Новые мультикомпонентные реакции в синтезе циклических азотсодержащих алленов, производных пирроло[2,1-a]изохинолина и замещенных тетразолов

Разработан синтез редких соединений - десятичленных азотсодержащих бензоконденсированных циклических алленов по домино-реакции из 1-R-1-фенилэтинил-1,2,3,4-тетрагидроазоцинов и терминальных электронодефицитных алкинов в протонных растворителях. Новый метод синтеза таких систем является оригинальным и заключается в расширении на четыре атома углерода α-этинилтетрагидропиридинового фрагмента с участием активированных алкинов. В результате взаимодействия 1-этинилизохинолина (R=H) с ацетилацетиленом во фторированных спиртах образуются два продукта: азациклический аллен (второстепенный продукт) и азоцин (основной продукт). Установлено, что для регионаправленного синтеза алленов необходимо использовать изохинолин с любым заместителем при С-1, отличным от атома водорода, а в качестве растворителей использовать алифатические спирты. Изучены химические свойства имеющихся в достаточном количестве бензоконденсированных азациклических алленов. При микроволновом облучении (150°С, 30 мин.) раствора аллена в толуоле образовывались смеси циклопропановых производных и циклопентаинденов, которые были хроматографически разделены и охарактеризованы комплексом спектральных данных в индивидуальном виде. При дальнейшем нагревании реакционной смеси было установлено, что винилциклопропаны превращаются в циклопентены, т.е. циклопропановые производные являются первичными продуктами термических превращений алленов. Предполагаемая схема механизма была детализирована и подтверждена квантово-химическими расчетными данными. По данным расчета наиболее вероятен бирадикальный (триплетный) механизм. Пирроло[2,1-a]изохинолины, обладая значительной биологической активностью, нуждаются в разработке новых синтетических подходов из более доступного сырья, позволяющего создавать синтетическое разнообразие молекул. Эти процессы базируются на предложенном нуклеофильном присоединении атома азота в циклических кетиминах к электронодефицитным алкенам. Оптимизация реакции была проведена на примере дротаверальдина и кротонового альдегида. В качестве растворителя использовались метанол, этанол, трифторэтанол, гексафторизопропанол при кипячении и микроволновом облучении. Для синтеза пирролоизохинолинов оптимальным оказалось проведение процесса в трифторэтаноле при температуре 150ºС. Были получены ряды 3-формил-, 3-нитро- и 3-цианопирроло[2,1-а]изохинолинов, что позволяет увеличить химическое разнообразие данных структур для поиска биологически активных соединений. Примеры использования в многокомпонентных реакциях с изонитрилами и азинами оксокарбониевых ионов, генерируемых из кеталей, весьма ограничены, а кетали карбо- и гетероциклических кетонов практически не изучены. Разработанный метод синтеза тетразолов с карбо- и гетероциклическими заместителями несомненно приведут к получению биологически активных соединений. Выяснилось, что размер цикла (5-7) и характер кетона диметилкеталей не сильно влияет на эффективность протекания данного трёхкомпонентного процесса, большее влияние оказывает природа изонитрила - хорошие и высокие выходы наблюдались при использовании бензилизонитрила и п-метоксифенилизонитрила. Другой подход к синтезу тетразолов заключается в использовании нитрилов с солями азотистоводородной кислоты. С этой целью был разработан электрохимический метод введения циано-группы к гетероиминиевым солям для синтеза 1-цианозамещённых изохинолинов. Электрохимическая реакция ацетонитрила в течение 30 мин. при 0°C в условиях постоянного тока в простой неразделенной ячейке, снабженной Mg-анодом и C-катодом, приводила к генерации анион-радикалов растворителя MeCN, к которым в дальнейшем прибавляли иминиевую соль. Преимущества этого one-pot метода синтеза целевых продуктов заключаются в отсутствии необходимости использования окислительных реагентов и высокотоксичных веществ, таких как KCN.