ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ, 2020, том 90, № 4, с. 650-653

ПИСЬМА

В РЕДАКЦИЮ

УДК 547.867.3

СИНТЕЗ НОВЫХ 2-ЗАМЕЩЕННЫХ

5-ГИДРОКСИПИРАНО[2,3-d][1,3]ОКСАЗИН-

4,7-ДИОНОВ

Г. В. Ксенофонтова^а, В. Э. Захс^а, И. П. Яковлев^а

^а Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет,

ул. Профессора Попова 14/А, Санкт-Петербург, 197376 Россия

^b Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, 198504 Россия

*e-mail: vladimir.olegovich51@gmail.com

Поступило в Редакцию 5 февраля 2020 г.

После доработки 7 февраля 2020 г.

Принято к печати 8 февраля 2020 г.

Взаимодействие амидов карбоновых кислот с малонилхлоридом в среде ацетонитрила или тетрагидрофу-

рана без нагревания приводит к образованию неизвестных ранее 2-замещенных 5-гидроксипирано[2,3-d]-

[1,3]оксазинов. Методами масс-спектрометрии высокого разрешения, спектроскопии ЯМР и рентгено-

структурного анализа установлена структура полученных соединений.

Ключевые слова: пирано[2,3-d][1,3]оксазин, малонилхлорид, рентгеноструктурный анализ

DOI: 10.31857/S0044460X2004023X

Оксопроизводные 1,3-оксазинов являются цен-

кислот 2а-з с малонилхлоридом 1 в мольном со-

ными реагентами для органического синтеза. Имея

отношении 1:2, в среде ацетонитрила или тетра-

в своей структуре три электрофильных центра,

гидрофурана при 20-25°C. В качестве продуктов

1,3-оксазин-4-оны при взаимодействии с нуклео-

реакции были выделены соединения, охарактери-

фильными реагентами приводят к разнообразным

зованные с помощью масс-спектрометрии высоко-

ациклическим и гетероциклическим соединениям,

го разрешения и спектров ЯМР. Согласно данным

таким как, например, малонамовые кислоты, обла-

масс-спектрометрии, полученные соединения об-

дающие гипотензивным действием [1] и 1,2,4-три-

азолы, обладающие противовирусным действием

[2]. С другой стороны, малоизученной группой

являются родственные конденсированные струк-

туры - пираноксазины.

Ранее Циглер с соавторами [3] показали, что

при взаимодействии амидов карбоновых кислот

2а, б с малонилхлоридом 1 образуются 2-заме-

щенные 4-гидроксипирано[3,4-e][1,3]оксазин-5,7-

дионы 3а, б (схема 1). Реакцию проводили в

довольно жестких условиях: без растворителя и

при нагревании реакционной смеси.

Продолжая исследования в данной области,

Общий вид молекулы соединения 4д в кристалле по

нами была изучена реакция амидов карбоновых

данным рентгеноструктурного анализа.

650

СИНТЕЗ НОВЫХ 2-ЗАМЕЩЕННЫХ 5-ГИДРОКСИПИР

АНО[2,3-d][1,3]ОКСАЗИН-4,7-ДИОНОВ

651

Схема 1.

O O

50 70^oC

ɛɟɡ ɪɚɫɬɜɨɪɢɬɟɥɹ

NH₂

3a,

2a ɡ

20 25^oC

0H&1 ɢɥɢ ɌȽɎ

4a ɡ

3K ɚ

0H&₆H ɛ

0H2&₆H ɜ

C₆H ɝ

%U&₆H ɞ

0H2&₆H ɟ

3K&+ &+ ɠ ɮɭɪɚɧ ɢɥ ɡ).

ладают той же эмпирической формулой, что и пи-

этом растворялся. Реакционную смесь перемеши-

раноксазины 3а, б, полученные Циглером. Однако

вали в течение 18 ч при комнатной температуре.

выполненный на базе Центра коллективного поль-

Образовавшийся осадок отфильтровывали, про-

зования Санкт-Петербургского государственного

мывали тетрагидрофураном и сушили. Выход 5.7 г

университета рентгеноструктурный анализ моно-

(67%), т. пл. 218-220°C. Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д.:

кристалла п-бромфенилзамещенного соединения

5.50 с (1Н, 6-H), 7.52 м (2Н, Ph), 7.79 м (1Н, Ph),

4д показал (см. рисунок), что полученные соеди-

8.20 м (2Н, Ph), 12.77 уш. с (1Н, OH). Спектр ЯМР

нения являются представителями ранее неизвест-

¹³С, δ_C, м. д.: 88.53, 93.38, 127.32, 128.07, 131.59,

ной гетероциклической системы - производными

135.01, 154.43, 154.68, 165.87, 167.59, 168.46.

пирано[2,3-d][1,3]оксазина 4а-з [4] (схема 1).

Масс-спектр, m/z: 256.0248 [M - H]^- (вычислено

Таким образом, нами установлено, что при

для C₁₃H₆NO₅: 256.0251).

взаимодействии амидов 2а-з с малонилхлори-

Соединения 4б-з получали аналогично.

дом в соотношении 1:2 в среде ацетонитрила или

5-Гидрокси-2-(4-метилфенил)пирано[2,3-d]-

тетрагидрофурана без нагревания образуются

[1,3]оксазин-4,7-дион (4б). Выход 5.79 г (72%),

2-замещенные

5-гидроксипирано[2,3-d][1,3]окса-

т. пл. 210-212°C. Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д.: 2.44

зин-4,7-дионы [5]. Наличие пяти электрофильных

с (3Н, Me), 5.47 с (1Н, 6-H), 7.46 д (2Н, H_Ar, J =

центров в молекулах полученных соединений по-

8.3 Гц, Ph), 8.09 д (2Н, H_Ar, J = 8.3 Гц), 12.65 уш. с

зволяет рассматривать их как ценные субстраты

(1Н, OH). Спектр ЯМР ¹³С, δ_C, м. д.: 21.53, 88.66,

в реакциях с различными нуклеофильными реа-

93.32, 129.46, 130.08, 130.51, 143.77, 154.39, 154.64,

гентами. Тем самым 2-замещенные 5-гидрокси-

165.92, 167.72, 168.59. Масс-спектр,m/z: 270.0401

пирано[2,3-d][1,3]оксазин-4,7-дионы могут стать

[M - H]^- (вычислено для C₁₄H₈NO₅: 270.0408).

предшественниками новых привилегированных

гетероциклических структур.

5-Гидрокси-2-(4-метоксифенил)пирано-

5-Гидрокси-2-фенилпирано[2,3-d][1,3]окса-

[2,3-d][1,3]оксазин-4,7-дион (4в). Выход 5.94 г

зин-4,7-дион (4а). К суспензии 4 г (10 ммоль)

(78%), т. пл. 221-223°C. Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д.:

амида 2а в 25 мл безводного тетрагидрофурана

3.81 с (3Н, MeO), 5.53 с (1Н), 6.97 д (2Н, H_Ar, J =

при перемешивании и охлаждении медленно по

8.8 Гц), 7.85 д (2Н, H_Ar, J = 8.8 Гц), 12.84 уш. с (1Н,

каплям прибавляли раствор 9.4 г (20 ммоль) мало-

OH). Спектр ЯМР ¹³С, δ_C, м. д.: 49.66, 89.27, 93.73,

нилхлорида в 25 мл тетрагидрофурана, амид при

115.39,

129.83,

131.81,

154.38,

159.93,

163.49,

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 4 2020

652

КОМИССАРОВ и др.

165.63, 167.68, 168.77. Масс-спектр, m/z: 286.0341

122.19, 143.76, 151.01, 153.71, 157.47, 159.74,

[M - H]^- (вычислено для C₁₄H₈NO₆: 286.0357).

167.50, 168.61. Масс-спектр, m/z: 246.0037 [M -

H]^- (вычислено для C₁₁H₄NO₆: 246.0044).

5-Гидрокси-2-(4-нитрофенил)пирано[2,3-d]-

[1,3]оксазин-4,7-дион (4г). Выход 4.15 г (57%),

Спектры ЯМР ¹H и ¹³C растворов синтезиро-

т. пл. 214-216°C. Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д.: 5.57 с

ванных соединений в ДМСО-d₆ зарегистриро-

(1Н, 6-H), 8.15 д (2Н, H_Ar, J = 8.8 Гц), 8.42 д (2Н,

ваны на спектрометре Bruker Avance III (400 и

H_Ar, J = 8.8 Гц), 13.30 с (1Н, OH). Спектр ЯМР

100 МГц соответственно) с использованием оста-

¹³С, δ_C, м. д.: 83.07, 89.83, 124.65, 129.56, 139.35,

точного сигнала дейтерированного растворителя

150.30, 159.59, 159.99, 163.97, 168.72, 170.97.

как внутреннего стандарта. Масс-спектры высо-

Масс-спектр, m/z: 301.0114 [M - H]^- (вычислено

кого разрешения (HRMS) с ионизацией электро-

для C₁₃H₆N₂O₇: 301.0102).

спреем (ESI) записаны на спектрометре Bruker

micrOTOF. Тонкослойную хроматографию для

2-(4-Бромфенил)-5-гидроксипирано[2,3-d]-

доказательства индивидуальности соединений и

[1,3]оксазин-4,7-дион (4д). Выход 4.15 г (62%),

полноты прохождения реакции выполняли на пла-

т. пл. 220-222°C. Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д.: 5.52 с

стинах Silica gel 60 F254 (Merck), элюент - система

(1Н, 6-H), 7.86 д (2Н, H_Ar, J = 8.5 Гц), 8.10 д (2Н,

этанол-этилацетат (4:1), проявление в УФ свете.

H_Ar, J = 8.5 Гц), 12.89 уш. с (1Н, OH). Спектр ЯМР

Температуры плавления определяли капиллярным

¹³С, δ_C, м. д.: 89.77, 93.92, 128.28, 129.53, 131.13,

методом и не корректировали.

133.04, 154.13, 159.78, 165.04, 167.36, 168.74.

Масс-спектр, m/z: 333.9357 [M - H]^- (вычислено

Рентгеноструктурный анализ. Монокристал-

для C₁₃H₆NO₅Br: 333.9357).

лы соединения 4д были выращены из ацетонитри-

ла. Исследование выполнено на дифрактометре

5-Гидрокси-2-(3-метоксифенил)пирано-

Supernova (Dual, Cuatzero, Atlas) при 100(2) K.

[2,3-d][1,3]оксазин-4,7-дион (4е). Выход 5.33 г

Расшифровка структуры выполнена с использова-

(70%), т. пл. 224-226°C. Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д.:

нием программ Olex2 [6], SHELXS [7] и SHELXL

3.87 с (3Н, MeO), 5.50 с (1Н, 6-H), 7.35 м (1Н), 7.56

[8]. Кристаллы моноклинные, C₁₃H₆NO₅Br, M

псевдотриплет (1H, J = 7.8 Гц), 7.62 м (1Н), 7.78 м

336.10, пространственная группа P2₁/c (№ 14),

(1Н, H_Ar), 12.77 уш. с (1Н, OH). Спектр ЯМР ¹³С,

a = 8.7492(2) Å, b = 11.0703(3) Å, c = 12.0221(3) Å,

δ_C, м. д.: 55.98, 89.87, 93.69, 113.36, 121.62, 121.82,

β = 95.733(3)°, V = 1158.59(5) Å³, Z = 4, μ(MoK_α) =

130.29, 131.10, 154.19, 159.75, 160.07, 165.54,

3.568 мм^-1, d_выч = 1.927 г/см³. Измерено 11710 отра-

167.40, 168.52. Масс-спектр, m/z: 286.0361 [M -

жений (6.624° ≤ 2θ ≤ 55°), из них 2661 уникальных

H]^-(вычислено для C₁₄H₈NO₆: 286.0357).

(R_int= 0.0400, R_σ = 0.0317), которые были исполь-

5-Гидрокси-2-(2-фенилэтенил)пирано[2,3-d]-

зованы во всех расчетах; R₁ = 0.0275 [отражения

[1,3]оксазин-4,7-дион (4ж). Выход 5.04 г (65%),

с I > 2σ(I)], wR₂ = 0.0658 (все данные). Результаты

т. пл. 110-112°C. Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д.: 5.60 с

РСА зарегистрированы в Кембриджском центре

(1Н, 6-H), 7.05 д (1H, СН=СН, J = 16.1 Гц), 7.47 м

кристаллографических данных (CCDC 1941265).

(3Н, H_Ar), 7.88 м (2Н, H_Ar), 7.99 д (1Н, СН=СН, J =

16.1 Гц), 12.86 уш. с (1Н, OH). Спектр ЯМР ¹³С, δ_C,

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

м. д.: 89.59, 93.33, 118.47, 128.65, 129.59, 132.02,

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

134.33, 146.88, 154.33, 159.89, 166.21, 167.43,

интересов.

168.68. Масс-спектр, m/z: 282.0409 [M - H]^- (вы-

числено для C₁₅H₈NO₅: 282.0408).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

5-Гидрокси-2-(фуран-2-ил)пирано[2,3-d][1,3]-

1. Лалаев Б.Ю., Яковлев И.П., Кузьмич Н.Н., Ксено-

оксазин-4,7-дион (4з). Выход 6.77 г (76%), т. пл.

фонтова Г.В., Захс В.Э. // ЖОХ. 2010. Т. 80. Вып. 10.

178-180°C. Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д.: 5.45 с (1Н),

С. 1734; Lalaev B.Yu., Yakovlev I.P., Kuz’mich N.N.,

6.91 д (1H, H_Fu, J = 3.8 Гц), 7.75 д (1H, H_Fu, J =

Ksenofontova G.V., Zakhs V.E. // Russ. J. Gen.

3.8 Гц), 8.25 с (1Н, H_Fu), 12.73 уш. с (1Н, OH).

Chem. 2010. Vol. 80. N 10. P. 2043. doi 10.1134/

Спектр ЯМР ¹³С, δ_C, м. д.: 89.40, 93.14, 114.55,

S1070363210100269

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 4 2020

СИНТЕЗ НОВЫХ 2-ЗАМЕЩЕННЫХ 5-ГИДРОКСИПИР

АНО[2,3-d][1,3]ОКСАЗИН-4,7-ДИОНОВ

653

2. Zaharia V., Silvestru A., Palibroda N., Mogosan C. //

5. Пат. 2705183 С1 (2019). РФ // Б. И. 2019. № 31.

Farmacia. 2011. Vol. 59. N 5. P. 624.

6. Dolomanov O.V., Bourhis L.J., Gildea R.J, Ho-

3. Ziegler E., Meindl H. // Monatsh. Chem. 1964. Vol. 95.

ward J.A.K., Puschmann, H. // J. Appl. Crystallogr.

P. 1318. doi 10.1007/BF00904729

2009. Vol. 42. P. 339. doi 10.1107/S0021889808042726

4. Комиссаров В.О., Чернов Н.М., Яковлев И.П. // Тезисы

7. Sheldrick G.M. // Acta Crystallogr. (A). 2008. Vol. 64.

докл. VII Всерос. науч. конф. студентов и аспиран-

P. 112. doi 10.1107/S0108767307043930

тов с международным участием «Инновации в здо-

8. Sheldrick G.M. // Acta Crystallogr. (C). 2015. Vol. 71. P. 3.

ровье нации». СПб, 2019. C. 227.

doi 10.1107/S2053229614024218

Synthesis of New 2-Substituted 5-Hydroxypyrano[2,3-d]-

[1,3]oxazine-4,7-diones

V. O. Komissarov^a,*, N. M. Chernov^a, G. L. Starova^b, T. L. Semakova^a, G. V. Ksenofontova^a,

V. E. Zakhs^a, and I. P. Yakovlev^a

^аSt. Petersburg State University of Chemistry and Pharmacy, St. Petersburg, 197376 Russia

^bSt. Petersburg State University, St. Petersburg198504 Russia

* e-mail: vladimir.olegovich51@gmail.com

Received February 5, 2020; revised February 7, 2020; accepted February 8, 2020

The reaction of carboxylic acid amides with malonyl chloride in acetonitrile or tetrahydrofuran without heating

leads to the formation of previously unknown 2-substituted 5-hydroxypyrano[2,3-d][1,3]oxazines. The structure

of the obtained compounds was established by high resolution mass spectrometry, NMR spectroscopy, and

X-ray analysis.

Keywords: pyrano[2,3-d][1,3]oxazine, malonyl chloride, X-ray analysis

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 4 2020