RU2421453C1 - Method of producing asymmetric 1,2-dithienyl-substituted cyclopentenes - Google Patents
Method of producing asymmetric 1,2-dithienyl-substituted cyclopentenes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2421453C1 RU2421453C1 RU2009144843/04A RU2009144843A RU2421453C1 RU 2421453 C1 RU2421453 C1 RU 2421453C1 RU 2009144843/04 A RU2009144843/04 A RU 2009144843/04A RU 2009144843 A RU2009144843 A RU 2009144843A RU 2421453 C1 RU2421453 C1 RU 2421453C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chloride
- general formula
- alkyl
- acid
- asymmetric
- Prior art date
Links
- 0 *c1cc(C(CCC2)=C2c2c(*)[s]c3ccc(*)cc23)c(*)[s]1 Chemical compound *c1cc(C(CCC2)=C2c2c(*)[s]c3ccc(*)cc23)c(*)[s]1 0.000 description 2
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения органических фотохромов, в частности новых неописанных в литературе несимметричных фотохромных дитиенилэтенов, содержащих в качестве мостикового звена циклопентен. Фотохромные продукты этого класса находят широкое практическое применение в качестве оптических переключателей в носителях информации большой емкости, используемых для записи, обработки и хранения данных. Фотохромные соединения, которые могут быть использованы в этом качестве, должны обладать определенным набором эксплуатационных характеристик: термической необратимостью обеих форм, высоким квантовым выходом фотопревращения, а также высокой цикличностью. Одним из классов фотохромов, удовлетворяющих этим условиям, являются 1,2-тиенилэтены, в частности продукты, содержащие в качестве этенового мостика циклопентеновый фрагмент (Photochromic properties of perhydro- and perfluorodithienylcyclopentene molecular switches, de Jong J.J.D., Lucas L.N., Hania R., Pugzlys A., Kellogg R.M., Feringa B.L., Duppen K., van Esch J.H. Eur. J. Org. Chem., 2003, 1887-1893).The invention relates to the field of production of organic photochromes, in particular, new asymmetric photochromic dithienylethenes not described in the literature, containing cyclopentene as a bridge. Photochromic products of this class are widely used as optical switches in high-capacity storage media used for recording, processing and storage of data. Photochromic compounds that can be used as such should have a certain set of operational characteristics: thermal irreversibility of both forms, high quantum yield of photoconversion, and also high cyclicity. One of the classes of photochromes satisfying these conditions are 1,2-thienylethenes, in particular products containing a cyclopentene fragment as an ethene bridge (Photochromic properties of perhydro- and perfluorodithienylcyclopentene molecular switches, de Jong JJD, Lucas LN, Hania R., Pugzlys A., Kellogg RM, Feringa BL, Duppen K., van Esch JH Eur. J. Org. Chem., 2003, 1887-1893).
В настоящее время единственным известным способом получения симметричных дитиенилэтенов с мостиковым пергидроциклопентеновым фрагментом формулы V является конденсация соответствующего 1,5-дикетона формулы IV на низковалентном титане по реакции МакМурри (Реакция МакМурри в синтезе фотохромных дигетарилэтенов. Краюшкин М.М., Калик М.А., Мигулин В.А., Успехи Химии, 78(4), 2009, 355-363).Currently, the only known method for the preparation of symmetric dithienylethenes with a bridged perhydrocyclopentene fragment of formula V is the condensation of the corresponding 1,5-diketone of formula IV on low-valent titanium by the McMurry reaction (McMurry reaction in the synthesis of photochromic digitariethenes. Krajushkin M.M., Kalik M.A. , Migulin V.A., Advances in Chemistry, 78 (4), 2009, 355-363).
Данная реакция описана для ряда симметричных тиенилсодержащих 1,5-дикетонов, которые предварительно получают простым ацилированием производного тиофена с использованием глутарилдихлорида и кислоты Льюиса. Например, исходя из 2-метилтиофена было получено соединение 1 (A new class of photochromic 1,2-diarylethenes; synthesis and switching properties of bis(3-thienyl)cyclopentenes. Lucas L.N., van Esch J., Kellogg R.M., Feringa B.L. Chem. Commun., 1998, 2313-2314),This reaction is described for a number of symmetric thienyl-containing 1,5-diketones, which are preliminarily obtained by simple acylation of a thiophene derivative using glutaryl dichloride and a Lewis acid. For example, starting from 2-methylthiophene, compound 1 (A new class of photochromic 1,2-diarylethenes; synthesis and switching properties of bis (3-thienyl) cyclopentenes. Lucas LN, van Esch J., Kellogg RM, Feringa BL Chem Commun., 1998, 2313-2314),
на основе которого впоследствии были синтезированы многочисленные фотохромные 5,5′-дизамещеные дитиенилпергидроциклопентены, обладающие разнообразными физико-химическими свойствами и представляющие прикладной интерес: такие как водорастворимые пиридиниевые цвиттер-ионы, хелаты, пригодные для считывания и хранения информации, S-ацильные производные для связывания с металлическими наноповерхностями, флюоресцентные фотохромы, фоточувствительные органические гелеобразующие соединения, фотохромные переключатели и др. (Реакция МакМурри в синтезе фотохромных дигетарилэтенов. Краюшкин М.М., Калик М.А., Мигулин В.А., Успехи Химии, 78(4), 2009, 355-363).based on which subsequently were synthesized numerous photochromic 5,5′-disubstituted dithienyl perhydrocyclopentenes with various physicochemical properties and of applied interest: such as water-soluble pyridinium zwitterions, chelates suitable for reading and storing information, S-acyl derivatives for binding with metal nanosurfaces, fluorescent photochromes, photosensitive organic gelling compounds, photochromic switches, etc. (MakMu reaction When the synthesis of photochromic dihetarylethenes. Krayushkin MM, MA Kalik, VA Migulin, Russian Chemical Reviews, 78 (4), 2009, 355-363).
В настоящее время известно лишь два примера 3-бензотиенилзамещенных циклопентенов. Ацилирование соответствующих 2-метилбензо[b]тиофенов глутарилдихлоридом с последующей конденсацией по реакции МакМурри позволило получить соединения 2 (Facile synthesis of novel photochromic 1,2-diheteroaryl-substituted cycloalkenes by titanium-induced intramolecular coupling reaction. Huang Z.-N., Xu B.-A., Jin S., Fan M.-G. Synthesis, 1998, 1092-1094) и 3 (Synthesis and charachterisation of 1,2-dihetarylethenes containing chlorobenzothiophene moieties. Krayushkin M.M., Migulin V.A., Yarovenko V.N., Barachevskii V.A., Vorontsova L.G., Starikova Z.A., Zavarzin I.V., Bulgakova V.N. Mendeleev Commun., 17, 2007, 125-127).Currently, only two examples of 3-benzothienyl substituted cyclopentenes are known. Acylation of the corresponding 2-methylbenzo [b] thiophenes with glutaryl dichloride followed by condensation by the McMurry reaction yielded compound 2 (Facile synthesis of novel photochromic 1,2-diheteroaryl-substituted cycloalkenes by titanium-induced intramolecular coupling reaction. Huang Z.-N., Xu B.-A., Jin S., Fan M.-G. Synthesis, 1998, 1092-1094) and 3 (Synthesis and charachterisation of 1,2-dihetarylethenes containing chlorobenzothiophene moieties. Krayushkin MM, Migulin VA, Yarovenko VN, Barachevskii VA, Vorontsova LG, Starikova ZA, Zavarzin IV, Bulgakova VN Mendeleev Commun., 17, 2007, 125-127).
Необходимо отметить, что 2 не содержит функциональных групп, в то время как последующая модификация соединения 3 оказалась затрудненной в связи с низкой реакционной способностью атома хлора в бензотиофеновом кольце.It should be noted that 2 does not contain functional groups, while the subsequent modification of compound 3 was difficult due to the low reactivity of the chlorine atom in the benzothiophene ring.
Основным недостатком этого метода является невозможность получения по реакции МакМурри целевых соединений с неэквивалентными тиофеновыми или бензотиофеновыми фрагментами, ввиду отсутствия соответствущих исходных несимметричных 1,5-дикетонов. Кроме того, дальнейшая модификация структуры фотохрома по функциональной группе в бензотиофеновом фрагменте молекулы также является актуальной проблемой на сегодняшний день.The main disadvantage of this method is the impossibility of obtaining the target compounds with nonequivalent thiophene or benzothiophene fragments by the McMurry reaction, due to the absence of the corresponding initial asymmetric 1,5-diketones. In addition, further modification of the structure of photochrome by functional group in the benzothiophene fragment of the molecule is also an urgent problem today.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения несимметричных органических фотохромов, в частности дитиенилэтенов, содержащих в качестве мостикового звена циклопентен, позволяющего получить новые соединения, с несимметричными гетероциклическими заместителями.The objective of the present invention is to develop a method for producing asymmetric organic photochromes, in particular dithienylethenes containing cyclopentene as a bridge, allowing to obtain new compounds with asymmetric heterocyclic substituents.
Поставленная задача достигается предложенным способом получения 1,2-дитиенилзамещенных циклопентенов общей формулы I:The problem is achieved by the proposed method for producing 1,2-dithienyl-substituted cyclopentenes of the general formula I:
где R - хлор или алкил C1-C4, R1 - водород, галоген или алкил C1-C4, R2 и R3 - алкил C1-C4,where R is chloro or alkyl C1-C4, R1 is hydrogen, halogen or alkyl C1-C4, R2 and R3 are alkyl C1-C4,
заключающимся в том, что соответствующие производные тиофена общей формулы II:consisting in the fact that the corresponding derivatives of thiophene of General formula II:
где R и R2 имеют вышеуказанные значения, R4 - водород либо R2+R4 - -CH=CH-CR1=CH-, где R1 имеет вышеуказанные значения,where R and R2 have the above meanings, R4 is hydrogen or R2 + R4 - -CH = CH-CR1 = CH-, where R1 has the above meanings,
ацилируют глутаровым ангидридом в присутствии хлорида алюминия (III) в среде инертного органического растворителя, полученную кислоту формулы III:acylated with glutaral anhydride in the presence of aluminum (III) chloride in an inert organic solvent, the resulting acid of formula III:
где R1, R2 и R3 имеют вышеуказанные значения,where R1, R2 and R3 have the above meanings,
переводят в хлорангидрид под действием оксалилхлорида и диметилформамида с последующим ацилированием полученного хлорангидрида соответствующим производным тиофена общей формулы II, где R, R1, R2 и R4 имеют вышеуказанные значения, в присутствии кислоты Льюиса и образующиеся при этом несимметричные 1,5-дикетоны подвергают внутримолекулярной циклизации на низковалентных титановых частицах при кипячении в среде инертного органического растворителя в присутствии пиридина. В качестве инертного органического растворителя используют, например, хлористый метилен, тетрагидрофуран. Процесс протекает по следующей схеме:are converted to acid chloride by the action of oxalyl chloride and dimethylformamide, followed by acylation of the resulting acid chloride with the corresponding thiophene derivative of the general formula II, where R, R1, R2 and R4 have the above meanings, in the presence of Lewis acid and the resulting asymmetric 1,5-diketones are subjected to intramolecular cyclization on low-valent titanium particles when boiled in an inert organic solvent in the presence of pyridine. As an inert organic solvent, for example, methylene chloride and tetrahydrofuran are used. The process proceeds as follows:
Исходное тиенильное производное ацилируют глутаровым ангидридом в присутствии хлорида алюминия (III) в хлористом метилене. Полученную кислоту III выделяют из реакционной смеси в чистом виде с помощью хроматографии и перекристаллизации. Под действием оксалилхлорида в присутствии диметилформамида карбоновую кислоту переводят в хлорангидрид, который не выделяют в чистом виде, а ацилируют in situ в хлористом метилене соответствующим производным тиофена в присутствии кислоты Льюиса. Причем в качестве кислоты Льюиса используют, например, хлорид алюминия (III), хлорид олова (IV). Полученные несимметричные 1,5-дикетоны выделяют из реакционной смеси и подвергают внутримолекулярной циклизации по реакции МакМурри на низковалентных титановых частицах путем кипячения в тетрагидрофуране в присутствии пиридина. В свою очередь, низковалентные титановые частицы предварительно получают из хлорида титана (IV) и порошкообразного металлического цинка в абсолютном тетрагидрофуране. Целевой продукт общей формулы I выделяют в чистом виде с помощью хроматографии.The starting thienyl derivative is acylated with glutaral anhydride in the presence of aluminum (III) chloride in methylene chloride. The resulting acid III is isolated from the reaction mixture in pure form by chromatography and recrystallization. Under the action of oxalyl chloride in the presence of dimethylformamide, the carboxylic acid is converted into the acid chloride, which is not isolated in pure form, but is acylated in situ in methylene chloride with the corresponding thiophene derivative in the presence of a Lewis acid. Moreover, as a Lewis acid, for example, aluminum (III) chloride and tin (IV) chloride are used. The resulting asymmetric 1,5-diketones are isolated from the reaction mixture and subjected to intramolecular cyclization according to the McMurry reaction on low-valent titanium particles by boiling in tetrahydrofuran in the presence of pyridine. In turn, low-valent titanium particles are preliminarily obtained from titanium (IV) chloride and powdered zinc metal in absolute tetrahydrofuran. The target product of the general formula I is isolated in pure form by chromatography.
Предложенный способ позволяет получать новые фотохромные несимметричные дитиенилэтены с пергидроциклопентеновым мостиком в четыре простые по исполнению стадии, где одно из промежуточных соединений (хлорангидрид) можно не выделять в чистом виде, что, соответственно, упрощает общий синтез. Другие новые промежуточных соединения (карбоновые кислоты и 1,5-дикетон) легко выделяются в чистом виде и могут быть использованы для любых других целей в органическом синтезе.The proposed method allows to obtain new photochromic asymmetric dithienylethenes with a perhydrocyclopentene bridge in four simple stages, where one of the intermediate compounds (acid chloride) can not be isolated in pure form, which, accordingly, simplifies the overall synthesis. Other new intermediates (carboxylic acids and 1,5-diketone) are easily isolated in pure form and can be used for any other purpose in organic synthesis.
Предложенный способ позволяет впервые получить несимметричные фотохромы, где с мостиковым циклопентеновым кольцом одновременно связаны как тиофеновый фрагмент, так и бензотиофеновый. Использование этого способа позволяет не только значительно расширить известный на сегодняшний день арсенал фотохромных соединений, но и получать соединения, обладающие разнообразными интересными физико-химическими свойствами.The proposed method allows for the first time to obtain asymmetric photochromes, where both the thiophene fragment and the benzothiophene are simultaneously connected to the bridged cyclopentene ring. Using this method allows not only to significantly expand the currently known arsenal of photochromic compounds, but also to obtain compounds with various interesting physicochemical properties.
Способ иллюстрируется следующими примерами.The method is illustrated by the following examples.
Пример 1Example 1
Получение 3-(2-(2,5-диметилтиофен-3-ил)циклопент-1-енил)-2-метилбензо[b]тиофена формулы:Obtaining 3- (2- (2,5-dimethylthiophen-3-yl) cyclopent-1-enyl) -2-methylbenzo [b] thiophene of the formula:
1.1 Получение 5-(2-метилбензо[b]тиофен-3-ил)-5-оксопентановой кислоты.1.1 Preparation of 5- (2-methylbenzo [b] thiophen-3-yl) -5-oxopentanoic acid.
4.2 г (28.4 ммоль) 2-метилбензо[b]тиофена и 3.9 г (34.2 ммоль) глутарового ангидрида растворяют в 40 мл хлористого метилена и охлаждают до -5°C. 4.6 г (34.6 ммоль) хлорида алюминия (III) добавляют порциями к полученному раствору при перемешивании при этой температуре в течение 30 минут, после чего охлаждение убирают и перемешивают образующийся раствор в течение 5 часов при комнатной температуре. Затем к реакционной массе добавляют лед и экстрагируют хлороформом (3·50 мл), органический слой промывают насыщенным раствором хлорида натрия, сушат над сульфатом натрия, фильтруют и упаривают. Остаток кристаллизуют из смеси хлористый метилен/гексан, получают 1.7 г продукта. Маточный раствор упаривают и хроматографируют на силикагеле (элюент плавно изменяют с гексан/этилацетат - 3:1 до гексан/этилацетат - 1:2). Фракции, содержащие продукт, объединяют и упаривают, остаток кристаллизуют из смеси хлористый метилен/гексан, выделяют дополнительно 1.65 г продукта. Выход 3.35 г (45%) белого порошка, т.пл. 108-110°C. Спектр ЯМР 1H (δ, м.д.) (CDCl3): 2.12 (м, 2H), 2.51 (т, 2H), 2.77 (с, 3H), 3.04 (т, 2H), 7.30-7.43 (м, 2H), 7.73 (дд, 1H), 8.11 (дд, 1H). ЯМР 13C (δ, м.д.) (CDCl3): 16.81, 19.03, 33.01, 42.34, 121.56, 123.45, 124.27, 125.08, 132.61, 137.19, 138.11, 148.20, 179.48, 197.89.4.2 g (28.4 mmol) of 2-methylbenzo [b] thiophene and 3.9 g (34.2 mmol) of glutaric anhydride are dissolved in 40 ml of methylene chloride and cooled to -5 ° C. 4.6 g (34.6 mmol) of aluminum (III) chloride are added portionwise to the resulting solution with stirring at this temperature for 30 minutes, after which cooling is removed and the resulting solution is stirred for 5 hours at room temperature. Then ice was added to the reaction mass and extracted with chloroform (3 × 50 ml), the organic layer was washed with a saturated sodium chloride solution, dried over sodium sulfate, filtered and evaporated. The residue was crystallized from methylene chloride / hexane to give 1.7 g of product. The mother liquor is evaporated and chromatographed on silica gel (the eluent is gradually changed from hexane / ethyl acetate - 3: 1 to hexane / ethyl acetate - 1: 2). The product containing fractions were combined and evaporated, the residue was crystallized from methylene chloride / hexane, an additional 1.65 g of product was isolated. Yield 3.35 g (45%) of white powder, mp. 108-110 ° C. 1 H NMR spectrum (δ, ppm) (CDCl 3 ): 2.12 (m, 2H), 2.51 (t, 2H), 2.77 (s, 3H), 3.04 (t, 2H), 7.30-7.43 (m , 2H), 7.73 (dd, 1H), 8.11 (dd, 1H). 13 C NMR (δ, ppm) (CDCl 3 ): 16.81, 19.03, 33.01, 42.34, 121.56, 123.45, 124.27, 125.08, 132.61, 137.19, 138.11, 148.20, 179.48, 197.89.
1.2 Получение 1-(2,5-диметилтиофен-3-ил)-5-(2-метилбензо[b]тиофен-3-ил)пентан-1,5-диона.1.2 Preparation of 1- (2,5-dimethylthiophen-3-yl) -5- (2-methylbenzo [b] thiophen-3-yl) pentan-1,5-dione.
К охлажденному до -5°C раствору 2.4 г (19.1 ммоль) оксалилхлорида в 15 мл 1,2-дихлорэтана добавляют несколько капель диметилформамида. 0.65 г (2.4 ммоль) 5-(2-метилбензо[b]тиофен-3-ил)-5-оксопентановой кислоты добавляют порциями при перемешивании при этой температуре в течение 5 минут, после чего охлаждение убирают и перемешивают образующийся раствор в течение 12 часов при комнатной температуре. Реакционную смесь упаривают, сушат под вакуумом, получают 0.67 г хлорангидрида 5-(2-метилбензо[b]тиофен-3-ил)-5-оксо-пентановой кислоты, который используют без дополнительной очистки.A few drops of dimethylformamide are added to a solution of 2.4 g (19.1 mmol) of oxalyl chloride in 15 ml of 1,2-dichloroethane cooled to -5 ° C. 0.65 g (2.4 mmol) of 5- (2-methylbenzo [b] thiophen-3-yl) -5-oxopentanoic acid was added portionwise with stirring at this temperature for 5 minutes, after which cooling was removed and the resulting solution was stirred for 12 hours at room temperature. The reaction mixture was evaporated, dried in vacuo to give 0.67 g of 5- (2-methylbenzo [b] thiophen-3-yl) -5-oxo-pentanoic acid chloride, which was used without further purification.
0.67 г (2.4 ммоль) хлорангидрида растворяют в 15 мл хлористого метилена и добавляют 0.54 г (4.8 ммоль) 2,5-диметилтиофена, раствор охлаждают до -5°C. 1.9 г (7.2 ммоль) хлорида олова (IV) добавляют по каплям к полученному раствору при перемешивании при этой температуре в течение 30 минут, после чего охлаждение убирают и перемешивают образующийся раствор в течение 12 часов при комнатной температуре. К реакционной массе добавляют лед и экстрагируют хлороформом (3·20 мл), органический слой последовательно промывают водным раствором карбоната натрия, насыщенным раствором хлорида натрия, сушат над сульфатом натрия, фильтруют и упаривают. Остаток хроматографируют на силикагеле (элюент - хлористый метилен) и кристаллизуют из системы эфир/гексан. Получают 0.46 г (54%) бежевого порошка, т.пл. 95-98°C. Спектр ЯМР 1H (δ, м.д.) (CDCl3): 2.18 (м, 2Н), 2.39 (с, 3Н), 2.67 (с, 3Н), 2.77 (с, 3Н), 2.92 (т, 2Н), 3.05 (т, 2Н), 6.99 (с, 1Н), 7.29-7.43 (м, 2Н), 7.73 (дд, 1Н), 8.11 (дд, 1H). ЯМР 13С (δ, м.д.) (CDCl3): 14.84, 15.93, 16.80, 18.78, 40.51, 42.71, 121.57, 123.52, 124.24, 125.05, 125.90, 132.92, 135.01, 135.32, 137.28, 138.25, 147.21, 147.75, 195.71, 198.59.0.67 g (2.4 mmol) of the acid chloride is dissolved in 15 ml of methylene chloride and 0.54 g (4.8 mmol) of 2,5-dimethylthiophene is added, the solution is cooled to -5 ° C. 1.9 g (7.2 mmol) of tin (IV) chloride are added dropwise to the resulting solution with stirring at this temperature for 30 minutes, after which cooling is removed and the resulting solution is stirred for 12 hours at room temperature. Ice was added to the reaction mass and extracted with chloroform (3 × 20 ml), the organic layer was washed successively with an aqueous solution of sodium carbonate, a saturated solution of sodium chloride, dried over sodium sulfate, filtered and evaporated. The residue is chromatographed on silica gel (eluent is methylene chloride) and crystallized from ether / hexane. Obtain 0.46 g (54%) of beige powder, so pl. 95-98 ° C. 1 H NMR spectrum (δ, ppm) (CDCl 3 ): 2.18 (m, 2H), 2.39 (s, 3H), 2.67 (s, 3H), 2.77 (s, 3H), 2.92 (t, 2H) ), 3.05 (t, 2H), 6.99 (s, 1H), 7.29-7.43 (m, 2H), 7.73 (dd, 1H), 8.11 (dd, 1H). 13 C NMR (δ, ppm) (CDCl 3 ): 14.84, 15.93, 16.80, 18.78, 40.51, 42.71, 121.57, 123.52, 124.24, 125.05, 125.90, 132.92, 135.01, 135.32, 137.28, 138.25, 147.21, 147.75, 195.71, 198.59.
1.3 Получение 3-[2-(2,5-диметилтиофен-3-ил)циклопент-1-енил]-2-метилбензо[b] тиофена.1.3 Preparation of 3- [2- (2,5-dimethylthiophen-3-yl) cyclopent-1-enyl] -2-methylbenzo [b] thiophene.
К охлажденной до -5°C суспензии 0.51 г (7.8 ммоль) порошкообразного цинка в 10 мл абсолютного тетрагидрофурана при перемешивании добавляют по каплям 0.49 г (2.6 ммоль) хлорида титана (IV), затем смесь перемешивают 1 час при комнатной температуре. К полученной суспензии, содержащей низковалентные титановые частицы, последовательно добавляют 0.21 г (2.6 ммоль) пиридина и 0.46 г (1.3 ммоль) 1-(2,5-диметилтиофен-3-ил)-5-(2-метилбензо[b]тиофен-3-ил)пентан-1,5-диона одной порцией, затем смесь кипятят с обратным холодильником в течение 8 часов. Растворитель упаривают, остаток в этилацетате фильтруют через слой силикагеля. Фильтрат упаривают, остаток хроматографируют на силикагеле (элюент - гексан) и кристаллизуют из гексана. Получают 0.36 г (86%) бесцветных кристаллов, т.пл. 97-98°C. Спектр ЯМР 1Н (δ, м.д.) (CDCl3): 1.88 (с, 3Н), 2.19 (с, 3Н), 2.21 (м, 2Н), 2.36 (с, 3Н), 2.65-3.15 (м, 4Н), 6.46 (с, 1H), 7.25-7.39 (м, 2Н), 7.63 (дд, 1Н), 7.77 (дд, 1H). ЯМР 13С (δ, м.д.) (CDCl3): 14.29, 14.52, 14.99, 23.58, 37.83, 38.03, 121.82, 122.32, 123.18, 123.70, 125.73, 130.94, 132.26, 132.91, 134.69, 134.77,135.47, 137.83,138.29,139.68.To a suspension of 0.51 g (7.8 mmol) of zinc powder in 10 ml of absolute tetrahydrofuran, cooled to -5 ° C, 0.49 g (2.6 mmol) of titanium (IV) chloride are added dropwise with stirring, then the mixture is stirred for 1 hour at room temperature. To the resulting suspension containing low-valent titanium particles, 0.21 g (2.6 mmol) of pyridine and 0.46 g (1.3 mmol) of 1- (2,5-dimethylthiophen-3-yl) -5- (2-methylbenzo [b] thiophene- 3-yl) pentan-1,5-dione in one portion, then the mixture is refluxed for 8 hours. The solvent was evaporated, the residue in ethyl acetate was filtered through a plug of silica gel. The filtrate was evaporated, the residue was chromatographed on silica gel (eluent was hexane) and crystallized from hexane. Obtain 0.36 g (86%) of colorless crystals, so pl. 97-98 ° C. 1 H NMR spectrum (δ, ppm) (CDCl 3 ): 1.88 (s, 3H), 2.19 (s, 3H), 2.21 (m, 2H), 2.36 (s, 3H), 2.65-3.15 (m 4H), 6.46 (s, 1H), 7.25-7.39 (m, 2H), 7.63 (dd, 1H), 7.77 (dd, 1H). 13 C NMR (δ, ppm) (CDCl 3 ): 14.29, 14.52, 14.99, 23.58, 37.83, 38.03, 121.82, 122.32, 123.18, 123.70, 125.73, 130.94, 132.26, 132.91, 134.69, 134.77,135.47, 137.83,138.29,139.68.
Пример 2Example 2
Получение 5-Бром-3-(2-(5-хлор-2-метилтиофен-3-ил)циклопент-1-енил)-2-метилбензо[b]тиофена формулы:Preparation of 5-Bromo-3- (2- (5-chloro-2-methylthiophen-3-yl) cyclopent-1-enyl) -2-methylbenzo [b] thiophene of the formula:
2.1 Получение 5-(5-хлор-2-метилтиофен-3-ил)-5-оксопентановой кислоты.2.1 Preparation of 5- (5-chloro-2-methylthiophen-3-yl) -5-oxopentanoic acid.
15.2 г (115 ммоль) 2-хлор-5-метилтиофена и 15.7 г (138 ммоль) глутарового ангидрида растворяют в 200 мл хлористого метилена и охлаждают до 0°C. 38.2 г (287 ммоль) хлорида алюминия (III) добавляют порциями к полученному раствору при перемешивании при этой температуре в течение полутора часов, после чего охлаждение убирают и перемешивают образующийся раствор в течение 16 часов при комнатной температуре. Затем к реакционной массе добавляют лед и экстрагируют хлороформом (3·100 мл), органический слой промывают насыщенным раствором хлорида натрия, сушат над сульфатом натрия, фильтруют и упаривают, остаток в системе хлористый метилен/этилацетат 3:1 фильтруют через слой силикагеля. Фильтрат упаривают, остаток хроматографируют на силикагеле (элюент плавно изменяют с гексан/этилацетат - 10:1 до этилацетата). Фракции, содержащие продукт, объединяют и упаривают, остаток кристаллизуют из смеси гексан/хлористый метилен. Получают 17.1 г (45%) бежевого порошка, т.пл. 79-80°C. Спектр ЯМР 1Н (δ, м.д.) (CDCl3): 2.02 (м, 2Н), 2.48 (т, 2Н), 2.66 (с, 3Н), 2.87 (т, 2Н), 7.17 (с, 1H), 11.08-11.15 (уш. с, 1H). ЯМР 13C (δ, м.д.) (CDCl3): 15.90, 18.68, 32.93, 40.25, 125.29, 126.65, 134.71, 147.81, 179.40, 194.71.15.2 g (115 mmol) of 2-chloro-5-methylthiophene and 15.7 g (138 mmol) of glutaric anhydride are dissolved in 200 ml of methylene chloride and cooled to 0 ° C. 38.2 g (287 mmol) of aluminum (III) chloride are added portionwise to the resulting solution with stirring at this temperature for one and a half hours, after which cooling is removed and the resulting solution is stirred for 16 hours at room temperature. Then ice is added to the reaction mass and extracted with chloroform (3 × 100 ml), the organic layer is washed with saturated sodium chloride solution, dried over sodium sulfate, filtered and evaporated, the residue in the methylene chloride / ethyl acetate 3: 1 system is filtered through a layer of silica gel. The filtrate was evaporated, the residue was chromatographed on silica gel (the eluent was gradually changed from hexane / ethyl acetate - 10: 1 to ethyl acetate). The product containing fractions were combined and evaporated, the residue was crystallized from hexane / methylene chloride. Obtain 17.1 g (45%) of beige powder, so pl. 79-80 ° C. 1 H NMR spectrum (δ, ppm) (CDCl 3 ): 2.02 (m, 2H), 2.48 (t, 2H), 2.66 (s, 3H), 2.87 (t, 2H), 7.17 (s, 1H ), 08/11/11/15 (br.s, 1H). 13 C NMR (δ, ppm) (CDCl 3 ): 15.90, 18.68, 32.93, 40.25, 125.29, 126.65, 134.71, 147.81, 179.40, 194.71.
2.2 Получение 1-(5-бром-2-метилбензо[b]тиофен-3-ил)-5-(5-хлор-2-метилтиофен-3-ил)пентан-1,5-диона.2.2 Preparation of 1- (5-bromo-2-methylbenzo [b] thiophen-3-yl) -5- (5-chloro-2-methylthiophen-3-yl) pentan-1,5-dione.
К охлажденному до 5°C раствору 0.57 г (2.3 ммоль) 5-(5-хлор-2-метилтиофен-3-ил)-5-оксопентановой кислоты и 3.1 г (24.4 ммоль) оксалилхлорида в 15 мл 1,2-дихлорэтана добавляют несколько капель диметилформамида. Образующийся раствор перемешивают в течение 12 часов при комнатной температуре, затем реакционную смесь упаривают, сушат под вакуумом, получают 0.61 г хлорангидрида 5-(5-хлор-2-метилтиофен-3-ил)-5-оксопентановой кислоты, который используют без дополнительной очистки.To a solution cooled to 5 ° C, 0.57 g (2.3 mmol) of 5- (5-chloro-2-methylthiophen-3-yl) -5-oxopentanoic acid and 3.1 g (24.4 mmol) of oxalyl chloride in 15 ml of 1,2-dichloroethane are added a few drops of dimethylformamide. The resulting solution was stirred for 12 hours at room temperature, then the reaction mixture was evaporated, dried under vacuum, and 0.61 g of 5- (5-chloro-2-methylthiophen-3-yl) -5-oxopentanoic acid chloride was obtained, which was used without further purification .
0.61 г (2.4 ммоль) хлорангидрида растворяют в 15 мл хлористого метилена и добавляют 0.57 г (2.5 ммоль) 5-бром-2-метилбензо[b]тиофен, раствор охлаждают до -5°C. 1.9 г (7.2 ммоль) хлорида алюминия (III) добавляют по каплям к полученному раствору при перемешивании при этой температуре в течение 15 минут, после чего охлаждение убирают и смесь перемешивают в течение 12 часов при комнатной температуре. К реакционной массе добавляют лед и экстрагируют хлороформом (3·20 мл), органический слой последовательно промывают водным раствором карбоната натрия, насыщенным раствором хлорида натрия, сушат над сульфатом натрия, фильтруют и упаривают. Остаток хроматографируют на силикагеле (элюент - хлористый метилен) и кристаллизуют из системы хлористый метилен/гексан. Получают 0.33 г (31%) желтого порошка, т.пл. 142-145°C. Спектр ЯМР 1Н (δ, м.д.) (CDCl3): 2.16 (м, 2Н), 2.66 (с, 3Н), 2.79 (с, 3Н), 2.91 (т, 2Н), 3.05 (т, 2Н), 7.18 (с, 1H), 7.42 (дд, 1H), 7.59 (д, 1Н), 8.37 (д, 1Н). ЯМР 13С (δ, м.д.) (CDCl3): 15.91, 17.16, 18.47, 40.45, 42.49, 119.57, 122.67, 125.26, 126.58, 126.71, 127.47, 132.06, 134.83, 135.74, 140.00, 147.61, 149.71, 194.70, 197.5.0.61 g (2.4 mmol) of the acid chloride is dissolved in 15 ml of methylene chloride and 0.57 g (2.5 mmol) of 5-bromo-2-methylbenzo [b] thiophene is added, the solution is cooled to -5 ° C. 1.9 g (7.2 mmol) of aluminum (III) chloride are added dropwise to the resulting solution with stirring at this temperature for 15 minutes, after which cooling is removed and the mixture is stirred for 12 hours at room temperature. Ice was added to the reaction mass and extracted with chloroform (3 × 20 ml), the organic layer was washed successively with an aqueous solution of sodium carbonate, a saturated solution of sodium chloride, dried over sodium sulfate, filtered and evaporated. The residue is chromatographed on silica gel (eluent is methylene chloride) and crystallized from the methylene chloride / hexane system. Obtain 0.33 g (31%) of a yellow powder, so pl. 142-145 ° C. 1 H NMR spectrum (δ, ppm) (CDCl 3 ): 2.16 (m, 2H), 2.66 (s, 3H), 2.79 (s, 3H), 2.91 (t, 2H), 3.05 (t, 2H) ), 7.18 (s, 1H), 7.42 (dd, 1H), 7.59 (d, 1H), 8.37 (d, 1H). 13 C NMR (δ, ppm) (CDCl 3 ): 15.91, 17.16, 18.47, 40.45, 42.49, 119.57, 122.67, 125.26, 126.58, 126.71, 127.47, 132.06, 134.83, 135.74, 140.00, 147.61, 149.71, 194.70, 197.5.
3.3 Получение 5-бром-3-[2-(5-хлор-2-метилтиофен-3-ил)циклопент-1-енил]-2-метилбензо[b]тиофена.3.3 Preparation of 5-bromo-3- [2- (5-chloro-2-methylthiophen-3-yl) cyclopent-1-enyl] -2-methylbenzo [b] thiophene.
К охлажденной до -5°C суспензии 4.8 г (73.8 ммоль) порошкообразного цинка в 50 мл абсолютного тетрагидрофурана при перемешивании добавляют по каплям 3.7 г (19.5 ммоль) хлорида титана (IV), затем смесь перемешивают 1 час при комнатной температуре. К полученной суспензии, содержащей низковалентные титановые частицы, последовательно добавляют 1.5 г (19.0 ммоль) пиридина и 2.2 г (4.8 ммоль) 1-(5-бром-2-метилбензо[b]тиофен-3-ил)-5-(5-хлор-2-метилтиофен-3-ил)пентан-1,5-диона одной порцией, затем смесь кипятят с обратным холодильником в течение 8 часов. Растворитель упаривают, остаток в этилацетате фильтруют через слой силикагеля. Фильтрат упаривают, остаток хроматографируют на силикагеле (элюент-гексан). Получают 1.53 г (75%) бесцветного масла. Спектр ЯМР 1Н (δ, м.д.) (CDCl3): 1.80 (с, 3Н), 2.14 (с, 3Н), 2.15 (м, 2Н), 2.62-3.05 (м, 4Н), 6.51 (с, 1H), 7.33 (дд, 1Н), 7.56 (д, 1H), 7.60 (д, 1H). ЯМР 13С (δ, м.д.) (CDCl3): 14.34, 14.68, 23.42, 37.72, 37.85, 118.03, 123.21, 124.83, 125.00, 126.34, 126.39, 129.88, 133.37, 133.67, 134.35, 136.86, 137.32, 137.79, 140.91.To a suspension of 4.8 g (73.8 mmol) of zinc powder in 50 ml of absolute tetrahydrofuran cooled to -5 ° C, 3.7 g (19.5 mmol) of titanium (IV) chloride are added dropwise with stirring, then the mixture is stirred for 1 hour at room temperature. To the resulting suspension containing low-valent titanium particles, 1.5 g (19.0 mmol) of pyridine and 2.2 g (4.8 mmol) of 1- (5-bromo-2-methylbenzo [b] thiophen-3-yl) -5- (5- chloro-2-methylthiophen-3-yl) pentan-1,5-dione in one portion, then the mixture is refluxed for 8 hours. The solvent was evaporated, the residue in ethyl acetate was filtered through a plug of silica gel. The filtrate was evaporated, the residue was chromatographed on silica gel (eluent-hexane). Obtain 1.53 g (75%) of a colorless oil. 1 H NMR spectrum (δ, ppm) (CDCl 3 ): 1.80 (s, 3H), 2.14 (s, 3H), 2.15 (m, 2H), 2.62-3.05 (m, 4H), 6.51 (s , 1H), 7.33 (dd, 1H), 7.56 (d, 1H), 7.60 (d, 1H). 13 C NMR (δ, ppm) (CDCl 3 ): 14.34, 14.68, 23.42, 37.72, 37.85, 118.03, 123.21, 124.83, 125.00, 126.34, 126.39, 129.88, 133.37, 133.67, 134.35, 136.86, 137.32, 137.79, 140.91.
Таким образом, предложен удобный способ получения нового класса несимметричных фотохромов, где с мостиковым циклопентеновым кольцом одновременно связаны как тиофеновый фрагмент, так и бензотиофеновый. Использование этого способа позволяет не только значительно расширить известный на сегодняшний день арсенал фотохромных соединений, но и получать соединения, обладающие разнообразными интересными физико-химическими свойствами.Thus, a convenient method is proposed for producing a new class of asymmetric photochromes, where both a thiophene fragment and a benzothiophene fragment are simultaneously associated with a bridged cyclopentene ring. Using this method allows not only to significantly expand the currently known arsenal of photochromic compounds, but also to obtain compounds with various interesting physicochemical properties.
Например, уникальность синтезированного соединения 4 заключается в наличии фотохромных свойств в молекуле в кристаллическом состоянии, что является редким исключением для большинства известных фотохромов. В свою очередь, соединение 5 возможно использовать для дальнейшей химической модификации, проводя замещение как по атому брома в бензотиофеновом кольце, так и по атому хлора в тиофеновом цикле. Различные химические трансформации соединения 5 позволят получить разнообразные несимметричные дитиенилэтены с циклопентеновым мостиком, представляющие в потенциале прикладной интерес: например, в нанотехнологиях; как системы для считывания и хранения информации; в качестве молекулярных переключателей, фоточувствительных гелей, флуоресцентных сенсоров и др.For example, the uniqueness of the synthesized compound 4 lies in the presence of photochromic properties in the molecule in a crystalline state, which is a rare exception for most known photochromes. In turn, compound 5 can be used for further chemical modification by substituting both for the bromine atom in the benzothiophene ring and for the chlorine atom in the thiophene ring. Various chemical transformations of compound 5 will make it possible to obtain a variety of asymmetric dithienylethenes with a cyclopentene bridge, which are of potential applied interest: for example, in nanotechnology; as systems for reading and storing information; as molecular switches, photosensitive gels, fluorescent sensors, etc.
Claims (1)
где R = хлор или алкил С1-С4, R1 = водород, галоген или алкил С1-С4, R2 и R3 = алкил С1-С4,
заключающийся в том, что соответствующие производные тиофена общей формулы II:
где R и R2 = имеют вышеуказанные значения, R4 = водород либо R2+R4=-CH=CH-CR1=CH-, где R1 = имеет вышеуказанные значения, ацилируют глутаровым ангидридом в присутствии AlCl3 в среде инертного органического растворителя, полученную кислоту формулы III:
где R1, R2 и R3 = имеют вышеуказанные значения,
переводят в хлорангидрид под действием оксалилхлорида и диметилформамида с последующим ацилированием полученного хлорангидрида соответствующим производным тиофена общей формулы II, где R, R1, R2 и R4 = имеют вышеуказанные значения, в присутствии кислоты Льюиса и образующиеся при этом несимметричные 1,5-дикетоны подвергают внутримолекулярной циклизации на низковалентных титановых частицах при кипячении в среде инертного органического растворителя в присутствии пиридина. The method of obtaining asymmetric 1,2-dithienyl-substituted cyclopentenes of the General formula I:
where R = chlorine or alkyl C1-C4, R1 = hydrogen, halogen or alkyl C1-C4, R2 and R3 = alkyl C1-C4,
consisting in the fact that the corresponding derivatives of thiophene of General formula II:
where R and R2 = have the above meanings, R4 = hydrogen or R2 + R4 = -CH = CH-CR1 = CH-, where R1 = has the above meanings, acylate with glutaral anhydride in the presence of AlCl 3 in an inert organic solvent, the obtained acid of the formula III:
where R1, R2 and R3 = have the above meanings,
are converted to acid chloride by the action of oxalyl chloride and dimethylformamide, followed by acylation of the resulting acid chloride with the corresponding thiophene derivative of the general formula II, where R, R1, R2 and R4 = have the above meanings, in the presence of Lewis acid and the resulting asymmetric 1,5-diketones are subjected to intramolecular cyclization on low-valent titanium particles when boiling in an inert organic solvent in the presence of pyridine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009144843/04A RU2421453C9 (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | Method of producing asymmetric 1,2-dithienyl-substituted cyclopentenes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009144843/04A RU2421453C9 (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | Method of producing asymmetric 1,2-dithienyl-substituted cyclopentenes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2421453C1 true RU2421453C1 (en) | 2011-06-20 |
| RU2421453C9 RU2421453C9 (en) | 2011-11-20 |
Family
ID=44737982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009144843/04A RU2421453C9 (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | Method of producing asymmetric 1,2-dithienyl-substituted cyclopentenes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2421453C9 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2473566C2 (en) * | 2011-04-05 | 2013-01-27 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") | Method of producing filled cellulose nitrates |
-
2009
- 2009-12-03 RU RU2009144843/04A patent/RU2421453C9/en active IP Right Revival
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Краюшкин М.М. и др. Успехи Химии, 78(4), 2009, с.355-363. LUCAS L.N., et al., Chem. Commun., 1998, p.p.2313-2314. KRAYUSHKIN M.M., et al., Mendeleev Commun., 17, 2007, p.p.125-127. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2473566C2 (en) * | 2011-04-05 | 2013-01-27 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") | Method of producing filled cellulose nitrates |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2421453C9 (en) | 2011-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| IL31146A (en) | 1,2,4,5-tetrahydro-3h-1,4-benzodiazepin-2,5-diones,their preparation and pharmaceutical compositions containing them | |
| JPS62281877A (en) | 1-chloro-5-methyl-9-alkoxy-pyrido(4,3-b)carbazole and manufacture | |
| SU655313A3 (en) | Method of obtaining acylamino-substituted five-member heterocyclic derivatives | |
| RU2421453C1 (en) | Method of producing asymmetric 1,2-dithienyl-substituted cyclopentenes | |
| Krayushkin et al. | Synthesis and study of photosensitive chromone derivatives for recording media of archival three-dimensional optical memory. | |
| JPH0378395B2 (en) | ||
| JP2500853B2 (en) | N-trichloroacetyl-2-oxyindole-1-carboxamide | |
| JP3231207B2 (en) | Method for producing sulfenylacetic acid derivative | |
| Wang et al. | Synthesis of the Natural Product Iotrochamide B | |
| JP2007099744A (en) | Method for producing tetraazaporphyrin compound | |
| Luyksaar et al. | Synthesis of photochromic bisfulgimides by the condensation of (3 Z)-3-[1-(2, 5-dimethyl-3-thienyl)-ethylidene]-4-isopropylidene-2, 5-furandione with aromatic diamines | |
| RU2278855C1 (en) | Method for preparing 3,4-diaryl(hetaryl)maleimides | |
| Kostyuchenko et al. | New approach to the synthesis of 2, 2': 5', 2''-terthiophene-5, 5''-and 2, 2': 5', 2'': 5'', 2'''-quaterthiophene-5, 5'''-dicarboxylic acids | |
| US4874876A (en) | Process for the preparation of 2-(2-thienyl)-ethylamine and derivatives thereof | |
| US2579494A (en) | N-(2-thenoylmethyl) hexamethylene-tetraminium halides | |
| Sun et al. | Photochromism of fulgides and stereoelectronic factors: Synthesis of (E)‐4 (3)‐adamantyhdene‐(5)‐dicyanomethylene‐3 (4)‐[1‐(2, 5‐dimethylfuryl) ethylidene] tetrahydrofuran‐2‐one 4 and 4a and (E)‐4‐adamantylidene‐3‐[2, 6‐dimethyl‐3, 5‐bis (p‐diethyl‐aminostyryl) benzylidene] tetrahydrofuran‐2, 5‐dione 10 | |
| JP3233806B2 (en) | Method for producing sulfenylacetic acid derivative | |
| NO176607B (en) | Process for the preparation of labeled 3-aroyl-2-oxindole-1-carboxamides | |
| JPH02104590A (en) | Production of antibiotic | |
| JP4194856B2 (en) | 2-Phenyl-4- (1-naphthyl) imidazole | |
| Karabaeva et al. | Synthesis, photochromic and fluorescent properties of hybrid compounds of fulgimides and benzothiazolylthienothiophene | |
| RU2557058C1 (en) | Method of producing 4-hydroxy-5-(r-1h-pyrazole)-benzene-1,2-dicarbonitriles | |
| JPS58118566A (en) | Novel heterocyclic acetic acid derivative and manufacture | |
| Puterová et al. | Synthesis of novel water soluble onium salts and thieno [3, 4-c] thiolactones–precursors of conductive materials derived from substituted 2-aminothiophenes | |
| RU2378273C1 (en) | Method of producing 3,4-dithienyl-substituted maleic anhydrides or maleimides |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TH4A | Reissue of patent specification | ||
| TH4A | Reissue of patent specification | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131204 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20151210 |