Окислительное сочетание производных 2

МАТЕРИАЛЫ XIV МОЛОДЕЖНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Окислительное сочетание производных 2-гидроксинафтазарина
под действием диоксида свинца
Пелагеев Д.Н.,* Драган С.В., Кочергина Т.Ю., Похило Н.Д., Ануфриев В.Ф.
Тихоокеанский институт биоорганической химии Дальневосточного отделения Российской академии
наук, пр-т 100-летия Владивостока, 159, Владивосток. Факс: (4232) 314-050; тел: (4232) 319-932;
E-mail: [email protected]
Окислительная димеризация производных 2-гидрокси-3-этилнафтазарина под действием диоксида свинца дает
соответствующие 1а,3,6,9,12,13а-гексагидрокси-7a,7b-диэтил-7а,7b-дигидробинафто[2,3-b; 2,3-d]фуран-2,7,8,13тетраоны - аналоги гибокарпона, метаболита лишайника Lecanora hybocarpa и диастереомерные 7,14-диокса5,9,12,13а-тетрагидрокси-2,11-диметокси-6,7а-диэтил-7,7а,13а,14-тетрагидробензо[a]тетрацен-1,4,8,13-тетраоны.
Введение
Указанные продукты формально являются
результатом
взаимодействия
О(А)
и
С-центрированных радикалов (В), возникающих при
гомолизе связи О-Н при атоме C-2 соединений 3a-e
(Схема 2). Исходя из предложенного механизма
реакции, теоретически, кроме продуктов О-С
сочетания
в
описываемых
условиях
могут
образовываться, и продукты С-С сочетания. Однако в
полученных ранее реакционных смесях3,4 они
найдены не были.
Из года в год количество вновь выделенных
природных 1,4-нафтохинона возрастает, в том числе
и за счет представителей новых структурных
классов. Так, относительно недавно, из красных
окончаний слоевищ лишайника Cetraria islandica var.
polaris
был
выделен
исландохинон
(1)
бинафтазарин, в котором 1,4-нафтохиноидный и 2оксо-2,3-дигидро-1,4-нафтохиноидный
фрагменты
связаны между собой эфирной связью1. Из
микобионтной культуры лишайника Lecanora
hybocarpa был выделен гибокарпон (2) – димерный
продукт, имеющий бинафто[2,3-b; 2,3-d]фурантетраоновый скелет, неизвестный ранее2. Формально,
указанные
соединения
являются
продуктами
окислительного сочетания соответствующих 2гидрокси-3-этил-1,4 нафтохинонов.
OH
OH
HO
O
O
1'
2
3
O
4
OH
Et
O
HO
O
OH HO
1
OH
OH
O
O
O
HO
R
O
OH
3
R2
O
A
O
B
Схема 2.
OH
O
O
Нафтазарины (5,8-дигидрокси-1,4-нафтохиноны)
являются сильно связанными системами, поэтому на
направление реакции окислительного сочетания
2-гидроксипроизводных, под действием PbO2, могут
оказывать влияние заместители при атомах C-6 и С-7.
Для проверки этого предположения в качестве
субстратов для изучения реакции окислительной
димеризации были выбраны кристазарин (5а),
изомерный ему 6-метокси- (5b), 6,7-диметокси- (5c) и
6,7-диметил- ( 5d) производные 2-гидрокси-3-
OH
OH
R3
O
O
OH
R1
R2
OH
MeO
OH
1
HOAc
O
OH
MeO
O
PbO2
O
R2
R1
OH
O
R2
4a-e
.
R1
R2
O
3a-e
2
3
R1
O
O
Результаты и обсуждение
1
O
O
.
R1
Ранее было показано3,4, что продуктами реакции
окислительной
димеризации
2-гидрокси-1,4нафтохинонов 3a-e под действием диоксида свинца
являются 2,3-дигидро-3-О-(1,4-нафтохинон-2-ил)-2оксо-1,4-нафтохиноны 4a-e - структурные аналоги
исландохинона1. (Схема 1)
R
R3
O
PbO2
Рис. 1. 1 исландохинон, 2 гибокарпон
3
R3
O
OH
Et
Et
4'
OH
O
R3
R
O
O
OH
OH
O
O
5b
5a
R2
O
OH
O
OH
MeO
OH
4
Схема 1. 3, 4 R1, R2, R3,: Et, H, H (a); Et, OH, H (b);
Et, H, OH (c); -CH2CH=CMe2, H, H (d);n-C5H11, H, H (e)
MeO
OH
O
5c
OH
O
5d
204
10-14 мая 2011 года, Екатеринбург
МАТЕРИАЛЫ XIV МОЛОДЕЖНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
этилнафтазарина.
Хроматографирование
реакционных
смесей,
полученных в условиях окислительной димеризации
кристазарина (5а), 6-метокси- (5b) и 6,7-диметил (5d)
производных
2-гидрокси-3-этилнафтазарина,
в
каждом случае дало две фракции. Первые из них,
1
согласно
данным
ЯМР
Н
спектроскопии,
полученным в CDCl3, явлись смесями двух
несимметричных бихинонов в соотношениях от 1 :1.2
до 1 : 1.8, причем, спектры их аналогичны. Так, в
спектре смеси, в области слабого поля (δ ~11.0-13.5
м.д.) для каждого соединения наблюдаются по три
сигнала протонов гидроксигрупп связанных сильной
ВМВС. В относительно слабом поле (δ ~5.40 - 5.45
м.д.) наблюдаются уширенные сигналы протонов
гидроксигрупп (каждый 1Н), положение которых
значительно (~2-3 м.д.) меняется в спектрах, снятых
в ацетоне-d6, вследствие участия их в ММВС с
растворителем. Сигналы метиленовых протонов
одного их этильных радикалов для каждого
соединения имеют «нормальный» вид (к СН2), в то
время, как соответствующие сигналы другого,
расщепляются (м СНа и м СНb), что указывает на
наличие асимметрического центра при нем.
В карбонильной области ИК-спектра изучаемых
соединений наблюдаются три полосы поглощения.
Две из них (~1632 - 1645 см-1) принадлежат
карбонильным группам, участвующим в образовании
водородных связей, в то время как одна (~1670 см-1)
указывает на присутствие несвязанной группы С=О.
В масс-спектрах наблюдаются малоинтенсивные
пики молекулярных ионов (2%). На основании
полученных экспериментальных данных можно
сделать вывод, что анализируемая фракция является
смесью диастереомерных 7,14-диоксабензо[a]тетрацентетраонов 6a-d.
R1
O
O
1
O
O
14
7
16
5
6
15
O
Ha
Hb
R2
HO
HO
4
HO
O
13
13a
O
O
R
8
O
R2
9
HO
O
Ha
Hb
HO
18
HO
R2
OH
O
Et
O
D
O
Et
E
O
O
Et
Et
O
7
Библиографический список
1
Вторыми продуктами рассматриваемых реакций
явились бинафто[2,3-b; 2,3-d]фурантетраоны 7 структурные аналоги гибокарпона (2)2. В случае
окислительной димеризации диметилового эфира
эхинохрома 5c под действием PbO2, продуктом
реакции явился бинафто[2,3-b; 2,3-d]фурантетраон
5c, при этом соответствующие диоксабензоO
OH OH
O
OH
Окислительное сочетание 2-гидрокси-3этилнафтазаринов 5a-d
К нагретому до температуры кипения раствору
0.3 ммоля гидроксиэтилнафтохинона (3а-с) в 2 мл
ледяной уксусной кислоты при интенсивном
перемешивании небольшими порциями в течение 10
мин прибавили 96 мг (0.4 ммоля) PbO2. Реакционную
смесь перемешивали еще в течение 5 мин, затем
охладили
и
разбавили
водой
(30 мл)
и
экстрагировали
этилацетатом
(3×10
мл).
Органический слой высушили безв. Na2SO4,
фильтровали, растворитель удалили при пониженном
давлении. Из полученного остатока выделяли
продукты методом ПТСХ в системе гексан-ацетон
(2 : 1).
R1= R2=OMe (c); R1= R2=Me (d)
O
O
Экспериментальная часть
6
OH
OH
Таким
образом,
реакции
окислительного
сочетания
гидроксинафтазаринов
позволяют
получать димерные продукты, труднодоступные
другими способами.
R1= OMe, R2=H (a); R1=H, R2=OMe (b);
R1
O
Схема 3
R2
O
O
C
7a
17
Et
Et
O
R1
O
O
H2O:
O O
3 .
O
11
O
O
Et
HO
HO
1
12
O
O.
R1
2
R2
тетрацентетраоны типа 6 в реакционной смеси
обнаружены не были.
Благодаря
достаточно
высокой
спиновой
плотности на атоме углерода в положении 3
С-центрированных радикалов типа D, происходит их
димеризация (Схема 3). Радикалы D образуются при
изомеризации О-центрированных радикалов C,
которые, в свою очередь, возникают при гомолизе
связи О-Н гидроксигрупп при С-2 субстратов 3a и 3b.
Гидратация-кетализация
образующихся
1,4-дикетонов типа E приводит к конечным
продуктам 7.
2
3
4
HO
Stepanenko L.S., Krivoshchekova O.E., Dmitrenok P.S.,
Maximov O.B. // Phytochemistry. 1997. Vol. 46. P. 565.
Ernst-Russell M.A., Elix J.A., Chai C.L.L., Willis A.C.,
Hamada N., Nash T.H. // Tetrahedron Lett. 1999. Vol. 40.
P. 6321.
Чижова А.Я., Кочергина Т.Ю., Ануфриев В.Ф.,
Денисенко В.А., Глазунов В.П. // Изв. АН, Сер. хим.
1999. С. 947.
Якубовская А. Я., Кочергина Т. Ю., Денисенко В. А.,
Бердышев Д. В., Глазунов В. П. , Ануфриев В. Ф. // Изв.
АН, Сер. хим. 2006. С. 294.
R1
R2
Et
O
HO
7. R1= OMe, R2=H (a); R1=H, R2=OMe (b);
R1= R2=OMe (c); R1= R2=Me (d)
205
10-14 мая 2011 года, Екатеринбург