Карцев В.Г. - Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов. Том 1 (2003)(ru)
.pdfальдегида 33 ацетиленом и, следовательно, может считаться дополнительной экспериментальной поддержкой предложенного ранее механизма реакции [63].
Сдругой стороны, это новое расширение реакции Трофимова, несмотря на умеренный (неоптимизированный) выход пиридилпиррола 27, может иметь препаративную ценность как прямой синтез никотиноподобного алкалоида из простых доступных исходных материалов (диметилглиоксима и ацетилена).
Сцелью получения новых дипирролов и расширения синтетических возможностей реакции Трофимова исследовано взаимодействие диоксима 2,4-пентан- диона 36 с ацетиленом (100–140°C, 1–5 ч, начальное давление 15 атм) [110]. Реак-
ция протекает региоселективно с вовлечением на первой стадии в процесс построения пиррольного кольца метиленовой группы диоксима, вследствие чего единственным конечным продуктом является несимметричный N,N'-дивинил- 2-метил-2-(3'-пирролил)пиррол (37), получаемый с выходом до 30%.
OH |
OH |
O |
|
|
N |
N |
|||
|
|
|||
N |
N |
C2H2 |
|
|
|
|
|||
|
|
KOH/ДМСО |
|
|
|
|
N |
N |
|
|
36 |
|
37 |
9. Винилгалогениды и дигалогенэтаны как синтетические эквиваленты ацетилена в реакции Трофимова
Взаимодействие кетоксимов с винилгалогенидами при 80–130°С (атмосферное давление) приводит к пирролам и их N-винильным производным [111].
HO N |
|
R3 |
|
+ |
N |
R1 |
|
|
|
||
R1 |
X MOH/ДМСО |
|
|
|
R2 |
||
R2 |
|
|
R1 = Alk; R2 = H, Alk; R3 = H, CH2=CH;
X = Cl, Br; M = Na, Cs
Варьируя соотношение реагентов и условия, можно проводить реакцию селективно, получая либо преимущественно пирролы с выходом около 40%, либо N-винилпирролы (выход до 35%).
Конденсацией циклогексаноноксима с хлористым винилом при 90–130°С получен 4,5,6,7-тетрагидроиндол с выходом 78% при конверсии оксима до 75% [112]. 4,5-Дигидробензо[g]индол 10 (R = H) и его N-винильное производное 10
Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 1 |
361 |
HO |
N |
H |
|
|
H |
|
|
N |
R1 |
|
N |
R1 |
|
R1 |
+ |
MOR/ДМСО |
+ |
|
||
|
R2 |
|
|
R2 |
||
|
R2 |
|
|
39 |
||
|
|
38 |
|
|
|
R1 = Me, i-Pr, t-Bu, Ph, 2-фурил, 2-тиенил; R2 = H, Me;
R1+R2 = (CH2)5; R = H, t-BuO; M = K, Cs
Температура и время реакции, а также состав исходной пропин–алленовой смеси практически не влияют на соотношение образующихся пирролов. Наблюдается лишь слабая зависимость соотношения региоизомеров от природы катализатора и давления (концентрации) пропина. Итог реакции существенным образом зависит от строения кетоксима и определяется не только электронными, но и стерическими факторами. С разветвлением радикала, находящегося у оксимной функции, возрастает доля 4-метилзамещенного пиррола 39 в смеси. Это четко прослеживается, если сравнить результаты, полученные для ацетоксима, метилизопропилкетоксима и пинаколиноксима. Более объемный оксимат-анион, очевидно, по стерическим причинам, предпочтительнее атакует С1 атом пропина. В то же время оксимы циклогексанона и 2-ацетилфурана реагируют региоселективно с образованием практически только 5-метилпирролов 38. С оксимами метилэтилкетона, ацетофенона и 2-ацетилтиофена реакция протекает менее селективно: доля 5-метилзамещенных пирролов 38 составляет 90–92%.
Исследуемые реакции сопровождаются деоксимированием кетоксимов и присоединением NH-пирролов к пропину и аллену, приводящим к N-2-пропенил- пирролам.
По сравнению с ацетиленом пропин и аллен менее реакционноспособны, что относится как к стадии гетероциклизации, так и реакции винилирования.
Заслуживает внимания также тот факт, что в реакции метилэтилкетоксима с пропин-алленовой смесью, несмотря на повышенную температуру (115–125°С), в построении пиррольного кольца участвует только метиленовая группа (5-метил- 2-этилпиррол не идентифицирован). В тоже время с ацетиленом в этих условиях региоспецифичность реакции нарушается: реагирует не только метиленовая, но и в незначительной степени метильная группа кетоксима, и в реакционной смеси появляется N-винил-2-этилпиррол [63].
Синтез пирролов из кетонов и пропин–алленовой смеси, являющейся многотоннажным побочным продуктом пиролиза углеводородов, принципиально расширяет препаративные возможности реакции Трофимова. Впервые становятся легкодоступными 5-метилзамещенные пирролы 38, имеющие разнообразные заместители в положениях 2 и 3.
С диацетиленом образование пирролов не наблюдалось, хотя соответствующие О-винилкетоксимы – ожидаемые предшественники пирролов – были выде-
лены [118, 119].
Взаимодействие оксимов ацетона и ацетофенона с фенилацетиленом (120– 140°С) приводит к 2-фенилпирролам (неоптимизированные выходы 21 и 15%, соответственно) [120].
Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 1 |
363 |
9.Spivey A.C., Frampton C.S., Battersby A.R., J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1 1996 2103.
10.Jacobi P.A., Buddhu S.C., Fry D., Rajeswari S., J. Org. Chem. 1997 62 2894.
11.Leung S.H., Nguyen L.T., Smith K.M., Heterocycl. Commun. 1996 (2) 9.
12.Trew S.J., Wrigley S.K., Pairet L., J. Antibiotics 2000 53 (1) 1.
13.Raggatt M.E., Simpson T.J., Wrigley S.K., Chem. Commun. 1999 11 1039.
14.Breinholt J., Gurtler H., Kjar A., et al., Acta Chem. Scand. 1998 52 1040.
15.Furstner A., Weintritt H., Hupperts A., J. Org. Chem. 1995 60 6637.
16.Gupton G.T., Krumpe K.E., Burnham B.S., Dwornik K.A., Tetrahedron 1998 54 5075.
17.Khanna I.K., Weier R.M., Yu Y., et al., J. Med. Chem. 1997 40 1619.
18.Thurkauf A., Yuan J., Chen X., et al., J. Med. Chem. 1995 38 4950.
19.Carson J.R., Carmosin R.J., Pitis P.M., et al., J. Med. Chem. 1997 40 1578.
20.Anderson H.J., Loader C.E., Synthesis 1985 353.
21.Lainton J.A.H., Huffman J.W., Martin B.R., Compton D.R., Tetrahedron Lett. 1995 36 1401.
22.DeLeon C.Y., Ganem B., Tetrahedron 1997 53 7731.
23.Jacobi P.A., Coutts L.D., Gou J.S., et al., J. Org. Chem. 2000 65 205.
24.Portevin B., Tordjman C., Pastoureau P., et al., J. Med. Chem. 2000 43 4582.
25.Gimenez I.F., Alves O.L., J. Braz. Chem. Soc. 1999 (10) 167.
26.Reynolds J.R., Poropatic P.A., Toyooka R.L., Macromolecules 1987 20 958.
27.Nizuski-Mann R.E., Cava M.P., Heterocycles 1992 34 2003.
28.Hou S.-S.P., Yeh Y.-H., Tetrahedron Lett. 2001 42 1309.
29.Silva C.D., Walker D.A., J. Org. Chem. 1998 63 6715.
30.Evans P., de Lacy B.P.J., Guernion N., et al., Synthetic Metals 2000 114 181.
31.Jones R.A., Been G.P., The Chemistry of Pyrroles, New York: Academic Press, 1977.
32.Bird C.W., Cheeseman C.W.H., in Comprehensive Heterocyclic Chemistry, Katritzky A.R., Rees C.W., Eds., Oxford: Pergamon Press, 1984, p. 89.
33.Sundberg R.J., in Comprehensive Heterocyclic Chemistry II, Katritzky A.R., Rees C.W., Scriven E.F.V., Eds., Oxford: Pergamon Press, 1996, vol. 2, p. 119.
34.Sundberg R.J., in Progress in Heterocyclic Chemistry, Suschitzky H., Griibble G.W., Eds., Oxford: Pergamon Press, 1996, vol. 8, p. 103.
35.Gilchrist T.L., in Heterocyclic Chemistry, Harlow: Longman Scientific & Technical, 1994, p. 189.
36.Lue P., Greenhill J.V., Adv. Heterocycl. Chem. 1996 67 207.
37.Jones R.A., Chem. Heterocycl. Compds. 1990 38 1.
38.Gilchrist T.L., J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1 1998 615.
39.Gilchrist T.L., J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1 1999 2849.
40.Gilchrist T.L., Contemp. Org. Synth. 1995 (2) 337.
41.Sundberg R.J., in Progress in Heterocyclic Chemistry, Suschitzky H., Gribble G.W., Eds., Oxford: Pergamon, 1992, vol. 4, p. 81.
42.Sundberg R.J., Nguyen P.V., in Progress in Heterocyclic Chemistry, Suschitzky H., Gribble G.W., Eds., Oxford: Pergamon, 1994, vol. 6, p. 110.
43.Ticler M., Kolar P., Adv. Heterocycl. Chem. 1995 64 1.
44.Patterson J.M., Synthesis 1976 281.
45.Marcaccini S., Torroba T., Org. Prep. Proc. Int. 1993 25 143.
Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 1 |
365 |
76.Юровская М.А., Афанасьев А.З., Бундель Ю.Г., ХГС 1984 (8) 1077.
77.Простаков Н.С., Варламов А.В., Борисова Т.Н., Сергеева Н.Д., ХГС 1987
(9)1286.
78.Борисова Т.Н., Варламов А.В., Сергеева Н.Д. и др., ХГС 1987 (7) 973.
79.Борисова Т.Н., Алиев А.Э., Стажарова И.А. и др., ХГС 1991 (6) 849.
80.Борисова Т.Н., Стажарова И.А., Алиев А.Е. и др., ХГС 1991 (10) 1375.
81.Борисова Т.Н., Алиев А.Э., Сахнова Е.А. и др., ХГС 1993 (1) 137.
82.Алиев А.Э., Синицына А.А., Борисова Т.Н. и др., ХГС 1993 (1) 75.
83.Ряшенцева М.А., Успехи химии 1995 64 (10) 1032.
84.Варламов А.В., Борисова Т.Н., Воскресенский Л.Г., ХГС 1995 (1) 136.
85.Варламов А.В., Воскресенский Л.Г., Борисова Т.Н. и др., ХГС 1999 (5) 683.
86.Михалева А.И., Трофимов Б.А., Васильев А.Н., ЖОрХ 1979 15 (3) 602.
87.Трофимов Б.А., Михалева А.И., Васильев А.Н., Сигалов М.В., ХГС 1978
(1)54.
88.Трофимов Б.А., Шевченко С.Г., Коростова С.Е. и др., ХГС 1985 (11) 1573.
89.Коростова С.Е., Шевченко С.Г., Сигалов М.В., ХГС 1991 (10) 1371.
90.Трофимов Б.А., Коростова С.Е., Балабанова Л.Н., Михалева А.И., ХГС 1978
(4)489.
91.Трофимов Б.А., Михалева А.И., Половникова Р.И. и др., ХГС 1981 (8) 1058.
92.Коростова С.Е., Михалева А.И., Нестеренко Р.Н. и др., ЖОрХ 1985 21 (2) 406.
93.Михалева А.И., Нестеренко Р.Н., Васильцов А.М. и др., ХГС 1992 (5) 708.
94.Коростова С.Е., Шевченко С.Г., Сигалов М.В., Голованова Н.И., ХГС 1991
(4)460.
95.Петрова О.В., Михалева А.И., Собенина Л.Н. и др., ЖОрХ 1997 33 (7) 1078.
96.Petrova O.V., Mikhaleva A.I., Sobenina L.N., et al., Mendeleev Commun. 1997
(4)162.
97.Афонин А.В., Ушаков И.А., Петрова О.В. и др., ЖОрХ 2000 36 (7) 1074.
98.Михалева А.И., Трофимов Б.А., Васильев А.Н., ХГС 1979 (2) 197.
99.Трофимов Б.А., Михалева А.И., Атавин А.С. и др., А. с. СССР 518 493, Бюлл.
изобрет. 1976 (23).
100.Васильцов А.М., Полубенцев Е.А., Михалева А.И., Трофимов Б.А., Изв. АН
СССР, Сер. хим. 1990 (4) 864.
101.Михалева А.И., Трофимов Б.А., Васильев А.Н. и др., Изв. СО АН СССР,
Сер. хим. 1981 (1) 150.
102.Трофимов Б.А., Михалева А.И., Нестеренко Р.Н., ЖОрХ 1978 14 (5) 1119.
103.Трофимов Б.А., Шапиро А.Б., Нестеренко Р.Н. и др., ХГС 1988 (3) 350.
104.Трофимов Б.А., Васильцов А.М., Михалева А.И. и др., ХГС 1991 (10) 1365.
105.Коростова С.Е., Домнин И.Н., Викторов Н.Б. и др., ЖОрХ 1996 32 (8) 1219.
106.Трофимов Б.А., Васильцов А.М., Шмидт Е.Ю. и др., ЖОрХ 1994 30 (4) 576.
107.Васильцов А.М., Шмидт Е.Ю., Михалева А.И. и др., ХГС 2001 (12) 1641.
108.Васильцов А.М., Зайцев А.Б., Михалева А.И. и др., ХГС 2002 (1) 66.
109.Vasil'stov A.M., Zaitsev A.B., Schmidt E.Yu., et al., Mendeleev Commun. 2001
(2)74.
110.Васильцов А.М., Зайцев А.Б., Михалева А.И. и др., в кн. Азотистые гетероциклы и алкалоиды, под ред. Карцева В.Г., Толстикова Г.А., М.: Иридиум-Пресс, 2001, т. 2, с. 58.
111.Трофимов Б.А., Михалева А.И., ЖОрХ 1980 16 (3) 672.
Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 1 |
367 |
Алкалоиды ряда пирроло[1,2-b]пиразола: Синтез витасомнина и его структурных аналогов
Михалёнок С.Г., Кузьменок Н.М., Звонок А.М.
Белорусский государственный технологический университет 220050, Минск, ул. Свердлова, 13-А
Введение
Фитохимический анализ экстрактов корней или цельных растений Withania somnifera Dunal, Newbouldia laevis и Elytraria acaulis, широко используемых в этномеди-
цинской практике в Африке и Индии, позволил выделить и идентифицировать несколько алкалоидов ряда пирроло[1,2-b]пиразола [1–6]. Первый из них был выделен в 1911 году из корней Withania somnifera Dunal путем обработки аморфного основания водным раствором щелочи [1]. Позже, в 1963 году более детальное исследование веществ, извлекаемых из корней этого же растения, позволило выделить в чистом виде ряд алкалоидов, среди которых было и описанное выше соединение, строение которого долго не удавалось установить [2]. Эта задача была успешно решена лишь в 1966 году [7]. Новому алкалоиду была приписана структура 5,6-дигидро-3-фенил-4H-пирроло[1,2-b]пиразола 1a и дано название "витасомнин".
Более двух десятилетий витасомнин считался уникальным алкалоидом с пирроло[1,2-b]пиразольным скелетом. И только сравнительно недавно, еще пять алкалоидов сходного строения были выделены из растений Newbouldia laevis и Elytraria acaulis – 4'-гидроксивитасомнин 1b, 4'-метоксивитасомнин 1c, ньюбоулдин 2a, 4'-гидроксиньюбоулдин 2b и 4'-метоксиньюбоулдин 2c [3–6]:
R |
|
R |
|
|
|
|
4 ' |
|
|
|
5 ' |
|
|
3 ' |
|
6 ' |
|
|
2 ' |
|
4 H |
1 ' |
H |
|
|
|
|||
5 |
|
3 |
||
|
2 |
|||
|
|
|
||
N N |
N |
N |
|
|
|
6 |
1 |
|
|
|
|
|
||
1a R = H |
2a R = H |
|
||
1b R = OH |
2b R = OH |
|
||
1c R = OMe |
2c R = OMe |
Как показали исследования биологической активности, витасомнин и его аналоги неактивны против золотистого стафилококка и не цитотоксичны для клеток линии KB. В то же время 1 проявил себя как спазмолитик и депрессант центральной и периферической нервной системы, а также как мягкий анальгетик [8], что
Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 1 |
369 |