Конденсированные гетероциклы - продукты взаимодействия диаминоазолов с альфа,бета-ненасыщенными кетонами тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

-

<Я ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ V

/ ім. В.Н. КАРАЗІНА

УДК 547.859 + 547.772.2

/V

ПАПОНОВ БОРИС ВОЛОДИМИРОВИЧ Vі 1

КОНДЕНСОВАНІ ГЕТЕГОЦИІСЛИ -ПРОДУКТИ ВЗАЄМОДІЇ ДІАМІНОАЗОЛІВ З а,р-НЕНАСИЧЕНИМИ КЕТОНАМН

Спеціальність 02.00.03 - органічна хімія

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук

ХАРКІВ - 1999

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано на кафедрі органічної хімії Харківського національного університету ім. В.Н.Каразіна

НАУКОВИЙ КЕРІВНИК Доцент кафедри органічної хімії

Харківського національного університету ім. В.Н.Каразіна, кандидат хімічних наук,

доцент Колос Надія Миколаївна

ОФІЦІЙНІ ОПОНЕНТИ Професор кафедри органічної хімії

Українського державного хіміко-технологічіюго університету, доктор хімічних наук, професор Просяник Олександр Васильович (м Дніпропетровськ)

Старший науковий співробітник 7-го відділу Інституту монокристалів НАН України, кандидат хімічних наук, с.н.с. Паценкср Леонід Давидович (м. Харків)

ПРОВІДНА УСТАНОВА Фізико-хімічний інститут

ім. О.В. Богатського НАН України, відділ молекулярної структури та спектроскопії (м. Одеса)

Захист дисертації відбудеться " О " ’¿г./'иг/и 2000 р. о /6 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 6051.14 Харківського національного університету ім. В.Н.Каразіна (пл. Свободи, 4, ауд 7-80)

З дисертацією можно ознайомитись у Центральній науковій бібліотеці Харківського національного університету ім. В.Н.Каразіна

Автореферат розіслано 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

Л.П. Логінова

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ •

Актуальність дослідження Більшість досліджень в галузі хімії гетероциклічних сполук пов'язана з розробкою нових методів формування циклу. Деякі класичні методи, як і раніше, широко використовуються, але постійно існує необхідність в створенні високоефективних .методів синтезу нових похідних та методів проведення реакцій в м'яких умовах.

В той же час, поряд з синтезом нових хімічних сполук, необхідним є уточнення даних про перебіг реакцій, досліджених раніше, і остаточне встановлення структури продуктів. В зв'язку з цим, вивчення реакцій

о-діаміноазолів, що містять Н-аміногрупу з а,р-ненасиченими кетонами і їх похідними, с актуальною проблемою.

Інтерес до таких досліжень зберігається ще й тому, що продукти вищезгаданих реакції!, можуть знайти практичне використання як фізіологічно-активні речовини (анта-СШД, антибіотики, нейролептики і антидепресанти), барвники і люмінофори.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами: Впродовж останніх років колективом кафедри органічної хімії Харківського національного університету' проводяться систематичні дослідження реакційної здатності ароматичних та гетероциклічних о-діамінів відносно різноманітних біслсктрофільшіх реагентів, в першу чергу, це стосується 1,3-діарилпропенонів (халконів) та їх а,р-дибромпохідішх.

Представлена дисертаційна робота є складового частиною планових досліджень кафедри органічної хімії ХДУ в межах держбюджетної НДР "Нові біологічно акгивпі речовини і екологічно чисті технології для медицини, сільського господарства і захисту матеріалів від ушкоджень", згідно наказу Міністерства освіти України №37 від 13.02.97 р, № дсржресстрації 0197У008102.

Мета і задачі дослідження нолягаш в вивченні загальних закономірностей хімічної поведінки ряду о-діаміноазолів, що містять гідразинну аміноірупу, в реакціях з 1,3-діарилпропснопами та їх а,р-дибромпохідними.

Для вирішення поставлених задач було необхідно:

• -сшггезувати вихідні 1,2-діаміно-4-арилімідазоли, 1,2-діаміно-4,5-дифенілімідазол, 3,4,5-триаміпо-І,2,4-триазол і 1,5-діамінотетразол.

-провести синтез і ідентифікацію продуктів взаємодії вищезгаданих диамінін з а,р-ненасиченими кетонами та їх похідними.

- встановити взаємозв’язок між будовою і фізико-хімічними властивостями вихідних диамінів із направленніспо перебіїу взаємодії і структурою продуктів в реакціях, що досліджувались.

Наукова новизна: - Вперте отримано дигідропохідні 7-аміно-2,4,5-іриарилімідазо[1,5-Ь]шридазннів реакцією між 1,2-діаміно-4-арилімідазолами та халконами. Показано, що продуктами реакції вказаних вище діаміноімідазолів з а,р-дибромпохідними халкопів, а-бромхалконами, 1,3-діарилпропіігонами є гетероароматичні 7-аміно-2,4,5-триарилімідазо[1,5-Ь]піридазшш.

-Встановлено, що взаємодія 1,2-діаміно-4,5-дифепілімідазолу з

1,3-діарилпропенонами та їх а,р-дибромпохідними супроводжуються

елімінуванням гідразинної аміногрупи з утворенням 6-окси-2,3-дифеніл-5,6-дигідро-5,7-діарілімідазо[1,2-а]піримідинів, 6-оксіі-2,3-дифеніл-5,7-діарілімідазо [1,2-а]-піримідинів та 2,3-днфеніл-5,7-діарілімідазо[1,2-а]тримідинів, відповідно. Показано, що процес окислення дигідроструктури є вторинним.

-Запропоновано метод синтезу стабільних солей 1,2-діамінотриазоло[1,5-а]-піримідинія реакцією 3,4,5-триаміно-1,2,4-триазолу з сс,|3-днброміюхідними халконів та а-бромхалконамн. Проведена хімічна модифікація одержаних сполук, досліджені мезоіонні 1,2-діамшотриазоло[1,5-а]шримідшіій-6-олати.

-Встановлено, що 1,2-діаміно-4-арилімідазоли, 1,2-діаміно-4,5-дифенілімідазол та 3,4,5-триаміно-1,2,4-триазол в реакціях з халконами та їх а,р-дибромнохідними виступають типовими 1,3-динуклеофілами.

-Показано, що для 1,5-діамінотетразолу в реакції із 1,3-діаршшропенонамн, спостерігається перекупування Дімрота з утворенням відповідних 1-(5-тетразоліл)-3,5-діарилпіразолінів.

Практичне значення отриманих результатів: Розроблені методи синтезу нових гетероциклічних сполук азолоазинового і азолоазинієвого ряду: 7-аміно-

2,4,5-триарил-3,4-дигідроімідазо[1,5-Ь]шридазишв і їх гетероароматичних похідних, 2,3-дифеніл-5,7-діарііл-6-окси-5>6-дигідроімідазо[1,2-а]пірнмідинів,

2,3-дифеніл-5,7-діарил-6-оксиімідазо[ 1,2-а]піримідщіів, 2,3-дифепіл-5,7-діарил-імідазо[1,2-а]піримідинів, 1,2-діаміно-5,7-діарил-1,2,4-триазоло[1,5-а]пірішідиній бромідів, 1,2-діаміно-5-(п-нітрофеніл)-7-арил-1,2,4-триазоло[1,5-а]піримідинш-6-олатів і 5-(3,5-диарил-4,5-дигідро-1-іііразоліл)-1ІІ-тетразолів.

, Будова молекул більшості отриманих речовин дозволяє здійснити їх синтетичну модіфікацію шляхом введення фармакофорних груп. Це відкриває нові перспективи для пошуку серед синтезованих речовин фізіологічно активних сполук.

Особистий внесок автора полягає в плануванні та проведенні синтетичного експерименту, розробці методів синтезу нових гетероциклічних систем, результатом чого став синтез 69 неописаних в літературі сполук, ідентифікації отриманих сполук спектральними методами, підготовці зразків для проведення РСД, обговорюванні отримашгх результатів, формулюванні висновків та участі у постановці задач дослідження.

Апробація результатів дисертації відбулася на XVII и XVIII Українських конференціях з органічної хімії (1995 і 1998 рр), Міжнародній конференції з хімії азотвмісних гетероциклів 1997 р, Міжнародній конференції з органічної хімії і комбінаторного синтезу 1999 р, конференціях молодих вчених Українського інституту фармакотерапії ендокринних захворювань і Дніпропетровського державного унівеситету (1998 і 1999 рр), а також на XVI міжнародному Менделеєвському конгресі з загальної та прикладної хімії (1998 р).

Публікації: за результатами дисертації опубліковано 3 статті і 6 тез доповідей на українських, міжнародних і регіональних конференціях.

Структура і обсяг роботи: Дисертація складається зі вступу, трьох основних розділів, висновків, списку літератури (111 джерел) та додатку. Загальний обсяг роботи складає 136 сторінок, містить 21 таблицю, 15 рисунків. Додаток складається з 5 таблиць.

з

ЗМІСТ РОБОТИ

1. Взаємодія 1,2-діамшо-4-арилімідазолів з 1,3-діарилпропенонамн та їх

похідними

1.1 Синтез дигідропохідних 7-аміпо-2,4,5-триарил-імідазо[7,5-і]піридазішІБ

Кип'ятіння еквімолекулярних кількостей 1,2-діаміно-4-арилімідазолу та відповідного 1,3-діарилпропенону в спирті в присутності каталітичних кількостей третичних амінів дозволяє виділити з задовільними виходами сполуки IX - XIII

р-І*-С4Н4

лі *

мг,

” і іі=н,

II ІІ=Ме, 11ІІІ=Вг

с6н4-іг-Р > -С(,Н4-К"-р ІУ-УШ

_ р-ІІ-ебНд • ^

ІЧН; [оІ

3

р-"К-сЛ ,Х-ХПІ

^14 С6Н4-ІІ"-р

ХІУ-ХУІ

Р-к-с:(ііг4 х» *-/

N

С6И4и'-р

р-ВгС6Н4

XI

Лс,0

І, III 4 Р-К-С6Н4СІЮ + XVII, XVIII

р-МсС6Н4 С6Н4К».р

Г^МІЛС

N

XXу

РЬ

О \ Р-Н-С.ІІ,

РІ1 Му МеОП С-^-кнг ' N£1, V

XIX N ХХ-ХХЦ

С6(І4-«'-р

IV IV = ІГ = Н;; V IV = ОСН3, ЇГ = Н;; VI: IV = Вг, ГГ = И;; VII IV = N0,, IV' = Н;; VIII И’ = Е, ЇГ = 2-ОН; IX, XIV II = Ме, IV, К" = Н; X, XV її = К' = Ме, ГГ = Н; XI Е= Ме, IV = Вг, К" = Н; XII, XVI Е = Н, IV = И02, ГГ = Н; XIII К = Вг, IV = Н, Й"= 2-ОН

В їх 14 спектрах, знятих в таблетках КВг, мають місце смуги в області 1637 см'1, а також дві смути близько 3270 і 3450 см'1. Слід зауважити, що смуга при 3400 см'1 є широкою і малоінтснсивною, її не можна однозначно ідентифікувати з V 33ХН2. В спектрах ПМР синтезованих сполук, знятих в ДМСО-В6, спостерігається типова АВХ система: два дублети дублетів протонів метиленової трупи в області

3,0 м.д. і 3.5 м.д. відповідно, і дублет дублетів метанового протону з 5 = 4,5м.д. (2Ідв= -12-14, Мах= 8,1, 2,8 Гц). Крім того, в спектрах виявляється

розширений синглет з хімічним зсувом близько 6 м.д., який зникає при проведенні дейтерообміну, та мультиплет ароматичних протонів в межах 7-8 м.д., інтегральна

інтенсивність якого, свідчить про збереження в сполуках IX - XIII трьох ароматичних ядер.

При кип'ятінні в оігговому ангідриді сполуки XI отримано ацильне похідне

XXV. Його 14 га ПМР спектри свідчать про наявність вторинної аміногрупи та ацетильної групи (уМц= 3310 , уСо= 1678 см'1, 5сш= 2,3, 6ми= 6,03 м.д.). Таким чином, отримані дані підтверджують збереження первинної аміногрупи в цільових продуктах IX -XIII.

Остаточно структура синтезованих сполук була з'ясована за допомогою РСА для продукта X, який с 7-аміно-2,4,5-триарил-3,4-дигідроімідазо[7,5-6]-піридазіном. Повна аналогія в спектральних характеристиках сполуки X та сполук IX, XI - XIV дозволяє ствержувати, що останні мають ту ж саму гетероциклічну структуру, а не структуру імідазо[3,4-Ь]триазепша, як вважалося раніше.

Огже, при наявності в молекулах діамінів І - III чотирьох потенційних нуклеофільних центрів, найбільш реакційноздатним є атом С5 імідазольного циклу. Саме по ньому проходить реакція Р-гетарілюванпя ненасичеиого кетона з послідуючою циклізацією по гідразинній аміноірупі.

При проведенні реакцій діамінів І - III з халконами ІУ-УІІІ в димстнлформаміді, поряд із сполуками IX - XIII, спостерігасгься угворення продуктів їх гетероароматизації (ХІУ-ХУІ). Ароматизація сполук IX - XIII спостерігається також при тривалому кип'ятінні останніх в диметилформаміді чи піридині. Ефективна ароматизація відбувається при використанні системи сірка-гііридин.

Спроби одержати 7-аміно-2,4,5-триарил-3,4-дигідроімідазо[ 1,5-Ь]-піридазини в результаті трьохкомпонентної конденсації, використовуючи діаміни І - III та синтетичні попередники халкопу - ароматичні альдегіди та ацетофенон, не мали успіху і призвели лише до формування гідразонів XX - XXII.

1.2 Синтез гетероароматичних похідних 7-аміно-2,4,5-трнарил-

• імідазо[/,5-й]шридазннів

Нами показано, що реакцією 1,2-діаміно-4-арилімідазолів І-ІІІ з халкондибромідами ХХУІ-ХХХІ, а-бромхалконом ХІЛ V, та 1,3-діарил-пропенонами ХІЛ'ІІ і Ь в стандартних умовах (кип'ятіння в метанолі в умовах каталізу триетиламіном) отримано 7-аміно-2?415-триарилімідазо[/,5-і]піридазини XVI, ХХХІІ-ХХХУІІІ, ХЬУ, ХЬУІІІ і ЬІ і відповідні халкони, що свідчить про участь третинних амінів в відновленні проміжних а-бромхалконів.

Необхідно відмітити, що в реакцію з діамінами І-ІІІ вдалося ввести тільки 3-(п-нітрофеніл)'1-арил-2,3-дибромпропенони. Це зумовлено, як більш високою швидкістю елімінування молекули НВг, так і більшою поляризацією С=С зв'язку відповідного а-бромхалкону.

т\ т?г* тт Р"^^'б^^х_хт Аг

р-КС6Іі4 0 Y”N г\

О-УЩ +Лг-[х]-< —'V^NH, Ч- I

- Ar' S^N xiv,хххи, »*/

І XXVI-XXXI, І XXXVIII, XLv Ar

XLIV.XLVII, L Ar XLVtn,I.I

III R=Me

lir I3r

XXVI - XXXI X =

Br

I

XXXIX-XLIII, XLVI, XLIX, V

L , XLIV X= , XLVII, L x

XXVI - XXXI Ar = 4-NOi-C6Ili; XXVI, XXXIX Ar' = Ph; XXVII, XL Ar' = 4-NOrC6H,; XXVIII, XLI Ar1 = тісніл, XXIX, XLn Ar' 4-CI-C6H,: XXX, XLIII Ar' 4-Er-CJI,; XXXI Ar'= 5-Br-тіеніл; XLIV, XLVI Ar4-Cl-C6Hj, Ar' = Ph; XLVII, XLIX Ar' = 4-0Me-CtILt; L, V Ar = 4-OMe-C5ILt Ar' = Ph; XVI R - Iî, Ar = 4-N02-C6H4, Ar’ = Ph; R = H, Ar = 4-XOrC(,H4, Ar' = тієніл; XXXIV R = ' Br, Ar = 4-NOrC6H,, Ar' = Ph; XXXV ХХХП R = H, Ar = 4-N0,-CbHj, Ar’ = 4-NOrC.Ht; XXXIII R=Br, Ar = 4-NOrCiIIj, Ar' = 4-C1-QII-; XXXVI R=Br, Ar = 4-NCb-CsHj, Ar' = 4-Br-C6H,; XXXVII R=Br, Ar = Ar' - 4-NOrC,H:; XXXVIII R=Br, Ar = 4-N0>-Ct,Hs, Ar' = 5-Вг-тієиіл; XLV R = Me Ar = 4-Me-CJL,, Ar' - Ph; XLVITIR = H, Ar = 4-NOrC6IL., M = 4-OMe-C6Hf, LIR = Br, Ar = 4-Br-C6H4,

Ar' = Ph.

Будова сполук XVI, XXXII-XXXVIII, XLV, XLVIII і LI доведена методами 14 та 1ІМР спектроскопії. Так, в 14 спектрах синтезованих сполук XVI, XXXII-XXXVIII, XLV, XLVIII і LI спостерігаються дві смуги при 3280 і 3450 см'1 ^віднесені до валентних коливань первинної аміногрупи, а також смуги в області 1630-1653 см'1, які віднесені до суперпозиції валентних коливань С=С та C=N зв’язків. В спектрах ПМР сполук XIV, XXXV і LI спостерігається розширений синглсг в області 6,5 м.д. що дорівнює двом протонам і зникає при проведенні дейтерообміну та мультиплет прогонів ароматичних ядер н області 6,8-8,4 м.д, а також синглет протону піридазинового циклу.

■Остаточно структура синтезованих продуктів була доказана за допомогою методу РСА на прикладі сполуки XLV, яка виявилась 7-аміно-2,4,5-грнарилі.мідазо[1;5-Ь]піргідазином.

Однотипність спектральних характеристик сполуки LXV та всіх інших продуктів ряду дозволяє ідентифікувати останні як похідні 7-аміно-2,4,5-гргіарилімідазо[1,5-Ь]піридазину.

З метою встановлення постадійності формування імідазопіридазинового біциклу в синтезованих сполуках, нами була вивчена реакція гідразонів XX, XLII, LIII з халкондибромідом XVI. Кип'ятіння реакційної суміші дозволило виділити імідазопірндазин XVI. При цьому загальна швидкість процесу циклізації закономірно падала в ряду ХХ< XLII< LOI, що узгоджується зі швидкостями гідролізу відповідних альдегідів та непрямо свідчить, що взаємодія по N-аміногрупі не є першою стадією вказаної реакції.

Аналіз літературних даних по взаємодії 1,2-діаміно-4-арилімідазолів з ароматичними та аліфатичними р-диксгонами показав, що для продутегів реакції пропонуватися структури як імідазопіридазину, так і імідазогриазепіну. Наявність кето-енольної таутомерії для р-дикетонів робить їх струетурноблизькими до а,р-ненасичених кетонів. Тому нами вивчена реакція ацетилацетону з діаміноімідазолом II і показано,що продуктами взаємодії є імідазогііридазин LVI і сполука LVII. Будова останньої була підтверджена методами ГЧ та ПМР спектроскопії і зустрічним скнгсзсм: кип'ятінням сполуки LVI з аисіилацстоком одержано продукт, який не дає депресії температури топлення зі сполукою LV1I.

р-ВгС5ІІ4

Таким чином, 1,2-діаміиоімідазоли в реакціях з еноновими системами (халкоігами, а,р-дибромхалконами і (3-дикетонами) поводять себе як типові

1,3-бінуклеофіли, що призводить до формування імідазо[1,5-Ь]піридазинового біциклу.

2. Взаємодія 1,2-діаміію-4,5-дифенілі.мідазолу з 1,3-діарнлпропеионами та їх

а,Р-дибромхалкона,мн.

Заміщення найбільш нуклеофільного центру в молекулі 1,2-діаміноімідазолу

- атома С5 - фенільним радикалом повинно змінювати напрямок гетєроцнклізації в реакції останнього з еноновими системами.

Виявилось, що проведення реакції 1,2-діаміно-4,5-дифенілімідазолу з

1.3-діарилпропенонами в середовищі ДМФА напротязі трьох годин супроводжується елімінуванням гідразинної аміногрупи і утворенням 2,3-дифеніл-

5,7-діарил-6-окси-7,8-дигідроімідазо[Л2-л]піримідин№ ЬХІ-ЬХІУ. Структура останніх доказана за допомогою Iх! (у0н(СС14): 3560 см'1) і ПМР спектроскопії(5:

5,00 м.д:(с. 6-СН); 5,30 м.д. (с. 7-СН); 6,33м.д. (с. ОН); 6,70-8,22м.д. (м. ар)). За допомогою ІКООЖ-процедури на прикладі структури ЬХІІІ було встановлено, що оксш~рупа знаходиться в 6-му положенні біщіклу. Синглет з хімічним зсувом в області 5,0 м.д. віднесено до СН протону і положенні 6 дигідропіримідинового циклу, синглет при 5,3-5,45 м.д. - до 5-Н протону. Більш тривале нагрівання реакційної суміші в системі ксилол - оцтова кислота призводить до відповідних

2.3-дифеніл-5,7-діарил-6-оксиімідазо[/,2-а]- піримідинів ЬХУ, ЬХУІ. В той же час аромашчні похідні імідазопіримідину ЬХУПІ-ЬХХ, що не містять оксигрупи, були отримані гіри тривалому кип'ятінні 1,2-діаміноімідазолу з 3-(4-нпрофеніл)-1-арил-2,3-дибромпропеіюнами в метанолі з добавками тристиламіну. Цей процес також супроводжується відщепленням гідразинної аміногрупи діаміноімідазолу.

Р-К-С»н4

Рк С,ІІ,ХОгр

<Х5:Х

і!я, С,Н,Л-р

IV Я=К'=Н, VI Я=Вг, Я'---ІІ, VII Я=>ГО2, ЯЧІ, ІЛХ Я=Н, Я-Вг, ЬХ К=МО,, Я-СН3, XXVI К = 11; XXX 11= Вг; ЬХУІІ Я = ОМс; ЬХІ Я = Я' = Н; І.ХП К = Н, Я' = Вг; ЬХШ Я= Вг, Я = Н, ЬХІУ Я = К02. Я - Н; ЬХУ К= Я' = Н; ЬХЧ’І И = N0,, Я' = Ме, ЬХУІП Я = N0* Я' = Н; ЬХІХ К = К02, Я—Вг; ЬХХ Я = N0;., Я' = ОМе..

Утворення сполук ЬХУШ-ЬХХ йде через інтермедіат, в якому процес дигідробромування проходить швидше, аніж стадія окислення та елімінування гідразинної аміногрупи.

Присутність в молекулах ЬХІ-ЬХІУ двох хіральних центрів припускає можливість утворення двох діастереомерів. Але відсутність у спектрах ПМР цих сполук додаткового подвоєння однотипних сигналів вказує на те, що в усіх випадках утворюються лише один діастереомер. При цьому відсутність спін-спінової взаємодії протонів в положенні 5 і 6 пірішідннового циклу свідчить, що значеній торсіонного кута Н-С(6)-С(7)-Н близько до 90°, що характерно для сполук з діаксіальною орієнтацією замісників в положеннях 5 та 6.

Цільова ароматизація сполуки ЬХІ при наїріванні в ксилолі в присутності оцтової кислоти дозволила одержати імідазопіримідші ЬХУ і підтвердити факт вторинності процесу ароматизації.

"Антискрауповська" направленість взаємодії в вивчених реакціях була підтверджена за допомогою УФ і ПМР спектроскопії.

3. Взаємодія 3,4,5-трнаміно-1,2,4-триазолу з 2,3-дибром-1,3-діарнлпропенопами

3.1. Стабільні солі 1,2-діаміно-5,7-діарлл-1,2,4-триазоло[7,5-а]піримідинія

Теоретично відомий факт зменшеній пуклеофільності атомів вуглецю в молекулах азолів при введені додаткових атомів азоту, не знайшов свого достатнього експериментального підгверджеїшя для реакцій діаміноазолів з еноновими системами. Тому нами вивчена реакція 3,4,5-іриаміно-1,2,4-триазолу з

а, (3-дибромхал конами.

Реакція проводилась в стандартних умовах кип'ятіння синтонів в метанолі з каталітичною кількісгью триетиламіну. Продуктами виявилися кристалічні сполуки жовтого коліру ЬХХХІ-ХС, що мають інтенсивну люмінісценцію в метанолышх розчинах. В їх 14 спектрах спостерігаються інтенсивні смуги при 1660 та 1637 см_І(суперпозиція валентних коливань С=С, С=И зв'язків), а також три, іноді чотири смуга в області 3200-3400 см'1. В спектрах ПМР, окрім мультиплету ароматичних протонів, присутні два розширені синглети с хімічними зсувами в області 6,0 м.д та 7,3 м.д відповідно, що зникають при додаванні дейтерометанолу. Таким чином спектральні дані підтвержують наявність в синтезованих сполуках двох аміногруп. Електронні спектри поглинання сполук ЬХХХІ-ХС характеризуються трьома інтенсивними смугами поглинання, найбільш далека з яких лежить при 430-460 нм.

Остаточно структуру сполук ЬХХХІ-ХС було з'ясовано за допомогою РСА на прикладі сполуки ЬХХХУ, яка виявилась 1,2-діаміно-5,7-діарил-1,2,4-триазоло[1,5-а]піримідшіій бромідом, сольватованим однією молекулою ДМФА.

Нами запропонована наступна схема утворення сполук ЬХХХІ-ХС.

С*ІІ4-К-р

Вг_____/ Д, МеОН

4 ІЖ,

Н,*Г

N І

М*: ьххі

МІ2 )—В

0=Л

С6И,-К'.р

С^И-р

Н2М

І

«ЛЇЧ

ОД-И*-

м ОВ

© С^Н^р

*и2о

С^-К'-р

ЬХХІІ, ЬХХУІ, ЬХХУШ Я =Н, ЬХХШ Я = ОСЩ, ЬХХІУ, ЬХХІХ Я = СІ, ЬХХУ, ЬХХХ Я = Вг, XXVIЯ = N02, XXVI, ЬХХІІ-ЬХХУ К> Н, ЬХХУІ Я’- СНз, ЬХХУЇЇ Я'= ОСНз, ЬХХУПІ 11’= N02, ЬХХІХ Я- СІ, ЬХХХ Я'- Вг, ЬХХХІЯ * Я^ Н, ЬХХХП Я= ОМе, Я-Н; ЬХХХПІ Я= СІ, Я’= Н;.ЬХХХІУ Я= Вг, Я'= Н; ЬХХХУ Я= N02, Я-Н; ЬХХХУІ Я= Н, Я’= Ме; ЬХХХУІІ Я= Н, Я'= ОМе; ЬХХХУШ Я= Н, Я’= Ш2; ЬХХХІХ Я=Я'= СІ; ХС Я=Я'= Вг.

Така послідовність стадій підтверджується фактом отримання перхлорату

1,2-діаміно-5,7-діарил-1,2,4-триазоло[1,5-а]піримідинія в реакції а-бромхалкону з

3,4,5-триаміно-1,2,4-триазолом в присутності хлорної кислоти. Більш сильна кислота суттєво прискорює стадію дегідратації і утворення відповідної солі спостерігається вже через ЗО хвилин після початку реакції.

При • перекристалізації кристалогідратів сполук ЬХХХІ-ХС з ДМФА утворюються сольвати, що містять одну молекулу диметилформаміду. Процес супроводжується суттєвим гіпсохромним зсувом довгохвильової смуги (Да=60 нм) в електронних спектрах поглинання.

Таким чином, на відміну від продуктів взаємодії 1,2-діаміно-4,5-дифенілімідазолу з халкондибромідами, 3,4,5-триаміно-1,2,4-триазол в аналогічной реакції утворює стабільні солі триазоло[1,5-а]піримідінія зі збереженням гідразинної аміногрупи. Це можна пояснити, як різною послідовністю стадій взаємодії для вказаних діамінів, так і суттєвою л-дефіцітніспо триазольного циклу, що сприяє збереженню И-аміногрупи.

3.2 Хімічні перетворення солей 1,2-діаміно-1,2,4-трназоло[і,5-я]-

піримідинія

- Хімічні властивості солей ЬХХХІ-ХС вивчені на прикладі сполук ЬХХХІ, ЬХХХУ.

N---N Аг

КНз Ьу Н3С—С—Нїї''тГ*ТІ*,ЛАг

МеОН ї

ХЄУНІ^\ ° ХСІІ.ХСШ

Вг- лг (СН30)2С£^

лтіХ -

н:м у м Аг

КНі ЬХХХІ, ЬХХХІІ

СНС!

N«N02, Н +

--N

И*=СН—С.НіИО^Р

ХСІС, ХСУ

В ¿Я Т* N Аг

ХСУІ, ХСУІІ

ХСІІ, ХСІУ, ХСІУ Аг - Аг' = РЬ; ХСШ, ХСУ, ХСУП Аг= 4-К02-С61І4, Аг'= РЬ.

Так, ці сполуки ацилюються оцтовим ангідридом в піридині по аміногрупі в положенні 2 біциклу, при цьому проходить елімінування И-аміногрупи. В реакції вказаних солей з п-нітробензальдегідом отримані нітробензіліденпохідні ХСІУ, ХСУ. Кип'ятіння солей триазолопіримідинія ЬХХХ І-ЬХХХУ в хлороформі або спроба їх діазотування веде до втрати ІЧ-аміпогрупи і утворення похідних гуанозолопіримідина ХСУІ, ХСУІІ. Опромінення метанольного розчину солі ЬХХХІ супроводжується деструкцією піримідинового циклу з утворенням 3,4-діаміно-5-(~М-бешоіл)-1,2,4-триазолу.

При використанні в реакції з триамшом ЬХХІ 1-арил-3-(4-нітрофеніл)-а,Р-дибромпропанонів поряд з відповідними солями ЬХХХУ, ХСІХ-СІ утворюються 1Д-діам^5-фіш-7(4-ііпрофенш)-1Я4-трітхіо[/Дчг]піріі\іщіц-іій-б-атапі СІІ-СУ, вихід яких зростає при збільшенні часу кип'ятіння реакційної суміші або використанні як електрофільної компоненти реакції а-бромхалконів СУІ, СУІІ.

N0,

N0,

H,N

N-N

А X

Вг

N

кн2

LXXI

NH2

o2n-

W //

Ar

Вг О XXVI, XXVI, XXIX, XXX

МсОН H,N"\ А. NEtj 2 N14

IbN-^ X

N N

h2n

LXXXV,

XCIX-CI

ii2n

CII-CV

LXX4

rvi f'vїї О

LXXXV,

XCIX

СИ,

CIII

Me OH NE<3

CVI, CV1I

XXVI, CVI Ar =* Ph, XXIX, CVII Ar - С6ії4СІ-р; XXX Ar = C6H4Br-p;

XXVII Ar - C6H4N02-p, LXXXCV, СІІ Ar= Ph, XCIX, CIII Ar= 4-СІ-СбН4;

C, CIV R= 4-Вг-СбІІ4; Cl, CV Ar= 4-N02-C6H6.

В 14 спектрах сполук CII-CV присутні три смуги в області 3430-3100 см"1 , іцо свідчить про збереження обох аміногруп, а також смуги при 1660 та 1637 см-1 (суперпозиція валентних коливань С=С, C=N зв'язків). В спектрах ПМР, окрім мультиплету ароматичіпіх протонів, є розширений синглет N-аміногрупи в області 6 м.д. і слаборозщеплений дублет С-аміногрупи в області більш слабких полів (7,5 м.д.). Структура сполук C1I-CV остаточно встановлена за допомогою методу РСД для олата СІІ.

Будову сполук СІІ-СУ можно зобразити набіром резонансних струтпур Л-Е

н2я-Ч 2 м

H.N-4 А.

*■ V ^ ^ к!

в с

їх аналіз дозволяє зробігги висновок,

що

D

основний внесок

Е

належить

структурам С-В. На користь останніх свідчить довжина зв'язку С=0 (згідно даних

РСЛ для сполуки СИ) та існування піримідинового циклу в конформації сильно сплощеної ванни.

4. Реакції 1,5-діамінотетразолу з 1,3-діарилпроііеноиами

Нами показано, що проведення реакції 1,5-діамінотетразолу з халконами (кип'ятінням в ДМФА на протязі трьох годин) призвело до формування

1-(5-тетразоліл)-3,5-діарил-4,5-дигідро-2-шразолінів CXIV-CXXI, а не тетразолотриазепінових систем, як вважалося раніше.

N--N

О-»

N11

Y

N--N

Л-ІШ-NH, -К

NHj

IVt V, LIX, СІХ ,СХ СХІ, СХІІ,

схш

R-ОД

IV, V, LIX, СІХ ,СХ, СХІ, СХІІ, СХШ

C6HrR

Сб1І4-К*

N----МІ

N ‘

К-С6ІІ<

СХІУ-СХХІ

IV К.-К'=Н, V К-ОСНз ІІ'=Н, ІЛХ ІІ=Вг К'=Н, СІХ ІІ=Н К’-СНз, СХ К=Н К'=М02, СХІ К=СН3 К'=Н, СХІІ ГІ=3,4-ОСІІ3 К'=Н, СХІІІ Я=СН3 К'=Вг; СХІУ Я=Я'= Н;

СXVI11= Н, Я' =Ме; СХУІ К= II, Я'= Ш2-; СХУІІ Я= Н, К- Вг; СХУІІ І Мс, Я'=Н; СХІХ К= ОМе, К'=Н; СХХ Я= 3,4-ОМе, 11'= Н; СХХІ К= Ме, 11’- Вг.

Синтезовані сполуки були ідентифіковані за допомогою 14 і ПМР спектроскопії. Так, в 14 спектрах, знятих в таблетках КВг, відсутня полоса при 2200 см'1, що свідчить про існування сполук СХІУ-СХХІ в тетразольній, а не азидній формі. Смуга при 1630 см"1 віднесена до суперпозиції коливань С=С та С=Ы зв'язків, а широка смуга при 3400 см'1 належить коливанням асоційованої аміногрупи. В спектрах ПМР сполук СХІУ-СХХІ, знятих в ДМС0-06, спостерігається мультиплет протонів двох ароматичних ядер, АВХ-систсма гііразолінового фрагмента молекули та розширений синглет одного протона в області 16 м.д. Остаточно структура сполук СХІУ-СХХІ була встановлена за допомогою методу РСА на прикладі сполуки СХІХ. Однотипність спектральних даних продукта СХІХ та всіх іншіх сполук цього ряду показала, що продуктами реакції 1,5-діамінотетразолу з халконами с 1-(5-тетразоліл)-3,5-діарил-4,5-дигідро-

2-піразоліни СХІУ-СХХІ.

Відомо, що кільцево-ланцюгова таутомерія є звичайним явищем для

1,5-дизаміщених тетразолів, а при нагріванні 1,5-діамінотетразолів проходить перегрупування Дімрота. В нашій реакції, продуктом такого перегрупування є 5-гідразино-1Н-тетразол, який в подальшому і вступає в реакцію з халконами

І І

утворюючи сполуки CXIV-CXXI. Менш вірогідною, на наш погляд, с участь в реакції з халконачи азидної форми 1,5-діамінотетразолу.

ВИСНОВКИ

1. Встановлено, що 4-арил-1,2-діаміноімідазоли в реакціях з а,р-ненасігченими кетонами, їх а,Р-дибромпохідними і ß-дикетонами поводять себе, як типові

1,3-динуклеофіли, утворюючи дигідро- або гетероароматичігі похідні 7-аміно-2,4!5-триарімімідазо[1,2-Ь]ніридазнну.

2. Показано, що реакція 4,5-дифеніл-1,2-діаміноімідазолу з халконами та а,р~дибромхалконами супроводжується елімінуванням N-аміногрупи та утворенням 6-окси-2,3-дифеніл-5,6-дигідро-5,7-діарилімідазо[12-а]піримідинів (6-окси-2,3-дифеніл-5,7-діарилімідазо[І,2-а]піримідинів) та 2,3-дифеніл-5,7-діарилімідазо[12-а}ііртіідинів, відповідно. Встановленого процес окислення дигідроструктури передує стадії дегідрування.

3. Вивчено хімічну поведінку 3,4,5-трііаміно-1,2,4-триазолу в реакціях з

а,Р-дибромхалконами та вперше показано, що продуктами реакції є стабільні солі 1,2-діаміно-5,7-діарил-1,2,4-триазоло[1,5-а]піримідинія, запропоновано постадійну схему їх утворення.

4. Доведено, що процес формування похідних імідазо[1,5-Ь]піридазіну, імідазо-[1,2-а]піримідину, солей 'ірназоло[1,5-а]иірнмідикія і триазоло[1,5-а]-гііримідиній олатів перебігає через стадію ß-гетарилювання з наступною циклоконденсацією, при цьому реалізується "антисрауповська" модель взаємодії.

5. Встановлено, що в випадку 3-(>г-нітрофеніл)-1-арил-2,3-дибромпропанонів. поряд з солями І,2-діаміно-5-(л-ніірофеіііл)-7-арил-1,2,4-триазоло[і,5-а]-піримідинія, утворюються мезоіонні структури - 1,2-діаміно-5-(«-нітрофеніл)-7-арил-1,2,4-триазоло[].5-а]піримідииій-6-олати, вихід яких зростає із зростанням часу перебігу реакції.

6. Вивчено хімічні властивості стабільних солей 1,2-діаміно-5,7-діарил-1,2,4-триазоло[1,5-а]піримідинія, доведено, що реакції йдуть як по гідразинній, так і по ароматичній аміїгоірупі, виявлено процеси фотодеструкції деяких представників ряду.

7. Показано, що 1,5-діамінотстразол в реакції з халконами зазнає перегрупування Дімрота з утворенням 1-(5-тетразоліл)-3,5-діарші-4,5-днгідро-2-піразолшів, а не

5,7-діарнл-5,6-дигідро-4І1-тетразоло[1,5-Ь]-1,2,4-триазепінів, як вважалося раніше.

Основні результати дисертації опубліковано в роботах:

1. Синтез 2-амино-4,5,7-триарилимидазо[/,і-6]пиридазинов. Колос H.H.,

Орлов В .Д., Папонов Б.В. // Химия гетероцикл-соед. - 199S.- №10.-С. 1397-1403.

2. Стабильные соли 1,2,4-триазоло[7,5-а]іінріі.\шднния. Коло», H.H., Орлоь о .Д., Папонов Б.В. Баумер В.H., Шишкин О.В., Квашницкая H.A. // Химия гетероцикл, соед. - 1999,- №6,- С. 796-804.

3. Колос H.H., Орлов В.Д., Папонов Б.В., Шишкин О.В. Синтез дигидропроизводных 7-амино-2,4,5-триарилимидазо[1,5-Ь]пиридазина. // Химия гетероцикл, соед.- 1999,- №10.- С..1338-1346

4. Реакції гетероциклізації на основі- 1,2-діаміно-4-арилімідазолів. Колос H.H., Орлов В.Д, Папонов Б.В. И. Матеріали Всеукраїнської конференції "Хімія азотвмісних гетероциклів." Харків 1997,- С. 26.

5. Novel ways of synthesis and transformation of dihydroazolopyrimidines and analogues. Orlov V.D., Desenko S.M., Kolos N.N., Lipson V.V., Shiskin O.V., Paponov. B.V., Chebanov V.A. // XVI Mendeleev Congres on General and Appling Chemistry. Moscow - 1988.- P.196-197.

6. Нетривіальна реакція 1,5-діамінотстразолу з а,Р-ненасиченими кетонами. Колос

H.H., Орлов В.Д., Папонов Б.В., Шишкін О.В. // Матеріали XVIII Української конференції з органічної хімії. Днепронетровськ.- 1988.- С. 163.

7. Реакции циклоконденсации с участием гетероциклических о-диаминов, а,р-ненредсльных карбонильных соединений и их производных. Колос H.H., Папоиов Б.В., Чебанов В.А., Тищенко A.A., Орлов В.Д., Берёзкина Т.В. // Материалы .международной научной конференции "Органический синтез и комбинаторная химия." Москва. 1999.- С. 125.

8. Папонов Б.В., Колос H.H., Орлов В.Д. Взаимодействие о-диаминоазолов, содержащих гидразшшую аминогруппу, с а,р-ненасыщенными кетонами и их производными. // Региональная конференция молодых ученых и студентов по актуальным вопросам химии. Днепропетровск.- 1999.- С. 19.

АНОТАЦІЯ

Папонов Б.В. Конденсовані гетероцикли - продукта взаємодії діаміноазолів з а,р-нснасиченими кетонами. - рукопис

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.03 - органічна хімія. Харківський національний університет ім. В.Н.Каразіна, Харків, 1999.

Досліджено реакції деяких діаміноазолів, що містять N-а.міногрупу з а,р-ненасичепими кетонами та їх похідними. Встановлено, що 1,2-діаміно-4-арилімідазоли, 1,2-діаміно-4,5-дифешлімідазол, 3,4,5-триаміно-1,2,4-триазол в реакціях з халконами та їх а,р-дибромпохідними виступають типовими

1,3-динуклеофілами. Одержано нові ненасичені і гетероароматичні похідні 7-аміно-

2.4.5-триаріиімідазо[1,5-Ь]піридазинів, 2,3-дцфеніл-5,7-діарші-6-окси-імідазо-[ 1,2-а]піримідинів, 2,3-дифеніл-5,7-діарилімідазо[ 1,2-а]піримідинів, 1,2- д і аміно-

5,7-діарил-1,2,4-триазоло[1,5-а]шримідииій бромідів і 1,2-діаміно-5-(л-нітрофениі)-7-арил-1,2,4-триазоло[1,5-а]піримідиній-6-олатів. Показано, що для

1.5-діамінотетразолу в реакції із 1,3-діарилпропенонами спостерігається перегрупування Дімрота з утворенням відповідних 1-(5-тетразоліл)-3,5-діарил-піразолішв.

'Здійснено хімічну модіфікацію синтезованих сполук. Вивчено їх фізико-хімічні властивості. Оіримані сполуки ідентифіковано за допомогою спектральних

методів, а для окремих представників більшості рядів синтезованих сполук структура була остаточно встановлена за допомогою РСА.

Ключові слова: діаміноазоли, халкон, циклизація, імідазопіридазін,

азолопіримідін, стабільні солі, олат, спектральні методи.

АНОТАЦИЯ

ГТапонов Б.В. Конденсированные гетероциклы - продукты взаимодействия дигминоазолов с ос,р-ненасыщенными кетонами. - Рукопись.

Дисертацій - на правах рукописи - на соискание учёной степени кандидата химических наук но специальности 02.00.03 - органическая химия. - Харьковский национальный университет им В.Н. Каразина, Харьков, 1999.

Исследована реакция некоторых диаминоазолов, содержащих гидразипнуго аминоіруппу с а,р-ненасыщенными карбонильными соединениями и их производными. Установлено, что 1.2-диамино-4-арилимидазол в реакции с

1.3-дизамещёипыми пропенонами образует 2,4-дизамсгцённые 7-амино-5-арил-3,4-дигидроимидазо[/, і-£]пиридазиньг, а в случае а,Р-дибромпроизводных этих кстонов иди их ацетиленовых аналогов - 2,4-дизамещёШ1ые 7-амино-5-арил-имндазо[/,5-Ь]пиридазины.

1,2-Диамино-4,5-дифенилимидазол в реакции с 1,3-диарилпропенонами (халконами) в зависимости от условий проведения реакции образует либо

3.4-дифенил-5,7-диар и л-6-оксиим и дазо[/, .5-а ]пирими дины либо их

7,8-дигидропроизводные. При использовании а,Р-дибромзамещённых 1-арил-З-(4-нитрофенмл)-пропанонов образуются производные 3,4-дифенил-5-(4:нитрофенил)-7-аршшмидазо[Л5-а]пиримидина.

Разработан метод синтеза стабильных солей 2,3-диамино-5,7-диарил-1,2,4-триазоло[/,5-а]пиримндиния реакцией 3,4,5-триамино-1,2,4-триазола с а,р-дибромпроизводными халконов и а-бромхалконами. Установлено, что при использовании в реакции І-арил-3-(4-нитрофенил)-проііанонов наряду с солями 23-Д!амшк>5,7-дтріЩ-1Д4-тр{шаіо[/,5т2]трмстмм образуются мезаюшые 2,3-диамино-5-арил-7-(4-ритрофенил)-1,2,4-триазоло[7,5-а]пиримлдшшй-6-олаты.

Всс исследованные диаминоазолы содержат три и более потенциальных реакционных центра, в том числе аминогруппы при вицинальных атомах азольного цикла. Эго предполагает возыцжность формирования в реакциях с а,р-ненасы-щеными кетонами и их производными тести и семичленных гетероциклов. Первые образуются при участии в реакции эндоциклического ЬГ- либо С-атома азола и одной из его аминогрупп. Вторые - при участии в реакции обеих экзоаминогрулп диаминоазола. Нами установлено, что 1,2-диамино-4-армлимидазолы, 1,2-диамино-

4.5-дифенилимндазол и 3,4,5-триамино-1,2,4-триазол в реакциях с а,Р-ненасы-щеными кетонами и их производными выступают как типичные 1,3-динуклеофилы и образуют вышеолисаные бициклические азолоазиновые и азолоазиниевые системы.

Структура большинства полученных соединений позволяет осуществить их химическую модификацию. В силу этого исследованы некоторые физико-

химические свойства синтезированных соединений.. Показана перспективность дальнейшего изучения их реакционных возможностей.

В реакциях 1,5-диаминотетразола с 1,3-диарилпропенонами синтезированы производные 5-(3,5-дифенил-4,5-днгидро-1-пиразолил)-Ш-тетразола. В данном случае реакция сопровождается раскрытием тетразольпого цикла с последующей рециклизацией в соответствующие 5-(3,5-дифенил-4,5-дигидро-1-ииразолил)-1Н-тетразолы.

Полученные соединения идентифицированы методами ИК УФ и ПМР спектроскопии. Для всех впервые полученных соединений выполнен элементный анализ на азот. Для ключевых соединений структура окончательно установлена при помощи рентгеноструюурного анализа.

Ключевые слова: о-диаминоазол, халкоц, циклизация, имидазопиридазин, азолопирцмидин, сиабильные соли, олат, спектральные методы.

SUMMARY

Paponov B.V. The Condensed Heterocycles - products of reactions of Diaminoazoles with cx,p-Unsaturated Kethones. -manuscript.

Thesis for a candidate degree of science in chemistry by speciality 02.00.03 -organic chemistiy, Kharkov National University, Kharkov 1999.

The reaction of some diaminoazoles, containes N-aminogroup with a,p-unsaturated carbonyl compounds and its derivatives has been descripted in this paper. New unsaturated and heteroaromatic azoloazinic and mesomeric systems have been synthesed. The synthetic modification of obtained compounds have been carried out. Some of the properties of these compounds have been investigated in the paper. Every synthesed compounds have been identified by spectral methods. The structure of the most of the series of obtained compounds has been finally established by X-ray.

Key words: ortho-diaminoazole, chalcone, cyclization, imidazopyridazinc, azolopyrimidine, stable salt, olate, spectral method.