ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2020, том 56, № 7, с. 1046-1054

УДК 547.745

СИНТЕЗ СПИРО[ПИРРОЛ-ПИРРОЛИЗИДИНОВ]

1,3-ДИПОЛЯРНЫМ ЦИКЛОПРИСОЕДИНЕНИЕМ

АЗОМЕТИНИЛИДОВ К 3-ИЛИДЕНПИРРОЛ-2-ОНАМ

ФГБОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»,

614990, Россия, г. Пермь, ул. Букирева 15

*e-mail: koh2@psu.ru

Поступила в редакцию 27 февраля 2020 г.

После доработки 14 апреля 2020 г.

Принята к публикации 15 апреля 2020 г.

Конденсацией Кневенагеля 1H-пиррол-2,3-дионов с малононитрилом синтезированы 3-илиденпир-

рол-2-оны. 1,3-Диполярное циклоприсоединение азометинилидов, генерируемых in situ из арилкарбаль-

дегидов и пролина или саркозина, к экзоциклической двойной связи 3-илиденпиррол-2-онов приводит

к образованию региоизомерных спиро[пиррол-3,2'-пирролизинов], спиро[пиррол-3,1'-пирролизинов] и

диазоспиро[4.4]нонана.

Ключевые слова: поликарбонильные соединения, 1Н-пиррол-2,3-дионы, диполярное циклоприсоеди-

нение, азометинилиды, спиропирролизины, спиропирролидины.

DOI: 10.31857/S0514749220070071

Структурные фрагменты пирролидинов и пир-

продукты конденсации Кневенагеля альдегидов

ролизидинов широко распространены в природе и

или кетонов с производными малоновой кислоты

встречаются в составе многочисленных биологи-

[10, 13, 14]. Описана трехкомпонентная реакция

чески активных соединений [1, 2] и алкалоидов,

азометинилидов с 2-оксо-3Н-индол-3-илиденма-

например, спиротрипростатина А [3], использу-

лононитрилом, в результате которой образуются

ющегося в качестве основы противораковых пре-

спиропирролидин-оксиндолы и спиропирроли-

паратов, элакомина [4] и хорсфилина [5], облада-

зидин-оксиндолы [15]. В настоящей работе в ка-

ющих анальгетической активностью, азаспирена

честве диполярофилов использованы продукты

[6], казуарина [7], природного алкалоида, являю-

конденсации Кневенагеля 1Н-пиррол-2,3-дионов

щегося эффективным ингибитором глюкозидазы I

с малононитрилом - 3-илиденпиррол-2-оны, реак-

и применяемого в терапии сахарного диабета 2-го

ции 1,3-диполярного циклоприсоединения кото-

типа (рис. 1).

рых не изучены.

Некоторые синтетические спиро-пирролидины

Конденсацией

5-фенил-4-этоксикарбонил-1H-

являются перспективными антилейкемическими и

пиррол-2,3-дионов 1a, b с малононитрилом в

противосудорожными агентами [8, 9].

соотношении 1:1 при кипячении в безводном

Известен метод синтеза пирролидинов реакци-

ацетонитриле в течение 2 ч в присутствии триэтил-

ей диполярного циклоприсоединения азометини-

амина получены замещенные 3-илиденпиррол-2-

лидов, генерируемых из α-аминокислот и арома-

оны - этил 1-алкил-4-(дицианометилен)-5-оксо-

тических альдегидов [10-12]. В качестве диполя-

2-фенил-4,5-дигидро-1H-пиррол-3-карбоксилаты

рофилов в данной реакции могут использоваться

2a, b.

1046

СИНТЕЗ СПИРО[ПИРРОЛ-ПИРРОЛИЗИДИНОВ] 1,3-ДИПОЛЯРНЫМ ЦИКЛОПРИСОЕДИНЕНИЕМ 1047

MeO

O OH

Спиротрипростатин А

Элакомин

Азаспирен

HO H

Хорсфилин

Казуарин

Рис. 1. Алкалоиды, содержащие фрагменты пирролидинов и пирролизидинов.

При взаимодействии

3-илиденпиррол-2-онов

водном ацетонитриле в течение 1-2 ч (контроль

2a, b с азометинилидами, генерируемыми in situ

методами ТСХ и ВЭЖХ-МС) образуются регио-

из L-пролина и ароматических альдегидов 3a-c, в

изомерные спиро[пиррол-3,2'-пирролизины] 4a-d

соотношении 1:1 при кипячении реагентов в без-

и спиро[пиррол-3,1'-пирролизины] 5a-d (схема 1).

Схема 1.

1a, b

4a-d

5a-d

2a, b

3a-c

1, 2, R = Bn (a), Me (b); 3, R¹ = R² =Н (а); R¹ = Br, R² =Н (b); R¹ = R² = OMe (c);

4, 5, R = Bn; R¹ = R² = H (a); R = Bn; R¹ = R² = OMe (b); R = Me; R¹ = Br; R² = H (c);

R = Bn; R¹ = Br; R² = H (d).

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 7 2020

1048

МОРОЗ и др.

С помощью колоночной хроматографии на сили-

а также два дублета неэквивалентных протонов

кагеле разделены все региоизомерные пары. При

метиленовой группы в пирролидиновом цикле

использовании саркозина вместо L-пролина в ана-

(3.78 и 4.13 м.д.).

логичных условиях удалось выделить в индивиду-

В спектрах ЯМР ¹³C соединений 4-6 присут-

альном виде только основной региоизомер - диа-

ствуют характерные сигналы сложноэфирной

зоспиро[4.4]нонен 6.

(162.2-163.3 м.д.) и лактамной (172.5-174.9 м.д.)

Соединения 4-6 - бесцветные кристаллические

карбонильных групп.

вещества, легкорастворимые в ДМСО, хлорофор-

Для однозначного установления относитель-

ме и ацетоне, нерастворимые в алканах и воде.

ной конфигурации хиральных центров в продук-

В спектрах ЯМР ¹Н соединений 4 и 5, кроме

тах реакций выполнен РСА соединений 4a, 5a и

сигналов протонов заместителей в положении 1

6. Согласно данным РСА соединение 4a (рис. 2)

пиррольного цикла, ароматических колец и свя-

кристаллизуется в центросимметричной про-

занных с ними групп, присутствуют триплет и

странственной группе P-1. Значения длин связей

мультиплет протонов этоксикарбонильной группы

и углов в молекуле находятся в пределах стан-

(0.90-0.98 м.д. и 3.84-4.15 м.д. соответственно),

дартных величин. Пиррол-2-оновый фрагмент

мультиплеты протонов трех метиленовых групп

плоский в пределах 0.05 Å. Пиррольные циклы

пирролидинового цикла (1.68-3.16 м.д.), синглет

C³C⁵N²C⁷C⁶ и C⁷C⁸C⁹C¹⁰N² пирролизидиново-

метинового протона, связанного с арильным за-

го фрагмента находятся в конформации конверт.

местителем (5.32-5.62 м.д.), а также триплет или

Атомы C³ и C⁹ выведены из плоскости остальных

дублет дублетов метинового протона C^7a'H (5.11-

четырех атомов циклов на 0.616 и 0.597 Å соответ-

5.47 м.д.). В спектре ЯМР ¹Н соединения 6, кроме

ственно. Торсионный угол, образованный атомами

сигналов протонов ароматических колец, присут-

C⁶C⁷N²C¹⁰, составляет 122.7(2)°. Этильный фраг-

ствуют триплет и мультиплет протонов этоксикар-

мент этоксикарбонильной группы C²⁰-C²¹ и атом

бонильной группы (0.89 м.д. и 3.92-4.10 м.д. со-

С⁹ пиррольного цикла C⁷C⁸C⁹C¹⁰N² испытывают

ответственно), два дублета неэквивалентных про-

разупорядочение по двум позициям с равной засе-

тонов метиленовой группы бензильного замести-

ленностью (для удобства восприятия на рис. 2 ми-

теля (3.92 и 4.46 м.д.), синглет метильной группы

норные компоненты не показаны). Соединения 5a

(2.41 м.д.), синглет метинового протона (4.63 м.д.),

(рис. 3) и 6 (рис. 4) кристаллизуются в центросим-

Рис. 2. Молекулярная структура соединения 4a в пред-

Рис. 3. Молекулярная структура соединения 5a в пред-

ставлении неводородных атомов эллипсоидами тепло-

вых колебаний с 30% вероятностью.

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 7 2020

СИНТЕЗ СПИРО[ПИРРОЛ-ПИРРОЛИЗИДИНОВ] 1,3-ДИПОЛЯРНЫМ ЦИКЛОПРИСОЕДИНЕНИЕМ 1049

метричной пространственной группе моноклин-

N³

ной сингонии. Геометрия молекул соединений 5a

C¹⁵

C⁶

и 6 близка к таковой для соединения 4a.

C¹⁶

O³

C¹⁸

C⁵

C¹⁹

Образование соединений

4-6 происходит

N²

C²

вследствие 1,3-диполярного [3+2]-циклоприсое-

N⁴

C³

O²

C⁷

динения азометинилидов, генерируемых in situ по-

C¹

C⁴

C²⁵

средством конденсации L-пролина или саркозина

C⁸

C²⁰

C²⁴

с арилкарбальдегидом, сопровождающейся после-

C⁹

O¹

N¹

дующим декарбоксилированием, к экзоцикличе-

C²³

C¹³

C¹⁰

C²⁶

ской двойной связи 3-илиденпиррол-2-онов 2. На

C²¹

C²²

схеме 2 изображен предполагаемый механизм ре-

C¹²

C²⁷

C²⁸

акции на примере образования соединений 4 и 5.

C¹¹

В ходе реакции циклоприсоединения в про-

дуктах 4 и 5 возникают 3 стереогенных центра,

C²⁹

C³¹

что делает возможным существование 4 диасте-

C³⁰

реомеров. В условиях реакции образуется только

Рис. 4. Молекулярная структура соединения 6 в пред-

анти-изомер азометинилида 7, что согласуется с

ставлении неводородных атомов эллипсоидами тепло-

литературными данными [16, 17]. По-видимому,

вых колебаний с 30% вероятностью.

вследствие стерических факторов и вторичных

орбитальных взаимодействий при образовании

рованных соединений подтверждена методом ТСХ

региоизомеров

4 реализуется преимуществен-

на пластинках Merck Silica gel 60 F₂₅₄, элюенты -

но экзо-переходное состояние, при образовании

толуол-этилацетат,

5:1, этилацетат, проявляли

региоизомеров 5 - эндо. В связи с вышесказанным

парами йода и УФ излучением 254 нм. Оптимиза-

из 4 возможных пар энантиомеров в реакции обра-

ция условий реакций проведена методом ВЭЖХ-

зуется преимущественно одна пара энантиомеров

МС на приборе Waters ACQUITY UPLC I-Class

для каждого из региоизомерных продуктов 4 и 5.

(колонка Acquity UPLC BEH C18 1.7 мкм, под-

Стоит отметить, что образование в незначитель-

вижная фаза - ацетонитрил-вода, скорость потока

ных количествах альтернативных диастереомеров

0.6 мл/мин, УФ детектор PDA eλ Detector, масс-

соединений 4 и 5 в реакционной смеси регистри-

спектрометрический детектор Xevo TQD). Для ко-

ровалось методами ВЭЖХ-МС и ЯМР.

лоночной хроматографии применяли Silicagel 60

Описанная реакция - пример получения труд-

(Acros Organics, 0.06-0.2 мм). Исходные пиррол-

нодоступных замещенных спиро-пирролизидинов

дионы 1 синтезировали взаимодействием соответ-

и спиро-пирролидинов (диазоспиро[4.4]ноненов),

ствующих енаминов с оксалилхлоридом по ранее

структурные фрагменты которых встречаются в

описанной методике [18].

целом ряде природных и синтетических соедине-

Рентгеноструктурное исследование соединений

ний, обладающих различной биологической ак-

4a, 5а и 6 выполнено на дифрактометре Xcalibur

тивностью.

Ruby (Agilent Technologies) по стандартной мето-

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

дике (MoK_α-излучение, Т 295(2) K, ω-сканирова-

ИК спектры полученных соединений записа-

ние c шагом 1°) с использованием пакета программ

ны на спектрофотометре Perkin Elmer Spectrum

CrysAlisPro [19]. Поглощение учтено эмпирически

Two в виде пасты в вазелиновом масле. Спектры

c использованием алгоритма SCALE3 ABSPACK

ЯМР ¹Н и ¹³С записаны на спектрометре Bruker

[19]. Структуры расшифрованы прямым методом

AVANCE III HD 400 [рабочая частота 400 (¹Н) и

по программе SHELXS-97 [20] и уточнены с по-

100 (¹³С) МГц] в CDCl₃, внутренний стандарт -

мощью программы SHELXL [21] с графическим

ГМДС. Элементный анализ выполнен на анализа-

интерфейсом OLEX2 [22] по F² в анизотропном

торе Vario Micro cube. Индивидуальность синтези-

приближении для неводородных атомов (ато-

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 7 2020

1050

МОРОЗ и др.

Схема 2.

R²

R¹

R²

R¹

EtOOC

R²

CHO

CO₂H

R²

R¹

-CO₂

-H₂O

R²

R¹

COOEt

N R

R¹

R²

OEt

экзо

эндо

R²

R¹

EtOOC

O R

эндо

экзо

мы водорода включены в уточнение в модели

из этанола. Выход 70%, т.пл. 100-102°С (этанол).

наездника). Результаты РСА зарегистрированы

ИК спектр, ν, см^-1: 2218 (CN), 1733, 1705 (C=O).

в Кембриджском центре кристаллографических

Спектр ЯМР ¹Н (400 МГц, CDCl₃), δ, м.д. (J, Гц):

данных под номерами CCDC 1883708 (4a), CCDC

1.08 т (3H, CH₃CH₂, J 7.2) 4.14 к (2Н, CH₃CH₂, J

1883709 (5a), CCDC 1883710 (6) и могут быть за-

7.1), 4.71 с (2H, CH₂Ph), 6.83-6.87 м (2Н_аром), 7.19-

прошены по адресу www.ccdc.cam.ac.uk/structures.

7.27 м (5Н_аром), 7.45-7.50 м (2Н_аром), 7.55-7.61 м

(1Н_аром). Спектр ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 13.8 (CH₃CH₂),

Этил 1-бензил-4-(дицианометилен)-5-оксо-2-

фенил-4,5-дигидро-1H-пиррол-3-карбоксилат

45.6 (CH₂Ph), 61.4 (CH₃CH₂), 83.0, 106.6, 112.3,

(2а). К раствору 3 ммоль 1H-пиррол-2,3-диона

112.4, 127.4, 127.8 (2С), 128.5 (3C), 128.8 (2С),

(1а) и 3 ммоль малононитрила в безводном аце-

129.0 (2С), 132.0, 134.9, 144.9, 160.7, 164.9, 166.0.

тонитриле добавляли 0.3 ммоль триэтиламина,

Масс-спектр, m/z: 384 [М + H]⁺. Найдено, %: C

смесь кипятили в течение 2 ч. Растворитель упа-

72.01; H 4.55; N 11.03. C₂₃H₁₇N₃O₃. Вычислено, %:

ривали в вакууме, остаток перекристаллизовывали

C 72.05; H 4.47; N 10.96. М + H 384.

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 7 2020

СИНТЕЗ СПИРО[ПИРРОЛ-ПИРРОЛИЗИДИНОВ] 1,3-ДИПОЛЯРНЫМ ЦИКЛОПРИСОЕДИНЕНИЕМ 1051

Соединение 2b синтезировано аналогично.

единения 5a - 21%, т.пл. 148-150°С (этанол), R_f

0.46 (толуол-этилацетат, 20:1). Спектр ЯМР ¹Н

Этил 4-(дицианометилен)-1-метил-5-оксо-2-

(400 МГц, CDCl₃), δ, м.д. (J, Гц): 0.90 т (3H,

фенил-4,5-дигидро-1H-пиррол-3-карбоксилат

CH₃CH₂, J 7.1), 1.70-2.23 м (4H, C^6'H₂ + C^7'H₂),

(2b). Выход 60%, т.пл. 89-90°С (этанол). Спектр

2.84 т.д (1H, C^5'H₂, J 9.1, 6.3), 3.03 д.д.д (1H, C^5'H₂,

ЯМР ¹Н (400 МГц, CDCl₃), δ, м.д. (J, Гц): 1.12 т

J 10.0, 6.6, 3.7), 3.88-4.04 м (2Н, CH₃CH₂), 4.55 д

(3H, CH₃CH₂, J 7.1), 3.06 с (3H, CH₃), 4.17 к (2Н,

(1H, CH₂Ph, J 15.3), 4.66 д (1H, CH₂Ph, J 15.3), 5.40-

CH₃CH₂, J 7.1), 7.40-7.44 м (2Н_аром), 7.53-7.65 м

5.44 м (2Н, C^3'H + C^7a'H), 6.89-6.91 м (2Н_аром), 7.13

(3Н_аром). Спектр ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 13.9 (CH₃CH₂),

д (2H_аром, J 7.2), 7.17-7.23 м (3Н_аром), 7.34-7.47 м

28.9, 61.4 (CH₃CH₂), 82.7, 106.0, 112.3, 112.4, 127.3,

(6Н_аром), 7.73 д.д (2Н_аром, J 7.9, 1.6). Масс-спектр,

128.6 (2C), 129.0 (2C), 132.3, 145.1, 160.8, 164.7,

m/z: 543 [М + H]⁺. Найдено, %: C 75.08; H 5.42; N

166.1. Масс-спектр, m/z: 308 [М + H]⁺. Найдено, %:

10.19. C₃₄H₃₀N₄O₃. Вычислено, %: C 75.26; H 5.57;

C 66.62; H 4.37; N 13.81. C₁₇H₁₃N₃O₃. Вычислено,

N 10.33. М + H 543.

%: C 66.44; H 4.26; N 13.67. М + H 308.

Для рентгеноструктурного анализа соедине-

Этил

(3R*,3'S*,7a'S*)-1-бензил-2-оксо-3',5-

ния 4a использован обломок бесцветного кри-

дифенил-1',1'-дициано-1,2,5',6',7',7a'-гекса-

сталла размером 0.57×0.45×0.41 мм. Кристаллы

гидро-1'H,3'H-спиро[пиррол-3,2'-пирроли-

соединения (C₃₄H₃₀N₄O₃, M

542.62) триклин-

зин]-4-карбоксилат (4а) и этил (3S*,3'R*,7a'R*)-

ные, пространственная группа P-1, при 295(2) K:

1-бензил-2-оксо-3',5-дифенил-2',2'-дициано-

9.9446(3), b

11.498(2), c

14.4261(18) Å, α

1,2,2',3',5',6',7',7a'-октагидроспиро[пиррол-

91.935(13), β

107.794(14), γ

109.981(17)°; V

3,1'-пирролизин]-4-карбоксилат (5a). В 10 мл

1458.3(5)Å³, Z 2. Окончательные параметры уточ-

безводного ацетонитрила растворяли 1.0 ммоль

нения: R₁ 0.0563, wR₂ 0.1401 [для 11586 отраже-

L-пролина, 1.0 ммоль арилкарбальдегида 3a и

ний с I > 2σ(I)], R₁ 0.0886, wR₂ 0.1652 (для всех

1.0 ммоль 3-илиденпиррол-2-она 2a, раствор кипя-

11586 независимых отражений), S 1.029.

тили в течение 2 ч (контроль методами ТСХ и

ВЭЖХ-МС). Растворитель упаривали в вакууме,

Для рентгеноструктурного анализа соединения

остаток разделяли с помощью колоночной хрома-

5a использован обломок бесцветного кристал-

тографии на силикагеле, элюент - толуол-этил-

ла размером 0.5×0.35×0.22 мм. Кристаллы сое-

ацетат (25:1). Образовавшийся осадок перекри-

динения (C₃₄H₃₀N₄O₃, M 542.62) моноклинные,

сталлизовывали из этанола. Выход соедине-

пространственная группа P2₁/c, при 295(14) K: a

ния 4а - 31%, т.пл. 163-165°С (этанол), R_f 0.56

11.799(2), b 19.212(3), c 14.190(3) Å, β 113.15(2),

(толуол-этилацетат,

20:1). Спектр ЯМР

¹Н

V 2957.8(11)Å³, Z 4. Окончательные параметры

(400 МГц, CDCl₃), δ, м.д. (J, Гц): 0.94 т (3H,

уточнения: R₁ 0.0601, wR₂ 0.1422 [для 12653 отра-

CH₃CH₂, J 7.1), 2.09-2.40 м (4H, C^6'H₂ + C^7'H₂),

жений с I > 2σ(I)], R₁ 0.0900, wR₂ 0. 0.1686 (для

2.80-2.88 м (1H, C^5'H₂), 3.13 д.д.д (1H, C^5'H₂, J 6.3,

всех 6761 независимых отражений), S 1.026.

5.6, 3.2), 3.97-4.12 м (2Н, CH₃CH₂), 4.00 д (1H,

Соединения 4b-d, 5b-d, 6 и 7 синтезированы

CH₂Ph, J 15.5), 4.42 д (1H, CH₂Ph, J 15.6), 5.18 т

аналогично.

(1H, C^7a'H, J 6.5), 5.62 c (1Н, C^3'H), 6.14-6.16 м

(2Н_аром), 6.79-6.97 м (4Н_аром), 7.03-7.08 м (1Н_аром),

Этил

(3R*,3'S*,7a'S*)-1-бензил-3'-(3,4-диме-

7.21-7.38 м (6Н_аром), 7.56-7.60 м (2Н_аром). Спектр

токсифенил)-2-оксо-5-фенил-1',1'-дициано-

ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 13.6 (CH₃CH₂), 27.3, 29.0, 44.6

1,2,5',6',7',7a'-гексагидро-1'H,3'H-спиро[пир-

(CH₂Ph), 45.6, 54.2, 60.7 (CH₃CH₂), 69.6, 70.8, 71.1,

рол-3,2'-пирролизин]-4-карбоксилат

(4b) и

104.0, 112.1, 113.5, 126.9 (2C), 127.2, 127.7 (2C),

этил

(3S*,3'R*,7a'R*)-1-бензил-3'-(3,4-диме-

128.1 (2С), 128.4 (2С), 128.4 (2С), 128.5 (2C), 128.5,

токсифенил)-2-оксо-5-фенил-2',2'-дициано-

129.3, 129.8, 135.4, 136.6, 158.3, 163.2 (СОО), 173.0

1,2,2',3',5',6',7',7a'-октагидроспиро[пиррол-3,1'-

(C²=O). Масс-спектр, m/z: 543 [М + H]⁺. Найдено, %:

пирролизин]-4-карбоксилат

(5b). Выход сое-

C 75.06; H 5.49; N 10.21. C₃₄H₃₀N₄O₃. Вычислено,

динения 4b - 27%, т.пл. 160-162°С (этанол). ИК

%: C 75.26; H 5.57; N 10.33. М + H 543. Выход со-

спектр, ν, см^-1: 2244 (CN), 1729,

1700 (C=O).

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 7 2020

1052

МОРОЗ и др.

Спектр ЯМР ¹Н (400 МГц, CDCl₃), δ, м.д. (J, Гц):

2.50 с (3Н, CH₃), 2.76-2.82 м (1H, C^5'H₂), 3.05-3.12

0.93 т (3H, CH3CH2, J 7.1), 2.11-2.42 м (4H,

м (1H, C^5'H₂), 3.99-4.15 м (2Н, CH₃CH₂), 5.11 д.д

C^6'H₂ + C^7'H₂), 2.80-2.86 м (1H, C^5'H₂), 3.16 д.т

(1H, C^7a'H, J 7.2, 5.7), 5.51 с (1H, C^3'H), 7.08-7.13

(1H, C^5'H₂, J 10.9, 5.4), 3.80 c (3H, OCH₃), 3.91 с

м (2Н_аром), 7.40-7.50 м (7Н_аром). Спектр ЯМР ¹³C,

(3H, OCH₃), 3.94-4.11 м (3H, CH₂Ph + CH₃CH₂),

δ, м.д.: 13.7 (CH₃CH₂), 27.3, 28.0, 29.0, 45.4, 54.2,

4.48 д (1H, CH₂Ph, J 15.5), 5.17 д.д (1Н, C^7a'H, J

60.8 (CH₃CH₂), 69.1, 70.8, 71.1, 103.2, 111.9, 113.2,

7.1, 5.7), 5.55 с (1Н, C^3'H), 6.20-6.23 м (2Н_аром),

122.5, 128.4 (2С), 128.7 (2С), 129.2 (2С), 129.3,

6.79-6.88 м (3Н_аром), 6.95-7.10 м (4Н_аром), 7.22-

130.4 (2С), 131.4, 135.7, 158.4, 162.2 (СОО), 172.9

7.26 м (3Н_аром), 7.36 т.т (1H_аром, J 7.5, 1.3). Спектр

(C²=O). Масс-спектр, m/z: 545 [М + H]⁺. Найдено,

ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 13.7 (CH₃CH₂), 27.1, 29.2, 44.7

%: C 61.80; H 4.83; N 10.15. C28H25BrN4O3.

(CH₂Ph), 45.4, 54.2, 56.1 (OCH3), 56.1 (OCH3),

Вычислено, %: C 61.66; H 4.62; N 10.27. М + H

60.7 (CH₃CH₂), 69.6, 70.6, 70.9, 104.0, 111.0, 111.1,

545. Выход соединения 5c - 24%, т.пл. 176-177°С

112.0, 113.4, 120.1, 126.8 (2С), 127.5, 128.1 (2С),

(этанол). Спектр ЯМР ¹Н (400 МГц, CDCl₃), δ,

128.3 (2С), 128.5 (3С), 129.3, 129.9, 135.3, 149.2,

м.д. (J, Гц): 0.94 т (3H, CH₃CH₂, J 7.1), 1.68-2.23

149.4, 158.4, 163.2 (СОО), 173.1 (C2=O). Масс-

м (4H, C^6'H₂ + C^7'H₂), 2.77-2.84 м (1H, C^5'H₂), 2.91

спектр, m/z: 603 [М + H]⁺. Найдено, %: C 71.58; H

с (3Н, CH₃), 2.99 д.д.д (1Н, C^5'H₂, J 9.5, 6.7, 3.8),

5.63; N 9.13. C₃₆H₃₄N₄O₅. Вычислено, %: C 71.74;

3.90-4.11 м (2Н, CH₃CH₂), 5.32 с (1H, C^3'H), 5.39 т

H 5.69; N 9.30. М + H 603. Выход соединения

(1H, C^7'H₂, J 7.7), 7.33-7.36 м (2Н_аром), 7.43-7.61 м

5b - 19%, т.пл. 145-146°С (этанол). 2247 (CN), 1720,

(7Н_аром). Спектр ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 13.6 (CH₃CH₂),

1694 (C=O). Спектр ЯМР ¹Н (400 МГц, CDCl₃), δ,

27.7, 28.3, 29.0, 29.9, 52.7, 52.9, 60.7 (CH₃CH₂),

м.д. (J, Гц): 0.90 т (3H, CH₃CH₂, J 7.1), 1.70-2.24

65.5, 65.6, 71.8, 105.0, 111.1, 112.6, 123.8, 128.7

м (4H, C^6'H₂ + C^7'H₂), 2.85 д.д.д (1H, C^5'H₂, J 9.7,

(4С), 129.4, 129.9 (2С), 130.4, 132.2 (2С), 157.7,

8.6, 6.2), 3.06 д.д.д (1H, C5'H2, J 10.3, 6.7, 4.3),

162.4 (СОО), 174.7 (C²=O). Масс-спектр, m/z: 545

3.84-4.05 м (2Н, CH₃CH₂), 3.91 с (3Н, OCH₃), 3.95

[М + H]⁺. Найдено, %: C 61.39; H 4.45; N 10.11.

с (3Н, OCH₃), 4.56 д (1H, CH₂Ph, J 15.3), 4.65 д (1H,

C₂₈H₂₅BrN₄O₃. Вычислено, %: C 61.66; H 4.62; N

CH₂Ph, J 15.4), 5.39 с (1Н, C^3'H) 5.47 т (1Н, C^7a'H,

10.27. М + H 545.

J 7.6), 6.87-6.95 м (3Н_аром), 7.11-7.27 м (6Н_аром),

Этил

(3R*,3'S*,7a'S*)-1-бензил-3'-(4-бром-

7.32-7.40 м (3Н_аром), 7.43-7.47 м (1Н_аром). Спектр

фенил)-2-оксо-5-фенил-1',1'-дициано-1,2,5',-

ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 13.6 (CH₃CH₂), 27.7, 28.7, 45.2

6',7',7a'-гексагидро-1'H,3'H-спиро[пиррол-

(CH₂Ph), 52.7, 53.0, 56.1 (OCH₃), 56.3 (OCH₃), 60.8

3,2'-пирролизин]-4-карбоксилат

(4d) и этил

(CH₃CH₂), 65.0, 65.9, 72.7, 106.0, 111.3, 111.4, 112.9,

(3S*,3'R*,7a'R*)-1-бензил-3'-(4-бромфенил)-2-

121.0, 126.8, 127.7 (2С), 128.0 (2С), 128.4 (2С),

оксо-5-фенил-2',2'-дициано-1,2,2',3',5',6',7',7a'-

128.7 (2С), 129.0 (2C), 129.3, 130.2, 135.7, 149.5,

октагидроспиро[пиррол-3,1'-пирролизин]-4-

150.3, 156.9, 162.6 (СОО), 174.9 (C2=O). Масс-

карбоксилат

(5d). Выход соединения

спектр: m/z 603 [М + H]⁺. Найдено, %: C 71.87; H

28%, т.пл. 174-175°С (этанол). Спектр ЯМР ¹Н

5.78; N 9.44. C₃₆H₃₄N₄O₅. Вычислено, %: C 71.74;

(400 МГц, CDCl₃), δ, м.д. (J, Гц): 0.90 т (3H,

H 5.69; N 9.30. М + H 603.

CH₃CH₂, J 7.1), 1.69-2.24 м (4Н, C^6'H₂ + C^7'H₂),

Этил (3R*,3'S*,7a'S*)-3'-(4-бромфенил)-1-ме-

2.81 т.д (1Н, C^5'H₂, J 9.1, 6.1), 3.02 д.д.д (1Н, C^5'H₂,

тил-2-оксо-5-фенил-1',1'-дициано-1,2,5',6',-

J 9.4, 6.8, 3.8), 3.89-4.05 м (2Н, CH₃CH₂), 4.56 д

7',7a'-гексагидро-1'H,3'H-спиро[пиррол-

(1Н, CH₂Ph, J 15.4), 4.64 д (1Н, CH₂Ph, J 15.2), 5.40

3,2'-пирролизин]-4-карбоксилат

(4c) и этил

с (1Н, C^3'H), 5.43 т (1H, C^7a'H, J 7.7), 6.86-6.92 м

(3S*,3'R*,7a'R*)-3'-(4-бромфенил)-1-метил-2-

(2Н_аром), 7.11-7.23 м (5Н_аром), 7.33-7.48 м (3Н_аром),

оксо-5-фенил-2',2'-дициано-1,2,2',3',5',6',7',7a'-

7.56-7.65 м (4Н_аром). Спектр ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 13.6

октагидроспиро[пиррол-3,1'-пирролизин]-4-

(CH₃CH₂), 27.5, 28.9, 45.2 (CH₂Ph), 52.3, 52.9, 60.8

карбоксилат

(5c). Выход соединения

(CH₃CH₂), 65.0, 66.0, 72.1, 105.6, 111.0, 112.6, 123.9,

32%, т.пл. 127-130°С (этанол). Спектр ЯМР ¹Н

127.7 (2С), 128.0, 128.4 (2С), 128.7 (2С), 128.9 (2C),

(400 МГц, CDCl₃), δ, м.д. (J, Гц): 0.98 т (3H,

129.2, 129.9 (2С), 130.2, 132.2 (2С), 134.1, 135.6,

CH₃CH₂, J 7.1), 2.02-2.36 м (4H, C^6'H₂ + C^7'H₂),

157.2, 162.5 (СОО), 174.8 (C²=O). Масс-спектр, m/z:

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 7 2020

СИНТЕЗ СПИРО[ПИРРОЛ-ПИРРОЛИЗИДИНОВ] 1,3-ДИПОЛЯРНЫМ ЦИКЛОПРИСОЕДИНЕНИЕМ 1053

621 [М + H]⁺. Найдено, %: C 65.54; H 4.83; N 8.86.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

C₃₄H₂₉BrN₄O₃. Вычислено, %: C 65.70; H 4.70; N

Авторы заявляют об отсутствии конфликта ин-

9.01. М + H 621. Выход соединения 5d - 23%, т.пл.

тересов.

161-163°С (этанол). Спектр ЯМР ¹Н (400 МГц,

CDCl₃), δ, м.д. (J, Гц): 0.91 (3H, CH₃CH₂, J 7.1),

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.70-2.23 м (4H, C^6'H₂ + C^7'H₂), 2.80-2.87 м (1H,

El-Shazly A., Wink M. Diversity. 2014, 6, 188-282.

C^5'H₂), 3.03-3.07 м (1H, С^5'H₂), 3.90-4.10 м (2Н,

doi 10.3390/d6020188

CH₃CH₂), 4.56 д (1H, CH₂Ph, J 15.3), 4.64 д (1H,

Robertson J., Stevens K. Nat. Prod. Rep. 2014, 31,

CH₂Ph, J 15.3), 5.42 с (1H, C^3'H), 5.47 т (1H, C^7a'H,

1721-1788. doi 10.1039/C4NP00055B

J 7.7), 6.87-6.90 м (2Н_аром), 7.07-7.22 м (3Н_аром),

Puerto Galvis C.E., Kouznetsov V.V. Org. Biomol.

7.32-7.36 м (2Н_аром), 7.42-7.63 м (7Н_аром). Масс-

Chem. 2013, 11, 7372-7386. doi 10.1039/C3OB41302K

спектр, m/z: 621 [М + H]⁺. Найдено, %: C 65.52;

Prado E.G., Gimenez M.G., De la Puerta Vázquez R.,

H 4.59; N 8.92. C₃₄H₂₉BrN₄O₃. Вычислено, %: C

Sánchez J.E., Rodriguez M.S. Phytomedicine. 2007,

65.70; H 4.70; N 9.01. М + H 621.

14, 280-284. doi 10.1016/j.phymed.2006.12.023

Этил (5R*,6S*)-2-бензил-7-метил-1-оксо-3,6-

James M.N.G., Williams G.J.B. Can. J. Chem. 1972,

дифенил-9,9-дициано-2,7-диазаспиро[4.4]нон-

50, 2407-2412. doi 10.1139/v72-386

3-ен-4-карбоксилат (6). Выход 28%, т.пл. 154-

Caruano J., Mucciolib G.G., Robiette R. Org.

155°С (этанол). Спектр ЯМР ¹Н (400 МГц, CDCl₃),

Biomol. Chem. 2016, 14, 10134-10156. doi 10.1039/

δ, м.д. (J, Гц): 0.89 т (3H, CH₃CH₂, J 7.1), 2.41 с

C6OB01349J

(3Н, СН₃), 3.78 д (1Н, C⁸H₂, J 9.2), 3.92 д (1Н,

CH₂Ph, J 15.9) 3.92-4.10 м (2Н, CH₃CH₂), 4.13 д

Nash R.J., Watson A.A., Asano N. Alkaloids: Chemical

(1Н, C⁸H₂, J 9.2), 4.46 д (1Н, CH₂Ph, J 15.4), 4.63 с

and Biological Perspectives. Ed. S.W. Pelletier.

(1Н, C⁶H), 6.10-6.12 м (2Н_аром), 6.80-7.10 (5H_аром),

Oxford: Pegamon. 1996, 11, 345-376. doi 10.1016/

7.24-7.42 м (8Н_аром). Спектр ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 13.7

S0735-8210(96)80009-4

(CH₃CH₂), 39.5, 40.5. 44.8 (CH₂Ph), 60.5 (CH₃CH₂),

Abou-Gharbia M.A., Doukas P.H. Heterocycles. 1979,

65.3, 65.5, 73.6, 106.7, 113.7, 114.5, 127.2 (2С),

12, 637-640. doi 10.3987/R-1979-05-0637

127.3, 128.1 (2С), 128.4 (2С), 128.5 (2C), 128.6 (2С),

Kornet M.J., Thio A.P. J. Med. Chem. 1976, 19, 892-

128.9 (2С), 129.0, 129.5, 129.9, 134.2, 135.6, 159.5,

898. doi 10.1021/jm00229a007

163.3 (СОО), 172.5 (C²=O). Масс-спектр, m/z: 517

10.

Lashgari N., Ziarani G.M. Arkivoc. 2012, 277-320. doi

[М + H]⁺. Найдено, %: C 74.51; H 5.39; N 10.97.

10.3998/ark.5550190.0013.108

C₃₂H₂₈N₄O₃. Вычислено, %: C 74.40; H 5.46; N

11.

Gayen B., Banerji A., Dhara K. Synth. Comm. 2016, 46,

10.85. М + H 517.

293-308. doi 10.1080/00397911.2015.1135954

Для рентгеноструктурного анализа соединения

12.

Moshkin V.S., Sosnovskikh V.Y., Röschenthaler G.V.

6 использован обломок бесцветного кристалла раз-

Tetrahedron.

2013,

69,

5884-5892. doi

10.1016/

мером 0.28×0.21×0.07 мм. Кристаллы соединения

j.tet.2013.05.018

(C₃₂H₂₈N₄O₃, M 516.48) моноклинные, простран-

13.

Ghandi M., Rezaei S.J.T., Yari A., Taheri A.

ственная группа P2₁/c, при 295(2) K: a 14.462(4),

Tetrahedron Lett. 2008, 49, 5899-5901. doi 10.1016/

11.035(2), c

18.349(5) Å, β

109.77(3), V

j.tetlet.2008.07.127

2755.7(13) Å³, Z 4. Окончательные параметры

14.

Носачев С.Б., Поддубный О.Ю., Великородов А.В.,

уточнения: R₁ 0.0626, wR₂ 0.1461 [для 3349 отра-

Тырков А.Г. ЖОрХ. 2010, 46, 683-686. [Nosa-

жений с I > 2σ(I)], R₁ 0.1294, wR₂ 0.1953 (для всех

chev S.B., Poddubnyi O.Yu., Velikorodov A.V., Tyr-

6482 независимых отражений), S 1.019.

kov A.G. Russ. J. Org. Chem. 2010, 46, 674-677.] doi

ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА

10.1134/S1070428010050131

Работа выполнена при финансовой поддерж-

15.

Ghandi M., Yari A., Rezaei S.J.T., Taheri A.

ке Российского научного фонда (грант № 19-13-

Tetrahedron Lett. 2009, 50, 4724-4726. doi 10.1016/

00290).

j.tetlet.2009.06.033

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 7 2020

1054

МОРОЗ и др.

16. Coldham I., Hufton R. Chem. Rev. 2005, 105, 2765-

19. CrysAlisPro,

Agilent

Technologies,

Version

2810. doi 10.1021/cr040004c

1.171.36.28.

17. Grigg R., Idle J., McMeekin P., Surendrakumar S.,

20. Sheldrick G.M. Acta Crystallogr, Sect. A. 2008, 64,

Vipond D. J. Chem. Soc., Perkin Trans.

1988,

112-122. doi 10.1107/S0108767307043930

2703-2713. doi 10.1039/P19880002703

21. Sheldrick G.M. Acta Crystallogr, Sect. C. 2015, 71,

18. Силайчев П.С., Дмитриев М.В., Алиев З.Г., Мас-

3-8. doi 10.1107/S2053229614024218

ливец А.Н. ЖОрХ. 2010, 46, 1173-1177. [Silai-

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

chev P.S., Dmitriev M.V., Aliev Z.G., Maslivets A.N.

Russ. J. Org. Chem. 2010, 46, 1173-1177.] doi 10.1134/

ward J.A.K., Puschmann H. J. Appl. Cryst. 2009, 42,

S1070428010080105

339-441. doi 10.1107/S0021889808042726

Synthesis of Spiro[pyrrole-pyrrolizidines] by the 1,3-Dipolar

Cycloaddition of Azomethine Ylides to 3-Ylidenpyrrole-2-oned

A. A. Moroz, M. V. Dmitriev, and A. N. Maslivets*

Perm State University, 614990, Russia, Perm, ul. Bukireva 15

*e-mail: koh2@psu.ru

Received February 27, 2020; revised April 14, 2020; accepted April 15, 2020

3-Ylidenepyrrole-2-ones are synthesized by Knoevenagel condensation of 1H-pyrrole-2,3-diones with malono-

nitrile. The 1,3-dipolar cycloaddition of azomethine ylides generated in situ from arylcarbaldehydes and proline

or sarcosine to the exocyclic double bond of 3-ylidenepyrrol-2-ones leads to the formation of regioisomeric

spiro[pyrrole-3,2'-pyrrolizines], spiro[pyrrole-3,1'-pyrrolizines] and diazospiro[4.4]nonane.

Keywords: polycarbonyl compounds, 1H-pyrrole-2,3-diones, dipolar cycloaddition, azomethine ylides, spiro-

pyrrolizines, spiropyrrolodines

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 7 2020