Аминометильные производные фуранкарбоновых кислот

Актуальность проблемы

Получение органических соединений из возобновляемых источников сырья приобретает в современных условиях все большее значение в связи с перспективой исчерпания основного сырья органического синтеза — нефти. В этом плане представляют интерес соединения фуранового ряда, источником которых служит фурфурол, получаемый в больших масштабах из пентозансодержащих растительных материалов — отходов сельскохозяйственного производства и деревообрабатывающей промышленности. Аминометильные производные ряда фурана достаточно давно изучаются как полупродукты в синтезе биологически активных соединений. Среди них известны предшественники мускарина и мускариноподобных соединений [1].

Введение

аминометильной группы в фурановый фрагмент дитерпеноидаламбертиановой кислоты — привело к созданию новой группы ноотропных препаратов [2]. Аминометилфураны используются как удобные промежуточные продукты в синтезе биологически активных соединений пергидроазинового и пергидроазольного ряда [3]. 6-(Фурфуриламино)пурин явился первым из обнаруженных веществ, стимулирующих деление клетки [4]. Циклический тример 5-(аминометил)-2-фуранкарбоновой кислоты недавно начали использовать как новый синтетический рецептор для распознавания карбоксилазы [5].

Таким образом, аминометильные производные фурана являются перспективными исходными соединениями для получения новых биологически активных соединений и лекарственных препаратов.

Вместе с тем, используемые до настоящего времени методы синтеза аминов ряда фурана не позволяют достаточно свободно варьировать структуру фуранового фрагмента, поскольку в большинстве случаев используется либо аминоалкилирование фуранов, имеющих свободное а-положение и донорный заместитель в ядре (реакция Манниха) [6], либо восстановление азотсодержащих производных фурфурола [7−9]. Кроме того, большинство синтезированных аминов ряда фурана являются третичными, что сильно сужает область применения этих соединений в реакциях, проходящих с участием аминогруппы.

Поэтому значительно более перспективным с точки зрения варьирования структуры фуранового фрагмента является введение аминогруппы в субстрат путем нуклеофильного замещения галогена в галогенметильных производных фурана, методы синтеза которых разработаны достаточно подробно [10].

Цели и задачи исследования

Целью настоящей работы является изучение возможностей синтеза первичных (аминометил)фуранов из галогенметильных производных эфиров полизамещенных фуранкарбоновых кислот по реакции Делепина и использование полученных продуктов в синтезе предшественников потенциальных биологически активных веществ. Исходя из цели работы, были поставлены следующие задачи:

1. Разработка методик синтеза производных (аминометил)фуранов по реакции Делепина.

2. Изучение возможности синтеза пирролов методом Пааля-Кнорра с использованием (аминометил)фуранкарбоновых кислот в качестве аминокомпонента.

3. Получение амидов, содержащих два фурановых кольца, путем ацилирования (аминометил)фуранов хлорангидридами фуранкарбоновых кислот, а также разработка методики форматирования (аминометил)фуранов муравьиной кислотой с целью использования ожидаемых (формиламино-метил)фуранов в дальнейших синтезах.

4. Поиск методов синтеза изоцианидов, имеющих фурановый фрагмент, путем дегидратации эфиров (формиламинометил)фуранкарбоновых кислот.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Реакция Делепина — удобный способ синтеза (аминометил)фуранкарбоновых кислот.

2. Реакции последних с хлорангидридами фуранкарбоновых кислот дают амиды, содержащие два фурановых ядра.

3. Конденсация аминометильных производных фурана с 1,4-дикарбо-нильными соединениями приводит к образованию (]М-пирролилметил)фуран-карбоновых кислот.

4. Нагревание (аминометил)фуранкарбоновых кислот с муравьиной кислотой дает соответствующие формамиды, дегидратацией которых получаются неизвестные ранее изоцианиды фуранового ряда.

Научная новизна и практическое значение работы

1. Изучено влияние заместителей в фурановом кольце на ход алкилирования уротропина. Показано, что сильнее всего на выходе реакции сказываются стерические факторы. Влияние относительного расположения хлорметильной и сложноэфирной групп незначительно.

2. Установлено, что водородная связь между аминогруппой и карбоксильной группой в (аминометил)фуранкарбоновых кислотах оказывает существенное влияние на скорость и выход продуктов реакции Пааля-Кнорра.

3. Получены спектральные характеристики ранее неизвестных производных фурана, таких, как (аминометил)фуранкарбоновые кислоты и их эфиры и амиды, (М-пирроллилметил)фуранкарбоновые кислоты, эфиры (изоцианидометил)фуранкарбоновых кислот.

4. Разработаны методики синтеза эфиров (аминометил)фуранкарбо-новых кислот и их производных.

Данная работа призвана напомнить, что давно открытая и даже несколько забытая реакция Делепина может быть более экономичным, удобным и простым подходом к функционализованным первичным аминам, чем многие современные методы синтеза таких соединений.

Апробация работы

Материалы работы представлены на международной конференции по химии гетероциклических соединений «Кост-2005», (Москва, МГУ, 2005) и международной конференции «Органическая химия от Бутлерова и Бейлыитейна до современности» (Санкт-Петербург, СПбГУ, 2006). По теме диссертации опубликовано 2 статьи.

Выводы:

1. Мягкие условия реакции Делепина позволяют получать первичные аминометильные производные из термически лабильных галогенметильных производных фуранкарбоновых кислот путем алкилирования уротропина и последующего кислотного алкоголиза получающихся уротропиниевых солей. Условия проведения реакции зависят от природы галогена и положения галогенметильной и сложноэфирной групп в фурановом кольце, а выходы уротропиниевых солей определяются в основном стерическими факторами.

2. (Аминометил)фуранкарбоновые кислоты реагируют с 1,4-дикарбо-иильными соединениями с образованием (фурилметил)пирролов. Реакция идет быстрее всего, когда аминометильная группа находится в ос-положении фуранового кольца и сильно замедляется при наличии рядом с аминогруппой карбоксильной группы, а также при локализации аминометильной группы в {3-положении. Поэтому при переходе от а-аминометильных производных фуранкарбоновых кислот к р-производным увеличивается вклад конкурирующего гидролиза дикарбонильного соединения.

3. Аминогруппы эфиров (аминометил)фуранкарбоновых кислот ацилируются хлорангидридами фуранкарбоновых кислот и муравьиной кислотой в обычных для аминокислот условиях.

4. Эфиры (формиламинометил)фуранкарбоновых кислот под действием системы хлористый тионил-триэтиламин дегидратируются до соответствующих изоцианидов вне зависимости от относительного расположения формиламинометильной и сложноэфирной групп в фурановом кольце.

ГЛАВА 5. Экспериментальная часть

Спектры ЯМР 'Н получены на приборах Bruker DPX-400 (400 МГц), Bruker АС-200 (200 МГц), Tesla BS-497c (100 МГц) в CDC13 и ДМСО-(16. ТСХ проводили на пластинах «Silufol», в качестве элюента использовали хлороформ. Проявление проводили в парах йода.

ИК спектр соединения LXXV в хлороформе снят на приборе Shimadzu Ider Prestige 31 в интервале 4000−400 см" 1.

5.1. Эфиры галогенметилфуранкарбоноеых кислот

Этиловый эфир 5-хлорметил-2-фуранкарбоновой кислоты (I) получен хлорметилированием этилового эфира пирослизевой кислоты по методике [13]. Этиловый эфир пирослизевой кислоты синтезирован из пирослизевой кислоты по методике [13]. Пирослизевую кислоту получили окислением фурфурола гипобромитом по методике [75]. В итоге было синтезировано 12.5 г соединения I. Ткип 101 °C при 1 мм рт.ст. (литературные данные [13] Ткип 101−102°С при 1 мм рт.ст.). Спектр ЯМР 'Н, (100 МГц, CDC13), 5, м.д. (J, Гц): 1.25 т (ЗН, СН3, J 7 Гц), 4.22 к (2Н, ОСН2, J7 Гц), 4.50 с (2Н, СН2С1), 6.38 уш. с (1Н, Н4), 7.00 уш. с (1Н, Н3).

Этиловый эфир 5-метил-4-хлорметил-2-фуранкарбоновой кислоты (И) синтезирован аналогично из 5-метилпирослизевой кислоты [13]. Последнюю получали окислением 5-метилфурфурола согласно [77], а исходный 5-метилфурфурол — формилированием сильвана по Вильсмайеру [76]. Всего получено 9.8 г соединения II. Ткнп 110−112°С при 1 мм рт.ст. Спектр ЯМР 'Н, (200 МГц, CDC13), 5, м.д. (У, Гц): 1.20 т (ЗН, СН3, J1 Гц), 2.37 с (ЗН, СН3-фуран), 4.22 к (2Н, ОСН2, J 7 Гц), 4.28 с (2Н, СН2С1), 7.02 с (1Н, Н3).

Метиловый эфир З-бромметил-2-фуранкарбоновой кислоты (III) получали бромированием метилового эфира З-метил-2-фуранкарбоновой кислоты по типовой методике [79]. Метиловый эфир З-метил-2фуранкарбоновой кислоты получали циклизацией метилового эфира 3-(2,2-диметоксиэтил)-3-метилоксиран-2-карбоновой кислоты [79]. Последний синтезировали по реакции Дарзана из метилхлорацетата и диметилацеталя ацетоуксусного альдегида [78]. В итоге получено 11.2 г соединения III. Ткпп 98−100°С при 1 мм рт.ст. Спектр ЯМР 1Н, (100 МГц, СЭС13), 5, м.д.: 3.82 с (ЗН, СН30), 4.60 с (2Н, СН2Вг), 6.46 уш. с (1Н, Н4), 7.38 уш. с (1Н, Н5).

Метиловый эфир 5-ш/?е/и-бутил-4-хлорметил-2-фуранкарбоновой кислоты (IV) получен хлорметилированием метилового эфира 5-шрет-бутил-2-фуранкарбоновой кислоты по методике [81]. Последний получали алкилированием метилового эфира пирослизевой кислоты по Фриделю-Крафтсу по методике [60], а тот, в свою очередь, из хлорангидрида пирослизевой кислоты по методике [13]. В итоге получено 14.2 г соединения IV. Ткип 134 °C при 1 мм рт.ст. (литературные данные [81] Ткшт 135−136°С при 1 мм рт.ст.). Спектр ЯМР 'Н, (200 МГц, СВС13), 5, м.д.: 1.37 с [9Н, (СН3)3С], 3.83 с (ЗН, СН30), 4.38 с (2Н, СН2С1), 6.95 с (1Н, Н3).

Этиловый эфир 2-бромметил-З-фуранкарбоновой кислоты (V) получен бромированием этилового эфира 2-метил-З-фуранкарбоновой кислоты бромсукцинимидом по методике [79]. Этиловый эфир 2-метил-З-фуранкарбоновой кислоты синтезировали по методу Фейста-Бенари конденсацией а-хлорацетальдегида с ацетоуксусным эфиром [29]. Константы и спектры ПМР полученного препарата хорошо согласуются с литературными данными [101]. В итоге получено 12.6 г соединения V. Ткнп. 89−90°С при 1 мм рт.ст. (литературные данные [101] Ткнп 90−92°С при 1 мм рт.ст.). Спектр ЯМР 'Н, (200 МГц, СБС13), 5, м.д. (У, Гц): 1.26 т (ЗН, СН3, У 7 Гц), 4.21 к (2Н, ОСН2, / 7 Гц), 4.73 с (2Н, СН2Вг), 6.70 уш. с (1Н, Н4), 7.39 уш. с (1Н, Н5).

Этиловый эфир 5-бромметил-З-фуранкарбоновой кислоты (VI) получен бромированием этилового эфира 5-метил-З-фуранкарбоновой кислоты бромсукцинимидом по методике [79]. Исходный эфир синтезировали в две стадии: путем формилирования диэтилкеталя этилового эфира левулиновой кислоты этилформиатом по Кляйзену, и циклизации полученного кетоальдегида по реакции Пааля-Кнорра в присутствии хлорной кислоты. За основу была взята методика [80]. Было получено 10.4 г соединения VI, Ткип 87 °C при 1 мм рт.ст. Спектр ЯМР! Н, (200 МГц, CDC13), 5, м.д. (У, Гц): 1.25 т (ЗН, СН3, J 1 Гц), 4.20 к (2Н, ОСН2, J 7 Гц), 4.43 с (2Н, СН2Вг), 6.54 с (1Н, Н4), 7.88 с (1Н, Н2). Температура кипения и спектральные данные хорошо согласуются с опубликованными [102].

Этиловый эфир 2,5-диметил-4-хлорметил-3-фуранкарбоновой кислоты (VII) получали хлорметилированием этилового эфира 2,5-диметил-3-фуранкарбоновой кислоты по методике [81]. Последний синтезировали анкетированием ацетоуксусного эфира бромацетоном и последующей циклизацией полученного 1,4-дикетона по реакции Пааля-Кнорра руководствуясь методикой [31], в которую нами были внесен ряд изменений. Алкилирование проводили в среде диоксана, так как оказалось, что Na-производное ацетоуксусного эфира хорошо в нем растворяется и процесс можно вести в гомогенной среде. Циклизацию проводили в бензоле в присутствии 1−2 мольных % хлорной кислоты с азеотропной отгонкой воды при помощи ловушки Дина-Старка. В итоге получено 13 г соединения VII, Ткип 99−100°С при 1 мм рт.ст. Спектр ЯМР! Н, (100 МГц, CDC13), 5, м.д. (У, Гц): 1.20 т (ЗН, СНз-этил, J1 Гц), 2.14 с (ЗН, 5-СН3), 2.38 с (ЗН, 2-СН3), 4.12 к (2Н, ОСН2, J1 Гц), 4.40 с (2Н, СН2С1).

Этиловый эфир 5-изобутил-2-метил-4-хлорметил-3-фуранкарбоно-вой кислоты (VIII) получали хлорметилированием этилового эфира 5-изобутил-2-метил-3-фуранкарбоновой кислоты по методике [81]. Последний получали циклизацией продукта алкилирования ацетоуксусного эфира (бромметил)изобутилкетоном по усовершенствованной нами методике [31] аналогично соединению VII. В итоге получено 2.5 г соединения VIII, Ткип 129−131°С при 1 мм рт. ст. Спектр ЯМР! Н, (400 МГц), 5, м.д. (/, Гц): 0.77 д (6Н, (СН3)2С, J7 Гц), 1.32 т (ЗН, СН3, /7 Гц), 1.90 м (1Н, СН-изобутил), 2.47 м (5Н, 2-СНз и СН2, накладываются), 4.22 к (2Н, ОСН2, J7 Гц), 4.52 с (2Н, СН2С1).

Этиловый эфир 2-бромметил-5-ш/7?/я-бутил-3-фуранкарбоновой кислоты (IX) получали бромированием этилового эфира 5-трет-бутил-2-метил-3-фуранкарбоновой кислоты бромсукцинимидом по методике [79], а тот — алкилированием этилового эфира 2-метил-З-фуранкарбоновой кислоты т/?ет-бутилхлоридом по Фриделю-Крафтсу [60]. Этиловый эфир 2-метил-З-фуранкарбоновой кислоты синтезировали по методу Фейста-Бенари конденсацией а-хлорацетальдегида с ацетоуксусным эфиром [101]. В итоге получено 17 г соединения IX, Ткнп 110 °C при 1 мм рт.ст. [103]. Спектр ЛМР ]Н, (100 МГц, CDC13), 5, м.д. (У, Гц): 1.26 т (ЗН, СН3, J7 Гц), 1.38 с [9Н, (СН3)3С], 4.10 к (2Н, ОСН2, / 7 Гц), 4.26 с (2Н, СН2Вг), 6.44 с (1Н, Н4).

Этиловый эфир 2-бромметил-5-фенил-3-фуранкарбоновой кислоты — (X) получен бромированием этилового эфира 2-метил-5-фенил-3-фуранкар-боновой кислоты бромсукцинимидом по методике [79], а тот — циклизацией продукта алкилирования ацетоуксусного эфира бромацетофеноном по оптимизированной нами методике [31] аналогично соединению VII. В итоге получено 9.4 г соединения X, ТК[Ш 176−178°С при 1 мм рт.ст. Спектр ЯМР 'Н, (100 МГц, CDCI3), 8, м.д. (У, Гц): 1.20 т (ЗН, СН3, J 7 Гц), 4.15 к (2Н, ОСН2, J1 Гц), 4.70 с (2Н, СН2Вг), 6.82 с (1Н, Н4), 7.12−7.62 м (5Н, С6Н5).

Этиловый эфир 5-бромметил-2-фенил-3-фуранкарбоновой кислоты (XI) синтезирован аналогично из этилового эфира 5-метил-2-фенил-3-фуранкарбоновой кислоты, который получали циклизацией продукта алкилирования бензоилуксусного эфира бромацетоном по оптимизированной нами методике [31] аналогично соединению VII. В итоге получено 5 г соединения XI, Ткип 178−180°С при 1 мм рт.ст. Спектр ЯМР 1Н, (100 МГц, CDC13), 5, м.д. (У, Гц): 1.20 т (ЗН, СН3, J 1 Гц), 4.18 к (2Н, ОСН2, J1 Гц), 4.32 с (2Н, СН2Вг), 6.54 с (1Н, Н4), 7.21−7.62 м (5Н, С6Н5).

Этиловый эфир 5-/и/?е/я-бутил-2-метил-4-хлорметил-3-фуранкарбо-новой кислоты (XII) получен хлорметилированием этилового эфира Ъ-трет-бутил-2-метил-З-фуранкарбоновой кислоты по методике [81]. Последний был синтезирован алкилированием этилового эфира 2-метил-З-фуранкарбоновой кислоты ш/?ет-бутилхлоридом по Фриделю-Крафтсу [60], а нужный для этого этиловый эфир 2-метил-З-фуранкарбоновой кислоты получали по методу Фейста-Бенари конденсацией сс-хлорацетальдегида с ацетоуксусным эфиром [29]. В итоге получено 8.2 г соединения XII, Ткип 118−120°С при 1 мм рт.ст. (литературные данные [81] Ткип 118−120°С при 1 мм. рт.ст.). Спектр ЯМР (200 МГц, СБС13), 5, м.д. (/, Гц): 1.28 т (ЗН, СН3, / 7 Гц), 1.36 с [9Н, (СН3)3С], 2.48 с (ЗН, 2-СНз), 4.24 к (2Н, ОСН2, / 7 Гц), 4.80 с (2Н, СН2С1).

5.2. Ллкилироеаниеуротропина эфирами (галогенметил)фуранкарбоновых кислот (общая методика)

К раствору уротропина в хлороформе (из расчета 5 мл хлороформа на 1 г уротропина) при перемешивании прибавляли эквивалентное количество эфира (галогенметил)фуранкарбоновой кислоты в виде 50%-ного (по весу) раствора в хлороформе и кипятили в течение времени, указанного в табл.2.1. Реакционную массу оставляли на ночь. На следующий день отфильтровывали уротропиниевую соль или кристаллизовали ее из смеси растворителей после отгонки хлороформа, а затем сушили при 40−50°С. Строение исходных веществ, время реакции и выходы уротрогшниевых солей приведены в табл.2.1.

Уротропиниевая соль этилового эфира 5-хлорметил-2-фуранкарбоновой кислоты (XIII). Из 12.5 г соединения I получено 19.2 г целевого продукта. Выход 88%. Тпл 219 °C, (из хлороформа). Найдено, %: С 50.67, Н 6.38, N 16.81. С14Н21СШ403. Вычислено, %: С 51.12, Н 6.47, N 17.00.

Уротропиниевая соль этилового эфира 5-метил-4-хлорметил-2-фуранкарбоновой кислоты (XIV). Из 9.8 г соединения II получено 13.6 г целевого продукта. Выход 82%. Тпл 215 °C, (из петролейного эфира). Найдено, %: С 52.55, Н 6.67, N 16.33. С15Н23СШ403. Вычислено, %: С 52.62, Н 6.75, N 16.42.

Уротропиниевая соль метилового эфира З-бромметил-2-фуранкарбоновой кислоты (XV). Из 11.2 г соединения III получено 15.2 г целевого продукта. Выход 83%. Тпл 182−183°С, (из смеси хлороформ: гексан 1:1). Найдено, %: С 43.94, Н 5.76, N 15.28. Ci3H1903N4Br. Вычислено, %: С 43.56, Н 5.36, N 15.58.

Уротропиниевая соль метилового эфира 4-хлорметил-5-ш/7еш-бутил-2-фураикарбоновой кислоты (XVI). Из 14.2 г соединения IV получено 12.3 г целевого продукта. Выход 54%. Тпл 248 °C, (из этилацетата). Содержит примеси, поэтому элементный анализ заметно расходится с расчетным.

Уротропиниевая соль этилового эфира 2-бромметил-З-фуранкарбоновой кислоты (XVII). Из 12.6 г соединения V получено 17 г целевого продукта. Выход 89%. Тпл 186 °C, (из этилацетата). Содержит примеси, поэтому элементный анализ заметно расходится с расчетным.

Уротропиниевая соль этилового эфира 5-бромметил-З-фуранкарбоновой кислоты (XVIII). Из 10.4 г соединения VI получено 13.2 г целевого продукта. Выход 79%. Тпл 184−185°С, (из петролейного эфира). Содержит примеси, поэтому элементный анализ заметно расходится с расчетным.

Уротропиниевая соль этилового эфира 2,5-диметил-4-хлорметил-3-фуранкарбоновой кислоты (XIX). Из 12.5 г соединения VII получено 21.2 г целевого продукта. Выход 94%. Тпл 189−190°С, (из этилацетата). Найдено, %: С 53.64, Н 7.17, N 15.64. C16H25CIN4O3. Вычислено, %: С 53.90, Н 7.02, N 15.74.

Уротропиниевая соль этилового эфира 5-изобутил-2-метил-4-хлорметил-3-фуранкарбоновой кислоты (XX). Из 2.5 г соединения VIII получено 2.7 г целевого продукта. Выход 71%. Тпл 221 °C, (из петролейного эфира). Содержит примеси, поэтому элементный анализ заметно расходится с расчетным.

Уротропиниевая соль этилового эфира 5-т/?еш-бутил-2-бромметил-3-фуранкарбоновой кислоты (XXI). Из 17 г соединения IX получено 18.7 г целевого продукта. Выход 74%. Тпл 141 °C, (из этилацетата). Содержит примеси, поэтому элементный анализ заметно расходится с расчетным.

Уротропиниевая соль этилового эфира 2-бромметил-5-фенил-3-фуранкарбоновой кислоты (XXII). Из 9.4 г соединения X получено 12.8 г целевого продукта. Выход 92%. Тпл 217 °C, (из смеси этилацетат: петролейный эфир 2:1). Содержит примеси, поэтому элементный анализ заметно расходится с расчетным.

Уротропиниевая соль этилового эфира 5-бромметил-2-фенил-3-фуранкарбоновой кислоты (XXIII). Из 5 г соединения XI получено 5.7 г целевого продукта. Выход 78%. Тпл 209 °C, (из смеси этилацетат: петролейный эфир 2:1). Содержит примеси, поэтому элементный анализ заметно расходится с расчетным.

5.3. Гидролиз уротропиниевых солей до аминокислот (общая методика) а) без выделения гидрохлорида аминоэфира

Уротропиниевую соль (XVI, XVII, XX) растворяли при нагревании в спирте, получая близкий к насыщенному раствор, а затем прибавляли насыщенный (36%) раствор хлористого водорода в спирте из расчета 4.5 моль хлористого водорода на 1 моль уротропиниевой соли и кипятили 2.5−3 ч. Горячую реакционную массу отфильтровывали от осадка хлористого аммония, который промывали горячим спиртом, и отгоняли при пониженном давлении большую часть растворителя. Остаток растворяли в воде и доводили рН раствора до 8.5−9 с помощью 20% раствора гидроксида натрия. После этого добавляли 20% раствор гидроксида натрия в соотношении 2 моль/моль исходной уротропиниевой соли и кипятили при перемешивании 3 ч. После удаления остатков спирта отгонкой при пониженном давлении подкисляли реакционную массу соляной кислотой до рН 1−2. Через некоторое время из раствора выкристаллизовывался гидрохлорид аминокислоты.

Гидрохлорид 4-аминометил-5-шреш-бутил-2-фуранкарбоновой кислоты (XXVII). Из 12.3 г соединения XVI получено 1.8 г целевого продукта. Выход 24%. Спектр ЯМР *Н, 5, м.д.: 1.29 с [9Н, (СН3)3С], 4.00 с (2Н, СН2Ы), 7.37 с (1Н, Н3), 8.59 уш. с (ЗН, ИН3+).

Гидрохлорид 2-аминометил-З-фуранкарбоновой кислоты (XXVIII). Из 17 г соединения XVII получено 3.9 г целевого продукта. Выход 48%. Спектр ЯМР ]Н, 5, м.д.: 4.27 с (2Н, СН2Ы), 6.74 с (1Н, Н4), 7.79 с (1Н, Н5), 8.72 уш. с (ЗН, 1ЧН3+).

Гидрохлорид 4-аминометил-5-изобутил-2-метил-3-фураикарбоиовой кислоты (XXXI). Из 2.7 г соединения XX получен 1 г целевого продукта. Выход 60%. Спектр ЯМР 1Н, 8, м.д. (У, Гц): 0.90 д (6Н, 2СН3, / 6,4 Гц), 1.90 м (1Н, СН, ] 6,4 Гц), 2.50 уш.с. (2-СН3 + СН2 + ост. ДМСО), 3.94 с (2Н, СН2Ы), 8.05 уш. с (ЗН, 1ЧН3+). б) с выделением кристаллического гидрохлорида аминоэфира

Уротропиниевую соль (ХШ-ХУ, XVIII, XIX, ХХ1-ХХШ) растворяли при нагревании в спирте, получая близкий к насыщенному раствор. Затем прибавляли насыщенный спиртовый раствор хлористого водорода из расчета 4.5 моль хлористого водорода на 1 моль уротропиновой соли и кипятили 2.5−3 ч. Горячую реакционную массу фильтровали. Осадок хлористого аммония промывали горячим спиртом. Фильтрат упаривали при пониженном давлении в 2−2.5 раза, либо пока не начиналось выпадение кристаллов. Остаток охлаждали до -6°С. На следующий день отфильтровывали кристаллы гидрохлорида аминоэфира и промывали их небольшим количеством ацетона или этилацетата. Для получения гидрохлорида аминоэфира из уротропиниевой соли (XXIII) маточник, упаренный после фильтрации осадка хлористого аммония, перед вымораживанием затирали с этилацетатом. Высушенные при 40−50°С кристаллы гидрохлорида аминоэфира растворяли в небольшом количестве спирта, прибавляли 3 эквивалента 20% водного раствора гидроксида натрия и кипятили при перемешивании 3 ч. После удаления остатков спирта подкисляли реакционную массу соляной кислотой до рН 6.5−7. Выпавший осадок аминокислоты отфильтровывали и сушили при

40−50°С. Для идентификации методами ЯМР 'Н (аминометил)фуранкарбо-новые кислоты переводили в их гидрохлориды из-за нерастворимости кислот в ДМСО. Структуры и выходы полученных гидрохлоридов аминокислот приведены в табл.2.2.

Гидрохлорид 5-аминометил-2-фуранкарбоновой кислоты (XXIV). Из 19.2 г соединения XIII получено 4.4 г целевого продукта. Выход 42%. Спектр ЯМР 'Н (400 МГц, ДМСО-ёб), 5, м.д.: 4.13 с (2Н, СН2М), 6.69 с (1Н, Н4), 7.22 с (1Н, Н3), 8.75 уш. с (ЗН, № 1з+).

Гидрохлорид 4-аминометил-5-метил-2-фуранкарбоновой кислоты (XXV). Из 13.6 г соединения XIV получено 5.5 г целевого продукта. Выход 72%. Спектр ЯМР 1Н (400 МГц, ДМСО-с16), 5, м.д.: 2.35 с (ЗН, СН3), 3.85 с (2Н, СН2), 7.30 с (1Н, Н3), 8.32 уш. с (ЗН, Ш3+). Найдено, %: С 39.88, Н 5.35, N 6.74. С7НП]Ч04-НС1. Вычислено, %: С 40.11, Н 5.74, N 6.77.

Гидрохлорид З-аминометил-2-фуранкарбоновой кислоты (XXVI). Из 15.2 г соединения XV получено 4.7 г целевого продукта. Выход 63%. Спектр ЯМР *Н (400 МГц, ДМСО-с1б), 8, м.д.: 4.16 с (2Н, СН2), 6.97 с (1Н, Н4), 7.84 с (1Н, Н5), 8.73 уш. с (ЗН, 1ЧН3+).

Гидрохлорид 5-аминометил-З-фуранкарбоновой кислоты (XXIX). Из 13.2 г соединения XVIII получено 2.6 г целевого продукта. Выход 42%. Спектр ЯМР 'Н (400 МГц, ДМСО-с16), 5, м.д.: 4.07 с (2Н, СН2), 6.81 с (1Н, Н4), 8.44 с (1Н, Н2), 8.63 уш. с (ЗН, МН3+).

Гидрохлорид 4-аминометил-2,5-диметил-3-фуранкарбоновой кислоты (XXX). Из 21.2 г соединения XIX получено 4.4 г целевого продукта. Выход 77%. Спектр ЯМР 'Н (400 МГц, ДМСО-сУ, 5, м.д.: 2.13 с (ЗН, 2-СН3), 2.49 с (ЗН, 5-СН3), 3.95 с (2Н, СН2), 8.25 уш. с (ЗН, МН3+). Найдено,%: С 46.15, Н 5.77, N 6.56. С8Н"Ш3НС1. Вычислено, %: С 46.67, Н 5.84, N 6.78.

Гидрохлорид 2-аминометил-5-ш/?еш-бутил-3-фуранкарбоновой кислоты (XXXII). Из 18.7 г соединения XXI получено 6.7 г целевого продукта. Выход 67%. Спектр ЯМР 'Н (400 МГц, ДМСО-с1б), 5, м.д.: 1.27 с [9Н, (СН3)3С], 4.26 с (2Н, СН2), 6.33 с (1Н, Н4), 8.81 уш. с (ЗН, 1ЧН3+).

Гидрохлорид 2-аминометил-5-фенил-3-фуранкарбоновой кислоты

XXXIII). Из 12.8 г соединения XXII получено 5 г целевого продукта. Выход

69%. Спектр ЯМР 'Н (400 МГц, ДМСО-с1б), 5, м.д. (У, Гц): 4.39 с (2Н, СН2),

7.08 с (1Н, Н4), 7.32 т (1Н, Н", У 8 Гц), 7.41 т (2Н, Нл', У 8 Гц), 7.81 д (2Н, Н°, У 7 Гц), 8.98 уш. с (ЗН, № 13+). Для свободной аминокислоты найдено, %: С 65.94, Н 5.28, N 6.44. С^НцШз. Вычислено, %: С 66.48, Н 5.12, N 6.49.

Гидрохлорид 5-аминометил-2-фенил-3-фуранкарбоновой кислоты

XXXIV). Из 5.7 г соединения XXIII получено 1.4 г целевого продукта. Выход 44%. Спектр ЯМР 1Я (400 МГц, ДМСО-с16), 5, м.д. (У, Гц): 4.15 с (2Н, СН2), 6.86 с (1Н, Н4), 7.50 м (ЗН, Н" '", У 8 Гц), 8.00 д (2Н, Н°, У 7 Гц), 8.63 уш. с (ЗН, 1ЧН3+).

5.4 Очистка гидрохлоридов аминоэфиров

Гидрохлорид эфира (аминометил)фуранкарбоновой кислоты, суспендировали в толуоле (из расчета 5 мл толуола на 1 г соли). К суспензии приливали насыщенный водный раствор поташа из расчета 2 моля К2С03 на 1 моль гидрохлорида аминоэфира и перемешивали 10−15 мин. Органический слой отделяли, водный промывали толуолом. Объединенные толуольные растворы сушили Ыа^О^ а затем подкисляли насыщенным спиртовым раствором НС1 до рН 1. Подкисленный раствор упаривали при пониженном давлении до начала кристаллизации. Гидрохлориды аминоэфиров (ЬХШ), (ЬХ1У) и (ЬХУИ) фильтровали, а (ЬХХХ) и (ЬХХХ1) предварительно затирали с небольшим количеством петролейного эфира. Полученные кристаллы гидрохлорида аминоэфира сушили при 40−50°С.

Гидрохлорид этилового эфира 2-аминометил-5-/ю/?еш-бутил-3-фуранкарбоновой кислоты (ЬХХХ). Из 9.5 г загрязненного гидрохлорида аминоэфира получено 5.6 г чистого, Тпл 125 °C. Спектр ЯМР 'Н, (400 МГц, ДМСО-аб), 5, м.д.: 1.28 уш. с (12Н, 4СН3), 4.22 м (4Н, 2СН2), 6.33 с (1Н, Н4), 8.82 уш. с (ЗН, МН3+).

Гидрохлорид этилового эфира 5-аминометил-2-фенил-3-фуранкарбоновой кислоты (LXXXI). Из 5.3 г загрязненного гидрохлорида аминоэфира получено 3.5 г чистого, Тпл 128 °C. Спектр ЯМР 'Н, (400 МГц, ДМСО-dö-), 5, м.д. (/, Гц): 1.27 т (ЗН, СН3, J 1 Гц), 4.15 с (2Н, CH2N), 4.22 к (2Н, СН20, J 1 Гц), 6.86 с (1Н, Н4), 7.51 м (ЗН, Н" '", J 8 Гц), 8.01 м (2Н, Н°, J1 Гц), 8.63 уш. с (ЗН, NH3+).

Гидрохлорид этилового эфира 4-аминометил-5-мегил-2-фуранкарбоновой кислоты (LXIII). Из 7.6 г загрязненного гидрохлорида аминоэфира получено 3.8 г чистого, Тпл 188 °C. Спектр ЯМР *Н (400 МГц, ДМСО-dö-), 5, м.д. (J, Гц): 1.32 т (ЗН, СН3, J 1 Гц), 2.40 с (ЗН, 5-СН3), 3.81 с (2Н, CH2N), 4.25 к (2Н, СН20, / 7 Гц), 7.39 с (1Н, Н3), 8.57 с (ЗН, NH3+).

Гидрохлорид этилового эфира 4-аминометил-2,5-диметил-3-фуранкарбоновой кислоты (LXIV). Из 11.7 г загрязненного гидрохлорида аминоэфира получено 8.9 г чистого, Тпл 218 °C. Спектр ЯМР 'Н (400 МГц, ДМСО-с16)" 5, м.д. (/, Гц): 1.32 т (ЗН, СН3, J1 Гц), 2.47 с (2-СН3), 2.99 с (ЗН, 5-СН3), 3.92 с (2Н, CH2N), 4.24 к (2Н, СН20, / 7 Гц), 7.99 с (ЗН, NH3+).

Гидрохлорид этилового эфира З-аминометил-2-фуранкарбоиовой кислоты (LXVII). Из 6.9 г загрязненного гидрохлорида аминоэфира получено 4.1 г чистого, Тпл 154−156°С. Спектр ЯМР! Н (400 МГц, ДМСО-06), 5, м.д. (J, Гц): 1.28 т (ЗН, СН3, J1 Гц), 4.16 с (2Н, CH2N), 4.23 к (2Н, СН20, J1 Гц), 6.97 с (1Н, Н4), 7.89 с (1Н, Н5) 8.72 уш. с (ЗН, NH3+).

5.5. Циклизация 1,4-дикарбонильных соединений с (аминометил)фуранкарбоновъши кислотами

Навеску (аминометил)фуранкарбоновой кислоты суспендировали в ледяной уксусной кислоте (из расчета 20 мл уксусной кислоты на 1 г (аминометил)фуранкарбоновой кислоты). При перемешивании прибавляли эквивалентное количество 1,4-дикарбонильного соединения и нагревали до 100−110°С. Выдерживали реакционную массу при этой температуре, контролируя полноту протекания реакции методом ТСХ. По окончании реакции растворитель отгоняли при пониженном давлении. Остаток растворяли в небольшом количестве спирта и прибавляли воду по каплям до появления кристаллов. Полученные продукты отфильтровывали и сушили их при 40−50°С. В случае использования (аминометил)фуранкарбоновой кислоты (ХЬП) требовалось перед упариванием растворителя отфильтровать остаток непрореагировавшей аминокислоты.

5-[2,5-Диметил-3-этоксикарбонилпиррол-1-ил)метил]-2-фуранкарбо-новая кислота (ХЫУ). Время реакции 40 мин. Из 2 г соединения XXXV и 1.5 г соединения XXXVIII получено 2.5 г целевого продукта. Выход 81%. Тпл 172 °C. Спектр ЯМР 'Н (400 МГц, СБС13), 8, м.д. (У, Гц): 1.33 т (ЗН, СН3-этил, У 1 Гц), 2.20 с (ЗН, 5-СН3-пиррол), 2.52 с (ЗН, 2-СН3-пиррол), 4.24 к (2Н, ОСН2-этил, У7 Гц), 5.02 с (2Н, КСН2), 5.98 д (1Н, Н4-фуран, У 2,4 Гц), 6.31 с (1Н, Н-пиррол), 7.18 д (1Н, Н3-фуран, У 2,4 Гц), 8.75 уш.с. (1Н, СООН). Найдено, %: С 61.99, Н 5.95, N4.71. С15Н17Ш5. Вычислено, %: С 61.85, Н 5.88, N 4.81.

5-[5-/и/7^т-Бутил-2-метил-3-этоксикарбонилпиррол-1-ил)метил]-2-фуранкарбоновая кислота (ХЬУ). Время реакции 45 мин. Из 2.3 г соединения XXXVI и 1.4 г соединения XXXVIII получено 2.3 г целевого продукта. Выход 70%. Тпл 183 °C. Спектр ЯМР 'Н (400 МГц, СБСЪ), 8, м.д. (У, Гц): 1.27 м (12Н, 4СН3), 2.42 с (ЗН, СН3-пиррол), 4.28 к (2Н, ОСН2, У 7 Гц), 5.28 с (2Н, МСН2), 5.79 д (1Н, Н4-фуран, У 2,4 Гц), 6.36 с (1Н, Н-пиррол), 7.22 д (1Н, Н3-фуран, У 2,4 Гц), 10.30 уш.с. (1Н, СООН). Найдено, %: С 64.65, Н 7.06, N 4.10. С18Н23Ж)5. Вычислено, %: С 64.85, Н 6.95, N 4.20.

5-[(2,5-Диметил-3-этоксикарбонилпиррол-1-ил)метил]-3-фуранкар-боиовая кислота (ХЬУ1). Время реакции 60 мин. Из 1.5 г соединения XXXV и 1.4 г соединения XXXIX получено 1.7 г целевого продукта. Выход 74%. Тпл 158 °C. Спектр ЯМР! Н (400 МГц, 0) С13), 8, м.д. (У, Гц): 1.33 т (ЗН, СН3, У 7 Гц), 2.23 с (ЗН, 5-СН3), 2.56 с (ЗН, 2-СН3), 4.26 к (2Н, ОСН2, У 7 Гц), 4.94 с (2Н, ЫСН2), 6.29 с и 6.42 с (1Н и 1Н, Н-пиррол и Н4-фуран), 8.00 с (1Н, Н2-фуран), 9.56 уш.с. (1Н, СООН). Найдено, %: С 61.97, Н 5.94, N 4.52. С15Н17Ж)5. Вычислено, %: С 61.85, Н 5.88, N 4.81.

2-[(2,5-Диметил-3-этоксикарбонилпиррол-1-ил)метил]-5-метил-3-фу-ранкарбоновая кислота (XLVII). Время реакции 150 мин. Из 1.65 г соединения XXXV и 1.7 г соединения XL получено 2 г целевого продукта. Выход 74%. Тпл 183 °C. Спектр ЯМР ]Н (400 МГц, CDC13), 5, м.д. (/, Гц): 1.32 т (ЗН, СН3, / 7 Гц), 2.17 с (ЗН, 5-СН3-пиррол), 2.22 с (ЗН, 2-СН3-пиррол), 2.57 с (ЗН, СНз-фуран), 4.25 к (2Н, ОСН2, J 1 Гц), 5.32 с (2Н, CH2N), 6.26 с и 6.31 с (1Н и 1Н, Н4-пиррол и Н4-фуран). Найдено, %: С 63.16, Н 6.20, N 4.47. C16H19N05. Вычислено, %: С 62.94, Н 6.27, N 4.59.

1-[(3-Карбокси-5-метил-2-фурил)мстил]-5-метил-1^-пиррол-3-карбоиовая кислота (из XLVIII). Из 1.3 г соединения XXXVII и 1.45 г соединения XL получено 0.9 г целевого продукта. Время реакции 150 мин. Поскольку не удалось выделить кристаллический продукт, его подвергли гидролизу водно-спиртовой щелочью. Для этого навеску моноэфира дикарбоновой кислоты XLVIII растворили в небольшом количестве спирта, прибавили два эквивалента 50% раствора гидроксида калия и кипятили в течение 6 ч. После этого спирт отогнали при пониженном давлении, реакционную массу подкислили раствором НС1 до рН~2. Выпавшие кристаллы отфильтровали и сушили при температуре 40−50°С. Выход после гидролиза 46%. Тразл 244 °C. Спектр ЯМР *Н (400 МГц, ДМСО-с16), 5, м.д.: 2.07 с (ЗН, СН3), 2.17 с (ЗН, СН3), 5.33 с (2Н, СН2), 6.10 с и 6.32 с (1Н и 1Н, Н-фуран и Н4-пиррол), 7.26 с (1Н, Н2-пиррол), 12.32 уш.с. (2Н, 2СООН).

4-[(5-/я^реш-Бутил-2-метил-3-этоксикарбонилпиррол-1-ил)метил]-5-метил-2-фуранкарбоновая кислота (XLIX). Время реакции 180 мин. Из 1.8 г соединения XXXVI и 1.5 г соединения XLI получено 1.5 г целевого продукта. Выход 55%. Тпл 187 °C. Спектр ЯМР 1Я (400 МГц, CDC13), 5, м.д. (7, Гц): 1.32 м (12Н, 4СН3), 2.18 с (ЗН, СН3-пиррол), 2.36 с (ЗН, СН3-фуран), 4.25 к (2Н, ОСН2, J 1 Гц), 5.05 с (2Н, CH2N), 6.37 с и 6.72 с (1Н и 1Н, Н-пиррол и Н-фуран). Найдено, %: С 64.60, Н 7.13, N 3.95. Q9H25NO5. Вычислено, %: С 65.69, Н 7.25, N4.03.

4-[(2,5-Диметил-3-этоксикарбонилпиррол-1-ил)метил]-2,5-диметил-З-фуранкарбоновая кислота (Ь). Время реакции 420 мин. Из 3 г соединения XXXV и 2.7 г соединения ХЫ1 получено 3.5 г целевого продукта. Выход 69%. Тпл 171 °C. Спектр ЯМР! Н (400 МГц, СБСЬ), 8, м.д. (7, Гц): 1.37 т (ЗН, СН3-этил, ] 7 Гц), 2.13 с (ЗН, СН3), 2.17 с (ЗН, СН3), 2.46 с (ЗН, СН3), 2.55 с (ЗН, СН3), 4.26 к (2Н, ОСН2, / 7 Гц), 5.07 с (2Н, СН21Г), 6.29 с (1Н, Н-пиррол). Найдено, %: С 64.02, Н 6.39, N 4.25. С^Ж^. Вычислено, %: С 63.92, Н 6.64, N 4.39.

4-[5-/и/7еш-Бутил-2-метил-3-этоксикарбонилпиррол-1-ил)метил]-2,5-диметил-3-фуранкарбоновая кислота (Ы). Время реакции 960 мин. Из 1.9 г соединения XXXVI и 1.4 г соединения ХЫ1 получено 1.8 г целевого продукта. Выход 60% (конверсия (аминометил)фуранкарбоновой кислоты 75%). Тпл 108 °C. Спектр ЯМР *Н (400 МГц, СЭС13), 8, м.д. (У, Гц): 1.32 м (12Н, 4СН3), 2.17 с (ЗН, СН3-пиррол), 2.40 с (ЗН, 5-СН3-фуран), 2.56 с (ЗН, 2-СН3-фуран), 4.25 к (2Н, ОСН2, /7 Гц), 5.16 д (1Н, 2/ 18 Гц) и 5.47 д (1Н, 2/ 18 Гц) КСНЛН5), 6.35 с (1Н, Н-пиррол). Найдено, %: С 66.06, Н 7.76, N 3.68. С20Н27Ш5. Вычислено, %: С 66.46, Н 7.53, N 3.88.

1-[(4-Карбокси-2,5-диметил-3-фурил)метил]-5-метил-1#-пиррол-3-карбоновая кислота (Ы1). Из 1.44 г соединения XXXVII и 1.4 г соединения ХЬП получен 1 г целевого продукта. Время реакции 260 мин. Поскольку не удалось выделить кристаллический продукт, его подвергли гидролизу водно-спиртовой щелочью. Для этого навеску моноэфира дикарбоновой кислоты 1Л1 растворили в небольшом количестве спирта, прибавили два эквивалента 50% раствора гидроксида калия и кипятили в течение 6 ч. После этого спирт отогнали при пониженном давлении, реакционную массу подкислили раствором НС1 до рН~2. Выпавшие кристаллы отфильтровали и сушили при температуре 40−50°С. Выход после гидролиза 48% (конверсия (аминометил)-фуранкарбоновой кислоты 82%). Тразл 253 °C. Спектр ЯМР ]Н (400 МГц, ДМСО-с16), 8, м.д.: 2.05 с и 2.15 с (ЗН и ЗН, 5-СН3-пиррол и 5-СН3-фуран), 2.49 с (2-СНз-фуран +ДМСО), 4.96 с (2Н, СН2), 6.09 с (1Н, Н4), 6.99 с (1Н, Н2), 12.11 уш.с. (2Н, 2СООН).

3-[(2,5-Диметил-3-этоксикарбонилпиррол-1-ил)метил]-2-фуранкар-боновая кислота (LUI). Время реакции 620 мин. Из 2 г соединения XXXV и 1.5 г соединения XLIII получено 2.4 г целевого продукта. Выход 78%. Тразл 163 °C. Спектр ЯМР 'Н (400 МГц, CDC13), 5, м.д. (У, Гц): 1.22 т (ЗН, СН3, J 7 Гц), 2.03 с (ЗН, 5-СНз-пиррол), 2.34 с (СН3-пиррол), 4.11 к (2Н, ОСН2, J 1 Гц), 5.11 с (2Н, CH2N), 5.67 с (1Н, Н4-пиррол), 6.18 с (1Н, Н4-фуран), 7.32 с (1Н, Н5-фуран). Найдено, %: С 61.71, H 5.82, N 4.57. Ci5H17N05. Вычислено, %: С 61.85, H 5.88, N4.81.

5.6. Ацилирование эфиров (амипометил)фуранкарбоповых кислот галогепангидридими фуранкарбоновых кислот (общая методика)

Навеску эфира (аминометил)фуранкарбоновой кислоты растворяли в небольшом количестве ацетонитрила, при перемешивании прибавляли два эквивалента триэтиламина, а затем эквивалентное количество 50% раствора хлорангидрида фуранкарбоновой кислоты в ацетонитриле. После перемешивания в течение 2 ч при комнатной температуре реакционную массу оставляли на ночь. На следующий день отфильтровывали гидрохлорид триэтиламина, фильтрат упаривали, остаток растворяли в хлороформе и промывали водой. После сушки над хлористым кальцием растворитель отгоняли. Если не удавалось выделить кристаллическое ацилированное производное (аминометил)фуранкарбоновой кислоты в виде эфира, то его подвергали гидролизу водно-спиртовой щелочью. Для этого навеску ацилированного эфира (аминометил)фурана растворяли в небольшом количестве спирта, прибавляли два эквивалента 50% водного раствора гидроксида калия и кипятили в течение 6 ч. После этого спирт отгоняли при пониженном давлении, реакционную массу подкисляли раствором HCl до рН~2. Выпавшие кристаллы отфильтровывали и сушили при температуре 40−50°С.

2-[(3-Метил-2-фуроил)амино]метил-3-фуранкарбоновая кислота

LVIII). Из 2 г соединения LXV получено 1.6 г целевого продукта. Выход 67%. Тпл 130 °C. Спектр ЯМР 'Н (400 МГц, CDC13), 5, м.д. (/, Гц): 2.31 с (ЗН, СН3), 4.75 д (2Н, CH2N, / 6 Гц), 6.45 уш. с (1Н, Н4), 6.62 уш. с (1Н, Н4'), 7.6 уш. с (2Н, Н5 и Н5'), 8.39 с (1Н, NH), 12.73 уш. с (1Н, СООН).

5-[2-Метил-3-фуроил)амино]метил-2-фуранкарбоновая кислота (LIX). Из 2.5 г соединения LXII получено 1.1 г целевого продукта Выход 37%. Тпл 176 °C. Спектр ЯМР! Н (400 МГц, CDC13), 5, м.д. (J, Гц): 2.51 с (ЗН, СН3), 4.42 д (2Н, CH2N, J 6 Гц), 6.39 уш. с (1Н, Н4-аминометилфуран), 6.84 уш. с (1Н, Н4-фуроил), 7.18 уш. с (1Н, Н3), 7.42 уш. с (1Н, Н5), 8.48 с (1Н, NH), 12.72 уш. с (1Н, СООН). Найдено, %: С 57.11, Н 4.56, N 5.68. Ci2HnN05. Вычислено, %: С 57.80, Н 4.40, N5.60.

5-[(5-т/7^//г-Бутил-2-метил-3-фуроил)амино]метил-2-фуранкарбоно-вая кислота (LX). Из 2 г соединения LXII получено 1.7 г целевого продукта Выход 57%. Тпл 172 °C. Спектр ЯМР ]Н (400 МГц, CDC13), 5, м.д. (/, Гц): 1.24 с [9Н, (СНз)зС], 2.48 с (ЗН, СН3), 4.41 д (2Н, CH2N, / 6 Гц), 6.38 с (1Н, Н4-аминометилфуран), 6.43 с (1Н, Н4-фуроил), 7.07 с (1Н, Н3), 8.33 с (1Н, NH), 12.7 уш. с (1Н, СООН). Найдено, %: С 62.96, Н 6.28, N 4.54. Ci6H19N05. Вычислено, %: С 63.00, Н 6.20, N 4.60.

5-[(4-Карбокси-3-фуроил)амино]метил-2-фуранкарбоновая кислота (LXI). Из 2 г соединения LXII получено 1.8 г целевого продукта Выход 66%. Тпл 222 °C. Спектр ЯМР *Н (400 МГц, CDC13), 5, м.д. (/, Гц): 4.55 д (2Н, CH2N, J 6 Гц), 6.48 уш. с (1Н, Н4), 7.09 уш. с (1Н, Н3), 8.38 с (2Н, Н2 и Н5), 9.89 с (1Н, NH). Найдено, %: С 51.37, Н 3.64, N 5.09. C12H9N07. Вычислено, %: С 51.60, Н 3.20, N5.00.

5.7. Формилирование эфиров (аминометил)фуранкарбоновых кислот

Гидрохлорид эфира (аминометил)фуранкарбоновой кислоты суспендировали в о-ксилоле (из расчета 10 мл о-ксилола на 1 г гидрохлорида аминоэфира). Прибавляли насыщенный раствор К2СОз (из расчета 2 моля на один моль гидрохлорида аминоэфира) и перемешивали 5−10 мин. В делительной воронке отделяли органический слой. Водный слой 2 раза экстрагировали о-ксилолом. К объединенным органическим растворам приливали 1.4 эквивалента муравьиной кислоты (85%-ной). Кипятили с ловушкой Дина-Старка до окончания выделения воды. Как правило, это происходило в течение 2 ч. Затем отгоняли растворитель при пониженном давлении. Формамиды (LXX-LXXII) кристаллизовались после отгонки всего растворителя. Формамиды (LXVIII, LXIX, LXXIII) оставались в виде вязкого масла.

Этиловый эфир 5-(формиламинометил)-2-фуранкарбоновой кислоты (LXVIII). Из 8.5 г соединения LXII получено 6.4 г целевого продукта. Выход 78%. Спектр ЯМР 1 В (400 МГц, CDC13), 5, м.д. (/, Гц): 1.22 т (ЗН, СН3, J7 Гц), 4.20 к (2Н, ОСН2, J7 Гц), 4.37 д (2Н, CH2N, /Нн б Гц), 6.23 д (1Н, H4, J 2.4 Гц), 6.95 д (1Н, H3, J 2.4 Гц), 7.34 уш. с (1Н, NH), 8.11 с (1Н, СНО).

Этиловый эфир 4-(формиламинометил)-5-метил-2-фуранкарбоновой кислоты (LXIX). Из 10.2 г соединения LXIII получено 6.6 г целевого продукта. Выход 67%. Спектр ЯМР 'Н (400 МГц, CDC13), 5, м.д. (J, Гц): 1.33 т (ЗН, СН3, J 1 Гц), 2.35 с (ЗН, 5-СН3), 4.23 д (2Н, CH2N, J 6 Гц), 4.30 к (2Н, ОСН2, J1 Гц), 6.16 уш. с (1Н, NH), 7.06 с (1Н, Н3), 8.19 с (1Н, СНО).

Этиловый эфир 4-(формиламинометил)-2,5-диметил-3-фуранкарбо-новой кислоты (LXX). Из 12.3 г соединения LXIV получено 6.3 г целевого продукта. Выход 53%. Тпл 81 °C. Спектр ЯМР *Н (400 МГц, CDC13), 5, м.д. (У, Гц): 1.34 т (ЗН, СН3, /7 Гц), 2.28 с (ЗН, 5-СН3), 2.46 с (ЗН, 2-СН3), 4.27 м (4Н, 2СН2), 6.69 уш. с (1Н, NH), 8.09 с (1Н, СНО).

Этиловый эфир 2-(формиламинометил)-3-фуранкарбоновой кислоты (LXXI). Из 6.1 г соединения LXV получено 3.5 г целевого продукта. Выход 6,0%. Тпл 84 °C. Спектр ЯМР 'Н (400 МГц, CDC13), 5, м.д. (/, Гц): 1.32 т

ЗН, СНз, У1 Гц), 4.26 к (2Н, ОСН2, У1 Гц), 4.72 д (2Н, СН2К, У 6 Гц), 6.23 уш. с (2Н, Н4-фуран + Ш), 7.26 д (1Н, Н5-фуран), 8.17 с (1Н, СНО).

Этиловый эфир 5-(формиламинометил)-3-фуранкарбоновой кислоты (ЬХХП). Из 8.7 г соединения ЬХУ1 получено 5.2 г целевого продукта. Выход 62%. ТШ1 52 °C. Спектр ЯМР 'Н (400 МГц, СБС1з), 5, м.д. (У, Гц): 1.30 т (ЗН, СНз, 3 7 Гц), 4.24 к (2Н, ОСН2, У 7 Гц), 4.45 д (2Н, СН2М, У 6 Гц), 6.47 уш. с (1Н, ГШ), 6.56 с (1Н, Н4), 7.89 с (1Н, Н2), 8.20 с (1Н, СНО).

Этиловый эфир 3-(формиламинометил)-2-фураикарбоновой кислоты (ЬХХШ). Из 7.8 г соединения ЬХУП получено 3.7 г целевого продукта. Выход 49%. Спектр ЯМР 'Н (400 МГц, СВС3), 5, м.д. (У, Гц): 1.29 т (ЗН, СН3, У 7 Гц), 4.27 к (2Н, ОСН2, У 7 Гц), 4.52 д (2Н, СН21Ч, У 6 Гц), 6.43 д (1Н, Н4, У 2 Гц) 7.08 уш. с (1Н, ГШ), 7.37 д (1Н, Н5, У 2 Гц), 8.10 с (1Н, СНО).

5,8. Дегидратация эфиров (формиламинометил)фуранкарбоновых кислот

Навеску этилового эфира (формиламинометил)фуранкарбоновой кислоты растворяли в дихлорметане (из расчета 10 мл дихлорметана на 1 г формамида). Приливали триэтиламин (из расчета 3.25 моль триэтиламина на 1 моль формамида). Реакционную массу охлаждали на ледяной бане до 0 °C. При перемешивании добавляли по каплям 50%-ный раствор хлористого тионила в СН2С12 (из расчета 1.3 моля БОСЬ на 1 моль И-формамида), поддерживая температура реакционной массы не выше 5 °C. После прибавления всего хлористого тионила реакционную массу перемешивали в течение 3 ч, позволяя ей нагреться до комнатной температуры. Затем реакционную массу отфильтровывали от осадка гидрохлорида триэтиламина, промывали последний дихлорметаном. Полученный фильтрат выливали в насыщенный раствор соды со льдом. Отделяли органический слой. Водный слой 2 раза экстрагировали дихлорметаном. Объединяли органические слои и 2 раза промывали насыщенным раствором соды со льдом. Раствор сушили над № 2804. На следующий день отгоняли растворитель при пониженном давлении. Этиловые эфиры (изоцианометил)фуранкарбоновых кислот представляют собой вязкие темные жидкости с сильным отвратительным запахом.

Этиловый эфир 5-(изоцианометил)-2-фуранкарбоновой кислоты (LXXIV). Из 6.4 г соединения LXVIII получено 5.5 г смеси изоцианида и формамида в соотношении 72:28 (по данным ЯМР *H). Спектр ЯМР 'Н (400 МГц, CDC13) соединения LXXIV, 5, м.д. (/, Гц): 1.29 т (ЗН, СН3, J 7 Гц), 4.27 к (2Н, ОСН2, / 7 Гц), 4.63 с (2Н, CH2N), 6.47 д (1Н, Н4, J 2.4 Гц), 7.06 д (1Н, Н3, J 2.4 Гц).

Этиловый эфир 4-(изоцианометил)-5-метил-2-фуранкарбоновой кислоты (LXXV). Из 6.6 г соединения LXIX получено 4.7 г смеси изоцианида и формамида в соотношении 77:23 (по данным ЯМР! Н). Спектр ЯМР ]Н (400 МГц, CDCI3) соединения LXXV, 5, м.д. (/, Гц): 1.32 т (ЗН, СН3-этил, J 7 Гц), 2.33 с (ЗН, 5-СНз), 4.29 к (2Н, ОСН2, J1 Гц), 4.33 с (2Н, CH2N), 7.10 с (1Н, Н3). ИК спектр (СНС13), v: 2156 см" 1 (изонитрил).

Этиловый эфир 4-(изоцианометил)-2,5-диметил-3-фураикарбоновой кислоты (LXXYI). Из 6.3 г соединения LXX получено 5.6 г смеси изоцианида и формамида в соотношении 50:50 (по данным ЯМР 'Н). Спектр ЯМР! Н (400 МГц, CDCI3) соединения LXXVI, 5, м.д. (/, Гц): 1.20 т (ЗН, СН3-этил, J 1 Гц), 2.11 с (ЗН, 5-СН3), 2.34 с (ЗН, 2-СН3), 4.12 к (2Н, ОСН2, J 7 Гц), 4.40 с (2Н, CH2N).

Этиловый эфир 2-(изоцианометил)-3-фуранкарбоновой кислоты (LXXVII). Из 3.5 г соединения LXXI получено 3 г смеси изоцианида и формамида в соотношении 73:27 (по данным ЯМР ]Н). Спектр ЯМР ]Н (400 МГц, CDC13) соединения LXXVII, 8, м.д. (/, Гц): 1.33 т (ЗН, СН3, J1 Гц), 4.28 к (2Н, ОСН2, J 7 Гц), 4.95 с (2Н, CH2N), 6.70 д (1Н, Н4, J 2.4 Гц), 7.40 д (1Н, Н5, J 2.4 Гц).

Этиловый эфир 5-(изоцианометил)-3-фуранкарбоновой кислоты (LXXVIII). Из 5.2 г соединения LXXII получено 3.4 г смеси изоцианида и формамида в соотношении 63:37 (по данным ЯМР *H). Спектр ЯМР! Н (400

МГц, СОС13) соединения ЬХХУШ, 8, м.д. (У, Гц): 1.19 т (ЗН, СН3, У 7 Гц), 4.14 к (2Н, ОСН2, У1 Гц), 4.52 с (2Н, СН2ГЧ), 6.60 с (1Н, Н4), 7.86 с (1Н, Н2).

Этиловый эфир 3-(изоцианометил)-2-фуранкарбоновой кислоты (ЬХХ1Х). Из 3.7 г соединения ЬХХШ получено 3 г смеси изоцианида и формамида в соотношении 60:40 (по данным ЯМР! Н). Спектр ЯМР! Н (400 МГц, СОС13) соединения ЬХХ1Х, 8, м.д. (У, Гц): 1.34 т (ЗН, СН3, У 7 Гц), 4.33 к (2Н, ОСН2, У 7 Гц), 4.83 с (2Н, СН^), 6.66 с (1Н, Н4) 7.52 с (1Н, Н5).

1.6. Заключение

Таким образом, анализ литературных данных показывает, что имеется достаточно широкий выбор методов синтеза фуранового кольца с различным относительным расположением заместителей. Подробно разработаны способы получения разнообразных галогенметильных производных фурана. Однако основные методы получения фуранов с первичной аминометильной группой имеют ряд серьезных ограничений, обусловленных, в основном, лабильностью фуранового кольца, тогда как реакция Делепина отличается мягкостью условий проведения.

ГЛАВА 2. Синтез (аминометил)фуранкарбоновых кислот по реакции Делепина

В соответствии с поставленной задачей, первой частью нашей работы стала разработка методик синтеза производных (аминометил)фуранов по реакции Делепина.

2.1. Эфиры (галогенметил)фуранкарбоновых кислот в реакции Делепина

Ранее [10] было показано, что в эфирах фуранкарбоновых кислот галогенметильная группа может быть введена в любое положение фуранового кольца. Это дало нам возможность получить серию замещенных эфиров (галогенметил)фуранкарбоновых кислот 1-ХП с различным относительным расположением галогенметильной и алкоксикарбонильной групп в кольце, которые мы далее использовали в качестве исходных в реакции Делепина с целью изучения возможности их превращения в соответствующие производные (аминометил)фуранкарбоновых кислот.

ДА,&trade-&trade-. 7 еюн^ «о» соос, н

2' '5

С1СН,

СН3)3С

Н3С' «о' соос2н5

Н5С2ООС нэсоос

III сх соосн.

ВгСН. соос2н5

IV г о V

ВгСН2″ 'о' VI еюн, соос2н5 О

Н3С' ^снз

VII н5с2оос

ВгСНг- «О еюн соос2н5 о

СН3)2СНСН2^^о «сн, VIII

ВгСН. соос2н5 чГ

XI хоос2н5

ВгН2С «о С (СН3)3 IX еюн, хоос2н5

СН3)3С

С^сн,

XII

Выбор исходных определялся стремлением получить все варианты относительного расположения галогенметильной и сложноэфирной групп в фурановом кольце и имел целью выявить влияние взаимного расположения

43 этих групп и стерических факторов на ход реакции Делепина. Кроме того, ставилась задача изучения влияния природы галогена в изучаемой реакции.

Для соединений I и IV в качестве исходных использовался фурфурол, для соединения II — сильван. Пирослизевую кислоту, полученную окислением фурфурола гипобромитом [75], переводили в соответствующий хлорангидрид [13], из которого получали этиловый и метиловый эфиры [13]. Этиловый эфир пирослизевой кислоты далее хлорметилировали [13]. Выбор именно этилового эфира для синтеза соединения I обусловлен тем, что метиловый эфир 5-хлорметил-2-фуранкарбоновой кислоты обладает сильным кожно-нарывным действием. Кроме того, при перегонке в вакууме он кристаллизуется в холодильнике. В отличие от него, этиловый эфир 5-хлорметил-2-фуранкарбоновой кислоты менее токсичен и при комнатной температуре представляет собой жидкость, что упрощает обработку реакционной массы и перегонку продукта.

Метиловый эфир пирослизевой кислоты алкилировали трет-бутилхлоридом, получая исходный для соединения IV метиловый эфир 5-/7?/?ет-бутил-2-фуранкарбоновой кислоты. В этой реакции нам было удобнее использовать именно метиловый эфир пирослизевой кислоты, поскольку в отличие от этилового он жидкий. Алкилирование по Фриделю-Крафтсу по методике [60] предполагает прибавление по каплям смеси гаре/77-бутилхлорида и эфира пирослизевой кислоты. В этих условиях этиловый эфир пирослизевой кислоты кристаллизуется и забивает капельную воронку.

Сильван формилировали по Вильсмайеру [76]. Полученный 5-метил-фурфурол окисляли гипобромитом в 5-метилпирослизевую кислоту [77]. Её превращали в хлорангидрид, из него получали этиловый эфир 5-метил-2-фуранкарбоновой кислоты, который хлорметилировали до соединения II [13].

PCL

JT JHL. ——^ л

РОС1, НзС^О^-СН0 NaOH Д

HgC^^O Нзс О

С2Н5ОН ^ C5H5N

ZnCt, CH20

COCI

НС1 Н3С⁰-^-СООС2Н5

Исходный для соединения III метиловый эфир З-метил-2 фуранкарбоновой кислоты получали в две стадии. Вначале по реакции Дарзана из метилхлорацетата и диметилацеталя ацетоуксусного альдегида синтезировали метиловый эфир 3-(2,2-диметоксиэтил)-3-метилоксиран-2-карбоновой кислоты. Далее, при нагревании в присутствии п-толуолсульфокислоты происходило раскрытие оксиранового цикла и выделение двух молекул метанола, приводящее к целевому метилфурану [78]. Бромированием последнего бромсукцинимидом получали бромметильное производное III [79]. г. ^ МеО ОМе Р" ТЗА ХН3

X /0Ме + И СН3ОН, (С2Н5)20 V 150 °C п—^ П| н3соос—о

Предшественник соединений V, IX и XII, этиловый эфир 2-метил-З-фуранкарбоновой кислоты, синтезировали по методу Фейста-Бенари конденсацией а-хлорацетальдегида с ацетоуксусным эфиром [29]. Его алкилированием по Фриделю-Крафтсу [60] получали этиловый эфир 5-трет-бутил-2-метил-З-фуранкарбоновой кислоты, который использовали для синтеза соединений IX [67] и XII [66].

O NaOH

О водн.

С1СН2^ +НзСА^соос2н5

НО^СООС2Н5

— NBS О

— нг0 Ч0/^СН3 A|BN

— V

СН3)3СС1 / дЮ|з

СООС-К ,

NBS гт-^ 2 5 ZnC^

IX — Л \ -XII

AIBN (СНз)3С-^/^СН3 СН20, HCI

Необходимые для синтеза соединений VI-VIII, X и XI этиловые эфиры фуранкарбоновых кислот синтезированы методом Пааля-Кнорра из соответствующих 1,4-дикетонов.

Для получения исходного для соединения VI этилового эфира 5-метил-3-фуранкарбоновой кислоты кеталь этилового эфира левулиновой кислоты формилировали этилформиатом по а-углеродному атому по методике, сходной с [80]. Полученный таким образом диметилкеталь 4-кетоальдегида циклизовали в присутствии хлорной кислоты.

П ^СООСпН.

МеОч/ОМе + ^ ^ МеО ОМе С00Сгн5 Н^ н с

Н3С ^ С00С2Н5 ОС2Н5 Нзс ^ СНО Н20 чо о

— нго 1 н+

Исходные для соединений VII, VIII и X эфиры фуранкарбоновых кислот получали алкилированием ацетоуксусного эфира бромацетоном, бромметил-изобутилкетоном и бромацетофеноном, соответственно [31] и последующей циклизацией по Паалю-Кнорру в присутствии хлорной кислоты.

Вг 9 о, СООС2Н5 соос2н5 гдвз 11 и —- /-С —- Г r О Н3С>^^ЧОСгН5 R-^ ^—СН3 -НгО R—^0>-СН3 AIBN

О о

ZnCI2, сн2о

VII R = СН3 HCI

VIII R = /-Bu

VII, VIII

X R = Ph

Совершенно аналогично, первой стадией синтеза соединения XI было алкилирование бензоилуксусного эфира бромацетоном.

Вг о о * .АЛ ч соос, н, о о

— н2о lf .СООС2Н

NBS

XI

AIBN О

Галогены в молекулу вводились либо хлорметилированием (для соединений I, II, IV, VII, VIII и XII) [81], либо бромированием N-бромсукцин-имидом (III, V, VI, IX-XI) [79]. Полученные галогенметильные производные эфиров фуранкарбоновых кислот использовались для получения аминов по реакции Делепина.

Как было показано в литературном обзоре, первая и вторая стадии реакции Делепина представляют собой независимые процессы, характер которых определяется разными факторами. Поэтому их протекание лучше рассматривать раздельно.

На первой стадии реакции образуется четвертичная уротропиниевая соль. Возможность проведения этой стадии и условия ее протекания целиком определяются электрофильностыо используемого галогенида. Алкилируется только один из атомов азота уротропина, так как нуклеофильность остальных атомов снижается из-за стягивания электронной плотности в сторону заряженного центра. Алкилирование уротропина эфирами (галогенметил)-фуранкарбоновых кислот проводили в хлороформе в мольном соотношении 1:1 в соответствии с литературными данными [24]. К раствору 0.1−0.2 моль уротропина в хлороформе при перемешивании прибавляли эквивалентное количество эфира (галогенметил)фуранкарбоновой кислоты и кипятилй с обратным холодильником.

Строение исходных веществ, время реакции и выходы уротропиниевых солей приведены в табл. 2.1.