ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2021, том 57, № 6, с. 842-851

УДК 547.821.2

ДИАЗОТИРОВАНИЕ АМИНОПИРИДИНОВ В

ПРИСУТСТВИИ КАМФОРСУЛЬФОКИСЛОТЫ.

СИНТЕЗ И НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА

ПИРИДИНИЛКАМФОРСУЛЬФОНАТОВ

ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»,

Россия, 634050 Томск, просп. Ленина, 30

*e-mail: eak@tpu.ru

Поступила в редакцию: 20.02.2021 г.

После доработки 26.02.2021 г.

Принята к публикации 27.02.2021 г.

2-, 3- и 4-Аминопиридины при диазотировании в присутствии как рацемической камфорсульфокислоты,

так и ее индивидуальных энантиомеров образуют соответствующие пиридинилкамфорсульфонаты с

умеренными выходами. Реакционная способность пиридинилкамфорсульфонатов в щелочном алкоголизе

оказывается выше, чем у пиридинилтрифлатов и пиридинилтозилатов.

Ключевые слова: аминопиридины, пиридинилсульфонаты, пиридинилкамфорсульфонаты, камфор-

сульфокислота, алкоголиз

DOI: 10.31857/S0514749221060069

ВВЕДЕНИЕ

лишь один пример получения 4-[(2-метилцикло-

гексил)окси]-6-фенетилпиридин-2-илкамфорсуль-

Диазотирование ароматических аминов в при-

фоната реакцией ацилирования соответствующего

сутствии таких сульфокислот, как п-толуолсуль-

гидроксипиридина хлорангидридом камфорсуль-

фокислота (p-TsOH), трифторметансульфокислота

фокислоты [9].

(TfOH) или камфорсульфокислота (CamphSO₃H)

обеспечивает получение относительно устойчи-

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

вых арендиазония сульфонатов (ArN₂₊RSO_3-) [1-3].

Цель работы - исследование диазотирования

В противоположность этому диазотирование

ряда аминопиридинов 1a-g в присутствии раце-

аминопиридинов в присутствии p-TsOH и TfOH

мической CamphSO₃H. Ранее было показано, что

приводит к получению не пиридиндиазония суль-

получение пиридинилтозилатов PyOTs и пириди-

фонатов, но пиридинил-р-толуолсульфонатов (то-

нилтрифлатов PyOTf может быть достигнуто че-

зилатов) и пиридинилтрифторметансульфонатов

рез диазотирование методом растирания аминопи-

(трифлатов) (PyOSO₂R) [4-6] в результате не-

ридинов в водных пастах с NaNO₂ и p-TsOH, либо

стабильности диазониевых солей пиридинового

диазотированием под действием н-бутилнитрита в

строения. По тем же причинам диазотирование

растворах ДМСО или ДМФА [4-6]. Апробированы

аминопиридинов в ацетонитриле дает пиридини-

оба подхода, и впервые нами установлено, что диа-

лацетамиды [7] или N,N-диметиламинопиридины

зотирование аминопиридинов 1a-g в присутствии

[8], если диазотирование проводится в ДМФА.

CamphSO₃H во всех случаях приводит к пириди-

Пиридинилкамфорсульфонаты - почти неиз-

нилкамфорсульфонатам 2a-g в качестве основных

вестные производные пиридина. Нами найден

продуктов. Наилучшие выходы 45-70% получены

842

ДИАЗОТИРОВАНИЕ АМИНОПИРИДИНОВ В ПРИСУТСТВИИ КАМФОРСУ

ЛЬФОКИСЛОТЫ

843

Схема 1

NaNO₂, (+)-CamphSO₃H

NH₂

O-SO₂Camph

паста H₂O, 2 ч

1a-g

2a-g

R = H, 2-NH₂ (a), R = H, 3-NH₂ (b), R=H, 4-NH₂ (c), R = 5-Cl, 2-NH₂ (d), R = 6-Me, 2-NH₂ (e),

R = 5-Br, 2-NH₂ (f), R = 5-NO2, 2-NH₂ (g).

в варианте диазотирования при растирании исход-

выходы соединений 2a-g оказываются более низ-

ных аминопиридинов в водных пастах с NaNO₂ и

кими, чем при диазотировании в присутствии

CamphSO₃H при комнатной температуре в течение

p-TsOH и TfOH [4-6]. Одной из причин снижения

2 ч в соотношении субстрат-NaNO₂-CamphSO₃H

выходов соединений 2a-g может выступать побоч-

1:2.5:3 (схема 1, см. таблицу). При этом показано,

ное образование гидроксипиридинов, присутствие

что «+»- и «-»-энантиомеры камфорсульфокисло-

которых зафиксировано методом ГХ-МС.

ты дают почти те же выходы продуктов, что и ра-

2-Замещенные пиридины часто используют

цемат (см. таблицу).

как лиганды для получения разнообразных ком-

Установлено, что диазотирование аминопири-

плексов с металлами и другими субстратами [10].

динов 1a-g в присутствии CamphSO₃H обеспечи-

Органические эфиры камфорсульфокислоты так-

вает качественно тот же результат, что и с p-TsOH и

же применяются в качестве лигандов для селекции

TfOH [4-6], т.е. образование пиридинилсульфона-

энантиомерно чистых соединений [9, 11]. За счет

тов в этих условиях носит общий характер. Однако

комбинации двух сайтов связывания у произво-

Выход пиридинилкамфорсульфонатов 2a-g в реакции диазотирования аминопиридинов 1a-g действием NaNO₂ в

присутствии камфорсульфокислоты в водной пасте в течение 2 ч

Соединение

Продукт

Выход, %

Соединение

Продукт

Выход, %

N NH

N NH₂

NH₂

70^a

N NH₂

O₂N

NH₂

N NH₂

50^b

N NH₂

^a Время реакции 4 ч

^b (+)-Пиридил-2-камфорсульфонат 60%, (-)-пиридил-2-камфорсульфонат 54%

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 57 № 6 2021

844

САНЖИЕВ и др.

данным ГХ-МС в смесь 2-этокси-5-хлорпиридина

3.158

(3a), 1-этил-5-хлорпиридина-2(1Н)-она (3b) и эти-

лового эфира камфорсульфокислоты (4) (схема 2).

В тех же условиях 5-хлорпиридин-2-илтрифлат

(5) превращается в продукты 3a и b за более дли-

тельное время - в течение 3 ч, а в случае 5-хлор-

3.200

пиридин-2-илтозилата (6) полная конверсия не до-

стигнута и после 6 ч реакции, хотя продукты 3a,

b фиксируются во всех случаях. Проведение той

Строение пиридин-2-илкамфорсульфоната 2a, вычис-

ленное методом b3lyp в базисе 6-31+g(d,p)

же реакции с пиридинилсульфонатами 2d, 5 и 6 в

течение 2 ч показало (метод ГХ, внутренний стан-

дных пиридина с камфорсульфонатным замести-

дарт бифенил) полное отсутствие в реакционной

телем в положении 2 соединения 2a, d, e-g могут

смеси исходного соединения 2d, в то время как

представлять интерес в качестве новых хелатиру-

конверсия трифлата 5 составляла 20%, а тозилата

ющих агентов, в том числе и хиральных в случае

6 - всего 5%.

R- и S-изомеров. Мы провели оптимизацию стро-

Учитывая установленную высокую активность

ения пиридин-2-илкамфорсульфоната 2a методом

пиридина 2d в этанолизе, мы поставили задачу

функционала плотности b3lyp в базисе 6-31+g(d,p)

определить, возможно ли использование пириди-

(см. рисунок), из которого следует, что 2-камфор-

нилкамфорсульфонатов для препаративного полу-

сульфонаты могут представлять интерес в каче-

чения эфиров камфорсульфокислоты. На приме-

стве новых хелатирующих агентов за счет участия

ре соединения 2a показано, что его нагревание с

в координации центров С=О----β-H и SO₂O---N

гексафторизопропанолом или 2-нафтолом в MeCN

пиридинового ядра (на рисунке приведены вычис-

обеспечивает простое получение соответству-

ленные дистанции между указанными центрами).

OR 7 (60%) и 8 (84%)

ющих эфиров CamphSO₂

Пиридинилтрифлаты и пиридинилтозилаты об-

(схема 3). Таким образом, фрагмент 2-пиридинола

ладают высокой активностью в ряде химических

в соединении 2a оказывается хорошей уходящей

превращений и находят применение в органиче-

группой.

ском синтезе [12]. Поскольку химические свой-

Дополнительным подтверждением более вы-

ства пиридинилкамфорсульфонатов практически

сокой реакционной способности пиридинилкам-

неизвестны, представляет интерес определение их

форсульфонатов по сравнению с трифлатами и

реакционной способности в сопоставлении с род-

тозилатами явилась реакция пиридин-2-илкам-

ственными пиридинилтозилатами и пиридинил-

форсульфоната 2a с бромистым изопропилом при

трифлатами. В качестве модельной реакции для

нагревании в условиях микроволнового облуче-

такого сравнения выбрана основно-катализируе-

ния. В результате препаративно были выделены

мая реакция алкоголиза.

O- и N-изопропильные производные 9а, b с сум-

Оказалось, что

5-хлорпиридин-2-илкамфор-

марным выходом 65% и в соотношении 1:1.5 (схе-

сульфонат (2d) при нагревании в этаноле в при-

ма 4). Пиридин-2-илтрифлат и пиридин-2-илтози-

сутствии K₂CO₃ в течение 2 ч превращается по

лат оказались в данной реакции инертными.

Схема 2

K₂CO₃

EtOH, 70°C, 0.5 ч

EtO S

OSO₂Camph

N OEt

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 57 № 6 2021

ДИАЗОТИРОВАНИЕ АМИНОПИРИДИНОВ В ПРИСУТСТВИИ КАМФОРСУ

ЛЬФОКИСЛОТЫ

845

Схема 3

ROH, K₂CO₃

MeCN, 70°C, 1 ч

N OSO₂Camph

O S

7, 8

R = (CF₃)₂CH (7, 60%);

(8, 84%).

Таким образом, показано, что пиридинил-

пиридин-2-илтрифлатом (10). Расчеты проводили

камфорсульфонаты проявляют в алкоголизе ак-

методом функционала плотности b3lyp в базисе

тивность, заметно превышающую таковую для

6-31+g(d,p), влияние растворителей оценивали в

пиридинилтрифлатов и пиридинилтозилатов.

рамках модели CPCM.

Возможно, этот фактор - одна из причин снижен-

Поскольку трифторметансульфонатная груп-

ных выходов целевых соединений 2a-g по срав-

па - лучшая уходящая группа, чем камфорсульфо-

нению с аналогичными пиридинилтозилатами и

натная, как уже указывалось выше, большая реак-

пиридинилтрифлатами за счет распада продуктов

ционная способность сульфоната 2a по сравнению

2a-g до соответствующих гидроксипиридинов.

с трифлатом 10 не может объясняться реакциями

Эти результаты не могут объясняться отщепле-

замещения остатков RSO₂O^- (R = CF₃, Camph) в

нием сульфонатных групп RSO₂O^-, посколь-

ку наилучшая уходящая группа в исследуемом

соединениях 2a и 10. Это подтверждают и вычис-

ленные энергии гетеролитического разрыва свя-

ряду - трифлатная.

зей углерод-сульфонатная группа в положении 2

Очевидно, что исследуемые реакции со спир-

пиридина, составляющие 153.2 и 139.3 ккал/моль

тами ROH относятся к процессам переэтерифи-

для CamphSO₂O^- и TfO^- соответственно. Расчеты

кации эфиров сульфокислот, проходящих через

в полярной водной среде также предсказывают

атаку нуклеофила на S=O связи с последующим

большую энергию отрыва CamphSO₂O^- нежели

отщеплением PyrO^- и образованием эфира суль-

TfO^- - 53.85 и 38.84 ккал/моль соответственно.

фокислоты RO-SO₂R [13]. Последний, выступая

Более прочная связь Py-OSO₂Camph, чем Py-OTf,

хорошим алкилирующим агентом, взаимодейству-

в соединениях 2a и 10 подтверждается из сравне-

ет с PyrO^-, обеспечивая образование продуктов ал-

ния вычисленных длин связей Py-OSO₂ 1.397 Å

коксилирования в зависимости от строения исход-

для 2a и 1.408 Å для пиридинилтрифлата 10.

ного пиридинового субстрата, как было описано

выше.

Один из известных механизмов щелочного ги-

Для объяснения повышенной реакционной

дролиза сульфонатов включает нуклеофильную

способности пиридинилкамфорсульфонатов в об-

атаку на атом серы SO₂ группы с последующим раз-

суждаемых превращениях проведено моделиро-

рывом связи ацил-кислород [13]. Моделирование

вание реакций алкоголиза и щелочного гидролиза

этой элементарной реакции для пиридинилсуль-

пиридин-2-илкамфорсульфоната 2a в сравнении с

фонатов 2a, 10 привело к синхронному процессу

Схема 4

K₂CO₃

N O

MeCN, 60°C, MW, 6 ч

N O

N OSO₂Camph

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 57 № 6 2021

846

САНЖИЕВ и др.

Схема 5

O-

+ HO^-

SO₂

Camph

N O

Camph

11a

O-

+ HO^-

N O

CF₃

N OTf

11b

атаки НО^- на атом серы с образованием интерме-

модинамически выгодный процесс. Свободная

диатов 11a, b (схема 5).

энергия депротонирования

(∆G) составляет

–48.6 ккал/моль, т.е. эта реакция даже несколько

Согласно полученным расчетам, эти процессы

более экзотермична, чем нуклеофильная атака

(схема

5) экзотермичны и протекают без

НО^- (схема 5). Отсюда следует, что щелочной

энергетических барьеров. Изменение свободных

алкоголиз пиридинилкамфорсульфоната

2a, в

энергий при этом (∆G, ккал/моль) составляет

отличие от пиридинил трифлата 10, термоди-

–45.3 и -34.7 для 11a и 11b соответственно,

намически почти равновероятно может протекать

что, казалось бы, указывает на большую

по 2 маршрутам согласно схемам 5 и 6, что и

термодинамическую выгодность омыления

может быть причиной обнаруженной повышенной

камфорсульфонатного производного

2a по

активности пиридинилкамфорсульфонатов в

сравнению с пиридинилтрифлатом 10. Однако

алкоголизе.

в полярной водной среде (∆G_Н

) и в метаноле

2О

(∆G_МеОН), согласно расчетам, термодинамика об-

Таким образом, впервые синтезирован ряд ранее

разования интермедиата

11b за счет большей

неизвестных пиридинилкамфорсульфонатов, уста-

энергии его сольватации становится несколько

новлена их молекулярная структура и исследовано

более выгодной (для 11b ∆G_Н

-22.1, ∆G_МеОН

поведение в реакции со спиртами в присутствии

2О

–22.4 ккал/моль, для 11a ∆G_Н

-19.4, ∆GМеОН

основания.

2О

–19.7 ккал/моль). Таким образом, данный меха-

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

низм не объясняет повышенную активность кам-

форсульфоната 2a при щелочном алкоголизе.

Хроматомасс-спектры регистрировали на газо-

вом хроматографе Agilent Technologies 7890A GC

Важное структурное различие сульфонатов 10 и

System (США) с масс-селективным детектором

2a - наличие сульфометиленовой группы SO₂CH₂ в

Agilent 5975C (70 эВ) газ-носитель - гелий, спек-

последнем. Для некоторых арилалкансульфонатов

тры ЯМР ¹Н (400 МГц), ¹³С (100 МГц) записы-

RCH₂SO₃Ar показано, что в основных средах может

вали на спектрометре Bruker AC400 (Германия),

проходить депротонирование фрагмента SO₂CH₂ с

внутренний стандарт - ТМС. Спектры ИК запи-

отщеплением ArOH в последующих превращениях

сывали на ИК Фурье-спектрометре Agilent Cary

[14]. Мы провели расчет термодинамики ста-

630 FTIR. Температуру плавления определяли на

дии депротонирования камфорсульфоната 2a по

приборе MP50 Melting Point System Mettler Toledo

схеме 6.

(США). Элементный анализ выполняли на CHNS

Действительно оказалось, что ионизация

Flash2000 (США). Оборудование для проведения

камфорсульфоната

2a действием НО^-

- тер-

органического синтеза - микроволновый реактор

Схема 6

CamphCH₂SO₂OPy + HO^-

CamphCH^-SO₂OPy + H₂O

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 57 № 6 2021

ДИАЗОТИРОВАНИЕ АМИНОПИРИДИНОВ В ПРИСУТСТВИИ КАМФОРСУ

ЛЬФОКИСЛОТЫ

847

СЕМ (США) на базе модуля Discover labmate с ча-

ИК спектр, ν, см^-1: 2973-2908 (CH), 1741 с (С=O),

стотой излучения 2455 МГц. Контроль за ходом

1373 c (SO₂), 1159 c (SO₂), 1050-781 (S-O-C).

реакции и чистотой полученных продуктов вели

Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃), δ, м.д.: 0.90 с (3H, CH₃),

методом ТСХ на пластинках Merck, silica gel 60,

1.13 с (3H, CH₃), 1.44-1.54 м (1H, CH₂), 1.80-1.70

F₂₅₄. Детектирование пятен проводили УФ-светом

м (1Н, CH₂), 1.99 д (1H, J 20.0 Гц), 2.03-2.18 м (2H,

при длине волны 254 нм.

CH₂), 2.38-2.53 м (2H, CH₂), 3.26 д (1H, CH₂, J

16.0 Гц), 3.85 д (1H, J 12.0 Гц), 7.38 д (2H, J

Препаративное разделение продуктов осущест-

4.0 Гц), 8.73 д (2H, J 8.0 Гц). Спектр ЯМР ¹³C

вляли с помощью флеш-хроматографии на колон-

ках 15×1 см, сорбент Silica gel (40/60 μ).

(CDCl₃), δ, м.д.: 19.80, 19.90, 25.28, 26.97, 42.53,

42.92, 48.25, 49.20, 58.24, 116.95, 213.78. Масс-

Аминопиридины 1a-g - коммерческие пре-

спектр, m/z (I_отн, %): 215 (88) [M⁺ - PyrO], 151 (32),

параты компании Aldrich (США). Пиридинил-

133 (11), 123 (50), 109 (100), 95 (30), 81 (80), 67

сульфонаты 5, 6, 10 получены по методике [6].

(50), 55 (32). Найдено, %: C 55.14; H 6.27; N 4.62; S

Пиридин-2-илкамфорсульфонаты 2a-g (об-

10.15. C₁₅H₁₉NO₄S Вычислено, %: C 58.23; H 6.19;

щая методика). Смесь аминопиридина (3 ммоль)

N 4.53; S 10.36.

и камфорсульфокислоты (2.088 г, 9 ммоль) расти-

Пиридин-3-илкамфорсульфонат (2b). Выход

рали в ступке в присутствии 1 мл H₂O до образова-

0.216 г (70%), белый порошок, т.пл. 112-113°С. ИК

ния гомогенной смеси. К смеси добавляли NaNO₂

спектр, ν, см^-1: 2967-2893 (CH), 1744 с (С=O), 1355

(0.414 г, 6 ммоль) при постоянном растирании в

c (SO₂), 1157 c (SO₂), 1025-798 (S-O-C). Спектр

течение 5 мин. Реакционную массу оставляли в

ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆), δ, м.д.: 0.84 с (3Н, CH₃), 1.04 с

течение времени, указанном в таблице. Контроль

реакции вели по ТСХ (элюент этилацетат-гексан,

(3Н, CH₃), 1.40-1.50 м (1Н, CH₂), 1.57-1.69 м (1Н,

CH₂), 1.98 д (1Н, J 20.0 Гц), 2.09 с (1Н), 2.09-2.10 м

3:1). Реакционную массу разбавляли H₂O (40 мл),

и обрабатывали 10%-ным водным NaHCO₃ (10 мл)

(2Н), 3.68 д (1Н, CH₂, J 16.0 Гц), 3.765 д (1Н, CH₂,

до pH 8.0. Выпавший осадок пиридинилкамфор-

J 16.0 Гц), 7.56-7.59 м (1Н), 7.88 д (1Н, J 8.0 Гц),

сульфоната отфильтровали и промывали H₂O.

8.6 д (1Н, J 8.0 Гц), 8.64 с (1Н). Спектр ЯМР ¹³C

Cушили в эксикаторе под вакуумом, при необхо-

(ДМСО-d₆), δ, м.д.: 19.14. 19.19, 25.02, 26.28, 41.93,

димости переосаждали из ацетона.

42.15, 47.79, 48.13, 57.56, 125.06, 130.24, 143.70,

146.08, 148.40, 213.49. Масс-спектр, m/z (I_отн, %):

Пиридин-2-илкамфорсульфонат (2a). Выход

215 (98) [M⁺ - PyrO], 151 (36), 133 (10), 123 (62),

0.139 г (45%), белый порошок, т.пл. 97-98°С. ИК

109 (100), 95 (31), 81 (81), 67 (48), 55 (22). Найдено,

спектр, ν, см^-1: 2963-2920 (CH), 1742 с (С=O),

%: C 57.37; H 6.25; N 4.39; S 10.46. C₁₅H₁₉NO₄S

1366 c (SO₂), 1157 c (SO₂), 1053-784 (S-O-C).

Вычислено, %: C 58.23; H 6.19; N 4.53; S 10.36.

Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃), δ, м.д.: 0.97 с (3H, CH₃),

1.19 с (3H, CH₃), 1.48 уш.с (1H, CH₂), 1.80 уш.с

5-Бромпиридин-2-илкамфорсульфонат

(2f).

(1H, CH₂), 2.00 д (1H, J 20.0 Гц), 2.11-2.16 м (2H,

Выход 0.205 г (53%), белый порошок, т.пл. 107.5-

CH₂), 2.43-2.56 м (2H, CH₂), 3.8 д (1H, CH₂, J

108.5°С. ИК спектр, ν, см^-1: 2963 (CH),

1742

16.0 Гц), 4.19 д (1H, CH₂, J 16.0 Гц), 7.16-7.30

с (С=O), 1368 c (SO₂), 1157 c (SO₂), 1009-794

м (2H), 7.84-7.85 м (1H), 8.39 уш.с (1H). Спектр

(S-O-C). Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃), δ, м.д.: 0.93 с

ЯМР ¹³C (CDCl₃), δ, м.д.: 19.79, 19.98, 25.24, 26.95,

(3H, CH₃), 1.15 с (3H, CH₃), 1.42-1.49 м (1Н, CH₂),

42.54, 42.89, 48.04, 50.60, 58.40, 115.93, 122.73,

1.72-1.79 м (1Н, CH₂), 1.97 д (1H, J 20.0 Гц), 2.03-

140.45, 148.16, 157.48, 214.10. Масс-спектр, m/z

2.16 м (2H), 2.28-2.54 м (2H), 3.68 д (1Н, CH₂, J

(I_отн, %): 166 (16) [M⁺ - SO₂, - Pyr], 151 (18), 138

16.0 Гц), 4.12 д (1Н, CH₂, J 16.0 Гц), 7.06 д (1H, J

(76), 123 (100), 109 (23), 95 (82), 81 (34), 67 (54), 55

8.0 Гц), 7.90-7.93 д.д (1H, J 8.6, 2.4 Гц), 8.41 д (1H,

(32). Найдено, %: С 57.53; Н 6.33; N 4.48; S 10.41.

J 2.4 Гц). Спектр ЯМР ¹³C (CDCl₃), δ, м.д.: 19.77,

C₁₅H₁₉NO₄S Вычислено, %: C 58.23; H 6.19; N

19.95, 25.27, 26.93, 42.51, 42.89, 48.05, 50.69, 58.38,

4.53; S 10.36.

117.48,

118.73,

142.96,

149.13,

156.14,

213.92.

Пиридин-4-илкамфорсульфонат (2c). Выход

Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 166 (17) [M⁺ - SO₂, -

0.17 г (55%), белый порошок, т.пл. 85°С (разл.).

Pyr], 151 (16), 138 (64), 123 (100), 109 (19), 95 (71),

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 57 № 6 2021

848

САНЖИЕВ и др.

81 (33), 67 (50), 55 (29). Найдено, %: C 46.04; H

J 2.8 Гц). Спектр ЯМР ¹³C (CDCl₃), δ, м.д.: 19.78,

4.61; N 3.50; S 8.43. C₁₅H₁₈BrNO₄S Вычислено, %:

19.91, 25.40, 26.95, 42.49, 42.90, 48.15, 51.55, 58.49,

C 46.40; H 4.67; N 3.61; S 8.26.

115.67, 135.85, 144.69, 160.64, 213.74. Масс-спектр,

m/z (I_отн, %): 166 (13) [M⁺ - SO₂, - Pyr], 151 (15),

5-Хлорпиридин-2-илкамфорсульфонат (2d).

138 (79), 123 (100), 109 (25), 95 (83), 81 (35), 67

Выход 0.171 г (50%), белый порошoк, т.пл. 102-

(58), 55 (31). Найдено, %: C 50.79; H 5.25; N 7.83; S

103°С. Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃), δ, м.д.: 0.93 с

8.96. C₁₅H₁₈N₂O₆S Вычислено, %: C 50.84; H 5.12;

(3H, CH₃), 1.15 с (3H, CH₃), 1.43-1.49 м (1Н, CH₂),

N 7.91; S 9.05.

1.73-1.80 м (1Н, CH₂), 1.97 д (1H, J 20.0 Гц), 2.04-

2.16 м (2H), 2.37-2.54 м (2H), 3.69 д (1Н, CH₂, J

Взаимодействие пиридин-2-илкамфорсуль-

12.0 Гц), 4.12 д (1Н, CH₂, J 16.0 Гц), 7.11 д (1H, J

фоната (2a) с бромистым изопропилом. К рас-

8.0 Гц), 7.76-7.79 д.д (1H, J 8.0, 2.4 Гц), 8.31 д (1H,

твору пиридин-2-илкамфорсульфоната 2a (0.618 г,

J 2.4 Гц). Спектр ЯМР ¹³C (CDCl₃), δ, м.д.: 19.88.

2 ммоль) и изопропилбромида (1.23 г, 10 ммоль)

20.06, 25.38, 27.04, 42.62, 43.01, 48.15, 50.75, 58.49,

в 4 мл ацетонитрила добавляли K₂CO₃ (0.552 г,

117.10,

130.80,

140.24,

146.94,

155.70,

214.02.

4 ммоль) и перемешивали при 60°С в течение

Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 166 (16) [M⁺ - SO₂, -

6 ч в микроволновом реакторе (1.3 Бар, 50 Вт).

Pyr], 151 (16), 138 (72), 123 (100), 109 (22), 95 (74),

Далее к реакционной массе добавляли H₂O и экс-

81 (31), 67 (45), 55 (29). Найдено, %: C 53.26; H

трагировали хлористым метиленом (3×20 мл).

5.29; N 3.99; S 9.41. C₁₅H₁₈ClNO₄S Вычислено, %:

Органический слой сушили над Na₂SO₄, раство-

C 52.40; H 5.28; N 4.07; S 9.32.

ритель отгоняли. Очистку технического продукта

проводили флэш-хроматографией (элюент мета-

6-Метилпиридин-2-илкамфорсульфонат

(2e). Выход 0.203 г (63%), белый порошoк, т.пл.

нол-хлористый метилен, 50:2).

130-131°С. ИК спектр, ν, см^-1: 2967 (CH), 1742

2-Изопропоксипиридин (7a). C₈H₁₁NO. Выход

с (С=O), 1367 c (SO₂), 1161 c (SO₂), 1075-795

0.086 г (21%), желтое масло [15]. Спектр ЯМР

(S-O-C). Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃), δ, м.д.: 0.94 с

¹Н (CDCl₃), δ, м.д.: 1.32 с (3H, CH₃), 1.34 с (3H,

(3H, CH₃), 1.17 с (3H, CH₃), 1.42-1.48 м (1Н, CH₂),

CH₃), 5.26-5.32 м (1H, CH), 6.66 д (1H, J 8.0 Гц),

1.73-1.80 м (1Н, CH₂), 1.96 д (1H, J 16.0 Гц), 2.04-

6.78-6.80 м (1H), 7.50-7.54 м (1H), 8.12 д.д (1H, J₁₂

2.14 м (2H), 2.38-2.45 м (1H), 2.50-2.58 м (4H),

5.2, J₁₃ 1.2 Гц). Спектр ЯМР ¹³C (CDCl₃), δ, м.д.:

3.86 д (1Н, CH₂, J 12.0 Гц), 4.16 д (1H, J 16.0 Гц),

22.16, 67.92, 111.74, 116.30, 138.63, 146.90, 163.53.

6.93 д (1H, J 8.0 Гц), 7.11 д (1H, J 8.0 Гц), 7.70-7.66

Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 137 (14) [М]⁺, 122 (31),

м (1H). Спектр ЯМР ¹³C (CDCl₃), δ, м.д.: 19.86,

95 (74), 79 (29), 67 (100), 51 (7).

20.11, 23.99, 25.24, 27.06, 42.64, 42.92, 48.13, 50.66,

58.47, 112.66, 122.24, 140.58, 156.82, 157.98, 214.13.

1-Изопропилпиридин-2(1H)-он

(7b).

C₈H₁₁NO. Выход 0.152 г (37%), желтое масло

Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 166 (15) [M⁺ - SO₂, -

Pyr], 151 (17), 138 (75), 123 (100), 109 (26), 95 (89),

[16]. Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃), δ, м.д.: 1.31 c (3H,

81 (38), 67 (58), 55 (36). Найдено, %: C 59.14; H

CH₃), 1.33 с (3H, CH₃), 5.22-5.28 м (1H, CH),

6.38; N 4.20; S 10.14. C₁₆H₂₁NO₄S Вычислено, %:

6.18-6.22 (1H), 6.55 д (1H, J 12.0 Гц), 7.24-7.32

C 59.42; H 6.55; N 4.33; S 9.91.

м (2H). Спектр ЯМР ¹³C (CDCl₃), δ, м.д.: 22.02,

46.26, 106.59, 120.70, 132.80, 138.72, 162.41. Масс-

5-Нитропиридин-2-илкамфорсульфонат

спектр, m/z (I_отн, %): 137 (50) [М]⁺, 120 (7), 109 (3),

(2g). Выход 0.141 г (40%), белый порошок, т.пл.

95 (60), 78 (21), 67 (100), 51 (7).

86-87°С. ИК спектр, ν, см^-1: 2965-2890 (CH),

1736 с (С=O), 1355 c (SO₂), 1163 c (SO₂), 1011-759

Сравнение реакционной способности 5-хлор-

(S-O-C). Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃), δ, м.д.: 0.95 с

пиридин-2-илсульфонатов 2d, 5, 6 в реакции

(3H, CH₃), 1.17 с (3H, CH₃), 1.45-1.52 м (1Н, CH₂),

этанолиза методом внутреннего стандарта.

1.76-1.83 м (1Н, CH₂), 1.99 д (1H, J 20.0 Гц), 2.07-

К раствору пиридинилсульфоната

(0.5 ммоль)

2.18 м (2H), 2.40-2.53 м (2H), 3.74 д (1Н, CH₂, J

в 4 мл ацетонитрила добавляли K₂CO₃ (0.138 г,

12.0 Гц), 4.24 д (1Н, CH₂, J 16.0 Гц), 7.28 д (1H,

1 ммоль), EtOH (0.3 мл, 5 ммоль) и 5 мг (0.03 ммоль)

J 8.8 Гц), 8.62 д.д (1H, J 8.8, 2.8 Гц), 9.24 д (1H,

дифенила. Реакционную массу перемешива-

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 57 № 6 2021

ДИАЗОТИРОВАНИЕ АМИНОПИРИДИНОВ В ПРИСУТСТВИИ КАМФОРСУ

ЛЬФОКИСЛОТЫ

849

ли 2 ч при 60°С, отбирая пробы каждые 60 мин.

127.98, 130.18, 131.98, 133.63, 146.85, 214.19.

Концентрацию пиридинилсульфоната определяли

Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 358 (1) [М]⁺, 215 (25),

с помощью ГХ-МС, методом внутреннего стан-

151 (19), 144 (100), 123 (27), 115 (44), 109 (38), 93

дарта. Пробу для анализа готовили следующим

(8), 81 (26), 67 (15), 55 (6).

образом: 0.15 мл реакционной массы выливали в

Взаимодействие пиридин-2-илкамфорсуль-

2.5 мл EtOAc, центрифугировали, жидкую фрак-

фоната

(2а) с

1,1,1,3,3,3-гексафторпропан-2-

цию анализировали.

олом. Реакцию и выделение технического про-

Расчет концентрации 5-хлорпиридин-2-илсуль-

дукта проводили по методике, описанной выше.

фонатов 2d, 5, 6 проводили в соответствии с урав-

Очистку технического продукта проводили

нением:

флэш-хроматографией (элюент гексан).

S_опр

1,1,1,3,3,3-Гексафторпропан-2-илкамфор-

(

)

∙С_опр

S_станд

проба

сульфонат (5). Выход 0.316 г (60%), желтое масло

X =

(CAS № 2305189-69-7). Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃),

S_опр

(

)

δ, м.д.: 0.90 c (3H, CH₃), 1.13 c (3H, CH₃), 1.45-1.51

S_станд

стандарт

м (1H, CH₂), 1.70-1.77 м (1H, CH₂), 1.99 д (1H, J

где Х, моль/л - концентрация определяемого ве-

20.0 Гц), 2.05-2.17 м (2H), 2.35-2.46 м (2H), 3.24

- площадь пика определяе-

щества в пробе; S_опр

д (1H, CH₂, J 16 Гц), 3.80 д (1H, CH₂, J 12.0 Гц),

- площадь пика внутреннего

мого вещества; S_станд

5.30-5.38 м (1H, CH). Спектр ЯМР ¹³C (CDCl₃), δ,

, моль/л - начальная концентрация

стандарта; С_опр

м.д.: 19.73, 19.84, 25.38, 26.96, 42.47, 43.01, 48.14,

определяемого вещества.

50.39, 58.20, 70.97-72.38 м [(F₃C)₂CH-O], 115.87-

Взаимодействие пиридин-2-илкамфорсуль-

124.29 к (J 281 Гц). Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 382

фоната (2а) с 2-нафтолом. В нагретую до 70°С

(1) [М]⁺, 325 (1), 235 (1), 151 (64), 133 (11), 123

(46), 109 (100), 93 (29), 81 (60), 67 (27), 55 (11).

смесь 2-нафтола (0.2 мл, 1.7 ммоль) и NaOH

(0.072 г, 1.8 ммоль) в 4 мл ацетонитрила по каплям

ВЫВОДЫ

вносили раствор пиридин-2-илкамфорсульфо-

Показано, что аминопиридины при диазотиро-

ната 2а (0.55 г, 1.78 ммоль) в 2 мл ацетонитрила.

вании в присутствии камфорсульфокислоты об-

Реакционную массу грели в течение 1 ч до исчез-

разуют не пиридиндиазония камфорсульфонаты,

новения субстрата, ТСХ (элюент этилацетат-гек-

но пиридинилкамфорсульфонаты. Активность

сан, 3:1). Реакционную массу разбавляли водой,

пиридинилкамфорсульфонатов в алкоголизе ока-

охлаждали, выпавший осадок отфильтровывали,

зывается выше, чем пиридинилтрифлатов и пи-

промывали дистиллированной водой, сушили под

ридинилтозилатов. Причиной этого, согласно

вакуумом. Полученный нафталин-2-илкамфор-

сравнительным квантово-химическим расчетам,

сульфонат (6) не нуждался в дальнейшей очист-

может быть распад пиридинилкамфорсульфонатов

ке.

по 2 реакционным маршрутам. Установлено, что

Нафталин-2-илкамфорсульфонат

(6).

пиридинилкамфорсульфонаты относительно легко

S. Выход 0.511 г (84%), т.пл. 97.5-98.5°С

C₂₀H₂₂O₄

вступают в реакцию переэтерификации с гексаф-

), δ, м.д.: 0.91

(97°С [17]). Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃

торизопропанолом и 2-нафтолом, при этом обра-

), 1.44-1.50 м (1H,

c (3H, CH₃), 1.18 с (3H, CH₃

зуются соответствующие эфиры, что может рас-

), 1.98 д (1H, J 16.0 Гц),

сматриваться как новый прием функционализации

CH₂), 1.73-1.80 м (1H, CH₂

2.05-2.16 м (2H), 2.40-2.46 м (1H), 2.56-2.63 м

камфорсульфокислоты.

(1H), 3.26 д (1H, CH₂, J 12.0 Гц), 3.89 (1H, CH₂, J

ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА

12.0 Гц), 7.42-7.45 д.д (1H, J₁₂ 8.8, J₁₃ 2.4 Гц),

7.49-7.56 м (2H), 7.80 д (1H, J 2.0 Гц), 7.85-7.90

Работа выполнена в рамках государственного

(3H). Спектр ЯМР ¹³C (CDCl₃), δ, м.д.: 19.75,

задания Министерства науки и высшего образо-

20.02, 25.18, 25.18, 26.91, 42.50, 42.88, 47.62,

вания Российской Федерации (Наука № FSWW-

48.00, 58.21, 119.51, 121.01, 126.47, 127.05, 127.84,

2020-011)

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 57 № 6 2021

850

САНЖИЕВ и др.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

8. Санжиев А.Н., Потапова М.И., Краснокутская Е.А.,

Филимонов В.Д. ЖОрХ. 2020, 56, 920-926. [San-

Авторы заявляют об отсутствии конфликта ин-

zhiev A.N., Potapova M.I., Krasnokutskaya E.A.,

тересов.

Filimonov V.D. Russ. J. Org. Chem. 2020, 56, 1023-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1028.] doi 10.31857/S0514749220060099

1. Filimonov V.D., Trusova M.Е., Postnikov P.М., Kras-

9. Wu S., Yin Q., Zhao L., Fan N., Tang X., Zhao J.,

nokutskaya E.A., Lee Y.M., Hwang H.Y., Kim H.,

Wang X. Org. Biomolec. Chem. 2016, 14, 1413-1420.

Chi K.W. Org. Lett. 2008, 10, 3961-3964. doi 10.1021/

ol8013528

doi 10.1039/C5OB02154E

2. Filimonov V.D., Krasnokutskaya E.A., Kassanova A.Z.,

10. Hagui Х.W., Soulé J.-F. J. Org. Chem. 2020, 85, 3655-

Fedorova V.A., Stankevich K.S., Naumov N.G.,

3663. doi 10.1021/acs.joc.9b03306

Bondarev A.A., Kataeva V.A. Eur. J. Org. Chem. 2019,

11. Wang Y.-X., Liu L., Zeng Q.-X., Fan T.-Y., Jiang J.-D.,

2019, 665-674. doi 10.1002/ejoc.201800887

Deng H.-B., Song D.-Q. Molecules. 2017, 22, 1257-

3. Vajpayee V., Moon M.E., Lee S., Ravikumar S.,

1270. doi 10.3390/molecules22081257

Kim H., Ahn B., Choi S., Hong S.H., Chi K.W.

12. Касанова А.Ж., Краснокутская Е.А., Филимо-

Tetrahedron.

2013,

69,

3511-3517. doi

10.1016/

нов В.Д. Изв. АН. Сер. хим. 2016, 11, 2559-2567.

j.tet.2013.02.016

4. Tretyakov A.N., Krasnokutskaya E.A., Gorlushko D.A.,

13. Смит М. Органическая химия Марча. Реакции, ме-

Ogorodnikov V.D., Filimonov V.D. Tetrahedron Lett.

ханизмы, строение. М.: Лаборатория знаний, 2020,

2011, 52, 85-87. doi 10.1016/j.tetlet.2010.10.163

5. Krasnokutskaya E.A., Kassanova A.Z., Estaeva M.T.,

14. Оае С. Химия органических соединений серы. М.:

Filimonov V.D. Tetrahedron Lett. 2014, 55, 3771-

Химия, 1975.

3773. doi 10.1016/j.tetlet.2014.05.052

15. Legault C., Charette A.B. J. Org. Chem. 2003, 68,

6. Kassanova A.Z., Krasnokutskaya E.A., Beisembai P.S.,

7119-7122. doi 10.1021/jo034456l

Filimonov V.D. Synthesis. 2016, 48, 256-262. doi

16. Giam C.S., Hauck A.E. Org. Prep. Proced. Int. 1977, 9,

10.1055/s-0035-1560392

5-8. doi 10.1080/00304947709355652

7. Чудинов А.А., Краснокутская Е.А. Довбня Р.С.,

Огородников В.Д., Филимонова И.Л. Изв. РАН. Сер.

17. Singh B.K., Sarma S.R. J. Indian Chem. Soc. 1958, 35,

хим. 2016, 9, 2312-2314.

49-51.

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 57 № 6 2021