Т 56 (10)
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
2013
УДК 547.495.1
Н.М. Имашева, В.А. Ионова
N-АРИЛКАРБАМАТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ В СИНТЕЗЕ
ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
(Астраханский государственный университет)
e-mail: org@aspu.ru
В обзоре систематизированы и обобщены экспериментальные данные по синтезу
азот-, кислород- и серусодержащих гетероциклических соединений на основе некоторых
производных N-арилкарбаматов.
Имашева Нурия Мулдагалиевна –
к.х.н., доцент кафедры органической и фармацевтической
химии АГУ.
Область научных интересов: тонкий органический синтез
биологически активных веществ, выделение, разделение и
идентификация БАВ из растительного сырья.
Ионова Валентина Александровна –
аспирант кафедры органической и фармацевтической химии
АГУ, лауреат стипендии Президента РФ в 2012 году, победитель
конкурса УМНИК.
Область научных интересов: синтез и свойства биологически
активных азотсодержащих гетероциклических соединений.
Ключевые слова: ароматические N-замещенные карбаматы, азотистые гетероциклы, кислороди
серусодержащие гетероциклы, реакции гетероциклизации
ВВЕДЕНИЕ
Интерес к полифункциональным арил- и
гетарилкарбаматам определяется аналогией в химическом
поведении с простыми эфирами фенолов
и амидами карбоновых кислот, а также широкими
возможностями применения этих соединений
в синтезе разнообразных гетероциклических соединений.
Образование гетероциклов может протекать
как с участием карбаматной группировки, так
и за счет других активных функций молекул.
ГИДРОКСИ-, АЛКИЛОКСИ- И О-АЦИЛПРОИЗВОДНЫЕ
N-АРИЛКАРБАМАТОВ В СИНТЕЗЕ КИСЛОРОД-
И АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ГЕТЕРОЦИКЛОВ
Гидрокси- и алкилоксипроизводные Nарилкарбаматов
представляют значительный интерес
в качестве полупродуктов в синтезе разнообразных
гетероциклических соединений.
Обзорная статья
ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2013 том 56 вып. 10
3
Алкилированием метил-N-(n-гидроксифенил)карбамата
(1), метил-N-(м-гидроксифенил)карбамата
(2) 1,2-дибромэтаном, аллилбромидом,
хлорметилоксираном в ацетоне в присутствии
карбоната калия получены соответствующие О-алкилзамещенные
N-арилкарбаматы [1-3]. Показано,
что алкилирование метил-N-(о-гидроксифенил)карбамата
(3) аллилбромидом и 1,4-дибромэтаном
протекает аналогично с образованием соответствующих
О-алкипроизводных N-арилкарбаматов.
В то же время алкилирование метил-N-(огидроксифенил)карбамата
(3), метил-N-(2-гидрокси-5-нитрофенил)карбамата
(4) и 2-гидрокси-1,4ди(метоксикарбоксамидо)бензола
(5) 1,2-дибромэтаном
и хлорметилоксираном в аналогичных условиях
приводит к получению соответствующих
карбаматных производных 2,3-дигидро-4Н-1,4бензоксазина
(6-11) [4].
Стр.1
O
Br
R
OH
NHCO2Me
3, 4, 5
Br
K2CO3
CO2Me
Me2CO,
Cl
O
R
12,14
9-11
Br
R
OCH2
6-8
K2CO3
Me2CO,
Cl
O
R
N
O
CO2Me
O
NHCO2Me
N
O
1.
2. HCl
CH2OH
CO2CH3
3, R=H; 4, R=5-NO2; 5, R=4-NHCO2Me; R=H (6, 9);
R=6-NO2 (7, 10), R=7-NHCO2Me (8, 11)
Таким образом, в результате проведенных
H N2
EtOH
исследований выявлена возможность образования
2,3-дигидро-4Н-1,4-бензоксазинового ядра в результате
рециклизации оксирана при участии карбаматной
группы, находящейся в орто-положении
по отношению к оксиметилоксирановой группировке
c образованием 3-(гидроксиметил)-4-метоксикарбонил-6(7)-R-2,3-дигидро-4Н-1,4-бензоксазинов
(9-11). Отметим, что ранее авторами работы
[5] показано, что глицидил-N-фенилкарбамат способен
к рециклизации посредством взаимодействия
внутренних эпоксидной и карбаматной групп
с образованием производных 2-изоксазолидона с
первичной спиртовой группой [5].
Соединения с 2,3-пропиленоксифенильным
фрагментом представляют значительный интерес
для синтеза новых соединений с потенциальной
-адреноблокирующей активностью, так
как некоторые соединения, содержащие аминогидроксиалкильный
фрагмент, уже нашли применение
в терапевтической практике, например, атенолол,
пиндолол, анаприлин, буфетолол [6]. Аммонолизом
метил-N-м-(2,3-пропиленоксифенил)
кар-бамата (12) при действии вторичных аминов в
диоксане были получены гидрохлориды оксиаминов
13а-в, а взаимодействием метил-N-п-(2,3пропи-леноксифенил)карбамата
(14) с тиомочевиной
в абсолютном этаноле при 30 С был получен
метил 4-(тиран-2-илметокси)фенилкарбамат (15) с
хорошим выходом [7].
Хорошо известна способность фенолов
конденсироваться с разнообразными карбонильными
соединениями. Наибольший интерес из этих
превращений представляют реакции, приводящие
4
NHCO2Me
15
R,R'=(CH2)2O(CH2)2 (a); R,R'=(CH2)4 (б); R,R'=(CH3)2CH (в)
R, R'=(CH2)2O(CH2)2 (a);
R, R'=(CH2)4 (б);
R, R'=(CH3)2CH (в)
к получению кислородсодержащих гетероциклических
соединений, обладающих значительным
потенциалом биологической активности. В этой
связи представлялось важным исследовать поведение
в таких реакциях гидроксизамещенных
N-фенилкарбаматов. Изучены реакции конденсации
соединений 1-3 с этилацетоацетатом, этилбензоилацетатом,
L-яблочной кислотой в присутствии
концентрированной серной кислоты. При
этом установлено, что метил-N-(о-гидроксифенил)карбамат
(3) не реагирует с изученными соединениями,
а соответствующий пара-изомер 1
дает карбаматные производные кумарина с очень
низким выходом (10-15%). В то же время конденсация
метил-N-(м-гидроксифенил)карбамата (2) с
указанными реагентами приводила к получению
карбаматных производных кумарина 16-18 с выходами
23-87% [8].
Изучена конденсация метил-N-(3-гидроксифенил)карбамата
(2) с этил-4-хлорацетоацетатом в
концентрированной серной кислоте при комнатной
температуре, 85% полифосфорной кислоте
(ПФК) [9], а также с использованием в качестве
кислотного катализатора фосфоровольфрамовой
гетерополикислоты H3PW12O40 [10]. Найдено,
что оптимальными условиями конденсации в
ПФК является выдержка реакционной массы 1 ч
при 70С и 24 ч при 25С. В присутствии гетероХИМИЯ
И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2013 том 56 вып. 10
S
NH2
6-8
Br
R
OCH2
N
O
CO2Me
12,14
N
O
9-11
RR'NH, диоксан,
CH2OH
CO2CH3
H N2
EtOH
OH
OCH2-CH-CH2 N
NHCO2Me
13а-в
O
S
+ (H2N)2CO
R,R'=(CH2)2O(CH2)2 (a); R,R'=(CH2)4 (б); R,R'=(CH3)2CH
R
R'
. HCl
NHCO2M
15
O
NHCO2Me
S
NH2
OCH2-C
1.
2. HCl
RR'NH, диоксан,
N
13а-в
O
Стр.2
поликислоты процесс осуществляли кипячением
эквимолярных количеств реагентов (по 4,5 ммоль)
в толуоле в присутствии 1 мол.% катализатора.
Показано, что реакция завершается через 30 мин.
O
Me
Установлено, что конденсация во всех случаях
приводит к получению метил N-[4-(хлорметил)-2оксо-2Н-хромен-7-ил]карбамата
(19) с выходами
35, 58 и 85% соответственно.
O
OC2H5
MeO2CHN
16
O
OH
NHCO2Me
2
HOOC
O
Cl
MeO2CHN
2
OH
H3PW12O40
PhMe,
MeO2CHN
O
19
HN
диоксан
CH2Cl
MeO2CHN
19
O O
NaOH, H2O
Установлено, что атом хлора в хлорметильном
производном 19 способен замещаться на
остаток морфолина в мягких условиях при выдержке
реагентов в безводном диоксане при комнатной
температуре в течение 24 ч с образованием
метил-N-[4-(морфолинометил)-2-оксо-2Н-хромен7-ил]карбамата
(20). Кипячение соединения (19) с
0,1 М водным раствором гидроксида натрия в течение
3 ч сопровождается раскрытием шестичленного
цикла с последующей рециклизацией и
приводит к образованию 2-{6-[(метоксикарбонил)амино]-1-бензофуран-3-ил}уксусной
кислоты
(21) с выходом 55%.
Реакция образования производного бензофурана
21, вероятно, протекает через промежуточное
образование 2-[6-[(метоксикарбонил)амиMeO2CHN
O
21
но]-1-бензофуран-3(2Н)-илиден]уксусной
кислоты
[11].
Известно, что тиоцианирование резорцина
приводит к образованию 6-гидроксибензо[d][1,3]оксатиол-2-она,
разнообразные функциональные
производные которого обладают широким спектром
биологической активности [12,13].
С целью синтеза новых гетероциклических
соединений, содержащих карбаматную группу,
изучено [11] поведение в этой реакции в аналогичных
условиях метил-N-(3-гидроксифенил)карбамата
(2), тиоцианирование которого осуществлялось
при помощи диродана, образующегося из
роданида меди. Установлено, что реакция приводит
к образованию 6-метоксикарбониламинобензо[d][1,3]оксатиол-2-она
(22) с выходом 45%.
ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2013 том 56 вып. 10
5
O
MeO2CHN
H C2
N
O O
20
CO2H
O
O
CO2Et
H2SO4 или ПФК
OH
COOH
MeO2CHN
18
CH2Cl
O O
H2SO4
Ph
O
OC2H5
MeO2CHN
17
O O
Ph
O
O
Me
Стр.3