Синтез 5-ацетил-N,3,6-триметилиндазола и его производных на основе 2,4-диацетил-N,5-диметиланилина
Синтез 5-ацетил-N,3,6-триметилиндазола и его производных на основе 2,4-диацетил-N,5-диметиланилина
Г.П. Шкиль, Е.В. Череп, Р.С. Сагитуллин, Омский государственный университет, кафедра органической химии
Ранее было показано [1,2], что рециклизация 3,5-диацетилпиридиниевой соли (I) под действием водно-спиртовой щелочи приводит к получению 2,4-диацетил-N,5-диметиланилина (II) с выходом 85% (схема 1).
Схема 1:
Аминодикетон (II) испытан на биологическую активность, в результате чего была обнаружена его фунгицидная активность (100% подавление гриба биполярис). Однако, он не может быть конкурентом известному и используемому в настоящее время препарату фурацилин.
Цель настоящей работы - использование полифункциональности аминодикетона II в синтезе новых соединений на его основе с последующим испытанием их на биологическую активность.
На схеме 2 представлены реализованные нами пути синтеза новых соединений (III-X).
Нитрозированием аминодикетона II нитритом натрия в уксусной кислоте и последующим восстановлением нитрозопроизводного V цинковой пылью был получен 5-ацетил-N,3,6-триметилиндазол (VI). Обе стадии синтеза проходят в мягких условиях и с высоким выходом.
Ацилирование 5-ацетилиндазола VI диэтилоксалатом приводит к получению этилового эфира (N,3,6-триметилиндазоил-5)пировиноградной кислоты (X).
Реакцию Манниха проводили нагреванием 5 - ацетилиндазола VI с параформом и гидрохлоридом диметиламина в диоксане. Аминометилирование соединения VI в этаноле идет с низким выходом, а в диоксане выход гидрохлорида N,3,5-триметил-5-(-аминодиметилпропионил)индазола (VII) составил 96%.
Перегруппировку Бекмана кетоксима VIII осуществляли под действием PCl5 в абс. эфире. Выход ацетаминоиндазола IX 56%.
Исходный кетоксим VIII получен с количественным выходом нагреванием 5-ацетилиндазола с гидрохлоридом гидроксиламина в абсолютном этаноле в присутствии пиридина.
Схема 2:
Таблица 1: ХАРАКТЕРИСТИКИ СИНТЕЗИРОВАННЫХ СОЕДИНЕНИЙ
|
Cое- дине- ние |
Брутто формула |
Тпл., 27°С |
Спектры ПМР , м.д. (CDCl3) (VII и IX в D6-ДМСО) |
ИК-сп, , cм-1 |
Вы- ход % |
|
IIIа |
C13H25NO3 |
87-88 |
2.49 (3H, c, CH3-Ar); 2.59 (3H, c, COCH3); 2.62 (3H, c, COCH3); 3.29 (3H, c, N-CH3); 7.13 (1H, c, 6-H); 8.03 (1H, c, 3-H); 8.14 (1H, c, CHO) |
1620 1700 |
80 |
|
IIIб |
C14H27NO3 |
134-135 |
1.82 (3H, c, NCOCH3); 2.54 (3H, c, CH3-Ar); 2.59 (3H, c, COCH3; 2.05 (3H, c, COCH3); 3.22 (3H, c, N-CH3); 7.15 (1H, c, 6-H); 8.10 (1H, c, 3-H) |
1660 1700 |
85 |
|
IIIв |
C19H29NO3 |
134,5-136 |
2.27 (3H, c, CH3-Ar); 2.56 (6H, c, 2COCH3); 3.47 (3H, c, N-CH3); 7.21-7.27 (6H, м, Ph и 6-H); 7.80 (1H, c, 3-H) |
1660 1690 |
97 |
|
V |
C12H24N2O3 |
94-95,5 |
2.76 (3H, c, CH3-Ar); 3.03 (6H, c, 2CH3CO); 3.88 (3H, c, CH3-N); 7.70 (1H, c, 6-H); 8.46 (1H, c, 3-H) |
1490 1705 |
88 |
|
VI |
C12H24N2O |
126-127 |
2.80 (3H, c, 3-CH3); 2.86 (3H, c, 5-CH3); 2.90 (6H, c, 2CH3CO); 4.23 (3H, c, CH3-N); 7.3 (1H, c, 7-H); 8.28 (1H, c, 4-H) |
1690 |
74 |
|
VII |
C15H32ClN3O |
181-182 |
2.34 (3H, c, 3-CH3); 2.39 (3H, c, 6-CH3); 2.61 (6H, c, (CH3)2N); 3.36 (2H, т, J=9Гц, CH3-N); 3.44 (2H, т, CH3CO); 3.75 (3H, c, CH3-N); 7.24 (1H, c, 7-H); 8.26 (1H, c, 4-H) |
1665 2600 |
67 |
|
IX |
C12H25N3O |
212-213 |
1.89 (3H,c, CH3CO); 2.15 (3H, c, 3-CH3); 2.42 (3H, c, 6-CH3); 3.74 (3H, c, CH3-N); 7.20 (1H, c, 7-H); 7.41 (1H, c, 4-H); 9.09 (1H, c, NH) |
1680 3400 |
58 |
|
X |
C16H28N2O4 |
103-105 |
1.43 (3H, т, J=7.4Гц, CH3); 2.60 (3H, c, 3-CH3); 2.70 (3H, c, 6-CH3); 3.99 (3H, c, CH3-N); 4.40 (2H, к, CH3); 6.99 (1H, c, =CH-OH); 7.16 (1H, c, 7-H); 8.05 (1H, c, 4-H) |
1620 1730 |
63 |
Экспериментальная часть
Спектры ПМР синтезированных соединений записаны на спектрометре Bruker-AC-200P (200 МГц). ИК-спектры записаны на приборе Specord-75-IR. Масс-спектры получены на приборе Varian Matt 212 с использованием техники прямого ввода образцов в источник ионов. Энергия ионизации 70 Эв. Контроль за ходом реакции и чистотой полученных соединений проводили методом ТСХ на пластинках Silufol UV-254, проявление УФ-светом и парами иода. Основные характеристики синтезированных соединений представлены в таблице.
Данные элементного анализа синтезированных соединений соответствуют расчетным.
N-Формил-N,5-диметил-2,4-диацетиланилин IIIa. Смесь из 4мл 95% муравьиной кислоты и 4 мл уксусного ангидрида нагревают при температуре 50-60 '27 С в течение 2 часов, прибавляют 1 г (4,9 ммоль) соединения II и нагревают при 60-70 '27 С до исчезновения пятна исходного вещества с Rf 0,49 (хлф - эа, 9:1). Охлажденную реакционную массу выливают на лед, кристаллы отделяют, т.пл. 87-88 '27 С(вода). Rf 0,25 (хлф - эа 1:1).
N-Ацетил-N,5-диметил-2,4-диацетиланилин IIIб. 0,34 г (1,6 ммоль) соединения II и 5 мл уксусного ангидрида кипятят с обратным холодильником в течение 2 часов. Избыток уксусного ангидрида отгоняют в вакууме, остаток разбавляют водой, выпавшие кристаллы отфильтровывают, т.пл. 134-135 '27 С(спирт). Rf 0,21 (хлф - эа, 1:1).
Диоксим N-ацетил-N,5-диметил-2,4-диацетиланилина IVб получен из 0,49 г (7,1 ммоль) гидрохлорида гидроксиламина и 0,8 г (9,8 ммоль) ацетата натрия в 5 мл воды нагреванием 2 часа при 70 '27 С с 0,74 г (3 ммоль) соединения IIIб в 10 мл спирта, т.пл. 201-203 '27 С(вода). Rf 0,48 (хлф - эа - сп, 6:3:1). Масс-спектр (m/z): 277 (M+).
N-Бензоил-N,5-диметил-2,4-диацетиланилин IIIв. К суспензии 1 г (4,1 ммоль) соединения II в пиридине прибавляют при охлаждении 1 мл хлористого бензоила, нагревают на водяной бане 30 минут, охлаждают, добавляют 5 мл этанола и выливают в 50 мл воды. Выпавшее в виде масла соединение IIIв при стоянии закристаллизовывается, т.пл. 134,5-136 '27 С(спирт). Rf 0,52 (хлф - эа, 1:1). Масс-спектр (m/z): 309 (M+).
Диоксим N-Бензоил-N,5-диметил-2,4-диацетиланилина IVв. Получают аналогично предыдущему, т.пл. 189-192 '27 С. Rf 0.52 (хлф - эа - сп, 6:3:1). Масс-спектр (m/z): 339 (M+).
N-Нитрозо-N,5-диметил-2,4-диацетиланилин V. К раствору 1 г (4,9 ммоль) соединения II прибавляют при перемешивании 0,5 г (7,2 ммоль) нитрита натрия, перемешивают еще 1 ч, и смесь выливают в воду (30 мл), выпавший осадок отфильровывают, т.пл. 94-95.5 '27 С(спирт). Rf 0,33 (хлф - эа, 9:1).
N,3,6-Триметил-5-ацетилиндазол VI. К раствору 1.34 г (5 ммоль) соединения V в 10 мл уксусной кислоты прибавляют 1.6 г (25 ммоль) цинковой пыли, поддерживая температуру 10-15 '27 С. Реакционную массу перемешивают еще 1 ч, нагревают, фильтруют, осадок на фильтре промывают горячей уксусной кислотой. Фильтрат упаривают, разбавляют водой, подщелачивают поташом, выпавший осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают, т.пл. 126-127 '27 С (изопропанол). Rf 0,41 (хлф - эа, 1:1). Масс-спектр (m/z): 202 (M+).
N,3,6-Триметил-5-(-диметиламино)пропионилиндазол VII. Смесь 0,66 г (3,2 ммоль) индазола VI, 0,11 г параформа, 0,33 г (4,1 ммоль) гидрохлорида диметиламина в 5 мл диоксана кипятят с обратным холодильником 4 ч. Реакционную смесь оставляют на ночь в холодильнике, выпавшие кристалы соли VII отфильтровывают, т.пл. 181-182 '27 С(изопропанол).
Оксим N,3,6-триметилиндазола VIII получен из 1,73 г (8,5 ммоль) соединения VI, 0.66 г ( 9,6 ммоль) гидрохлорида гидроксиламина с 5 мл пиридина и 8,5 мл абс. этанола (2 ч при 70 '27 С). Т.пл. 146-148 '27 С(водный спирт). Масс-спектр (m/z): 217 (M+).
N,3,6-Триметил-5-ацетиламиноиндазол IX. К раствору 0.3 г (1.4 ммоль) соединения VIII в 25 мл абс. эфира прибавляют при перемешивании 0.3 г (1,4 ммоль) PCl5. Реакционную смесь перемешивают 1.5 ч, выпавший осадок отфильтровывают, растворяют в воде, подщелачивают поташом. Выпавший осадок отфильтровывают, т.пл. 212-213 '27 С(спирт). Rf 0,34 (хлф - эа - сп, 6:3:1). Масс-спектр (m/z): 217 (M+)
Этиловый эфир (N,3,6-триметилиндазоил-5)пировиноградной кислоты X. Раствор 0,812 г (3,7 ммоль) индазола VI, 0,59 г (4 ммоль) диэтилоксалата и этилата натрия (из 0,1 г натрия) в 10 мл абс. спирта кипятят 20 мин. Полученную натриевую соль соединения X отфильтровывают, промывают эфиром и разлагают водной уксусной кислотой. Кристаллы, т.пл. 103-105 '27 С(спирт). Rf 0,32 (хлф - эа, 1:1). Масс-спектр (m/z): 302 (M+).
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, код 96-03-33389.
Список литературы
Шкиль Г.П., Сагитуллин Р.С., Муцениеце Д., Лусис В. // ХГС. 1990. 6. C. 848.
Shkil G.P., Lusis V., Muceniece D. and Sagitullin R.S.// Tetrahedron. 1995. 51. 31. P. 8599.
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.omsu.omskreg.ru/