Синтез конденсированных соединений пиридина с узловым атомом азота

В заключении следует отметить, что в разбавленных ацетонитрильных растворах исследованные ионные жидкости являются слабо ассоциированными электролитами. Изучение электропроводности концентрированных растворов ИЖ позволит сделать вывод об их состоянии при высоких концентрациях.

Список литературы

1. Асланов, Л.А. Ионные жидкости в ряду растворителей. /Л.А. Асланов, М.А. Захаров, Р.Л. Абрамычева. -М.: Изд-во МГУ, 2005. -272 с.

2. Ionic Liquids: Industrial Applications to Green Chemistry. Eds. R.D. Rogers and K.R. Seddon, ACS Symp. Ser, Vol. 818, American Chemical Society, Washington D.C., 2002.

3. Wachter, R. / R.Wachter, J.Barthel //Ber. Bunseng. Phys. Chem. -1979. -V. 83. -P. 634.

4. Щербаков, В.В. //Электрохимия. -1998. -Т.34. -С. 121.

5. Wu, Y C../ Wu Y C., Koch W.F., Pratt K.W. //J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol. -1991. -V. 96. -P. 191.

6. Калугин, О.Н./ О.Н.Калугин, И.Н.Вьюнник // Журн.общ. химии. 1989. -Т. 59. Вып. 7. -С.1628.

7. Lee W.H., Wheaton R.J. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. II. 1978. Vol. 74. No. 4. P. 743.

8. Lee W.H., Wheaton R.J. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. II. 1978. Vol. 74. No. 8. P. 1456.

9. Lee W.H., Wheaton R.J. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. II. 1979. Vol. 75. No. 8. P. 1125.

10. Pethybridge A.D., Taba S.S. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. I. 1980. Vol. 76. No. 9. P. 368—376.

11. Калугин, О.Н./ О.Н.Калугин, И.Н.Вьюнник // Журн. общей химии. 1990. Т. 60. Вып. 6. С. 1213—1216.

12. Barthel J., Gores H.-J. In: G. Mamontov, A.I. Popov Eds. Chemistry of Nonaqueous Electrolyte solutions. Current Progress. N.Y.: VCH, 1994. Ch.1. P.1-147.

13. Артемкина, Ю.М. / Ю.М.Артемкина, Н.В.Плешкова, К.Р.Седдон, В.В. Щербаков //Физико-химичекие свойства растворов и неорганических веществ. Сб. научн. трудов. Вып. 182. РХТУ им. Д.И. Менделеева. М.: 2008. -С. 139-144.

14. Щербаков, В.В. //Электрохимия. -1994. -Т.30. -С. 1367.

15. Щербаков, В.В. / В.В.Щербаков, В.И.Ермаков //Термодинамика и строение растворов. -Иваново, 1978. - С. 112.

УДК 547.71.8

Г.А. Рызванович, Р.С. Бегунов

Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова, Ярославль, Россия

СИНТЕЗ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПИРИДИНА С УЗЛОВЫМ АТОМОМ АЗОТА

The condensed ring system of pyridine possessing pharmacological activities. The simple way of they synthesis based on reductive of N-(2,4-dinitrophenyl)pyridinium chloride gave wide row substituted ben-zo[4,5]imidazo[1,2-a]pyridine and pyrido[3',2':4,5]imidazo[1,2-a]pyridine. Different end products are formed depending on the process condition and cyclizing agent.

Конденсированная циклические системы пиридина обладают фармакологической активностью. Широкий ряд замещенных бензо[4,5]имидазо[1,2-а]пиридинов и пиридо[3',2':4,5]имидазо[1,2-

а]пиридинов получены удобным способом синтеза, основанного на восстановительной циклизации N (2,4-динитро фенил) пиридиния.

Уникальность конденсированных соединений пиридина, содержащих узловой атом азота (бензо[4,5]имидазо[1,2-а]пиридины и пиридо[3',2':4,5]имидазо[1,2-а]пиридины) определяется разнообразием проявляемой ими биологической активности [1,2], а так же тем, что они являются биоизостерными аналогами азотистых оснований нуклеиновых кислот. Соединения данного класса широко представлены в природе, но получают их преимущественно синтетически. Анализ литературы показал, что существует более десятка методов их синтеза, при этом применение того или иного способа определяется структурой требуемого продукта. Следует также отметить, что синтез широкого ряда разнообразных конденсированных производных пиридина содержащих узловой атомом азота, одним из описанных способов невозможен. В виду этого создание универсальной методологии получения вышеназванных соединений актуально для современной органической и медицинской химии. Для достижения этой цели необходимо детальное исследование закономерностей химических процессов, лежащих в основе способа получения конденсированных азотсодержащих гетероциклов.

Предлагаемый нами способ синтеза конденсированных соединений пиридина, содержащих узловой атом азота основан на внутримолекулярной циклизации солей пи-ридиния, полученных конденсацией о-галогеннитропроизводных ароматических и ге-тероароматических соединений с пиридином. Процесс восстановительной циклизации хлорида К-(2-нитрофенил)пиридиния (1) (схема 1) не нашел широкого применения для синтеза конденсированных производных пиридина с узловым атомом азота из-за отсутствия, на наш взгляд, региоспецифического циклизующего агента [3]. Поэтому для повышения селективности методики синтеза замещенных бензо[4,5]имидазо[1,2-а]пиридинов был осуществлен поиск удобного циклизующего агента. В качестве таковых использовались: гидросульфид натрия, хлорид титана (III), хлорид олова (II). Применение приводило к образованию продукта раскрытия пиридинового цикла, поскольку реакция протекала в щелочных условиях. Внесение хлорида титана (III), в качестве циклизующего агента, в реакционную массу позволило выделить ряд бен-зо[4,5]имидазо[1,2-а]пиридинов с небольшим выходом.

1 Яз=СЕз , СООН, N02, ОД , СК Схема 1

Из трех восстанавливающих соединений наилучшие результаты были получены в случае хлорида олова (II), применение которого позволило получить целевые продукты с количественным выходом.

В ходе работы было проведено исследование факторов, оказывающих влияние на процесс внутримолекулярного восстановительного аминирования: структура восстанавливаемого субстрата (А), соотношение субстрат : восстанавливающий агент (В), условия процесса - содержание соляной кислоты в циклизующем агенте (С) (схема 2).

где 1 Х=СН2, Ri=R2=H, Rb= NO2; Ri=CH3, R2=H, R3=CN; Ri=Cl, R2=H, R3=CN; 2 X=N, Ri=R2=H; Ri=R2=CH3; Ri=H, R2=CH3; 3 Ri=CH3, R3=CN; Ri=Cl, R3=CN; 4, 5 Ri=R2=H;

Ri=R2=CH3; Ri=H, R2=CH3 Схема 2

Исследование ориентирующего влияния заместителей в положении 3 пиридинового кольца, солей №(2-М02-4-С№фенил)-3-К-пиридиния (1), показало, что CH3-группа дает смесь изомеров, хотя преобладает продукт циклизации по а-углеродному атому в о-положении к заместителю. Атом хлора в качестве заместителя в положении 3 пиридинового кольца так же приводит к смеси изомеров, но доля продукта циклизации в пара-положение увеличивается.

Установлено, что процесс восстановления субстрата с двумя реакционными центрами - хлорида №(2,4-динитрофенил)пиридиния, приводит к образованию разнообразных продуктов реакции (В). При осуществлении реакции как в гомофазе, так и в ге-терофазных условиях при внесении восстанавливающего агента в количестве необходимом для конверсии одной нитрогруппы восстанавливается орто-нитрогруппа и образуется 8-нитробензо[4,5]имидазо[1,2-а]пиридин. Восстановление также и п-нитрогруппы наблюдалось при увеличении вносимого SnCl2 в два раза. В результате был получен 8-аминобензо[4,5]имидазо[1,2-а]пиридин.

Однако, проведение циклизации в гетерофазных условиях при наличии восстанавливающего агента в количестве, необходимом для 100 %-ной конверсии обеих нит-рогрупп, приводит к накоплению в реакционной массе продуктов неполного восстановления п-нитрогруппы (нитрозо- и гидроксиламинопроизводных) и конденсации последних в 1,2-дибензо[4,5]имидазо[1,2-а]пиридин-7-ил-диазен оксид.

При распространении метода восстановительного аминирования для синтеза пи-ридо[3',2':4,5]имидазо[1,2-а]пиридиновой системы выявлено, что на процесс циклизации влияет содержание соляной кислоты в восстанавливающем агенте(С). Так, концентрация HCl в 2-3 % позволяет получать только циклизованные продукты 4. Увеличение же содержания HCl более 12 % приводит к образованию, кроме целевых продуктов 4, нециклизованных аминосоединений 5.

Влияние вышеописанных факторов (схема 2) может быть раскрыто исходя из предполагаемого механизма реакции, который должен учитывать все имеющиеся факты (практические данные). Поэтому с целью установления возможного механизма реакции восстановительной циклизации хлорида №(2,4-динитрофенил)пиридиния была проведена серия опытов, позволяющая установить стадию восстановления орто-нитрогруппы, на которой происходит циклизация солей пиридиния. Так, дозированным внесением восстанавливающего агента контролировалось количество электронов, идущих на восстановление. Анализ же продуктов реакции, благодаря наличию в соли N-

(2,4-динитрофенил)пиридиния двух нитрогрупп с различной реакционной способностью [4], позволил установить стадию восстановления орто-нитрогруппы, на которой реализуется циклизация.

На основе полученных данных было сделано заключение о механизме процесса восстановительной циклизации ^(2,4-динитроарил)пиридиния (схема 2).

Схема 3

Таким образом циклизация солей К-(2-К02-4-Я-арил)пиридиния в реакции восстановительного аминирования происходит на стадии восстановления о-К02-группы до гидроксиламина, при этом атакующей нуклеофильной частицей является HOHN-группа.

На основании механизма реакции восстановительной циклизации было дано объяснение зависимости образования пиридо[3',2':4,5]имидазо[1,2-а]пиридина от содержания HCl. Так повышение концентрации электрофильных частиц - протонов водорода - приводит к протонированию по некватернизированному атому азота соли N-(3-нитропирид-2-ил)пиридиния (схема 4). Таким образом, формируется молекула с более выраженным электрондифицитным характером. Это способствует увеличению скорости восстановления нитрогруппы до амино- и образованию аминосоединения 5.

R1

R2

R1

ON

R2

Схема 4

Список литературы

1. Dexster, D.L. / Dexster D.L., Kang G.J., Hamel E. // J. Med. Chem., 1990. 33.- Р. 1721

2. Kawabata, N. / Kawabata N., Inamoto Y., Sakane K., Iwamoto T., Hashimoto S. // J. Anti-biot., 1992. 45, с. 513

3. Osterheld, K. / Osterheld K., Prajsnar B., Hauser H.J. // Chem. Ztg., 1979. 103, 190

4. Бегунов, Р.С. / Р.С.Бегунов Г.А.Рызванович// ХГС, 2004, № 9.- С. 1407

ON

УДК: 547.52/.68

ВВ. Ганжа, АД. Котов, В.Ю. Орлов

Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова, Ярославль, Россия

ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НИТРОАРЕНОВ С

АРИЛАЦЕТОНИТРИЛАМИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ, И МОДИФИКАЦИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРОДУКТОВ

The reactions SNArH between nitroarenes and arylacetonitriles, including reactions without solvent, are research. The modification paths of generating products are described.

Исследованы реакции SNArH между нитроаренами и арилацетонитрилами, втом числе и без растворителя. Показаны возможности модификации образующихся продуктов.