Превращения конденсированных диазепинов под действием активированных алкинов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.03, кандидат химических наук Бабаханова, Марьяна Исметовна

• Бабаханова, Марьяна Исметовна
• кандидат химических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат химических наук Бабаханова, Марьяна Исметовна

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1 .Синтез диазонинов

1.1. Синтез неконденсированных производных диазонинов

1.1.1. Синтез неконденсированных 1,2-диазонинов

1.1.2. Синтез неконденсированных 1,3-диазонинов

1.1.3. Синтез неконденсированных 1,4-диазонинов

1.1.4. Синтез неконденсированных 1,5 - диазонинов

1.2. Синтез бензодиазонинов

1.3. Синтез дибензодиазонинов

1.4. Синтез индолодиазонинов

1.5. Синтез пиразолобензодиазонинов, пиримидинодиазонина и пиразинодиазонинов 20 2. Реакционная способность [1,4]-диазепинов

2.1. Некоторые реакции [1,4]диазепинов, идущие с участием диазепинового цикла

23

2.1.1. Реакции алкилирования по диазепиновому циклу

2.1.2. Реакции ацилирования по диазепиновому циклу

2.1.3. Реакции окисления диазепинового цикла

2.1.4. Реакции восстановления по диазепиновому циклу

2.1.5. Нитрование диазепинового цикла

2.1.6. Реакции галогенирования по диазепиновому циклу

2.1.7. Реакции нитрозирования и аминирования по диазепиновому циклу

2.1.8. Реакции конденсации по метиленовой группе и реакции раскрытия диазепинового цикла

2.1.9. Реакция азосочетания 37 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

1. Синтез исходных конденсированных диазепинов

1.1. [1,4]Бензодиазепиноны и пирроло[2,1-с][1,4]бензодиазепины

1.2. Пирроло[1,2-а][1,4]бензодиазепины

2. Превращения [1,4]-бензодиазепинов и пирроло[2,1-с][1,4] бензодиазепинов под действием активированных алкинов

3. Превращения пирроло[1,2-а][ 1,4] бензодиазепинов под действием активированных алкинов

4. Превращения пирролобензодиазепинов под действием метилпропиолата в присутствии N11-, СН- и БН-кислот

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Превращения конденсированных диазепинов под действием активированных алкинов»

ВВЕДЕНИЕ

Аннелированные средние азотсодержащие гетероциклы являются одним из важнейших классов соединений, встречающихся во многих природных и синтетических молекулах. Благодаря особенностям своего строения, данные системы способны выступать в качестве лигандов для различных рецепторов. Они обладают значительной конформационной гибкостью, дающей им возможность селективно взаимодействовать со многими функциональными группами. Многочисленные экспериментальные факты свидетельствуют о трудностях построения циклов среднего размера. Прямой синтез данных систем, в особенности с девятичленным циклом, из ациклических исходных термодинамически и кинетически невыгоден. Поэтому в последнее время поиск эффективных методов синтеза колец среднего размера представляет особый интерес.

В настоящем исследовании мы используем для построения диазониновых систем домино-реакцию расширения диазепинового кольца под действием активированных алкинов. Эта реакция с успехом применена для получения гексагидроазонино[5,6-Ь] индолов расширением азепинового кольца до азонинового в гексагидроазепино[4,3-6] и [3,4-6] индол ах под действием метилпропиолата, ацетилацетилена, тозилацетилена и АДКЭ1.

Заключение диссертации по теме «Органическая химия», Бабаханова, Марьяна Исметовна

Выводы

1. Впервые изучены домино-реакции тетрагидробензо[1,4]диазепинона, гексагидропирроло[2,1 -с] [ 1,4]бензодиазепинона и дигидропирролобензодиазепинов с активированными электроноакцепторными заместителями алкинами.

2. Показано, что бензодиазепинон и пирролидинобензодиазепинон реагируют с алкинами малоселективно с образованием многокопонентных смесей, из которых выделены продукты С-, КГ- и С,М-винилирования диазепинового кольца. Продукты расширения диазепинового цикла - гексагидропирроло[2,1-с] [ 1,4] бензодиазонин и бензодиазецин получены в двух реакциях из пирролидинобензодиазепинона.

3. Впервые установлено, что при взаимодействии дигидропирролобензодиазепинов с активированными алкинами в метаноле, ацетонитриле и дихлорметане с небольшими выходами образуются пирролобензо[ 1,2-а] [ 1,6]диазонины - продукты расширения диазепинового фрагмента молекулы. Наличие заместителей в молекуле не оказывает существенного влияния на селективность трансформации.

4. Использование в качестве катализатора иодида меди (I) существенно не влияет на скорость и селективность трансформации пирролобензодиазепина с метилпропиолатом в дихлорметане.

5. В реакциях с индолом получены продукты "формального" нуклеофильного замещения в а-положение пиррольного кольца - замещенные 1-(индолил-1)пирролы, которые образуются, по-видимому, по механизму "присоединение-элиминирование".

6. Трехкомпонентные превращения 4-замещенных

пирролобензодиазепинов с метилпропиолатом в присутствии №1, СН и БН кислот протекают с расщеплением диазепинового фрагмента молекулы по связи С4-ТЧ, что приводит к образованию замещенных 1-[метил(акрилоил)аминометил]пирролов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Бабаханова, Марьяна Исметовна, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Воскресенский Л.Г, Акбулатов С.В, Борисова Т.Н., Клейменов А.В, Варламов А.В. Синтез гексагидроазонино [5,6-Ь] индолов из гексагидроазепино[4,3-&]- и -[3,4-6] индолов и активированных алкинов // Известия РАН. Серия химическая. - 2007. - Vol. 11. - Р. 2244-2250.

2. Tsupova S, Lebedev О, Màeorg U. Combination of hydrazine polyanion strategy and ring-closing metathesis in the synthesis of heterocycles // Tetrahedron. -2012.-Vol. 68.-P. 1011-1016.

3. Yi Jin Kim, Daesung Lee. Use of N-N Bond Stereodynamics in Ring-Closing Metathesis to Form Medium-Sized Rings and Macrocycles // Org Lett. -2004. - Vol. 6. - P. 4351-4353.

4. Yves Le Merrer, Laurence Gauzy, Christine Gravier-Pelletier, Jean-Claude Depezay. Synthesis of C2-Symmetric Guanidino-Sugars as Potent Inhibitors of Glycosidases // Bioorg. Med. Chem. - 2000. - Vol. 8. - P. 307-320.

5. Robert V. Hoffman, Sachin Madan. Synthesis and Reactions of 2-Substituted Ethyl N-Alkylmalonylhydroxamic Acids // J. Org. Chem. - 2003. Vol. 68.-P. 4876-4885.

6. James J. Fleming, J. Du Bois. A Synthesis of (+)-Saxitoxin // J. Am. Chem. Soc. - 2006. Vol. 128. - P. 3926-3927.

7. Eric C. Hansen and Daesung Lee. Ring Closing Enyne Metathesis: Control over Mode Selectivity and Stereoselectivity // J. Am. Chem. Soc. - 2004. - Vol. 126. -P. 15074-15080.

8. Yehia A. Ibrahim, Haider Behbehani, Maher R. Ibrahim. Efficient atom economic approaches towards macrocyclic crownamides via ring closure metathesis // Tetrahedron Letters. - 2002. - Vol. 43. - P. 4207-4210.

9. Hervé Bibas, Daniel W. J. Moloney, Ralf Neumann, Majed Shtaiwi, Paul V. Bernhardt, Curt Wentrup. Chemistry of Stable Iminopropadienones, RN=C=C=C=0 // J. Org. Chem. - 2002. - Vol. 6. - P. 2619-2631.

10. Harry H. Wasserman, Haruo Matsuyama, Ralph P. Robinson. /^-Lactams as building blocks in the synthesis of macrocyclic spermine and spermidine alkaloids // Tetrahedron. - 2002. - Vol. 58. - P. 7177-7190.

11. David J. Bergmann, Eva M. Campi, W. Roy Jackson, Antonio F. Patti. A Hydroformylation Route to Diazabicycloalkanes and Oxazabicycloalkanes Containing Medium and Large Rings // Aust. J. Chem. - 1999. - Vol. 52. - P. 1131— 1138.

12. Iain M. McDonald, David J. Dunstone, S. Barret Kalindjian, Ian D. Linney, Caroline M. R. Low, Michael J. Pether, Katherine I. M. Steel, Matthew J. Tozer, J. G. Vinter. 2,7-Dioxo-2,3,4,5,6,7-hexahydro-lH-benzo[/z][l,4]diazonine as a New Template for the Design of CCK2 Receptor Antagonists // J. Med. Chem. - 2000. -Vol. 43.-P. 3518-3529.

13. Gatta F., Misiti D.. Sodium Periodate Oxidation of Tetrahydro-/?-carboline Derivatives // J. Het. Chem. - 1989. - Vol. 26. - P. 537-539.

14. Klapars A.; Parris S.; Anderson K.W.; Buchwald S.L. Synthesis of Medium Ring Nitrogen Heterocycles via a Tandem Copper-Catalyzed C-N Bond FormationRing-Expansion Process//J. Am. Chem. Soc.-2004.-Vol. 126.-PP. 3529-3533.

15. Yang T., Lin C., Hua Fu H., Jiang Y., Zhao Y. Copper-Catalyzed Synthesis of Mediumand Large-Sized Nitrogen Heterocycles via N-Arylation of Phosphoramidates and Carbamates // Org. Lett. - 2005. - Vol. 7. - P. 4781^784.

16. Mori M., Kitamura T., Sakakibara N., Sato Y. Synthesis of Eight-Membered Ring Compounds Using Enyne Metathesis // Org. Lett. - 2000. - Vol 2. -P. 543-545.

17. Nakagawa Y., Irie K., Yanagita R.C., Ohigashi H. , Tsuda K., Kashiwagi K., Saito N. Design and Synthesis of 8-Octyl-benzolactam-V9, a Selective Activator for Protein Kinase Ce and rj II J. Med. Chem. - 2006. - Vol. 49. - P. 2681-2688.

18. Kitano T., Shirai N., Motoi M., Sato Y.. Sommelet-Hauser or Stevens Rearrangement of l-Methyl-2-(substituted-phenyl)piperazinium 1-Methylides. Ring Enlargement of Piperazines to Seven- or Nine-membered Cyclic Amines // J. Chem. Soc.. Perkin trans. 1. - 1992.-Vol. 21.-P. 2851-2854.

19. Houlihan William J. Substituted dibenzdiazonines // US Pat. №3609139 -

1971.

20. Mehdi Bakavoli, Abolghasem Davoodnia, Mohammad Rahimizadeh, Majid M. Heravi. Synthesis of dibenzo[è,g][l,5]diazoninedione and isoindolo[2,l-ajquinazoline derivatives // Mendeleev Commun. - 2006. - Vol. 16. - P. 29-30.

21. Lidwine Chacun-Lefèvre, Valérie Bénéteau, Benoît Joseph, Jean-Yves Mérour. Ring closure metathesis of indole 2-carboxylic acid allylamide derivatives // Tetrahedron. - 2002. - Vol. 58.-P. 10181-10188.

22. Thomas Albert Engler, Timothy Paul Burkholder, Joshua Ryan Clayton, Clive Gideon Diefenbacher, Kelly Wayne Furness, James Robert Henry, Yihong Li, Sushant Malhotra, Angela Lynn Marquart, Johnathan Alexander McLean, David Mendel, Jon Kevin Reel. Purine derivatives as kinase inhibitors // US Pat. №20090105229-2009.

23. Âdâm Gyômôrea, Zoltân Kovâcsa, Tibor Nagyb, Veronika Kudarc, Andrâs Szabôd, Antal Csâmpaia. DNMR, DFT and preparative study on the conformationof (Z)-4,5,6,7-tetrahydropyrazolo[l ,5-e]benzo[g] [1,5]diazonin-8-ones and (Z)-4,5-dihydropyrazolo[l,5-ûf]benzo[/][l,4]diazocin-7(6//)-ones // Tetrahedron. - 2008. Vol. 64.-P. 10837-10848.

24. Hoffmann La Roche. South African Patent №66/5349. [Chem. Rev. -1968.-Vol. 68.-P. 770].

25. Fryer R., Earley J., Sternbach L. Isoindole Formation by a Novel Rearrangement // J. Amer. Chem. Soc. - 1966. - Vol. 88. - P. 3173-3174.

26. Mishrd J., Rao J., Sastry G., Narahari G., and Panda G.. Regioselective aminoethylation of 1,4-benzodiazepin-2-on under conventional heating and microwave irradiation // Tetrahedron Lett. - 2006. - Vol. 47. - P. 3357-3360.

27. Chen B., Sundeen J., Guo P., Bednarz M., and Lhao R.. Novel triethylsilane mediated reductive N-alkylation of amines: improved synthesis of l-(4-imidazolyl)methyl - 4 - sulfonylbenzodiazepines, new farnesyltransferase inhibitors // Tetrahedron Lett. - 2001. - Vol. 42. - P. 1245-1246.

28. Ottesen L., Ek F., and Olsson R.. Iron-Catalyzed Cross-Coupling of Imidoyl Chlorides with Grignard Reagents // Org. Lett. - 2006. - Vol. 8. - P. 1771— 1773.

29. Carlier P., Zhao H., MacQuarrie-Hunter S., DeGuzman J., and Hsu D.. Enantioselective Synthesis of Diversely Substituted Quaternary 1,4-Benzodiazepin-2-ones and l,4-Benzodiazepine-2,5-diones // J. Am. Chem. Soc. - 2006. - Vol. 128. -P.15215-15220.

30. Sternbach L., Reeder E., Stempel A., Rachlin A. Quinazolines and 1,4-Benzodiazepines. XVIII. The Acetylation of Chlordiazepoxide and Its Transformation into 6-Chloro-4-phenyl-2-quinazolinecarboxaldehyde // J. Org. Chem. - 1964. - Vol. 29. - P. 332-336.

31. Stanley C. Bell, Scott J. Childress. A Rearrangement of 5-Aryl-l,3-dihydro-2H-1,4-benzodiazepine-2-one 4-Oxides // J. Org. Chem. - 1962. - Vol. 27. -P.1691-1695.

32. Sternbach L., Reeder E., Archer G. Quinazolines and 1,4-Benzodiazepines. XI. 1 Synthesis and Transformations of 7-Chloro-2,3-dihydro(and 2,3,4,5-tetrahydro)-5-phenyl-lH-l,4-benzodiazepine // J. Org. Chem. - 1963. - Vol. 28. - P. 2456-2459.

33. Sulkowski Т., Childress S. A New Method for Preparing 5-Aryl-2,3-dihydro-1H-1,4-benzodiazepines. // J. Org. Chem. - 1963. - Vol. 28. - P. 2150-2150.

34. Metlesics W., Sternbach L. // US Pat. №3644336. [РЖ Химия. - 1973. -1Н268П].

35. Robert Bruce Moffett , Allan D. Rudzik. Central nervous system depressants. 1-Carbamoylbenzodiazepines // J. Med. Chem. - 1972. - Vol. 15. - P. 1079-1081.

36. IcHii T. // J. Pharm. Soc. Jap. - 1962. - Vol. 82. - P. 999. [Chem. Abstr. -1963.-Vol. 58.-5666].

37. Dong Han Kim. Synthesis of 1,2,3,4,8,9,10,1 l-octahydro-[ 1,4] diazepino[6,5,4-y£]carbazole and related compounds // J. Heterocycl. Chem. - 1976. -Vol. 13.-P. 1187-1192.

38. Werner Metlesics , Gladys Silverman, Leo H. Sternbach. Quinazolines and 1,4-Benzodiazepines. XII. Preparation and Reactions of 2,3-Dihydro-lH-l,4-benzodiazepine 4-Oxides. // J. Org. Chem. - 1963. - Vol. 28. - P. 2459-2460.

39. Акацу M., Кумэ P., Хирохаси Т., Сато X., Инаба С., Ямамото X. // Japan Pat. №46-49063. [РЖ Химия. - 1977. - 50191Щ.

40. R. Ian Fryer , G. A. Archer , В. Brust , W. Zally , L. H. Sternbach. Quinazolines and 1,4-Benzodiazepines. XXIII. Chromic Acid Oxidation of 1,4-Benzodiazepine Derivatives // J. Org. Chem. - 1965. - Vol. 30. - P. 1308-1310.

41. Sternbach L. H., Reeder E. Quinazolines and 1,4-Benzodiazepines. II. 1 The Rearrangement of 6-Chloro-2-chloromethyl-4-phenylquinazoline 3-Oxide into 2-Amino Derivatives of 7-Chloro-5-phenyl-3H-l,4-benzodiazepine 4-Oxide // J. Org. Chem. - 1961. - Vol. 26. - P. 1111-1118.

42. Hongying Tang, Guofeng Zhao, Zhenghong Zhou, Peng Gao, Liangnian He, Chuchi Tang. Chiral Tertiary Amine/L-Proline Cocatalyzed Enantioselective Morita-Baylis-Hillman (MBH) Reaction // Eur. J. of Org. Chem. - 2008. - P. 126135.

43. George F. Field , William J. Zally , Leo H. Sternbach. Quinazolines and 1,4-Benzodiazepines. XXXIII. Three Tautomeric Forms of the Benzodiazepine Ring System. // J. Am. Chem. Soc. - 1967. - Vol. 89. - P. 332-338.

44. A. Ziggiotti, G. Riva, and F. Mauri, British Pat. №1333501. - 1973. [РЖ Химия. - 1974. - 12Н337П].

45. Clin-Byla, Netherlands Patent №6600095. [Chem. Abstr. - 1966. - Vol. 65. - 15404].

46. Schmitt J., Comoy P., Suquet M., Boitard J., LeMeur J., Basselier J.-J., Brunaud M., Salle J. // Chim. Therap. - 1967. - Vol. 2. - P. 254. [Chem. Rev. - 1968. -Vol. 68.-P. 761].

47. Mc. Caully R. US Pat. №3446800. [РЖ Химия. - 1970. - 12Н717П].

48. Fabis F., Sopkova-de Oliveira Santos J., Fouchet-Jolivet S., Raut S. An expedient route to aromatic pyrrolo[2,l-c][l,4]benzodiazepines and a study of their reactivity // Tetrahedron Lett. - 2001. - Vol. 42. - P. 5183-5185.

49. Werner Metlesics , Robert F. Tavares , Leo H. Sternbach. Quinazolines and 1,4-Benzodiazepines. XXIV. Reaction of l,4-Benzodiazepin-2-ones with Chloramine // J. Org. Chem. - 1965. - Vol. 30. - P. 1311-1312.

50. M.P. Foloppe, S Rault, D.E. Thurston, T.C. Jenkins, M Robba. DNA-binding properties of pyrrolo[2,l-c][l,4]benzodiazepine N10-C11 amidines // Eur. J. Med. Chem. - 1996. - Vol. 31. - P. 407-410.

51. Жилина З.И., Богатский A.B., Сыч Е.Д., Чумаченко Т.К., Андронати

C.А. // Химия гетероциклических соединений. - 1971. -Vol. 7. - Р. 992.

52. Shiotani S., Mitsuhashi К // J. Pharm. Soc. Jap. - 1964. - Vol 84. - P. 656.

53. Mohd. Rashida, Ravinesh Mishraa, Asif Husaina, Bahar Ahmad. Synthesis Of Some Novel C3 Substituted New Diazo-[l,4]-Benzodiazepine-2-One Derivatives As Potent Anticonvulsants // Chem Sci. - J 2010. - 1:005.

54. Andrea Carotti, Modesto de Candia, Marco Catto, Tatiana N. Borisova, Alexey V. Varlamov, Estefanía Méndez-Álvarez, Ramón Soto-Otero, Leonid G. Voskressensky, Cosimo Altomare. Ester derivatives of annulated tetrahydroazocines: A new class of selective acetylcholinesterase inhibitors // Bioorganic & Med. Chem. - 2006. - Vol. 14. - P. 7205-7212.

55. Воскресенский Л.Г., Борисова Т.Н., Камалитдинова Т.М., Титов А.А., Листратова А.В., Варламов А.В. 1,2,3,6-Тетрагидропирроло[1,2-d] [ 1,4] диазоцины. Превращения 1-метил-2^-тетрагидропирроло[1,2-а]пиразинов под действием алкинов // Известия РАН. Серия химическая. — 2010.-Vol.3.-Р. 633-638.

56. Voskressensky L.G., Titov А.А., Borisova T.N., Listratova A.V., Borisov R.S., Kulikova L.N., Varlamov A.V. A novel synthesis of pyrrolo[l,2-d][l,4]diazocines from tetrahydropyrrole[ 1,2-a]pyrazines using activated alkynes in pyrazine ring expansion // Tetrahedron. - Vol 66. - P. 5140-5148.

57. Butin A.V., Nevolina T.A., Shcherbinin V.A., Trushkov I.V., Cheshkov

D.A., Krapivin G.D. Furan ring opening-pyrrole ring closure: a new synthetic route to aryl(heteroaryl)-annulated pyrrolo[ 1,2-a] [ 1,4]diazepines // Org. Biomol. Chem. -2010.-Vol. 8.-P. 3316-3327.

58. Voskressensky L.G., Akbulatov S.V., Borisova T.N., Varlamov A.V. А novel synthesis of hexahydroazoninoindoles using activated alkynes in an azepine ring expansion // Tetrahedron. - 2006. - Vol. 62. - P. 12392-12397.

59. Воскресенский Л.Г., Борисова Т.Н., Воробьева Т.А., Чернышев А.И., Варламов A.B. Тандемные трансформации тетрагидропирроло[3,2-с]пиридинов под действием ацетилендикарбонового эфира. Новый метод синтеза пирроло[2,3-б/]азоцинов // Известия РАН. Серия химическая. - 2005. - Vol. 11.-Р. 2513. [Russ. Chem. Bull., Int. Ed., 2005, 54, 2594].

60. В. Hoefgen, М. Decker, Р. Mohr, A. M. Schramm, S. A. F. Rostom, H. El-Subbagh, P. M. Schweikert, D. R. Rudolf, M. U. Kassack, J. Lehmann. Dopamine/Serotonin Receptor Ligands. 10: SAR Studies on Azecine-type Dopamine Receptor Ligands by Functional Screening at Human Cloned Di, D2l, and D5 Receptors with a Microplate Reader Based Calcium Assay Lead to a Novel Potent Df/D5' Selective Antagonist // J. Med. Chem. - 2006. - Vol. 49. - P. 760-769.

61. Акбулатов C.B. Тандемные превращения гексагидроазепиноиндолов и тетрагидро-1,4-бензокса-, бензотиазепинов и диазепинов под действием активированных алкинов // Москва. - РУДН. - 2008. - Р. 78-82.

62. Bin Yan, Yebing Zhou, Hao Zhang, Jingjin Chen, Yuanhong Liu. Highly Efficient Synthesis of Functionalized Indolizines and Indolizinones by Copper-Catalyzed Cycloisomerizations of Propargylic Pyridines // J. Org. Chem. - 2007. -Vol. 72.-P. 7783-7786.

63. Воскресенский Л.Г., Борисова Т.Н., Ковалева С.А., Куликова Л.Н., Листратова A.B., Толкунов С.В., Варламов A.B. О химизме тандемного взаимодействия 1-арилтетрагидробензотиено[2,3-с]пиридинов с активированными алкинами // Химия гетероциклических соединений. - 2010. -

Vol. З.-Р. 447-449.

64. Sheldrick G.M. A short history of SHELX // Acta Crystallogr. - 2008. -Vol. A64.-P. 112-122.