Синтез 7-аминокумаринов, замещенных в пироновом цикле тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

РГб од

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА л А И'ОН И! ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи УДК 587.547.51

СОКОЛОВ Алексей Болеславович

СИНТЕЗ 7-АМИНОКУМАРИНОВ, ЗАМЕЩЕННЫХ В ПИРОНОВОМ ЦИКЛЕ

(02.00.03 — органическая химия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

МОСКВА 1993

Работа выполнена на кафедре органической химии Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор химических наук М. А. Кирпиченок.

Научный консультант — доктор химических наук, проф. И. И. Грандберг.

Официальные оппоненты: доктор химических наук, проф. Смушкевич Ю. И.; кандидат химических наук Боганов А. М.

Ведущая организация — Институт органической химии РАН им. Н. Д. Зелинского.

Защита диссертации состоится «30» . _ # _

1993 г. в «'iff» час. на заседании специализированного совета К-120.35.04 в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, Тимирязевская ул., 49. Ученый совет МСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ МСХА. Автореферат разослан «23'» . .ШМЗ. . . . 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета -кандидат химических наук

Г. П. Токмаков

I. ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Интерес к соединениям кумаринового ряда определяется широким диапазоном их применения от биологически' активных веществ до лазерных красителей, флюоресцирующих в сине-зеленой области спектра. Для создания эффективных лазеров на органических красителях необходам поиск новых активных сред с высокой фотохимической устойчивостью и ресурсом работы. В связи с этим актуальной задачей в настоящее время является разработка методов синтеза и изучения свойств новых 7-аминокумаринов с целью расширения ассортимента существующих люминофоров. Особенно важными в этом смысле являются реакции, при которых заместители вводятся непосредственно в положения 3 и 4 кумаринового ядра, а также реакции, ведущие к получению 7-аминокумаринов, имеющих реакционно-способные заместители.

Цель работы. Целью диссертационной работы был синтез новых замещенных по шроновому циклу 7-аминокумаринов и изучение их спектрально-люминесцентных свойств и других физико-химических, характеристик, а танке использование их в качестве полупродуктов в синтезе других люминофоров 7-аминокумаринового ряда.

Научная новизна. Впервые разработай одностадийный метод введения, аминомэтильной группы в голодание 3 7-аминокумаринового ядра, реакцией Макииха.. Впервые исследована реакция получения 3-арилметилышх- производных' 7-аминокумаринов конденсацией 7-аминокумаринов с м-аминофенолами в присутствии . формальдегида и разработан . метод получедая : метилен-бис-7-диалкша?мокумаринов. Изучены методы синтеза 3-й 4-гидроксиматилышх производных 7-

диалкиламинокумаринов, в результата чего получен ряд новых продуктов на их основе. Впервыэ получены 4-азидо-7.-диалкиламиноку~ марины и продемонстрировано участие их в реакциях [3+2}-цикло-ггрисовдошешя с замещенными алкинаш, приводящих к новым 4~ триазолил-7-диалкиламинокумаринам. Изучены спектральнолшинес-центные характеристики более 50 новых 7-аминокумаринов, фпюорео~ цирувдих в диапазоне 445-580 нм. Впервые исследована основность серии з-аминометил-7-даалкиламинокумаринов, установлено место первичного и вторичного протонирования указанных соединений. .

Практическая ценность работа. Разработаны препаративные способы получения 3-аминометил-, З-арилмэтил-7-даалкиламивокумври-ыов, 3- и 4-гидроксшэтш1-7-даатсиламшюкумаринав; синтезированные по оригинальным методикам 7-аминокумаршш оказались ценными полупродуктами для синтеза З-метапензамещедаых производных. Разработан метод получения новых флооросцирунцих в диапазоне 490-525 нм гетарилпроизводных 7-диалкиламинокумаринов циклоковденсациея 4-азидо-7-диалкиламинокумаринов с замещенными алкинами. Обнаружено, что алдилшдшопроизводшв 7-дкалкиламинокумаринов являются хорошими фшоорофорами при использовании их в качестве сополимеров при изготовлении флюоресцирующих пластиков.

Апробация работы. Материалы работы докладывались на 6 Всесс юздай конференции "Лшинофори-90" Харьков, 1990.

Публикации. .По теме диссертации опубликована Г статья и 1 тезисы докладов, получено I авторское свидетельство.-

Структура и объем работы. Диссертация построена традиционнс и состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов (4 раздела), экспериментальной части, выводов, списка цитиру-

емой литературы (139 наименований). Работа включает I рисунок, 23 таблица. Полный объем диссертации составляет 153 страницы,

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Основной задачей диссертации была разработка методов синтеза новых 7-аминокумарияовых красителей, содержащих заместители в положениях 3 и 4. Для решения этой задачи представлялось перспективным изучение реакций прямого введения заместителей в кумарино-вое ядро, а такке изучение реакционноспособных полупродуктов 7-аминокумаринового ряда, которые мокло было использовать как сип-тоны. В первом подходе наиболее эффективным оказалось применение формальдегида в реакциях конденсации, во втором подходе были осуществлены целенаправленные синтезы на основе замещенных ацетоук-сусных эфиров, а также на базе 3- и 4-галогензамещенных 7-диалкиламинокумаринов.

2.1. 7-/минокумарины в реакции Манниха.

Реакция Манниха является классичесиким синтетическим методом введения сложного заместителя в активированные к электрофильной атаке системы. Поскольку в литературе отсутствовали какие-либо сведения о поведении 7-аминокумаринов в данной реакции, мы поставили задачу исследовать возможность синтеза различных 3-адящометил-7-аминокумаринов в условиях реакции Манниха с целью получения новых люминофоров. Реализовать: поставленную задачу удалось при проведении реакций'в.уксусной кислоте, добавляя неболь--

- з -

той избыток формальдегида, взятого в вида формалина и I акв. соответствующего амина. В качестве исходных объектов была выбрана серия 7-даалкиламинокучаринов 1-10. Соединения 4-6 синтезированы нами впервые с целью расширения ассортимента исходных веществ на основе 4-Мбтил-7-аминокумарина (Соишаг1п-120) . алкилированием 1,3-дибромпропаном, 1,4-хлорбромбутаном и 1,6-дабромпентаном в растворе ДМФА в присутствии гидрокарбоната натрия.

1Ле

4 Соигпшр-120

I

В реакции с кумаринами 1-3, 5-10 били введены трет-Оутиламин, вллиламин, бензиламин, пиперидан, морфолин, и-метилс^тадвциламиь и имидазол.. Соединение 4 не удалось ввести в реакцию Ыаэдоиха из-за разложения азегидинового цикла в кислой среде.'В результате с выходами 60-95 % были получены кумарины 11-27.' V. •

-к -

А - . 2 Ч Мр 4-

тГ^ М-

. ц-20 зо-зг

1-3, 11-18 и=Е1; 5,19 ю?,=и(сня)»; 6,20 няя=м(сна)8; 1,7,11,21

2,5,6,8,12-17,19,20,22-25 3,9,18,26 ц*=сГ; 10,27

В1=^(снасня)20; 12,30 13,22,31 й»=сн2сн=сн,; 14;23,32

яа=снарь; 15 няака=и(сна),; 11,16,18-21,24,26,27 мв2н3=м(снасн3)ао; 17 шая3=ы-имидазолил; 25 мя'н^мСсНз^вН;,*; 12-14, 22,23 НЭ=Я

В случаях первичных аминов в слэдовых количествах в реакционных смесях по данным ШР зафиксировано наличие бис-аддуктов о участием двух молекул кумарина: Для более строгого подтвержедния этого факта на основе кумаринов 14 и 23 были синтезированы и идентифицирована соединения 28 и 29. С целью выяснения возможности получения водорастворимых люминофоров на примере кумаринов 12-14 и 22

-Г-

были выделены также ацетата 30-33. Строение синтезированных соединений следует превдэ всего из спектров ПНР, в которых сигналы

* *

метиленовых протонов, связанных с атомом С^ (О^д^) . проявляются обычно в виде несколько уширенных, сйнглетов в интервале 3,43,9 ы.д. Для кумаринов 12-14, 22 и 23 ХС протонов групп Ш заключены в интервале 2,0-3,2 ы.д., что свидетельствует об отсутствии внутримолекулярной водородной связи в этих соединениях. Данные ПМР не позволяют сделать заключение о внутримолекулярной водородной связи в солях 30-33, поскольку сигналы протонов НН^ смещаются в слабые поля не более чем на 5 м.д., что обычно для прото-нированных алкилашшов. Длинноволновый максимум в спектрах поглощения соединений 11-33 в этаноле наблюдается в диапазоне 369-4К им в зависимости от заместителей в положениях з, 4 и ?. Сопоставление спектров поглощения кумаринов 1-3, 5-10 и кумаринов 11-2! позволяет прийти к заключении о слабом алектроноакцелторном воздействии З-аминометильной группировки на систему 7- аминокумари-

яЬ

на- батохромннй сдвиг при введении данного заместителя со

ставляет ~3-И нм. Элэктроноакцепторное влияние заместителя :

положении 3(11) несколько возрастает яри переходе от кумарино

о ь

12-14, 22 к соответствующим; солям 30-33 нм). Переход о

' . - ■ 7-диэтиламинопроизводных к/юлолидановым аналогам приводит к бато

аЬ

хромному сдвигу приблизительно на 15 нм. Кумаршш 11-33 этаноле флюоресцируют в области 460-494 нм с квантовыми выходам 0,10-0,91. Квантовые выхода флюоресценции .одолидановнх произвол

Здесь и далее в скобках указаны номера аналогичных атомов С и Н в юлолидановых производных.

- б —

них 21-24 при прочих равных условиях выше, чем у остальных 7-диалкиламинокумаринов. Слабая флюоресценция хлоркумаринов 18-26 согласуется с литературными данными о других 4-хлор-7- аминокума-ринах.

2.2. Основность З-аминометильных производных

Солеобразущая способность З-аминометильных соединений была изучена ввиду особого интереса к водорастворимым лазерным красителям. Основность кумаринов 11,13,16-18,21,23 и 24 была определена в водно-этанольннх (1:1) растворах. Первичное протонирование происходит по атому азота заместителя в полокении 3. Подтверждением этому является заметное смещение в длинноволновую область абсорбционного и эмиссионного максимумов (ÄX^I~4-I5 нм, нм) при сохранении флюоресценции, которая для ншолидиновых производных 21,23, 24 становится далее более интенсивной, чем у нейтральных молекул. Значения рК* сопряженных кислот рассматриваемых 7-аминокумаринов заключены в пределах 5,5-8,3 ед. и, как показывает оценка по Ферстеру (рК* )1 , для большинства молекул возрастают в возбужденном состоянии на 1,7-1,9 ед. Исключение составляет кумарин 17, где смещение йбеорбционного максимума нм) и возрастание основности в возбуященном состоянии (ДрКа~0,7) существенно ,меньше. Данная аномалия объясняется спецификой протонирова-ния кумарина 17, в котором наиболее основным центром является атом имидазольного цикла. Вторичное протонирование рассматриваемых кумаринов затрагивает атом азота в положении 7 и приводит н резкому гипсохрошому сдвигу максимума поглощения и тушению

флюоресценции (АЛ^х~80-90 нм). Значения рК*1 определяются спецификой строения 7-даалкиламиногруппы и, для 7-Диэтиламинопроиавод-ных 11,13,15-18, на 0?6-1,Б порядка вше, чем для кумаринов 21, 23,34. Оценка значений (pH*)11 указывает на резкое падение основности при возбуждении, характерное и для других 7-N-npoioHH-рованных кумаринов.

2.3. Синтез З-арилметильных производных 7-диалкиламинокумаринов и метилен-Оис-7-даалкиламинокумаринов .

Учитывая достаточно высокую реакционную способность центра 0(3) в реакциях амнномэтилировання, мы исследовали также реакции 7-аминокумаринов о фенолами и м-аминофенолами в присутствии формальдегида в качестве связующего элекгрофильного реагента. Синтез! проводили в растворе уксусной кислоты,. растворяя соответствующий исходный кумарин и добавляя небольшой избыток формальдегида, взятого в виде формалина. Как оказалось, ожидаемые продукты сшивки молекулы кумарнна и молекулы фенола через метиленовый мостик £ положении з кумаринового ядра имели место только в случае м-аминофенолов. В результате били получены кумарины 34-37 с выходами 66-100 Ж, при конверсиях/45-IOO %. -

Фенол, гидрохинон, флорорлюцин и пара-аминофе.нол не вступали в реакцию в данных условиях. При нагревании кумаринов 7 и 8 с формалином в уксусной кислоте удалось обнаружить в реакционной смеси бис-аддукты 38 и 39 с выходами 29 и 23 Ж соответственно.

-8-

■Г, 36 2,37 К=Мэ

36,3'+ .

Строение синтезированных соединений подтверждено денннш элементного анализа, ЙК и ПМР спектроскопии. В спектрах ПМР сое-динешй. 34-39 помимо обычных сигналов протонов 7-аминокумариновой молекулы характерны!« является сигнал протонов С(3)~С%(С(Ю)_®12) группы, регистрируемого в форме синглета в диапазоне 3,6-4,1 м.д.

СНф/НгО А с СИ

зб ,т

7,38 К-Н; 8,39 11=М9 Са^юение бискумарина 38 подтверждает также спектр ЯМР10С в котором сигнал мвтилековой группы проявляется при 20,03 м.д.

В электронных спектрах соединений 34-39 в этаноле или ацето-нитриле наблюдается небольшой Оагохроыный сдвиг, максимума длинноволнового поглощения ' "6-15 нм) по сравнению с исходными кумаринами, что указывет на слабое електроноакцэпторное воздействие заместителей при атоме С^ <С(Ю)) Соединения 36 и 37 флюоресцируют в диапазоне 455-460 нм, а соединения 34,35,38 и 39 - в диапазоне 468-482 нм а обладают низким квантовым выходом флюоресценции .(<{>£<0,1).

2.4» Синтез и реакции 3- и 4-гидроксиыетил-7-даалкилаывдокумаринов

Специальный интерес представляла возможность синтеза 3-гидроксиметильшх производных 7-ашшокуыаришв, могущих стать полупродуктами для получения флюоресцентных меток - реакционно-способных хлорметил-7-аминокумаринов. Довольно простым способом получения рассматриваемых соединений оказалось; восстановление соответствующих З-фэрмил-7-аминокумаринов 40-42. Синтезы проводили в абсолютном атаноле, добавляя порциями эквивалентное количество тетрагидробората натри^, в результате были цолучош куыариад 43-45 с выходами 20-75 *./••.'

^ . О 0. . Е±0Н • •

40,43 Л^Н; 41,44 КТ=Ме; Н=-(СН2)3-С-орТО;' 42,45 ^=01;

{1=- (СН2 )д-С-орто

В спектрах ПМР спиртов 43-46 кроме характерных сигналов протонов 7-аминокунаринового фрагмента регистрируется синглет мети-леновых протонов гвдрокснмэтильной группы в области 4,6-4,8 м.д. Обладая слабыми элэктроноакцепторными свойствами, гидрок'симе-тильная группа в ряду рассматриваемых соединений незначительно смещает максимум флюоресценции в длинноволновую область по сравнению о соответствующими назвмещенными кумвринами 5-17 нм). Электроноакцапторяое влияние атома хлора в положении (9) кумарина 45 приводит к багохрогоюму сдвигу К^ в этаноле пли ацетонитриле примерно на 15 нм и батофлорному смещению эмиссионного максимума на 12-20 нм по сравнению с кумарином 44.

Отдельное внимание в работа было уделено синтезу 4-гидроксшютпьшх производных 7-аминокумарииов. Оптимальным способом синтеза данных соединений оказалось получение по Пехману бензойных или уксуснокислых эфиров 49-52 с дальнейшим гидролизом полученных производных. В качестве исходных соединений для реакция Пехмана : использовали бензоилоксиацетоуксусный или ацетоксиа-цетоуксусный эфяры 47,48 и соответствующий. м-аминофэнол. В свою очередь, ацетокси- и бензоилоксиацетоуксусный эфир 47 и 48 были получены взаимодействием 7-бромацетоуксусного эфира с ацетатом или бензоатом натрия при нагревании в сухом ацетонитриле с выходами 63 и 80 % соответственно. Синтез кумаринов 49-52 по Пехману проводили нагреванием эквивалентных количеств исходных соединений в реакционной колбе при температуре 95-П0°С в присутствии хлористого цинка. В результате с небольшими. выходами (< 20 %) удалось получить кумарина 49-52.

- -Л -

4.выО-5*е О

/Не СОСИг СОхвЬ Я'-ё-О^СОСН^вЬ

^ ОСН^ОСИ^СОрЕЬ

ч..

о и

кч-вг

49 К'=Ас, и=Еи 50 к«=Ас, л=-(СН2)3-С-орто; 51 Н'=Ва, R=Et; 52 И'^Ва, И=-(С^ )3-С-орто

Основным гидролизом кумаринов 49, 50 в абсолютном метаноле > добавлением эквивалентного количества раствора метилата натри, были получены целевые соединения 53, 54 с выходом 76-80 %

¿гУчЛ- .

"" ц%50 • 53,54 .

49,53 Л=Е1; 50,54 ЕМСН^-С-орто

/1 ' , ■

- • • ' ■ I

В спектрах ЩР соединений 49-54 (табл., 11,12) регистрируют ся сигналы протонов фрагмента СН^О.в области 0^4,8 м.д. для спир тов 53, 54 и в интервале О 5,2-5,5 м.Д. для сложных вфиров 49-52 Влияние гидроксиме тыльной группы на длинноволновый максимум по глощения и максимум флюоресценции в электронных спектрах аналс

-\г -

гично наблюдающемуся для спиртов 43-45, Кумаринилкарбинолы 53 и 54 являются, довольно эффективными люминофорами («р^ 0,66-0,99). Флюоресценция эфиров 49-52 менее интенсивна.При переходе к сложным эфирам 49,50 наблюдается небольшой батохромный сдвиг нм, что' свидетельствует о незначительном увеличении электроноак-цепторных свойств 4-ацетоксиметш1Ьной грушш по сравнению с 4-гидроксиметильной группой. На примере кумарина 53 была изучена возможность получения 4-формил-7-даэгиламйнокумаринов. При окислении избытком диоксида марганца в сухом бензоле был получен 4- ' формил-7-аминокумарин 55 с выходом 67 %. ' .

Мг>01

5Г5

Наличие формальной группы в положение 4 в случае соединения 55 приводит к резкому батохромному сдвигу максимума длинноволнового поглощения (ЛА^~75 нм) и максимума флюоресценции "130 нм) по сравнению с 7-диэтиламинокумарином и сопровождается тушением флюоресценции. На примере спирта 56 была продемонстрирована возможность синтеза реакционноспособной флюоресцентной метки' - гидрохлорида 3-хлорметил-4-метил-7-дизтиламинокумарина. Синтез проводили в сухом хлористом метилене при добавлении 3 акв. хлористого тиснила. В результате с количественным выходом была получена соль 57. ' .

~ \Ъ~

ме

№ъ

О СИгиь О-ИЧ

НС£

, Соединение 57 обладает исключительно высокой реакционной способностью по отношению кнуклэофилышм реагентам, в частности, легко реагирует о первичными и вторичными аминами с получением оснований Маякиха.

■ При добавлении к соли 57 2 экв. этилата натрия, растворенного в абсолютном этаноле, был получен эфир 58 с количественным выходом.

Ме + , СИ>РРЬ}

т

НаУ СИ=сН

Ме

60

Соединение 57 легко реагирует с трифенилфосфином при проведении реакции в абсолютном даоксане при эквивалентном соотношений исходных реагентов и кипячении реакционной смеси. В результате образуется гидрохлорид трифенилфосфониевой соли 59 с количествэн-

ним выходом.

При нагревании соли 59 в абсолютном диоксане в присутствии 2 экв. гидрида натрия был синтезирован бкс-аддук? 60 с выходом 85 %. Строение синтезированных соединений подтверждено элементным анализом. и необходимыми спектральными данными. - Соединение 58 интенсивно флюоресцирует в области 460 нм (<рг 0,61). Удлинение цепи юс-сопряжения в случае кумарина 60 приводит к смещению эмиссионного и абсорбционного максимумов в длинноволновую область (АА.^Х "99 нм, ЛЛ^ -91 нм) по сравнению с 4-метил-7-даэтиламинокумари-ном. •.-.■".

2.6. Синтез и реакции 3-й 4-замещенши 7-диалкиламинокумаринов на основе 3- и 4-галогенкумаринов

С целью модификации кумаринового ядра и выхода к новым эффективным люминофорам был проведен ряд разведочных экспериментов на основе З-.и 4-галогенкумаринов. Так, на примере доступного . 3-иодкумарина 61 была осуществлена реакция Кастро при нагревании кумарина 61 с 2,6 экв. фенилацетиленида меди до 155°0 с выходом 22 % и конверсией 50 % был получен 4-фенилэтшшлкумарин 62, '

3 СиС-С-РИ = С-РЬ

ш

6< • / &

Обработкой 4-хлор-7-диэтиламинокумарина 3 цианистым натрием удалось ввести цианогруппу в положение 4 кумаринового ядра. Син-

тез проводили, в смеси диоксана и метанола в присутствии бикарбоната натрия. В результате с выходом 21 % синтезирован 4-цианоку-марин 63.

СЫ '

Гсг он

ШОН, Ь"

63

3

Реакция 4-хлор-7-диэтиламинокумарина с I экв. р-нафтола в кипящем метаноле в присутствии бикарбоната натрия приводила к образованию 4-нафтилоксикумарина 64 с выходом 49 %.

Кумарин 62 имеет интенсивную флюоресценции (<рг 0,91). Увеличение цепи сопряжения в этом случае отражается также в длинноволновом смещении эмиссионного максимума на 28-36 нм и .абсорбционного максимума на 47 нм по сравнению с 7-диэтиламинокумарином. Введение циано-группы в положение 4 кумаринового ядра смещает Я.®^ примерно на 100 нм в длинноволновую область. Напротив, 'в электронных спектрах соединения 64 в этаноле или ацетонитриле обнару- -живается смещение абсорбционного и эмиссионного максимумов в коротковолновую область по сравнению с 7~диэтиламинокумарином (АЛ^х 14-16 нм, 5-12 им). Другим примером реакций нуклео-

фильного замещения с участием галогенпроизводных 7-аминокумаршюв является осуществленная нами реакция 4-хлор-7-диэтиламинокумарина (3) и 3-циклогексил-4-хлор-7-диэтилакинокумарина (65) с азидом натрия. Синтезы проводили в абсолютном ДОФА при нагревании до температуры 95°С в присутствии 1,2 экв. азида натрия. Соединения 66 и 67 были получены с.выходами 97 и 20 Ж соответственно.

— А6

се ыг

ГУМ ^ .. ^У

№г. 0 " ««а.

3,65 и ,61

3,66 й=Н; 65,67 Е=цикпогексид

Кумарины 66 и 67 не обладают флюоресценцией, но являются реакци-онноспособными продуктами, что позволяет использовать их в синте-'' зе других люминофоров. Так, па примере соединения 66 нами били изучены реакции циклоприсоединения с замещенными алкинеми: фенил-ацетиленом, пропаргиловым спиртом, этиловым и изопропиловым эфи-рами ацетиленкарбоновой кислоты, (метилпропаргил)ацетатом, про-паргилхлоридом, толаном. Обычно синтезы проводили, растворяя кумарин 66 в избытке соответствующего замещенного алкина в молярном соотношении 1:2,5 и нагревая реакционную смесь до температуры 130-140°0. В результате с выходами 12-76 % были получены кумарины 68-75. ^

V . V •

се . ¿8-15

68 Й=Н, И'=РЬ! 69 Д=РЬ, Н'=Н; ГО Н=Н, Я'=СЯ2ОН; 71 Н=Н, Н'-СООСН(Ма)2-, . 72 11=Н, 11'=СООЕ1;; Тз Й=Н; Н'=СН(Мв)ОООМе; 74 И=Н, й'=СНг01! 75 1?=Н'=И1

- Щ -

Наиболее сложной задачей было установление точной структуры 4-три83олилкумаршюв 68-75, которые могли существовать в различных изомерных формах. Проблема была решена с применении спектроскопии1 двумерного ПМР, а также привлечением расчетных данных.

/Анализ экспериментальных результатов с точки зрения электронной природы заместителя в алкине позволяет сделать вывод о том,- что 4'-замещенные триазолы образуются в случае электроноак-цепторных заместителей (соединения 71 и 72), а 5'-замещенные, производные - при наличии достаточно электронодонорных замещенных алнильных групп. Промежуточное положение занимает фенильная группа, при этом реакция утрачивает региоселективность (соединения 68 и 69). Полученные данные хорошо согласуются с традиционным представлением рассматриваемых реакций, как согласованных, протекающих, например, по механизму даполярного [3+2]-циклоприсоэдинения, причем электронодефидатным концом - диполя является 7-атом азота езидного заместителя.

,А

N3

, О'^о № .

где А - акцептор, Д - донор

N.

2 1

/1

.«•»Г

15

Ку'мартан 68-75, содержащие триазольный цикл в положении 4 интенсивно йдеоресцируют' в области 490-525 нм. Длинноволновое

смещение абсорбционных максимумов связано как с. увеличением гс.иг-сопряжения, гак и с наличием дополнительного электроноакцеп-торного заместителя, каким является триазольный фрагмент в указанных соединениях. Несколько необычно протекает реакция ■ 4-азидокумарина 66 с бензимидазолом. В этом случае при нагревании реагентов при температуре 140°С было получено соединенна 76 с выходом 22 %.

66 46

Возможный механизм данной реакции включает образование нит-рена и его атаку молекулы бензимидазола, сопровождающуюся образованием промежуточного продукта циклоприеоеданения, разрывом связи и-н и рядом последовательных миграций протонов."

Строение соединения-76 следует из спектра ПМР, в котором в области 4,10 м.д. наблюдается сигнал 4-кН2-групш, соответствующий по интегральной интенсивности двум прогонам, а также сигнал бензимидазольного протона при 8,08 м.д. и характерные сигналы ароматических протонов б'-Н,. б'-Н и 4'-Н, 7*-Н в области 7,2-7,9 м.д. Соединение 76 интенсивно флюоресцирует в этаноле при 510 нм.

. •'■ ' . '. ВЫВОДЫ" ; ';'

I. С поморю'реакции Манниха 4-заыещенных 7-диалкиламиноку-маринов с рядом первичных и вторичных аминов впервые синтезирова-

-ЛЪ -

на Серия новых 3-аминометильных производных 7-аминокумаринов, флюоресцирующих в екнем диапазоне видимого спектра- Получены ацетаты Згамшометил-7-диалкиламинокумаринов, обладающие водораство-римостыо и высокими квантовыми выходами флюоресценции.

2. Изучена основность ряда З-аминометил-7-диалкиламинокума-рийов. Установлено,. что первичное протонирование происходит по атому азота заместителя в положение 3 при сохранении флюоресценции.'. Вторичное протонирование указанных соединения затрагивает атом азота в положении 7 и сопровождается тушением флюоресценции.

.'3. Реакцией 7-диалкиламинокумаринов с формальдегидом получены метилен-бис-диалкиламинокумарины. При взаимодействии 7-диалкиламинокумаринов с формальдегидом в присутствии мата-диалкиламинофенолов с высокими выходами получены 3-арилмэтильные. производные 7-диалкиламшокумаринов. Изучены спектрально-.люминесцентные свойства.данных продуктов.

4., Восстановлением З-форшл-7-даашшаминокумаривов тетраги-дроборатом натрия получены З-гидроксиметил-7-даалкиламинокумари-На примере 3-гщроксиметил-4-метил-7-диэтп8минокумарина обработкой хлористым гионилом получен гидрохлорид соответствующего ;3-хлорметильного производного и продемонстрирована возможность использования его в качестве флюоресцентной метки в реакциях с нуклеофилъныт реагентами - вторичными аминами, этилатом натрия и тряфонилфосфгаюм.

5; Разработан метод синтеза 4-гидроксиметильных производных 7-диалкиламинокумаринов, представляющий собой конденсацию Пехмана мета-даалкиламдаофенолов с ацетокси- или бензоилоксиацетоуксусным эфиром с последующим гидролизом полученных 4- вцилоксиметилкума-

ринов.

6. Взаимодействием 4-хлор- и З-цжлогексил-4-хлор 7-диэтил-еминокумаринов о азидом натрия синтезированы соответствующие" 4-азидо-7-диэтиламинокумарины. Исследованы реакции 4'азидо-7-даэт;ил-аминокумарина с замещенными ацетиленами, приводящие к 4-триазолил-- .7-аминокумаринам, обладающим интенсивной флюоресценцией в диапазоне 490-525' нм. С применением спектроскопии ПМР установлено строе-■ яие образующихся изомеров.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах;

1. Соколов A.B., Паталаха Н.С. З-Хлорметал-7-аминокумариновыэ •• флюоресцентные метки //Тезисы 6 Всесоюзной конференции ЛЛюминофоры-9р". - Харьков, Г990. -с. 194.

2. Соколов A.B., Кирпиченок М.А., Паталаха Н, С., Грандберг tf.И. . . Синтез, спектрально-люминесцентные и кислотнб-основные свойства 3-амином9тйл-7-даалкиламинокумаринов // ХГС. - 1991. - Л>. ТТ. - с. I494-I50I. ''..••■ . .

3.' Барашков H.H., Сахно'Т;В., Муравьева Т.М., Поплавский А.Н., Дюмаев K.M., Киргтиченок М.А., Грандберг И.И,, Соколов A.B., Годунов Л.А. .Светостойкий лолимбтилметакрилат с люминофорными звеньями в цепи. - A.c. 1776659 (СССР) - Опубл. в Б.И. - 1992,

43. _ ■. ; '

. - Z4 -