19493

June 10, 2018 | Author: Anonymous | Category: Каталог , Без категории
Share Embed


Short Description

Download 19493 ...

Description

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

132.17(4’-C), 135.82(4”-C), 136.80(6-C), 137,57(5-C), 150.47(7a-C), 155.81(2”-C), 165.27(5’-C), 165.44(7’-C), Найдено, %: C 67.73; H 4.54; N 17.52. C18H14N4O2. Вычислено, %: C 67.92; H 4.43; N 17.60. 1-[5-Метил-4-(4-метоксифенил)-1Н-пиразол-3-ил]-5H-пироло[3,4-b]пиридин-5,7(6H)- дион IVд. Выход -84 %/ Метод Б. Т пл. 245-248°С. Спектр 1Н ЯМР, d, мд: 2.34 (с, 3H, 5-Me), 3.71 (с.3H, OMe), 6.83 (д. 2H, J=8.1, 3”,5”-H), 7.07 (д. 2H, J=8.1, 2”,6”-H), 7.85 (т. 1H, J=5.1, J=7.3Hz 3’-H), 8.35 (д. 1H, J=7.3 4’-H), 9.05 (д. 1H, J=5.1 2’H), 13.03 (уш.с.1H, N-H), Найдено, %: C 64.36; H 4.32; N 16.50. C18H14N4O3. Вычислено, %: C 64.67; H 4.22; N 16.76. Cинтез 5-циклопропил-4-(4-метилфенил)3-пиролидин-1-ил-1H-пиразол VI. В 100 мл сухого ТГФ при охлаждении льдом последовательно небольшими порциями прибавляли 1.67 г (44 ммоль) литийалюмогидрида и 2.95 г (10 ммоль) соединения (IIIв), затем смесь кипятили с обратным холодильником 2 часа. Охлаждали реакционную смесь, нейтрализовали 10 мл воды, отделяли окись алюминия, упаривали растворитель и выделяли продукт колоночной хроматографией – элюент гексан:этилацетат (2:1). Выход 1.4 г - 54%, Т пл. 86-88°С. Спектр 1Н ЯМР, d, мд: 0.74 (м 4H,СН2-). 1.68 (м.1H, -СН-), 1.73 (т.4H.t J=5.0. ,-СН2-), 2.30 (с. 3H, Me), 2.95 (т. 4H. J=5.0, ,-СН2-“), 7.12 (д. 1H, J=7.4, 3’5’-H), 7.22 (1H, d,

J=7.4, 2’6’-H), 11.28 (уш.с.1H, N-H), Спектр 13 C ЯМР, d, мд: 6.71 (1a 2a,3,a –cycC), 20.66 (Me), 24.23 (3”,4”, -C), 49.32 (2”+5”-C), 128, 34 (3’+5’C), 129, 45 ( 2’+6’-C), 131.57 (1’-C), 134.29 ( 4’-C), 141.91 (3-C), 155.0 (5-C). Найдено, %: C 76.11; H 7.98; N 15.56. C17H21N3. Вычислено, %: C 76.37; H 7.92; N 15.72. N-[4-(4-метоксифенил)-3-метил-1H-пиразол-5-ил]никотинамид VII. Выход -24 % Метод A. Т пл. 185-188°С. Спектр 1Н ЯМР, d, мд: 2.28 (c.3H, 3-Me), 3.71 (c.3H, OMe), 6.91 (д. 2H, J=8.5, 3”5”-H), 7.27 (д. 2H, J=8.5, 2”6”-H), 7.52 (т. 1H, J=3.1Hz, J=6.7, 5’-H), 8.23 (д. 1H, J=6.7, 4’-H), 8.73 (д. 1H, J=3.1, 6’-H), 9.05 (с. H, 2’-H), 10.19 (уш. с.1H, N-H), 12.59 (уш.с.1H, 1-N-H), Найдено, %: C 65.95; H 5.34; N 18.04 . C17H16N4O2. Вычислено, %: C 66.22; H 5.23; N 18.17. ЛИТЕРАТУРА 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Емелина Е.Е, Петров А.А., Фирсов А.В. // ЖОрХ.. 2003. Т. 39. С. 299. Нам Н.Л. и др. // ХГС. 2002. C. 1555. Annarella C. et al. // J. Heterocycl. Chem. 1990. V. 27. Р. 695. Mamdouh A.M.S. et al. // Indian J. Chem. 1994. V. 33. P. 738. Daidone G., Plescia S. // J. Heterocycl. Chem. 1982. V. 19. P. 689. Selleri S. et al. // J. Med. Chem. 2003. V. 46. P. 310. Gavrin L. et al. // J. Org. Chem. 2007. V. 72. P. 1046. Грандберг И.И., Дин Вей-Пы, Кост А.Н. // ЖОХ. 1961. Т. 31. C. 2311.

УДК 547.582.2 И.Г. Абрамов, В.Б. Лысков, В.C. Шарунов, А.А. Шетнев, С.И. Филимонов, В.В. Плахтинский, Г.Г. Красовская СИНТЕЗ 4-АЛКИЛФТАЛОНИТРИЛОВ (Ярославский государственный технический университет) E-mail: [email protected] Разработаны методы синтеза 4-метилфталевой кислоты и ряда производных на ее основе. Впервые получены и охарактеризованы 4-метил- и 4-метил-5-нитрофталонитрилы. В литературе [1-4] описаны синтезы разнообразных ароматических и гетероциклических орто-дикарбонитрилов. Большинство из них получено на основе 4-нитро- и 4-бром-5-нитрофталонитрила с помощью SNAr-реакции. Указанные соединения являются исходными соединениями при получении ряда материалов с ярко вы18

раженными практически полезными свойствами, среди которых в первую очередь можно назвать металлокомплексы фталоцианинов и гексазоцикланов [1, 5], полимерные материалы [6]. В данной работе нами изучены возможности получения 4-метилфталевого ангидрида и ряда его производных, последовательная функцио-

ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2008 том 51 вып. 8

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

нализация которых приводит к получению не описанных в литературе фталонитрилов, содержащих в бензольном кольце метильную группу. Синтез 4-метилфталевого ангидрида осуществляли реакцией дегидрирования промышленно-доступного цис-4-метил-1,2,3,6-тетрагидрофталевого ангидрида по методу [7]. Для этого расплавленный ангидрид I обрабатывали бромом в присутствии каталитических количеств ДМФА, необходимого в качестве акцептора выделяющего HBr. Синтезированный с выходом 75 % 4-метилфталевый ангидрид II без дополнительной очистки использовался для получения соответствующих замещенных фталонитрилов. Кроме 4-метилфталевого ангидрида в этой реакции можно использовать коммерчески доступную, но более дорогую 4-метилфталевую кислоту III. В основу разработанной нами методики синтеза 4-алкилфталонитрилов VII(a,b) положен способ получения 4-бром-5-нитрофталонитрила, описанный в патенте [8]. O

O

OH

O I

OH

O

III

Br2

O СH3COONH4 O

O СH3COONH4 O II

NH

CH3COOH

NH O2 N

O

IV

O

O HNO3

V

NH4OH

NH2

POCl3 a R=H b R =NO2

ДМФА

R VII (a,b)

N

NH4OH

O

N

O

NH2

R VI (a,b)

O

На первой стадии из 4-метилфталевого ангидрида II или 4-метилфталевой кислоты III по методике, аналогичной описанной в работе [9] с выходом 93 - 96%, был получен 4-метилфталимид IV. Данный продукт является исходным субстратом для синтеза 4-метилфталонитрила (4-МФН) и 4-метил-5-нитрофталонитрила. Для получения последнего нами изучена реакция нитрования 4-метилфталимида 100%-ной азотной кислотой, протекавшая в присутствии концентрированной серной кислоты. Проведенные исследования на стадии нитрования 4-метилфталимида позволили установить, что выход и степень чистоты целевого продукта максимальны при мольном соотношении реагентов HNO3 : БФИ = 1.2 : 1. В этих условиях за 5...6 ч при температуре 20...25°C достигалась полная конверсия 4-метилфталимида, а максимальный выход продукта нитрования составлял 95.2% в

расчете на исходный имид. При этом интересно отметить тот факт, что в отличие от реакции нитрования фталимида 4-метилфталимид образует при нитровании исключительно один изомер, что, по нашему мнению, объясняется влиянием метильной группы. На стадии амидизации 4-метил-, и 4-метил-5-нитрофталимид обрабатывали избытком концентрированного водного аммиака. Установлено, что в обоих случаях наибольший выход (76 79%) диамидов VI(a,b) достигался при температуре реакции 35...40°C. Дегидратацию соответствующих замещенных фталамидов VI(a,b) проводили хлорокисью фосфора в ДМФА при 30...35°C. Показано, что интенсивное перемешивание реакционной массы в этих условиях в течение 1.5…2.0 ч приводит к 86 - 89% выходу целевых продуктов VII(a,b). ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Все синтезированные соединения – кристаллические вещества, строение и индивидуальность которых подтверждены методами ЖХ, ИКи ПМР спектроскопии. Идентификация полученных соединений представлена ниже. Спектры 1H NMR 5%-ных растворов образцов в ДМСО-d6 с внутренним стандартом ТМС записаны на приборе “Bruker MSL-300”. Элементный состав определяли на элементном анализаторе CHN-1. ИК спектры снимались на спектрометре Фурье (Perkin-Elmer «Spectrum RX-1») в виде суспензии в вазелиновом масле. Масс-спектр снимали на приборе “Clarus 500GS”. 4-Метилфталевый ангидрид (II). В колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружали 20.5 г (0.123моль) цис-4-метил-1,2,3,6-тетрагидрофталевого ангидрида I и 0.6 см3 ДМФА. Затем реакционную смесь нагревали до 100°C и при интенсивном перемешивании прикапывали 12.9 см3 (0.25 моль) Br2. Прибавление брома необходимо проводить с такой скоростью, чтобы температура реакционной смеси находилась в пределах 135 142°C. После прибавления расчетного количества брома реакциионную массу перемешивали при нагревании до прекращения выделения HBr (~ 6 ч). После этого температуру повышали до 155160°C и выдерживали реакционную массу еще 1 ч. Целевой 4-метилфталевый ангидрид отгоняли в вакууме, собирая фракцию, кипящую при 160170°C (10-15 мм.рт.ст.) Получали 15.0 г (75 % от теории) 4-метилфталевого ангидрида II, пригодного для проведения реакции имидизации без дополнительной очистки. После перекристаллиза-

ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2008 том 51 вып. 8

19

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

ции из CH2Cl2 получали 11.4 г 4-метилфталевого ангидрида с т.пл. 81-84°C. Спектр 1H ЯМР 1H (ДМСО-d6) δ, м.д., J, Гц: 2.57 (3H, с), 7.82 (1H, д, 7.7), 7.89 (1H, с), 7.95(1H, д; 7.7). MS: 162 [M+]. ИК спектр (KBr), см-1: 1855, 1807, 1774 (CO). 4-Метилфталимид (VI). В колбу, снабженную мешалкой, прямым холодильником и термометром, загружали 70 см3 уксусной кислоты, 30 г (0.390 моль) ацетата аммония и 25 г (0.139 моль) II. Реакционную смесь нагревали до кипения и отгоняли примерно 85 см3 растворителя. Реакционная масса при этом из бесцветной становилась светло-желтой. Реакционную массу немного охлаждали и при перемешивании выливали в 150 см3 5 % раствора HCl. Выпавший продукт отфильтровывали, промывали водой (3´50 см3), сушили. Получали 20.9 – 21.4 г (93 – 96 % от теории) 4-метилфталимида VI – белого порошка, т.пл. 210 – 211 оС. Спектр 1H ЯМР (ДМСО): d, м.д. J, Гц: 2.50 (s, 3Н); 7.60 (d, 2Н, 8); 7.67(d, 1Н, 8); 11.12 (s, 1Н). ИК спектр (KBr), см-1: 3207 (NH), 1725 (СО). 4-Метил-5-нитрофталимид (V). В колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружали 100 см3 серной кислоты (d 1,86) и 20 г (0.124 моль) 4-метилфталимида VI. К раствору при перемешивании в течение 5 – 10 мин прикапывали 10.5 см3 (0.250 моль) азотной кислоты (d 1.54). Реакционную массу перемешивали 2.5 ч при комнатной температуре и затем выливали в смесь 200 см3 воды и 300 г льда, отфильтровывали выпавший осадок, промывали водой до нейтральной среды и сушили. Получали 24.3 г (95.2 % от теории) 4-метил-5-нитрофталимида V - светло-желтого порошка, т.пл. 150 – 158°С. После перекристаллизации из спирта т.пл. 160 – 161°С. Спектр 1H ЯМР (ДМСО): d м.д.: 2.63 (s, 3Н); 8.0 (s, 1Н); 8.23 (s, 1Н); 11.68 (s, 1Н). ИК спектр (KBr), см-1: 1349, 1535 (NO2); 1710 (СО), 3283 (NH). Найдено, % C 52.28; H 2.94; N 13.56; C9H6N2O4. Вычислено, % C 52.44; H 2.93; N 13.59. 4-Метил-5-нитрофталамид (VI b). В колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружали 200 см3 концентрированного водного раствора аммиака, 6 г NH4Cl и при перемешивании присыпали 23 г (0.112 моль) мелко растертого 4-метил-5-нит-

рофталимида V. Реакционную массу нагревали до 30°С и перемешивали при слабом кипении 2 ч. После охлаждения до 5°С реакционную массу фильтровали, осадок промывали холодной водой (3´50 см3), сушили. Получали 19.3 г (76.2 % от теории), т.пл. 286°С (с разл). По аналогичной методике с выходом 79.1 % получен 4-метилфталамид VI а, т.пл. 254°С (с разл). 4-Метил-5-нитрофталонитрил (VII b). В колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружали 85 см3 ДМФА 18.5 г (0.083 моль) (VI b). К полученному раствору медленно прикапывали 16 см3 (0.178 моль) POCl3, следя за тем, чтобы температура реакционной массы не поднималась выше 35°С. Затем реакционную смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 2 ч и выливали в смесь 200 см3 воды и 150 г льда. Выпавший осадок отфильтровывали, промывали водой (3´50 см3), сушили. Получали 13.6 г (87.7 % от теории) 4-метил-5-нитрофталонитрила –белого порошка с т.пл. 122 – 124 оС. Спектр 1H ЯМР (ДМСО): м.д.: 3.57 (s, 3Н); 6.83 (s, 1Н); 8.07 (s, 1Н). ИК спектр (KBr), см-1: 1346, 1533 (NO2), 2234(CN). Найдено, %: C 57.53; H 2.70; N 22.36. C9H5N3O2. Вычислено, %: C 57.76; H 2.69; N 22.45. По аналогичной методике получен 4-метилфталонитрил (VII а). Выход 73 %, т.пл. 118.2 – 119°С. Спектр 1H ЯМР (ДМСО): δ м.д.: 2.47 (s, 3Н); 7.72 (d, 1Н, 8 Гц); 7.9 (m, 2Н). ИК спектр (KBr), см-1: 2232 (CN). Найдено, %: C 75.74; H 4.27; N 19.65. C9H6N2. Вычислено, %: C 76.04; H 4.25; N 19.71. ЛИТЕРАТУРА 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Шишкина О.В., Майзлиш В.Е., Шапошников Г.П. ЖОХ. 1998. Т. 68. Вып. 5. С. 860-864. Абрамов И.Г. и др. ХГС. 1999. № 11. С. 1537-1539. Abramov I.G. et al. Mendeleev Commun. 2000. P. 78-81. Abramov I.G. et al. Heterocycles. 2001. Vol. 6. P. 11611163. Siling S.A. et al. Oxidation Commun. 2000. Vol. 4. P. 481 494. Kuznetsov A.A., Busin P.V., Yablokova M.Y. High Perform. Polym. 2000. Vol. 12. P. 445-452. Edmund J. Rumanowski, Dover N.J. Патент US № 4785120 Ивановский С.А. и др. Патент РФ. № 2167855. Б.И. 2001. С. 15. Нойес В., Портер П. В сб.: Синт. орг. преп. Т. I. М.: Издво ин. лит. 1949. 448 с.

Кафедра общей и физической химии, кафедра органической химии

20

ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2008 том 51 вып. 8

View more...

Comments

Copyright � 2017 UPDOC Inc.