Международный
научный журнал

Взаимодействие пиридо[2,3-d]пиримидин-4-онов с молекулярным бромом


Interaction of pyrido[2,3-d]pyrimidine-4-ones with molecular bromine

Цитировать:
Взаимодействие пиридо[2,3-d]пиримидин-4-онов с молекулярным бромом // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. Ходжаниязов Х.У. [и др.]. 2018. № 3(45). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/5584 (дата обращения: 24.04.2019).
 
Прочитать статью:


АННОТАЦИЯ

Осуществлено взаимодействие 2-оксо(тиоксо)-5,7-диметилпиридо[2,3-d]пиримидин-4-онов и 2,3-три(тетра, пента)метиленпиридо[2,3-d]пиримидин-4-онов с молекулярным бромом. В реакциях бициклических пиримидинов бромирование протекает либо в 6-положении (с оксо-производным), либо происходит замещение тиольной группы на бром (с тиоксо-производным) с одновременным окислением до оксо-производного. Хотя в случае трициклических пиримидинонов осуществить бромирование по ароматическому кольцу не удается в этих условиях, получены их гидротрибромиды, гидробромиды и бромные комплексы.

ABSTRACT

Interaction of 2-oxo(thioxo)-5,7-dimethylpyrido[2,3-d]pyrimidin-4-ones and 2,3-tri(tetra, penta)-methylenepyrido[2,3-d]pyrimidin-4-ones with molecular bromine was carried out. In the reactions of bicyclic pyrimidines, bromination proceeds either in the 6-position (with an oxo-derivative) or the thiol group is replaced with bromine (with a thioxo-derivative) with simultaneous oxidation to the oxo-derivative. Although in the case of tricyclic pyrimidinones, bromination over the aromatic ring is not possible under these conditions, their hydrotribromides, hydrobromides and bromine complexes were obtained.

 

Ключевые слова: пиридо[2,3-d]пиримидин-4-оны, бромирование, гидротрибромид, гидробромид, бромные комплексы.

Keywords: pyrido[2,3-d]pyrimidin-4-ones, bromination, hydrotribromide, hydrobromide, bromine complexes.

 

Нами было изучено бромирование би- и трициклических пиридо[2,3-d]-пиримидин-4-онов. Так, бромирование 2-оксо-5,7-диметилпиридо[2,3-d]-пиримидин-4-она (1) сопровождается электрофильным замещением у пиридинового кольца, с образованием 6-бром-производного (3) с низким выходом (8 %).

 

 

Такой выход продукта замещения объясняется низкой склонностью пиридинового кольца к реакциям электрофильного замещения. Под влиянием двух электронодонорных метильных групп удается осуществить бромирование на 6-ом положении с низким выходом. Известно, что бромирование 1,3-диметил-2,4,5-триоксо-7-амино-8H-пиридо[2,3-d]-пиримидина приводит к образованию 6-бром-производного [2]. По-видимому, электронодонорное свойство аминогруппы в 7-ом положении способствует электрофильному замещению у соседнего атома углерода.

При бромировании 2-тиоксо-5,7-диметил­пиридо[2,3-d]пиримидин-4-она (2) происходит конкурирующее нуклеофильное замещение SH-группы на бром (4, 8%) или гидроксильную группу (78%), в котором количество последнего преобладает.

 

 

Эти факты объясняются большей нуклеофиль­ностью атома серы во втором положении и меньшей электроотрицательностью его по сравнению с кислородным аналогом.

В случае 2,3-три(тетра, пента)метилен­пиридо[2,3-d]пиримидин-4-онов (5-7) [3; 1] влияние метиленовых цепочек, по-видимому, затухает из-за наличия пиримидинового кольца между пиридиновым ядром и этими группировками. Взаимодействие 2,3-триметиленпиридо[2,3-d]пиримидин-4-она (5,n=1) с бромом в растворе хлороформа при комнатной температуре приводит к образованию гидротрибромида 2,3-триметиленпиридо[2,3-d]пиримидин-4-она (8). Обработка ацетоном последнего приводит к образованию гидробромида 2,3-триметиленпиридо[2,3-d]пиримидин-4-она (11) и бромацетона (схема 1).

 

Схема 1

 

Следует, отметить, что попытки введения брома (100-1100С, Br2/CH3COOH) в пиридиновое кольцо не увенчались успехом. По-видимому, этот факт объясняется низкой реакционной способностью пиридинового ядра в реакциях электрофильного замещения, во-первых, из-за наличия в ядре электроотрицательного гетероатома азота, во-вторых, протонизацией пиридина в кислых средах.

Обработка 8 раствором бикарбоната натрия приводит к бромному комплексу 2,3-триметиленпиридо[2,3-d]пиримидин-4-она (14) (схема 2):

 

Схема 2

Таблица 1.

Физико-химические и спектральные характеристики соединений 8, 11, 14

№ соед.

Брутто формула

Выход, %

Т.пл., 0С

ИК (KBr, ν,cм-1)

1Н ЯМР(400 MГц, CD3OD, δ, м.д., J/Гц):

 

8

C10H10Br3N3O

80

164-165

3431, 3076, 2927, 2852, 1690 (N-C=O), 1608, 1467, 1413, 1379, 1260, 1225, 1180, 796, 721, 578

-

 

 

11

C10H10BrN3O

94

280-281

3435, 3066, 2924, 2852, 2728, 2557, 1943, 1704 (N-C=O), 1594, 1518, 1465, 1406, 1363, 1306, 1261, 1218, 1011, 941, 907, 831, 745, 715, 681, 627, 522

2.26-2.33 (2H, м, β-CH2), 3.27-3.31 (2H, т, J=2, α-CH2), 4.16-4.20 (2H, т, J=2, γ-CH2), 7.78-7.82 (1H, кв, H-6), 8.91-8.93 (1H, дд, J=2, 6, H-5), 8.98-9.05 (1H, дд, J=2, 8, H-7)

 

14

C10H9Br2N3O

90

107-110

3435 (уширенный), 2921, 2851, 1665 (N-C=O), 1653, 1597, 1559, 1542, 1507, 1430, 1261, 1100, 795, 686

-

 

При бромировании 2,3-тетраметиленпиридо[2,3-d]пиримидин-4-она (6,n=2) в аналогичных условиях был получен гидротрибромид 2,3-тетраметиленпиридо[2,3-d]пиримидин-4-она (9). Обработка ацетоном продукта реакции приводит к образованию его гидробромида (12). Обработка 9 раствором бикарбоната натрия дает бромный комплекс 2,3-тетраметиленпиридо[2,3-d]пиримидин-4-она (15).

Таблица 2.

Физико-химические и спектральные характеристики соединений 9, 12, 13, 15

№ соед.

Брутто формула

Выход, %

Т.пл., 0С

ИК (KBr, ν,cм-1)

 

9

C11H12Br3N3O

84

156-157

3433, 3232, 3165, 3020, 2887, 1703, 1665, 1616, 1570, 1541, 1462, 1413, 1380, 1320, 1279, 1211, 1165, 995, 913, 892, 814, 778, 760, 711, 677, 649, 516

 

 

12

C11H12BrN3O

86

229-231

3425, 2990, 2931, 2604, 2028, 1701, 1609, 1572, 1527, 1465, 1418, 1375, 1342, 1316, 1292, 1280, 1259, 1200, 1180, 1154, 1115, 1048, 991, 912, 887, 820, 786, 736, 707, 681, 647, 599, 537, 510

 

 

13

C12H14BrN3O

77

228-230

3443.32, 3054.80, 3029.41, 2923.41, 2856.20, 2756.30, 2564.46, 1689.67 (N-C=O), 1610.41, 1574.31, 1531.84, 1437.25, 1420.35, 1390.37, 1350.30, 1325.89, 1305.35, 1264.31, 1215.07, 1196.78, 1150.24, 1089.10, 1046.79, 979.49, 922.55, 889.47, 870.63, 787.83, 711.83, 640.55, 618.08, 574.12, 539.98, 469.94, 407.07

 

15

C11H11Br2N3O

91

121-123

3418, 2942, 1673, 1616, 1571, 1544, 1437, 1318, 1298, 1221, 1184, 1166, 994, 915, 891, 851, 795, 778, 761, 725, 710, 649, 514

 

Аналогично осуществлен синтез гидробромида 2,3-пентаметилен-пиридо[2,3-d]пиримидин-4-она (13).

При нагревании гидротрибромидов 2,3-три(тетра)метиленпиридо[2,3-d]-пиримидин-4-онов (8, 9) в уксусной кислоте нам не удалось обнаружить образование бром-производного ни в пиридиновом кольце, и ни в полиметиленовых цепочках. Это, по-видимому, и есть влияние электроно-дефицитного пиридинового кольца, которое трудно поддается электрофильному замещению.

По нашему мнению, место координации HBr×Br2, HBr или Br2 в полученных продуктах реакции является именно N1 атом пиримидинового кольца. Это утверждение подтверждается координацией молекулы воды именно с этим атомом азота в случае образования моногидрата (E)-9-(N,N-диметиламинометилиден)-8,9-дигидропиридо[2,3-d]пирроло[1,2-a]пиримидин-5(7H)-она [4].

Бромирование 2-оксо-5,7-диметилпиридо[2,3-d]пиримидин-4-она (1). К раствору 1 (0.382 г, 2 ммоль) в уксусной кислоте (5 мл) добавили по каплям брома (0.25 мл, 0.32 г, 2 ммоль) растворенного в хлороформе (1 мл). Реакционную смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 24 часов. Затем разбавили водой, выпавший осадок отфильтровывали и сушили. Дробной кристаллизацией из смеси растворителей (ацетон-бензол, 1:2) выделили 2-оксо-6-бром-5,7-диметилпиридо[2,3-d]пиримидин-4-она (3, 54 мг, выход 8%).

Получение гидротрибромида 2,3-триметиленпиридо[2,3-d]пиримидин-4-она (8).2,3-Триметиленпиридо[2,3-d]пиримидин-4-он ( 0.095 г, 5 ммоль) растворяют в безводном хлороформе (1.5 мл) и смешивают механической мешалкой. Добавляют по каплям брома ( 0.162 г, 0.052 мл, 10 ммоль, ρ=3.102 г/см3) растворенной в хлороформе (1 мл). Реакционную смесь перемешивают в течении 2 часов при 0-5°С. Полученный осадок отфильтровывают, промывают малым количеством хлороформа. Получают 0.092 г8 (выход 80%) с т. пл. = 164-165°С, коричневые кристаллы.

Получение гидробромида 2,3-триметиленпиридо[2,3-d]пиримидин-4-она (11). Гидротрибромид 2,3-триметиленпиридо[2,3-d]пиримидин-4-она 8 ( 0.045 г, 0.01 ммоль) обработают ацетоном (1.5 мл), перемешивают стеклянной палочкой. Получают белые кристаллы. Осадок отфильтровывают и промывают небольшим количеством ацетона. Получают 0.040 г11 (выход 94%) с т. пл.= 280-281°С.

Получение бромного комплекса 2,3-триметиленпиридо[2,3-d]-пиримидин-4-она (14). Обработка гидротрибромида 2,3-триметиленпиридо[2,3-d]-пиримидин-4-она ( 0.045 г, 0.01 ммоль) раствором гидрокарбоната натрия (5%) дает бромный комплекс 14, массой 0.033 г (90%). Т. пл.= 107-110°С.

 

Список литературы:
1. Ходжаниязов Х.У., Шахидоятов Х.М. Синтез новых 2,3-полиметилен-пиридо[2,3-d]пиримидин-4-онов // Межд. Конгресс "КOST-2015": -Москва, 2015. -С. 528.
2. Burova O.A., Bystryakova I.D., Smirnova N.M., Safonova T.S. Pyrido[2,3-d]-pyrimidines. 2. Reactions of 2,4,5-trioxo-7-amino-8H-pyrido[2,3-d]-pyrimidines with electrophilic agents // Chem. Heterocycl. Comp. -1990. -26(5). –P. 561-564.
3. Khodjaniyazov Kh.U. Synthesis and NMR spectral characterization of novel 2,3-polymethylenepyrido[2,3-d]pyrimidin-4-ones // J. Adv. Chem. -2015. -11(8). –P. 3873-3875.
4. Khodjaniyazov Kh.U., Makhmudov U.S., Kutlimuratov N.M. Synthesis and X-ray crystal structure of (E)-9-(N,N-Dimethylaminomethylidene)-8,9-dihydropyrido[2,3-d]pyrrolo[1,2-a]pyrimidin-5(7H)-one // Journal of Basic and Applied Research. -2016. -2(3). –P. 382-385.

 

Информация об авторах:

Ходжаниязов Хамид Уткирович Khamid Khodjaniyazov

канд. хим. наук, старший научный сотрудник, Институт химии растительных веществ Академии Наук Республики Узбекистан, 100170, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Абдуллаева, 77

candidate of Chemical Science, Senior Researcher, Institute of the Chemistry of Plant Substances Academy Science of Uzbekistan, 100170, Uzbekistan, Tashkent, Abdullayev str., 77


Каримов Элдор Эгамберганович Eldor Karimov

магистр Национального университета Узбекистана, 100174, Узбекистан, г. Ташкент, улица Вузгородок НУУз

master’s degree student, National University of Uzbekistan, 100174, Uzbekistan, Tashkent, Vuzgorodok NUUz


Таджимухамедов Хабибулла Сайфуллаевич Tadjimukhamedov Khabibulla

канд. хим. наук, доцент, Национальный университет Узбекистана им. Мирзо Улугбека, 100174, Узбекистан, г. Tашкент, ул. Университетская, д. 4

candidate of chemical sciences, assistant professor, National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek, 100174, Uzbekistan, Tashkent, Universitetskaya st., 4


Сагдуллаев Шамансур Шахсаидович Shamansur Sagdullayev

д-р техн. наук., профессор, Институт химии растительных веществ, 100170, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Абдуллаева, 77

doctor of Technical Sciences, Professor, Institute of the Chemistry of Plant Substances, 100170, Uzbekistan, Tashkent, Abdullayev str., 77


Читателям

Информация о журнале

Выходит с 2013 года

ISSN: 2311-5459

Св-во о регистрации СМИ: 

ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013

ПИ №ФС77-66239 от 01.07.2016

Скачать информационное письмо

Включен в перечень ВАК Республики Узбекистан

Размещается в:

doi:

The agreement with the Russian SCI:

cyberleninka

google scholar

Ulrich's Periodicals Directory

socionet

Base

ROAR

OpenAirediscovery

CiteFactor

 

Поделиться

Лицензия Creative CommonsЯндекс.Метрика© Научные журналы Universum, 2013-2019
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Непортированная.