ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2021, том 57, № 3, с. 446-450

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

УДК 547.35 ≈547.25 + 547.362 + 547.422 + 547.491.4 + 547.741

СИНТЕЗ И НЕОЖИДАННАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ

5-[(1,3-ДИОКСОЛАН-2-ИЛМЕТИЛ)СУЛЬФАНИЛ]-

1Н-ПИРРОЛ-2-АМИНА В 5-{[2-(2-ГИДРОКСИЭТОКСИ)-

ЭТЕНИЛ]СУЛЬФАНИЛ}-1Н-ПИРРОЛ-2-АМИН

В ПРИСУТСТВИИ СУПЕРОСНОВАНИЯ

ФГБУН «Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского СО РАН», Россия, 664033 Иркутск, ул. Фаворского, 1

*e-mail: na_nedolya@mail.ru

Поступила в редакцию 16.01.2021 г.

После доработки 18.01.2021 г.

Принята к публикации 20.01.2021 г.

Последовательные реакции между монолитиированным N,N-диэтил-2-пропин-1-амином, 2-(винилокси)-

этилизотиоцианатом и 2-(бромметил)-1,3-диоксоланом приводят к 1-[2-(винилокси)этил]-5-[(1,3-ди-

оксолан-2-илметил)сульфанил]-N,N-диэтил-1H-пиррол-2-амину с выходом 91%. Процесс реализуется

в одну препаративную стадию. При взаимодействии синтезированного пиррола с системой t-BuOK-

ДМСО (комнатная температура, 1 ч) вместо ожидаемого 1-винилпроизводного получен 1-[2-(винил-

окси)этил]-5-{[2-(2-гидроксиэтокси)этенил]сульфанил}-N,N-диэтил-1H-пиррол-2-амин с выходом 68%.

Ключевые слова: функционализированные пирролы, пропаргиламин, 2-(винилокси)этилизотиоцианат,

2-(бромметил)-1,3-диоксолан, сверхоснования, литиирование, циклизация, алкилирование, расщепление

DOI: 10.31857/S0514749221030150

Ранее нами была обнаружена неожиданная

Процесс включает депротонирование [2-(вини-

трансформация 1-[2-(винилокси)этил]-1Н-пирро-

локси)этильного] заместителя, расщепление связи

лов в 1-винилпирролы в системе t-BuOK-ДМСО,

C-O и элиминирование винилового спирта.

реализующаяся в беспрецедентно мягких услови-

Использование

2-(бромметил)-1,3-диоксолана

ях - при комнатной температуре или кратковре-

в качестве алкилирующего агента в реакции мо-

менном нагревании [1, 2]. Так, реакция 1-[2-(ви-

нолитиированных пропаргиламинов c изотиоциа-

нилокси)этил]-N,N-диметил-5-(метилсульфанил)-

натами позволило легко ввести фармакофорный и

1Н-пиррол-2-амина 1, полученного из монолитии-

высокореакционноспособный 1,3-диоксолановый

рованного N,N-диметил-2-пропин-1-амина, 2-(ви-

цикл в структуру 1Н-пиррол-2-амина. Так, из N,N-

нилокси)этилизотиоцианата и метилиодида в одну

препаративную стадию с выходом 77%, с 2 экви-

диэтилпроп-2-ин-1-амина, 2-(винилокси)этилизо-

валентами t-BuOK в ДМСО при комнатной темпе-

тиоцианата и 2-(бромметил)-1,3-диоксолана полу-

ратуре приводит к 1-винил-N,N-диметил-5-(метил-

чен 1-[2-(винилокси)этил]-5-[(1,3-диоксолан-2-ил-

сульфанил)-1Н-пиррол-2-амину 2 с выходом 91%

метил)сульфанил]-N,N-диэтил-1H-пиррол-2-амин

[1].

3 с препаративным выходом 91% (схема 2).

446

СИНТЕЗ И НЕОЖИДАННАЯ ТР

АНСФОРМАЦИЯ

447

Схема 1

t-BuOK-ДМСО

Me₂N

SMe

Me₂N

SMe

20-23°C, 1 ч

t-BuOK

-CH₂=CHOK

Me₂N

SMe

-t-BuOH

K+

Схема 2

1. BuLi, ТГФ-гексан

Et₂N

N S

2. CH₂=CHO(CH₂)₂N=C=S

3. t-BuOK-ДМСО

Однако обработка пиррола 3 системой t-BuOK-

ного] заместителя. Очевидно, что SCH₂ группа

ДМСО при комнатной температуре привела к нео-

депротонируется легче, чем NCH₂ группа, вслед-

жиданному результату. Вместо 1-винил-5-[(1,3-ди-

ствие известной стабилизации образующегося

оксолан-2-илметил)сульфанил]-N,N-диэтил-1H-

карбанионного центра соседним атомом серы, а

пиррол-2-амина 4 получен 1-[2-(винилокси)этил]-

также, что связь С-О в карбанионном фрагменте

5-{[2-(2-гидроксиэтокси)этенил]сульфанил}-N,N-

S-C^-HCH-O, генерируемом под действием

диэтил-1H-пиррол-2-амин 5 с выходом 68% (усло-

трет-бутоксида калия, оказывается существенно

вия не оптимизированы) (схема 3).

менее прочной, чем связь С-О в карбанионном

фрагменте, содержащем атом азота в β-положении

Образование соединения 5 обусловлено нали-

к атому кислорода, N-C^-HCH₂-O, что и приводит

чием в структуре пиррола 3, кроме 1-[2-(винилок-

к высокоселективному раскрытию диоксоланово-

си)этильной] группы, конкурентного реакцион-

го цикла и образованию соединения 5 (схема 3).

ного центра, как выяснилось, также чувствитель-

ного к сверхосновной системе t-BuOK-ДМСО, а

Данные элементного анализа, ИК, ЯМР (¹Н,

именно 5-[(1,3-диоксолан-2-илметил)сульфаниль-

¹³С, ¹Н-¹Н-COSY, ¹Н-¹³С-HSQC, ¹Н-¹³С-HMBC,

Схема 3

Et₂N

t-BuOK-ДМСО

Et₂N

20-23°C, 1 ч

Et₂N

5 (Z:E = 42:58)

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 57 № 3 2021

448

НЕДОЛЯ и др.

¹Н-¹⁵N-HMBC) и масс-спектров согласуются с со-

H⁴, ³J 3.9 Гц), 6.41 д.д (1H, OCH=CH₂, ³J_транс

ставом и структурой соединений 3 и 5.

14.3, ³J_цис 6.8 Гц). Спектр ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 12.94

[N(CH₂CH₃)₂], 41.48 (SCH₂), 41.61 (NCH₂CH₂O),

1-[2-(Винилокси)этил]-5-[(1,3-диоксолан-

49.64

[N(CH₂CH₃)₂], 65.34 (OCH2CH2О),

67.14

2-илметил)сульфанил]-N,N-диэтил-1H-пир-

(NCH₂CH₂O),

86.93 (OCH=CH₂),

100.37 (C³),

рол-2-амин (3). Раствор 17.5 ммоль BuLi в 7 мл

103.22 (ОCHО), 115.05 (C⁵), 117.39 (C⁴), 143.97

гексана прибавляли при перемешивании к рас-

(C²), 151.59 (OCH=CH2). Отнесение сигналов в

твору 2.20 г (19.8 ммоль) N,N-диэтилпроп-2-ин-1-

спектрах ЯМР ¹Н и ¹³С сделано с помощью 2D

амина в 20 мл ТГФ при -60°С в атмосфере аргона.

спектров COSY, HSQC и HMBC. Масс-спектр, m/z

После повышения температуры до 0°С к реакци-

(I_отн, %): 327 (12) [M + 1]⁺, 326 (59) [M]⁺, 240 (13),

онной массе одной порцией прибавляли смесь

239 (57), 207 (11), 194 (12), 193 (100), 167 (21), 138

1.95 г (15.1 ммоль) 2-(винилокси)этилизотиоци-

(10), 137 (19), 96 (10), 79 (13), 73 (20), 45 (33), 43

аната и 3 мл ТГФ, перемешивали 5 мин при 40-

(22). Найдено, %: С 58.77; Н 7.88; N 8.43; S 9.71.

45°С, охлаждали до -40°С, прибавляли раствор

С₁₆Н₂₆N₂O₃S. Вычислено, %: С 58.87; Н 8.03; N

1.80 г (16.0 ммоль) t-BuOK в 8.5 мл ДМСО и пе-

8.58; S 9.82.

ремешивали 5 мин при 50-55°C. Затем реакцион-

ную массу охлаждали до 0°C, прибавляли 2.63 г

1-[2-(Винилокси)этил]-5-{[2-(2-гидрокси-

(15.7 ммоль) 2-бромметил-1,3-диоксолана, нагре-

этокси)этенил]сульфанил}-N,N-диэтил-1H-пир-

вали до 10°C (температура повышалась до 25°C),

рол-2-амин (5). Смесь 0.65 г (1.99 ммоль) пиррола

перемешивали 70 мин при комнатной температуре

3, 0.45 г (4.00 ммоль, 2 экв) t-BuOK и 1.6 мл ДМСО

и ещё 10 мин после кратковременного нагревания

перемешивали 1 ч при комнатной температуре, об-

до 42°C. Реакционную массу обрабатывали 20 мл

рабатывали 20 мл воды, продукты реакции экстра-

насыщенного водного раствора NH₄Cl. После от-

гировали эфиром (4×15 мл). Объединённую орга-

деления органического слоя, продукты реакции из

ническую фракцию промывали водой (3×15 мл),

водной фракции экстрагировали эфиром (2×30 мл),

сушили MgSO₄. Растворитель удаляли при по-

объединённую органическую фракцию промывали

ниженном давлении (сначала на роторном испа-

насыщенным водным раствором NH₄Cl (3×30 мл),

рителе, затем при 1 мм рт.ст.) на горячей бане. В

сушили MgSO₄. Растворитель удаляли при пони-

остатке получили 0.60 г зеленовато-коричневой

женном давлении (сначала на роторном испарите-

жидкости, содержащей 74% пиррола 5 (смесь Z- и

ле, затем при 1 мм рт.ст.) на горячей бане. В остат-

E-изомеров, 42:58) и 26% непрореагировавшего

ке получили 4.91 г (~100%) коричневой масляни-

пиррола 3 (по спектру ЯМР ¹Н). Из смеси методом

стой жидкости, - по спектру ЯМР ¹Н, практически

колоночной хроматографии на основном Al₂O₃

чистый пиррол 3. После дополнительной очистки

(элюент - гексан-эфир, 10:1, 3:1, 1:1, 1:3, эфир)

методом колоночной хроматографии на основном

выделили 0.41 г пиррола 5. Выход 68%, жидкость

Al₂O₃ (элюент - гексан, гексан-эфир, 10:1, 3:1)

тёмно-зелёного цвета. ИК спектр (плёнка), ν, см^-1:

выделили 4.46 г (91%) пиррола 3; маслянистая

3419 с, 3111 сл, 3053 сл, 2969 с, 2932 с, 2873 с, 2832

прозрачная коричневая жидкость, содержание

пл, 1620 о.с, 1539 ср, 1449 с, 1403 ср, 1378 пл, 1319

основного вещества 99%, n_D22 1.5251. ИК спектр

ср, 1293 пл, 1197 с, 1170 с, 1109 пл, 1078 с, 1012 пл,

(плёнка), ν, см^-1: 3110, 2969 с, 2931 с, 2881 с, 2825

944 сл, 896 сл, 823 ср, 763 ср, 700 сл, 633 сл, 606 сл,

пл, 1618 с, 1538 с, 1445 с, 1403 с, 1381 пл, 1316 с,

567 сл, 510 сл. Спектр ЯМР ¹Н, δ, м.д. (Z-изомер):

1197 с, 1133 с, 1089 пл, 1037 с, 968 с, 950 пл, 820 с,

0.97 т [6H, N(CH₂CH₃)₂, ³J 7.1 Гц], 2.58 с (1Н,

760 с, 700 ср, 639 сл, 563 сл, 463 сл. Спектр ЯМР

ОН), 2.86 к [4H, N(CH₂CH₃)₂, ³J 7.1 Гц], 3.74-3.79

¹Н, δ, м.д.: 0.97 т [6H, N(CH₂CH₃)₂, ³J 7.1 Гц], 2.77

м (2H, OCH₂CH₂OН), 3.88 т (2H, NCH₂CH₂O, ³J

д (2H, SCH₂, ³J 4.7 Гц), 2.86 к [4H, N(CH₂CH₃)₂,

6.8 Гц), 3.85-3.92 м (2H, OCH₂CH₂OН), 3.99 д.д,

³J 7.1 Гц], 3.85-3.96 м (4H, OCH₂CH₂O), 3.89 т

4.22 д.д (2H, OCH=CH₂, ³J_транс 14.3, ³J_цис 6.9, ²J_гем

(2H, NCH₂CH₂O, ³J 6.8 Гц), 3.97 д.д, 4.20 д.д (2H,

2.1 Гц), 4.26 т (2H, NCH₂CH₂O, ³J 6.8 Гц), 4.91 д

OCH=CH₂, ³J_транс 14.3, ³J_цис 6.8, ²J_гем 2.1 Гц), 4.31

(1H, SCH=СНО, ³J 5.3 Гц), 5.78 д (1H, H⁴, ³J 3.9 Гц),

т (2H, NCH₂CH₂O, ³J 6.8 Гц), 4.98 т (1H, ОCHО,

6.18 д (1H, SCH=СНО, ³J 5.3 Гц), 6.34 д (1H, H³, ³J

³J 4.7 Гц), 5.78 д (1H, H³, ³J 3.9 Гц), 6.36 д (1H,

3.9 Гц), 6.41 д.д (1H, OCH=CH₂, ³J_транс 14.3, ³J_цис

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 57 № 3 2021

СИНТЕЗ И НЕОЖИДАННАЯ ТР

АНСФОРМАЦИЯ

449

6.9 Гц). Спектр ЯМР ¹³С_Jmod, δ, м.д. (Z-изомер):

Ход реакций контролировали методами ТСХ (на

12.63

[N(CH₂CH₃)₂], 41.03 (NCH2CH2O),

49.23

пластинах Silica gel 60 F₂₅₄) и ЯМР ¹Н.

[N(CH₂CH₃)₂], 61.53 (OCH₂CH₂ОН), 66.73 (NCH₂·

ТГФ очищали диспергированным KOH (~50 г/л),

CH₂O), 74.21 (ОCH₂CH₂OН), 86.93 (OCH=CH₂),

кипячением и перегонкой над Na в присутствии

103.13 (SCH=СНО), 99.99 (C⁴), 114.18 (C²), 116.02

бензофенона в атмосфере аргона. N,N-Диэтил-2-

(C³), 143.91 (C5), 144.66 (SCH=СНО),

151.00

пропин-1-амин и 2-(винилокси)этилизотиоцианат

(OCH=CH₂). Спектр ЯМР ¹⁵N, δ, м.д. (Z-изомер):

синтезированы по методикам [3] и [4, 5] соответ-

-332.1 (NEt₂), -219.7 (N_пиррол). Спектр ЯМР ¹Н, δ,

ственно. Бутиллитий (2.5 М раствор в гексане) и

м.д. (E-изомер): 0.97 т [6H, N(CH₂CH₃)₂, ³J 7.1 Гц],

другие использованные в работе реагенты и рас-

2.28 с (1Н, ОН), 2.86 к [4H, N(CH₂CH₃)₂, ³J 7.1 Гц],

творители - коммерческие препараты. Для охлаж-

3.74-3.79 м (4H, OCH₂CH₂OН), 3.90 т (2H, NCH₂·

дения применяли жидкий азот.

CH₂O, ³J 6.8 Гц), 3.99 д.д, 4.20 д.д (2H, OCH=CH₂,

³J_транс 14.3, ³J_цис 6.9, ²J_гем 2.1 Гц), 4.25 т (2H, NCH₂·

ВЫВОДЫ

CH₂O, ³J 6.8 Гц), 5.35 д (1H, SCH=СНО, ³J 12.2 Гц),

Обнаруженная структурная реорганизация

5.77 д (1H, H⁴, ³J 3.9 Гц), 6.31 д (1H, H³, ³J 3.9 Гц),

5-[(1,3-диоксолан-2-илметил)сульфанил]-1H-пир-

6.41 д.д (1H, OCH=CH₂, ³J_транс 14.3, ³J_цис 6.9 Гц),

рол-2-амина при контакте с системой t-BuOK-

6.68 д (1H, SCH=СНО, ³J 12.2 Гц). Спектр ЯМР

ДМСО может стать основой концептуально новой

¹³С_Jmod, δ, м.д. (E-изомер): 12.63 [N(CH₂CH₃)₂],

методологии атом-экономного синтеза ранее недо-

41.03 (NCH₂CH₂O),

49.21

[N(CH₂CH₃)₂],

61.01

ступных

5-{[2-(2-гидроксиэтокси)этенил]сульфа-

(OCH₂CH₂ОН), 66.76 (NCH₂CH₂O), 70.82 (ОCH₂·

нил}-1H-пиррол-2-аминов - многоцелевых стро-

CH₂OН), 86.77 (OCH=CH₂), 99.39 (SCH=СНО),

ительных блоков и перспективных объектов для

99.96 (C⁴), 115.30 (C²), 115.70 (C³), 143.76 (C⁵),

биологических исследований.

151.23 (SCH=СНО), 151.32 (OCH=CH₂). Спектр

БЛАГОДАРНОСТИ

ЯМР ¹⁵N, δ, м.д. (E-изомер): -332.1 (NEt₂), -220.1

(N_пиррол). Отнесение сигналов в спектрах ЯМР

Работа выполнена с использованием оборудо-

¹Н и ¹³С сделано с помощью 2D спектров COSY,

вания Байкальского аналитического центра кол-

HSQC и HMBC. Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 327

лективного пользования СО РАН.

(20) [M + 1]⁺, 326 (100) [M]⁺, 293 (40), 281 (20),

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

255 (43), 209 (13), 207 (19), 196 (10), 193 (32), 183

(25), 181 (13), 179 (11), 177 (14), 168 (11), 167 (18),

Авторы заявляют об отсутствии конфликта ин-

166 (18), 165 (11), 163 (12), 154 (13), 153 (12), 151

тересов.

(19), 149 (41), 139 (13), 138 (14), 137 (19), 136 (14),

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

135 (19), 126 (12), 121 (15), 110 (21), 108 (12), 107

(18), 96 (15), 80 (16), 79 (47), 73 (25), 71 (15), 45

1. Nedolya N.A., Tarasova O.A., Albanov A.I., Trofi-

mov B.A. Tetrahedron Lett. 2010, 51, 5316-5318. doi

(77), 43 (23). Найдено, %: С 58.94; Н 8.07; N 8.45; S

10.1016/j.tetlet.2010.07.179

9.90. С₁₆Н₂₆N₂O₃S. Вычислено, %: С 58.87; Н 8.03;

N 8.58; S 9.82.

2. Тарасова О.А., Недоля Н.А., Албанов А.И., Тро-

фимов Б.А. ЖОрХ. 2010, 46, 777-780. [Taraso-

Спектры ЯМР зарегистрированы на прибо-

va O.A., Nedolya N.A., Albanov A.I., Trofimov B.A.

ре Bruker DPX-400 (Германия) [400.13 (1Н) и

Russ. J. Org. Chem. 2010, 46, 773-776.] doi 10.1134/

100.62 (¹³С) МГц]; гомо- и гетероядерные корре-

S1070428010050337

ляции COSY, HSQC и HMBC проведены на при-

3. Brandsma L. Best Synthetic Methods: Synthesis of

боре Bruker AV-400 (Германия) в CDCl₃, рабочая

Acetylenes, Allenes and Cumulenes: Methods and

частота 15N - 40.6 МГц, внутренние стандар-

Techniques. Amsterdam: Elsevier, 2004.

ты - ГМДС (δ_Н 0.05 м.д.), CDCl₃ (δ_С 77.00 м.д.)

4. Trofimov B.A., Nedolya N.A., Gerasimova V.V.,

и MeNO₂ (δ_N 0.00 м.д.). ИК спектры записаны на

Voronkov M.G. Sulfur Lett. 1988, 8, 73-78.

спектрометре Varian 3100 FT-IR (США). Масс-

5. Трофимов Б.А., Недоля Н.А., Папшева Н.П., Гера-

спектры электронной ионизации (70 эВ) получали

симова В.В., Воронков М.Г. ЖОрХ. 1988, 24, 1771-

на приборе Shimadzu GCMSQP5050A (Япония).

1772.

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 57 № 3 2021