., Сорокин В.В. Синтез и биологическая активность полифункциональных производных циклогексаноно-лов и соединений на их основе. // Тез. докл. конф. "Биоповреждения в промышленности". Пенза, 1993. - ч.2. -С.37-38.

66. Действие солей палладия и платины на бактериофаг Т4 и его изолированную ДНК / Л.М.Фонштейн, Т.И.Сурайкина, Е.К.Таль, Ю.Щ.Машковский //Генетика. -1975. -Т.11, №7. -С. 128-133.

67. Rabe Р., Else F. Zur Kenntniss der 1,5-Diketone // Lieb. Ann. -1902.-Bd. 323. -S.83.

68. Rabe P. Zur Kenntniss der 1,5-Diketone // Lieb. Ann. -1904. -Bd.332. -S.l-9.

69. Rabe P. Zur Kenntniss der 1,5-Diketone // Lieb. Ann. -1908. -Bd.360. -S.265-270.

70. Саусинь А.Э., Чекавичус B.C., Лусис В.К., Дубур Г.Я. 1-Арил- и 1-бензил-3,5-диэтоксикарбонил-1,4-дигидропиридины // ХГС. -1980, №4. -С.493-501.

71. Kucklander U., Hilgeroth А. Versuche zur Darstellung N-substituierter Di-hydropyridine nach Hantzch. // Arch.Pharm.- 1994.- Bd.327, №5. -C.287-294.

72. Сорокин В.В., Григорьев A.B., Рамазанов А.К., Кривенько А.П. Синтез замещённых циклогексенилциклогексадиенилариламинов.// ЖОрХ. -2000. -Т.36. -Вып.6. -С.815-818.

73. Сорокин В.В., Кривенько А.П., Виноградова H.A., Плотников О.П. Синтез и антифаговая активность замещённых N-арилциклогексениламинов.// Хим. фарм. журн. -2001. -Т.35, №9. -С.24-25.

74. А.К. Рамазанов., В.В. Сорокин., А.П. Кривенько. Синтез замещённых циклогексенилариламинов.// "Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения." -2002, №6. -С.79-80.

75. Рамазанов А.К., Сорокин В.В., Кривенько А.П.// Материалы. I Межд. науч. конф. "Современные проблемы органической химии, экологии и биотехнологии". Т. 1 Луга. -2001. -С. 164-166.

76. В.В. Сорокин, А.В.Григорьев, А.К. Рамазанов., А.П. Кривенько. Син2 1тез 5-Ацетил(этоксикарбонил)-6-гидрокси-6-метил- 3R -4R -индазолов. // ХГС. -1999, №6. -С.757-759.

77. А.К. Рамазанов., В.В. Сорокин., А.П. Кривенько. Синтез 7-аза-8-аза(окса)бицикло-4.3.0.нонадиенов-6,9. // "Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения." -2002, №6.-С.81-82.

78. Фонштейн Л.M., Сурайкина Т.Н., Таль Е.К.,. Мошковский Ю.Щ. // Генетика. -1975. -Т.11, №7. -С. 128.

79. Н.С. Смирнова, О.П. Плотников, H.A. Виноградов, В.В. Сорокин, А.П. Кривенько. Синтез и биологическая активность замещенных 1-аза(окса)-2- азабицикло-4.3.0.-нондиенов-2,8. //Хим. фарм. журн. -1995, №1. -С.44-46.

80. Тестирование компьютерной системы предсказания спектра биологической активности PASS на выборке новых химических соединений./ Т.А. Глориозова., Д.А.Филимонов., А.А.Лагунин, В.В. Поройков. // Хим. фарм. журнал. -1998, №1. -С.33-39.

81. Компьютерный прогноз противоопухолевой активности сесквитерпе-новых лактонов, обнаруженных в представителях ceM.Asteraceae / А.В. Погребняк, В.В. Поройков, В.В.Старых, Д.А.Коновалов // Раст. ресурсы. -1998. -Т.34, вып.2. -С.61-64.

82. Оптимизация синтеза и фармакологического исследования веществ на основе компьютерного прогнозирования их спектров биологической активности / В.В. Поройков, Д.А.Филимонов, А,В. Степанчикова и др. // Хим.-фарм. журнал. -1998, №9. -С.20-23.

83. Dewar M.J.S., Thiel W. Ground States of Molecules. 38. The MNDO Method. Approximations and Parameters.// J. Amer. Chem. Soc. -1977.-Vol.99, №15. -P4899-4907.

84. Stewart J.J.P. Optimization of Parameters for Semi-Empirical Methods. I. Applications.//J. Comput. Chem. -1989. -Vol.10, №2. -P.209-221.

85. Stewart J.J.P. Optimization of Parameters for Semi-Empirical Methods. II. Applications.//J. Comput. Chem. -1989. -Vol.10, №2. -P.221-264.

86. Stewart J.J.P. MOPAC, A semi-empirical molecular orbital programm.// QCPE. -1983,- Program №455.

87. Комаров В.А. Бета дикетоны и их применение в аналитической химии. Газохроматографическое определение металлов.// ЖАХ.-1976. -Т. 31., вып.2, -С. 366-378.

88. Gutsche C.D., The Chemistry of carbonyl compounds. New York Prent. Hall. Inc. -1967. -P.18.

89. Паперно Т.Я., Поздняков В.П., Смирнова А.А., ЕлагинЛ.М. Физико-химические методы исследования в органической и биологической химии. Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов.-М.: Просвещение, 1977.-С.37.

90. Иоффе Б.В., Костиков P.P., Разин В.В. Физические методы определения строения органических соединений. Учеб. пособие для химических вузов. М.: Высшая школа, 1984.-С.50.