Синтез 4-гидрокси-3-((4-гидрокси-2-оксо-2H-хромен-3-ил) фенилметил)-2Н-хромен-2-она и его реакция с эфиратом трехфтористого бора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

Синтез 4-гидрокси-3-((4-гидрокси-2-оксо-2H-хромен-3-ил) фенилметил)-2Н-хромен-2-она и его реакция с эфиратом трехфтористого бора

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Литературный обзор

1.1 Основные особенности строения кумаринов

1.2 Получение кумаринов

1.3 О-гетероциклизация 4-оксикумаринов

2. Цель исследования

2.1 Синтез исходного соединения и обсуждение результатов

3. Экспериментальная часть

3.1 Основные физико-химические методы, используемые в работе

3.2 Список использованных реактивов

3.3 4-Гидрокси-3-((4-гидрокси-2-оксо-2Н-хромен-3-ил)(фенил)метил)-2Н-хромен-2-он (14) и 4-гидрокси-3-((4-гидрокси-2-оксо-2Н-хромен-3-ил)(4-метоксифенил)метил)-2Н-хромен-2-он

3.4 13-b-Гидрокси-7-фенил-7,7`a-дигидро-6H-пирано[3,2-с:5,6-с']дихромен-6,8(13bH)-дион

ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Сложнопостроенные полиоксосоединения, включающие в свой состав кумариновый (хромен-2-оновый) фрагмент, являются весьма перспективными в теоретическом и прикладном отношении веществами.

Известно, что многие соединения, содержащие кумариновый фрагмент, имеют высокую фармакологическую активность, как антибактериальные, антифаговые агенты /1/. Дикумарины, неодикумарин, фепромарон являются известными антикоагулянтами /4-7/. Синтетические кумарины и их аналоги могут быть использованы как антиоксиданты /2/, антимикробные /4/, антивирусные и противоопухолевые препараты, инсектициды. Производные 4-гидроксикумарина находят свое применение в фармацевтической промышленности, производстве духов, агрохимикатов, а также инсектицидов.

Кумарины - это кислородсодержащие гетероциклические соединения, производные 5,6-бензо-б-пиронов (кумарины) и 3,4-бензо-б-пиронов (изокумарины). Эти соединения были выделены из листьев и плодов вишни, листьев мускатной земляники и сливы, некоторых видов роз, винограда, облепихи и т.д. /1/.

1. Литературный обзор

1.1 Основные особенности строения кумаринов

Кумарины (2-хроменоны) - обычно кристаллические вещества, бесцветные или слабо окрашенные в желтый цвет с запахом свежескошенного сена и горьким вкусом (порог запаха для человека 1,72.10-9 г/л). Простые кумарины, гидрокси- и метоксикумарины и их гликозиды хорошо растворяются в воде и разведенных спиртах. Остальные кумарины практически нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях: хлороформе, диэтиловом эфире, этиловом спирте, кроме того, растворяются в жирных маслах.

Все природные кумарины легко возгоняются при нагревании до 1000 С. Кумарины способны флюоресцировать в УФ-свете ярко-синим, ярко-голубым, фиолетовым, зеленоватым или желтым светом. В присутствии щелочей флюоресценция усиливается.

Химические свойства кумаринов обусловлены наличием в структуре бензольного и лактонного кольца. Лактонное кольцо отличается большой устойчивостью, не расщепляется при нагревании в воде, не взаимодействует с аммиаком и кислотами и раскрывается лишь при нагревании с едкими щелочами. При этом образуются соли цис-орто-кумаровой кислоты (кумаринаты) и появляется желтое окрашивание. При подкислении раствора б-пироновое кольцо замыкается и кумарины регенерируются в неизменном виде (окраска исчезает).

Кумарины способны к азосочетанию при взаимодействии с солью диазония в щелочной среде. Реакции со щелочами и азосочетания используют для обнаружения кумаринов в растительном сырье /2/.

1.2 Получение кумарина

В промышленности кумарин получают по реакции Перкина, которая заключается во взаимодействии ароматических альдегидов с ангидридами кислот в присутствии солей этих же кислот. Примером того служит реакция салицилового альдегида и уксусного ангидрида в присутствии ацетата Na или К либо взаимодействии фенола с эфирами акриловой кислоты при повышенном давлении в растворе уксусной к-ты в присутствии ацетатов Pd и Сu²⁺ /3/:

Также кумарины получают конденсацией фенолов с эфирами в-кетокислот в присутствии кислотных катализаторов. В реакцию вступают разнообразные фенолы. Наличие донорных заместителей в мета-положении существенно облегчает реакцию, а орто-заместители, как правило, затрудняют ее. Кроме различных в-кислот могут быть использованы малеиновая, фумаровая, ацетондикарбоновая и яблочная кислоты /5/.

1.3 О-гетероциклизация 4-оксикумаринов

Число известных реакций О-гетероциклизации замещённых 4-оксикумаринов весьма ограничено.

При получении натриевых солей 4-оксикумарина было замечено, что он энергично взаимодействует с водным раствором бикарбоната натрия; при этом выделяется углекислый газ и образуется раствор соответствующей соли. Для 3`-производных 4-оксикумарина с общей формулой (41а) характерна пониженная кислотность по сравнению с 4-оксикумарином. Данное явление объясняется внутримолекулярной О-гетероциклизацией. При помощи спектроскопических методов было выяснено, что подобные соединения существуют преимущественно в О-гетероциклической форме (41a - 95%, 41b - 5%) /36/:

Недавно была исследована О-гетероциклизация производного дикумарина 3,3'-(фенилметилен)бис(4-гидрокси-2H-хромен-2-она) (42), которая проходит в кислой среде, без участия лактонного карбонила по механизму обычной дегидратации c образованием пирана (43) /9/:

кумарин кислородсодержащий гетероциклический бензопирон

2. Цель исследования и обсуждение результатов

Анализ данных периодической печати свидетельствует, что реакционная способность замещённых кумаринов изучена достаточно полно. Многоцентровость молекул делает их ценными субстратами в синтезе O-, N-содержащих гетероциклических соединений, практически важных в современной медицине. В связи с этим, целью данной работы является синтез 4-гидрокси-3-((4-гидрокси-2-оксо-2H-хромен-3-ил)фенилметил)-2Н-хромен-2-она по известной методике и изучение его свойств на примере реакции с эфиратом трёхфтористого бора.

2.1 Синтез исходного соединения и его взаимодействие с эфиратом трехфтористого бора

Синтез исходного вещества осуществлялся по известной, модифицированной методике. Соединение возникает в результате конденсации 4-оксикумарина с бензальдегидом. Образование соединения осуществляется через интермедиат, претерпевающий вторичную конденсацию Михаэля с молекулой 4-оксикумарина/8-9/:

Проведение данной реакции, согласно литературным данным, возможно при кипячении реагентов в смеси метанол-хлороформ (3:1). Было установлено, что замена данной смеси на этанол существенно не влияет на выход продукта. Так, при осуществлении реакции в смеси метанол-хлороформ выход составил 70%, в этаноле - 73%. Таким образом, предложен не менее эффективный метод без использования токсичного растворителя.

Известно, что при кипячении в смеси ледяной уксусной кислоты и уксусного ангидрида (в качестве водоотнимающего средства) имеет место внутримолекулярная О_гетероциклизация при участии 1,5_диоксофрагмента с образованием 4Н-пиранов, стабилизированных электроноакцепторным действием карбонильных групп.

Вследствие чего, ожидаемая реакция солеобразования не произошла. Однако в качестве продукта реакции был выделен полукеталь, что возможно вызвано наличием воды в реакционной среде.

3. Экспериментальная часть

3.1 Основные физико-химические методы, используемые в работе

Контроль за ходом реакций, определение индивидуальности и идентификация полученных соединений осуществлялись методами ТСХ, элементного анализа, ИК спектроскопии.

ИК спектры записывались на ИК Фурье-спектрометре ФСМ 1201 в таблетке с КВr.

ТСХ анализ проводился на пластинках Silufol UV-254; элюент гексан-эфир-ацетон (3:1:1), гексан-этилацетат-ацетон (2:2:1), проявитель - пары йода, УФ- излучение.

3.2 Список использованных реактивов

Ацетонч.ГОСТ 2603-71

Гексанх.ч.ТУ 6-09-3375-73

Хлороформ ч.д.а. ТУ 6-09-1710-72

Уксусная кислота ч.д.а. ГОСТ 61-75

3.3 4-Гидрокси-3-((4-гидрокси-2-оксо-2Н-хромен-3-ил)(фенил)метил)-2Н-хромен-2-он (14) и 4-гидрокси-3-((4-гидрокси-2-оксо-2Н-хромен-3-ил)(4-метоксифенил)метил)-2Н-хромен-2-он

В круглодонную колбу, снабжённую обратным холодильником, помещают 20 мл этанола-ректификата, в котором растворяют при нагревании 5 г (3.1 ммоль) 4-гидрокси-2H-хромен-2-она 4. После его растворения добавляют 3.2 мл (3.1 ммоль) бензальдегида и кипятят в течение 48 часов. Затем реакционную смесь охлаждают, выпавшие кристаллы соединения 14 отфильтровывают, промывают этанолом и сушат под тягой. Получают 4.64 г (выход 73%) соединения 14, Т.пл. = 207-209^оС.

3.4 13-b-Гидрокси-7-фенил-7,7`a-дигидро-6H-пирано[3,2-с:5,6-с']дихромен-6,8(13bH)-дион

В круглодонную колбу объёмом 100 мл, снабжённую обратным холодильником приливают смесь (3:1) 30 мл ледяной уксусной кислоты и 10 мл уксусного ангидрида, растворяют при нагревании 1 г (2.4 ммоль) 3,3'-(фенилметилен)бис(4а,8а-дигидро-2Н-хромен-2,4(3Н)-диона). Добавляют 0.34 мл (2.4 ммоль) эфирата трёхфтористого бора и кипятят реакционную смесь в течение пяти часов. Выпавшие кристаллы отфильтровывают и промывают водой.

Получают 0.85 г. (85%) 13-b-Гидрокси-7-фенил-7,7`a-дигидро-6H-пирано[3,2-с:5,6-с']дихромен-6,8(13bH)-диона, Т_пл> 300°С.

ВЫВОДЫ

1. Обобщены новые данные о синтетических возможностях арилметилбискумаринов, содержащих фармакофорные фрагменты 4_оксикумарина

2. Ожидаемая реакция с образованием соли тетраборфтората не произошла. В качестве продукта был выделен 13-b-гидрокси-7-фенил-7,7`a-дигидро-6H-пирано[3,2-с:5,6-с']дихромен-6,8(13bH)-дион

3. Строение синтезированного вещества доказано с привлечением данных элементного анализа

Список использованных источников

1. RDH Murray, J. Medez, С.А. Браун, природные кумарины: Встречаемость в химии и биохимии, New York, 2011

2. EC Horning, «Органический синтез», Vol. III, New York, 1955, p. 281

3. М. Maheswara, В. Siddaiah, Г. Lakishmi V. Damu, YK Рао CV Рао, журнал Молекулярного Катализа: Химическая 255 (2012) p. 49-52

4. Л.А. Хейфиц Общая органическая химия, т. 9, М. 1985. с. 61-74

5. Cook, Journal Organic Chemistry 30, 4114 (1965)

6. Шутов Р.В. Журнал общей химии, 2006 г., т.76 №5 с 850-857

7. Радионова О.А. Журнал общей химии, 2012 г., т.78, вып.1,с.156-157

8. Седавкина В.А. Конденсации ароматических соединений, 1986 г., с.4-33

9. Вишнякова Г., Смирнова Т., Курковская Л. и др. // Изв. ВУЗов. Хим. и хим. тех. 2009. №3. С. 111-113.

Размещено на Allbest.ru