РОЗДІЛ 2
СИНТЕЗ І СПЕКТРАЛЬНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ 3-ЗАМІЩЕНИХ КУМАРИНІВ ТА ЇХНІХ
ФУНКЦІОНАЛЬНИХ ПОХІДНИХ
Модифікація кумаринового скелету відкриває нові перспективи для використання
заміщених кумаринів. Як видно з літературного огляду, особливо цікавими
властивостями з точки зору дослідження спектральних характеристик, володіють
заміщені в положеннях С-3 та С-6 похідні кумарину. Проте методи, запропоновані
для введення замісників, зокрема арильного залишку у третє положення
кумаринового фрагменту [12, 18-22, 28, 43], як правило, є багатостадійними і
передбачають використання специфічних реагентів.
Нами розроблено синтетичні методи синтезу кумаринів та їхніх функціональних
похідних, що містять арильні замісники у 3 положенні.
2.1. Дослідження реакції арилювання кумарину та його похідних ароматичними
солями діазонію
З одного боку кумаринове ядро є б,в-ненасиченим лактоном, з іншого –
б,в-ненасиченим кетоном, і водночас це ароматична система. Очевидно, що таке
поєднання функціональних груп зумовлює ряд особливостей у хімічній поведінці
кумарину. Цікавим у цьому плані є введення кумарину та його похідних в реакцію
з солями арендіазонію. Для б,в-ненасичених кетонів отримані суперечливі
результати щодо регіоселективності реакції хлорарилювання [128–130], арилювання
безпосередньо в ароматичне ядро реалізовано лише для фурфуролу [131].
б,в-Ненасичені лактони систематично у реакції Меєрвайна не досліджувалися [56],
хоча в літературі описано взаємодію незаміщеного кумарину [46, 77],
4-гідроксикумарину [78] та 7-амінокумарину [14] з хлоридами арендіазонію в
умовах купрокаталізу з утворенням 3-арилкумаринів.
Утворення продуктів арилювання в інші положення кумаринового кільця, а також
продукти хлорарилювання (продукти приєднання) авторами в цій реакції не
зафіксовано, що може бути пов’язане з утворенням стійкої ароматичної системи.
Проте досліджені реакції характеризуються досить низькими виходами
3-арилкумаринів. Метою нашої роботи є дослідження взаємодії кумарину та його
похідних з моно- та бісдіазотованими амінами в умовах купрокаталізу, пошук
оптимальних умов реакції, що забезпечували б кращі виходи арильованих
продуктів, одержання функціональних похідних 3-арилкумаринів.
2.1.1. Взаємодія кумарину та його похідних з ароматичними солями діазонію в
умовах купрокаталізу
Нами досліджувалася взаємодія кумарину 1 та його похідних 2-4 та
4,5-бензофуран-2-карбонової кислоти 5 з солями арендіазонію в присутності солей
купруму(ІІ).
Нами встановлено, що кумарин в умовах цієї реакції (водно-ацетонове середовище,
рН=4) взаємодіє з діазотованими амінами з утворенням продуктів арилювання 6-11
по третьому положенні за схемою:
Причому, використання солей діазонію у вигляді тетрафлуороборатів є значно
ефективнішим, ніж використання хлоридів арендіазонію. Виходи продуктів 6-11 при
цьому є вищими майже у півтора рази. Переваги тетрафлуроборатів ще і в тому, що
вони є твердими і з ними легше працювати, крім того, при їх використанні не
доводиться додатково регулювати рН середовища, як у випадку використання
хлоридів арендіазонію. На нашу думку, нижчі виходи 3-арилкумаринів при
використанні хлоридів арендіазонію зумовлені швидким розкладом діазосолі у
водно-ацетоновому середовищі, що спричиняє ряд побічних реакцій.
Фізико-хімічні константи 3-арилкумаринів 6-11 та їхні виходи при використанні
солей діазонію у вигляді хлоридів та тетрафлуороборатів наведено в табл. 2.1.
Спектри ЯМР 1Н сполук 6-11 наведено при обговоренні особливостей їхніх
спектральних характеристик (табл. 2.8, стр. 57). ЯМР 1Н спектри сполуки 10,
записані ДМСО та CDCl3, наведено на рис. А.1 та рис. А.2 відповідно.
Введення замісників у ароматичне ядро кумарину не змінює регіоселективності
процесу. 7-Гідрокси-4-метилкумарин 2 при взаємодії з хлоридами та
тетрафлуороборатами арендіазонію в умовах купрокаталізу в середовищі ДМСО-вода,
ДМФА-вода також утворює продукти арилювання 12-15 по третьому положенні за
схемою:
У всіх випадках виходи 3-арил-7-гідрокси-4-метилкумаринів 12-15 є вищими при
використанні тетрафлуороборатів діазонію порівняно із хлоридами (табл. 2.2).
Найкращим розчинником для проведення реакції є суміш ДМСО-ацетон-вода (1:1:1).
Ступінь конверсії сполук 1 та 2 в реакції арилювання становить 60 та 55%
відповідно. Виходи продуктів 6-11 та 12-15 представлені у перерахунку на
прореагований кумарин. Непрореагований кумарин 1 легко видаляється із
реакційного середовища перегонкою з водяною парою, а сполука 2 - промиванням
великою кількістю гарячої води.
Сполуки 6-9, 11-14 – безбарвні кристалічні речовини, а сполуки 10 та 15 мають
жовте забарвлення. Склад усіх сполук доведено результатами елементного аналізу,
а будову – методом ЯМР 1Н спектроскопії.
Фізико-хімічні константи 3-арил-7-гідрокси-4-метилкумаринів 12-15 та їхні
виходи при використанні солей діазонію у вигляді хлоридів та тетрафлуороборатів
наведено в табл. 2.2. Дані ЯМР 1Н спектроскопії сполук 12-15 наведено в табл.
2.3. Спектр сполуки 15 наведено на рис. А.3.
Ацилюванням сполук 12-15 оцтовим ангідридом одержано
3-арил-7-ацетокси-4-метилкумарини 16-19 з виходами 55-65 %.
Фізико-хімічні константи 3-арил-7-ацетокси-4-метилкумаринів 16-19 та їхні
виходи наведено в табл. 2.2, а дані ЯМР 1Н спектроскопії в табл. 2.3. Спектр
сполуки 19 наведено на рис. А.4.
Нами зроблена спроба ввести арильний замісник у 6-бромокумарин 20. При цьому
одержано 3-(4-нітрофеніл)-6-бромокумарин 21, що свідчить про те, що арилювання
6-бромокумарину відбувається виключно у третє положення:
2.1.2. Особливості взаємодії 2-оксо-2Н-3-хр
- Київ+380960830922