Способ получения 5-арил-2, 3-дигидро-2, 3-фурандионов

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 5-АРИЛ-2,3-ДИГИДРО-2,3-ФУРАНДИОНОВ общей формулы

где R - H или Br,
взаимодействием соответствующей ароилпировиноградной кислоты с галоидсодержащим соединением в средей инертного органического растворителя, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и упрощения процесса, в качестве галоидсодержащего соединения используют трифторуксусный ангидрид и процесс ведут при комнатной температуре.

Изобретение относится к органической химии, а именно к классу гетероциклических соединений производных дигидрофурана с двумя карбонильными группами в цикле, в частности к новому способу получения известных соединений 5-арил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов общей формулы
где R H или Br, которые находят широкое применение в условиях синтеза разнообразных гетероциклических соединений, обладающих широким спектром биологического действия, а также сами являются физиологически активными.
Известен способ получения 5-арил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов (Ia-Iг), заключающийся во взаимодействии -триметилсилилоксистиролов (IIa-IIг) с оксалилхлоридом в среде эфира при 25^оС в течение 5 ч по схеме
4-RC₆H OCOCl где R Н(а), Br(б), CH₃O (в), СН₃ (г). Выход целевых фурандионов составляет 78-85%
Известен также второй способ получения 5-арил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов Ia-Iв, заключающийся во взаимодействии ароилпировиноградных кислот (IIIa-IIIв) с тионилхлоридом в среде бензола при 65-70^оС (нагревание смеси на водяной бане) в течение 5 ч по схеме
4-RC₆H₄CO +SOCl₂ где R H (a), Br (б), СН₃О (в). Выходы соединений Ia-Iв составляют 59,49 и 71,5% соответственно. Этот спсоб-аналог взят за прототип.
К недостаткам способа-прототипа относятся:
низкий или недостаточно высокий выход целевых соединений l за счет смолообразования, что связано с большими затратами исходных реагентов для получения значительных количеств фурандионов, необходимых для наработки биологически активных соединений;
длительное (5 ч) нагревание смеси реагентов при 65-70^оС, что связано с расходом электроэнергии;
нагревание смеси на водяной бане требует использования специального оборудования для предотвращения попадания влаги в реакционную смесь, так как фурандионы I количественно взаимодействуют с водой уже при комнатной температуре с образованием ароилпировиноградных кислот II;
использование высокотоксичного тионилхлорида;
необходимость в проведении процесса в условиях активной приточно-вытяжной вентиляции вследствие выделения значительных количеств газообразных побочных продуктов хлористого водорода и диоксида серы.
Целью изобретения является разработка более простого по выполнению, свободного от указанных недостатков способа, позволяющего с более высоким выходом получать 5-арил- 2,3-дигидро-2,3-фурандионы. Ожидаемый от использования изобретения положительный эффект заключается в том, что лежащий в основе изобретения способ синтеза целевых фурандионов I является препаративным и может найти еще большее применение в лабораторных и промышленных условиях синтеза биологически активных веществ, лекарственных препаратов и химических реагентов.
Указанная цель достигается тем, что ароилпировиноградную кислоту IIIa, IIIб подвергают взаимодействию с галоидсодержащим соединением трифторуксусным ангидридом в среде инертного органического растворителя при комнатной температуре по следующей схеме:
где R H (a), Br (б), и выделяют целевые продукты Ia, Iб известными приемами. Применение любых других водоотнимающих средств, таких как серная кислота, хлорокись фосфора, хлориды фосфора (III) и (V), приводит к полному осмолению реакционной смеси.
С целью повышения выхода целевых фурандиодов Ia,Iб и упрощения процесса (не требуется нагревания реакционной смеси, специального оборудования для предохранения от влаги воздуха, процесс не длительный и менее трудоемкий), в качестве дегидратирующего средства используют галоидсодержащее соединение трифторуксусный ангидрид и процесс ведут при комнатной температуре.
П р и м е р 1. 5-фенил-2,3-дигидро-2,3-фурандион (Ia).
К взвеси 2,0 г (0,010 моль) бензоилпировиноградной кислоты (IIa) в 20 мл бензола при комнатной температуре добавляют при интенсивном перемешивании 2 мл трифторуксусного ангидрида. Растворитель испаряют в вакууме водоструйного насоса, остаток перекристаллизовывают из дихлорэтана или смеси хлороформ эфир (1: 1). Получают 1,65 г (92%) кристаллического соединения Ia с т.разл. 136-137^оС (по литературным данным 133-135^оС, выход 59%).
Найдено, C 69-12; H 3,61.
C₁₀H₆O₃ (M 174,15).
Вычислено, C 68,97; H 3,47.
ИК-спектр, , см^-1 (кристаллы): 1795 (СО лактон.), 1700 (СО кетон.), 1570-1585 (С=С).
Далее реакции проводят с теми же количествами реагентов.
П р и м е р 2. При использовании в качестве растворителя толуола выход целевого продукта Ia составляет 90%
П р и м е р 3. При использовании в качестве растворителя хлороформа выход 85%
П р и м е р 4. 5-п-Бромфенил-2,3-дигидро-2,3-фурандион (Iб).
К раствору 2,0 г (0,0074 моль) п-бромбензоилпировиноградной кислоты (IIб) в 20 мл толуола при комнатной температуре добавляют при перемешивании 2 мл трифторуксусного ангидрида. Растворитель испаряют в вакууме водоструйного насоса, остаток перекристаллизовывают из дихлорэтана. Получают 1,55 г (84%) кристаллического соединения 1б с т.разл. 145-146^оС (по литературным данным 136^оС, выход 49%).
Найдено, C 47,64; Н 2,27; Br 31,28.
C₁₀H₅BrO₃ (М 253,07).
Вычислено, C 47,46; H 1,99; Br 31,57.
ИК-спектр, , см^-1 (кристаллы): 1790 (СО лактон.), 1690 (СО кетон,), 1580-1590 (С=С).
Полученные соединения Ia, Iб идентифицированы сравнением с известными образцами по отсутствию депрессии температур разложения смесей и спектральным данным.
Практическая значимость 5-арил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов формулы I заключается в биологической активности как самих этих соединений, так как и продуктов их химических превращений.
Заявляемый способ простой по выполнению, менее трудоемкий, не длительный, не требует для своего осуществления специального оборудования для предохранения от влаги воздуха и водяных паров, токсичные реагенты отсутствуют. В результате реакции образуется также трифторуксусная кислота в незначительной концентрации, что позволяет вести процесс вне вытяжных вентиляционных систем. Газообразные продукты отсутствуют.
Целевые соединения Ia, Iб образуются с количественным выходом 84 и 92% при комнатной температуре. Смолообразование отсутствует.
Заявляемый способ дает возможность получения широкого ряда 5-арил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов, которые широко используются в синтезе биологически активных соединений. Этот способ, таким образом, может найти применение как в лабораторных, так и промышленных условиях синтеза биологически активных веществ.
Изобретение касается замещенных фурандионов, в частности получения 5 - фенил (или 4 - бромфенил) - полупродуктов для синтеза активных гетероциклических веществ. Цель - создание нового способа получения новых полупродуктов. Синтез ведут дегидратацией фенил- или 4-бромфенилпировиноградной кислоты под действием трифторуксусного ангидрида в среде инертного органического растворителя при комнатной температуре. Брутто формула; выход, %, т. разл., ^oС; C₁₀H₆O₃, 92, 136 - 137 или C₁₀H₅BrO₃, 84, 145 - 146.