Способ получения 1,6-диарил-3,4-дигидрокси-2,4-гексалиен-1, 6-дионов

 

Изобретение касается органической химии, в частности способа получения 1,6-диарил-3,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-дионов, которые являются полупродуктами для синтеза пестицидов и используются для получения термостабильных полимеров и полихелатов металлов. Цель - упрощение технологии процесса и увеличение выхода целевого продукта. Это достигается способом получения 1,6-диарил-3,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-дионов общей формулы 4-RʹC₆H₄-COOH = C(OH)C(OH) = CHCO-C₆H₄Rʺ-4 где Rʹ = H; CH₃; Rʺ = Br; Rʹ = R ʺ = Cl взаимодействием 5-арил-2,3-дигидро-2,3-фурандиона общей формулы где R¹ имеет указанные значения, с органическим реагентом при повышенной температуре в среде органического растворителя. В качестве органического реагента используют ароилдиметилентрифенилфосфоран общей формулы C₆H₅)₃P = CHCOC₆H₄Rʺ-4 где R² имеет указанные значения, который взаимодействует с 5-арил-2,3-дигидро-2,3-фурандионами при мольном соотношении, равном 1 : 1, соответственно при температуре 70 - 80^oС с использованием в качестве органического растворителя бензола с получением 5-арил-2-ароилметилен-2,3-дигидро-3-фуранона общей формулы где R¹ и R² имеют указанные значения, который подвергают взаимодействию с соляной кислотой при мольном соотношении 1 : 4, соответственно при температуре 40 - 50^oС с использованием в качестве органического растворителя ацетона. Эти условия позволяют получать целевой продукт с выходом до 95% и упрощают технологию за счет отсутствия токсичных реагентов. 1 табл.

Изобретение относится к органической химии, к классу алифатических соединений карбонильных производных 1,6-гексадиена, а именно к новому способу получения 1,6-диарил-3,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-дионов общей формулы ʺ ^{- 4} где Rʹ H, Rʹʹ Br (Ia), Rʹ CH₃, Rʹʹ Br (Iб), Rʹ Rʹʹ Cl (Iв) известные представители которых (с одинаковыми заместителями R' и R'') находят широкое применение в условиях синтеза разнообразных соединений, обладающих значительной бактериостатической [1] и пестицидной активностью [2] фотосенсибилизирующим действием в химии полимеров [3] а также используются для получения термостабильных полимеров и полихелатов металлов [4-6]
Известен способ получения 1,6-диарил-3,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-дионов (1,6-диарил-1,3,4,6-гексантетраонов 1), заключающийся во взаимодействии 5-арил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов (2) с этилендинитроамином в среде диоксана при температуре кипения смеси в течение 3 ч [7] по следующей схеме:
4-RC₆H
_____→4-RC₆H C₆H₄R-4 где R H, CH₃ (1 и 2). Выходы соединений 1 составляют 95% (RH) и 44% (R CH₃) [7] Этот способ-аналог взят за прототип. К недостаткам способа-аналога относятся:
невозможность получения гексадиендионов 1 с различными заместителями R в бензольных кольцах;
длительное нагревание смеси реагентов при температуре более 100^оС;
использование токсичного этилендинитроамина [8]
Целью изобретения является разработка простого по выполнению, свободного от указанных недостатков способа, позволяющего с высоким выходом получать 1,6-диарил-3,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-дио-ны формулы I. Указанная цель достигается тем, что 5-арил-2,3-дигидро-2,3-фурандионы IIa-IIв подвергают взаимодействию с ароилметилентрифенилфосфоранами (IIIa, IIIб) при мольном соотношении 1:1 в среде бензола при температуре 70-80^оС с последующим нагреванием образующихся промежуточных продуктов 5-арил-2-ароилметилен-2,3-дигидро-3-фуранонов (IVa-IVв) с соляной кислотой при мольном соотношении 1:4 в среде ацетона при температуре 40-50^оС по следующей схеме:
где Rʹ H (Ia, IIa, IVa), CH₃ (Ia, IIб, IVб), Cl (Iв, IIв, IVв);
Rʹʹ Br (Ia, Iб, IIIa, IVa, IVб), Cl (Iв, IIIб, IVв),
и выделяют целевые продукты Ia-Iв известными приемами. Полученные соединения Ia-Iв представляют собой желтые кристаллические вещества, растворимые в хлороформе, ацетоне, диметилсульфоксиде и нерастворимые в воде и гексане. Промежуточные продукты соединения IVa-IVв представляют собой желто-оранжевые кристаллические вещества, растворимые в этаноле, ацетоне, хлороформе, бензоле и нерастворимые в воде. П р и м е р 1. 2-n-Бромбензоилметилен-5-фенил-2,3-дигидро-3-фуранон (IVa). К раствору 0,87 г (0,005 моль) 5-фенил-2,3-дигидрофуран-2,3-диона (IIa) в 100 мл бензола при температуре 80^оС добавляют при перемешивании 2,29 г (0,005 моль) п-бромбензоилметилентрифенилфосфорана (IIIa). Растворитель испаряют и остаток перекристаллизовывают из этанола. Получают 1,45 г (82%) кристаллического соединения IVa с т. пл. 167-168^оС. Найдено, С 60,98; Н 3,04; Br 22,71. C₁₈H₁₁BrO₃ (М 355,18). Вычислено, С 60,87; Н 3,12; Br 22,50. При проведении реакции с темы же количествами реагентов, но при температуре 70^оС выход промежуточного продукта IVa составляет 1,40 г (79%), при температуре 60^оС выход соединения IVa составляет 1,10 г (62%). Строение всех полученных веществ доказано спектральными данными, которые соответствуют придаваемой им структуре. ИК-спектр соединения IVa ν, см^-1 (кристаллы): 1690 (С³ 0), 1635 (СОС₆H₄Br-4). Спектр ПМР, δ, м.д. (СDCl₃): 6,30 с (1Н, экзо-СН=), 6,95 с (1Н, С⁴Н), 7,57-7,99 м (9Н, С₆Н₅, С₆Н₄). П р и м е р 2. 1-n-Бромфенил-6-фенил-2,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-дион (Ia). К раствору 1,78 г (0,005 моль) 2-п-бромбензоилметилен-5-фенил-2,3-дигидро-3-фу- ранона (IVa) в 150 мл ацетона при температуре 50^оС добавляют при перемешивании 2 мл соляной кислоты. Осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из смеси хлороформ-гексан, 1:1. Получают 1,73 г (93%) кристаллического соединения Ia с т. пл. 194-195^оС (разложение). Суммарный выход соединения Ia по двум стадиям составляет 76%
Найдено, C 58,11; Н 3,46; Br 21,54. C₁₈H₁₃BrO₄ (М 373,20). Вычислено, С 57,93; Н 3,51; Br 21,41. При проведении реакции с теми же количествами реагентов, но при температуре 40^оС выход продукта Ia составляет 1,68 г (90%), при температуре 30^оС выход соединения Ia составляет 1,20 г (64%), при температуре 60^оС выход соединения Ia составляет 1,35 г (73%). Строение всех полученных веществ (Ia-Iв) доказано спектральными данными, которые соответствуют придаваемой им структуре и согласуются с таковыми известных 1,6-диарил-3,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-дионов [7]
ИК-спектр соединения Ia, ν, см^-1 (кристаллы): 1595-1585 (СО хелат). П р и м е р 3. 2-п-Бромбензоилметилен-5-п-толил-2,3-дигидро-3-фураном (IVб). К раствору 0,94 г (0,005 моль) 5-п-толил-2,3-дигидро-2,3-фурандиона (IIб) в 100 мл бензола при температуре 70^оС добавляют при перемешивании 2,29 г (0,005 моль) п-бромбензоилметилентрифенилфосфорана (IIIa). Растворитель испаряют и остаток перекристаллизовывыают из этанола. Получают 1,30 г (71%) кристаллического соединения IVб с т. пл. 160-161^оС. Найдено, С 61,63; Н 3,70; Br 21,52. C₁₉H₁₃BrO₃ (М 369,20). Вычислено, С 61,81; Н 3,55; Br 21,64. ИК-спектр, ν, см^-1 (кристаллы): 1688 (C³0), 1630 (СОС₆Н₄Br-4), 1585 (С= С). Спектр ПМР, δ, м. д. (CDCl₃): 2,37 с (3Н, СН₃), 6,18 с (1Н экзо-СН=), 6,80 с (1Н, С⁴Н), 7,35-7,80 м (ОН, 2Н₆Н₄). В качестве среды для проведения реакции выбран неполярный растворитель бензол. Осуществить реакцию в среде полярного растворителя (вода, спирты, ацетон, диметилформамид) невозможно, так как исходные вещества 5-арил-2,3-дигидро-2,3-фурандионы взаимодействуют с ними уже при комнатной температуре с образованием различных продуктов дециклизации, в то время как ароилметилентрифенилфосфораны подвергаются разложе- нию с образованием трифенилфосфиноксида при кратковременном нагревании с этими растворителями. С другой стороны, исходные вещества нерастворимы или труднорастворимы в эфире, гексане, дихлорэтане или тетрахлорметане. П р и м е р 4. 1-п-Бромфенил-6-п-толил-3,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-дион (Iб). К раствору 1,85 г (0,005 моль) 2-п-бромбензоилметилен-5-п-толил-2,3-дигидро-3-фуранона (IIб) в 150 мл ацетона при температуре 40^оС добавляют при перемешивании 2 мл (0,02 моль) соляной кислоты. Осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из смеси хлороформ-гексан, 1:1. Получают 1,70 г (88%) кристаллического соединения Iб с т. пл. 230-231^оС (разложение). Найдено, С 59,07; Н 4,01; Br 20,55. C₁₉H₁₅BrO₄ (М 387,22). Вычислено, С 58,93; Н 3,90; Br 20,63. ИК-спектр, ν, см^-1 (кристаллы): 1587-1600 (СО хелат). Спектр ПМР, δ, м.д. (ДМСО-Д₆): 2,40 с (3Н, СН₃), 6,90 с (1Н, СН), 7,05 с (1Н, СН), 7,40-8,10 м (10Н, 2С₆Н₄, 20Н). В качестве среды для проведения гидратации в условиях кислотного катализа промежуточных метиленфуранонов IV выбран ацетон. С рядом неполярных и слабополярных растворителей бензолом, толуолом, ксилолом, гексаном, эфиром, дихлорэтаном, хлороформом, тетрахлорметаном не смешивается используемая в реакции соляная кислота, что препятствует осуществлению процесса. В воде нерастворимы исходные соединения для второй стадии 5-арил-2-ароилметилен-2,3-дигид- ро-3-фураноны (IV). Целевые продукты I реакции растворимы в спиртах и полностью не осаждаются, что резко снижает их выход. П р и м е р 5. 2-п-Хлорбензоилметилен-5-п-хлорфенил-2,3-дигидро-3-фуранон (IVв). К раствору 1,04 г (0,005 моль) 5-п-хлорфенил-2,3-дигидро-2,3-фурандиона IIв в 100 мл бензола при температуре 75^оС добавляют при перемешивании 2,07 г (0,005 моль) п-хлорбензоилметилентрифенилфосфора-на (IIIб). Растворитель испаряют и остаток перекристаллизовывают из хлороформа. Получают 1,62 г (94% ) кристаллического соединения IVв с т. пл. 184-185^оС. Найдено, С 72,70; Н 3,11; Cl 20,43. C₁₈H₁₀Cl₂O₃ (М 345,19). Вычислено, С 62,63; Н 2,92; Cl 20,54. ИК-спектр, ν, см^-1 (кристаллы): 1692 (С³=0), 16345 (СОС₆Н₄Cl-4), 1590 (С=С). Спектр ПМР, δ, м.д. (CDCl₃): 6,31 с (1Н, экзо-СН=), 6,97 с (1Н, С⁴Н), 7,60-8,00 м (8Н, 2С₆Н₄). П р и м е р 6. 1,6-Бис-(n-хлорфенил)-3,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-дион (Iв). К раствору 1,72 г (0,005 моль) 2-п-хлорбензоилметилен-5-п-хлорфенил-2,3-дигид- ро-3-фуранона (IVв) 150 мл ацетона при температуре 45^оС добавляют при перемешивании 2 мл (0,02 моль) соляной кислоты. Осадок отфильтровывают и перекристализовывают из хлороформа. Получают 1,67 г (92%) кристаллического соединения Iв с т. пл. 246-247^оС (разложение). Найдено, С 59,42; Н 3,49; Cl 19,68. C₁₈H₁₂Cl₂O₄ (М 363,21). Вычислено, С 59,53; Н 3,33; Cl 19,52. ИК-спектр, ν, см^-1 (кристаллы): 1590-1610 (СО хелат). Спектр ПМР, δ, м.д. (ДМСО-Д₆): 6,95 с (1Н, СН), 7,12 с (1Н, СН), 7,30-7,90 м (10Н, 2С₆Н₄, 20Н). Выходы продуктов реакции по стадиях в зависимости от температуры процесса представлены в таблице. Соединения I и IV проявляют противомикробное (бактериостатическое) действие по отношению к эталонным штаммам золотистого стафилококка (гранулоположительные бактерии) и кишечной палочки (грамотрицательные бактерии), что выражается в задержке роста бактериальных культур. Так, соединение Iа проявляет активность при минимальной ингибирующей концентрации (МИК) 1000 мкг/мл по отношению к золотистому стафилококку и 500 мкг/мл по отношению к кишечной палочке, а соединение IV при МИК 125 мкг/мл по отношению к штаммам обеих культур. Заявляемый способ по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества: он простой по выполнению, не длительный, токсичные реагенты отсутствуют, способ предоставляет возможность получения широкого ряда 1,6-диарил-3,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-дионов с различными заместителями в бензольных кольцах. Таким образом, способ получения 1,6-диарил-2,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-дионов может найти применение как в лабораторных, так и промышленных условиях синтеза биологически активных веществ, поскольку эти соединения, а также промежуточные продукты для их синтеза 5-арил-2-ароилметилен-2,3-дигидро-3-фураноны сами являются активными, а также могут служить исходными соединениями для синтеза биологически активных веществ.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1,6-ДИАРИЛ-3,4-ДИГИДРОКСИ-2,4-ГЕКСАЛИЕН-1,6-ДИОНОВ общей формулы

где Rʹ - Н, СН₃, Rʺ-Br, Rʹ=Rʺ-Cl,
взаимодействием 5-арил-2,3-дигидро-2,3-фурандиона общей формулы

где Rʹ имеет указанные значения,
с органическим реагентом при повышенной температуре в среде органического растворителя, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса и увеличения выхода целевого продукта, в качестве органического реагента используют ароилметилентрифенилфосфоран общей формулы
(C₆H₅)₃P=CHCOC₆H₄Rʺ-4,
где R^,, имеет указанные значения,
который взаимодействует с 5-арил-2,3-дигидро-2,3-фурандионами при мольном соотношении, равном 1 : 1, при температуре 70 - 80^oС с использованием в качестве органического растворителя бензола с получением 5-арил-2-ароилметилен-2,3-дигидро-3-фуранона общей формулы

где Rʹ и Rʹʹ имеют указанные значения,
который подвергают взаимодействию с соляной кислотой при мольном соотношении, равном 1 : 4, при температуре 40 - 50^oС с использованием в качестве органического растворителя ацетона.

РИСУНКИ

Рисунок 1