В Д Дяченко - Рециклизация 4-алкил(арил)-2,6-диамино-3,5-дициано-4я-тиопиранов - страница 1

Страницы:
1  2 

ХИМИЯ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ. — 2013. — № 6. — С. 961—965

В. Д. Дяченко1*, Т. А. Рыльская1

РЕЦИКЛИЗАЦИЯ 4-АЛКИЛ(АРИЛ)-2,6-ДИАМИНО-3,5-ДИЦИАНО-4Я-ТИОПИРАНОВ С 2-АМИНОЭТАНОЛОМ И (2-ФУРИЛ)МЕТИЛАМИНОМ

При взаимодействии 4-алкил(арил)-2,6-диамино -3,5 -дициано -4Н-тиопиранов с 2-аминоэтанолом и (2-фурил)метиламином происходит их рециклизация, которая приводит к образованию 4-алкил(арил)-2,6-бис(К-метиламино)пиридин-3,5-дикарбо-нитрилов.

Ключевые слова: 4-алкил(арил)-2,6-диамино-3,5-дициано-4^-тиопираны, 2-амино-этанол, (2-фурил)метиламин, производные пиридина.

Ранее было показано, что взаимодействие 4-алкил(арил, гетарил)-2,6-диамино-3,5-дициано-4Н-тиопиранов со вторичными и третичными аминами в органических растворителях, а также с метиламином или неорга­ническими основаниями (гидроксиды щелочных металлов и аммиак) в воде сопровождается рециклизацией с образованием замещённых пиридин-2(1Н)-тионов [1-5] и 1,4-дигидропиридин-2-тиолятов(тионов) [6, 7]. Приме­нение в данной реакции в качестве основания анилина, бензиламина или же гидразина приводит к получению 2-амино-4-фенил-6-фениламинопиридин-3,5-дикарбонитрилов, 2,6-бис(бензиламино)-4-фенил-3,5-дикарбонитрилов и 2,6-дигидразинил-4-фенилпиридин-3,5-дикарбонитрилов соответственно [8, 9].

В настоящем исследовании изучена реакция 4-алкил(арил)-2,6-ди-амино-3,5-дициано-4Н-тиопиранов 1а-с с 2-аминоэтанолом (2а) и (2-фурил)-метиламином (2b). Найдено, что при кипячении реагентов без раство­рителя или же в этаноле происходит рециклизация исходных тиопиранов, приводящая к 4-алкил(арил)-2,6-бис(Я-метиламино)пиридин-3,5-дикарбо-нитрилам За-f с умеренными выходами.

Наиболее вероятно, что такой процесс протекает через разрыв C-S-связи тиопиранового цикла с образованием интермедиатов 4а-Г Региоселективная нуклеофильная атака нитрильной группы атомом азота аминов 2a,b приводит к аддуктам 5а-Г В результате нуклеофильной атаки тиоамидной группы последних второй молекулой аминов 2a,b происходит отщепление молекулы аммиака и образуются имины ба-f, которые находятся в тауто-мерном равновесии с аминами 7а-Г Последующая внутримолекулярная атака неподелённой парой электронов атома азота аминогруппы на атом углерода тиоамидной группы интермедиатов 7а^ сопровождается их гетероциклизацией в 1,2,3,4-тетрагидропиридины Эа-f, которые элиминируют сероводород и превращаются в 1,4-дигидропиридины 9а-^ окислительное дегидрирование которых приводит к 4-алкил(арил)-2,6-бис(Я-метиламино)-пиридин-3,5-дикарбонитрилам За-f.

8a-f 9a-f

X

R      N      N      N R H H

3a-f

2а, 3, 5-9 a-c R = CH2OH, 2b, 3, 5-9 d-f R = 2-фурил; 1а, 3-9 a,d Х = Ph, 1b, 3-9 b,e Х = 4-ClC6H4, 1c, 3-9 cf Х = Pr

С целью однозначного установления строения продуктов рециклизации тиопиранов 1a-c, строение пиридина изучено методом рентгенострук-турного анализа.

Молекула соединения находится в кристалле в частном положении (рисунок). Атомы пиридинового цикла, нитрильные группы, атомы азота N(2) и N(5), а также метиленовые группы С(6), С(7) и С(16) находятся на плоскости зеркального отражения. Атомы фенильного заместителя, вследствие его поворота на 42° относительно пиридинового цикла, а также атомы С(17), О(2) и О(1) разупорядочены по двум положениям вокруг этой плоскости.

В кристалле образуются цепочки вдоль оси а, в которых молекулы связаны межмолекулярными водородными связями N(2)-H(2)-N(4)1 [i: -1/2 + x, 1.5 -y, 1 - z] (H---N 2.21 A, N-H---N 158°) и N(5)-H(5) - N(3)11 [ii: 0.5 + x, 1.5 - y, 1 - z] (H---N 2.20 A, N-H---N 158°). Также в кристалле вдоль оси с образуются цепочки молекул, связанных межмолекулярными водородными связями между разупорядоченными гидроксигруппами. При этом, вследствие симметрии кристалла, атомы водорода, участвующие в этих водородных связях, являются дополнительно разупорядоченными, так как не существует способа выбрать положения атомов водорода, при которых не образуется сильно укороченных межмолекулярных контактов H---H.

Общий вид молекулы соединения

Таким образом, при взаимодействии 4-алкил(арил)-2,6-диамино-3,5-дициано-4Н-тиопиранов с первичными алифатическими аминами происходит их рециклизация, которая сопровождается раскрытием исходного тиопираново-го цикла с дальнейшей гетороциклизацией в условиях реакции. В результате данных трансформаций получены 4-алкил(арил)-2,6-бис^-метиламино)-пиридин-3,5-дикарбонитрилы, синтез которых другими способами на данный момент неизвестен.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ИК спектры записаны на фурье-спектрометре Perkin Elmer Spectrum One в вазели­новом масле. Спектры ЯМР 1Н зарегистрированы на приборах Bruker Avance II-400 (400 МГц, соединения 3a,b,d,e) и Bruker DR-500 (500 МГц, соединения 3c,f) в ДМСО-с16, внутренний стандарт ТМС. Спектр ЯМР 13С соединения зарегистри­рован на приборе Bruker Avance II-400 (100 МГц) в ДМСО-і16, внутренний стандарт ТМС. Масс-спектры записаны на спектрометрах MX-1321 (70 эВ, соединения 3a-d), Varian-1200 L (70 эВ, соединение 3e) с ионизацией ЭУ и на спектрометре Kratos MS-890 (70 эВ, соединения 3a,f) с прямым вводом вещества в ионный источник. Элементный анализ проведён на приборе Perkin Elmer CHN Ап^з^єг. Температуры плавления определены на блоке Кофлера. Контроль за ходом реакций и чистотой полученных соединений осуществляли методом ТСХ на пластинах Silufol UV-254 в системе ацетон-гексан, 3:5, проявители - пары иода и УФ облучение.

4^-Тиопираны 1а-с получены по методике, описанной в [10].

Синтез соединений 3a-f (общая методика). Смесь 2 ммоль тиопирана 1a-c и амина 2a,b (5 мл для соединений 3a,^f, 7 мл для соединения 3b, 0.35 мл для соединений 3d,e) кипятят в течение 5 ч (соединение 3a), 10 ч (соединения 3b,f), 8 ч (соединения 3^d) или 6 ч (соединение 3e) (для получения соединений 3d,e в качестве растворителя используют 10 мл EtOH). По окончании реакции смесь охлаждают до 20 °С, разбавляют 10% раствором HCl до рН 2 и оставляют на холоду. Через 72 чобразовавшийся осадок отфильтровывают и промывают EtOH и гексаном. При анализе методом ТСХ соединения 3a-f проявляются при УФ облучении (флуорес­цируют).

2,6-Бис(2-гидроксиэтиламино)-4-фенилпиридин-3,5-дикарбонитрил (3а).

Выход 0.30 г (47%), жёлтый порошок, т. пл. 215-218 °С. ИК спектр, v, см-1: 3327 (NH), 2207 (C=N). Спектр ЯМР 1Н, 5, м. д.: 3.44-3.52 (4Н, м, 2CH2); 3.53-3.61 (4Н, м, 2CH2); 4.75 (2Н, уш. с, 2ОН); 7.05-7.30 (1Н, м, NH); 7.32-7.42 (1Н, м, NH); 7.44-7.62

(5H, м, H Ph). Спектр ЯМР 13С, 5, м. д.: 44.0 (2С); 59.6 (2С); 72.0; 80.1; 116.9; 117.0;

128.7 (2С); 129.1 (2С); 130.3; 135.5; 138.1; 161.4; 170.1. Масс-спектр, m/z (1отн, %): 324 [М+H]+ (8), 323 [M]+ (39), 292 [M-CH2OH]+ (100), 279 [M-(CH2)2OH]+ (18), 274 (45), 248 [M-(CH2)2OH-CH2OH]+ (77), 219 (11), 165 (16), 77 [Ph]+ (5), 45 [(CH2)2OH]+ (4). Найдено, %: C 63.09; H 5.23; N 21.73. C17H17N5O2. Вычислено, %: C 63.15; H 5.30; N 21.66.

2,6-Бис(2-гидроксиэтиламино)-4-(4-хлорфенил)пиридин-3,5-дикарбонитрил (3b).

Выход 0.16 г (57%), жёлтый порошок, т. пл. 237-239 °С. ИК спектр, v, см-1: 3339 (NH), 2205 (C=N). Спектр ЯМР 1Н, 5, м. д. (J, Гц): 3.44-3.52 (4Н, м, 2CH2); 3.53-3.61 (4Н, м, 2CH2); 4.55-4.63 (2Н, м, 2ОН); 7.07 (1Н, т, J = 4.4, NH); 7.21 (1Н, т, J = 4.3, NH); 7.46 (2H, д, J = 8.3, H Ar); 7.55 (2Н, д, J = 8.3, H Ar). Масс-спектр, m/z (1отн, %): 357 [M]+ (12), 326 [M-CH2OH]+ (33), 282 [M-(CH2)2OH-CH2OH]+ (100), 246 [M-Ar]+ (22), 218 (8), 165 (6), 124 (5), 75 (4), 30 [CH2NH2]+ (20). Найдено, %: C 56.98; H 4.44; N 19.45. C17H16ClN5O2. Вычислено, %: C 57.07; H 4.51; N 19.57.

2,6-Бис(2-гидроксиэтиламино)-4-пропилпиридин-3,5-дикарбонитрил (3c). Выход 0.25 г (62%), жёлтый порошок, т. пл. 225-227 °С. Спектр ЯМР 1Н, 5, м. д. (J, Гц):

0.96 (3Н, т, J = 6.8, CH2CH2CHa); 1.63-1.68 (2Н, м, CH2CH^CH3); 2.62 (2Н, т, J = 7.2, CH>CH2CH3); 3.39-3.48 (4Н, м, 2CH2); 3.49-3.58 (4Н, м, 2CH2); 4.65-4.76 (2Н, м, 2OH); 7.05-7.16 (1Н, м, NH); 7.17-7.33 (1Н, м, NH). Масс-спектр, m/z (1отн, %): 289 [M]+ (18), 258 [M-CH2OH]+ (56), 245 [M-CHCH2OH]+ (23), 240 (28), 214 [M-CH3OH-CH3(CH2)2]+ (100), 185 (10), 158 (8), 131 (5), 30 [CH2NH2]+ (11). Найдено, %: C 57.98; H 6.49; N 24.13. C14H19N5O2. Вычислено, %: C 58.12; H 6.62; N 24.20.

4-Фенил-2,6-бис[(2-фурил)метиламино]пиридин-3,5-дикарбонитрил (3d). Выход 0.42 г (53%), оранжево-жёлтый порошок, т. пл. 179-181 °С (АсОН). ИК спектр, v, см-1: 3340 (NH), 2200 (C=N). Спектр ЯМР 1Н, 5, м. д. (J, Гц): 4.58 (4Н, д, J = 5.6, 2CH2); 6.16 (2Н, д, J = 2.5, Н-3,3' Fur); 6.30 (2Н, д. д, J = 1.8, J = 3.1, Н-4,4' Fur); 7.40-7.43 (2Н, м, Н-5,5' Fur); 7.49-7.57 (5H, м, H Ph); 7.94 (2Н, т, J = 5.8, 2NH). Масс-спектр, m/z (Іотн, %): 395 [M]+ (19), 314 [M-CH2С4Н3О]+ (20), 286 (3), 219 (5), 96 [NHCH2С4Н3О]+ (5), 81 [Ш2С4Н3О]+ (100), 53 (20). Найдено, %: C 69.70; H 4.28; N 17.62. C^nN^. Вычислено, %: C 69.86; H 4.33; N 17.71.

Страницы:
1  2 


Похожие статьи

В Д Дяченко - Вісник хну хімія

В Д Дяченко - Рециклизация 4-алкил(арил)-2,6-диамино-3,5-дициано-4я-тиопиранов