РОЗДІЛ 2.
3-ГЕТАРИЛ(АРИЛ)КУМАРИНИ ТА ЇХ ПОХІДНІ:
СИНТЕЗ І ВЛАСТИВОСТІ
2.1. Синтез 3-гетарил(арил)кумаринів конденсацією саліцилових альдегідів та
гетарилацетонітрилів
Кумарини 2.1.1-44 з різними гетероциклічними замісниками у 3-ому положенні, а
також 3-(4-нітрофеніл)кумарини 2.1.45-51, були синтезовані конденсацією
заміщених саліцилових альдегідів з гетарилацетонітрилами (а також
4-нітрофенілацетонітрилом) в присутності основи – піперидину – у спиртовому
розчині (етанол чи ізопропанол) (схема 2.1) [130-150]. Гідроліз іміногрупи у
2-імінокумаринах здійснений у кислому середовищі: кип’ятінням у 3% H2SO4.
Схема 2.1
Het
R1
2.1.1 H, 2.1.2 7-OH, 2.1.3 8-OH, 2.1.4 7,8-(OH)2, 2.1.5 8-OMe, 2.1.6 8-OEt,
2.1.7 6-Cl, 2.1.8 6,8-Cl2, 2.1.9 6-Br, 2.1.10 6-NO2
Het
R1
2.1.11 H, 2.1.12 7-OH, 2.1.13 6-Cl, 2.1.14 6,8-Cl2, 2.1.15 6-Br, 2.1.16 6-NO2
2.1.17 7-OH, 2.1.18 8-OH, 2.1.19 7,8-(OH)2, 2.1.20 6-Cl, 2.1.21 6-Br, 2.1.22
6-NO2
2.1.23 7-OH, 2.1.24 8-OH, 2.1.25 7,8-(OH)2, 2.1.26 6-NO2
2.1.27 7-OH, 2.1.28 6-Br, 2.1.29 6-NO2
2.1.30 7-OH, 2.1.31 6-Cl, 2.1.32 6-Br, 2.1.33 6-NO2
2.1.34 7-OH, 2.1.35 6-Cl, 2.1.36 6-NO2
2.1.37 7-OH, 2.1.38 6-Cl, 2.1.39 6-Br, 2.1.40 6-NO2
2.1.41 7-OH, 2.1.42 6-Cl, 2.1.43 6-Br, 2.1.44 6-NO2
2.1.45 7-OH, 2.1.46 8-OH, 2.1.47 7,8-(OH)2, 2.1.48 8-OEt, 2.1.49 6-Cl, 2.1.50
6-Br, 2.1.51 6-NO2
Швидкість гідролізу 2-імінокумаринів залежить в більшій мірі від замісника у
бензольному кільці кумаринового ядра, ніж від замісника у 3-ому положенні.
Швидко гідролізує іміногрупа у сполуках з електроноакцепторним замісником,
наприклад, 6-NO2 та 6-Cl - 0,5-2 год, дещо повільніше - 6-Br (4-6 год), а у
випадку 7-ОН групи гідроліз відбувається досить повільно, так, для сполуки
2.1.34 – 96 год. Останній приклад демонструє також те, як на процес гідролізу
впливає розчинність імінокумарину: в той час, як сполуки з піридиновим чи
хіноліновим фрагментом мають деяку розчинність, особливо при нагріванні, у
кислому водному чи у водно-спиртовому розчині, 3-(4-фенілтіазол-2-іл)кумарини у
воді практично не розчиняються, тому для прискорення реакції гідроліз таких
важкорозчинних сполук краще проводити у водному ДМФА чи у суміші 3%
H2SO4:діоксан (2:1).
Характеристика синтезованих сполук (вихід, брутто-формула, температура топлення
тощо) наведена в експериментальній частині.
Будова одержаних 3-заміщених кумаринів доведена за допомогою спектроскопії 1Н
ЯМР (експ. частина, табл. 4.1). Характеристичним є сигнал 4-Н – синглет у
слабкому полі – 8.3-9.1 м.ч. У серії кумаринів з однаковим замісником у 3-ому
положенні хімічний зсув 4-Н знаходиться у найбільш сильному полі у випадку
замісника 7-ОН, у найбільш слабкому – при 6-NO2, і різниця складає 0.15-0.3
м.ч.; але все ж найбільший вплив на положення сигналу 4-Н має залишок 3-Het.
Якщо у 3-ому положенні кумарину знаходиться нітрогенвмісний гетероцикл
(кумариновий замісник знаходиться у б-положенні по відношенню до атому
Нітрогену гетероциклу), то сигнал 4-Н спостерігається в області 8.7-9.1 м.ч.,
що обумовлено в першу чергу електроноакцепторними властивостями атому Нітрогену
гетероциклу, адже у випадку сполук із замісниками 3-(5-карбетоксифурил-2) та
4-нітрофеніл сигнал Н-4 знаходиться при 8.3-8.6 м.ч. Це також підтверджується
тим фактом, що в ряду тіазолілкумаринів електронна густина у тіазольному кільці
у значній мірі залежить від характеру замісника у 4-ому положенні тіазолу, що
видно із аналізу хімічних зсувів протону H-5’ тіазолу, які становлять 7.2-7.4
м.ч. (для 4-метилтіазоліл-2) і 8.4-8.6 м.ч. (для 4-(3-нітрофеніл)тіазоліл-2);
але на положення сигналу 4-Н кумарину це впливає мало.
Так, сигнал 4-Н 6-бром-3-(5-карбетоксифурил-2)кумарину 2.1.21 у спектрі 1Н ЯМР
(рис. 2.1) знаходиться при 8.49 м.ч., а 4-Н
6-бром-3-(4-(4-метоксифеніл)тіазоліл-2)кумарину 2.1.39 – при 8.95 м.ч. (рис.
2.2).
Рис. 2.1.
Спектр 1Н ЯМР 6-бром-3-(5-карбетоксифурил-2)кумарину 2.1.21.
Рис. 2.2.
Спектр 1Н ЯМР 6-бром-3-(4-(4-метоксифеніл)тіазоліл-2)кумарину 2.1.39.
Такий вплив піридинового, хінолінового та тіазольного замісників на положення у
спектрах 1Н ЯМР сигналу 4-Н кумарину пояснюється тим, що кумарини з
нітрогенвмісним гетероциклічним замісником переважно приймають конформацію, в
якій атом Нітрогену гетероциклу та четвертий протон кумарину зближені. Так, для
3-(2-піридил)кумаринів можливі дві планарні конформації, в яких реалізується
спряження між ядром піридину та кумариновою системою, I и II:
Конформація I, менш вигідна, ніж II, у зв’язку з відштовхуванням двох
електрононадлишкових атомів – атому Оксигену карбонільної групи кумарину й
атому Нітрогену піридинового циклу. Аргументом на користь конформації ІІ є
також значна різниця в хімічних зсувах у спектрах 1Н ЯМР в-протонів
піридинового залишку: завдяки дезекрануючому впливу Оксигену карбонільної групи
кумарину сигнал протону 3’-Н піридину знаходиться в більш слабкому полі, ніж
5’-Н, і різниця складає близько 1 м.д.; в той час як для структури I, а також
для структури, в якій кумаринова та піридинова системи не знаходяться в одній
площині, значення хімічних зсувів 3’-Н и 5’-Н було б практично ідентичним. На
рис. 2.3 наведено спектр 7,8-дигідрокси-3-(2-піридил)кумарину 2.1.4, де
позначено хімічні зсуви протонів:
Рис. 2.3.
Спектр 1Н ЯМР 7,8-дигідрокси-3-(2-піридил)кумарину 2.1.4.
Стосовно сигналів у спектрах 1Н ЯМР протонів замісника 3-Het можна сказати, що,
як це буде показано нижче на прикладі різних похідних 3-гетарилкумаринів,
максимальний вплив на них має природа заміснику у 7-ому положенні, тобто
такого, що знаходиться у спряженні з 3-Het; але в цілому незначні зміщен
- Київ+380960830922