3,4-дигидроксифуразан в качестве промежуточного продукта в синтезе соединений, содержащих диоксафуразанильный фрагмент, реагентов в аналитической химии и способ его получения

 

Изобретение относится к гетероцикличе ским соединениям, в частности к получению производного фуразана - 3,4-дигидроксифуразана - полупродукта для синтеза реагентов аналитической химии. Цель - создание нового способа получения нового полупродукта. Синтез ведут реакцией тетрйацетильного производного оксалилдигидроксамовой кислоты с кристаллогидратом ацетата натрия в среде ледяной уксусной кислоты при нагревании Выход 9- 11%,тпл. 189-190°С, брутгоформула СаН2№Оз 2 с.п. ф-лы.

СОЕОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИН Г СКИХ

РЕСПУБЛИК ея)5 С 07 D 271 /08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

h (21) 4844653/04 (22) 29,06,90 (46) 07,08,92, Бюл, N. 29 (71) Институт органической химии им.Н.Д.Зелинского (72) А.Б,Шереметев, О, В,Харитонова, И.Л,Юдин, В,А.Мясников, Т.C,Íîâèêoâà, Л,И.Хмельницкий, О,П.Шитов и В.А.Тартаковский (56) Nash В,W., Pickies R„Wavburton W.Ê.

J.Chem. S0C. (С) 1969, р.2794.

Katritzky А.Р„В/айз В.. Вгоап!ее R,T,С.

Topson R.D., Tetrahedron, 1965, v.01.21, р.1681.

Шереметев А,Б„Новикова Т.С, Хмельницкий Л,И. Ароматическое нуклеофильное замещение: Тезисы докл, Всесоюзн, конф.

Новосибирск, 1989, с.175, Iwao M„Kuraishe Т. J,Hetегоcyclic Chem.>

1979, Ч,16, Nг 4, р.689.

Известия АН СССР. Сер. химическая, 1989, ¹ 3, С,749.

Жунгиету Г,И., Артеменко А,И. Гидроксамовые кислоты и их производные. — Кишинев: Штиинца, 1986. с.85, сл.

Изобретение относится к органической химии, конкретно к новому производному фуразана — 3,4-дигидроксифуразану формулы на-,— вн (1)

0 и способу его получения.

Соединение I еложет быть использовано в качестве полупродукта в синтезе различных соединений, содержащих диоксафуразанильный фрагмент формулы

7Г

„„5U 1752734А1 (54) 3,4-ДИГИДРОКСИФУРАЗАН B КАЧЕСТВЕ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ПРОДУКТА В

СИНТЕЗЕ СОЕДИНЕНИЙ, СОДЕРЖАЩИХ

ДИОКСАФУРАЗАНИЛЬНЫЙ ФРАГМЕНТ, РЕАГЕНТОВ В АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к гетероцикличе ским соединениям, в частности к полученик. производного фуразана — 3,4-дигидроксифуразана — полупродукта для синтеза реагентов аналитической химии. Цель — создание нового способа получения нового полупродукта.

Синтез ведут реакцией тетраацетильного производного оксалилдигидроксамовой кислоты с кристаллогидратом ацетата натрия в среде ледяной уксусной кислоты при нагревании, Выход 9 — 11%, т пл. 189 — 190 С, бруттоформула C2H2N203. 2 с.п. ф-лы, На основе (l) возможно получение как линейных, например (И) так и полициклических (Л производных, например(П1) — (V), которые могут () найти применение в аналитической химии; х"х x": -.х,x",r,", се ее се,г

Т% но он

° кй о-" /-1 Г се 0 се се NaOH

io W

:"х, Х"„1752734

Полициклические соединения (111) — (V) являются новыми ранее неизвестными гетероциклическими системами.

В литературе известно соединение, в молекуле которого одновременно присутство- 5 вал бы фуразановый цикл и две гидроксильные группы, а именно 3,4-бис(гидроксиметил)фуразан формулы

Н О 1, С - = -,— С Н,О Н и ч

О

Поскольку в соединении (Vli) гидроксигруппа отделена от фуразанового цикла метиленовым фрагментом, оно не может 15 служить исходным для синтеза вещества, содержащих структурный фрагмент формулы (11), Известны так>ке соединения, содержащие гидроксильную группу, непосредствен- 20 но связанную с фуразановым циклом, общей формулы р —,— „— ОН

М с. б

О где Р-Rh, СН2СООВ, COR", Het.

Однако эти соединения также не могут быть исходными для синтеза соединения формулы (II), так как они имеют лишь одну гидроксигруппу при фуразановом цикле. 30

Известно соединение, являюшееся производным 3,4-дигидроксифуразана, а именно 3,4-диметоксифуразан, формулы ндал 7/ — г GCH5 35

Н М (1Х) 0, Это соединение также не может являться исходным для синтеза группы соединений формулы (II), так как в нем отсутствуют 40 активные гидроксигруппы, являющиеся несущими центрами реакционной способности соединения (I).

Известен способ получения производных (!), в основе которого лежит реакция 45 производного азоксифуразана с алкоголятами о н,совЂ,- - и = >! вЂ,,- - егн, сн,ом н,с0 - >- -!>сн 50

ИХ)

Получить указанным способом соедине- 55 ние (1) невозможно, так как неизвестен сос отве гствующий азоксифураза н (т.е. 3,3-дигидроксиазоксифуразан).

Целью изобретения является новое производное фуразана для синтеза соединений, содержащих диоксафуразанильный фрагмент, и разработка удобного в препаративном отношении способа его получения.

Поставленная цель достигается тем, что соединение 3,4-дигидроксифуразан формулы (I) получают согласно способу, заключающемуся в том, что тетраацетильное производное оксалилдигидроксамовой кислоты (Х!) подвергают взаимодействию с кристаллогидратом ацетата натрия в среде ледяной уксусной кислоты при 70 — 80 С с последующей обработкой реакционной смеси концентрированной соляной кислотой и экстракцией продукта растворителем, Выход (I) составляет 9 — 117,, Ас О ОАс

1,М!>ОАс 3н О+АсОИ „

2, нсвт н о с

Ac0N ЙОАс н,н (1) 0

Для полученного вещества согласно данным элементного анализа, ИК-, масс-, RM! С-спектров с учетом способа его пол13учения возможен лишь один вариант строения формулы (1).

Способ основан на термоциклизации производного гидроксамовой кислоты в присутствии кислот, Известно, что термореакция производных гидроксамовой кислоты с кислотными реагентами приводит к перегруппировке Лоссена:

1-! q!

8— - C — -N=C =-О, «NQ-R где R, R — Н, Ac, ToS.

Известный пример циклизации произВодных гидроксамОВОЙ кислоты В произВОдное гидроксифуразана основан на щелочнсй дегидратации:

И!1,ОН НОИН, !!àñ- с!! -с-с — о!!—

2 0 сн " с c — нссссн! р- ОН

ОН ОН

// П

NOH ИОН .О

Следует отметить, что использование в реакции вместо кристаллогидрата ацетата натрия безводной соли или разбавленной (даже 96/-ной).уксусной кислоты, а также понижение или повышение температуры от указанного интервала не приводит к получению желаемого продукта.

Попытки щелочной циклизации (Xl)a (1) не привели к успеху.

Лиш ь совокупность взятых для синтеза (I) условий и выбранное исходное соединение дали возможность получить новое полифункциональное соединение, представляющее интерес в качестве полупродукта для синтеза

1752734 веществ, содержащих диоксафуразанильный фрагмент.

Пример 1, Получение 3,4-дигидроксифуразана (I).

А,5,76 r (20 ммоль) тетраацетата оксалилдигидроксамовой кислоты (X) и 5,44 г (40 ммоль) кристаллогидрата ацетата натрия перемешивают в 10 мл ледяной уксусной кислоты при 70 С в течение 20 ч и выливают в 25 мл концентрированной соляной кислоты. Полученную смесь оставляют на ночь и затем экстрагируют эфиром (5 х 50 мл), Экстракт высушивают над прокаленным

MgSOq, фильтруют и удаляют растворитель, Остаток перекристаллизовы вают. Получают

0,18 r (9%) продукта в виде белых кристаллов, т.пл, 189 — 190 С (с разл„СС!4/ЭА).

ИК-спектр, см: 3570 с; 3400 с; 3300—

2800 (широкая полоса); 2700 — 2400 (широкая полоса); 1595 с; 1420 с; 1290 ср; 1270 с;

1210 сл; 1020 с, 950 сл; 910 сл; 880 с.

Масс-спектр, m/z: 102 (М ); 72 (М вЂ” О);

45; 44; 43„42, 32; 30.

ЯМР С (ацетон-d|.) д,м.д.: 158,38.

Найдено, %: С 23,34; Н 1,88; N 26,98, 2 2N2H2O3

Вычислено, %: С 23,52; Н 1,96; N 27,45.

15

30

35 спиртом и фильтрат упаривают досуха в вакууме. Оставшееся масло растворяют в 30 мл абс. СНзСМ, фильтруют от остатков йагЯО, фильтрат упаривают досуха и оставшееся масло сушат в вакууме (60 C/1 мм

40 рт,ст,). Получают 3,3 r дитетрабутиламмониевой соли (I) в виде густого желтого масла.

Полученную соль растворяют в 40 мл абс, СНзСМ, добавляют 1,09 r (5 ммоль) 2, 3, 5, 6-тетрахлорпиразина и перемешивают

45 при 50 С 1 ч. Упариваот на роторе досуха, смеси СНС!з/СС!4 1/1 и пропускают через

50 колонну с силикагелем (10 r, силикагель

100/160,и), элюируя указанной смесью рас55

Б. Проводят аналогично п,А при использовании 15 мл ледяной уксусной кислоты при температуре 80 С в течение 20 ч. Выход (!) 10%, B. Проводят аналогично п,А при использовании 20 мл ледяной уксусной кислоты при 75 с в течение 30 ч. Выход (I) 11%.

Пример 2. Использование 3,4-дигидроксифуразана в синтезе.

А. Получение 2, 3, 11, 12-дифуразано-1, 4, 7, 10, 13, 16-гексаоксациклооктадекадиена-2, 11 (V).

1,02 г (10 ммоль) соединения (I) растворяют в смеси 20 мл н-бутанола и 0,5 мл воды и добавляют 0,4 г(10 ммоль) NaOH, нагревают до 60 С и прикапывают раствор 0,71 г (5 ммоль) дихлордиэтилового эфира в 10 мл н-бутан ол а.

Затем еще добавляют раствор 0,4 r (10 ммоль) NaOH в 1 мл Н О и опять прикапывают раствор 0,71 r (0,5 ммоль) дихлордиэтилового эфира в 10 мл н-бутанола и нагревают реакционную массу до кипения.

После охлаждения добавляют 1 — 2 мл концентрированной кислоты и упаривают в вакууме водоструйного насоса досуха.

Продукт извлекают из остатка экстракцией.

Получают 0,12 г (7%) целевого продукта, ИК-спектр, см: 2980; 1610; 1575: 1450;

1400; 1340; 1290; 1185; 1160; 1120; 1030;

910, Масс-спектр, т/z: 344 (М ), вычислено

344, ПMP-спектр, м.д.;3,7 — 4,4.

Б. Получение вещества (Ч!).

К раствору 0,25 г(2,4 ммоль) соединения (I) e 5 мл абсолютного СНЗСИ прикапывают

0,5 г (4,8 ммоль) триэтиламина. Полученный раствор перемешивают 5 мин и прибавляют к нему 0,44 r (2,4 ммоль) 4,5-дихлорфуразано(2, 3-с) пиразина, После перемешивания в течение 1 ч при комнатной температуре реакционную смесь разбавляют 20 мл Hz0 и отфильтровывают продукт, промывают водой, сушат на воздухе, Получают 0,25 г (54%) вещества, которое возгоняется при 260 С.

Т.разл. 283 С.

ИК-спектр (KBr), v,см ; 3500 — 3400; 3300;

3000; 3000 — 2980; 1620; 1580, 1520; 1470;

1325; 1180; 1060; 840.

Масс-спектр, m/z: 238 (М ), 153 (M . с и

ОН), 152 (М - g ОН-Й)

О

Найдено, % С 30,41; Н 0,04; N 35,21, С6Н246О5

Вычислено,%: С 30,25; Н 0,06, N 35,29.

В, Получение вещества (!!!).

К раствору 0,51 (5 ммоль) соединения (I) и 3,4 г (10 ммоль) гидросульфата тетрабутиламмония в 20 мл HzO добавляют раствор

0,8 r (20 ммоль) NaOH в 5 мл НгО, разбавляют 50 мл спирта и охлаждают до 10 С. Осадок Ма 80 отфильтровывают, промывают остаток заливают 20 мл Н О, осадок отфильтровывают, промывают водой и сушат. Полученное вещество(1,4 г) растворяют в 75 мл творителей. Собирают 120 — 130 мл элюата и упаривают. Получают 0,95 г (77%) соединения (III}, т, пл. 206 — 207 С (в запаянном капилляре).

Масс-спектр, m/z: 246 (М ; 178 (M -68} (CIz), ИК-спектр, см: 1550; 1445; 1370; 1230;

1230; 1165; 1135, 1005; 980; 880; 860.

1752734

Таким образом, применение кристаллогидрата ацетата натрия в среде ледяной уксусной кислоты для обработки тетраацетильного производного оксалилдигидрооксамовой кислоты дает возможность получить 3,4-дигидроксифуразан, являющийся ценным полупродуктом для синтеза новых гетероциклических систем.

-Формула изобретения

1, 3,4-Ди гидро ксифу раза н формул ы

Но 7 DH

М

Составитель Т.Раевская

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И.Муска

Редактор В,Петраш

Заказ 2732 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного коМитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Спектр ЯМР С (ацетон-D) д,м.д,;

139,17; 142,07, 153,58.

Найдено, %: С 29,29; N 22,78; CI 28,22.

С6С!2Й403

Вычислено, %: С 29,90; N 22,73; CI 28,73. 5

Г. Получение вещества (IV).

Дитетрабутиламмониевую соль (I) (3,3 r, полученную по и, В) растворяют в 50 мл абс, СНзСМ и добавляют 0,78r(3,6 ммоль) 2, 3, 5, 10

6-тетрахлорпиразина и перемешивают гри

60 С 1 ч. Реакционную смесь упаривают досуха, остаток заливают 20 мл воды, выделившийся осадок отфильтровывают, промывают водой и высушивают, Получен- 15 пую смесь (ill) и (IV) перемешивают 10 мин в

50 мл смеси СНС!з/СС!4 1/1, отфильтровывают нерастворившийся остаток, который является (И), (0,23 г, 33%). После перекристаллиз:)ции из CHClg, т.пл, 154 — 155 С, 20

Масс-спектр, m/z: 276 (M ); 246 (M

0); 208 (М вЂ” 68); 202; 190.

ИК-спектр,см: 1570; 1480; 1400; 1260;

1200; 1035; 985, Найдено, %: С 34,67; N 30,07. 25

С8Й606

Вычислено, %: С 34 80; N 30,44. в качестве промежуточнога продукта в синтезе соединений, содержащих диоксафуразанильный фрагмент, реагентов в аналитической химии.

2, Способ получения 3,4-дигидроксифуразана, в качестве промежуточного продукта в синтезе соединений, содержащих диоксафуразанильный фрагмент, реагентов в аналитической химии, о т л и ч а Io шийся тем, что тетраацетильное производное оксалилдигидроксамовой кислоты подвергаю взаимодействию с кристаллогидрато1 ацетата натрия в среде ледяной уксусной кислоты при нагревании.