ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2019, том 55, № 8, с. 1163-1166

УДК 547.46.052

ГИДРОЛИЗ 2-АМИНО-6-АРИЛ-4-(ДИЦИАНОМЕТИЛЕН)-

3-АЗАБИЦИКЛО[3.1.0]ГЕКС-2-ЕН-1,5-ДИКАРБОНИТРИЛОВ

ФГБОУ ВО «Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова»,

428015, Россия, г. Чебоксары, Московский пр. 15

*e-mail: bardasov.chem@mail.ru

Поступила в редакцию 22 января 2019 г.

После доработки 4 марта 2019 г.

Принята к публикации 15 марта 2019 г.

При действии на 2-амино-6-арил-4-(дицианометилен)-3-азабицикло[3.1.0]гекс-2-ен-1,5-дикарбонитрилы

серной кислоты в уксусной кислоте образуются 6-арил-2-(дицианометилен)-4-оксо-3-азабицикло[3.1.0]-

гексан-1,5-дикарбонитрилы. При использовании водного раствора серной кислоты происходят более

глубокие превращения, приводящие к

1-(1-амино-2,2-дициановинил)-3-арилциклопропан-1,2-

дикарбонитрилам.

Ключевые слова: 3-азабицикло[3.1.0]гексан, циклопропан, пирролидин-2-он, цианогруппа, гидролиз.

DOI: 10.1134/S0514749219080020

Химия производных 3-азабицикло[3.1.0]гексана,

мера малононитрила образуются полицианозаме-

несмотря на большое число работ по методам их

щенные 3-азабицикло[3.1.0]гексаны [14-16]. При

синтеза и изучению свойств, продолжает интен-

этом с помощью NOE-спектроскопии было

сивно развиваться [1]. Это связано как с наличием

установлено пространственное строение 2-амино-

у некоторых представителей данного класса соеди-

6-арил-4-(дицианометилен)-3-азабицикло[3.1.0]-

нений различного рода биологической активности

гекс-2-ен-1,5-дикарбонитрилов 1 [14].

[2-7], так и высоким скелетным и функциональ-

В данной работе представлено исследование

ным синтетическим потенциалом [8-13]. Особенно

взаимодействия ранее синтезированных полифунк-

разнообразно протекают превращения в цианоза-

циональных циклопропанов 1 с растворами серной

мещенных 3-азабицикло[3.1.0]гексанах, при этом в

кислоты в воде и уксусной кислоте. Обнаружено,

зависимости от функционального окружения

что при нагревании

2-амино-6-арил-4-(дициано-

удается получить производные пиридина

[8],

метилен)-3-азабицикло[3.1.0]гекс-2-ен-1,5-дикар-

пирролидина [9], 3-азабицикло[3.1.0]октена [10],

бонитрилов 1 в 10%-ном растворе серной кислоты

циклопропана [11-13].

в уксусной кислоте происходит образование 6-арил-

Ранее нами сообщалось, что в результате

2-(дицианометилен)-4-оксо-3-азабицикло-[3.1.0]-

взаимодействия бромпроизводных метиленактив-

гексан-1,5-дикарбонитрилов 2a-d с выходами 73-

ных соединений и арилметилиденпроизводных ди-

85% (схема 1). В ходе взаимодейст-вия происходит

Схема 1.

NH₂

AcOH/H₂SO₄

1a-d

2a-d

Ar = Ph (a), 3-NO₂C₆H₄ (b), 2-ClC₆H₄ (c), 3-BrC₆H₄ (d).

1163

1164

БАРДАСОВ и др.

Схема 2.

NH₂

H₂O/H₂SO₄

NH₂

-CO₂

NC CN

1a^_e

2a^_e

3a^_e

Ar = Ph (a), 3-NO₂C₆H₄ (b), 2-ClC₆H₄ (c), 3-BrC₆H₄ (d), 3-ClC₆H₄ (e), 4-FC₆H₄ (f).

селективный гидролиз енамина в результате чего

зарегистрированы на спектрометре Bruker DRX-

образуются производные пирро-лидин-2-она 2.

500 в ДМСО-d₆, внутренний стандарт ТМС.

Масс-спектры записаны на приборе Finnigan

При использовании водного раствора серной

МАТINCOS-50 (ионизация ЭУ, 70 эВ). Элемент-

кислоты происходят более глубокие превращения.

ный анализ выполнен на CHN-анализаторе vario

На первой стадии реакции в результате гидролиза,

Micro cube. Температуры плавления определены на

по-видимому, также происходит образование

автоматическом приборе OptiMelt MPA100.

циклопропанов 2, пиррольный цикл которых далее

Контроль за ходом реакций и чистотой

претерпевает раскрытие с образованием циклопро-

синтезированных соединений осуществлён

панкарбоновой кислоты А. Реакция заканчивается

методом ТСХ на пластинах Sorbfil ПТСХ-АФ-А-

декарбоксилированием и формированием конеч-

УФ, (элюент этилацетат, проявление УФ

ных

1-(1-амино-2,2-дициановинил)-3-арилцикло-

облучением, парами иода и термическим

пропан-1,2-дикарбонитрилов 3a-f с выходом 65-

разложением).

78% (схема 2). Интересно отметить, что амино-

группа при дицианометилиденовом фрагменте в

2-(Дицианометилен)-4-оксо-6-фенил-3-аза-би-

соединение 3 оказалась устойчива к гидролизу.

цикло[3.1.0]гексан-1,5-дикарбонитрил

(2a).

Смесь 0.284 г (1 ммоль) циклопропана 1 кипятили

Строение синтезированных соединений

10 мин в 5 мл 10% раствора серной кислоты в

доказано методами ИК и ЯМР ¹Н спектроскопии, а

ледяной уксусной кислоте. Осадок отфильтровы-

также масс-спектрометрии. По данным ЯМР ¹Н

вали, промывали дистиллированной водой. Выход

соединений 3 константа спин-спинового взаимо-

0.228 г (80%), т.пл. 215-216°C (разл.). ИК спектр, ν,

действия протонов циклопропанового кольца

см^-1:

3538, 2256, 2235, 1775, 1620. Спектр ЯМР

составляет 9.6-9.7 Гц, что говорит об их цис-

¹Н (ДМСО-d₆), δ, м.д.: 4.34 c (1Н, СН), 7.48-7.56

расположении и полностью согласуется с данными

м (5Н, C₆H₅). Спектр ЯМР 13C (ДМСО-d6), δ,

о пространственном строении исходных циклопро-

м.д.:

32.89, 35.11, 46.51, 57.90, 110.22, 111.13,

панов 1 [15].

112.20,

112.59,

128.53,

128.90,

129.15,

129.92,

Таким образом, были исследованы превращения

166.54, 167.89. Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 285 [M]⁺

цианозамещенных циклопропанов аннелированных

(22). Найдено,

%: C

67.45; H

2.51; N

24.48.

с пирролидин-2-оновым циклом в уксуснокислом и

C₁₆H₇N₅O. Вычислено, %: C 67.37; H 2.47; N 24.55.

водном растворах серной кислоты. Обнаружено,

M 285.27.

что в уксусной кислоте образуются

6-арил-2-

Соединения 2b-e получали аналогично.

(дицианометилен)-4-оксо-3-азабицикло[3.1.0]-

гексан-1,5-дикарбонитрилы, а в водном растворе 1-

2-(Дицианометилен)-6-(3-нитрофенил)-4-оксо-

(1-амино-2,2-дициановинил)-3-арилциклопропан-

3-азабицикло[3.1.0]гексан-1,5-дикарбонитрил

1,2-дикарбонитрилы.

(2b). Выход

78%, т.пл.

230-231°C (разл.). ИК

спектр, ν, см^-1: 3539, 2254, 2230, 1777, 1690, 1622.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Спектр ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆), δ, м.д.: 4.50 c (1Н, СН),

7.89 т (1Н, С₆Н₄, J 8.0 Гц), 7.95 д (1Н, С₆Н₄, J 8.0 Гц),

ИК спектры зарегистрированы на Фурье-

8.35 д.д (1Н, С₆Н₄, J 8.1, 1.8 Гц), 8.45 т (1Н, С₆Н₄, J

спектрометре ФСМ-1202 в тонком слое (суспензия

1.8 Гц). Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 330 [M]⁺ (18).

в вазелиновом масле). Спектры ЯМР 1Н и 13C

Найдено, %: C 58.29; H 1.91; N 25.31. C₁₆H₆N₆O₃.

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 8 2019

ГИДРОЛИЗ 2-АМИНО-6-АРИЛ-4-(ДИЦИАНОМЕТИЛЕН)-3-АЗАБИЦИКЛО[3.1.0]ГЕКС-2-...

1165

Вычислено,

%: C

58.19; H

1.83; N

25.45. M

(I_отн, %): 304 [M]⁺ (3). Найдено, %: C 59.29; H 2.69;

330.26.

N 27.58. C₁₅H₈N₆O₂. Вычислено, %: C 59.21; H 2.65;

N 27.62. M 304.27.

2-(Дицианометилен)-4-оксо-6-(2-хлорфенил)-

3-азабицикло[3.1.0]гексан-1,5-дикарбонитрил

1-(1-Амино-2,2-дициановинил)-3-(2-хлор-

(2с). Выход

85%, т.пл.

217-238°C (разл.). ИК

фенил)циклопропан-1,2-дикарбонитрил

(3с).

спектр, ν, см^-1: 3545, 2255, 2230, 1770, 1622. Спектр

Выход 68%, т.пл. 228-229°C (разл.). ИК спектр, ν,

ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆), δ, м.д.: 4.33 c (1Н, СН), 7.51-

см^-1: 3406, 3326, 2254, 2215, 1681. Спектр ЯМР ¹Н

7.57 м (2Н, С₆Н₄), 7.64-7.70 м (2Н, С₆Н₄). Масс-

(ДМСО-d₆), δ, м.д.: 3.73 д (1Н, СН, J 9.6 Гц), 3.88 д

спектр, m/z (I_отн, %): 321 [M]⁺ (8), 319 [M]⁺ (22), 284

(1Н, СН, J 9.6 Гц), 7.47-7.51 м (2Н, C₆H₄), 7.63-7.65

[M - Cl]⁺ (35), 284 (55). Найдено, %: C 60.20; H

м (1Н, C₆H₄), 7.75-7.78 м (1Н, C₆H₄), 9.37 уш.с (1Н,

1.95; N 21.85. C₁₆H₆ClN₅O. Вычислено, %: C 60.11;

NH₂), 9.49 уш.с (1Н, NH₂). Масс-спектр, m/z (I_отн,

H 1.89; N 21.91. M 319.71.

%): 295 [M]⁺ (9), 293 [M]+ (32), 258 [M - Сl]+

(49). Найдено,

%: C

61.47; H

2.83; N

23.71.

6-(3-Бромфенил)-2-(дицианометилен)-4-оксо-

C₁₅H₈ClN₅. Вычислено, %: C 61.34; H 2.75; N 23.84.

3-азабицикло[3.1.0]гексан-1,5-дикарбонитрил

M 293.71.

(2d). Выход

73%, т.пл.

228-229°C (разл.). ИК

спектр, ν, см^-1: 2252, 2235, 1775, 1618. Спектр ЯМР

1-(1-Амино-2,2-дициановинил)-3-(3-бром-

¹Н (ДМСО-d₆), δ, м.д.: 4.35 c (1Н, СН), 7.50-7.55 м

фенил)циклопропан-1,2-дикарбонитрил

(3d).

(2Н, С₆Н₄), 7.71-7.74 м (2Н, С₆Н₄). Масс-спектр, m/z

Выход 65%, т.пл. 151-152°C (разл.). ИК спектр, ν,

(I_отн, %): 365 [M]⁺ (21), 363 [M]⁺ (22), 284 [M - Br]⁺

см^-1: 3401, 3325, 3237, 3020, 2253, 2211, 2201, 1647.

(35), 241 (100). Найдено, %: C 52.89; H 1.75; N

Спектр ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆), δ, м.д.: 3.71 д (1Н, СН,

19.10. C₁₆H₆BrN₅O. Вычислено, %: C 52.77; H 1.66;

J 9.7 Гц), 3.79 д (1Н, СН, J 9.7 Гц), 7.46 т (1Н, C₆H₄,

N 19.23. M 364.16.

J 7.9 Гц), 7.59-7.62 м (1Н, C₆H₄), 7.64-7.67 м (1Н,

C₆H₄), 7.85 c (1Н, C₆H₄), 9.33 уш.с (1Н, NH₂), 9.53

1-(1-Амино-2,2-дициановинил)-3-фенил-

уш.с (1Н, NH₂). Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 339 [M]⁺

циклопропан-1,2-дикарбонитрил

(3a). Смесь

(33), 337 [M]⁺ (36), 258 [M - Br]⁺ (77). Найдено, %:

0.284 г (1 ммоль) циклопропана 1 кипятили в смеси

C 53.33; H 2.41; N 20.60. C₁₅H₈BrN₅. Вычислено, %:

3 мл диоксана и 3 мл 10% водного раствора серной

C 53.28; H 2.38; N 20.71. M 338.17.

кислоты. Выпавший через несколько часов осадок

отфильтровывали, промывали дистиллированной

1-(1-Амино-2,2-дициановинил)-3-(3-хлор-

водой. Перекристаллизовывали из ацетонитрила.

фенил)циклопропан-1,2-дикарбонитрил

(3e).

Выход 0.181 г (70%), т.пл. 231-232°C (разл.). ИК

Выход 72%, т.пл. 203-204°C (разл.). ИК спектр, ν,

спектр, ν, см^-1: 3376, 3330, 3214, 3039, 3001, 2251,

см^-1: 3402, 3321, 3234, 3024, 2251, 2216, 2207, 1697.

2215, 2208, 1656. Спектр ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆), δ,

Спектр ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆), δ, м.д.: 3.71 д (1Н, СН,

м.д.: 3.68 д (1Н, СН, J 9.7 Гц), 3.75 д (1Н, СН, J

J 9.7 Гц), 3.79 д (1Н, СН, J 9.7 Гц), 7.52-7.58 м (3Н,

9.7 Гц), 7.42-7.50 м (3Н, C₆H₅), 7.60 д (2Н, С₆Н₅, J

C₆H₄), 7.72 c (1Н, C₆H₄), 9.33 уш.с (1Н, NH₂), 9.54

7.5 Гц), 9.32 уш.с (1Н, NH₂), 9.56 уш.с (1Н, NH₂).

уш.с (1Н, NH₂). Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 295 [M]⁺

Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 259 [M]⁺ (100), 249 [M -

(9), 293 [M]⁺ (36), 258 [M - Сl]⁺ (28). Найдено, %: C

27]⁺ (49). Найдено, %: C 69.51; H 3.55; N 26.85.

61.47; H 2.83; N 23.71. C₁₅H₈ClN₅. Вычислено, %: C

C₁₅H₉N₅. Вычислено, %: C 69.49; H 3.50; N 27.01. M

61.34; H 2.75; N 23.84. M 293.71.

259.27.

1-(1-Амино-2,2-дициановинил)-3-(4-фторфе-

Соединения 3b-e получали аналогично.

нил)циклопропан-1,2-дикарбонитрил

(3f).

1-(1-Амино-2,2-дициановинил)-3-(3-нитро-

Выход 65%, т.пл. 215-216°C (разл.). ИК спектр, ν,

фенил)циклопропан-1,2-дикарбонитрил

(3b).

см^-1: 3387, 3332, 3227, 3028, 3006, 2255, 2210, 2203,

Выход 78%, т.пл. 200-201°C (разл.). ИК спектр, ν,

1658. Спектр ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆), δ, м.д.: 3.67 д

см^-1: 3401, 3324, 3232, 3024, 2254, 2215, 2209, 1648.

(1Н, СН, J 9.7 Гц), 3.74 д (1Н, СН, J 9.7 Гц), 7.34 т

Спектр ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆), δ, м.д.: 3.81 д (1Н, СН,

(2Н, C₆H₄, J 8.9 Гц), 7.65 д.д (2Н, C₆H₄, J 8.6, 5.4 Гц),

J 9.7 Гц), 3.95 д (1Н, СН, J 9.7 Гц), 7.83 т (1Н, С₆Н₄,

9.31 уш.с (1Н, NH₂), 9.55 уш.с (1Н, NH₂). Масс-

J 8.0 Гц), 8.07 д.т (1Н, С₆Н₄, J 7.9, 0.9 Гц), 8.32 д.д

спектр, m/z (I_отн, %): 277 [M]⁺ (100). Найдено, %: C

(1Н, С₆Н₄, J 8.2, 2.3 Гц), 8.56 с (1Н, С₆Н₄), 9.38 уш.с

65.10; H 2.99; N 25.11. C₁₅H₈FN₅. Вычислено, %: C

(1Н, NH₂), 9.61 уш.с (1Н, NH₂). Масс-спектр, m/z

64.98; H 2.91; N 25.26. M 277.26.

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 8 2019

1166

БАРДАСОВ и др.

ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА

7. Jones C.K., Sheffler D.J., Williams R., Jadhav S.B.,

Felts A.S., Morrison R.D., Niswender C.M., Daniels J.S.,

Исследование выполнено в рамках базовой

Conn P.J., Lindsley C.W. Bioorg. Med. Chem. Lett.

части государственного задания Минобрнауки

2014, 24, 1067. doi 10.1016/j.bmcl.2014.01.013

России № 4.6283.2017/8.9 (0849-2017-0001).

8. Poschenrieder H., Eckl E., Stachel H.-D., Windt A.,

Polborn K. J. Heterocycl. Chem. 2000, 37, 839. doi

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

10.1002/jhet.5570370428

9. Vilsmaier E., Milch G., Bergsträßer U. Tetrahedron.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

1998, 54, 6403. doi 10.1016/S0040-4020(98)00298-1

интересов.

10. Ren Z., Cao W., Lu Y., Wang Y., Wang S.

Synth. Commun.

2008,

38,

2215. doi

10.1080/

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

00397910802031378

11. Каюков Я.С., Бардасов И.Н., Ершов О.В.,

1. Ершов О.В., Бардасов И.Н. ХГС. 2016, 52,

447.

Насакин О.Е., Каюкова О.В., Тафеенко В.А. ЖОрХ.

[Ershov O.V., Bardasov I.N. Chem. Heterocycl. Compd.

2012,

48,

487.

[Kayukov Y.S., Bardasov I.N.,

2016, 52, 447.] doi 10.1134/S1070428016110075

Ershov O.V., Nasakin O.E., Kayukova O.V.,

2. McAllister L.A., Butler C.R., Mente S., O’Neil S.V.,

Tafeenko V.A. Russ. J. Org. Chem. 2012, 48, 485.] doi

Fonseca K.R., Piro J.R., Cianfrogna J.A., Foley T.L.,

10.1134/S1070428012040033

Gilbert A.M., Harris A.R., Helal C.J., Johnson D.S.,

12. Froehlich K., Wagemann R., Vilsmaier E.

Montgomery J.I., Nason D.M., Noell S., Pandit J.,

Tetrahedron. 1998, 54, 13115. doi 10.1016/S0040-

Bruce N. Rogers B.N., Samad T.A., Shaffer C.L., Silva R.G.,

4020(98)00794-7

Uccello D.P., Webb D., Brodney M.A. J. Med. Chem.

13. Xin X., Zhang Q., Liang Y., Zhang R., Dong D. Org.

2018, 61, 3008. doi 10.1021/acs.jmedchem.8b00070

Biomol. Chem. 2014, 12, 2427. doi 10.1039/C4OB00087K

3. Patel S., Meilandt W.J., Erickson R.I., Chen J.,

Deshmukh G., Estrada A.A., Fuji R.N., Gibbons P.,

14. Голубев Р.В., Алексеева А.Ю., Бардасов И.Н.,

Gustafson A., Harris S.F., Imperio J., Liu W., Liu X.,

Каюков Я.С., Ершов О.В., Насакин О.Е. ЖОрХ.

Liu Y., Lyssikatos J.P., Ma C., Yin J., Lewcock J.W.,

2011,

47,

370.

[Golubev R.V., Alekseeva A.Y.,

Siu M. J. Med. Chem. 2017, 60, 8083. doi 10.1021/

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

acs.jmedchem.7b00843

Russ. J. Org. Chem. 2011, 47, 363.] doi 10.1134/

4. Kallam S.R., Eda V.R., Sen S., Datrika R., Rapolu R.K.,

S1070428011030055

Khobare S., Gajare V., Banda M., Khan R.A.R.,

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

Singh M., Lloyd M., Kandagatla B., Janagili M.J.,

Ершов О.В., Каюков Я.С., Насакин О.Е. ЖОрХ.

Tadikonda V.P., Vidavalur S., Iqbal J., Fox M.E.,

2015,

51,

866.

[Bardasov I.N., Mikhailov D.L.,

Dahanuk V.H., Oruganti S. Tetrahedron. 2017, 73,

Alekseeva A.Y., Ershov O.V., Kayukov Y.S., Nasakin O.E.

4285. doi 10.1016/j.tet.2017.05.080

Russ. J. Org. Chem. 2015, 51, 849.] doi 10.1134/

5. Chen P., Zhu C., Zhu R., Lin Z., Wu W., Jiang H. Org.

S1070428015060056

Biomol. Chem.

2017,

15,

1228. doi

10.1039/

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

C6OB02137A

Ершов О.В., Каюков Я.С. ЖОрХ. 2016, 52, 1374.

6. Kuttruff C.A., Haile M., Kraml J., Tautermann C.T.

[Bardasov I.N., Alekseeva A.Y., Mikhailov D.L.,

ChemMedChem.

2018,

13,

983. doi

10.1002/

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

cmdc.201800151

52, 1365.] doi 10.1134/S1070428016090220

Hydrolysis of 2-Amino-6-aryl-4-(dicianomethylene)-3-azabicyclo-

[3.1.0]hex-2-en-1,5-dicarbonitriles

I. N. Bardasov*, A. U. Alekseeva, and O. V. Ershov

I.N. Ul’yanov Chuvash State University, 428015, Russia, Cheboksary, Moskovskii pr. 15

*e-mail: bardasov.chem@mail.ru

Received January 22, 2019; revised March 4, 2019; accepted March 15, 2019

Under the action on 2-amino-6-aryl-4-(dicyanomethylene)-3-azabicyclo[3.1.0]hex-2-ene-1,5-dicarbonitriles of

solution of sulfuric acid in acetic acid the 6-aryl-2-(dicyanomethylene)-4-oxo-3-azabicyclo[3.1.0]hexane-1,5-

dicarbonitriles is formed. Reaction with aqueous sulfuric acid after deep transformations lead to 1-(1-amino-2,2-

dicyanovinyl)-3-arylcyclopropane-1,2-dicarbonitriles.

Keywords: 3-azabicyclo[3.1.0]hexane, cyclopropane, pyrrolidin-2-one, cyano group, hydrolysis

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 8 2019