Взаимодействие 1,3-бис(2,2-диметоксиэтил)мочевины с фенолами

УДК 547.495.7

Г. Х. Мамбитова, А. С. Газизов, А. Р. Бурилов, М. А. Пудовик

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ 1,3-БИС(2,2-ДИМЕТОКСИЭТИЛ)МОЧЕВИНЫ С ФЕНОЛАМИ

Ключевые слова:синтез, 1,3-бис(2,2-диметоксиэтил)мочевина, фенол.

Впервые изучено взаимодействие 1,3-бис(2,2-диметоксиэтил)мочевины с фенолами в условиях кислотного катализа. Показано, что продуктами этой реакции являются ранее неизвестные бициклические соединения -производные 1,4-диазабицикло[2.2.1]гептан-7-она, имеющие в своём составе арильные заместители.

Keywords: synthesis, 1,3-bis (2,2-dimethoxyethyl)urea, phenol.

Reaction of 1,3-bis(2,2-dimethoxyethyl)urea with phenols at the presence of acidic catalyst is studied for the first time. It was shown that the reaction leads to the formation of novel bilycyclic compounds, namely 1,4-diazabicyclo[2.2.1]heptan-7-one derivatives, containing aryl substituents.

В настоящее время одной из наиболее устойчивых тенденций развития органической химии является расширение и углубление исследований, направленных на изыскание новых путей синтеза различных классов гетероциклических соединений. Создание нетрадиционных и в то же время удобных методов синтеза обеспечивает значительный прогресс в различных областях химии гетероциклических соединений, в том числе областях, связанных с поиском биологически активных веществ и разработкой новых промышленных методов синтеза известных лекарственных препаратов.

Гетероциклические соединения, содержащие в цикле мочевинный фрагмент, согласно анализу литературных данных, являются важным классом соединений, проявляющих широкий спектр биологической активности [1—4]. Некоторые из этих соединений обладают кардиотонической [5] и антиаритмической активностью [6], вызывают вазодила-тацию [6,7].Таким образом, синтез новых соединений этого класса представляет значительный интерес. Ранее нами было показано, что (2,2-диэтоксиэтил)мочевины в кислой среде в присутствии фенолов подвергаются внутримолекулярной циклизации с образованием производных имидазо-лидин-2-она [8,9].

Для нас представляло интерес изучить возможность использования в этой реакции мочевин, содержащих два ацетальных фрагмента, и получения, таким образом, бициклических соединений. Для достижения поставленной цели на первом этапе исследований нами был полученановая1,3-бис(2,2-диметоксиэтил)мочевина. Синтез этого соединения осуществляется в соответствии со схемой 1, путём взаимодействия соответствующего амина с 1,1'-карбонилдиимидазолом в гексане при комнатной температуре в течении 12 часов.

2h2N

ОМе

ОМе

\j U^N--MeO'

Схема 1

ОМе

H H N N

О

ОМе

Дальнейшие исследования показали, что взаимодействие соединения 1 с различными фенолами (2-нафтол, 2,6-диметилфенол, 4-

хлорбензол-1,3-диол) при кипячении в присутствии концентрированной соляной кислоты приводит к образованию смеси двух изомерных продуктов 2 и 3. К сожалению, из реакционной смеси удалось выделить только соединения 2в виде смеси диасте-реомеров (схема 2).

МеО'

ОМе н н ОМе

HCI

кипячение, 12 ч

ОМе

N Ar Ar^N

Ar О

2 a, b, с

"О*

N

3 a, b, с

Схема 2

Строение полученных соединений подтверждено методами ЯМР :Н, ИК-спектроскопии, состав данными состав данными масс-спектрометрии (MALDI TOF/TOF) и элементного анализа.

Таким образом, нами впервые было изучено взаимодействие 1,3-бис(2,2-

диметоксиэтил)мочевины с фенолами и показано, что продуктами этой реакции являются новые би-циклические соединения - производные 1,4-диазабицикло[2.2.1]гептан-7-она.

Экспериментальная часть

Спектры ЯМР 1Н записаны на спектрометре BrukerAvance 600 с рабочей частотой 600 МГц относительно сигналов остаточных протонов дейте-рированных растворителей. ИК спектры сняты на спектрометре UR-20 в интервале 400-3600 см-1. Кристаллические образцы исследовались в таблетках КВг.

1,3-бис

К раствору 1.55 мл (14,28 ммоль) 2,2-диметоксиэтан-1-амина в 10 мл гексана при перемешивании добавили 1,16 г (7,00 ммоль) 1,1'-карбонилдиимидазола. Реакционную смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 12 часов. Затем реакционную смесь кипятили 3 часа. Растворитель и летучие фракции удалили в вакууме водоструйного насоса. Получили 2,15 г соединения 1 в виде масла. Спектр ЯМР 1Н (CD3OD, 600

МГц, 5, м.д.): 3.26 (2Н, д, J = 5.4 Гц), 3.36 (6Н, с, 0СН3), 4.36 (1Н, т, J = 5.4 Гц). ИК-спектр, см-1: 3057, 2974 (МН), 1671 (С=0).

2,5-Бис

К раствору 0.5 г (2.00 ммоль) 1,3-бис(2,2-диметоксиэтил)мочевины 1 в 10 мл концентрированной соляной кислоты добавили 0.61 г (4.00 ммоль) 4-хлорбензол-1,3-диола. Реакционную смесь кипятили в течение 12 часов. Остаток после удаления растворителя промыли эфиром, сушили до постоянной массы. Получили продукт 2а в виде густой смолы. Выход 0,40 г (50%). Спектр ЯМР 1Н (CD3OD, 600 МГц, 5, м.д.): 3,35-3,40 (2Н, м, СН2), 3.50-3,57 (2Н, м, СН2), 4.65-4.72 (2Н, м, СН), 6,53 (2Н, уш.с., СНаром), 7,03 (2Н, уш.с., СНаром). ИК-спектр, см-1: 3080, 2952 (]МН), 1650 (С=0), 1600 (аром).

2,5-Бис

Получен аналогично предыдущему из 0,5 г (2,00 ммоль) 1,3-бис(2,2-диметоксиэтил)мочевины 1, 0,61 г (4,00 ммоль) 2-нафтола и 10 мл концентрированной соляной кислоты. Выход 0,38 г (48%). Спектр ЯМР 1Н (^3^0, 600 МГц, 5, м.д.): 3,333,38 (2Н, м, СН2), 3.52-3,60 (2Н, м, СН2), 4.63-4.72 (2Н, м, СН), 7.11 (1Н, д, J = 8.8 Гц), 7.29-7.20 (1Н, м), 7.40 (1Н, ддд, J = 8.5, 6.8, 1.3 Гц), 7.63 (1Н, д, J = 8.8 Гц), 7.75 (1Н, д, J = 7.2 Гц), 7.99 (1Н, д, J = 8.7 Гц). ИК-спектр, см-1: 3079, 2875 (]МН), 1650 (С=0), 1600 (аром).

2,5-Бис

Получен аналогично предыдущему из 0,5 г (2,00 ммоль) 1,3-бис(2,2-диметоксиэтил)мочевины 1, 0,517 г (4,00 ммоль) 2,6-диметилфенола и 10 мл концентрированной соляной кислоты. Выход 0,23 г (33%). Спектр ЯМР 1Н (^3^0, 600 МГц, 5, м.д.): 3,32-3,38 (2Н, м, СН2), 3.53-3,59 (2Н, м, СН2), 4.60-4.69 (2Н, м, СН), 6,80 (1Н, уш.с., СНаром), 6.88 (2Н, уш.с., СНаром). ИК-спектр, см-1: 3050, 2899 (ММН), 1683 (С=0), 1595 (аром). Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ и Правительства Республики Татарстан в рамках научного проекта №15-43-02088.

Литература

1. Zebrowska-Lupina, I. CentralEffectofNewDerivativeso-fEthylenediamineandImidazolidinone-2 / I. Zebrowska-Lupina,G. Ossowska,M. Stelmasiak,G. Rajtar, K. Kolasa, A. Chodkowska, Z. Kleinrok // ActaPol. Pharm. - 1984. -V.46. - P.687-694.

2. SaccomanoN.A. Calcium-Independent Phosphodiester-aselnhibitorsas Putative Antidepressants: [3-(Bicycloalkyloxy)-4-Methoxyphenyl-2-Imidazolidinones /N.A. Saccomano, F.J. Vinick, B.K Koe, J.A. Nielsen, W.M.Whalen, M. Meltz,D. Phillips, P.F.Thadieo, S. Jung, D.C. Chapin, L.A. Lebel, L.L. Russo, D.L. Helweg, J.L. Johnson, J.L. Ives, I.H. Williams // J. Med. Chem. - 1991. - V.34. - P.291-298.

3. Guillon, J. SynthesisandEvaluationoftheCNSActivityof-New 4-Alkoxyphenylimidazolidin-2-Ones. / J.Guillon,V. Lelong, O. Renault, M. Boulouard, P. Dallemagne, S. Rault, M. Robba // Chem. Pharm. Bull. (Tokyo). - 1998. -V.46. - P.711-714.

4. Родионов В.М. Взаимодействие Р-Фенил-Р-аланина и гипобромита. Синтез 4-фенилглиоксилидона и его ацильных производных / В.М. Родионов, В.В.Киселева // Журнал Общей Химии. - 1948. - Т.18. - С.1905-1911.

5. Lowes B.D. Low-Dose Enoximone Improves Exercise Capacity in Chronic Heart failureA List of the Enoximone Study Group Members and Institutional Affiliations Is Provided in the Appendix. / B.D. Lowes, M. Higginbotham, L. Petrovich,M.A.DeWood, M.A. Greenberg, P.S. Rahko, G.W. Dec, T.H. LeJemtel, R.L. Roden, M.M. Schleman, A.D. Robertson, R.J. Gorczynski, M.R. Bristow // J. Am. Coll. Cardiol. - 2000. - V.36. - P.501-508

6. Grisar J.M. No Title / J.M.Grisar , R.A. Schnettler, R.C. Dage // Международн. пат. US4329471. - 1982.

7. El-Moselhy T.F. No Title / T.F. El-Moselhy, M.A. El-Kersh, F. Nyberg,R.Hede, M.A. Eldawy // Med. Chem. Res. - 1998. - V.8. - P.163-170.

8. БуриловА.Р.Взаимодействие 1-(2,2-диметоксиэтил)-1-метил-3-фенилмочевины с пирогаллолом /А.Р.Бурилов, А.С. Газизов, М.С. Хакимов, М.А. Пудовик, А.И. Коновалов// Журнал общей химии, 78, 2065 2008.

9. Мамбитова Г.Х. Внутримолекулярная циклизация а-уреидоацеталей в присутствии трифторуксусной кислоты приводит к образованию новых производных имидазолин-2-она. / Г.Х. Мамбитова, А.С. Газизов, А.Р. Бурилов, М.А. Пудовик // Вестник тех-нол.ического университета. 2016. Т.19, №15. С 17-19.

© Г. Х. Мамбитова, магистрант КНИТУ, guzel.mambitova@mail.ru; А. С. Газизов, к.х.н, с.н.с. лаборатории элементооргани-ческого синтеза (ЭОС) ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН, agazizov@iopc.ru; А. Р. Бурилов, д.х.н., профессор, заведующий лабораторией элементоорганического синтеза (ЭОС) ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН, burilov@iopc.ru; М. А. Пудовик, д.х.н., профессор, г.н.с. лаборатории элементоорганического синтеза (ЭОС) ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН.

© G. Kh. Mambitova, Master's student, Kazan National Research Technological University. e-mail: guzel.mambitova@mail.ru; А. S. Gazizov, Dr., Laboratory of Organoelement synthesis (EOS) A.E. Arbuzov Institute of Organic and Physical Chemistry, Kazan Scientific Center, Russian Academy of Sciences, agazizov@iopc.ru; А. R. Burilov, Dr., Prof., Laboratory of Organoelement synthesis (EOS) A.E. Arbuzov Institute of Organic and Physical Chemistry, Kazan Scientific Center, Russian Academy of Sciences, burilov@iopc.ru; М. А. Pudovik, Dr., Prof., Laboratory of Organoelement synthesis (EOS) A.E. Arbuzov Institute of Organic and Physical Chemistry, Kazan Scientific Center, Russian Academy of Sciences.