Химия и химические технологии/ 6. Органическая химия

к.х.н. Иванова Е.В., к.х.н. Никишина М.Б., к.х.н. Бойкова О.И.,

к.х.н. Половецкая О.С., к.х.н. Власова Ю.Н., д.х.н. Атрощенко Ю.М.,

д.х.н. Шахкельдян И.В.

Тульский государственный педагогический университет
им. Л.Н. Толстого, Россия

Синтетический потенциал анионных аддуктов 2-гидрокси-3,5-динитропиридина

Азотсодержащие моно- и полициклические насыщенные структуры (пиперидин, биспидин и т.п.) входят в состав растительных алкалоидов и широко применяются в качестве пестицидов, а также лекарственных препаратов, обладающих анальгетическими, нейролептическими, антигистаминными, противораковыми и др. свойствами [1, 2].

Поэтому разработка высокоэффективных методов синтеза соединений данного класса является актуальной задачей. Одним из перспективных, однако, мало изученных подходов к синтезу полифункциональных тетрагидропиридинов и биспидинов является восстановительная активация нитропиридинов под действием нуклеофильных агентов, протекающая через образование высокореакционноспособных моно- и бициклических анионных s-аддуктов. Нами были получены гидридные σ-аддукты 2, 6 производных 3,5-динитропиридина под действием тетрагидридобората натрия [3], а также анионные бициклические комплексы 8 под действием ацетона в щелочной среде вторичных аминов [4] (схема 1). Дальнейшая обработка полученных анионных σ-аддуктов 30%-ным раствором ортофосфорной кислоты приводит к образованию производных пиперидина 3 и тетрагидропиридина 7, а их введение в реакцию аминометилирования по Манниху позволяет получить новые производные бицикло[3.3.1]нонанов 4 и диазатрицикло[6.4.0.0^4,9]додеканов 9 [5-7]. Для синтеза последних к образовавшемуся σ-аддукту порциями прибавляли предварительно охлажденную до 5-10 ºС аминометилирующую смесь, состоящую из 30%-ного раствора формальдегида и первичного амина. Затем реакционную смесь подкисляли разбавленной ортофосфорной кислотой до рН 4, в результате чего целевые продукты синтеза 4, 9 выпадали из реакционного раствора в виде кристаллических осадков.

Схема 1

Строение всех впервые синтезированных соединений комплексно изучено методами молекулярной спектроскопии (УФ, ИК, ЯМР ¹Н, ¹³С, 2D), рентгеноструктурного анализа и масс-спектрометрии.

Преимущество описанного подхода состоит в том, что он позволяет осуществить в мягких условиях переход от активированной нитрогруппами пиридиновой системы к моно- и полициклическим насыщенным структурам, содержащим перспективные с точки зрения дальнейшей функционализации нитро-, карбонильные и аминогруппы. Также предложенные методики синтеза являются удобными для использования, благодаря относительной простоте исполнения, мягким условиям и доступности реагентов.

Литература:

1. Hirasawa Y., Kobayashi J., Morita H. The Lycopodium Alkaloids // Heterocycles. 2009. V. 77. P 679-729.

2. Зефиров Н.С., Рогозина С.В. Успехи синтеза 3,7,9-гетероаналогов бицикло[3,3,1]нонана// Успехи химии. 1973. T. 42. C. 423-441.

3. Атрощенко Ю.М., Блохин И.В., Иванова Е.В., Ковтун И.В. Экспериментальное и теоретическое исследование физико-химических свойств гидридных σ-аддуктов на основе 2-гидрокси-3,5-динитропиридина // «Известия Тульского государственного университета. Естественные науки».2013. Вып. 3.С. 244-252.

4. Иванова Е.В., Сурова И.И., Хлытин Н.В., Блохин И.В., Шахкельдян И.В., Атрощенко Ю.М., Кобраков К.И. Анионный бициклический σ-аддукт 2-гидрокси-3,5-динитропиридина в синтезе новых производных 2,6-диазатрициклододеканов. // Бутлеровские сообщения. 2014. Т. 38. № 6. С. 64-68.

5. Сурова И.И., Иванова Е.В., Атрощенко Ю.М., Кобраков К.И., Федянин И.В. Синтез новых производных 3,5-динитро-1,4,5,6-тетрагидропиридин-2-аминов // Бутлеровские сообщения. 2017. Т. 49. № 2. С. 144-151.

6. Морозова Е.В., Якунина И.Е., Кобраков К.И., Блохин И.В., Шумский А.Н., Атрощенко Ю.М. Анионные аддукты 2-окси-3,5-динитропиридина в конденсации Манниха. // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2013. Т. 56. №10.С. 23-25.

7. Морозова Е.В., Якунина И.Е., Блохин И.В., Шахкельдян И.В., Атрощенко Ю.М. Синтез 2,6-диазатрициклододека-нов на основе 2-гидрокси-3,5-динитропиридина. // Журнал органической химии. 2012. Т. 48. № 10. С. 1387-1388.