Успешно проведя реакцию замещенного пирролотиазола мы решили дальше использовать синтетические возможности обнаруженной реакции.

Следующей конденсацией была реакция 3,4-дийодпиррола (5) с тиомочевиной. Данную реакцию проводили, взяв за основу выше отработанную методику. При проведении реакции в метаноле в течении 20 мин при комнатной температуре реакция не начиналась. Для увеличения полярности растворителя была взята водно-метанольная смесь (1:1). Для облегчения отрыва галогена добавляли поташ. В итоге, синтез проводили при взаимодействии 2,5-диметил-3,4-дийодпиррола (5) и тиомочевины в присутствии поташа (в эквимолярном соотношении) и в водно-метанольном растворе. По данным ТСХ реакция закончилась через 20 мин выдерживания при комнатной температуре. Продукт отмывали четыреххлористым углеродом от основного количества побочных продуктов и очищали с помощью колоночной хроматографии на силикагеле в системе растворителей ПЭ:ЭА (4:1). Выход продукта составил 43%. 2-аминопирроло[3,4-d][1,3]тиазол (10) представляет собой маслянистое вещество желтого цвета, достаточно быстро разлагающееся на воздухе. Его структура была подтверждена ПМР- и масс-спектроскопией. Помимо синглетных сигналов метильных групп – 2,22 м.д. (6Н; СН3) и сигнала уширенного синглета N-H группы – 7,7 м.д. (1Н; NH), на ПМР-спектре наблюдается дублетный сигнал протонов NH2-группы: 5,87 м.д. (2Н; NH2). На масс-спектре присутствует молекулярный ион m/z 168.

Два предыдущих эксперимента представляют собой конденсации с N,S-нуклеофилами, интересным было исследовать проведение аналогичной конденсации с N,N-нуклеофилом. В качестве последнего был выбран ортофенилендиамин. Реакцию проводили в тех же условиях, что и при получении 2-аминопирроло[3,4-d][1,3]тиазола (10), однако время реакции пришлось увеличить. Пятно 3,4-дийодпиррола (5) на хроматограмме исчезло только через 40 мин. При этом на ТСХ помимо основного пятна наблюдалось большое количество пятен примесей. Ни увеличение времени реакции до 2 часов, ни повышение температуры реакции не позволило уменьшить содержание побочных продуктов, представляющих проблему для дальнейшего выделения продукта. Экстрагирование продукта из реакционной смеси четыреххлористым углеродом помогло избавиться лишь от малой части побочных продуктов. При помощи колоночной хроматографии на силикагеле в системе растворителей ПЭ:ЭА (4:1) удалось выделить индивидуальное маслянистое вещество с выходом 25%, которое оказалось неустойчивым при хранении, даже при пониженной температуре. Анализ ПМР-спектра показал, что произошло присоединение фенильного заместителя к пиррольному кольцу (наблюдаются сигналы четырех протонов в области 7 м.д. в виде двух симметричных групп сигналов, состоящих из триплета (КССВ 7,1 и 6,8 Гц) и синглета). Наличие сигнала в области 5,66 м.д. подтверждает присутствие NH протонов, а два синглета интенсивностью по 3Н в области 2,19 и 2,13 м.д. говорит о присутствии в соединении двух неэквивалентных метильных групп. Указанный характер ПМР-спектра позволяет предположить, что замещение произошло не по обоим β,β'-положениям пиррольного кольца, а только с замещением одной йод группы с образованием несимметричной структуры. Остальные спектральные анализы не удалось провести, так как полученное вещество быстро разлагалось, что приводило к трудности выделения его из общей смеси.

Так как пирролотиазолы могут оказаться интересными люминесцирующими соединениями, было проведено первичное изучение их электронных спектров поглощения и флуоресценции.

Электронные спектры поглощения 2,4,6-триметил-5Н-пирроло[3,4-d][1,3]тиазола(9) и 2-аминопирроло[3,4-d][1,3]тиазола(10) характеризуются интенсивной полосой в коротковолновой области спектра с пиком 235 нм и плечом 276 нм для соединения(9) (Рис 1) и пиком 225 нм с плечом 275 нм для соединения(10) (Рис 2). Сравнивая полученные данные со спектром исходного 3,4-дийодпиррол(5), имеющего пик 248нм с плечом 310 нм, можно сказать, что полученные 2,4,6-триметил-5Н-пирроло[3,4-d][1,3]тиазола(9) и 2-аминопирроло[3,4-d][1,3]тиазола(10) демонстрируют батохромный эффект.

Рис. 1 Спектр поглощения 2,4,6-триметил-5Н-пирроло[3,4-d][1,3]тиазола в гексане.

Рис. 2 Спектр поглощения 2-амино-4,6-диметил-5Н-пирроло[3,4-d][1,3]тиазола в гексане.

На спектрах флуоресценции 2,4,6-триметил-5Н-пирроло[3,4-d][1,3]тиазола(9) и 2-аминопирроло[3,4-d][1,3]тиазола(10) наблюдаются интенсивные пики с максимумами соответственно в 328 нм (Рис 3) и 310 нм (Рис 4), тогда как исходный 3,4-дийодпиррол(5) не флуоресцирует.

Рис. 3 Спектр флуоресценции 2,4,6-триметил-5Н-пирроло[3,4-d][1,3]тиазола в гексане.

Рис 4. Спектр флуоресценции 2-аминопирроло[3,4-d][1,3]тиазола в гексане.

В данной работе использовали вещества и растворители с характеристиками ХЧ, ЧДА и ацетонитрил с характеристикой ОСЧ.

Для идентификации синтезируемых соединений и контроля протекания реакций использовали ТСХ на пластинах "Silufol UV 254" и "Merck 60 F 254" в различных системах растворителей. Проявляли в парах йода.

Колоночную хроматографию проводили на силикагеле фирмы Merck Silica gel 60 в различных системах растворителей.

Спектры 1H-ЯМР регистрировались на импульсном фурье - спектрофотометре Bruker AMX – 400 (Германия) с рабочей частотой 400 Мгц в CDCl3 (δ м.д.), внешний стандарт тетраметилсилан.

ИК-спектр в вазелиновом масле и тонком слое вещества снимали на спектрофотометре "Shimadzu IR-435"(Япония).

Масс-спектры снимали на масс-спектрометрах "Finnigan MAT INCOS 50", метод-электронный удар 70 эВ и "Kratos PC-Kompact MALDI 4" (США), метод испарение лазером (регистрирующем технологию MALDI-TOF-Matrix Assisted Laser Desorption Ionisation Time-Of-Flight Mass Spectrometry). В качестве матрицы для низко-молекулярных органических соединений использовали гентистик-2,5-дигидроксибензойная кислота.

Электронные спектры поглощения записывали на спектрофотометре Jasco UV 7800(Япония).

Спектры флуоресценции определяли на спектрофлуориметре Jasco FP-777(Япония).

Температуру плавления определяли с помощью прибора для определения температуры плавления "Boetius" (Германия).

1-Бром-2-пропанон.(1)

В трехгорлую колбу на 500 мл с обратным холодильником, мешалкой, термометром и капельной воронкой помещали 190 мл воды, 58,6мл (0,8 моль) ацетона и 44мл (0.76 моль) уксусной кислоты. При температуре 700C прибавляли по каплям 41мл (0,8 моль) брома до исчезновения окраски, затем раствор перемешивали при той же температуре 10 мин, добавляли к нему 100 мл холодной воды и охлаждали до 5-100C. Смесь нейтрализовали твердой содой до рН=6-7 и отделяли органический слой, который сушили над безводным MgSO4. Перегоняли в вакууме. Получили 26.0 мл (40%) 1-бром-2-пропанона(1) с nD25=1,4693 Tкип.=43-470/25-30 мм.

Лит: nD20=1,4697 Ткип.=136,50 [52]

Ацетонилацетоуксусный эфир.(2)

Вариант 1

В трехгорлую колбу на 250 мл с обратным холодильником, мешалкой, термометром и капельной воронкой помещали 59 мл абсолютного этанола и прибавляли небольшими порциями 3,5 г (0,15 моль) натрия до растворения и образования этилата натрия, далее при комнатной температуре добавляли по каплям 23,0 мл (0,18 моль) ацетоуксусного эфира. Реакционную массу охлаждали до 200C и прикапывали 13,0 мл (0,15 моль) бромацетона(1) таким образом, чтобы температура не превышала 400С, а затем температуру смеси повышали до 600С и перемешивали в течение 10 мин. Смесь охлаждали до 200С, этанол отгоняли на роторном испарителе и добавляли небольшое количество воды для растворения NaBr. Затем с помощью делительной воронки отделяли нижний водный слой и экстрагировали из него продукт диэтиловым эфиром. Экстракт сушили над безводным MgSO4. Растворитель отгоняли на роторном испарителе, и остаток перегоняли в вакууме. Получили 17,0мл (55%) ацетонилацетоуксусного эфира(2) с nD22=1,4378 T кип.=1440/21мм.

Лит: nD20=1,4375 Т кип.=145-1460/21мм. [ 48]

Вариант 2

В трехгорлую колбу на 500 мл снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и термометром помещают 100 мл диэтилового эфира, 28,3 мл (0,22 моль) ацетоуксусного эфира и при 250С добавляют небольшими порциями 14,6 г (0,63 моль) натрия, температура возрастает до 360С. После образования густого осадка приливают 250 мл диэтилового эфира для лучшего перемешивания, далее оставляют на 36 часов. К полученной реакционной массе по каплям прибавляют 17 мл (0,20 моль) бромацетона(1). Перемешивают 2 часа и приливают 30 мл воды до растворения осадка. Отделяют нижний водный слой, экстрагируют диэтиловым эфиром. Объединенные слои сушат над безводным MgSO4. Растворитель отгоняют, остаток перегоняют в вакууме. Получают 18,8 мл (60%) ацетонилацетоуксусного эфира(2) с nD22=1,4377 T кип.=1440/21мм.

Лит: nD20=1,4375 Ткип.=145-1460/21мм.[48]

2,5-Диметил-3-этоксикарбонилпиррол.(3)

В колбе на 200 мл с механической мешалкой смешивали 17,0 мл (0,1 моль) ацетонилацетоуксусного эфира(2), 22,0 г (0,28 моль) ацетата аммония, 50 мл уксусной кислоты и 13,0 мл уксусного ангидрида. Реакционную массу перемешивали 20 мин и прибавляли к ней 100 мл холодной воды. Затем смесь оставляли в холодильнике на сутки в результате выпал осадок, который отфильтровали и оставили сушить под вакуумом. Получили 16,7 г (83%) 2,5-диметил-3-этоксикарбонилпиррола(3) с Tпл.=1130. ПМР d (м.д.):1.30-тр. (3H; -CH2CH3; J=7.24 Гц) 2.17–с. (3H; CH3); 2.45–c. (3H; CH3); 4.23–кв. (2H; CH2; J=7.24 Гц); 6.17–д. (1H; CH, J=2.14 Гц); 8.09‑уш.c. (1H; NH).

Лит: Тпл.=1130. [49]; ПМР (CDCl3) d (м.д.): 1.33-т. (3H; CH3; J=7.2 Гц); 2.19-с. (3H; CH3); 2.47-с. (3H; CH3); 4.25-кв. (2H; CH2; J=7.24 Гц); 6.20-с. (1H; CH); 8.17-уш.с. (1H; NH)[48].

2,5-Диметил-3-карбоксипиррол.(4)

В колбе на 50,0 мл с обратным холодильником кипятили смесь 5,0 г (0.03 моль) 2,5-диметил-3-этоксикарбонилпиррола(3) в 36,0 мл метанола и 18,0 мл 30% водного раствора NaOH в течение 3 часов 20 мин. Затем реакционную массу охлаждают и нейтрализуют концентрированной HCl. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Получили 2,62 г (63%) 2,5-диметил-3-карбоксипиррола(4) с Rf=0,6(ПЭ:ЭА 1:1); Тпл.=1820C. ПМР (D2O) δ (м.д.): 1,92-с. (3Н; CH3); 2,21-c. (3H; CH3); 5,81-c. (1H; CH). ИК (вазелиновое масло) ν (см-1): 3260, 3000-2500, 1639.

2,5-Диметил-3,4-дийодпиррол.(5)

В трехгорлую колбу на 150 мл с дефлегматором, мешалкой, капельной воронкой и термометром вносили 0,5 г (0,0036 моль) 2,5-диметил-3-карбоксипиррола(4) в 20 мл метанола. При перемешивании в полученную суспензию прикапывали раствор 1,24 г (0,009 моль) К2СО3 в 20 мл воды и нагревали до 650С, при этой температуре добавляли раствор 0,76 г (0,003 моль) I2 и 1,15 г(0,007 моль) КI в 10 мл воды. Реакционную массу перемешивали 20 мин. и охлаждали. Выпавший осадок отфильтровали и промывали большим количеством воды. Получили 0,44 г (33%) 2,5-диметил-3,4-дийодпиррола(5) с Rf=0,5(ПЭ:ЭА 1:1); Tпл.=1170С. ПМР δ (м.д.): 2.28-с. (6Н; СН3); 8,01-уш.с. (1Н; NH); Масс спектр m/z (%): 347 (100%).

2,5-Диметил-3-йод-4-этоксикарбонилпиррол. (6)

В трехгорлой колбе с дефлегматором, мешалкой, капельной воронкой и термометром растворяли 0,5 г (0,003 моль) 2,5-диметил-3-этоксикарбонилпиррола(3) в 20 мл метанола. При перемешивании прикапывали раствор 1,24 г (0,009 моль) K2CO3 в 20 мл Н2О, нагревали до 650С и при этой температуре прибавляли раствор 0,76 г (0,003 моль) I2 и 1,15 г (0,007 моль) KI в 10 мл H2O. Реакционную массу перемешивали 20 мин и охлаждали. Осадок отфильтровали и оставили сушиться под вакуумом. Получили 0,6 г (70%) 2,5-диметил-3-йод-4-этоксикарбонилпиррола(6) с Rf =0,8(ПЭ:ЭА 1:1) и Tпл=1170С. ПМР (CDCl3) d(м.д.):1,34-тр. (3H; -CH2CH3; J= 7,24 Гц) 2,22-c. (3H; CH3); 2,47-c. (3H; CH3); 4,26-кв. (2H; CH2; J= 7,24 Гц); 8,18-уш. с. (1H;NH). 13C-ЯМР (CDCl3) d(м.д.): 13,89 (2-CH3); 14,19 (3-CH3); 14,30 (OCH2CH3); 59,58 (C-I); 63,03 (-CH2-); 129,48 (C-5); 129,55 (C-4); 135,58 (C-2); 164,62 (C=О). ИК (вазелиновое масло) ν (см-1): 3256, 1675, 1217, 1099, 1029, 773. Масс спектр m/z (%): 293 (40%), 279 (20%), 264 (42%), 248 (28%), 219 (18%), 127 (12%), 122 (25%), 93 (30%), 67 (35%), 51 (55%), 42 (100%).

2,5-Диметил-3-этоксикарбонил-4-нитропиррол.(7)

В колбу на 15 мл с обратным холодильником поместили раствор 0,4 г (0,002 моль) 2,5-диметил-3-йод-4-этоксикарбонилпиррола(6) в 5 мл ацетонитрила и добавили раствор 0,42 г (0,003 моль) AgNO2 в 3 мл ацетонитрила. Реакционную массу кипятили 2 ч при Tбани=1100С и оставили на 2 суток при комнатной температуре в темноте. Осадок отфильтровали, продукт очищали с помощью колоночной хроматографии на силикагеле (l=13 см, d=1,6 см) в системе растворителей петролейный эфир: этилацетат (2:1). Получили 0,1 г (47%) 2,5-диметил-3-этоксикарбонил-4-нитропиррола(7) с Rf=0,3(ПЭ: ЭА 1:1) и Тпл.=99-1000C. ПМР (CDCl3) d(м.д.):1,35 м.д.-тр. (3H; CH2CH3, J= 7,1 Гц); 2,35 м.д.-с. (3H; CH3 ); 2,48 м.д.-с. (3H; CH3 ); 4,32 м.д.-кв. (2H; CH2CH3, J=7,1 Гц); 8,91 м.д.-уш.с. (1H; NH). ИК (вазелиновое масло) ν(см-1): 3300, 1720, 1680, 1600. Масс-спектр m/z(%):212 (19%), 166 (40%), 122 (43%), 92 (45%), 66 (28%), 54 (19%), 42 (100%).

3,4-Дийод-2-метил-5-формилпиррол (8).

В колбе с обратным холодильником и мешалкой смешивают 0,9 г (0,0026 моль) 2,5-диметил-3,4-дийод-пиррол(5) в 11,20 мл ацетонитрила и добавляют к нему раствор 0,94 г (0,009 моль) AgNO2 в 6,70 мл ацетонитрила. Реакционную массу кипятят в течение 2 часов, далее охлаждают и оставляют на 2 суток. Выпавший осадок отфильтровывают и экстрагируют из него продукт ацетоном. Получают 0,1 г (11%) 3,4-дийод-2-метил-5-формилпиррола(8). Rf= 0,8 (Г:ЭА 1:1); ПМР (CDCl3) d(м.д.): 2.46-с. (3Н; СН3), 9,35-с. (1Н; СНО), 10,13-уш.с. (1Н; NH). m/z(%) 361 (100%), 360 (60%), 235 (21%), 127 (47%).

2,4,6-триметил-5Н-пирроло[3,4-d][1,3]тиазол.(9)

Вариант 1.

В колбе на 25 мл растерли 1 г (0,0028 моль) 2,5-диметил-3,4-дийодпиррола(5), 0,22 г (0,0028 моль) тиоацетамида. Смесь стояла в течение 10-15 мин при комнатной температуре. По данным ТСХ определили, что реакция закончена. Продукт отмыли бензолом и очищали с помощью колоночной хроматографии на силикагеле в системе растворителей Г : ЭА 8:1. Получили 0,15 г (32%) 2,4,6-триметил-5Н-пирроло[3,4-d][1,3]тиазола(9) с Rf=0,6(Г: ЭА 8:1); ПМР (CDCl3) d(м.д.): 2,42-c. (3Н; CH3), , 2,48-с. (3Н; CH3), 2,58-с. (3Н; CH3), 7,94-уш. с. (1H; NH). m/z(%) 167(100%) [M+1].

Вариант 2.

В колбах на 25 мл приготовили растворы 0,5 г (0,0014 моль) 2,5-диметил-3,4-дийодпиррола(5) в 15 мл метанола и 0,11 г (0,0014 моль) тиоацетамида в 15 мл метанола. Далее оба раствора смешиваем в колбе на 50 мл и грели при 40°С в течении 5 мин. По данным ТСХ определили, что реакция закончена. Продукт очищали с помощью колоночной хроматографии на силикагеле в системе растворителей Г : ЭА 3:1. Получили 0,13 г (56%) 2,4,6-триметил-5Н-пирроло[3,4-d][1,3]тиазола(9) с Rf=0(Г : ЭА 3:1); ПМР (CDCl3) d(м.д.): 2,42-c. (3Н; CH3), , 2,48-с. (3Н; CH3), 2,58-с. (3Н; CH3), 7,94-уш. с. (1H; NH). m/z(%) 167(100%) [M+1].

4,6-диметил-5Н-пирроло[3,4-d][1,3]-2-аминотиазол.(10)

В колбе на 25 мл растерли 0,5 г (0,0014 моль) 2,5-диметил-3,4-дийодпиррола(5), 0,11 г (0,0014 моль) тиомочевины, 0,1 г (0,0007 моль) K2CO3 и добавили 0,2 мл водного раствора метанола (1:1) и оставили стоять в течении 20 мин. По данным ТСХ определили, что реакция закончена. Продукт отмыли четыреххлористым углеродом и очищали с помощью колоночной хроматографии на силикагеле в системе растворителей ПЭ: ЭА 4:1. Получили 0,1 г (43%) 4,6-диметил-5Н-пирроло[3,4-d][1,3]-2-аминотиазола(10) с Rf = 0,8(ПЭ : ЭА 6:1); ПМР (CDCl3) d(м.д.): 2,22-с. (3H; CH3), 2,22-с. (3H; CH3), 5,87-д. (2H; NH2), 7,7-уш. с. (1H; NH).

Реакция 2,5-диметил-3,4-дийодпиррола с ортофенилендиамином.(11)

В колбе на 25 мл растерли 0,5 г (0,0014 моль) 2,5-диметил-3,4-дийодпиррола(5), 0,15 г (0,0014 моль) ортофенилендиамина, 0,1 г (0,0007 моль) K2CO3 и добавили 10 мл водного раствора метанола (1:1). Смесь стояла при комнатной температуре 40 мин, после чего по данным ТСХ определили, что реакция закончена. Продукт отмыли четыреххлористым углеродом и очищали с помощью колоночной хроматографии на силикагеле в системе растворителей ПЭ: ЭА 4:1. Получили 0,07 г (25%) продукта(11) с Rf = 0,8(ПЭ : ЭА 6:1). ПМР (CDCl3) d(м.д.): 2,19м.д. (3H; CH3), 2,3м.д. (3H; CH3), 5,66м.д. (1H; NH).

Страницы: 1, 2, 3