1004359 - Способ получения бициклических диазодикетоциклопентанов

Способ получения бициклических диазодикетоциклопентанов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

им. А.А.Жданова (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИЦИКЛИЧЕСКИХ ДИАЗОДИКЕТОЦИКЛОПЕНТАНОВ!

Изобретение относится к способу получения новых соединений - бициклических диазодикетоциклопентанов общей формулы

Исм 00ииВ

Eeigecm8a

К2

- Я

1, 3-Ди кетон . 2-Диазо-1, 3дикетон

Введение диазофункции, как прави-.. ло производят с помощью удобной и эффективной реакции -диазопереноса, которая заключается во взаимодейстго .вии 1,3-дикетона с "донором" диазогруппы (R -N =М ), например азидиниевой солью, в кислой среде или азидом сульфокислоты (например тозил азидом TosN Q в присутствии органи0 где а-М или NH, или NP H);

Ь-=М;

С CHgэ С (СО2С Н5) ь МС! Н, С(«Дили (СОСНЗ) которые могут найти применение в тонком органическом синтезе, при получении различных природных соединений и в качестве фармакологически актив-, ных веществ.

Известен способ получения диазоди.кетонов,как и подавляющего большинства диазосоединений других классов, путем первоначального построения общей структуры молекулы 1,3-дикетона с последующим введением диазофункции в эту молекулу на завершающем этапе синтеза $1).

Процесс протекает по схеме:

3 ческих оснований (например HN ), последующей обработ.ке реакционной смеси 2-33-ным водным раствором едкого кали для удаления образующегося в ходе реакции амида и выделения диазодикетона иэ реакционной смеси одним из известных способов (хромато« графией, перекристаллизацией и др.).

Таким образом, единственное изменение в молекуле 1,3-дикетона- на зак лючительной стадии синтеза диазосоединения по известному способу - это

1004359 4 замена двух атомов водорода метиленовой группы 1,3-дикетона на диазо функцию.

Примером использования известного способа является получение 6-диазо-,5,7-дикетодибензоциклогептана (111) путем реакции диазопереноса из соот,ветствующего 1,3-дикетона (t1), коt0 торый предварительно синтезируют из дифенового ангидрида (1)(2!.

Процесс протекает по схеме:

Другим примером использования известного способа является получение эфира б-диазо-5,7-дикетогексагидропирролизин-3-карбоновой кислоты (VI}

0Ви1 т064/ У о сор (vr) диазофункцию вводят с помощью реакции диазопереноса. На первой атадии данного способа с помощью реакции

М циклоприсоединения фурана (Vll!) к

1,3-дикетоциклопентену (VII) создают общую трициклическую структуру молекулы, а затем в эту молекулу с помощью донора диазогруппы - тозилазида

40 вводят диазофункцию и получают три,-,циклический диазокетоциклопентан (Х) (4)

Процесс протекает по схеме:

0 (Х) 1Х О

Однако данный способ не может быть, использован для получения азотистых бициклических диазодикетоциклопентанов йо двум основным причинам. Вопервых, применение на первой стадии в качестве диенофила дикетоциклопентена (Vll) не приводит к образованию

В обоих случаях введение диазофункции в молекулу 1,3-дикетона про-! изводят с помощью реакции диазопереноса.

Недостатком этого способа является многостадийность синтеза.

Известен способ получения трициклического диазодикетоциклопентана общей формулы (Х), в котором на стадии получения 1,3-дикетона (1X) ис- 1 пользуют дикетоциклопентен (Vlt), а

0 5=0 davit)

200(/ X (чп)

О из соответствующего 1,3-дикетона (V) синтезированного циклизацией пирролидинового производного (1Ч) (31.

Процесс протекает по схеме: азотистых 1,3-дикетонов типа (XI I). Это обьясняется тем, что такие 1,3диполи как диазоалканы легко разлагаются при действии дикетона (VII) существующего преимущественно в "кислой" анольной форме (Е ), давая простые эфиры, а не продукты циклоприсое5 1004359 6 динения до двойной связи, тем самым- - необходимая для последующего введе-! блокируется также метиленовая группа ния диазофункции.

О 2 12 Q о о пяди,, ош (хи о (K1 K) (xi) . О где а - й, или йН, или N(24 );

Ь-=й;, С - CH2, С(СО2С,Н ), НС6Н„, CPH2)uau С!СОСЙ ), дикетоциклопентен обрабатывают донором диазогруппы - водным раствором

55 (vier

Например, в случае диазометана о6 разуется метиловый эфир моноциклического дикетона (Хl), а не бицикличес; кий дикетон (Х11}. Другая группа 1,3диполей-арилазиды, которые устойчивы в кислой среде - не реагирует с двойной связью дикетоциклопентена (VII), очевидно из-за сильного сопряжения ее со второй двойной связью 1,енольной формы Е } 1,3-дикетона. Таким образом, В получит из дикетоциклопентена (Ч11) азотистые бициклические 1,3-дикетоны, которые можно было бы использовать в известном способе получения диазодикетонов, не удается.

C другой стороны, азотистые бициклические диазодикетоны неустойчивы в кислой и основной средах, используемых на второй стадии известного способа вЂ” реакции диазопереноса, так 50 что и эта реакция в рамках известной схемы не может быть использована для получения гетероциклических диазодикетонов.

Все это существенно усложняет тех- 55 нологию получения бициклических диазодикетоциклопентанов. Другим недостатком данного способа является низкий выход целевого продукта, как правило не превышающий 60-703., 4в .Целью изобретения является разработка способа получения бициклических диазодикетоциклопентанов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения бициклических диазодикетоциклопентанов общей формулы

), борфторида 2-азидо-3-этил-1,3-бензотиазолиния или тозилазидом в щелоч- ной среде с получением 2-диазо-1,3дикетоциклопентена с последующим вза- имодействием 2-диазо-1,3-дикетоциклопентена с диазометаном или фенилазидом, или диазоуксусным эфиром, или диазоацетоном или диазометаном H>$, р или диазоуксусным эфиром(2H2).

Пример 1. Получение 2-диазо-1, 3-ди кето-5,6-диаз абици кло- (3, 3, 0 )

-окт-5-ена (X I V) (a=N, Ь=М, ССН ) .

К суспензии 5 ммоль азидиниевой соли - борфторида 2-азидо-3-этил-1,3" бензтиазолиния - в смеси 10 мл хлористого метилена и 10 мп воды при перемешивании магнитной мешалкой прибавля" ют раствор 5 ммоль дикетоциклопентена в 1О мл СН2С12, органический слой отделяют, экстрагируют СН С 1 ; объединенные вытяжки высушивают сульфатом магния, растворитель отгоняют, остаток разделяют на колонке с 40 r сипикагеля (элюэнт - гексан : эфир =4:1), 2-диазо-1,3-дикетоциклопентен (ХI!I) возгоняют в вакууме 1 мм при 25оС.

Раствор 1 ммоль 2-диазо-1,3"дикетоциклопентена (Xfll) в 15 мл абсолют" ного эфира при 20 С обрабатывают в течение 2 мин 3 мл .(1,5 ммоль} стандарт ного эфирного раствора диазометана.

Через 30 мин растворитель и избыток диазометана удаляют в вакууме 10 мм в.остатке - светло-коричневые крис таллы, которые по данным ТСХ (Silufol

UV-254, элюент - эфир) являются инди- . видуальным веществом. После хроматографирования на силикагеле (oelm, 11 акт) выход аналитически чистого диазодикетона (XIV) 883, т.пл.9395оС (из метанола).

Пример 2 ° Получение 2-диазо-

-1,3-диоксо-5,6-диаза- f-êàðáîýòîêñuбицикло-(3,3,04 )-окт-4-ена (ХЧ). (a=NH, Ь=И, С=С(СО2С2Н ).

Дикетоциклопентен (Vll} (10 ммоль) растворяют в 10 мл сильвана, выпавший осадок аддукта дикетона (Vll} и сильвана отделяют на фильтре Ц1отта, 1004359

7 т растворяют в смеси 30 мл. хлористого метилена и 10 ммоль триметиламина добавляют 10 ммоль тозилазида, реакционную смесь промывают 24-ным раствором едкого кали, водой, растворитель 5 отгоняют в вакууме 10 мм, выделенное вещество растворяют в 50 мл ацетонитрила, нагревают при 80 С в течение о

1 ч, раствбритель и регенерированный сильван удаляют в вакууме 10 мм, по- © лученный 2-диазо-1-3,-дикетоциклопентен (Х!f!.1 возгоняют в вакууме 1 мм при 25 С„

К раствору 0,5 ммоль диазодикетона (Xll,l) в 10 мл абсолютного диэтилового эфира при 25 С прибавляют

1,0 ммоль диазоуксусного эфира (ДУЭ) в 3 мл эфира и оставляют при комнатной температуре на несколько часов.

Растворитель и избыток диазоуксусно- >0

ro эфира оставляют при комнатной температуре на несколько часов. Растворитель и избыток диазоуксусного эфира отгоняют в вакууме 10 мм, затем в вакууме 2 мм при 15оC. После перек- 25 ристаллизации из метанола (при охлаждении до -150C) и хроматографического разделения остатка на силикагеле (Woelm, lI акт, элюэнт - эфир, эфир: метанол -", 20:1) получают 92,53 диазо- 30 дикетона (ХЧ) в виде светло-желтого вещества с т.пл. 164-165 С из метанола с разложением

Пример 3. Получение 2-диазо- 1,3-диоксо-5,6-диаза-4-карбоэтокси-.

-6"(2Н )-бицикло-(3,3,0 ®)-окт-4-ена (XVf) а-Н(! ь-й, С-С(СО С Н ).

K раствору 1 ммопв дуЭ-рт тсодвриащего 93-964 дейтерия по данйым спектров ПМР) в 5 мл абсолютного эфира прибавляют при 250С 0,5 ммоль 2-ди40 азо-1,3-дикетоциклопентена (X I l l ), полученного аналогично примеру 1, через 2 ч растворитель и избыток

ДУЭ-д отгоняют в вакууме. После перекристаллизации полученного ве45 щества из ацетона (4 мл-, с добавлением 2 капель Д О, охлаждение до О.С) и хроматографического разделения остатка на силикагеле (Woelm, 11 акт, дезактивирован Д О, элюэнт - эфир:

СН ОД=15:1) получают 924 диазодикетона (XVI) в виде светлого желтого вещества; т.пл. 164-165 С (с разложением). !

Пример 4. Получение 2-диазо-1,3.-дикето-4,5,6-триаза-4-фенилбицикло-(3,3,0 9-5-ена (ХЧ!I). а *М, ь-и,с-и н .

K Раствору 1,0 ммоль фенилазида в 10 мл абсолютного эфира прибавляют при +20 С 0,7 ммоль 2-диазо-1,3-дикетоциклопентена (XIII), полученного аналогично примеру 2, через 10 дней выпавшие кристаллы отделяют, растворитель отгоняют в вакууме 10-22 мм, к остатку добавляют

1,0 ммоль фенилазида и оставляют еще на семЬ дней при комнатной температуре.

Реакционную смесь разбавляют 4 мл абсолютного эфира, выпавшие кристаллы отделяют,,промывают эфиром. Обе порции полученного вещества объединяют, перекристаллизовывают из ацетона(при охлаждении)до. (-10) - (-15 С) . Выход аналитически чистого диазодикетона (XVI I ) составляет 77i, т.пл. 113-114 С.

Пример 5. Получение 2-диазо-1,3-диоксо-5,6 -диаза-(4,4- Н2) -бицикло(3,3,0 В) -Окт -5-ена (XV I I I ), a=N, b=N, С = С1 Н ). р вЂ” р вЂ” Я °

К раствору 0,7 ммоль 2-диазо-1,3дикетоциклопентена (Xfll), полученНому аналогично примеру 2, в 10 мл абсолютного эфира прибавляют раствор

1 ммоль дейтерированного диазометана (Н2)СИ g) в эфире, через 15 мин доГ2 бавляют еще 1 ммоль раствора диазометана, избыток диазометана и растворнтель отгоняют в вакууме 10-15 мм остаток фильтруют через колонку с 4 r силикагеля (11 акт. по Брокману, дезактивирован 2Н23о, элюэнт.- диэтиловый эфир. Выделенный бициклический диазодикетоциклопентан (XVIII) перекристаллизовывают из дейтерметанола снзорн .

Выход 79, т. пл. 87-93, 5о C (из

СН О(2Н 3.

Найдено,Ф: С 43,53; 43,19; Н 2,55,,2,33; N 34,38; 33,99.

С6Н202N40 2

Вычислено,3: С 43,38; Н 3,64;.

N 33,?2.

ИК-спектр (с 0,04 м в СНС1, обл

1300-2300 см !), 1315 (90), 1700(93), 2150(72), Спектр ПМР (с 0,4 М, С (Н j С1

d ì.ä: 3,27 д (EH, J 8 Гц), 5 70 д (1Н, J 8 Гц).

Пример 6. Получение 2-диазо-1,3-дикето-5,6 -диаза-4-ацетил-бицикло-(3,3,0т )-окт-4-ена (XIX)a=NH, ь=и, с=с(сосн )

К раствору 0,5 ммоль 2-диазо-1,3дикетоциклопентена (Хlll), полученного аналогично примеру 2, в 10 мл абсолютного эфира прибавляют 0,5 ммоль

9 1004359... 10 диазоацетона в 1 мп абсолютного эфи- С8Н М О ра, оставляют реакционную смесь на Вычислено,Ф: С 46,61, Н 2,93, два дня при 20-22 С, прибавляют еще N 27,18. одну порцию диазоацетона (0,5 ммоль} ИК-спектр (обл. 1300-2300 см ", в эфире, через два дня эфир и избы- ю с 0,04 И в ТГФ):1320(80) 1700(93), ток диазоацетона отгоняют в вакууме 2150(71) ° .10-15 мм, остаток перекристаллизовы- Спектр ПИР (с 0,.4 M e 4MC0dg) . вают из метанола или.выделяют на си- д",м.д.:2,33 с (ЗН,СН ) 4,63д ()1I, ликагеле аналогично примеру 2. Вы- J 11,Гц). ход бициклического диазодикетона >О Результаты элементного анализа, (XIX) составляет 833, т.пл.151-152 С константы и спектральные характерис(из метанола).., тики синтезированных азотистых бицикНайдено,3: С 46,69; 46,64; Н 3,05; лических диазодикетонов (XIV-XVII)

3,07; N 27,37; 27,38. приведены в таблице.

1004359 м чй

° ь м

ФЧ

ОВ

Cta

ФЧ

Фч

A м

94Ъ

ЪО

° Ф

Ю бч м

ОЪ

Сбб

ВЧ

° ю м

«С!

Ю м б м б

4А

Ф б

14Ъ

» ббЪ

° Ф

С!О б»«

° 49

44\

D е

° а

° Э

t» МЪ

СЧ о

4.Г сч

D е

° О

Фб о

CO х

° О. м ъо в Сф

«ф»

M М м

ОЪ |

t» CO

«» мм

СЧ 4Ч о о.

1«СО

° »

CO CO

4Ч ФЧ

° Ф СО м м

» « мм

ФЧ Сф

ОЪ ОЪ

М IA

° » м м

О б«

Ю an

° ° мм а а

» °

ФЧ ФЧ

4Ч

М ФЧ

° Ф «О

° О ъО

«в

aA lA

«Ц .41

4Ч М

-« бО

« °

° а 49

aA tA

ССЪ»

СО t

» A

aA aO

» » ! ч

ОЪ ОЪ

М 4 Ъ х

° б»

С(!

Ф», ° » ъО

»б

ФЧ

° Ф

ЪО

Сб

СЧ м

CO м

ОЪ

ЪО м

СО

ОЭ. .т

4Ч х и! !

1 !

I !

I . 1

I б

1 ! CO

Ct аА

4Ч

1«

СО

ОЪ

Ч4

СО

lA м 1

Сб

Сб м

X х б!

ы о с

L о с и }

Ctt M

Оъ бч бо О

° ФЧ м

° м

1 х

4l с и

>Х о

r. са

Y е х

41 а

4!!

1 !

Ф ! ! !

1 !

CtI

СО

Гб

lA м

СО «»

СО а

° «««

ЪО CO

M Г м.М

СФЪО О ю

ФВЪ 41

ОЪ

Фб

ОЪ чб ш

4 99

ЪО З с е

О и

1 Е Е м

° -440

- х.б«! ч

О\

J а В

М Ф,Е 1 О чэхз

1 Lt M

an»t х ° 41

1 ЪО м в

«Ю

«««

4tt

z x сс о

Ct4!

3 ! ФЪ

С9 е g ф.

Хбо ФЪ

Q g

I«X C4 t

I Зъ„г

О Ф 1 VMI е о . х -

ЕuõЖООФ

) х

Ф х

Ф В

Ф, t . .I

I t I

1 б I

1 ВМ! В вЂ” 4

I 1 I

1 1 Ф ! -3к!

1 0 1 ФX I 1 Ю ° 1

I 5 1 ! ф 1 I ! З 1 I

ФЮФСЭ ,1 1 1 1 1 б вЂ” вЂ” 4.

I 1

1 Е 1 с л й

1 1 1

1 I 1 ! 1 1

1 1 1

1 1

I I isa 1

Ф I

I 1 I

1 99 Ф 1 б « I 1

О .1 ! X 1 1 б 41 Ф . I б CK !Ю 1

1 бХ 1 1

1 Е 1 9

1 Х Ф I

I б ! t

1 1

I Lk Ф !

» б 1

1 1»

CC Ф

tC W ! З 1

I CCt

5 б б б 1

1 б 1

1 I ! б б 1 Ф °

1 1 1

1 Ф 41 б

i 1 g б ! ф 1 g 1

1 X 1 Þ

4t 1 Фб 1

Е 1 б ф б K

I 4l 4--!

0I. а!

1 49.1 4l 1

1 1 gt о

I . 1 Л б

an s

О Stat= е at toа ехе

ДО 44М41 а З МВВЪ

С Н I

1К

ОЪ

ЪСЪ Сб Сб

ОЪ 4Ч -«Г

Кф (с«1«

ОЪ

44 ббб

ЪО tC! Ctt

ОЪ -Ф

Сб б 4

1 1 аП41 И бб бО Х 36 е «о есz

4tt Z ббб 4! ъо 3 9 е

° i!» O Х

Х I CO тб=

1 4!t to<

MaO O

»Ñ

ФФЪ ОМ

1 1 ЕЯ4дМ 41

О О ВС

91 И I ЪР Ф,Д

ЕХ-т t OI

Ct Z Ctt. u O Y

a0t 3;

1 ФВХ Х О ч 1 to 9,NВ б

1 !

1 ! !

1 !

1 .1 ! !

1 !

1 ! !

t ! ! !

1 !

1 ! !

1 !

1 ! !

Формула изобретения

Способ получения бициклических ди азодикетоциклопентанов общей формулы

10 О

Составитель А. Лртемов

Редактор О.Персиянцева ТехредЕ, Харитончик Корректор M.Iàðoùè

Заказ 1789/30 Тираж 416 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

10043

Как видно из результатов, представленных в таблице, предлагаемый способ позволяет с хорошими выходами(77-92> ) синтезировать бициклические диаэоциклопентадионы, в том чис ле содержащие cf"- или и - пираэолиновые фрагменты, а также их дейтерированнь.е аналоги, тогда как при использовании известного способа, получить эти соединения невозможно.

Преимуществом предлагаемого способа является упрощение технологии проведения процесса, выделения и очистки целевых азотистых диазодике тонов, так как в отличие от известного спсгсоба в реакционную смесь ни на одной из укаэанных стадий не добавляется органическое основание и реакция проводится в растворе легколетучего растворителя или беэ него. 20

8 молекуле полученных соединений имеется несколько весьма реакционноспособных функциональных групп и представляется весьма перспективным использованием их в тонком органичес- у ком синтезе. Например, в результате фотохимических и термических превращений этих соединений (с элиминированием одной из двух молекул азота )

;= можно ожидать образования весьма труднодоступных бициклических 2-кетоциклобутанкарбоновых кислот или их производных, а также напряженных систем бициклопентанового ряда.

Наличие нескольких карбонильных групп, диазофункции и структурных фрагментов Ь - и Ь -пиразолинов, а также относительная термическая стабильность и устойчивость в кислой среде бициклических азотистых диаэодикетоциклопентанов дают основания

59 14 считать, что некоторые из них могут найти применение в качестве фармаколог ичес ки х акти вных в еще ст в.

О где а- N или NH, или NPH);

Ь -=N;

С- СН, C(C02C2Hy), ЙСЬН, С(2Н ли

С (СОСНЗ) отличающийся тем, что дикетоциклопентен обрабатывают донором диазогруппы - водным раствором борфторида 2-азидо-3-этил- 1,3-бензо и-. азолиния или тозилазидом в щелочной среде с получением 2-диазо-l,3-дикетоциклопентена с последующим взаимодействием 2-диазо-1,3-дикетоциклопентена с диазометаном или фенилазидом, или диазоуксусным эфиром, или диазоацетоном, или диазометаном- 2 ) или диазоуксусным эфиром-PHZ3

ИстОчники информации принятые во внимание при экспертизе

1, Regitz М, Diazoalkanes. Stuttgart, 1977, S ° .78-163.

2. Ried W. Conte R. Chem. Вег 105, 799, 1972

3. Lowe G. Ridiey 0.0. J.Chem.Soc.

Per)in. 1.1973. 18,2026.

4. 04а М..Kasa1М. Ri tahara J. Chem

Zett, 1977, 307,(прототип).

Способ получения бициклических диазодикетоциклопентанов

Патент 1004359