ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ, 2021, том 91, № 6, с. 847-861

УДК 547.822.7;547.461.3;547.594.3;547.659.1

НОВЫЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА, СТРОЕНИЕ И

АМИНОМЕТИЛИРОВАНИЕ

4-ИМИНО-2-(ДИЦИАНОМЕТИЛЕН)-3-АЗАСПИРО[5.5]-

УНДЕКАН-1,5-ДИКАРБОНИТРИЛА

С. В. Щербаков^c, С. Н. Овчаров^c, Д. С. Кривоколыско^d, С. Г. Кривоколыскоa,d,*

^aЛаборатория «ХимЭкс», Луганский государственный университет имени В. Даля, кв. Молодёжный 20-А/7,

Луганск, 91034 Украина

^bКубанский государственный университет, Краснодар, 350040 Россия

^cСеверо-Кавказский федеральный университет, Ставрополь, 355009 Россия

^dЛуганский государственный медицинский университет имени Святителя Луки, Луганск, 91045 Украина

*e-mail: ksg-group-lugansk@mail.ru

Поступило в Редакцию 5 апреля 2021 г.

После доработки 5 апреля 2021 г.

Принято к печати 22 апреля 2021 г.

При последовательном взаимодействии циклогексанона с малононитрилом и 2-аминопропен-1,1,3-три-

карбонитрилом в присутствии гидроксида калия или этилата натрия в этаноле получен 4-имино-2-(ди-

цианометилен)-3-азаспиро[5.5]ундекан-1,5-дикарбонитрил. Последний вступает в реакцию аминоме-

тилирования с первичными аминами и избытком формальдегида с образованием новых производных

2-(дицианометилен)-3,7-диазаспиро[бицикло[3.3.1]нон-3-ен-9,1ʹ-циклогексан]-1,5-дикарбонитрила.

Вопреки литературным данным, взаимодействие циклогексанона и 2-аминопропен-1,1,3-трикарбо-

нитрила в бензоле в присутствии пиперидина и ледяной уксусной кислоты приводит к образованию

2,4-диамино-5,6,7,8-тетрагидронафталин-1,3-дикарбонитрила.

Ключевые слова: циклогексанон, малононитрил, 2-аминопропен-1,1,3-трикарбонитрил, 2,4-диами-

но-5,6,7,8-тетрагидронафталин-1,3-дикарбонитрил, 4-имино-2-(дицианометилен)-3-азаспиро[5.5]унде-

кан-1,5-дикарбонитрил, аминометилирование

DOI: 10.31857/S0044460X21060032

Димер малононитрила

(2-аминопропен-

растворе ДМСО в виде смеси иминного и амин-

1,1,3-трикарбонитрил) 1 зарекомендовал себя в ка-

ного таутомеров 5А и 5Б в соотношении ~ 1:1 [3]

честве многофункционального реагента в синтезе

(схема 1).

карбо- и гетероциклических соединений [1, 2]. Ра-

Продолжая наши исследования в области хи-

нее в работе [3] было показано, что производные

мии димера малононитрила [4-7], мы решили раз-

циклогексанона - непредельные нитрилы 2 и 3 -

работать новые удобные подходы к синтезу соеди-

легко вступают в реакцию с димером малонони-

нения 5 и изучить возможность получения новых

трила 1 в этаноле в присутствии N-метилморфо-

полинитрильных соединений на его основе. Нами

лина (NMM) с образованием соли 4 с выходами 84

было установлено, что при последовательном вза-

и 70% соответственно (схема 1). При подкислении

имодействии циклогексанона и малононитрила

соли 4 соляной кислотой был выделен 4-имино-2-

с димером малононитрила 1 в этаноле в присут-

(дицианометилен)-3-азаспиро[5.5]ундекан-1,5-ди-

ствии сильных оснований - KОН (способ а) либо

карбонитрил 5 с выходом 80%, существующий в

EtONa (способ б) - и дальнейшем подкислении ре-

847

848

КУРСКОВА и др.

Схема 1.

H₂N

NH₂

NC CN

EtOH,

70-84%

NMM

HCl

80%

H₂N

NMMH

5Б

NMM = N-метилморфолин.

Схема 2.

акционной массы HCl соединение 5 образуется c

ние 5 существует в виде смеси двух таутомеров:

выходами 66 и 74% соответственно (cхема 2). Дан-

4-имино-2-(дицианометилен)-3-азаспиро[5.5]-

ный подход, несомненно, имеет ряд преимуществ

ундекан-1,5-дикарбонитрила 5А и 2-амино-4-(ди-

над известными [3] способами получения соеди-

цианометилен)-3-азаспиро[5.5]ундец-2-ен-1,5-ди-

нения 5, поскольку здесь исключены достаточно

карбонитрила 5В (а не 5А и 5Б, как было указано

трудоемкие предшествующие стадии синтеза, вы-

в работе [3]), при этом каждый из таутомеров 5А

деления и очистки циклогексилиденмалононитри-

и 5В представлен парой диастереомеров в соотно-

ла 2 [8-16] и циклогексилиденцианотиоацетамида

шении ~3:1 (схема 3).

3 [17, 18], а также потери, связанные с этими про-

В спектре ¹Н ЯМР наблюдаются парные сиг-

цессами.

налы водородов С⁵Н и С¹Н основных диастерео-

Строение соединения 5 детально изучено с при-

меров в виде синглетов при 4.25, 4.35 и 4.38 м. д.

влечением методов спектроскопии ЯМР на ядрах

Сигналы пары минорных диастереомеров прояв-

¹Н и ¹³С (DEPTQ, ¹H-¹³C HSQC, ¹H-¹³C HMBC,

ляются в виде синглетов при 4.10 и 4.25, 4.49 и

¹H-¹⁵N HSQC) (табл. 1), а также ИК спектроско-

4.77 м. д. Сигналы водородов NH₂-группы диасте-

пии. Наблюдаемая в спектре ¹Н ЯМР (ДМСО-d₆)

реомеров таутомерной формы 5В представлены в

картина весьма сложна. Установлено, что соедине-

виде пар синглетов при 9.52 и 10.08 м. д., 9.49 и

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 6 2021

НОВЫЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА, СТРОЕНИЕ И АМИНОМЕТИЛИРОВАНИЕ

849

Таблица 1. Основные корреляции в спектрах ЯМР ¹H-¹³C и ¹H-¹⁵N HSQC и HMBC соединения 5^a

1.36

1.74

113.8

114.3

113.8

114.3

35.5

35.3

36.7

32.0

36.7

32.0

4.25

4.35

4.25

4.38

157.7

132.6

9.49

(9.52)

168.2

161.5

63.0

10.02

(10.08)

δ_C, м. д.

δ_N, м. д.

δ_H, м. д.

¹H-¹⁵

N HSQC

H-¹³C HSQC

¹H-¹³C HMBC

1.17-2.01 м (10Н, СН₂,

20.1 и 20.6, 20.8 и 21.6, 24.2 и

21.6, 24.2, 33.3 (3СН₂, цикло-

циклогексан)

24.5, 31.7 и 32.2, 32.8 и 33.3

гексан), 35.3 и 35.5 (С, цикло-

(5СН₂, циклогексан)

гексан), 36.7*** (2С⁵)

4.25 уш. с (2H, С⁵Н)

36.7*** (2С⁵)

63.0 (С(С≡N)₂), 114.3 (C⁵C≡N),

157.7 (C⁴)

4.35 c (1H, C¹H)

32.0*** (C¹)

35.3 (C циклогексан), 113.8

(С¹C≡N), 168.2 (C²)

4.38 (1H, C¹H)

32.0*** (C¹)

35.5 (C циклогексан), 113.8

(С¹С≡N), 161.5 (C²)

9.49 c и 10.02 с (2Н,

132.6 (NH₂* и NH₂**)

NH₂*), 9.52 c и 10.08 с

(2Н, NH₂**)

^aВ спектрах ЯМР ¹H-¹³C HSQC и HMBC обнаруживаются корреляции только основных диастереомеров таутомерных форм 5А

и 5B. Здесь и далее: одной звездочкой обозначены сигналы минорных диастереомеров, двумя - основных диастереомеров тау-

томерных форм 5А и 5В, тремя звездочками обозначены сигналы атомов углерода, находящиеся в противофазе в спектре ЯМР

¹³C DEPTQ.

Схема 3.

(1R,5S)-5A

(1S,5R)-5A

(1R,5R)-5A

(1S,5S)-5A

H₂N

(1R,5R)-5B

(1S,5S)-5B

(1S,5R)-5B

(1R,5S)-5B

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 6 2021

850

КУРСКОВА и др.

Таблица 2. Основные корреляции в спектрах ЯМР ¹H-¹³C HSQC и HMBC соединения 7

117.3

2.58-2.59

H H

5.90

82.5

144.7

NH₂

21.5

NH₂

28.7

152.2

1.63-1.67

77.5

23.0

21.7

110.7

153.1

116.0

H H

NH₂

H H

NH₂

2.21-2.22

6.31

δ_С, м. д.

δ_H, м. д.

¹H-¹³C HSQC

¹H-¹³C HMBC

1.63-1.67 м (C⁶H₂ и C⁷H₂)

21.5 (C⁷), 21.7 (C⁶)

21.5 (C⁷), 21.7 (C⁶), 23.0 (C⁵), 28.7 (C⁸), 110.7 (C^4a), 144.7 (C^8a)

2.21-2.22 м (C⁵H₂)

23.0 (C⁵)

21.5 (C⁷), 110.7 (C^4a), 144.7 (C^8a), 153.1 (C⁴).

2.58-2.59 м (C⁸H₂)

28.7 (C⁸)

21.5 (C⁷), 82.5 (C¹), 110.7 (C^4a), 144.7 (C^8a)

5.90 уш. с (C²NH₂)

77.5 (C³), 82.5 (C¹)

6.31 уш. c (C⁴NH₂)

77.5 (C³), 110.7 (C^4a)

10.02 м. д., на что указывают четыре кросс-пика в

Из литературных данных известно, что про-

спектре 2D ЯМР ¹H-¹⁵N HSQC при единственном

дукты конденсации Кнёвенагеля димера малоно-

сигнале азота в области 132.6 м. д. Сигналы водо-

нитрила 1 с альдегидами легко доступны [19-24]

рода иминогруппы таутомера 5А не проявляются,

и широко используются для получения разно-

вероятно, вследствие дейтерообмена. В спектрах

образных гетероциклических соединений: произ-

¹³C ЯМР DEPTQ сигналы основных диастерео-

водных оксирана [25], фуро[3,2-c]изотиазола [26],

мерных форм таутомеров 5А и 5В регистрируются

фуро[3,2-c]изоселеназола [27], циклопропа[c]пир-

удвоенным набором сигналов углеродов циклогек-

рола [28, 29], пиридина [30, 31], 1,8-нафтиридина

санового фрагмента: 20.1 и 20.6, 20.8 и 21.6, 24.2

[32] с широким спектром практически важных

и 24.5, 31.7 и 32.2, 32.8 и 33.3, 35.3 и 35.5 м. д, а

свойств. В то же время, имеются лишь единичные

также атома С² при 161.5 и 168.2 м. д. Вследствие

сведения о синтезе аналогичных продуктов кон-

отсутствия корреляций протонов групп NH₂, HN=

денсации Кнёвенагеля димера малононитрила 1 с

и N³H в спектрах 2D ЯМР ¹H-¹³С и ¹H-¹⁵N HMBC

кетонами [33-35]. Так, в работе [33] описано полу-

сделать однозначное отнесение сигналов Н и С к

чение с выходом 42% продукта конденсации диме-

конкретному таутомеру не представляется воз-

ра 1 с циклогексаноном - 2-амино-3-циклогекси-

можным.

лиденпроп-1-ен-1,1,3-трикарбонитрила 6, который

Успешное получение соединения 5 по спосо-

мог бы выступить в качестве перспективного ис-

ходного реагента для получения соединения 5.

бам а и б (схема 2) во многом обусловлено стро-

го определенной последовательностью введения

Нами установлено, что при проведении ре-

реагентов в синтез, и предполагает образование

акции димера 1 с циклогексаноном в описанных

циклогексилиденмалононитрила 2 in situ. Нами

условиях (кипячение в бензоле в присутствии

была предпринята попытка осуществить аль-

пиперидина и АсОН в течение 6 ч с насадкой

тернативный синтез соединения 5 в иной после-

Дина-Старка

[33]) образуется продукт вну-

довательности, а именно через первоначальное

тримолекулярной циклизации соединения 6 по

взаимодействие димера малононитрила 1 с ци-

Торпу-Циглеру - 2,4-диамино-5,6,7,8-тетрагидро-

клогексаноном по Кнёвенагелю, и дальнейшую

нафталин-1,3-дикарбонитрила 7 с выходом 40%

реакцию продукта конденсации (2-амино-3-ци-

(схема 4). Строение соединения 7 однозначно до-

клогексилиденпроп-1-ен-1,1,3-трикарбонитрила

казано с привлечением методов двумерной спек-

6) с малононитрилом по Михаэлю с последующей

троскопии ЯМР (¹Н-¹³С HSQC, ¹H-¹³C HMBC)

внутримолекулярной циклизацией аддукта.

(табл. 2). Соединение 7 также было получено с вы-

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 6 2021

НОВЫЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА, СТРОЕНИЕ И АМИНОМЕТИЛИРОВАНИЕ

851

Схема 4.

NH₂

пиперидин

AcOH, PhH

NH₂

Схема 5.

X = S, Se

H₂N

NHMMH

RNH₂, HCHO

EtOH, ∆

31-82%

R = Me, Bn, Ar

H₂N

ходом 54% реакцией малононитрила с циклогек-

При аминометилировании соединения 5 в ана-

силиденмалононитрилом [36]. Вследствие этого

логичных условиях (избыток НСНО, 2 экв. пер-

результаты работ [33-35], касающиеся строения и

вичного амина, кипячение в спирте) с использо-

превращений соединения 6 и полинитрилов ана-

ванием различных спиртов (EtOH, i-PrOH или

логичного строения, нуждаются в пересмотре.

n-BuOH) в качестве растворителей нами были

Наличие в структуре азаспирана 5 нескольких

получены ранее не описанные производные 2-(ди-

активных электрофильных центров делает эту мо-

цианометилен)-3,7-диазаспиро[бицикло[3.3.1]-

лекулу перспективным объектом для проведения

нон-3-ен-9,1ʹ-циклогексан]-1,5-дикарбонитрила

реакций аминометилирования [37]. Ранее нами

11-13 с выходами 32-53% (при использовании

было показано [38-40], что из структурных ана-

алифатических аминов) и 74-82% (в случае реак-

логов соединения 5 - спиросочлененных 1,4-ди-

ции с ароматическими аминами) (cхема 6). Инте-

гидропиридинов 8 и азаспирана 9 - в условиях

ресно отметить, что вне зависимости от природы

реакции Манниха образуются трициклические со-

используемых аминов и растворителей ожидаемо-

единения 10 с выходами 31-82% (схема 5).

го замыкания 1,3,5-триазинового цикла не проис-

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 6 2021

852

КУРСКОВА и др.

Схема 6.

RNH₂, HCHO

EtOH, ∆

N OEt

MeNH₂, HCHO

11а-г

R = Et, i-Pr

ROH, ∆

MeNH₂, HCHO

BuOH, ∆

N OBu

12a, б

13 (30%)

R = Pr (11a, 41%), i-Bu (11б, 32%), Ph (11в, 82%), 4-MeC₆H₄ (11г, 74%), Et (12a, 53%), i-Pr (12б, 45%).

ходит. По нашему мнению, возможной причиной

Строение полученных соединений доказано

этого может служить сильное электроноакцептор-

с привлечением методов спектроскопии ЯМР на

ное действие дицианометиленового фрагмента и,

ядрах ¹Н и ¹³С (DEPTQ, ¹H-¹³C HSQC, ¹H-¹³C

как следствие, пониженная нуклеофильность со-

HMBC, ¹H-¹⁵N HSQC) (табл. 3-5), ИК спектроско-

пряженного эндоциклического атома азота.

пии. Помимо этого, строение соединений 11a, г и

Таблица 3. Основные корреляции в HSQC и HMBC ¹H-¹³C 2D ЯМР спектрах соединения 11a

δ_С, м. д.

δ_H, м. д.

¹H-¹³C HSQC

¹H-¹³C HMBC

0.70 т (Ме, Pr)

10.9 (Me Pr)

19.0*** (МеСН₂, Pr), 55.9*** (NCH₂, Pr)

1.10 т (МеСН₂О)

15.0 (МеСН₂О)

64.5*** (МеСН₂О)

1.29 м (МеСН₂, Pr)

19.0*** (МеСН₂, Pr)

10.9 (Me, Pr), 55.9*** (NCH₂, Pr)

1.37-1.96 м (циклогексан)

20.2***, 20.7***, 23.7***, 26.9***,

20.2***, 20.7***, 23.7***, 26.9***, 32.3*** (5CH₂,

32.3*** (5CH₂, циклогексан)

циклогексан), 39.5*** (С, циклогексан)

2.23 м (циклогексан)

26.9*** (CH₂, циклогексан)

39.5*** (С, циклогексан)

2.40 м (NCH₂, Pr)

55.9*** (NCH₂, Pr)

10.9 (Me, Pr), 19.0*** (МеСН₂, Pr), 53.1*** (С⁸Н₂)

2.89 д (С⁶Н)

52.5*** (С⁶Н₂)

39.5*** (С, циклогексан), 47.3*** (С⁵), 53.1***

(С⁸Н₂), 116.2*** (C⁵C≡N)

2.94 д (С⁸Н)

53.1*** (С⁸Н₂)

39.5*** (С, циклогексан), 46.5*** (С¹), 52.5***

(С⁶Н₂), 117.2*** (C¹C≡N)

3.18 д (С⁶Н)

52.5*** (С⁶Н₂)

169.7*** (C⁴)

3.27 д (С⁸Н)

53.1*** (С⁸Н₂)

161.5*** (C²)

3.53 к (МеСН₂О)

64.5*** (МеСН₂О)

15.0 (МеСН₂О), 71.7*** (OCH₂N)

4.94 уш. с (OCH₂N)

71.7*** (OCH₂N)

64.5*** (МеСН₂О), 161.5*** (C²)

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 6 2021

НОВЫЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА, СТРОЕНИЕ И АМИНОМЕТИЛИРОВАНИЕ

853

Таблица 4. Основные корреляции в HSQC и HMBC ¹H-¹³C и ¹H-¹⁵N 2D ЯМР спектрах соединения 11б

δ_С, м. д.

δ_N, м. д.

δ_H, м. д.

H-¹⁵N HSQC

H-¹³C HSQC

¹H-¹³C HMBC

0.70 т (Ме, i-Bu)

20.1***, 20.4*** (2Ме, i-Bu)

20.1*** (Ме, i-Bu), 25.8***

(СН, i-Bu), 62.6 (СН₂, i-Bu)

1.10 т (МеСН₂О)

15.5*** (МеСН₂О)

64.9 (МеСН₂О)

1.37-2.13 м (циклогексан)

20.7, 21.2, 24.2, 27.3, 32.8

(5CH₂, циклогексан)

(5CH₂, циклогексан), 39.5 (С,

циклогексан)

1.59 м (СН,

25.8*** (СН, i-Bu)

20.1*** (Ме, i-Bu), 62.6 (СН₂,

i-Bu)

2.20 м (СН₂, i-Bu)

62.6 (СН₂, i-Bu)

20.1*** (Ме, i-Bu), 25.8***

(СН, i-Bu), 53.4 (С⁶Н₂), 54.2

(С⁸Н₂)

2.25 м (циклогексан)

27.3 (CH₂, циклогексан)

20.7, 24.2 (2CH₂, циклогексан)

2.87 д (С⁶Н)

53.4 (С⁶Н₂)

39.5 (С, циклогексан), 47.8 (С⁵),

54.2 (С⁸Н₂), 116.6 (C⁵C≡N),

170.3 (C⁴)

2.92 д (С⁸Н)

54.2 (С⁸Н₂)

39.5 (С, циклогексан), 46.9 (С¹),

53.4 (С⁶Н₂), 117.6 (C¹C≡N),

161.9 (C²)

3.21 д (С⁶Н)

53.4 (С⁶Н₂)

170.3 (C⁴)

3.30 д (С⁸Н)

54.2 (С⁸Н₂)

161.9 (C²)

3.54 к (МеСН₂О)

64.9 (МеСН₂О)

15.5*** (МеСН₂О), 72.1

(OCH₂NH)

4.94 уш. с (OCH₂N)

72.1 (OCH₂NH)

64.9 (МеСН₂О), 161.9 (C²)

9.99 уш. с (NH)

138.2 (NH)

Таблица 5. Основные корреляции в HSQC и HMBC ¹H-¹³C 2D ЯМР спектрах соединения 11г

δ_С, м. д.

δ_H, м. д.

¹H-¹³C HSQC

¹H-¹³C HMBC

0.99 т (МеСН₂О)

14.9*** (МеСН₂О)

64.6 (МеСН₂О)

20.3, 20.7, 23.7, 26.7, 32.4 (5CH₂,

20.3, 20.7, 23.7, 26.7, 32.4 (5CH₂, циклогексан),

1.22-2.07 м (циклогексан)

циклогексан)

39.8 (С, циклогексан), 46.9 (С⁵)

2.19 с (Ме, Ar)

20.1*** (Ме, Ar)

129.7*** (С³Н, С⁵Н, Ar), 145.3 (С⁴, Ar)

20.3 (CH₂, циклогексан), 39.8 (С, циклогексан),

2.36 м (циклогексан)

26.7 (CH₂, циклогексан)

46.4 (С¹)

3.43 м (МеСН₂О)

64.6 (МеСН₂О)

14.9*** (МеСН₂О), 71.8 (OCH₂N)

39.8 (С, циклогексан), 46.9 (С⁵), 50.9 (С⁸Н₂), 116.0

3.66 д (С⁶Н)

50.7 (С⁶Н₂)

(C⁵C≡N), 130.4 (С¹, Ar), 168.5 (C⁴)

39.8 (С, циклогексан), 46.4 (С¹), 50.7 (С⁶Н₂), 116.8

3.80 д (С⁸Н)

50.9 (С⁸Н₂)

(C¹C≡N), 130.4 (С¹ Ar), 161.1 (C²)

3.91 д (С⁶Н)

50.7 (С⁶Н₂)

39.8 (С, циклогексан), 46.9 (С⁵), 168.5 (C⁴)

3.95 д (С⁸Н)

50.9 (С⁸Н₂)

39.8 (С, циклогексан), 46.4 (С¹), 161.1 (C²)

4.92 к (OCH₂N)

71.8 (OCH₂N)

64.6 (МеСН₂О), 161.1 (C²)

117.1*** (С²Н, С⁶Н, Ar), 129.7*** (С³Н, С⁵Н, Ar),

6.77 д (С²Н, С⁶Н, Ar)

117.1*** (С²Н, С⁶Н, Ar)

130.4 (С¹, Ar), 145.3 (С⁴, Ar)

20.1*** (Ме, Ar), 117.1*** (С²Н, С⁶Н, Ar), 129.7***

7.07 д (С³Н, С⁵Н Ar)

129.7*** (С³Н, С⁵Н, Ar)

(С³Н, С⁵Н, Ar), 130.4 (С¹, Ar), 145.3 (С⁴, Ar)

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 6 2021

854

КУРСКОВА и др.

Рис. 1. Общий вид молекулы соединения 11a. Тепловые эллипсоиды неводородных атомов показаны на уровне 50%-ной

вероятности нахождения атома.

12a, б было изучено с привлечением метода рент-

ров. Показано, что вопреки литературным дан-

геноструктурного анализа (рис. 1, 2). В отличие от

ным, продукт конденсации циклогексанона с ди-

соединения 5, производные 11-13 как в кристалли-

мером малононитрила по Кнёвенагелю не удается

ческом виде, так и в растворах ДМСО существуют

выделить, поскольку он претерпевает дальнейшую

в виде единственной таутомерной формы.

циклизацию по Торпу-Циглеру с образованием

2,4-диамино-5,6,7,8-тетрагидронафталин-1,3-ди-

Таким образом, установлено, что при по-

карбонитрила.

следовательной

обработке

циклогексанона

малононитрилом,

а затем димером малоно-

В результате изучения реакции Манниха с

нитрила в присутствии сильных оснований образу-

первичными аминами и избытком НСНО в раз-

ется4-имино-2-(дицианометилен)-3-азаспиро[5.5]-

личных спиртах установлено, что

4-имино-2-

ундекан-1,5-дикарбонитрил. На основании дан-

(дицианометилен)-3-азаспиро[5.5]ундекан-1,5-ди-

ных спектроскопии ЯМР установлено, что сое-

карбонитрил подвергается аминометилированию

динение существует в виде смеси двух основных

по положениям С¹ и С⁵ с формированием диаза-

таутомерных форм

4-имино-2-(дицианомети-

бицикло[3.3.1]нон-3-еновой системы. При этом,

лен)-3-азаспиро[5.5]ундекан-1,5-дикарбонитрила

вопреки ожиданиям, параллельного замыкания

2-амино-4-(дицианометилен)-3-азаспиро[5.5]-

1,3,5-триазинового цикла не происходит - реакция

ундец-2-ен-1,5-дикарбонитрила, при этом каждая

останавливается на стадии алкоксиметилирования

из форм представляет собой набор диастереоме-

экзоциклического атома азота. При использовании

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 6 2021

НОВЫЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА, СТРОЕНИЕ И АМИНОМЕТИЛИРОВАНИЕ

855

Рис. 2. Общий вид молекулы соединения 12a. Тепловые эллипсоиды неводородных атомов показаны на уровне 50%-ной

вероятности нахождения атома.

метиламина в ряде случаев наблюдалось образо-

пластинах Silufol UV254, элюент ацетон-гексан

вание более сложных продуктов (алкоксиметил)-

(1:1), проявитель - пары иода, УФ детектор. Тем-

аминометилирования.

пературы плавления определяли на столике Ко-

флера и не корректировали.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Димер малононитрила 1 получали по методу

Спектры ЯМР записывали на спектрометре

Миттельбаха [41].

Bruker DPX-400 [400.40 MГц (¹Н), 100.63 (¹³С),

4-Имино-2-(дицианометилен)-3-азаспи-

40.55 (¹⁵N)] в ДМСО-d₆ или CDCl₃. Внутренний

ро[5.5]ундекан-1,5-дикарбонитрил (5). а. К рас-

стандарт - ТМС или остаточные сигналы раство-

твору 0.64 г (11.3 ммоль) KОН в 20 мл 96%-ного

рителя. ИК спектры регистрировали на ИК Фурье-

этанола добавляли 1.00 г (7.5 ммоль) димера ма-

спектрометрах Bruker Vertex

70 с приставкой

лононитрила 1. Смесь перемешивали при 40°С

НПВО на кристалле алмаза и Shimadzu IR Affinity-

до полного растворения исходных реагентов. Па-

1S с приставкой НПВО (ZnSe призма) (для со-

раллельно в другом реакционном сосуде к рас-

единения 7). Элементный анализ проводили на

твору 0.32 г (5.7 ммоль) KОН в 15 мл 96%-ного

C,H,N-анализаторе Carlo Erba 1106, погрешность

этанола добавляли 0.78 мл (7.5 ммоль) циклогек-

измерения ±0.4%. Контроль за чистотой получен-

санона и 0.75 г (11.3 ммоль) малононитрила, по-

ных соединений осуществляли методом ТСХ на

лученную смесь перемешивали 10 мин при 20°С.

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 6 2021

856

КУРСКОВА и др.

Далее содержимое обеих сосудов смешивали и

цвета, т. пл. 182-183°С (т. пл. 161°С [33], 181°С

перемешивали 2 ч. К полученному осадку жел-

[36]). ИК спектр, ν, см^-1: 1623 ср (C=C), 2200 cр

то-лимонного цвета добавляли 40 мл воды до

(2C≡N), 2938 ш (CH), 3259 ш, 3367 ср, 3459 ш (2

полного растворения. Далее реакционную массу

NH₂). Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д.: 1.63-1.67 м (4Н,

обрабатывали конц. HCl до рН 3-4. Образовав-

C⁶H₂ и C⁷H₂), 2.21-2.22 м (2Н, C⁵H₂), 2.58-2.59 м

шийся осадок через 12 ч отфильтровывали, про-

(2Н, C⁸H₂), 5.90 уш. с (2Н, C²NH₂), 6.31 уш. c (2Н,

мывали холодным этанолом, сушили 3 ч при 60°С.

C⁴NH₂). Спектр ЯМР ¹³C (DEPTQ), δ_С, м. д.: 21.5

Поученный продукт представляет собой смесь

(C⁷), 21.7 (C⁶), 23.0 (C⁵), 28.7 (C⁸), 77.5 (C³), 82.5

(C¹), 110.7 (C^4a), 116.0 (C≡N), 117.3 (C≡N), 144.7

4-имино-2-(дицианометилен)-3-азаспиро[5.5]-

(C^8a), 152.2 (C²), 153.1 (C⁴). Найдено, %: 67.70; Н

ундекан-1,5-дикарбонитрила

5А и таутомерно-

5.42; N 26.22. C₁₂H₁₂N₄. Вычислено, %: С 67.90; Н

го

2-амино-4-(дицианометилен)-3-азаспиро[5.5]

5.70; N 26.40. М 212.3.

ундек-2-ен-1,5-дикарбонитрила 5В. Выход 66%,

лимонно-желтый мелкокристаллический поро-

Производные 2-(дицианометилен)-3,7-диаза-

шок, т. пл. 239-241°С (т. пл. 234-236°С [3]). ИК

спиро[бицикло[3.3.1]нон-3-ен-9,1ʹ-циклогек-

спектр, ν, см^-1: 2198 ш, 2220 ш (4 C≡N), 3315

сан]-1,5-дикарбонитрила 11-13 (общая методи-

ш, 3357 ш, 3478 ш (2NH, NH₂). Спектр ЯМР ¹Н

ка). Смесь 0.56 г (2 ммоль) соединения 5, 4 ммоль

(ДМСО-d₆), δ, м. д. (для удобства описания нуме-

соответствующего первичного амина и избыток

рация атомов углерода указана по таутомеру 5В):

(3-4 мл) 37%-ного формалина в 20 мл соответству-

ющего спирта (этанола, изопропанола или бутано-

1.17-2.01 м (10Н, СН₂, циклогексан), 4.10 с (1Н,

ла) кипятили в течение 1-5 мин до полной гомоге-

С⁵Н*), 4.25 уш. с (2Н, С⁵Н**; 1Н, С⁵Н*), 4.35 с и

низации. Полученный раствор фильтровали через

4.38 с (2Н, С¹Н**), 4.49 с и 4.77 с (2Н, С¹Н*), 6.54

бумажный фильтр и выдерживали 24 ч при 20°С.

уш. с (1Н, N³H**), 7.32 c (1H, N³H*), 9.49 c (1H,

Осадок отфильтровывали, промывали этанолом и

NH₂*), 9.52 c (1H, NH₂**), 10.02 c (1H, NH₂*), 10.08

сушили 3 ч при 60°С.

(1H, NH₂**). Сигналы водорода иминогруппы та-

утомера 5А не проявляются, вероятно, вследствие

7-Пропил-4-(дицианометилен)-2-[(этокси-

дейтерообмена. Соотношение таутомеров 5А и 5В

метил)амино]-3,7-диазаспиро[бицикло[3.3.1]-

~ 1:1, их диастереомеров - 3:1. Спектр ЯМР ¹³С

нон-3-ен-9,1ʹ-циклогексан]-1,5-дикарбонитрил

DEPTQ (ДМСО-d₆), δ_С, м. д. (наблюдаются сиг-

(11a). Выход

41%, желтый мелкокристалличе-

ский порошок, т. пл. 181-183°С. ИК спектр, ν,

налы только основных диастереомеров): 20.1 и

см^-1: 2226 ш, 2250 ш (C≡N), 3330 ш, 3500 ш (NH).

20.6, 20.8 и 21.6, 24.2 и 24.5, 31.7 и 32.2, 32.8 и 33.3

Спектр ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆), δ, м. д.: 0.70 т (3Н, Ме,

(5СН₂ циклогексан), 32.0*** (С¹), 35.3 и 35.5 (С

Pr, ³J_HH 7.3 Гц), 1.10 т (3Н, МеСН₂О, ³J_HH 7.0 Гц),

циклогексан), 36.7*** (С⁵), 63.0 [С(С≡N)₂], 113.7,

1.29 м (2Н, МеСН₂, Pr), 1.37-1.96 м (9Н, циклогек-

114.1 [C(C≡N)₂], 113.8 (C¹C≡N), 114.3 (C⁵C≡N),

сан), 2.23 м (1Н, циклогексан), 2.40 м (2Н, NCH₂,

157.7 (C⁴), 161.5 и 168.2 (С²). Найдено, %: С 64.58;

Pr), 2.89 д (1Н, С⁶Н, ²J_HH 11.7 Гц), 2.94 д (1Н, С⁸Н,

H 4.96; N 29.99. C₁₅H₁₄N₆. Вычислено, %: C 64.73;

²J_HH 12.0 Гц), 3.18 д (1Н, С⁶Н, ²J_HH 11.7 Гц), 3.27 д

H 5.07; N 30.20. M 278.3.

(1Н, С⁸Н, ²J_HH 12.0 Гц), 3.53 к (2Н, МеСН₂О, ³J_HH

б. Синтез проводят аналогично способу а с теми

7.0 Гц), 4.94 уш. с (2Н, OCH₂N), 10.00 уш. с (1Н,

же загрузками, только с использованием абсолю-

NH). Спектр ЯМР ¹³С (DEPTQ) (ДМСО-d₆), δ_С,

тированного этанола, 0.26 г (11.3 ммоль) натрия

м. д.: 10.9 (Me, Pr), 15.0 (МеСН₂О), 19.0*** (МеСН₂,

и 0.13 г (5.7 ммоль) натрия. Выход 74%, продукт

Pr), 20.2***, 20.7***, 23.7***, 26.9***, 32.3***

идентичен образцу, полученному по способу а.

(5CH₂, циклогексан), 39.5*** (C, циклогексан),

2,4-Диамино-5,6,7,8-тетрагидронафталин-

46.5*** (С¹), 47.3*** (С⁵), 52.5*** (С⁶Н₂), 53.1***

1,3-дикарбонитрил (7) получали по методике

(С⁸Н₂), 55.9*** (NCH2 Pr), 64.5*** [наложение

[33] для

2-амино-3-циклогексилиден-1,1,3-три-

сигналов МеСН₂О и C(C≡N)₂], 71.7*** (OCH₂N),

цианопрорп-1-ена

5б (кипячение в бензоле в

113.5***, 114.4*** [C(C≡N)₂], 116.2*** (C⁵C≡N),

присутствии пиперидина и АсОН в течение 6 ч с

117.2*** (C¹C≡N), 161.5*** (C²), 169.7*** (C⁴).

насадкой Дина-Старка). Выход 40%, мелкокри-

Найдено, %: С 65.59; H 6.84; N 23.18. C₂₃H₂₉N₇O.

сталлический порошок вишнево-коричневого

Вычислено, %: C 65.85; H 6.97; N 23.37. M 419.5.

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 6 2021

НОВЫЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА, СТРОЕНИЕ И АМИНОМЕТИЛИРОВАНИЕ

857

7-Изобутил-4-дицианометилен-2-[(этокси-

7-(4-Метилфенил)-4-дицианометилен-2-

метил)амино]диазаспиро[бицикло[3.3.1]-

[(этоксиметил)амино]-3,7-диазаспиро[бици-

нон-3-ен-9,1ʹ-циклогексан]-1,5-дикарбонитрил

кло[3.3.1]нон-3-ен-9,1ʹ-циклогексан]-1,5-ди-

(11б). Выход

32%, желтый мелкокристалличе-

карбонитрил (11г). Выход 74%, желтый мелко-

ский порошок, т. пл. 178-180°С. ИК спектр, ν,

кристаллический порошок, т. пл. 177-179°С. ИК

см^-1: 2223 ш, 2245 ш (C≡N), 3330 ш, 3495 ш (NH).

спектр, ν, см^-1: 2202 ш, 2220 ш (C≡N), 3270–3345

Спектр ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆), δ, м. д.: 0.70 т (6Н,

ш, 3495 ш (NH). Спектр ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆), δ,

Ме, i-Bu, ³J_HH 6.4 Гц), 1.10 т (3Н, МеСН₂О, ³J_HH

м. д.: 0.99 т (3Н, МеСН₂О, ³J_HH 7.0 Гц), 1.22-2.07

7.0 Гц), 1.37-2.13 м (9Н, циклогексан; 1H, СН,

м (9Н, циклогексан), 2.19 с (3Н, Ме, Ar), 2.36 м

i-Bu), 2.20 м (2Н, СН₂, i-Bu), 2.25 м (1Н, циклогек-

(1Н, циклогексан), 3.43 м (МеСН₂О), 3.66 д (1Н,

сан), 2.87 д (1Н, С⁶Н, ²J_HH 11.9 Гц), 2.92 д (1Н, С⁸Н,

С⁶Н, ²J_HH 12.7 Гц), 3.80 д (1Н, С⁸Н, ²J_HH 13.0 Гц),

²J_HH 11.9 Гц), 3.21 д (1Н, С⁶Н, ²J_HH 11.9 Гц), 3.30 д

3.91 д (1Н, С⁶Н, ²J_HH 12.7 Гц), 3.95 д (1Н, С⁸Н, ²J_HH

(1Н, С⁸Н, ²J_HH 11.9 Гц), 3.54 к (2Н, МеСН₂О, ³J_HH

13.0 Гц), 4.92 к (2Н, OCH₂N, ³J_HH 9.9 Гц), 6.77 д

7.0 Гц), 4.94 уш. с (2Н, OCH₂N), 9.99 уш. с (1H,

(2Н, С²Н, С⁶Н Ar, ³J_HH 8.3 Гц), 7.07 д (2Н, С³Н,

NH). Спектр ЯМР ¹³С (DEPTQ) (ДМСО-d₆), δ_С,

С⁵Н, Ar, ³J_HH 8.3 Гц), 10.07 уш. с (1Н, NH). Спектр

м. д.: 15.5*** (МеСН₂О), 20.1***, 20.4*** (2Ме,

ЯМР ¹³С (DEPTQ) (ДМСО-d₆), δ_С, м. д.: 14.9***

i-Bu), 20.7, 21.2, 24.2 (3CH₂, циклогексан), 25.8***

(МеСН₂О), 20.1*** (Ме, Ar), 20.3, 20.7, 23.7, 26.7,

(СН, i-Bu), 27.3, 32.8 (2CH₂, циклогексан), 39.5 (С,

32.4 (5CH₂, циклогексан), 39.8 (С, циклогексан),

циклогексан), 46.9 (С¹), 47.8 (С⁵), 53.4 (С⁶Н₂), 54.2

46.4 (С¹), 46.9 (С⁵), 50.7 (С⁶Н₂), 50.9 (С⁸Н₂), 64.6

(С⁸Н₂), 62.6 (СН₂, i-Bu), 64.9 [наложение сигналов

[наложение сигналов МеСН₂О и C(C≡N)₂], 71.8

МеСН₂О и C(C≡N)₂], 72.1 (OCH₂NH), 113.9, 114.7

(OCH₂N), 113.4, 114.2 [C(C≡N)₂], 116.0 (C⁵C≡N),

[C(C≡N)₂], 116.6 (C⁵C≡N), 117.6 (C¹C≡N), 161.9

116.8 (C¹C≡N), 117.1*** (С²Н, С⁶Н Ar), 129.7***

(C²), 170.3 (C⁴). Найдено, %: С 66.28; H 7.12; N

(С³Н, С⁵Н Ar), 130.4 (С¹, Ar), 145.3 (С⁴, Ar), 161.1

22.30. C₂₄H₃₁N₇O. Вычислено, %: C 66.49; H 7.21;

(C²), 168.5 (C⁴). Найдено, %: С 69.09; H 5.99; N

N 22.61. М 433.6.

20.73. C₂₇H₂₉N₇O. Вычислено, %: C 69.36; H 6.25;

7-Фенил-4-дицианометилен-2-[(этоксиме-

N 20.97. M 467.6.

тил)амино]-3,7-диазаспиро[бицикло[3.3.1]-

7-Mетил-4-дицианометилен-2-({[(этокси-

нон-3-ен-9,1ʹ-циклогексан]-1,5-дикарбонитрил

метил)(метил)амино]метил}амино)-3,7-диа-

(11в). Выход 82%, желтый мелкокристаллический

заспиро[бицикло[3.3.1]нон-3-ен-9,1ʹ-цикло-

порошок, т. пл. 193-195°С. ИК спектр, ν, см^-1: 2183

гексан]-1,5-дикарбонитрил (12a). Выход 53%,

ср, 2200 ш, 2223 ш (C≡N), 3480 ш (NH). Спектр

желтый мелкокристаллический порошок, т. пл.

ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆), δ, м. д.: 0.97 т (3Н, МеСН₂О,

133-135°С. ИК спектр, ν, см^-1: 2190 сл, 2218 ш

³J_HH 7.0 Гц), 1.13-2.13 м (9Н, циклогексан), 2.36

(C≡N), 3330 ш (NH). Спектр ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆),

м (1Н, циклогексан), 3.43 к (2Н, МеСН₂О, ³J_HH

δ, м. д.: 1.04 т (3Н, МеСН₂О, ³J_HH 7.0 Гц), 1.37-

7.0 Гц), 3.78 д (1Н, С⁶Н, ²J_HH 12.6 Гц), 3.90 д (1Н,

1.97 м (9Н, циклогексан), 2.25 м (3Н, MeN⁷; 1Н,

С⁸Н, ²J_HH 13.1 Гц), 3.95 д (1Н, С⁶Н, ²J_HH 12.6 Гц),

циклогексан), 2.88 д (1Н, С⁶Н, ²J_HH 11.6 Гц), 2.89

4.00 д (1Н, С⁸Н, ²J_HH 13.1 Гц), 4.90 к (2Н, OCH₂N,

д (1Н, С⁸Н, ²J_HH 12.0 Гц), 3.13 д (1Н, С⁶Н, ²J_HH

³J_HH 9.9 Гц), 6.88 м (3Н, Ph), 7.26 м (2Н, Ph),

11.6 Гц), 3.19 д (1Н, С⁸Н, ²J_HH 12.0 Гц), 3.32 с

10.07 уш. с (1Н, NH). Спектр ЯМР ¹³С (DEPTQ)

(MeN), 3.42 к (2Н, МеСН₂О, ³J_HH 7.0 Гц), 4.35-4.62

(ДМСО-d₆), δ_С, м. д.: 14.9*** (МеСН₂О), 20.3,

м (2Н, NCH₂N), 4.90-5.22 м (2H, OCH₂N), 9.81 м

20.7, 23.7, 26.6,

32.5

(5CH₂, циклогексан), 39.8

(С, циклогексан), 46.3 (С¹), 46.8 (С⁵), 50.2 (С⁶Н₂),

(1Н, NH). Спектр ЯМР ¹³С (DEPTQ) (ДМСО-d₆),

50.6 (С⁸Н₂), 64.6 [наложение сигналов МеСН₂О и

δ_С, м. д.: 15.1*** (МеСН₂О), 20.2, 20.7, 23.7, 26.9,

C(C≡N)₂], 71.8 (OCH₂N), 113.4, 114.2 [C(C≡N)₂],

32.2 (5CH₂, циклогексан), 39.4*** (С, циклогек-

116.0 (C⁵C≡N), 116.9 (C¹C≡N), 117.4*** (2CH, Ph),

сан), 40.6*** (MeN), 43.1*** (MeN7), 46.5 (С1),

121.7*** (2CH, Ph), 129.3*** (C⁴H, Ph), 147.5 (C¹,

47.1 (С⁵), 54.5 (С⁶Н₂), 56.0 (С⁸Н₂), 64.4 (МеСН₂О),

Ph), 161.1 (C²), 168.4 (C⁴). Найдено, %: С 68.58; H

66.2 [C(CN)₂], 69.1 (NCH₂N), 71.8 (OCH₂N), 113.4,

5.86; N 21.41. C₂₆H₂₇N₇O. Вычислено, %: C 68.85;

114.5 [C(C≡N)₂], 116.1 (C⁵C≡N), 117.2 (C¹C≡N),

H 6.00; N 21.62. M 453.55.

161.3 (C²), 169.1 (C⁴). Найдено, %: С 63.23; H 6.79;

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 6 2021

858

КУРСКОВА и др.

N 25.55. C₂₃H₃₀N₈O (M 434.6). Вычислено, %: C

Основные характеристики эксперимента и па-

63.57; H 6.96; N 25.79.

раметры элементарной ячейки соединения 11a

(C₂₃H₂₉N₇O, CCDC 2073621):

0.277

× 0.226 ×

2-({[(Изопропоксиметил)(метил)амино]ме-

0.168 мм, кристаллическая система тетрагональ-

тил}амино)-7-метил-4-дицианометилен-3,7-ди-

ная, пространственная группа P4₂/n, M 419.53; па-

азаспиро[бицикло[3.3.1]нон-3-ен-9,1ʹ-цикло-

раметры ячейки: а 22.26971(11), с 8.82328(8) Å, T

гексан]-1,5-дикарбонитрил (12б). Выход 45%,

100.00(10) K, V 4375.82(6) Å³, Z 8; d_выч 1.274 г/см³,

желтый мелкокристаллический порошок, т. пл.

μ(CuK_α) 0.658 мм^-1, F(000) 1792.0; область углов

170-172°С. ИК спектр, ν, см^-1: 2205 ш, 2220 ш

съемки θ 7.94-152.75°; интервалы индексов отра-

(C≡N), 3320 ш (NH). Из-за низкой растворимости

жений: -28 ≤ h ≤ 27, -27 ≤ k ≤ 28, -7 ≤ l ≤ 11; число

соединения 12б в ДМСО и хлороформе не удалось

измеренных отражений 24012, число независимых

получить качественные спектры ЯМР ¹Н и ¹³С и

отражений 4531 [R_int 0.0215, R_sigma 0.0145], чис-

провести отнесение всех сигналов. Найдено, %: С

ло отражений с I > 2σ(I) 4531, число уточняемых

63.98; H 6.98; N 24.72. C₂₄H₃₂N₈O. Вычислено, %:

параметров 286; R-фактор [I ≥ 2σ(I)]: R₁0.0362,

C 64.26; H 7.19; N 24.98. M 448.6.

wR₂0.0960, R-фактор по всем отражениям: R₁

2-[(Бутоксиметил)амино]-7-метил-4-(дици-

0.0403, wR₂ 0.1013; GOOF по F² 1.055; Δρ_max/Δρ_min

анометилен)-3,7-диазаспиро[бицикло[3.3.1]-

0.25/-0.28 е/Å³.

нон-3-ен-9,1ʹ-циклогексан]-1,5-дикарбони-

Основные характеристики эксперимента и па-

трил (13). Выход 30%, желтый мелкокристалли-

раметры элементарной ячейки соединения 11г

ческий порошок, т. пл. 205-207°С. ИК спектр, ν,

(C₂₇H₂₉N₇O, CCDC 2073619):

0.452

× 0.174 ×

см^-1: 2183 ср, 2200 ш, 2223 ш (C≡N), 3480 ш (NH).

0.115 мм, кристаллическая система тетрагональ-

Спектр ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆), δ, м. д.: 0.85 т (3Н, Ме,

ная, пространственная группа P4₂/n, M 467.05;

Bu, ³J_HH 7.3 Гц), 1.24-1.99 м (9Н, циклогексан; 4H,

параметры ячейки: а 23.5325(2), с 8.81620(10) Å,

CН₂, Bu), 2.24 (1Н, циклогексан), 2.26 c (3H, MeN),

T 293(2) K, V 4882.22(10) Å³, Z 8, d_выч 1.271 г/см³,

2.87 д (1Н, С⁶Н, ²J_HH 11.7 Гц), 2.89 д (1Н, С⁸Н,

μ(CuK_α) 0.649 мм^-1, F(000) 1982.0, область углов

съемки θ 7.514-152.494°; интервалы индексов от-

²J_HH 11.8 Гц), 3.14 д (1Н, С⁶Н, ²J_HH 11.7 Гц), 3.20

ражений: -29 ≤ h ≤ 29, -29 ≤ k ≤ 29, -7 ≤ l ≤ 10;

(1Н, С⁸Н, ²J_HH 11.8 Гц), 3.49 т (2Н, ОСН₂, Bu, ³J_HH

число измеренных отражений 28841, число не-

6.5 Гц), 4.95 к (2Н, OCH₂N, ³J_HH 9.7 Гц), 10.06 уш.

зависимых отражений

5064

[Rint 0.0218, Rsigma

с (1Н, NH). Спектр ЯМР ¹³С (DEPTQ) (ДМСО-d₆),

0.0129], число отражений с I > 2σ(I) 5064, число

δ_С, м. д.: 13.5*** (Ме, Bu), 18.7 (СН₂, Bu), 20.2, 20.7,

уточняемых параметров 385, R-фактор [I ≥ 2σ(I)]:

23.7, 26.8 (4CH₂, циклогексан), 31.0 (СН₂, Bu), 32.1

R₁ 0.0565, wR₂0.1611, R-фактор по всем отраже-

(CH₂, циклогексан), 39.2 (С, циклогексан), 43.0***

ниям: R₁0.0611, wR₂0.1657, GOOF по F² 1.055,

(MeN), 46.3 (С¹), 47.2 (С⁵), 54.5 (наложение сиг-

Δρ_max/Δρ_min 0.36/-0.22 е/Å³.

налов С⁶Н₂ и С⁸Н₂), 60.3 [C(C≡N)₂], 68.6 (OCH₂,

Основные характеристики эксперимента и

Bu), 71.9 (OCH₂N), 113.4, 114.4 [C(C≡N)₂], 116.1

параметры элементарной ячейки соединения

(C⁵C≡N), 117.1 (C¹C≡N), 161.3 (C²), 169.1 (C⁴).

12a (C₂₃H₃₀N₈O, CCDC 2073622): 0.423 × 0.21 ×

Найдено, %: С 65.55; H 6.75; N 23.13. C₂₃H₂₉N₇O.

0.181 мм, кристаллическая система триклинная,

Вычислено, %: C 65.85; H 6.97; N 23.37. M 419.5.

пространственная группа P-1, M 434.55; параметры

Рентгеноструктурный анализ выполнен на

ячейки: а 8.3571(3), b 11.0756(4), с 13.7015(4) Å,

автоматическом четырехкружном дифрактоме-

α 69.553(3), β 80.697(3), γ 76.869(3)°, T 100.00(10) K,

тре Agilent Super Nova, Dual, Cu at zero, Atlas S2

V 1152.52(7) Å³, Z 2, d_выч 1.252 г/см³, μ(CuK_α)

при 100.00(10) K. Структура расшифрована пря-

0.655 мм^-1, F(000) 464.0, область углов съемки θ

мым методом в комплексе программ Olex2 [42]

6.914-152.49°; интервалы индексов отражений:

и ShelXD [43], и уточнена с помощью пакета

-10 ≤ h ≤ 8, -13 ≤ k ≤ 13, -17 ≤ l ≤ 17; число из-

SHELXL [44]. Структура уточнена полноматрич-

меренных отражений 22788, число независимых

ным МНК в анизотропном приближении для нево-

отражений 4780 [R_int0.0540, R_sigma 0.0288], чис-

дородных атомов по F².

ло отражений с I > 2σ(I) 4780, число уточняемых

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 6 2021

НОВЫЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА, СТРОЕНИЕ И АМИНОМЕТИЛИРОВАНИЕ

859

параметров 317, R-фактор [I ≥ 2σ(I)]: R₁0.0555,

материалов» Кубанского государственного уни-

wR₂0.1521, R-фактор по всем отражениям: R₁

верситета.

0.0593, wR₂0.1565, GOOF по F² 1.048, Δρ_max/Δρ_min

ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА

0.55/-0.33 е/Å³.

Исследование выполнено при финансовой

Основные характеристики эксперимента и па-

поддержке Кубанского научного фонда в рам-

раметры элементарной ячейки соединения 12б

ках научного проекта МФИ-20.1-26/20 (заявка

(C₂₄H₃₂N₈O, CCDC 2073623): 0.452 × 0.171 × 0.12

№ МФИ-20.1/45), а также при финансовой под-

мм, кристаллическая система триклинная, про-

держке Министерства образования и науки Рос-

странственная группа P-1, M 448.57; параметры

сийской Федерации (тема 0795-2020-0031).

ячейки: а 11.1006(2), b 11.3043(2), с 11.6275(3) Å,

α 113.959(2), β 94.810(2), γ 103.135(2)°, T 293(2) K,

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

V 1272.78(5) Å³, Z 2; d_выч 1.170 г/см³, μ(CuK_α) 0.608

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

мм^-1, F(000) 480.0, область углов съемки θ 8.344-

интересов.

152.788°; интервалы индексов отражений: -13 ≤

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

h ≤ 13, -10 ≤ k ≤ 14, -14 ≤ l ≤ 14, число измеренных

отражений 26115, число независимых отражений

Доценко В.В., Кривоколыско С.Г., Семенова А.М. //

5310 [R_int 0.0248, R_sigma0.0194], число отражений с

ХГС. 2018. № 54. С. 989; Dotsenko V.V., Krivokolys-

ko S.G., Semenova A.M. // Chem. Heterocycl. Compd.

I > 2σ(I) 5310, число уточняемых параметров 383,

2018. N 54. P. 989. doi 10.1007/s10593-018-2383-y

R-фактор [I ≥ 2σ(I)]: R₁0.0484, wR₂0.1431, R-фак-

Shaabani A., Hooshmand S.E. // Mol. Divers. 2018.

тор по всем отражениям: R₁0.0531, wR₂0.1502,

N 22. P. 207. doi 10.1007/s11030-017-9807-y

GOOF по F² 1.057, Δρ_max/Δρ_min0.22/-0.26 е/Å³.

Дяченко В.Д., Литвинов В.П. // Докл. АН. 1997.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Т. 355. № 1. С. 62; Dyachenko V.D., Litvinov V.P. //

Doklady Chem. 1997. Vol. 355. N 1-3. P. 153.

Курскова Анна Олеговна, ORCID: http://orcid.

Доценко В.В., Чигорина Е.А., Кривоколыско С.Г. //

org/0000-0001-9014-3248

ХГС. 2017. № 53. С. 626; Dotsenko V.V., Chigorina

E.A., Krivokolysko S.G. // Chem. Heterocycl. Compd.

Доценко Виктор Викторович, ORCID: http://

2017. Vol. 53. P. 626. doi 10.1007/s10593-017-2103-z

orcid.org/0000-0001-7163-0497

Доценко В.В., Кривоколыско С.Г., Чернега А.Н.,

Фролов Константин Александрович, ORCID:

Литвинов В.П. // Изв. АН. Сер. хим. 2003. № 52.

http://orcid.org/0000-0002-8045-7582

С. 918; Dotsenko V.V., Krivokolysko S.G., Chernega

Аксенов Николай Александрович, ORCID:

A.N., Litvinov V.P. // Russ. Chem. Bull. 2003. Vol. 52.

P. 969. doi 10.1023/A:1024420930528

http://orcid.org/0000-0002-7125-9066

Доценко В.В., Кривоколыско С.Г., Литвинов В.П.,

Аксенова Инна Валерьевна, ORCID: http://

Чернега А.Н. // ХГС. 2007. № 43. С. 716; Dotsen-

orcid.org/0000-0002-8083-1407

ko V.V., Krivokolysko S.G., Litvinov V.P., Chernega A.N. //

Щербаков Станислав Владимирович, ORCID:

Chem. Heterocycl. Compd. 2007. Vol. 43. P. 599. doi

10.1007/s10593-007-0094-x

http://orcid.org/0000-0003-3828-6641

Семенова А.М., Оганесян Р.В., Доценко В.В., Чи-

Овчаров Сергей Николаевич, ORCID: http://

горина Е.А., Аксенов Н.А., Аксенова И.В., Нетре-

orcid.org/0000-0002-4638-6098

ба Е.Е. // ЖОХ. 2019. Т. 89. № 1. С. 25; Semeno-

Кривоколыско Дмитрий Сергеевич, ORCID:

va A.M., Oganesyan R.V., Dotsenko V.V., Chigori-

http://orcid.org/0000-0002-9394-8524

na E.A., Aksenov N.A., Aksenova I.V., Netreba E.E. //

Russ. J. Gen. Chem. 2019. Vol. 89. N 1. P. 19. doi

Кривоколыско Сергей Геннадиевич, ORCID:

10.1134/S1070363219010043

http://orcid.org/0000-0001-9879-9217

Rand L., Swisher J.V., Cronin C.J. // J. Org. Chem.

БЛАГОДАРНОСТЬ

1962. Vol. 27. N 10. P. 3505. doi 10.1021/jo01057a024

Prout F. S. // J. Org. Chem. 1973. Vol. 38. N 2. P. 399.

Регистрация ИК спектров проведена с исполь-

doi 10.1021/jo00942a045

зованием оборудования Научно-образовательного

10.

Шаранин Ю.А., Шаранина Л.Г. // ХГС. 1974.

центра «Диагностика структуры и свойств нано-

№ 10. С. 1432; Sharanin Y.A., Sharanina L.G. // Chem.

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 6 2021

860

КУРСКОВА и др.

Heterocycl. Compd. 1974. N 10. P. 1259. doi 10.1007/

26.

Bardasov I.N., Golubev R.V., Ershov O.V., Kayukov Y.S.,

bf00470178.

Nasakin O.E. // Tetrahedron Lett. 2011. Vol. 52. P. 4724.

11.

van der Baan J.L., Bickelhaupt F. // Tetrahedron.

doi 10.1016/j.tetlet.2011.06.083

1974. Vol. 30. N 15. P. 2447. doi 10.1016/s0040-

27.

Bardasov I.N., Mikhailov D.L., Alekseeva A.U., Er-

4020(01)97115-7

shov O.V., Tafeenko V.A. // Tetrahedron Lett. 2016.

Vol. 57. P. 2772. doi 10.1016/j.tetlet.2016.05.032

12.

Cairns T.L., Carboni R.A., Coffman D.D., Engel-

28.

Голубев Р.В., Алексеева А.Ю., Бардасов И.Н., Каю-

hardt V.A., Heckert R.E., Little E.L., McGeer E.G.,

ков Я.С., Ершов О.В., Насакин О.Е. // ЖОрХ. 2011.

McKusick B.C., Middleton W.J., Scribner R.M.,

Т. 47. С. 370; Golubev R.V., Alekseeva A.Y., Bardasov

Theobald C.W., Winberg, H.E. // J. Am. Chem. Soc.

I.N., Kayukov Y.S., Ershov O.V., Nasakin O.E. // Russ.

1958. Vol. 80. N 11. P. 2775. doi 10.1021/ja01544a051

J. Org. Chem. 2011. Vol. 47. P. 363. doi: 10.1134/

13.

Morgenstern J., Mayer R. // J. Prakt. Chem. 1966.

S1070428011030055

Vol. 34. N 1-4. P. 116. doi 10.1002/prac.19660340115

29.

Бардасов И.Н., Алексеева А.Ю., Михайлов Д.Л.,

14.

El-Sakka I.A., El-Kousy S.M., Kandil Z.E. // J. Prakt.

Ершов О.В., Каюков Я.С. // ЖОрХ. 2016. Т. 52.

Chem. 1991. Vol. 333. N 2. P. 345. doi 10.1002/

С. 1374; Bardasov I.N., Alekseeva A.Y., Mikhailov D.L.,

prac.19913330222

Ershov O.V., Kayukov Y.S. // Russ. J. Org. Chem. 2016.

15.

Zohreh N., Tavakolizadeh M., Hosseini S.H., Pourjava-

Vol. 52. P. 1365. doi 10.1134/S1070428016090220.

di A., Bennett C. // Polymer. 2017. Vol. 112. P. 342. doi

30.

Бардасов И.Н., Михайлов Д.Л., Беликов М.Ю., Алек-

10.1016/j.polymer.2017.02.028

сеева А.Ю., Ершов О.В. // ЖОрХ. 2016. Т. 52. С. 1607;

16.

Ranu B.C., Jana R. // Eur. J. Org. Chem. 2006. N 16.

Bardasov I.N., Mikhailov D.L., Belikov M.Yu., Aleksee-

P. 3767. doi 10.1002/ejoc.200600335.

va A.Yu., Ershov O.V. // Russ. J. Org. Chem. 2016.

17.

Elgemeie G.E.H., Regaila H.A., Shehata N. // J. Chem.

Vol. 52. P. 1600. doi 10.1134/S1070428016110087

Soc. Perkin Trans. 1. 1990. N 5. P. 1267. doi 10.1039/

31.

Доценко В.В., Исмиев А.И., Хрусталева А.Н., Фро-

p19900001267

лов К.А., Кривоколыско С.Г., Чигорина Е.А., Сниж-

18.

Dotsenko V.V., Krivokolysko S.G., Litvinov V.P. // J.

ко А.П., Громенко В.М., Бушмаринов И.С., Аске-

Heterocycl. Chem. 2010. Vol. 48. N 1. P. 162. doi

ров Р.К., Пехтерева Т.М., Суйков С.Ю., Папаяни-

10.1002/jhet.493

на Е.С., Мазепа А.В., Магеррамов А.М. // ХГС. 2016.

19.

Junek H., Wolny B. // Monatsh. Chem. 1976. Vol. 107.

T. 52. C. 473; Dotsenko V.V., Ismiev A.I., Khrustale-

P. 999. doi 10.1007/BF00904489.

va A.N., Frolov K.A., Krivokolysko S.G., Chigori-

20.

Fahmy S.M., Abd Allah S.O., Mohareb R.M. // Synthesis.

na E.A., Snizhko A.P., Gromenko V.M., Bushmari-

1984. P. 976. doi 10.1055/s-1984-31045

nov I.S., Askerov R.K., Pekhtereva T.M., Suykov S.Yu.,

21.

Бардасов И.Н., Алексеева А.Ю., Малышкина Н.Л.,

Papayanina E.S., Mazepa A.V., Magerramov A.M. //

Chem. Heterocycl. Compd. 2016. Vol. 52. P. 473. doi

Ершов О.В., Гришанов Д.А. // ЖОрХ. 2016. Т. 52.

10.1007/s10593-016-1918-3

С. 844; Bardasov I.N., Alekseeva A.Y., Malyshkina N.L.,

32.

Алексеева А.Ю., Бардасов И.Н., Михайлов Д.Л.,

Ershov O.V., Grishanov D.A. // Russ. J. Org. Chem.

Ершов О.В. // ЖОрХ. 2017. T. 53. P. 1227; Aleksee-

2016. Vol. 52. P. 830. doi 10.1134/S1070428016060117

va A.Yu., Bardasov I.N., Mikhailov D.L., Ershov O.V. //

22.

Бардасов И.Н., Алексеева А.Ю., Ершов О.В. // ЖОрХ.

Russ. J. Org. Chem. 2017. Vol. 52. P. 1243. doi 10.1134/

2017. Т. 53. С. 1253; Bardasov I.N., Alekseeva A.Y.,

S1070428017080140

Ershov O.V. // Russ. J. Org. Chem. 2017. Vol. 53.

33.

Junek H., Thierrichter B., Wibmer P. // Monatsh. Chem.

P. 1270. doi 10.1134/S107042801708019X

1979. Vol. 110. P. 483. doi 10.1007/BF00911935

23.

Ершов О.В., Бардасов И.Н., Алексеева А.Ю.,

34.

Mohareb R.M., Moustafa H.E. // Acta Pharm. 2011.

Иевлев М.Ю., Беликов М.Ю. // ЖОрХ. 2017. Т. 53.

Vol. 61. P. 51. doi 10.2478/v10007-011-0001-y

С. 1014; Ershov O.V., Bardasov I.N., Alekseeva A.Yu.,

35.

Mohareb R.M., El-Sharkawy K.A., Sherif S.M. // Acta

Ievlev M.Yu., Belikov M.Yu. // Russ. J. Org. Chem. 2017.

Pharm. 2008. Vol. 58. P. 429. doi 10.2478/v10007-008-

Vol. 53. P. 1025. doi 10.1134/S1070428017070107

0030-3

24.

Gazit A., Yaish P., Gilon C., Levitzki A. // J. Med. Chem.

36.

El-Sayed A.M., Abdel-Ghany H. // J. Heterocycl. Chem.

1989. Vol. 32. P. 2344. doi 10.1021/jm00130a020

2000. Vol. 37. P. 1233. doi 10.1002/jhet.5570370534

25.

Голубев Р.В., Беликов М.Ю., Бардасов И.Н.,

37.

Доценко В.В., Фролов К.А., Чигорина Е.А., Хруста-

Ершов О.В., Насакин О.Е. // ЖОрХ. 2010. Т. 46.

лева А.Н., Бибик Е.Ю., Кривоколыско С.Г. // Изв.

С. 1868; Golubev R.V., Belikov M.Y., Bardasov I.N.,

АН. Сер. хим. 2019. Т. 68. № 4. С. 691; Dotsenko

Ershov O.V., Nasakin O.E. // Russ. J. Org. Chem. 2010.

V.V., Frolov K.A., Chigorina E.A., Khrustaleva A.N.,

Vol. 46. P. 1883. doi 10.1134/S1070428010120171

Bibik E.Yu., Krivokolysko S.G. // Russ. Chem. Bull.

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 6 2021

НОВЫЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА, СТРОЕНИЕ И АМИНОМЕТИЛИРОВАНИЕ

861

2019. Vol. 68. N 4. P. 691. doi 10.1007/s11172-019-

Dotsenko V.V., Krivokolysko S.G. // Russ. J. Org.

2476-5

Chem. 2016. Vol. 52. N 9. P. 1368. doi 10.1134/

38. Доценко В.В., Кривоколыско С.Г., Литвинов В.П.,

S1070428016090232

Русанов Э.Б. // Докл. АН. 2007. Т. 413. № 3. С. 345;

41. Mittelbach M. // Monatsh. Chem. 1985. Vol. 116. P. 689.

Dotsenko V.V., Krivokolysko S.G., Litvinov V.P., Rusa-

doi 10.1007/BF00798796.

nov E.B. // Doklady Chem. 2007. Vol. 413. Part 1. P. 68.

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

doi 10.1134/S0012500807030032

ward J.A.K., Puschmann H. // J. Appl. Cryst. 2009.

39. Orlov A.A., Eletskaya A.A., Frolov K.A., Golinets A.D.,

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

Palyulin V.A., Krivokolysko S.G., Kozlovskaya L.I.,

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

Dotsenko V.V., Osolodkin D.I. // Arch. Pharm. 2018.

P. e1700353. doi 10.1002/ardp.201700353

P. 112. doi 10.1107/S0108767307043930

40. Хрусталева А.Н., Доценко В.В., Кривоколыско С.Г. //

44. Sheldrick G. M. // Acta Crystallogr. (C). 2015. Vol. 71.

ЖОрХ. 2016. Т. 52. № 9. С. 1376; Khrustaleva A.N.,

P. 3. doi 10.1107/S2053229614024218

New Methods of Synthesis, Structure and Aminomethylation

of 4-Imino-2-(dycyanomethylene)-3-azaspiro[5.5]undecane-

1,5-dicarbonitrile

A. O. Kurskova^a, V. V. Dotsenkob,c, K. A. Frolov^a, N. A. Aksenov^c, I. V. Aksenova^c,

S. V. Shcherbakov^c, S. N. Ovcharov^c, D. S. Krivokolysko^d, and S. G. Krivokolyskoa,d,*

^aLaboratory “ChemEx”, V. Dal Lugansk State University, Lugansk, 91034 Ukraine

^bKuban State University, Krasnodar, 350040 Russia

^cNorth Caucasus Federal University, Stavropol, 355009 Russia

^d St. Luke Lugansk State Medical University, Lugansk, 91045 Ukraine

*e-mail: ksg-group-lugansk@mail.ru

Received April 5, 2021; revised April 5, 2021; accepted April 22, 2021

Sequential reaction of cyclohexanone with malononitrile and 2-aminopropene-1,1,3-tricarbonitrile in the pres-

ence of potassium hydroxide or sodium ethylate in ethanol gave 4-imino-2-(dicyanomethylene)-3-azaspiro[5.5]-

undecane-1,5-dicarbonitrile. Aminomethylation of the latter reacted with primary amines and an excess of

formaldehyde to form new 2-(dicyanomethylene)-3,7-diazaspiro[bicyclo[3.3.1]non-3-ene-9,1′-cyclohex-

ane]-1.5-dicarbonitrile derivatives. Contrary to the literature data, the reaction of cyclohexanone with 2-amino-

propene-1,1,3-tricarbonitrile in benzene in the presence of piperidine and glacial acetic acid led to the formation

of 2,4-diamino-5,6,7,8-tetrahydronaphthalene-1,3-dicarbonitrile.

Keywords: cyclohexanone, malononitrile, 2-aminopropene-1,1,3-tricarbonitrile, 2,4-diamino-5,6,7,8-tetrahy-

dronaphthalene-1,3-dicarbonitrile, 4-imino-2-(dicyanomethylene)-3-azaspiro[5.5]undecane-1,5-dicarbonitrile,

aminomethylation

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 6 2021