Синтез производных пиразола с сульфонамидными группировками

УДК 66.091.2

СИНТЕЗ ПРОИЗВОДНЫХ ПИРАЗОЛА С СУЛЬФОНАМИДНЫМИ ГРУППИРОВКАМИ

© Е.В. Рудякова1, Е.И. Сауло2

Иркутский государственный технический университет,

664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Целью исследования являлось изучение взаимодействия N-замещенных 3-алкенил-5-хлорпиразолов с арен-сульфонилиминами хлораля при микроволновой активации и выявление влияния алкенильных групп в положении 3 пиразольного цикла на направление реакций. Представлены данные ИК-, ЯМР-, 1Н и 13С-спектров соединений. В результате получены вещества с уникальным сочетанием фармакофорных групп и реакционноспособной двойной связи, что определяет их значимость как перспективных биологически активных соединений или полупродуктов для их получения в результате дальнейшей химической трансформации.

Табл. 2. Библиогр. 7 назв.

Ключевые слова: пиразол; 3-алкенил-5-хлорпиразол; аренсульфонилимин хлораля; микроволновая активация.

SYNTHESIS OF PYRAZOLE DERIVATIVES WITH SULFONAMIDE GROUPINGS E.V. Rudyakova, E.I. Saulo

Irkutsk State Technical University,

83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.

The study is aimed at researching the interaction of N-substituted 3-alkenyl-5-chloropyrazoles with arene sulfonyl imines of chloral under microwave activation and identification of the effect of alkenyl groups in the position of 3-pyrazole cycle on the reaction course. The data of IR, NMR, 1H and 13C-spectra of compounds are presented. As a result, the authors receive the substances with a unique combination of pharmacophore groups and a reactive double bond. These determine their significance as promising biologically active compounds or intermediates for their production by further chemical transformation.

2 tables. 7 sources.

Key words: pyrazole; 3-alkenyl-5-chloropyrazole; arene sulfonyl imine of chloral; microwave activation.

Разрабатывая удобные синтетические подходы к производным пиразолов, сочетающих в своей структуре фармакофорные группы (пиразольный цикл, амидную, полигалогенметильную, сульфонильную и др.), мы изучали взаимодействие алкенилпиразолов с №(2,2,2-трихлорэтилиден)амидами аренсульфокислот, полученных нами при взаимодействии промышленных N^-дихлорамидов и трихлорэтилена [1].

С целью выявления влияния алкенильных групп в положении 3 пиразольного цикла на направление реакций 3-алкенил-5-хлорпиразолов с высокоэлектрофильными иминами хлораля во взаимодействие с №(трихлорэтилиден)аренсульфонамидами вовлекались 1-этил-3-винил-5-хлорпиразол (1а) и 1-бензил-3-изо-пропенил-5-хлорпиразол (1б).

Получение таких производных пиразолов представляет несомненную важность, поскольку сочетание пира-зольного кольца и сульфонамидного фрагмента позволяет прогнозировать у таких продуктов наличие биологической активности широкого спектра действия.

Реакции амидоалкилирования пиразолов (в том числе хлорзамещенных пиразолов) практически не изучены [2, 3], за исключением описанных в литературе примеров трихлорамидоэтилирования 1-алкил(арил)-3-алкил(фенил)пиразол-5-онов этоксикарбонил-, ацетил-, бензоилиминами хлораля [4] и реакций 1,3,5-триметилпиразола и 1-гептил-3-метилпиразол-5-она с 4-хлорфенил-сульфонилимином хлораля [5]. Авторы [6] установили, что 5-хлорпиразолы вступают во взаимодействие с трифторметилсульфонилимином хлораля, образуя 4-(1-трифторметилсульфонамидо-2,2,2-трихлорэтил), замещенные 5-хлорпиразолы. Аренсульфонилиимины хлораля в реакции с 5-хлорпиразолами не вступали.

Показано, что С-амидоалкилирование пиразолов (1а, 1б) аренсульфонилиминами хлораля не протекает ни при нагревании реагентов в растворе трихлорэтилена без катализатора в течение длительного времени, ни в присутствии каталитических количеств олеума (в условиях позволяющих вовлечь в процесс арены) [7].

Взаимодействие 3-алкенил-5-хлорпиразолов с аренсульфонилиминами хлораля осуществляется при микроволновой активации. В результате образуются продукты электрофильного ^-замещения водорода винильной группы - 2-[(2,2,2-трихлор-1-(аренсульфонамидо)этил]винилпиразолы, вещества с уникальным сочетанием фармакофорных групп и реакционноспособной двойной связи (2а-в). Реакции проводили при микроволновом облу-

1Рудякова Елена Владимировна, кандидат химических наук, доцент кафедры химической технологии, тел.: 89643546763, e-mail: rudlenka@list.ru

Rudyakova Elena, Candidate of Chemistry, Associate Professor of the Department of Chemical Technology, tel.: 89643546763, e-mail: rudlenka@list.ru

2Сауло Елена Игоревна, магистрант, тел.:89086612673, e-mail: LSaulo@bk.ru Saulo Elena, Graduate student, tel.: 89086612673, e-mail: LSaulo@bk.ru

чении растворов эквимольных количеств реагентов в диметилформамиде в течение 10 мин, выход продуктов амидотрихлорэтилирования от 58 до 73%.

Cl

R1

// V

N'

N2

N

+ ZNCHCCl

MW, 10 мин.

3

1а, 1б

2а-в

Р1 = Н, Р2 = Б1 (1а): Ъ = 8020бН4С!-4 (2а); г = 802С6Н5 (2б);

Р1 = Ме, Р2 = Вп (1б);

Ъ = 802С6Н4С!-4 (2в).

В отличие от реакций 3-винил-5-хлорпиразола (1а), 3-шо-пропенил-5-хлорпиразол (1б) взаимодействует с 4-хлорфенилсульфонимином хлораля, образуя продукт (2в) с меньшим выходом.

Строение продуктов С-амидоалкилирования 3-алкенил-5-хлорпиразолов (2а-в) доказаны методами ИК- и ЯМР-спектроскопии, состав подтвержден данными элементного анализа (табл. 1, 2).

В ИК спектрах амидов (2а-в) присутствуют характерные полосы поглощения групп ЫН, 802. В ЯМР 1Н спектре кроме сигналов протонов ароматических колец присутствуют характерные дублеты фрагмента ЫН-СН с КССВ 9.5-10 Гц. При этом присутствуют сигналы, соответствующие протонам алкенильного фрагмента пиразолов, что свидетельствует об образовании продуктов присоединения к иминам хлораля.

Синтезированные продукты С-амидоалкилирования пиразолов (2а-в) представляют собой бесцветные или слабоокрашенные кристаллические вещества со специфическим запахом, растворимые в ДМСО, ацетоне, ароматических растворителях, нерастворимые в воде.

Выходы температуры плавления и данные элементного анализа соединений

Таблица 1

осі -¿-О <D Т. пл., ОС Вы ход Найдено, % * І != s Вычислено, %

% С H Cl N S С H CI N S

2а 192- 194 73 37,62 2,81 38,13 8,06 6,82 C15H14CI5N3O2S 37,72 2,95 37,11 8,80 6,71

2б 204- 206 58 40,41 3,87 33,12 9,12 7,59 C15H15CI4N3O2S 40,72 3,39 32,13 9,5 7,24

2в 208- 210 72 44,21 3,05 33,18 7,92 5,72 C20H16CI5N3O2S 44,51 2,99 32,85 7,79 5,94

Экспериментальная часть

ИК-спектры синтезированных соединений получены на спектрометре Bruker IFS-25.

Спектры ЯМР 1Н, 13С, 15N, 31P растворов веществ в дейтерорастворителях зарегистрированы на спектрометре Bruker DPX-400 (рабочие частоты 400,13; 101,61; 40,56; 161,98 МГц соответственно), внутренний стандарт -ГМДС (1Н, 13С), внешние стандарты CH3NO2 (15N) и 85%-ная Н3РО4 (31Р). Значения химических сдвигов измерены с точностью 0,01 и 0,02 м.д. соответственно. КССВ определены с точностью 0,1 Гц.

Микроволновое облучение проводили на приборе Samsung M181DNR MW с максимальным уровнем мощности 800 и CEM Discover S-class, снабженным обратным холодильником.

Общая методика получения продуктов С-сульфонамидотрихлорэтилирования 3-алкенилпиразолов. Экви-мольную смесь 3-алкил-5-хлорпиразола (0,05 моль) и ^(2,2,2-трихлорэтилиден)аренсульфонамида (0,05 моль) растворяли в 20 мл ДМФА и подвергали микроволновому облучению в течение 10 мин. По окончании процесса реакционную смесь заливали 200 мл холодной воды, продукт экстрагировали хлористым метиленом (3 раза по 50 мл), органические вытяжки объединяли, промывали водой (3 раза по 50 мл), сушили MgSO4, хлористый метилен удаляли в вакууме.

1-Этил-3-[2-(1-(4-хлорфенилсульфонамидо-2,2,2-трихлорэтил)эте-нил]-5-хлорпиразол (2а) получен из 1-этил-3-винил-5-хлорпиразола (1а) и ^(2,2,2-трихлорэтилиден)-4-хлорфенилсульфонамида по вышеприведенной методике.

116 ВЕСТНИК ИрГТУ №7 (78) 2013

Таблица 2

Данные ИК и ЯМР1Н и13С спектров соединений

№ соед Формула соединения ИК Спектр ЯМР 1Н, 5, м д., J, Гц, растворитель Спектр ЯМР ПС, б, м.д., 7, Гц, растворитель

2а са3 о ,— сн=сн-сн-ш—в-г' усі 1-Этил-3-[2-

26 СНз СС13 О С=СН— СН-ГШ— 'Уя '"О 1 -Бензил -3-[1 -м етил-2-

2в СС13 О , , СН=СН— СН- МИ—8—и \ г< 1 -Эти л -3-[2-

Химия и металлургия

1-Этил-3-[2-(1-(бензолсульфонамидо-2,2,2-трихлорэтил)этенил]-5-хлорпиразол (2б) получен из 3-алкенилпиразола (1а) и ^(2,2,2-трихлорэтилиден) бензолсульфонамида по вышеприведенной методике.

1-Бензил-3-[1-метил-2-(1-(4-хлорбензолсульфонамидо-2,2,2-трихлорэтил)этенил]-5-хлорпиразол (2в) получен из ^(2,2,2-трихлорэтилиден)-4-хлорфенилсульфонамида и 3-1-бензил-3-изо-пропенил-5-хлорпиразола (1б) по вышеприведенной методике.

Общая методика взаимодействия 3-алкенилзамещенных 5-хлорпиразолов с N,N-дихлораренсульфонамидами. Раствор (0.01 моль) N.N-дихлорамида ароматической сульфокислоты (0.01 моль) 3-алкенилпиразола в 10 мл хлорбензола нагревали в инертной атмосфере при 120оС 16 ч. Затем растворитель удаляли при уменьшенном давлении, продукт промывали на фильтре небольшим количеством холодного CCl4 и сушили на воздухе. Получены соединения (2г-е).

1-Этил-3-(1-хлор-2-бензолсульфонамидоэтил)-5-хлорпиразол (2г) получен из 1-этил-3-винил-5-хлорпиразола (1а) и N^-дихлорбензолсульфонамида по вышеприведенной методике.

1-Бензил-3-(1-хлор-1-метил-2-бензолсульфонамидоэтил)-5-хлор-пиразол (2д). Получен из 1-бензил-2-изо-пропенил-5-хлорпиразола (1б) и N^-дихлорбензолсульфонамида по вышеприведенной методике.

1-Бензил-3-[1-хлор-1-метил-2-(4-хлорбензолсульфонамидо)этил]-5-хлорпиразол (2е). Получен из 1 -бензил-

2-изо-пропенил-5-хлорпиразола (1б) и ^N-дихлор^-хлорфенилсульфонамида по вышеприведенной методике.

Таким образом, взаимодействие N-сульфонилиминов хлораля с алкенилпиразолами приводит к получению реакционноспособных веществ с уникальным сочетанием фармакофорных фрагментов в молекуле: пиразольно-го кольца, аминосульфонильной и полигалогеналкильных групп, что, безусловно, определяет их значимость как перспективных биологически активных соединений (или полупродуктов) для их получения в результате дальнейшей химической трансформации.

Наличие стереогенных центров в образующихся продуктах имеет несомненную важность и представляет хорошую перспективу синтеза оптически активных продуктов реакциями с участием винильных групп.

Библиографический список

1. Реакции трихлорэтилена с N,N-дихлорарилсульфонамидами / А.Н. Мирскова [и др.] // ЖОрХ. 1982. Т. 18, вып. 2. C. 452-453.

2. The effect of focused microwaves on the reaction of ethyl N-trichloroethylidenecarbamate with pyrazole derivatives / J.R. Carrino [и др.] // Tetrahedron. 1999. Vol. 55, N 31. P. 9623-9630.

3. N-Функционально замещенные имины полихлор(бром)альдегидов и кетонов / Г.Г. Левковская [и др.] // Успехи химии. 1999. Т. 68, вып. 7. С. 638-662.

4. convenient synthesis of novel 1,3,4-substituted 2-pyrazoline-5-ones / D. Sicker [и др.] // Synthesis. 1987. N 5. P. 493-495.

5. С- и N-Амидотрихлорэтилирование азолов. С-Амидофенилдихлорэтилирование ароматических и гетероциклических соединений / И.Т. Евстафьева [и др.] // ЖОрХ. 2002. Т. 38, вып. 8. С. 1230-1234.

6. ^нтез и строение 4-трифторметилсульфонамидотрихлорэтил-5-хлорпиразолов / Е.В. Кондратов [и др.] // ЖОрХ. 2005. Т. 41, вып. 5. С. 749-752.

7. Попов А.В. Полихлорэтиламиды сульфоновых кислот в реакциях с N-, O-, S-нуклеофилами и бинуклеофилами: дис. ... канд. хим. наук. Иркутск. 2010. 155 с.