Синтез 7-(2-(диметиламино)винил)-пиразоло[1,5-а]пиримидин-6-карбонитрилов и их гетероциклизации с N1 синтонами
- Авторы: Поликарчук В.А.1, Деркачев М.С.1, Шихалиев Х.С.1
-
Учреждения:
- ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет»
- Выпуск: Том 60, № 5 (2024)
- Страницы: 672-682
- Раздел: Статьи
- URL: https://ogarev-online.ru/0514-7492/article/view/279759
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0514749224050117
- EDN: https://elibrary.ru/RCTRZF
- ID: 279759
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Продемонстрирована возможность применения новых 7-метилазоло[1,5-a]пиримидин-6-карбонитрилов для построения аннелированных по пиримидиновому циклу гетероциклических систем. Каскадные циклизации осуществлены через промежуточное получение диметиламиновинил-производных. Показана особенность протекания каскадных реакций при использовании аммиака и алифатических аминов в качестве N1 синтонов в зависимости от использованных условий проведения процессов.
Полный текст
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время широко применяемым приемом поиска новых типов эффективных лекарственных средств является соединение в одной молекуле-лидере различных фармакофорных групп, в том числе гетероциклов. Часто это позволяет создать новое гибридное соединение с более высокой биологической активностью, селективностью и снизить нежелательные побочные эффекты [1–8]. Следует также отметить, что некоторые гибридные полиазагетероциклические соединения применяются в качестве добавок в процессах электрохимического меднения [9, 10].
Одним из способов объединения фармакофорных фрагментов является функционализация связанных с гетероциклом активированных метильных групп с образованием реакционноспособных заместителей и последующее их взаимодействие с реакционными центрами второго фармакофора. 7-Метилпиразоло[1,5-a]пиримидин-6-карбонитрилы – малоизученные производные азолопиримидинового скаффолда, имеющие значительный синтетический потенциал за счет активации метильной группы в положении 7 акцепторной цианогруппой в положении 6 пиридинового фрагмента бицикла. Синтез 7-метилпиразоло[1, 5-a]пиримидин-6-карбонитрила описан только в одной известной работе [11], но доказательство структуры продукта реакции не является убедительным. Однако структуры 7-метилазоло[1, 5-a]пиримидин-6-карбонитрилов, содержащие в качестве азольного фрагмента бицикла 1,2,4-триазол или бензимидазол, доказаны однозначно [12]. Также существует достаточное количество работ, посвященных синтезу азолопиримидиновых систем, содержащих арильный [13–18] или гетерильный заместитель вместо метильной группы в положении 7 бицикла [19–21], либо ацетильную [22–24] или сложноэфирную [25–28] функцию в положении 6. При этом общая методология синтеза таких гетероциклических систем заключается во взаимодействии аминоазолов и продуктов коденсации β-дикетонов, β-кетоэфиров или α-цианокетонов с ортоэфирами или диметилацеталем диметилформамида (ДМАДМФ) (схема 1).
Схема 1. Общая схема синтеза 7-замещенных азолопиримидинов, содержащих в положении 6 электронакцепторную группу
Кроме того, в работах [24, 26, 29–33] для ряда 7-метилзамещеннных азолопиримидинов показана возможность конденсации с ДМАДМФ с образованием 7-((2-диметиламино)винил)-производных, которые затем вводились в реакцию гетероциклизации с участием N1 синтонов, что в конечном результате приводило к надстройки пиридинового цикла на шестичленный фрагмент азолопиримидинового бицикла.
В этой работе представлены наши результаты по оригинальному синтезу 7-(2-(диметиламино)винил)пиразоло[1,5-a]пиримидин-6-карбонитрилов и исследованию их реакций гетероциклизаций с участием ряда N1 синтонов, обладающих нуклеофильными свойствами. Полученные гетероциклические соединения могут представлять интерес как потенциально физиологически активные вещества, а также как полифункциональные добавки для процессов металлизации в микроэлектронике.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
На первом этапе нашего исследования был синтезирован известный (2-(диметиламино)метилен)-3-оксобутаннитрил 1 [34, 35]. Далее, с целью получения азолопиримидиновых систем, была осуществлена конденсация (2-(диметиламино)метилен)-3-оксобутаннитрила 1 с аминопиразолами 2а, b при кипячении реагентов в этаноле в течение 7 часов, по аналогии с реакцией, описанной для 6-ацетил-7-метилпиразоло[1,5-a]пиримидинов [24]. В результате были выделены с выходами 63–87% 3-R-7-метилпиразоло[1,5-a]пиримидин-6-карбонитрилы 3а, b (схема 2). В ЯМР 1Н спектрах соединений 3a, b содержатся синглетные сигналы протонов метильной группы при 2.96–2.97 м.д. и синглетные сигналы единственного СН протона новообразованного пиримидинового цикла при 8.75–9.02 м.д. Кроме того, в этих спектрах наблюдаются ожидаемые сигналы протонов незамещенного пиразольного цикла (для вещества 3a) при 6.95–8.49 м.д. с константами спин-спинового взаимодействия (КССВ) 2.2 Гц, а для 3b наблюдается синглет протона незамещенного пиразольного цикла 8.84 м.д. и сигналы протонов соответствующие фенильной группе в области 7.31–8.13 м.д. В ИК спектрах характерной является полоса поглощения валентных колебаний цианогруппы при 2227–2232 см–1, а также аналогичного типа сигналы С=N связи при 1607–1608 см–1.
Схема 2. Синтез 3-R-7-метилпиразоло[1, 5-a]пиримидин-6-карбонитрилов 3а, b
В дальнейшем, нами было осуществлено взаимодействие соединений 3а, b с ДМАДМФ 4 при кипячении в толуоле в течение 2 часов, по аналогии с известной методикой [24]. В результате были выделены 3-R-7-[(E)-2-(диметиламино)винил]пиразоло[1,5-a]пиримидин-6-карбонитрилы 5а, b (схема 3). В спектрах ЯМР 1Н соединений 5а, b присутствуют сигналы протонов диметиламинных групп при 3.05–3.07 и 3.29–3.31м.д., а также сигналы винильных протонов в виде дублетов при 5.52–5.56 и 9.35–9.35 м.д. Значения величин вицинальных КССВ между протонами составляют ~12 Гц, что свидетельствует о нахождении диметиламиновинил-производных 5а, b в Е-конфигурации С=С-связи. В ИК спектрах сохраняется характерная полоса поглощения валентных колебаний цианогруппы при 2199–2206 см–1 и появляются полосы валентных колебаний, относящиеся к сопряженной с ароматической системой С=С-связи, при 1612–1614 см–1 с дополнительной полосой поглощения при 1578–1586 см–1.
Cхема 3. Синтез 3-R-7-[(E)-2-(диметиламино)винил]пиразоло[1, 5-a]пиримидин-6-карбонитрилов 5а, b
Далее нами было исследовано взаимодействие соответствующих 6-цианопроизводных 5a, b с троекратным избытком ацетата аммония при их кипячении в уксусной кислоте. Этот синтетический прием был основан на аналогии с реакциями аннелирования пиридинового цикла к азолопиримидинам с помощью диметиламиновинил-производных последних с вицинальной ацетильной или сложноэфирной функцией [24, 26]. Однако, вместо ожидаемых продуктов 3-R-пиразоло[1,5-a]пиридо[3,4-e]пиримидин-6-аминов 6a, b, нами были с хорошими выходами 67–80% получены 3-R-пиразоло[1,5-a]пиридо[3,4-e]пиримидин-6(7Н)-оны 7a, b. В то же время, нагревание при t = 80 °C и перемешивание реагентов 5a, b в ДМФА с водным раствором аммиака, вместо ацетата аммония, приводит исключительно к 3-R-пиразоло[1,5-a]пиридо[3,4-e]пиримидин-6-аминам 6a, b с выходами 72–88% (схема 4).
Схема 4. Взаимодействие 3-R-7-[(E)-2-(диметиламино)винил]-пиразоло[1, 5-a]пиримидин-6-карбонитрилов с ацетатом аммония и аммиаком
В спектрах ЯМР 1Н продуктов 6a, b и 7a, b по сравнению со спектрами исходных соединений 5a, b отсутствуют сигналы винильных протонов. Но наблюдаются сигналы однопротонных дублетов, новообразованного пиридинового цикла при 7.09–7.33 (J = 5.6–7.2 Гц) и 7.91–8.33 м.д. (J = 5.6–7.2 Гц), а также уширенные сигналы NH2 группы при 7.58–7.66 м.д. или NН группы при 12.18–12.20 м.д. для соединений 6a, b и 7a, b соответственно. Характеристики и спектральные данные выделенных соединений 7a, b полностью совпадают с ранее полученными и охарактеризованными в работе [26]. В ИК спектрах соединений 6a, b и 7a, b исчезает полоса поглощения валентных колебаний цианогруппы. Для соединений 6a, b появляются две характерные полосы, относящиеся к аминогруппе при 3345–3381 см–1 с дополнительной полосой поглощения при 3114–3193 см–1. Для соединений 7a, b характерной является полоса поглощения валентных колебаний NH-группы при 3125–3330 см–1 и соответствующая 6-членному лактамному фрагменту полоса поглощения при 1661–1669 см–1.
Таким образом, можно предположить, что, с высокой долей вероятности, реакция соединений 5a, b в ДМФА с водным раствором аммиака начинается с переенаминирования диметиламиногруппы с образованием интермедита А. Последующая гетероциклизация интермедита А по цианогруппе, приводит к конечным продуктам 6a, b. При проведении реакции в уксусной кислоте с ацетатом аммония, изначально происходит гидролиз цианогруппы до амида В, катализированный кислой средой. Дальнейшее взаимодействие амидного фрагмента интермедиата В с диметиламиновиниловой группой приводит к внутримолекулярной циклизации с образованием 3-R-пиразоло[1,5-a]пиридо[3,4-e]пиримидин-6(7Н)-онов 7a, b (схема 4). Такой маршрут каскадного процесса согласуется с ранее описанными [36–38] маршрутами схожих реакций аннелирования пиридинового цикла.
Далее нами была исследована реакция 3-R-7-[(E)-2-(диметиламино)винил]пиразоло[1,5-a]пиримидин-6-карбонитрилов 5a, b с алифатическими аминами 8a–d, использованными в качестве N1 синтонов (схема 5). Известно, что циклизация диметиламиновинил-производных с вицинальной ацетильной или сложноэфирной функцией с аминами так же приводит к аннелированию пиридинового цикла, как и в случае с аммиаком [30–32, 39–40]. Однако, подобные реакции для структурно близких орто-диметиламиновинилазоло[1,5-a]пиримидинкарбонитрилов до нас не были изучены. Наш интерес к ним также был обусловлен тем, что, в зависимости от селективности первичного взаимодействия амина 8, в результате реакции могут образовываться несколько изомеров 9 и 10. Имины 9 получаются в результате первоначальной реакции переенаминирования диметиламиновинил-производного 5 с амином и последующей циклизацией с раскрытием цианогруппы. Обратная последовательность реагирования исходых компонентов приводит к образованию пиразолопиридопиримидинов 10. Также нельзя исключать возможности взаимного превращения вероятных изомеров 9 и 10 в результате протекания перегруппировки Димрота (схема 5).
Схема 5. Взаимодействие 3-R-7-[(E)-2-(диметиламино)винил]пиразоло[1, 5-a]пиримидин-6-карбонитрилов 5а, b с аминами
Данные спектров ЯМР 1Н выделенных веществ не позволяют сделать однозначный выбор в пользу какой-либо структуры 9а–d или 10а–d вследствие идентичности набора сигналов (однопротонные дублеты новобразованного пиридинового цикла при 6.61–6.68 и 7.82–8.37 м.д., уширенные синглеты иминной группы при 8.56–8.76 м.д. и пиримидинового цикла при 9.20–9.43 м.д.).
Для определения наиболее вероятной структуры и ее преимущественной таутомерной формы выделенные вещества дополнительно были проанализированы комплексом двумерной спектроскопии (NOESY, HSQC, HMBC) на примере соединения 9b. В спектре NOESY наблюдаются корреляционные пики N-СH2 протонов с сигналом метинового протона при С-8, но отсутствуют корреляционные пики с протоном при С-5. Более того, наличие в спектре HMBC трех диагностических корреляций сигналов N-СH2 протонов c сигналами атома С-8 и узлового атома С-6 через три связи и с сигналом соседнего атома углерода СН2-группы через две связи, а также корреляция сигнала протона при С-8 с сигналом углерода N-СH2 фрагмента (рис. 1) подтверждают предполагаемую иминную таутомерную форму пиридо[3,4-e]азоло[1,5-a]пиримидинов 9 и позволяет исключить образование аминов 10.
Рис. 1. Отдельные корреляционные взаимодействия в спектре NOESY (а) и в спектре HMBC (b) соединения 9b (δ, м. д.).
В ИК-спектрах продуктов 9а–d по сравнению со спектрами исходных соединений 5a, b исчезает полоса поглощения валентных колебаний цианогруппы, но появляются характерная полоса поглощения иминогруппы при 3278–3315 см–1, а также полосы для связи С=NH при 1630–1631 см–1.
В препаративном плане наилучшие результаты нами были получены при проведении вышеописанной реакции при кипячении енаминов 5a, b с 50%-ным мольным избытком амина 8 в безводном толуоле в течение 22ч. Однако и в этом случае выходы 3-R-7-R1-пиразоло[1,5-a]пиридо[3,4-e]пиримидин-6(7H)-иминов 9a–d оставались невысокими 45–54% вследствие образования сложной смеси. Попытки провести реакцию в щелочных условиях с использованием комбинации ДМФА + К2СО3, или в кислотных – с использованием в качестве растворителя уксусной кислоты, или замена растворителя на ДМФА, ацетонитрил, а также изменения мольного соотношения реагентов и времени кипячения не приводили к существенному изменению выхода продуктов 9a–d. Таким образом, низкий выход продуктов 9 не позволяет исключать образование альтернативной структуры 10.
Таблица 1. Корреляционные взаимодействия сигналов соединения 9b, основанные на 1D (1Н, 13С) и 2D (NOESY, HSQC, HMBC) ЯМР-спектроскопии
Атомы 1Н (δ, м.д.) | HSQC (δ, м.д.) (H→C) | HMBC (δ, м.д.) (H→C) |
CH2-O (3.73) | CH2-O (57.9) | N-CH2 (53.0) |
N-CH2 (4.73) | N-CH2 (53.0) | CH2-O (57.9), C8 (147.4), С6 (154.0) |
H9 (6.61) | С9 (88.5) | С5а (106.0), С9а (142.2), C8 (147.4) |
H4Ph (7.26) | С4Ph (126.2) | С2,6Ph (125.9), C3,5Ph (128.6) |
H3,5Ph (7.44) | C3,5Ph (128.6) | С2,6Ph (125.9), С4Ph (126.2), С1Ph (131.8) |
H8 (7.82) | C8 (147.4) | N-CH2 (53.0), С9 (88.5), С9а (142.2), С6 (154.0) |
H2,6Ph (8.14) | С2,6Ph (125.9) | С3 (110.3), С4Ph (126.2), C3,5Ph (128.6) |
Н2 (8.76) | C2 (143.2 или 143.3) | С3 (110.3), С2 или С3а (143.2 или 143.3) |
Н5 (9.23) | C5 (147.9) | С5а (106.0), С9а (142.2), С2 или С3а (143.2 или 143.3), С6 (154.0) |
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ИК-спектры зарегистрированы на спектрометре Vertex 70 с использованием приставки НПВО Platinum ATR (Bruker) в диапазоне частот 4000–400 см–1 с разрешением 2 см–1. Спектры ЯМР 1Н и 13С, NOESY, HMBC, HSQC были зарегистрированы в ДМСО-d6 на приборах «Bruker DRX-500» (рабочие частоты 500.1 и 125.8 МГц соответственно) и «Bruker DPX400» (400.1 и 100.6 МГц). ТМС являлся внутренним стандартом. Хроматографический анализ проводился на приборе Agilent Technologies 1260 infinity с масс-детектором Agilent 6230 TOF LC/MS (времяпролетный детектор масс высогого разрешения), метод ионизации – двойное электрораспыление (dual-ESI). Запись и регистрация сигналов проводилась в положительной полярности; небулайзер (N2) 20 psig, газ-осушитель (N2) 6 мл/мин, 325°C; диапазон обнаружения масс составляет 50–2000 Дальтон. Напряжение на капилляре 4.0 кВ, фрагментаторе +191 В, скиммере +66 В, OctRF 750 В. Условия хроматографирования: колонка Poroshell 120 EC-C18 (4.6 × 50 мм, 2.7 мкм). Градиентное элюирование: ацетонитрил–вода (0.1% муравьиной кислоты), скорость потока 0.4 мл/мин. Программное обеспечение для обработки результатов исследований – MassHunter Workstation/Data Acquisition V.06.00. Температуру плавления определяли на приборе Stuart SMP 30. Контроль за протеканием реакции и чистоты полученных соединений осуществляли методом ТСХ на пластинах Merck TLC Silica gel 60 F254, элюентами являлись смеси хлороформ-метанол в различных объемных соотношениях. Хроматограммы проявлялись в УФ-свете или в парах йода.
Аминопиразол 2b получен по литературной методике [41], 3-оксобутаннитрил 3 получен по литературной методике [42], другие реагенты и растворители приобретены у коммерческих производителей (Acros Organics, Alinda Chemical Ltd.) и использованы без дополнительной очистки.
Синтез (E)-(2-(диметиламино)метилен)-3-оксобутаннитрила (1). В 15 мл этилацетата растворяли 2,97 мл (3,2 ммоль) 3-оксобутаннитрила 3 и к раствору прикапывали 5.18 мл (3.9 ммоль) ДМАДМФ 4 при перемешивании в течение 10 минут. По окончании реакции, (контроль методом ТСХ) в реакционную смесь добавляли 0.54 г NaHCO3 (6.4 ммоль) в воде 15 мл и полученную двухфазную смесь энергично перемешивали при комнатной температуре в течение 10 минут. Далее собирали органический слой и сушили над MgSO4. Растворитель удаляли на роторном испарителе с образованием светло-коричневого масла, которое разбавляли i-PrOH и охлаждали до 0-3°С. Выпавший осадок отфильтровывали, промывали холодным i-PrOH и перекристаллизовывали из i-PrOH. Выход 368 мг (84%), кристаллы белого цвета, т.пл. 74–76°С. ИК-спектр, ν, см–1: 2192 с (С≡N), 1652 о.c (О=С), 1587 о.c (С=С). Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м.д.: 2.17 с (3H, СН3), 3.25 c (3Н, СН3N), 3.28 с (3Н, СН3N), 7.83 с (1Н, СН). Найдено, m/z: 139.0870 [М+Н]+. C7H10N2O. Вычислено, m/z: 139.0866.
Синтез 3-R-7-метил-пиразоло[1,5-a]пиримидин-6-карбонитрилов 3a, b (общая методика). Смесь 1.5 ммоль соответствующего аминопиразола 1a, b и 235 мг (1.7 ммоль) (E)-2-((диметиламино)метилен)-3-оксобутаннитрил 2 кипятят в течение 7 часов в 10 мл EtOH до завершения реакции (контроль методом ТСХ). Реакционную смесь охлаждают, выделившийся осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из смеси i-PrOH–ДМФА 8:1.
7-метил-пиразоло[1,5-a]пиримидин-6-карбонитрил (3a). Выход 148 мг (63%), бежевые иголки, т.пл. 136–137°С. ИК спектр, ν, см–1: ИК спектр, ν, см–1: 2232 с (С≡N), 1608 c (C=N). Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м.д.: 2.96 c (3Н, СН3), 6.95 д (1Н, Н3пираз, J 2.2 Гц), 8.49 д (1Н, Н2пираз, J 2.2 Гц), 8.75 с (1Н, Н5пирим). Спектр ЯМР 13С (ДМСО-d6), δ, м.д.: 16.3, 94.5, 98.8, 115.4, 147.6, 147.7, 148.7, 153.5. Найдено, m/z: 159.0661 [М+Н]+. C8H6N4. Вычислено, m/z: 159.0665.
7-метил-3-фенил-пиразоло[1,5-a]пиримидин-6-карбонитрил (3b). Выход 304 мг (87%), желтые кристаллы, т.пл. 240–242°С. ИК спектр, ν, см–1: 2237 с (С≡N), 1607 c (C=N). Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м.д.: 2.97 c (3Н, СН3), 7.31 т (1Н, HPh, J 7.4 Гц), 7.47 т (2Н, HPh, J 7.9 Гц), 8.13 д.д (2Н, HPh, J 7.1, 0.8 Гц), 8.84 с (1Н, Н2пираз), 9.02 с (1Н, Н5пирим). Спектр ЯМР 13С (ДМСО-d6), δ, м.д.: 15.9, 94.7, 111.5, 114.9, 126.1, 126.6, 128.5, 130.7, 143.5, 145.3, 148.6, 153.7. Найдено, m/z: 234.0977 [М+Н]+. C14H10N4. Вычислено, m/z: 235.0979.
Синтез 3-R-7-[(E)-2-(диметиламино)винил]пиразоло[1,5-a]пиримидин-6-карбонитрилов 5a, b (общая методика). Смесь 1.5 ммоль соответствующего пиразолопиримидина 3a, b и 214 мг (1.8 ммоль) диметилацеталя диметилформамида 4 кипятят в течение 2 часов в 15 мл толуола. После окончания реакции (контроль ТСХ) реакционную смесь охлаждают, выделившийся осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из смеси i-PrOH–ДМФА 4:1.
7-[(E)-2-(диметиламино)винил]призоло[1,5-a]пиримидин-6-карбонитрил (5а). Выход 254 мг (80%), желтые кристаллы, т.пл. 185–187°С. ИК спектр, ν, см–1: 2206 с (С≡N), 1614 c., 1578 c (С=С). Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м.д.: 3.05 c (3Н, СН3N), 3.29 c (3Н, СН3N), 5.52 д (1Н, СH=CHN(CH3)2, J 12.4 Гц), 6.63 д (1Н, Н3пираз, J 2.3 Гц), 8.28 д (1Н, Н2пираз, J 2.3 Гц), 8.35 с (1Н, Н5пирим), 9.35 д (1Н, СH=CHN(CH3)2, J 12.4 Гц). Спектр ЯМР 13С (ДМСО-d6), δ, м.д.: 36.6, 45.9, 83.7, 96.9, 118.1, 145.6, 148.0, 149.0, 149.6, 155.8. Найдено, m/z: 214.1092 [М+Н]+. C11H11N5. Вычислено, m/z: 214.1088.
7-[(E)-2-(диметиламино)винил]-3-фенилпиразоло[1,5-a]пиримидин-6-карбонитрил (5b). Выход 328 мг (76%), желтые кристаллы, т.пл. 205–207°С. ИК спектр, ν, см–1: 2199 с (С≡N), 1612 c., 1586 c (С=С). Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м.д.: 3.07 c (3Н, СН3N), 3.31 c (3Н, СН3N), 5.56 д (1Н, СH=CHN(CH3)2, J 12.4 Гц), 7.25 т (1Н, HPh, J 7.3 Гц), 7.43 т (2Н, HPh, J 7.3 Гц), 8.12 д (2Н, HPh, J 7.5 Гц), 8.44 с (1Н, Н2пираз), 8.79 с (1Н, Н5пирим); 9.35 д (1Н, СH=CHN(CH3)2, J 12.1 Гц,). Спектр ЯМР 13С (ДМСО-d6), δ, м.д.: 36.7, 45.9, 83.8, 84.2, 109.5, 118.0, 126.0, 126.0, 128.5, 131.8, 143.5, 145.0, 148.3, 149.8, 155.9. Найдено, m/z: 290.1405 [М+Н]+. C17H15N5. Вычислено, m/z: 290.1401.
Синтез 3-R-пиразоло[1,5-a]пиридо[3,4-e]пиримидин-6-аминов 6a, b (общая методика). При температуре 80°С 1.5 ммоль соответствующего енамина 5a, b перемешивают в растворе, состоящем из 10 мл 25% водного раствора NH3 и 4 мл ДМФА, в течение 4 часов. После окончания реакции (контроль ТСХ) реакционную массу охлаждают, выделившийся осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из смеси i-PrOH–ДМФА 5 : 1.
Пиразоло[1,5-a]пиридо[3,4-e]пиримидин-6-амин (6a). Выход 199 мг (72%), желтое аморфное вещество, т.пл. 267–269°С. ИК-спектр, ν, см–1: 3345 ср., 3193 с., 1591 с (NH2), 1295 с (С-N). Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м.д.: 6.81 д (1Н, Н3пираз, J 2.1 Гц), 7.31 д (1Н, Н9пирид, J 5.6 Гц), 7.58 уш.с (2Н, NH2), 8.23 д (1Н, Н2пираз, J 2.1 Гц), 8.31 д (1Н, Н8пирид, J 5.7 Гц), 9.25 с (1Н, Н5пирим). Спектр ЯМР 13С (ДМСО-d6), δ, м.д.: 96.7, 99.0, 99.6, 141.6, 144.2, 146.3, 148.1, 153.0, 158.2. Найдено, m/z: 186.0777 [М+Н]+. C9H7N5. Вычислено, m/z: 186.0774.
3-фенилпиразоло[1,5-a]пиридо[3,4-e]пиримидин-6-амин (6b). Выход 343 мг (88%), желтое аморфное вещество, т.пл. 273–275°С. ИК-спектр, ν, см–1: 3444 ср., 3311 ср., 1590 с (NH2), 1298 с (С-N). Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м.д.: 7.29 т (1Н, HPh, J 7.4 Гц), 7.33 д (1Н, Н9пирид, J 5.7 Гц), 7.47 т (2Н, HPh, J 7.6 Гц), 7.66 уш.с (2Н, NH2), 8.16 д (2Н, HPh, J 7.8), 8.33 д (1Н, Н8пирид, J 5.7 Гц), 8.74 с (1Н, H-2), 9.33 с (1Н, Н5пирим). Спектр ЯМР 13С (ДМСО-d6), δ, м.д.: 96.8, 99.0, 99.6, 125.8, 125.9, 128.4, 130.9, 141.6, 144.3, 146.4, 148.2, 152.9, 158.3. Найдено, m/z: 262.1082 [М+Н]+. C15H11N5. Вычислено, m/z: 262.1088.
Cинтез 3-R-пиразоло[1,5-a]пиридо[3,4-e]пиримидин-6(7Н)-онов 7a, b (общая методика). Смесь 1.5 ммоль соответствующего енамина 5a, b и 347 мг (4.5 ммоль) ацетата аммония 12 кипятят в 15 мл уксусной кислоте в течение 8 часов до завершения реакции (контроль методом ТСХ). Затем реакционную смесь упаривают при пониженном давлении. К остатку добавляют 6 мл i-PrOH, образующийся осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из смеси i-PrOH–ДМФА 4:1.
пиразоло[1,5-a]пиридо[3,4-e]пиримидин-6(7Н)-он (7a). Выход 186 мг (67%), светло-желтое аморфное вещество, т.пл. >300°С. ИК спектр, ν, см–1: 3125 сл., 1556 с (NH лактам), 1661 с (C=O лактам), 1253 ср (С-N). Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м.д.: 6.85 с (1Н, Н3пираз), 7.09 д (1Н, Н9пирид, J 7.2 Гц), 7.91 д (1Н, Н8пирид, J 7.2 Гц), 8.34 с (1Н, Н2пираз), 8.98 с (1Н, Н5пирим), 12.18 уш.с (1Н, NН). Спектр ЯМР 13С (ДМСО-d6), δ, м.д.: 93.0, 98.7, 107.4, 141.5, 144.3, 145.8, 147.7, 148.2, 160.4. Найдено, m/z: 187.0618 [М+Н]+. C9H6N4O. Вычислено, m/z: 187.0615.
3-фенил-пиразоло[1,5-a]пиридо[3,4-e]пиримидин-6(7Н)-он (7b). Выход 313 мг (80%), светло-желтое аморфное вещество, т.пл. >300°С. ИК спектр, ν, см–1: 3330 сл., 1557 с., (NH лактам), 1669 с (C=O лактам), 1298 ср (С-N). Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м.д.: 7.09 д (1Н, Н9пирид, J 7.2 Гц), 7.29 т (1Н, HPh, J 7.4 Гц), 7.46 т (2Н, HPh, J 7.5 Гц), 7.92 д (1Н, Н8пирид, J 7.2 Гц), 8.15 д (2Н, HPh, J 7.7 Гц), 8.85 с (1Н, Н2пираз), 9.05 с (1Н, Н5пирим), 12.20 уш.с (1Н, NН). Спектр ЯМР 13С (ДМСО-d6), δ, м.д.: 93.0, 107.7, 111.4, 126.0, 126.4, 128.7, 131.4, 141.8, 143.6, 143.7, 144.6, 148.5, 160.3. Найдено, m/z: 263.0924 [М+Н]+. C15H10N4O. Вычислено, m/z: 263.0928.
Cинтез 3-R-7-R1-пиразоло[1,5-a]пиридо[3,4-e]пиримидин-6(7H)-иминов 9a–d (общая методика). Смесь 1.5 ммоль енамина 5a, b и 2.3 ммоль соответствующего амина 8a–d кипятят в 15 мл безводном толуоле в течение 22 часов до завершения реакции (контроль методом ТСХ). Затем реакционную смесь упаривают при пониженном давлении. К смолообразному остатку добавляют 6 мл i-PrOH, образующийся осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из смеси i-PrOH–ДМФА 5 : 1.
2-(6-иминопиразоло[1,5-a]пиридо[3,4-e]пиримидин-7(6H)-ил)пропан-1-ол 9a. Выход 190 мг (52%), светло-желтое аморфное вещество, т.пл. 207–208°С. ИК-спектр, ν, см–1: 3315 сл (NH), 3211 ш (ОН), 1630 с (С=NН), 1055 с (С-ОН). Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м.д.: 1.86 п (2Н, СН2, J 6.3 Гц), 3.33 уш.с (2Н, ОН+NH+Н2О), 3.45 т (2Н, СН2, J 6.0 Гц), 4.07 т (2Н, СН2, J 6.7 Гц), 6.67 д (1Н, Н9пирид, J 7.4 Гц), 6.75 д (1Н, Н3пираз, J 2.2 Гц), 7.89 д (1Н, Н8пирид, J 7.4 Гц), 8.26 д (1Н, Н2пираз, J 2.2 Гц), 9.20 с (1Н, Н5пирим)
Спектр ЯМР 13С (ДМСО-d6), δ, м.д.: 30.4, 53.0, 57.9, 96.6, 99.0, 109.6, 142.2, 144.1, 147.0, 147.8, 152.7, 158.8. Найдено, m/z: 244.1197 [М+Н]+. C12H13N5O. Вычислено, m/z: 244.1193.
2-(6-имино-3-фенилпиразоло[1,5-a]пиридо[3,4-e]пиримидин-7(6H)-ил)этан-1-ол 9b. Выход 206 мг (45%), светло-желтое аморфное вещество, т.пл. 228–230°С. ИК спектр, ν, см–1: 3322 сл (NH), 3205 ш (ОН), 1631 с (С=NН), 1056 с (С-ОН). Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м.д.: 3.33 уш.с (2Н, ОН + NH + Н2О), 3.73 т (2Н, СН2, J 4.7 Гц), 4.73 т (2Н, СН2, J 4.7 Гц), 6.61 д (2Н, Н9пирид, J 7.4 Гц), 7.26 т (1Н, HPh, J 7.4 Гц), 7.44 т (2Н, HPh, J 7.6 Гц), 7.82 д (1Н, Н8пирид, J 7.3 Гц), 8.14 д (2Н, HPh, J 7.8 Гц), 8.76 с (1Н, Н2пираз), 9.23 с (1Н, Н5пирим). Спектр ЯМР 13С (ДМСО-d6), δ, м.д.: 53.0 (NCH2), 57.9 (CH2O), 88.5 (С9), 106.0 (С5а), 110.3 (С3), 125.9 (С2,6Ph), 126.2 (С4Ph), 128.6 (C3,5Ph), 131.8 (С1Ph), 142.2 (С9а), 143.2 (С2 или С3а), 143.3 (С2 или С3а), 147.4 (C8), 147.9 (С5), 154.0 (С6). Найдено, m/z: 306.1354 [М+Н]+. C17H15N5O. Вычислено, m/z: 306.1350.
7-бензил-3-фенилпиразоло[1,5-a]пиридо[3,4-e]пиримидин-6(7H)-имин 9c. 284 мг (54%), светло-желтое аморфное вещество, т.пл. 216–217°С. ИК спектр, ν, см–1: 3278 сл (NH), 1631 с (С=NН).Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м.д.: 4.82 с (2Н, СН2), 7.24 т (1Н, HPh, J 7.3 Гц), 7.29 т (1Н, HPh, J 7.3 Гц), 7.31-7.37 м (3Н, HPh + Н9пирид), 7.41 д (2Н, HPh, J 7.4 Гц), 7.47 т (2Н, HPh, J 7.6 Гц), 8.16 д (2Н, HPh, J 7.8 Гц), 8.37 д (1Н, Н8пирид, J 5.7 Гц), 8.75 с (1Н, Н2пираз), 8.76 уш.с (1Н, NH), 9.43 с (1Н, Н5пирим). Спектр ЯМР 13С (ДМСО-d6), δ, м.д.: 44.0, 96.9, 100.6, 111.7, 126.1, 126.4, 126.7, 127.3, 128.3, 128.7, 131.7, 139.8, 141.8, 142.2, 142.3, 147.5, 153.0, 156.0. Найдено, m/z: 352.1552 [М+Н]+. C22H17N5. Вычислено, m/z: 352.1557.
7-(2-метоксибензил)-3-фенилпиразоло[1,5-a]пиридо[3,4-e]пиримидин-6(7H)-имин 9d. 274 мг (48%), светло-желтое аморфное вещество, т.пл. 207–208°С. ИК спектр, ν, см–1: 3302 сл (NH), 1630 с (С=NН), 1247 ср., 1022 с (Ph-О-Ме). Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м.д.: 5.15 с (2Н, СН2), 6.68 д (2Н, Н9пирид, J 7.5 Гц), 6.91 т (1Н, HPh, J 7.5 Гц), 7.05 д (1Н, HPh, J 8.3 Гц), 7.17 д (1Н, HPh, J 7.0 Гц), 7.24-7.32 м (2Н, HPh), 7.45 т (2Н, HPh, J 7.8 Гц), 7.93 д (1Н, Н8пирид, J 7.5 Гц), 8.56 уш.с (1Н, NH), 8.79 с (1Н, Н2пираз), 9.23 с (1Н, Н5пирим). Спектр ЯМР 13С (ДМСО-d6), δ, м.д.: 48.6, 55.5, 89.2, 106.3, 110.3, 110.8, 120.3, 124.0, 125.9, 126.2, 128.6, 128.8, 128.9, 131.8, 142.1, 143.3, 143.4, 146.7, 148.0, 157.1. Найдено, m/z: 382.1667 [М + Н]+. C23H19N5О. Вычислено, m/z: 382.1663.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, была продемонстрирована возможность применения синтезированных 7-метилазоло[1,5-a]пиримидин-6-карбонитрилов как гетероциклических билдинг-блоков для построения аннелированных по пиримидиновому циклу гетероциклических систем, через промежуточное получение диметиламиновинил производных, которые затем вводились в реакции с аммиаком или алифатическими аминами. Реакции протекают не совсем однозначно и их направления зависят от природы используемого N1 синтона. В результате был получен ряд замещенных пиразоло[1,5-a]пиридо[3,4-e]пиримидинов с перспективой их дальнейшей функционализации для синтеза гибридных молекул с различной физиологической активностью и использования в качестве полиазагетероциклических добавок в электрохимических процессах.
ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА
Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках государственного задания ВУЗам в сфере научной деятельности на 2022–2024 годы, проект № FZGU-2022-0003.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Об авторах
В. А. Поликарчук
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет»
Автор, ответственный за переписку.
Email: polikarchyk@mail.ru
Россия, 394018 Воронеж, Университетская пл., 1
М. С. Деркачев
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет»
Email: polikarchyk@mail.ru
Россия, 394018 Воронеж, Университетская пл., 1
Х. С. Шихалиев
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет»
Email: polikarchyk@mail.ru
Россия, 394018 Воронеж, Университетская пл., 1
Список литературы
- Lazar C., Kluczyk A., Kiyota T., Konishi Y. J. Med. Chem. 2004, 47, 6973–6982. doi: 10.1021/jm049637%2B
- Hernandes-Olmos V., Knape T., Heering T., von Knethen A., Kilu W., Kaiser A., Wurglics M., Helmstдdter M., Merk D., Shubert-Zsilavecz M., Parnham M.J., Steinhilber D., Proschak E. Bioorg. Med. Chem. 2019, 27, 115082. doi: 10.1016/j.bmc.2019.115082
- Meunier B. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 69–77. doi: 10.1021/ar7000843
- Matesic L., M. Locke J., Vine K., Ranson M., Bremner J. B., Skropeta D. Tetrahedron. 2012, 68, 6810–6819. doi: 10.1016/j.tet.2012.06.049
- Medvedeva S.M., Potapov A.Yu., Gribkova I.V., Katkova E.V., Sulimov V.B., Shikhaliev Kh.S. Pharm. Chem. J. 2018, 51, 975–979. doi: 10.1007/s11094-018-1726-4
- Медведева С.М., Кошелева Е.А, Бердникова М.А., Шихалиев Х.С. ХГС. 2018, 54(8), 784–788. [Medvedeva S.M., Kosheleva Y.A., Berdnikova M.A., Shikhaliev Kh.S. Chem. Heterocycl. Compd. 2018, 54(8), 784–788.] doi: 10.1007/s10593-018-2351-6
- Новичихина Н.П., Шестаков А.С., Потапов А.Ю., Кошелева Е.А., Шаталов Г.В., Вережников В.Н., Вандышев Д.Ю., Леденева И.В., Шихалиев Х.С. Изв. РАН. Серия хим. 2020, 4, 787–792. [Novichikhina N.P., Shestakov A.S., Potapov A.Yu., Kosheleva E.A., Shatalov G.V., Verezhnikov V.N., Vandyshev D.Yu., Ledeneva I.V., Shikhaliev Kh.S., Russ. Chem. Bull. 2020, 69, 787–792.] doi: 10.1007/s11172-020-2834-3
- Brown J. P., Jackman L. M. J. Chem. Soc. 1964, 3132–3141. doi: 10.1039/JR9640003132
- Li J., Zhou G., Hong Y., Wang C., He W., Wang S., Chen Y., Wen Z., Wang Q. ACS Omega. 2020, 5, 4868–4874. doi: 10.1021/acsomega.9b03691
- Yang S., Thacker Z., Allison E., Bennett M., Cole N., Pinhero P. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017, 9, 40921-40929. doi: 10.1021/acsami.7b04721
- Erian A.W., Sherif S.M., Alassar A.Z.A., Elkholy Y.M. Tetrahedron. 1994, 50(6), 1877–1884. doi: 10.1016/S0040-4020(01)80859-0
- Černuchová P., Vo-Thanh G., Milata V., Loupy A., Jantová S., Theiszová M. Tetrahedron. 2005, 61(22), 5379–5387. doi: 10.1016/j.tet.2005.03.066
- Al‐Mousawi S.M., Mohammad M.A., Elnagdi M.H. J. Heterocycl. Chem. 2001, 38(4), 989–991. doi: 10.1002/jhet.5570380430
- Choi C., Carlo A.A., Cronin C.N., Jing K., Kung D.W., Liu J., Lombardo V.M., Turco A.R., Yin J., Yu A., Wright S.W. ACS Med. Chem. Lett. 2022, 13(2), 250–256. doi: 10.1021/acsmedchemlett.1c00634
- Al-Afaleq E.I. Synth. Commun. 2000, 30(11), 1985–1989. doi: 10.1080/00397910008087248
- Al-Saleh B., Abdel-Khalik M.M., Al-Enzy A., Elnagdi M.H. J. Chem. Res. (S). 1999, 23(11), 654–655. doi: 10.1177/174751989902301109
- Al-Zaydi K.M., Al-Shiekh M.A.A., Hafez E.A.A. J. Chem. Res. (S). 2000, 2000(1), 13–15. doi: 10.3184/0308234001031657
- Attia M.H., Elrazaz E.Z., El-Emam S.Z., Taher A.T., Abdel-Aziz H.A., Abouzid, K.A. Bioorg. Chem. 2020, 94, 103458. doi: 10.1016/j.bioorg.2019.103458
- Dawood K.M., Farag A.M., Kandeel Z.E. J. Chem. Res. (S). 1999, (2), 88–89. doi: 10.1177/174751989902300211
- Radwan M.A., Ragab E.A., Shaaban M.R., El-Nezhawy A.O. Arkivoc. 2009, 7, 281–291.
- El‐Mekabaty A., Fadda A.A. J. Heterocycl. Chem. 2018, 55(10), 2303–2308. doi: 10.1002/jhet.3288
- El-Mekabaty A., Hasel A.M. Chem. Heterocycl. Compd. 2015, 50, 1608–1615. doi: 10.1007/s10593-014-1630-0
- Макаров В.А., Тафеенко В.А., Граник В.А. ХГС. 1998, 34(12), 1423–1427. [Makarov V.A., Tafeenko V.A., Granik V.G. Chem. Heterocycl. Compd. 1998, 34(12), 1423–1427.] doi: 10.1007/BF02317814
- Bruni F., Chimichi S., Cosimelli B., Costanzo A., Guerrini G., Selleri S. Heterocycles. 1990, 31(6), 1141–1149. doi: 10.3987/COM-90-5408
- Danagulyan G.G., Mkrtchyan A. D., Panosyan G.A. Chem. Heterocycl. Compd. 2005, 41, 485–491. doi: 10.1007/s10593-005-0176-6
- Bruni F., Selleri S., Costanzo A., Guerrini G., Casilli M. L., Giusti L. J. Heterocycl. Chem. 1995, 32(1), 291–298. doi: 10.1002/jhet.5570320149
- Salaheldin A.M., Khairou K.S. Zeitschrift für Naturforschung B. 2013, 68(2), 175–181. doi: 10.5560/znb.2013-2252
- Chimichi S., Cosimelli B., Bruni F., Selleri S. Magnetic resonance in chemistry. 1992, 30(11), 1117–1121. doi: 10.1002/mrc.1260301116
- Bruni F., Chimichi S., Cosimelli B., Costanzo A., Guerrini G., Selleri S. Heterocycles. 1990, 31, 1635–1640. doi: 10.3987/COM-90-5471
- Selleri S., Bruni F., Costanzo A., Guerrini G., Aiello P.M., Iavarone G., Martini C. Eur. J. Med. Chem. 1992, 27(9), 985–990. doi: 10.1016/0223-5234(92)90033-W
- Chimichi S., Boccalini M., Selleri S., Costagli C., Guerrini G., Viola, G. Org. Biomol. Chem. 2008, 6(4), 739–744. doi: 10.1039/b717835b
- Шихалиев Х.С., Потапов А.Ю., Полухин Е.Л., Сливкин А.И. Изв. РАН. Серия хим. 2009, 9, 1934–1937. [Shikhaliev, K.S., Potapov, A.Y., Polukhin, E.L., Slivkin, A.I. Russ. Chem. Bull. 2009, 58, 1996–1999.] doi: 10.1007/s11172-009-0273-2
- Шихалиев Х.С., Крысин М.Ю., Зорина А.В., Столповская Н.В., Медведева С.М. Пат. Росс. заявка RU 2619932C1, 2017.
- Kim B.R., Lee H.G., Kang S.B., Jung K.J., Sung G.H., Kim J.J., Yoon Y.J. Tetrahedron. 2013, 69(48), 10331–10336. doi: 10.1016/j.tet.2013.10.007
- Anderson L., Zhou M., Sharma V., McLaughlin J.M., Santiago D.N., Fronczek F.R., McLaughlin, M.L. J. Org. Chem. 2010, 75(12), 4288–4291. doi: 10.1021/jo100272d
- Abdelhamid I.A., Ghozlan S.A.S., Kolshorn H. Heterocycles. 2007, 71(12), 2627–2637. doi: 10.3987/COM-07-11141
- Al-Mousawi S. M., El-Apasery M. A., Mahmoud H.M. Molecules. 2013, 18(6), 7081–7092. doi: 10.3390/molecules18067081
- Brough, S. J., Luker T. J., Roberts B. G., St-Gallay S. A. Пат. Междунар. заявка WO 2010/039079 Al, 2010.
- Потапов А.Ю., Полухин Е.Л., Шихалиев Х.С., Вережников В.Н. Вестник ВГУ. Серия: Химия, Биология, Фармация. 2011, 2, 41–45.
- Shaw J.T., Acciai G.F., Babin J.E., Sensenig L.A. J. Heterocycl. Chem. 1986, 23(2), 381–383. doi: 10.1002/jhet.5570230214
- Gilligan P.J., Baldauf C., Cocuzza A., Chidester D., Zaczek R., Fitzgerald L. W., Hartig P. Bioorg. Med. Chem. 2000, 8(1), 181–189. doi: 10.1016/S0968-0896(99)00271-0
- Kuroki M., Kono S., Shioka K. Пат. Америк. заявка US 4,152,336, 1977.
Дополнительные файлы
