РАЗДЕЛ 2
?-АРОИЛАКРИЛОВЫЕ КИСЛОТЫ В РЕАКЦИЯХ
С 1,4-БИНУКЛЕОФИЛАМИ
2.1. Взаимодействие с замещенными о-фенилендиамина
В литературном обзоре было показано, что реакции ?-ароилакриловых кислот с о-диаминами до настоящего времени оставались практически не изученными. Так, сообщалось о взаимодействии этилового эфира ?-бензоилакриловой кислоты с о-фенилендиамином [111], но однозначного доказательства структуры полученного соединения представлено не было, механизм реакции также не рассматривался. В связи с этим мы изучили взаимодействие ?-ароилакриловых кислот (2.1а-ж) с замещенными о-фенилендиаминами 2.2а-з. Наличие в молекуле 2.1 электрофильных центров различной природы позволяет предположить возможность образования шести- либо семичленных аннелированных азотсодержащих гетероциклов типа 2.4 или 2.5 соответственно через промежуточный продукт присоединения 2.3. Заместители в исходном диамине создают предпосылки для образования изомерных продуктов.
При кипячении кислот 2.1а-ж с диаминами 2.2а-з в спирте с удовлетворительными выходами (52-79%) (см. табл. 2.1 стр. 43) получены 3-фенацилхиноксалин-2-оны 2.4а-ф [1а, 6а, 7а]. Как правило, аналогичные реакции других непредельных карбонильных соединений требуют участия катализатора кислотной (HOAc) либо основной (триэтиламин) природы [112]. Нами установлено, что ни направленность взаимодействия, ни выход продукта данной реакции не зависят от присутствия и характера катализатора.
Активность карбоксильной группы кислот 2.1 не снижается при переводе их в солевую форму: в реакции натриевой соли (либо соли триэтиламина) кислоты 2.1а с диамином 2.2а выделен исключительно продукт 2.4а с хорошими выходами.
(2.1)
Строение соединений 2.4а-ф согласуется с их спектральными характеристиками (см. табл. 2.1 и 2.2 стр. 43-46). Так, в ИК спектрах, измеренных в таблетках KBr, наблюдаются две полосы в области 1660-1690 см-1, отнесенные к колебаниям карбонильных групп (исключение составляют соединения 2.4г+м, н+о, р-ф, в ИК спектрах которых проявляется одна уширенная полоса в области карбонильного поглощения), а также полоса валентных колебаний вторичной аминогруппы в области 3336-3383 см-1. В спектрах растворов 2.4а, в, д+к, е+л, ж, з в CCl4, наряду с закономерным смещением обсуждаемых полос в область больших частот, появляется новая полоса в области 3398-3415 см-1. Спектры некоторых соединений были записаны в растворах CHCl3 из-за низкой растворимости в CCl4 (см. табл. 2.1 стр. 43). Для соединения 2.4а был записан масс-спектр, в котором наблюдается пик молекулярного иона с m/z 311. В спектрах ПМР соединений 2.4а-ф (см. табл. 2.2 стр. 45) наряду с мультиплетами ароматических протонов имеются два дублета дублетов протонов метиленовой группы, дублет дублетов метинового протона (JAB = 17.1-17.4, JAX = 6.9, JBX = 4.3 Гц), уширенный сигнал иминного NH протона (? = 5.90-6.65 м.д.), а также синглет в слабом поле (? ? 10 м. д.), отнесенный к протону группы NH амидного типа.
Для однозначного установления строения полученных продуктов 2.4а-ф нами был проведен рентгеноструктурный анализ соединения 2.4а, который подтвердил образование 3-фенацилхиноксалин-2-она.
Рис. 2.1. Молекулярная структура соединения 2.4а
Пиразиновый цикл продукта 2.4а находится в конформации "искаженная софа" (рис. 2.1). Атомы С(6) и С(7) отклоняются от плоскости остальных атомов кольца на 0.23 и 0.59 A соответственно. Заместитель при атоме С(7) планарен (среднее отклонение от плоскости не превышает 0.01 A) и имеет аксиальную ориентацию (торсионный угол N(1)-C(6)-C(7)-C(9) 95.7(2)°). В кристалле молекулы 2.4а образуют бесконечные цепочки за счет межмолекулярных водородных связей N(1)-H(1N)...O(1) (-x, -y, 1-z) (расстояние H...O 2.02 A, угол N-H...N 179°) и N(1)-H(2N)...O(1) (1-x, -y, -z) (H...O 2.34 A, N-H...O 145°).
Следует особо отметить, что в спектрах ПМР продуктов, полученных из диаминов 2.2б,г,д,е, наблюдаются удвоенные сигналы метинового протона и протона вторичной аминогруппы, что свидетельствует об образовании смесей 6- (2.4б,г,д,е,н) и 7-замещенных (2.4и,к,л,м,о) 3-(2-арил-2-оксоэтил)хиноксалин-2-онов. Оценка интегральной интенсивности сигналов указанных групп позволила определить соотношение изомеров. При идентификации изомеров учитывалось электронное влияние заместителя на протоны NH групп, а также тот факт, что сигнал протона амидной группы проявляется в более слабых полях по сравнению с протоном иминогруппы. Так, для 6-нитроизомера 2.4е заместитель находится в прямом полярном сопряжении с NH протоном амидного типа и смещает его в слабое поле (? = 10.85 м.д.) по сравнению с аналогичным сигналом для 7-нитроизомера (? = 10.63 м.д.) (см. рис. 2.2). По тем же причинам сигнал NH протона иминного типа смещен в более сильные поля для 6-нитроизомера (? = 6.52 м.д.) по сравнению с таковым для 7-нитроизомера (? = 6.75 м.д.). Соотнесение положения сигналов NH протонов для остальных смесей изомеров сделано аналогично.
Рис. 2.2. Спектр ПМР соединения 2.4е+2.4л
Доля 6-изомера растет с увеличением электроноакцепторных свойств заместителя R. Так, если изомеры 2.4д и 2.4к образуются в приблизительно равных количествах (44:55, см. табл. 2.1), то соотношение изомеров 2.4е и 2.4л составляет 85:15. В случае диамина 2.3в выделен исключительно 6-изомер 2.4в.
Разделить изомерные хиноксалиноны 2.4б,г,д,е,н и 2.4и,к,л,м,о методом тонкослойной хроматографии, к сожалению, не удалось.
Образование изомерных 3-(2-арил-2-оксоэтил)хиноксалин-2-онов можно объяснить значительной ?-дефицитностью виниленовой связи в кислотах 2.1, что способствует нивелированию различий в основностях аминогрупп исходных диаминов 2.2б,г,д,е и приводит к образованию изомерных интермедиатов 2.3.
В реакции диамина 2.2ж с кислотой 2.1а выделен 8-нитроизомер 2.4ж, в молекуле которого реализуется внутримолекулярная водородная связь, что объясняет значительный диамагнитный сдвиг сигнала протона амидной группы (см. рис. 2.3)
Рис. 2.3. Спектр ПМР соединения 2.4ж
П