Циклизации в ряду ацетиленовых производных 9,10-антрахинона тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

гто од

1 1 НОП 1923

На правах рукописи

Иванчикова Ирина Дмитриевна

УДК 66.095.252:547.673:547.312

ЦИКЛИЗАЦИИ В РЯДУ АЦЕТИЛЕНОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ 9ЛО-АНТРАХИНОНА

(02.00.03 - органическая химия)

Автореферат диссер7ации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Новосибирск - 1996

Работа выполнена в Институте химической кинетики и горения СО РАН и Новосибирском государственном университете

Научные руководители:

доктор химических наук, профессор М.С. Шварцберг, доктор химических наук, профессор A.A. Мороз

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор В.Я. Денисов кандидат химических наук Л.С. Клименко

Ведущая организация:

Российский Университет Дружбы народов, г. Москва.

Зашита состоится "-f. "А/ок^ябпя 1996г. в 915 часов на заседании диссертационного совета Д002.42.01 при Новосибирском институте органической химии СО РАН 630090, г. Новосибирск-90, проспект акад. Лаврентьева, 9.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского института органической химии СО РАН

Ученый секретарь специализированного совета

доктор химических наук

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Ацетиленовые производные хинонов - новая группа щетиленовых соединений, систематическое изучение которых началось не лногим более 15 лет тому назад. Эти соединения обладают присущей всем щетиленам высокой реакционной способностью. Вместе с тем, их свойства >лагодаря влиянию хиноидного ядра на тройную связь имеют определенную :пецифику. Весьма своеобразны свойства функциональнозамешенных ацети-книлхинонов, в которых ацетиленовая и функциональная группы испытывает воздействие ядра и значительное взаимное влияние.

Разнообразная реакционная способность ацетиленилхинонов делает 1ерспективным их применение в качестве ключевых полупродуктов при потении сложных и функционализованных хиноидных структур. Вопрос о >азработке новых методов синтеза хиноидных соединений особенно остро >стал в 70-х годах, когда центр тяжести исследований в химии хинонов начал :мещаться из традиционной области хиноидных красителей в область квали-|>ициг-ванного многопланового тонкого синтеза. Развитие в таком направле-ши было вызвано, в первую очередь, открытием противоопухолевых антра-шклиновых антибиотиков, последовавшим вслед за этим получением эффек-ивных синтетических и природных лекарственных препаратов, а также с воз-¡астаюшей потребностью в различных материалах для новых областей техники.

Введение в синтетическую практику ацетиленовых производных хино-юв в качестве синтонов невозможно без разработки удобных методов синтеза I выяснения химических особенностей этих соединений. Поэтому изучение :имических свойств и выявление особенностей реакционной способности аце-иленовых производных хинонов представляется актуальной задачей.

Важнейшей группой реакции ацетиленилхинонов являются реакции шклизации, приводящие к образованию полициклических конденсированных иноидных соединений. Многие подобные соединения встречаются в природе, вляются мощными лекарственными препаратами или обладают другими |рактически полезными свойствами (митомццины, ендииновые антибиотики I т.д.).

Цель работы заключалась в изучении особенностей реакций гетероцик-изации (1,2)-вш<.-функциональнозамещенных ацетиленил-9,10-антрахинонов

и разработке на этой основе методов синтеза новых или труднодоступных иными способами конденсированных гетероциклических систем.

Научная новизна. Впервые изучен ряд реакций циклизации виц.-функциональных 1- или 2-ацетиленовых производных 9,10-антрахинона.

Показано, что 1-ацетиленил-9,10-антрахинон-2-карбоновые кислоты, в отличие от аналогичных орто-замещенных бензойных кислот, циклизуются в присутствии Си(1) преимущественно в 5-, а не у-лактоны. Направление реакции зависит от относительной стабильности возможных продуктов, которая в значительной степени определяется строением ароматического ядра исходного соединения.

Установлено, что 1-ацетиленил-9,10-антрахиноны реагируют с N^N42-с образованием циклических продуктов - 4#-антра|9Л-с^]-1,2-диазепин-8-онов и 7#-дибензо[</е,А]хинолин-7-онов. Антрадиазепиноны в присутствии МЬ^Нг претерпевают сокращение цикла с потерей атома азота и превращаются в соответствующие дибензохинолиноны. Предложена схема этой рецик-лизации. 2-Замещенные 1-ацетиленил-9,10-антрахиноны дают с МНгРШг только 7Я-дибензо[г/е,Л|хинолин-7-оны, но если заместителем в положении 2 является алкоксикарбонильная группа, образуются два продукта - эфир 2-замещенной 7#-7-оксодибензо[£/е,А]хинолин-4-карбоновой кислоты и 2-замещенный 3-амино-3,4-дигидронафто[2,3-у]изохинолин-4,7,12-трион. Циклизация в аминолактамы в основном протекает не через гидразид кислоты, а как и в пиридины, через продукт присоединения ЫНгМНг по тройной связи исходного соединения.

Обнаружено, что диазотирование 1-амино-2-ацетиленил-9,10-антра-хинонов в смеси разбавленной минеральной кислоты и диоксана и последующая гетероциклизация приводят, в противоположность известной циклизации орто-ацетиленилбензодциазониевых солей по Рихтеру, к образованию пиразольного, а не пиридазинового цикла; в зависимости от строения исходного ацетилена и условий продуктами реакции являются 1#-3-ацил- или 1Н-3-(1,1-дихлоралкил)нафто|2,3-£]индазол-6,11-дионы.

Найдено, что известный общий метод кросс-сочетания арилгалогенидов с терминальными ацетиленами в присутствии комплексов Р<1 не пригоден для получения ацетиленовых производных из 2-замещенных 1-иод-9,10-антрахи-нонов, напротив, те же иодиды весьма реакционноспособны в аналогичной конденсации, протекающей при содействии Си(1). Предположено, что причиной

неэффективности палладиевого катализатора являются пространственные затруднения при образовании объемных интермедиатов.

Практическая ценность. В рамках единого подхода, заключающегося в применении в качестве ключевых соединений ««(.-функциональнозамещен-ных ацетиленовых производных 9,10-антрахинона, разработаны общие методы синтеза новых ангулярно конденсированных гетероциклических хиноидных систем - 1Я-3-ацилнафто[2,3-£]индазол-6,11-дионов и 2-замешенных наф-то|2,3-/]изохинолин-7,12-дионов и их N-oкcидoв.

Разработан удобный способ получения замещенных 7 И-дибензо \de.h)-хинолин-7-онов и неизвестных ранее 4Я-антра[9,1-с</1-1,2-диазепин-8-онов циклоконденсацией 1-ацетиленил-9,10-антрахинонов с ИНгТ^Нг-

Показано, что ацетиленовая конденсация арилиодидов в условиях Си-катализа в водно-органических средах является эффективным методом получения разнообразных ацетиленовых производных антрахинона; выявлены некоторые ограничения метода.

Апробация работы. Результаты работы были представлены на I Всесоюзной конференции по химии хинонов и хиноидных соединений (Красноярск, 1991), V Всесоюзной конференции по химии азотсодержащих гетероциклических соединений (Черноголовка, 1991), 14 Международном конгрессе по химии гетероциклов (Антверпен, 1993), Симпозиуме ИЮПАК по металлоор-ганической химии (Утрехт, 1991), 15 Международном конгрессе по химии гетероциклов (Тайпей, 1995).

Публикации. Основной материал диссертации опубликован в 4 статьях и тезисах 6 докладов на всесоюзных и международных конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав и выводов и изложена на 149 страницах машинописного текста. В первой главе приведены литературные сведения о синтезе конденсированных гетероцик-чических структур на основе ацетиленовых ароматических производных. Во зторой главе изложены и обсуждены результаты собственных исследований, в гретьей - приведены методики синтезов. Материал иллюстрирован 19 табли-дами, 6 рисунками и 1 схемой. Список цитируемой литературы включает 149 «именований.

б

Содержание работы

Задача диссертационной работы включала изучение особенностей гете-роциклизации 1- или 2-ацетиленовых производных 9,10-антрахинона, имеющих в соседнем положении (соответственно, 2 или 1) карбоксильную, альдок-симную, гидразидо- и диазогруппу. Перечисленные функциональные заместители содержат не менее двух гетероатомов. Поэтому общим для всех этих ан-трахиноновых производных является принципиальная возможность внутримолекулярной циклизации в нескольких направлениях.

Циклизация 1-ацетиленил-9,10-антрахинон-2-карбоновых кислот.

Нами изучена циклизация 1-ацетиленил-9,10-антрахинон-2-карбоновых кислот (1а-с), катализируемая соединениями Си(1). Известно, что в этих условиях ор/ло-ацетиленилбензойные кислоты проявляют тенденцию к замыканию у-лаетонного кольца, в то время как для кислот ряда 5-членных гетероциклов характерно образование 5-лактонов.

Ацетиленовые кислоты 1а-с получали по схеме:

1?= Ви («), РЬ (Ь), СН2ОР11 (с); "Р1)-Си"= Р11(РР113)гС12-Си1-ЫЕ1]

Попытки кросс-сочетания эфира 1-иод-9,10-антрахинон-2-карбоновой кислоты 3 с терминальными ацетиленами в эффективной каталитической системе Ра(РР11з)2С12-Си1-ЫЕ1з неожиданно оказались безуспешными. Было предположено, что эти осложнения объясняются стерическими затруднениями и связаны с образованием в процессе реакции объемных органопалладиевых комплексов. Учвитывая, что другой вариант сочетания - ацетиленовая конденсация при содействии Си(1) не включает образования объемных интерме-диатов, мы ввели эфир 3 в реакцию с ацетиленидами Си(1) 4а-с. Конденсация протекала в исключительно мягких для этого способа условиях (45°С, 30 мин); выходы ацетиленовых эфиров 5а-с составляли 86-96%.

Ацетиленовые кислоты 1а-с циклизовали в присутствии фенилацетиле-нида Си(1) 4Ь в пиридине при 20°С. При этом, как было установлено, 1а и 1Ь, в отличие от аналогичных ацетиленовых производных бензойной кислоты, дают практически только 5-лактоны 6а,Ь , а кислота 1с, имеющая гетероатом в ненасыщенной боковой цепи, образует смесь соизмеримых количеств бс и у-лактонов 7с .

СНСИ2ОРГ1

с=ся __соон

о 1з-с

К= Ви (а), РИ (Ь), СН2ОРЬ (с).

Размер гетероцикла в 6а,с и в 7с определен по мультиплетности сигналов в спектрах ПМР эндо- или экзоциклической СН-группы, образовавшейся в результате реакции, и а-СНз-группы заместителя Я.

Для выяснения структуры 6Ь к эфиру 5Ь присоединяли пирролидин и полученный адцукт 8 гидролизовали на БЮг в фенацилантрахинон 9. Заданное положение карбонильной группы в боковой цепи 9 обеспечивалось ре-гионаправленностью нуклеофильного присоединения амина. Продолжительный гидролиз 8 или 9 на 5102, как и кислотный гидролиз 8 (и 5Ь) приводил к 6Ь. Все это однозначно доказывает, что соединение 6Ь является 8-лактоном -4#-2-фенилантра[2,1 -с]пиран-4,7,12-трионом.

О СшСРЬ

о 5Ъ О 8 о 9

Таким образом, 1-ацетиленовые производные антрахинон-2-карбоновой кислоты циклизуются в присутствии Си(1) с замыканием 6-членного лактонно-го кольца исключительно или наряду с 5-членным.

Чтобы оценить основные факторы, определяющие регионаправленность процесса, экспериментальные сведения о циклизации кислот 1 и аналогичных производных бензола и пиразола были сопоставлены с квантово-химическими расчетами распределения зарядов в молекулах этих соединений и энергетических характеристик простейшей модели реакции, в качестве которой была

принята циклизация анионов кислот в отсутствие Cu(I)*. Наблюдаемые закономерности более всего согласуются с рассчитанными тепловыми эффектами реакции, которые можно рассматривать как термодинамическую характеристику устойчивости продуктов (в условиях обратимости реакции). Циклизация рассматриваемых карбоновых кислот протекает с образованием более устойчивой из возможных циклических структур. Относительная стабильность этих структур, т.е. разница в тепловых эффектах их образования, в свою очередь, определяется в основном строением ароматического ядра кислоты.

Согласно расчету я-координация катиона (HjO+, Н+) по тройной связи аниона приводит к значительному понижению энергии активации реакции. Это дает основание предположить, что каталитическая функция Cu(I) объясняется образованием в ходе циклизации реакционного комплекса с координацией Cu(I) по тройной связи.

Реакции эфиров 1-ацетиленилантрахинон-2-карбоновых кислот и 1-ацетиленилантрахинонов с гидразином.

Эфиры ацетиленилантрахиноккарбоновых кислот имеют несколько элек-трофильных центров, способных конкурентно реагировать с NH2NH2. Мы намеренно отказались от направленного получения гидразидов этих кислот и попытались выявить общую картину взаимодействия эфиров с NH2NH2 в условиях обычного синтеза гидразидов.

В реакцию вводили эфиры 5a-d. Эфир 1-этинил-9,10-антрахинон-2-кар-боновой кислоты 5d синтезировали конденсацией иодида 3 ацеталем 10, в пиридине в присутствии Cul и К2СО3.

ОСН2СН3 ОСНСНз

Квантово-химические расчеты выполнены П.В. Счастнсвым и Г.Э. Усубалиевой.

5е без выделения гидролизовали в спирт 5Г, который расщепляли в бензоле при 80°С в присутствии КОН. Получить тот же ацетилен 5й щелочным расщеплением 1-бензоилэтинилантрахинона Sg нам не удалось.

Реакцию 5а-<1 с ЫНгМНг проводили в этаноле при 78°С. Во всех случаях образовывались два продукта, которые легко разделялись хроматогра-фированием. Было установлено, один из них является замещенным 7Н-дибензо[Л,Л]хинолин-7-оном 11 (выходы 11а-(1 24-64%).

coochj

о 5a-d

R=Bu (•), Ph (k), CH2OPh (с), H (d>.

Строение lla-d доказано данными элементного анализа и спектров ПМР, в которых присутствуют сигналы группы СООСНз 4.03-4.09 м.д. и протона гетероцикла 8.57-9.31 м.д.

Второй продукт представляет собой S-N-аминолактам - замещенный 3,4-дигидронафто|2,3-/1изохинолин-4,7,12-трион 12 (выходы 12a-d 24-58%). Строение 12а как 5-лактама подтверждается его спектром ПМР, в котором имеется одиночный сигнал СН-звена гетероцикла 7.35 м.д., триплет 2.92 м.д. а-СНг заместителя. NH2-Группа проявляется в виде синглета при 5.04 мл.; в ИК-спектре ей отвечают полосы поглощения при 3220, 3330 см"1.

Изменение регионаправленности циклизации чаще всего происходит при переходе от алкинильных к арилэтинильным соединениям. Для определения размера цикла в 12Ь был предпринят его встречный синтез из 5-лактона 6Ь.

Действием NH2NH2 6Ь в мягких условиях превращали в гидразид 1-фенацил-9,10-антрахинон-2-карбоновой кислоты 13Ь. При нагревании в про-паноле 13Ь легко циклизовался в S-N-аминолактам оказавшийся полностью идентичным 12Ь, полученному из ацетилена 5Ь. Аналогичным путем из 8-лактона ба был получен S-N-аминолактам 12а.

я

О {^О О CH2COR

о 6а,Ь о 13а,b

R= Ви(»), Ph (b).

5-Т^-Аминолактамы, как показано на примерах 12а (К=Ви) и 12с (К=СН2ОР11) подвергаются дезаминированию кислородом в присутствии СиС1 в пиридине при 20°С в 5-лактамы - 2-замещенные 3,4-дигидронафто[2,3-У]изо-хинолин-4,7,12-трионы 14а,с.

Учитывая, что лимитирующей стадией циклоконденсации 5 с N^N142 является начальная стадия (не наблюдается накопления промежуточных соединений), полагая, что строение ацетиленового заместителя существенно не влияет на скорость взаимодействия группы СООМе с ЫН^Нз и сопоставляя времена реакции и соотношение образующихся продуктов 11 и 12 можно заключить, что циклизация в аминолактамы 12 в основном протекает не через гидразид кислоты, а как и в пиридины 11, через продукт присоединения МН2МН2 по тройной связи исходных 5.

Удивительной стороной рассматриваемой реакции является потеря одного атома азота реагента при замыкании пиридинового кольца. В связи с этим была специально изучена реакция 1-ацетиленил-9,10-антрахинонов 15а-с с

15Ь,с получали ацетиленовой конденсацией 1-иод-9,10-антрахйнона 16 в оказавшейся весьма эффективной для производных антрахинона системе Ри(РР11з)2С12-Си1-Ыа2СОз(К2СОз)-водный пиридин (диоксан), 15а - конденсацией 16 с ацетиленидом 4а. Было найдено, что ацетилены 15а-с полностью реагируют с МНгМНз в пиридине при 90-П5°С за 40-90 мин с образованием во всех случаях двух продуктов - 2-замещенных 7#-дибензо|</е,й]хинолин-7-онов 17 и 3-замещенных 4#-антра[9,1-с*/|-1,2-диазепин-8-онов 18.

Я= Ви («), ри (Ь), СН2ОР11 (с)

В спектрах ПМР 18а-с имеются два дублета протонов метиленового звена диазепинового кольца 2.94-3.64 м. д. и 3.64-4.43 м.д., что, очевидно, свидетельствует о некопланарности 7-членного цикла. По-видимому, на это же указывают результаты окисления 18а,Ь. Из двух метиленовых групп, расположенных в а-положении к двойной связи в 18а, окисляется лишь группа, находящаяся в боковой цепи; 18Ь Мп02 не окисляется.

МН2МН2.

В процессе изучения циклоконденсации 15 бьио обнаружено, что диазе-пины 18 в условиях реакции постепенно превращаются в пиридины 17. Индивидуальный 18Ь при нагревании в пиридине в присутствии МЬ^Г^ЬЬ полностью рециклизуется за 9.5 ч в 17Ъ. В отсутствие КНг^Шг, а также в присутствии других оснований сокращения цикла не происходит. На основании этих данных была предложена гипотетическая схема реакции:

СИ

о 17 о о 15

Объемная группа в положении 2 исходного антрахинона, создавая сте-рические затруднения, препятствует замыканию 7-членного цикла или дестабилизирует образовавшийся 7-членный цикл и тем самым ускоряет его превращение в 6-членный. Этим объясняется отсутствие диазепинантронов в продуктах реакции эфиров 5 с >Ш2>)Н2- Аналогично.5, ацетиленилантрахинон 19, который содержит в положении 2 объемную, диэтоксиметильную группу, не реагирующую, в отличие от СООСНз, с N^N1^ дает только 7//-2-бутил-4-диэтоксиметилдибензо[^е,А)хинолин-7-он 21 с выходом 78%.

Ви

О I О 1 О С*С8и

—-^^ОуСг -

о 20 О о 19

Синтез производных нафто[2,3-/]изохинолин-7,12-дионов.

Базируясь на "ацетиленовой методологии", мы разработали способ получения 2-замещенных нафто|2,3-/]изохинолин-7,12~дионов 22 и их оксидов 23. Для построения этой неизвестной ранее полициклической системы была использована реакция внутримолекулярной циклизации оксимов виц. -ацетиленилароматических альдегидов.

2-Гидроксиметил-1-иодатрахинон 2 окисляли МпОг в альдегид 20 и конденсировали с ацетиленидами Си(1) 4а-с (пиридин, 45°С, 15-20 мин).

О СИСЯ О СИСЯ

о 24а-с о 25а-с

Ви (а), РЬ (Ь), СНгОРЬ (с).

Альдегиды 24а-с переводили в оксимы 25а-с нагреванием с Г^Н^ОН в этаноле в течение 10-20 мин (выходы 75-88%). 25а-с циклизовали в кипящем этаноле в присутствии К2СО3. 25Ь менее реакционноспособен, чем 25»,с: время циклизации соответственно 1ч и 10-15 мин. Выходы N-оксидов нафто|2,3-Лизохинолин-7,12-дионов 23а-с 71-98%. Получение и циклизация оксимов могут быть осуществлены в одну препаративную стадию. Оксиды 23а-с восстанавливали РС1э почти количественно в нафго|2,3-./]изохинолин-7,12-дионы 22а-с. Строение синтезированных соединений полностью подтверждается аналитическими и спектральными данными.

О циклизации 1-гексин-1-ил-2-гидроксиметилантрахинона.

Не исключено, что ароматичность образующегося кольца является фактором, содействующим циклизации. Мы проверили возможность внутримолекулярной циклизации 1-гексинил-2-гидроксиметил-9,10-антрахинона 26, гид-роксил в котором отделен от ядра СНг-группой.

И од ид 2 конденсировали с ацетиленидом 4а в пиридине при 50°С. В отличие от оуияо-иодбензилового спирта, ацетиленйдная конденсация которого сопровождается замыканием кислородного цикла, 2 с 4а давал лишь 26. Попытки специально подобрать условия циклизации 26 в присутствии соединений Си(1), варьируя растворитель, температуру, время реакции и катализатор оказались безрезультатными.

Вместе с тем было найдено, что ацетилен 26 подвергается циклизации в присутствии Н£(ОАс)2 в АсОН уже при 20°С в течение 15 мин. Полученное ртуть-ацетатное производное переводили в более стабильный хлорид 27, который затем восстанавливали ЫаВЩ в 4//-2-бутилантра|2,1-с|пиран-7,12-дион

28. Строение 28 подтверждается данными спектра ПМР, в котором присутствуют одиночные сигналы протонов метиленового и метанового звеньев пира-нового кольца 5.11 и 7.52 м.д. соответственно.

Следовательно, наличие разделяющей метиленовой группы принципиальным препятствием для гетероциклизации не является.

Гетероциклизация 2-ацетиленилантрахинон-1-диазониевых солей.

1Я-Нафто[2,3-^]индазол-6,11-дионы.

Сведения об особенностях и области применения циклизации орто-ацегалениларилдиазониевых солей до последнего времени были крайне ограничены. Обычно эта реакция рассматривается как метод синтеза 4-гидрокси-циннолинов (синтез Рихтера). В отличие от большинства циклизаций орто-функциональнозамещенных ароматических ацетиленов, в которых гетеро-функция, присоединяющаяся по тройной связи, имеет нуклеофильный характер, диазогруппа является электрофилом.

Обнаружено, что 1-амино-2-ацетиленил-9,10-антрахиноны 29 при диа-зотировании №N02 в смеси разб. НС1 и диоксана при 20°С легко подвергаются циклизации в 1Я-нафто[2,3-^индазол-6,11-дионы 30, 31 (выходы 6080%).

Из 29Ь^,Ь,1,к, в которых тройная связь сопряжена с карбонильной группой, двойной связью или бензольным кольцом, получаются кетоны 30Ь^,Ь,1,к. Амины же 29а,с,<1 Л дают ддалориды 31а,с,<и (следует заметить, что эбразование 4,4-дихлор-1,4-дигвдроциннолинов из о/>то-аминофенилацети-тснов никогда не наблюдалось). Если при диазотировании 29 вместо НС1 ис-юльзовать Нг504, то продуктами являются только кетоны 30. Под действием МеО№ в МеОН дихлориды 31 и неожиданно кетон ЗОЬ превращаются в ди-летилацетали 33, которые обычным способом гидролизуются в 30. Прямой идролиз дихлоридов 31 в кислой среде протекает чрезвычайно медленно.

!*= Ви(а). РИСЬ), СН2ОРИ(с), Н(<1>, СОРЬф, СОВ 1Н(Ь). СОР*!). /Г\ ф. О (V): Ъ=О (30). К\ 1(31)

ОН

Я=Ви (а), РЬ (Ь), СН2ОРЬ (с), Н (<1)

Дихлорвд 31] реагирует с МеСЖа иначе, образуя кетон ЗОк, вероятно по

схеме.

О м—N он

едео-

о зц

О зек

Строение 30 и 31, как нафто|2,3-£]индазол-6,11-дионов доказано следующим:

- Дихлориды 31а,с дегидрогалогенируются в монохлориды 34а,с соответственно ВиУ или даже такими слабыми основаниями, как КаНСОз. Строение 34а,с надежно установлено на основании данных спектров ГШР и элементного анализа. Эти соединения не могут образоваться из нафтоцнннолинов 32 без скелетной перегруппировки.

Н. и

11=Ви (а), СН2ОР11 (с), 1У=Рг (а), ОРЬ (е)

- Присутствие формильной фуппы в ЗОЙ подтверждается данными спектра ЯМР |3С (6сно= 186.7 м.д., дублет при частичной развязке от протонов) и 'Н (8сно=М-3 м.д., синглет). В изомерном 32 формильной группы нет.

- Кетоны 30а,(1,у окисляются КзС^С^-Н^С^ в 1#-6,11-диоксонафто|2,3-£]-индазол-3-карбоновую кислоту 35.

о 35 о 30 о Збвди

К= Ви(а), Н(«1)./^)о). СОРгф. СО!.-Ви(Ь), СОРЬ®; К1=Рг, 1.-Ви, РЬ.

Продукты окисления соответствующих 32 имели бы иные состав и строение.

- подобно другим а-дикетонам, легко реагируют с орлю-фениленди-амином, давая хиноксалины

- Циклогексенилкетон ЗОк ароматизуется в фенилкетон ЗОЬ при нагревании с активной МпС>2 в толуоле. Следовательно, ЗОЬ как и ЗОк является производным 1 Я-нафто 12,3-^) индазол а.

Реакцией, родственной синтезу Рихтера, является гетероциклизация ор-то-ациларилдиазониевых солей в 4-гндроксициннолины. Очевидно, что в этой реакции возможно образование лишь 6-членного гетероцикла. Пытаясь получить нафтоциннолиновый изомер нафтоиндазола ЗОЙ, мы диазотировали 1-амино-2-ацетилантрахинон 37 в тех же условиях, что и аминоацетилен 29(1. Однако вместо циклизации образующейся диазосоли протекало замещение диазогруппы на атом С1 (выход 2-ацетил-1-хлорантрахинона 38 78%).

о 32

По-видимому, этот результат косвенно подтверждает повышенную склонность виц.-замещенных антрахинондиазониевых солей к замыканию 5-членного цикла.

Ключевые аминоацетилены 29Ь,с,еи синтезировали кросс-сочетанием 1 -амино-2-иод-9,10-антрахинона с терминальными ацетиленами в водном пиридине (стр. 10). Этинилашрахинон 29й, полученный щелочным расщеплением 29е, ацилировали в кетоны 29g,h,i хлорангидридами соответствующих кар-боновых кислот в бензоле в присутствии Р<3(РР1гз)2С12 и ЫЕ1з при 80°С.

Выводы

1. Изучены реакции циклизации ряда производных 9,10-антрахинона, содержащих ацетиленовый заместитель и функциональную группу в положениях 1 и 2. В рамках единого подхода, заключающегося в применении в качестве ключевых соединений функциональнозамещенных ароматических ацетиленов, разработаны методы синтеза новых и труднодоступных ангулярно конденсированных гетероциклических хиноидных структур.

2. Показано, что 1-ацетиленовые производные ?,Ю-антрахинон-2-карбоно-вой кислоты циклизуются в присутствии соединений Си(1) с замыканием 6-членного лактонного кольца исключительно или наряду с 5-членным, в отличие от аналогичных о/ото-замещенных бензойных кислот, для которых • характерна тенденция к образованию 5-членного лактонного цикла. Регионаправденность реакции определяется относительной стабильностью возможных продуктов циклизации, зависящей в свою очередь от строения ароматического ядра исходного соединения.

3. Обнаружено, что эфиры 1-ацетиленил-9,10-антрахинон-2-карбоновых кислот реагируют с N^N42 в двух направлениях: с замыканием 5-М-аминолактамного и пиридинового (циклизация с потерей атома азота) колец. Реакция приводит соответственно к 3-амино-3,4-дигидронафго|2,3-У1-изохинолин-4,7,12-трионам и 7Дг-дибензо[Л>,А)хинодин-7-онам в соизмеримых количествах. Циклизация в аминолактамы протекает преимущественно через те же интермедиаты, что и в пиридины - продукты присоединения МНгЫНг по тройной связи исходных эфиров, а не через гидразиды.

4. Осуществлена циклоконденсация 1-ацетиленил-9,10-антрахинонов с N^N112. Установлено, что продуктами реакции 1-ацетиленил-9,10-ашра-хинонов, не имеющих заместителей во втором положении, являются 7Н-днбензо|Л>,Л)хинолин-7-оны и 4//-антра|9,1-а/]-1,2-диазепин-8-оны. 2-Замещенные 1-ацетиленил-9,10-ашрахиноны образуют с N^N{12 только 7Я-дибензо|^е,Л]хинолин-7-оны. Антрадиазепиноны в присутствии NH2NH2 претерпевают сужение цикла с потерей атома азота и превращаются в соответствующие дибензохинолиноны. Изученная циклоконденсация представляет относительно простой метод синтеза 4//-антра|9,1-с</|-1,2-диазепин-8-онов и 7#-дибензо|</е,А]хинолин-7-онов.

5. Разработан метод синтеза неизвестных ранее нафто|2,3-/]изохшюлин-7,12-дионов и их Ы-оксидов на основе оксимов 1-ацетиленил-9,10-антрахинон-2-альдегидов.

6. Найдено, что диазотирование 1-амино-2-ацетиленил-9,10-антрахинонов, сопровождающееся гетероциклизацией, в противоположность известному синтезу 4-гидрокси- и 4-галогенциннолинов из орто-ацетиленилбензол-диазониевых солей по Рихтеру, протекает с образованием 5-, а не 6-членного гетероцикла и приводит к 1#-3-ацил- или 1 //-3(|{-дихлоралкил>-нафто| 2,3индазол-6,11 -дионам. Показано, что реакция является доста-

точно общим методом синтеза труднодоступных другими способами 3-замещенных 1 #-нафто|2,3-^]индазол-6,11 -дионов.

7. Показано, что 2-замещенные 1-иод-9,10-антрахиноны не конденсируются с терминальными ацетиленами в условиях Pd-комплексного катализа, вероятно, вследствие стерических затруднений при образовании объемных интермедиатов. Напротив, те же иодпроизводные весьма реакционноспо-собны в аналогичной конденсации, протекающей при содействии Cu(I).

Основное содержание диссертации изложено в следующих

публикациях:

1. Иванчикова И.Д., Мороз А.А., Шварцберг М.С. Синтез N-оксидов 2-замещенных нафто(2,3-/)изохинолин-7,12-дионов. // Изв. АН СССР. Сер. хим. -1991. -N.6. -С. 1447-1450.

2. Иванчикова И.Д., Усубалиева Г.Э., Счастнев П.В., Мороз А.А., Шварцберг М.С. Циклизация ацетиленовых производных ароматических карбоновых кислот. // Изв. АН СССР. Сер. хим. -1992. -N.9. -С.2138-2146.

3. Shvartsberg M.S., Ivanchikova I.D., Vasilevsky S.F. Acetylenic Compounds as Intermediates in Heterocyclic Synthesis: Reaction of I-Acetylenylanthra-quinones with Hidrazine. // Tetrahedron Lett. -1994. -V.35. -N.13. -P.2077-2080.

4. Shvartsberg M.S., Ivanchikova I.D.; Fedenok L.G. An Unusual Direction of the Richter Synthesis. I#-Naphtho|2,3-g|indazole-6,l 1-diones. // Tetrahedron Lett. -1994. -V.35. -N.36. -P.6749-6752.

5. Иванчикова И.Д., Мороз А.А., Шварцберг М.С. Циклизация 1-ацети-ленилантрахинон-2-карбоновых кислот и их производных. I Всесоюзная конференция по химии хинонов и хиноидных соединений: Тез. докл. -Красноярск, 1991. -С.71.

6. Vasilevsky S.F., Ivanchikova I.D., Shvartsberg M.S. Cyclization of Acetylenic Derivatives of Aromatic Carboxylic Acids and their Hidrazides under the Action of Cu(I) Salts. 6-th Simposium IUPAC on Organo-Metallic Chemistry. Utrecht, Netherlands, 1991. -A7.

7. Иванчикова И.Д., Василевский С.Ф., Шварцберг М.С. Новая гетероцик-лизация в ряду 1-ацетиленилантрахинонов. V Всесоюзная конференция по

химии азотсодержащих гетероциклических соединений: Тез. докл. -Черноголовка, 1991. -С.125.

8. Ivanchikova I.D., Vasilevsky S.F., Shvartsberg M.S. A New Heterocyclisation of 1 -Acetylenylantliraquinones. 14-/Л International Congress of Heterocyclic Chemistry. Antwerp, Belgium, 1993. -РОЗ-166.

9. Shvartsberg M.S., Ivanchikova I.D Peculiarities of the Richter Reaction in the l-Aminoanthraquinone Series. Anthra|2,1 -rf]pyrazole-6,11 -diones. 14-/Л International Congress of Heterocyclic Chemistry. Antwerp, Belgium, 1993. -РОЗ-164.

10. Shvartsberg M.S., Ivanchikova I.D., Barabanov 1.1., Mzhelskaya M.A., Piskunov A.V., Fedenok L.G. Novel Syntheses of Condensed Heterocyclic Quinone Derivatives. 15-th International Congress of Heterocyclic Chemistry. Taiwan, 1995. -P02-170.

Подписано к печати 20.06.96 Г.

Формат бумаги 60x84 1/16. Объем I пл., уч.-изд. л. 0.8

Заказ N 143 Тираж 100 экз.

Отпечатано на ротапринте ¡¡нститута катализа ш.Г.К.Еорвскоса СО РАН, Новосибирск-90, проспект акад.Лаврентьева, 6.