Арилювання похідних піролу і тіофену та перетворення продуктів реакцій

Abstract

Dissertation is devoted to the research and development of methods for the synthesis of functionalized pyrroles and thiophenes. For the first time arylation of pyrrole-2-carboxaldehyde, N-methylpyrrole-2-carboxaldehyde, 2-acetyl-1-methylpyrrole, 1-methyl-2-trichloroacetylpyrrole, 2-chlorothiophene, esters of 2-pyrrolecarboxylic, 1-methyl-2-pyrrolecarboxylic, 4-bromo(chloro)-1-methyl-2-pyrrolecarboxylic, 2-thiophenecarboxylic acids by the arenediazonium salts under Meerwein reaction conditions was investigated. It was established that the aryl group substitute the hydrogen in 2-position of thiophene-3-carbaldehyde; in case of pyrrole-2-carboxaldehyde, N-methylpyrrole-2-carboxaldehyde, 2-acetyl-1-methylpyrrole, 1-methyl-2-trichloroacetylpyrrole, 2-chlorothiophene, esters of 2-pyrrolecarboxylic, 1-methyl-2-pyrrolecarboxylic, 4-bromo(chloro)-1-methyl-2-pyrrolecarboxylic acids enter into 5-position; and in case of esters 2-thiophenecarboxylic acid enters into 3- and 5-position. The scopes of the reaction of thiophene-2-carboxaldehyde, 2-acetylthiophene and 2-thiophenecarboxylic acid with diazonium salts were extended. By the heterocyclization of 5-aryl-2-pyrrolecarbaldehydes thiazolo[3,2-a]benzimidazolo-3-ones with arylpyrrole fragments were prepared. It was established that acylhidrazones 5-aryl-1-methyl-2-pyrrolecarbaldehydes react with hetarylacetonitriles with elimination of cyanoacetohydrazide group to form 2-hetaryl-3-(5-arylpyrrol-2-yl)acrylonitriles. 5-Aryl-2-acylthiophenes react with izatins to form 2-(5-aryl-2-thienyl)-4-quinolinecarboxylic acids. ω-Bromoketones of arylthiophene series were used as reagents for the synthesis of thiadiazine derivatives. Using 5-aryl-2-pyrrole(thiophene)carboxylic acids or acid chlorides the methods of synthesis of [1,2,4]triazolo[3,4-b][1,3,4] thiadiazole, 1,2,4-thiadiazole, 1,3,4-oxadiazole and chromenone derivatives were worked out.Диссертация посвящена разработке методов арилирования функционализированных пирролов и тиофенов. Предложены методы получения гетероциклических соединений с арилпиррольными или арилтиофеновыми фрагментами. Впервые исследовано арилирование ароматическими солями диазония производных пиррола – 2-пирролкарбальдегида, 1-метил-2-пирролкарбальдегида, 1-метил-2-ацетилпиррола, 2-трихлорацетилпиррола, эфиров 2-пирролкарбоновой, 1-метил-2-пирролкарбоновой, 4-бром(хлор)-1-метил-2-пирролкарбоновых кислот и показано, что 2-замещенные пирролы арилируются в положение 5 пиррольного цикла. Впервые показана возможность арилирования некоторых производных тиофена – 3-тиофенкарбальдегида, этилового эфира 2-тиофенкарбоновой кислоты, 2-хлортиофена арендиазоний хлоридами в условиях реакции Меервейна. Установлено, что 3-тиофенкарбальдегид арилируется в положение 2, эфир 2-тиофенкарбоновой кислоты – в положения 5 и 3, 2-хлортиофен – в положение 5 тиофенового ядра. Расширены границы применения реакции Меервейна для синтеза 5-арил-2-тиофенкарбальдегидов, 5-арил-2-ацетилтиофенов, 5-арил-2-тиофенкарбоновых кислот. 5-Арил-2-пирролкарбальдегиды и 5-арил-2- тиофенкарбальдегиды легко вступают в реакции конденсации с метиленактивними реагентами (малонодинитрил, производные циануксусной кислоты, гетарилацетонитрилы, барбитуровая кислота). Разработана трехкомпонентная реакция 1-метил-5-арил-2-пирролкарбальдегидов с хлоруксусной кислотой и бензимидазол-2-тионом, в результате которой образуются 2-(1-(5-арил)-1-метил-1Н-2-пиррол)метилиден)-2,3-дигидробензо[4,5]-имидазо[2,1-b][1,3]тиазол-3-оны. Разработан способ синтеза 1-метил-5-арил-2-пирролметиламинов восстановлением оксимов 5-арил-2-пирролкарбальдегидов амальгамой алюминия в спирте. Установлено, что гидразоны, полученные взаимодействием 1-метил-5-арил-2-пирролкарбальдегидов с гидразидом циануксусной кислоты, реагируют с гетарилацетонитрилами с элиминированием цианацетилгидразидной группы, образуя 2-(1,3-бензотиазол/хиназол-2-ил)-3-(1-метил-5-арил-2-пирролил)-2-акрилонитрилы. Установлено, что 5-арил-2-ацетилтиофены реагируют с 5-замещенными изатинами в условиях реакции Пфитцингера с образованием 2-(5-арил-2-тиенил)-4-хинолинкарбоновых кислот. В то же время 1-метил-5-арил-2-ацетилпирролы оказались малореакционноспособными – выделена лишь одна цинхониновая кислота с арилпиррольним заместителем с невысоким выходом. Показано, что при взаимодействии 2-бром-1-(5-арил-2-тиенил)этанонов с 4-амино-4Н-1,2,4-триазол-3-тиолами формируется тиадиазиновый цикл. Разработан способ синтеза 5-(1-метил-5-арил-2-пирролил)-4-амино-4Н-1,2,4-триазол-3-тиолов – бифункциональных реагентов с арилпиррольным заместителем. Циклизацией 5-арилпиррол(тиофен)карбоновых кислот с 5-замещенными 4-амино-4Н-1,2,4-триазол-3-тиолами в среде РОСl3 получены производные 1,2,4]триазоло3,4-b[1,3,4]тиадиазолов. При действии на хлорангидриды 5-арилпиррол(тиофен)карбоновых кислот тиоцианата калия, а затем 3-амино-5-метилизоксазола получены N-[3-(2-оксопропил)-1,2,4-тиадиазол-5-ил]-5-арилпирролил(тиенил)амиды образующиеся вследствие рециклизации. При взаимодействии хлорангидридов 5-арилпиррол(тиофен)карбоновых кислот с 5-замещенными тетразолами раскрывается тетразольное кольцо и формируется 1,3,4-оксадиазольный цикл, вследствие чего образуются 2-(5-арилпирролил(тиенил))-5-(2-R)-1,3,4-оксадиазолы. Разработан удобный метод синтеза 2-(5-арил-2-пирролил/тиенил)хроменонов с использованием хлорангидридов 5-арил-2-пиррол(тиофен)карбоновых кислот и 2-гидроксиацетофенонов. Дисертаційна робота присвячена розробці методів арилювання функціоналізованих піролів і тіофенів. Опрацьовано також методи одержання гетероциклічних сполук з арипірольними або арилтіофеновими фрагментами. Вперше досліджено арилювання похідних піролу – 2-піролкарбальдегіду, 1-метил-2-піролкарбальдегіду, 1-метил-2-ацетилпіролу, 2-трихлорацетилпіролу, естерів 2-піролкарбонової, 1-метил-2-піролкарбонової, 4-бром(хлор)-1-метил-2-піролкарбонової кислот та знайдено, що 2-заміщені піроли арилюються регіоселективно у положення 5 пірольного циклу. Встановлено, що 3-тіофенкарбальдегід арилюється в положення 2, етиловий естер 2-тіофенкарбонової кислоти – у положення 5 і 3, 2-хлоротіофен – у положення 5 тіофенового ядра. Розширено межі застосування реакції Меєрвейна для синтезу 5-арил-2-тіофенкарбальдегідів, 5-арил-2-ацетилтіофенів, 5-арил-2-тіофенкарбонових кислот. Одержано продукти конденсацій 5-арил-2-піролкарбальдегідів та 5-арил-2-тіофенкарбальдегідів з низкою метиленактивних сполук. Розроблено спосіб синтезу 1-метил-5-арил-2-пірилметиламінів з оксимів 5-арил-2-піролкарбальдегідів. З’ясовано, що гідразони, одержані взаємодією 1-метил-5-арил-2-піролкарбальдегідів з гідразидом ціаноцтової кислоти, реагують з гетарилацетонітрилами з елімінуванням ціангідразидної групи і утворенням 2-R-3-(1-метил-5-арил-2-піроліл)-2-пропенонітрилів. Встановлено, що 5-арил-2-ацетилтіофени реагують з 5-заміщеними ізатинами в умовах реакції Пфітцінґера з утворенням 2-(5-арил-2-тієніл)-4-хінолінкарбонових кислот. Розроблено спосіб синтезу 5-(1-метил-5-арил-2-піроліл)-4-аміно-4Н-1,2,4-триазол-3-тіолів – поліфункційних реагентів з арипірольним замісником. Розроблено способи синтезу похідних [1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадіазолу, 1,2,4-тіадіазолу, 1,3,4-оксадіазолу, та хроменону з арилпірольними та арилтіофеновими замісниками, використовуючи 5-арил-2-пірол(тіофен)карбонові кислоти та їхні хлорангідриди.