6-Метил-2,3-три(тетра-,пента)метилен-3,4-дигидропиримидин-4-оны с ароматическими альдегидами

6-Метил-2,3-три(тетра-,пента)метилен-3,4-дигидропиримидин-4-оны
с ароматическими альдегидами

Литературный обзор посвящен химическим превращениям производных пиримидина, протекающих по атому N-1 (взаимодействие с ацилирующими агентами, бромом, сульфотриоксидом), по активированной ά-метиленовой группе (алкилирование, ацилирование, формилирование, бромирование). Часть литературного обзора посвящена использованию метода высокоэффективной тонкослойной хроматографии, успехам её применения в органической и биоорганической химии.

C целью синтеза 6-метил-2,3-три(тетра-,пента)метиленпиримидин-4-онов (1-3) и исследования конденсации их с альдегидами, реакций восстановления, бромирования, нитрования, разработки метода анализа синтезированных веществ с применением ВЭТСХ, для сопоставления с таковыми хиназолиновых производных в качестве объекта исследования выбраны следующие соединения: 6-метил-2,3-три(тетра-,пента)метилен-3,4-дигидропиримидин-4-оны (1-3), 2,3-три(тетра-,пента)метилен-3,4-дигидро-хиназолин-4-оны (4-6), 2,3-три(тетра-,пента)метилен-3,4-дигидрохиназо-лины (7-9). Методы синтеза и структура их приведены в диссертационной работе.
6-Метил-2,3-три(тетра-,пента)метилен-3,4-дигидропиримидин-4-оны (1-3) в виде основания-маслянистые вещества, очистка их несколько затруд-нена, поэтому мы разработали метод выделения их в виде хлоргидратов (10-12) с 60%, 62%, 68%-ными выходами соответственно. 2,3-Тетра-, -пента-метилен-3,4-дигидрохиназолин-4-оны получены также в виде хлоргидратов (13,14) усовершенственным нами методом с высокими (81,%, 74%) выходами.
Результаты ВЭТСХ анализа соединений 1-3- и 4-6 показали, что с увеличением количества метиленовых групп в полиметиленовой цепочке повышается их R_f-значения. Так, 6-метил-2,3-триметилен-3,4-дигидро-пиримидин-4-он имеет R_f=0,48, 2,3-тетра- и -пентаметилен-3,4-дигидро-пиримидин-4-оны- 0,56 и 0,60 соответственно. В случае же 2,3-три(тетра-, пента)метилен-3,4-дигидрохиназолин-4-онов (4-6) R_f значения значительно выше, чем для пиримидин-4-онов и составляют 0,61, 0,71, 0,79 соответственно (таблица 1).
Таблица 1.
R_f значения 2,3-полиметилен-3,4-дигидропиримидин- и –хиназолин-4-онов, полученные методом ВЭТСХ и дипольные моменты, рассчитанные квантово-химическим методом.

№ соед.	Название соединений	Rf	D
1	6-Метил-2,3-триметилен-3,4-дигидропиримидин-4-он	0,48	3,561
2	6-Метил-2,3-тетраметилен-3,4-дигидропиримидин-4-он	0,56	3,761
3	6-Метил-2,3-пентаметилен-3,4-дигидропиримидин-4-он	0,60	3,838
4	2,3-Триметилен-3,4-дигидрохиназолин-4-он	0,61	2.607
5	2,3-Тетраметилен-3,4-дигидрохиназолин-4-он	0,71	2.876
6	2,3-Пентаметилен-3,4-дигидрохиназолин-4-он	0,79	2.945

Установлено, что эти результаты согласуются с полученными кванто-химическими расчетными данными по увеличению значений дипольных моментов. Зависимость R_f значений с рассчетными дипольными моментами выявлена также у 2,3-полиметилен-3,4-дигидрохиназолин-4-онов (таблица 1).
В литературе нет сведений о взаимодействии 2,3-полиметилен-3,4-дигидропиримидин-4-онов с альдегидами. С целью изучения реакции соединений 10-12 с альдегидами и сопоставления полученных данных с таковыми для 2,3-полиметилен-3,4-дигидрохиназолин-4-онов мы провели конденсацию гидрохлорида 6-метил-2,3-триметилен-3,4-дигидропиримидин-4-она (10) с ароматическими альдегидами в различных режимах. Для нахождения оптимальных условий осуществлена реакция соединения 10 с бензальдегидом (Ar=C₆H₅) в растворе гексана и уксусной кислоты при кипячении, а также в отсутствии растворителя в различных пределах температур 120-125, 135-140, 160-165⁰С. В результате проведенных исследований установлено, что в отсутствии растворителей (нагревание при 135-140⁰С) выход ά-бензилиден-6-метил-2,3-триметилен-3,4-дигидропирими-дин-4-она (15) высокий (60%), чем в присутствии растворителя. Установлено, что при 120-125⁰С образуется целевой продукт с 42%-ным выходом, а повышение температуры до 160-165⁰С дает желаемый продукт с выходом 48,5%, что связано, по-видимому, протеканием побочных процессов.

Ar=С₆Н₅(15), Ar=C₆H₄-OH-o (16); C₆H₄-NO₂-м (17); C₆H₄-NO₂-п (18); C₆H₃(OCH₃)₂-3,4 (19)
Реакция с салициловым альдегидом, п-нитро-, м-нитро-, 3,4-диметокси-бензальдегидами приводит к образованию соответствующих -арилиден-6-метил-2,3-триметилен-3,4-дигидропиримидин-4-онов (16,19). Полученные данные показывают, что наличие электроноакцепторных заместителей в ароматичес-ком кольце альдегидов приводит к увеличению выхода -арилиден-6-метил-2,3-триметилен-3,4-дигидропиримидин-4-онов (таблица 2).
Таблица 2.
Выходы и некоторые физико-химические характеристики α-арилиден-6-метил-2,3-триметилен-3,4-дигидропиримидин-4-онов

№	Альдегиды	Раство-ритель	Темп-ра реакции, ^оС	Продол-жительность реакции, мин	Выход,%	Т.пл. продукта, ^оС
1	Бензальдегид (БА)	-	120-125	15	12,0	163-165
2	- “ -	-	120-125	30	28,0	163-165
3	- “ -	-	120-125	45	42	163-165
4	- “ -	-	135-140	60	60	163-165
5	- “ -	-	160-165	120	48,5	163-165
6	- “ -	СН3СООН	118	15	12,7	163-164
7	- “ -	- “ -	118	30	21,5	163-164
8	- “ -	- “ -	118	60	35,0	163-164
9	- “ -	Гексан	68	30	5,5	163-164
10	- “ -	- “ -	68	45	11,0	163-165
11	- “ -	- “ -	68	60	12,3	163-165
12	Салициловый альдегид	-	135-140	30	36	272-274
13	- “ -	-	160-165	45	43	272-274
14	- “ -	-	220-230	60	51,0	272-274
15	3,4-Диметокси- БА	-	135-140	30	26	274-276
16	- “ -	-	160-165	45	40	274-276
17	- “ -	-	200-220	60	50	274-277
18	м-Нитро-БА	-	135-140	30	48	295-297
19	- “ -	-	160-165	45	55	295-297
20	- “ -	-	220-230	60	63,8	295-298
21	п-Нитро-БА	-	135-140	30	50	295-297
22	- “ -	-	160-165	45	62	295-297
23	- “ -	-	220-230	60	74,2	295-298

Известно, что при взаимодействии 2,3-триметилен-3,4-дигидрохиназолин-4-она -бензоаналога соединения 1, с ароматическими альдегидами с электро- ноакцепторными заместителями (3- и 4-нитробензальдегидами) в относительно мягких условиях реакция останавливается на стадии образования промежуточных α-(гидрокси-,арил)метил-2,3-триметилен-3,4-дигидрохиназолин-4-онов. В нашем же случае подобные продукты конденсации с 3- и 4-нитробензальдегидами не были обнаружены и были выделены исключительно соединения 17,18. Такое различие можно объяснить, во-первых, влиянием электроноакцепторного бензольного кольца соответствующих хиназолинов, и во–вторых использованием соединения 1 в виде гидрохлорида. На примере конденсации 2,3-триметилен-3,4-дигидро-хиназолин-4-она с указанными альдегидами в кислой среде было показано образование соответствующих α-арилиден производных. Этому способствует также присутствие электронодонорный метильной группы в положении 6 соединения 1, которая частично погашает положительный заряд у атома N-1.

Рассмотрим схему механизма реакции 6-метил-2,3-триметилен-3,4-дигидропиримидин-4-она (10) с ароматическими альдегидами. Как уже отмечалось, для реакции использовали гидрохлорид соединения 1, т.е. атом азота в положении 1 протонирован с образованием соли (20). Депротонирование и миграция двойной связи дает соответствующие промежуточные енамины 21, которые находятся в резонансной форме с 22. Атака атома углерода карбонильной группы альдегида анионом 22 дает новый анион 23. Отщепление воды приводит к α-арилиден-6-метил-2,3-триметилен-3,4-дигидропиримидин-4-онам (24).

Реакция гидрохлорида 6-метил-2,3-тетра-,-пентаметилен-3,4-дигидро-пиримидин-4-онов с альдегидами не идет. Этот факт объясняется тем, что с увеличением количества метиленовых групп из-за их электронодонорных свойств уменьшается подвижность протонов α-углеродного атома, т.е. отрицательный заряд на ней частично затухает под действием метиленовых групп. Этот процесс происходит в большей степени в случае метиленовых групп количество увеличения.