Естери та аміди b-ароїлакрилових кислот в реакціях з 1,3- та 1,4-бінуклеофілами

РОЗДІЛ 2
РЕАКЦІЇ ЕСТЕРІВ в-АРОЇЛАКРИЛОВИХ КИСЛОТ З б-АМІНОАЗОЛАМИ
2.1. Взаємодія естерів в-ароїлакрилових кислот з 1-феніл-3-метил-та
3-(п-метилфеніл)-5-амінопіразолами.
Як випливає із огляду літературних даних, реакції естерів в-ароїл­акрилових
кислот з б-аміноазолами раніше практично не вивчалися. В той же час взаємодія
таких амінів, що виступають типовими 1,3-бінуклеофілами, в реакціях з іншими
біелектрофільними сполуками, є найбільш відомим методом одержання
дигідропохідних азолоазинів з вузловим атомом азоту.
У відповідності до задач роботи об’єктами нашого дослідження стали похідні
піразолу – 1-феніл-3-метил-5-амінопіразол 2а та 3-(п-метилфеніл)-5-амінопіразол
2b.
Взаємодія аміну 2а і естерів 1a,h,i,k здійснювалася шляхом кип’ятіння розчинів
еквімолекулярних кількостей вихідних компонент в етанолі протягом 3-4 год. При
охолодженні реакційної суміші було виділено світло-жовті кристалічні продукти
3a,h,i,k з задовільними виходами (див. експериментальну частину). ІЧ спектри
(табл. КВr) синтезованих сполук 3a,h,i,k вміщують смуги валентних коливань
зв’язків С=С і С=N піразольного та дигідропіридинового циклу в області
1580-1615 см-1, а також смугу поглинання естерної групи при 1720 см-1. Типове
для єнамінних форм поглинання фрагмента С=С-NН в області 1640-1670 см-1 [143] в
даному випадку відсутнє, що вказує на імінну будову цих сполук в кристалічній
фазі.
Спектри ЯМР 1Н похідних 3a,h,i,k в ДМСО-d6 характеризують індивідуальні сполуки
і містять набір сигналів ароматичних протонів,
________________________________
В розділі 2 і далі використовується нумерація і індексація сполук, не залежна
від такої в розділі 1
синглетні сигнали метильних груп, триплетні та квартетні – етоксигрупи (сполука
3a), а також АВХ систему фрагмента СН-СН2-дигідропіримідинового циклу (дублети
дублетів протона А та В в області 2.91-3.0 м.ч. і 3.56 м.ч., відповідно).
Протон Х резонує при 4.01-4.05 м.ч. Сигналів NН протонів в області 9.5-10.0
м.ч. в спектрах не спостерігається, що засвідчує існування сполук в імінній
таутомерній формі і в розчинах ДМСО.
Рис. 2.1.1. Спектр ЯМР 1Н етил 6-(4-бромофеніл)-4,5-дигідро-3-метил-
1-феніл-1Н-піразоло[3,4-b]піридин-4-карбоксилату 3a
Таким чином, експериментальні дані підтверджують утворення в реакції естерів
в-ароїлакрилових кислот з 1-феніл-3-метил-5-амінопіразолом
алкіл-4,5-дигідро-6-арил-3-метил-1-феніл-1Н-піразоло[3,4-b]піридин-4-кар­боксилатів
3a,h,i,k.
Формування піразолопіримідинового біцикла включає стадію нуклеофільного
приєднання за б-положенням атома карбону С-4 піразольного циклу з наступною
конденсацією карбонільної та 5-аміногрупи.
Зазначимо, що б,в-ненасичені кетони в реакції з
1-феніл-3-метил-5-амінопіразолом також утворюють похідні
4,5-дигідропіразоло[3,4-b]піридину з ароматичними ядрами в положенні 4 та 6.
Однак, ці сполуки досить легко дегідруються і часто в умовах реакції
утворюється суміш як дигідро-, так і ароматизованого похідного
піразоло[3,4-b]піридину [144].
Якщо у випадку аміну 2а найбільш нуклеофільним центром є положення 4
піразольного циклу, то в молекулі 1-(п-метилфеніл)піразола 2b можлива
конкуренція трьох нуклеофільних реакційних центрів – того ж атома С-4, атома
N-1 піразольного ядра і екзоциклічної аміногрупи, що створює неоднозначність у
спрямованості взаємодії з біелектрофілами. Літературні дані з цього приводу
досить неоднозначні. Так, халкони в реакції із вказаним діаміном в спирті
утворюють похідні 6,7-ди­гідропіразоло[1,5-а]піримідину [145, 146]. Описано
утворення дигідро­піразоло[1,5-а]піримідину і в реакції ацетооцтового ефіру та
ацетилацетону з 3-феніл-5-амінопіразолом [147], тоді як у випадку
гексафлуорометил­ацетилацетону виділений продукт було ідентифіковано як
4,6-трифлуо­рометил-3-фенілпіразоло[3,4-b]піридин [148-151], що було пояснено
більшою електрофільністю атома карбону в трифлуорметильному похідному, яка
спричинює електрофільну атаку за положенням С-4. В роботах [152-156] показано,
що реакції 3-аміно-5-метил(арил)піразолів з арил(алкіл)метиленпохідними кислоти
Мельдрума і димедону характери­зуються високою селективністю, проходять
виключно за атомом С-4 піразолу і завершуються утворенням
піразоло[3,4-b]піридин-6-онів та гексагідро[3,4-b]хінолін-5-онів. З іншого
боку, циклоконденсації метилцинаматів, диетилбензиліденмалонату і
арилметиленпохідних малонової кислоти з 3-аміно-5-метилпіразолом ведуть до
формування піримідинового циклу, що відповідає взаємодії в-вуглецевого атому
ненасиченої карбонільної сполуки з ендоциклічним атомом азоту, а карбонільної
групи – з аміногрупою в молекулі аміноазолу [157, 158].
Взаємодія амінопіразолу 2b з естерами 1a,d,i відбувалась в умовах, аналогічних
описаним вище для аміну 2а (нагрівання в етанолі протягом 3,5-4 год. до повного
перетворення вихідних сполук, контроль ТШХ). При охолодженні реакційних сумішей
із етанольних розчинів було виділено нові кристалічні продукти 4a,d,i з
Rf=0.65-0.68, відповідно, а в фільтратах фіксувався мінорний продукт з Rf?0.73.
Мінорні сполуки 5d,i вдалося одержати з невисокими виходами (~18%) при
випарюванні під вакуумом фільтратів після виділення сполук 4d,i.
Будову вперше синтезованих сполук 4a,d,i було доведено ІЧ та
ЯМР 1Н спектральними методами. В ІЧ спектрах (табл. КВr) найбільш характерною
частотою є хC=O естерної групи при 1735 см-1. Відсутність смуг поглинання хNH в
області 3250-3320см-1 та хС=С при 1640-1670 см-1 свідчить про імінну таутомерну
форму синтезованих сполук в кристал