Способ получения 5-нитро-6-(2-оксо-2R-этил)-1Н-изоиндол-1,3(2Н)-дионов

Изобретение относится к способу получения новых азотсодержащих гетероциклических соединений, а именно 5-нитро-6-(2-оксо-2R-этил)-1H-изоиндол-1,3(2H)-дионов, которые могут быть использованы в качестве прекурсоров для синтеза биологически активных веществ, гексазоцикланов.

Данные соединения являются новыми, и из уровня техники неизвестны способы получения таких соединений.

Задачей изобретения является разработка способа получения 5-нитро-6-(2-оксо-2R-этил)-1H-изоиндол-1,3(2H)-дионов:

где R=С₆Н₅, или 4-СН₃С₆Н₄, или 4-ОСН₃С₆Н₄, или 2-тиенил.

Поставленная задача достигается тем, что в качестве реагента для синтеза 5-нитро-6-(2-оксо-2R-этил)-1H-изоиндол-1,3(2H)-дионов используются замещенные 4-нитро-5-(2-оксоэтил)фталонитрилы, полученные по патенту RU 2443681 С2, опубл. 27.02.2012, в среде полифосфорной кислоты с плотностью 1.93-2.2 г/см³.

Вышеуказанные соединения получают следующей реакцией:

при нагревании в среде полифосфорной кислоты с плотностью 1.93-2.2 г/см³ при температуре 100-120°C в течение 2-3 ч. Затем полученную реакционную массу охлаждают, растворяют в десятикратном избытке холодной воды со льдом. Выпавший осадок 5-нитро-6-(2-оксо-2R-этил)-1H-изоиндол-1,3(2H)-дионов отфильтровывают, промывают водой и перекристаллизовывают из спирта. Сушат на воздухе.

Все приведенные отличительные признаки являются существенными, и только заявляемая совокупность необходимых и достаточных признаков позволяет достичь технического результата.

Строение полученных соединений подтверждено методами ИК, ЯМР Н¹, ЯМР С¹³, NOESY-спектроскопией и масс-спектрометрией.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. 5-нитро-6-(2-оксо-2-фенилэтил)-1H-изоиндол-1,3(2H)-дион:

К 10 г полифосфорной кислоты с плотностью 2.1 г/см³ прибавляют 0.006 моль 4-нитро-5-(2-оксо-2-фенилэтил)фталонитрила и нагревают при температуре 100-120°C при постоянном перемешивании в течение 2 ч. Затем реакционную массу охлаждают, растворяют в 100 мл воды со льдом. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и перекристаллизовывают из спирта. Сушат на воздухе. Получают 1.47 г (79% от теории) 5-нитро-6-(2-оксо-2-фенилэтил)-1H-изоиндол-1,3(2H)-диона - кристаллический осадок светло серого цвета, Т. пл. 200-201°C. ИК (ν/cm^-1): 3234 (N-H), 1782, 1713, 1688 (C=O), 1597 (С=С), 1532 (NO₂), 1353 (NO₂). ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆ δ, м.д., J/Гц) δ: 5.07 (s, 2Н, СН₂), 7.61 (t, 2Н, Н-3', Н-5', J 7.8), 7.71 (t, 1Н, Н-4', J 7.8), 8.07 (d, 2Н, Н-2', Н-6', J 7.8), 8.10 (s, 1Н, Н-7), 8.37 (s, 1Н, H-4), 11.78 (s, 1H, H-N). Спектр ЯМР ^l3C (ДМСО-d₆ δ, м.д.): 195.05 (C=O), 167.57 (N-C=O), 167.22 (N-C=O), 152.57, 137.25, 135.71, 135.61, 133.73, 132.56, 128.81 (2C), 128.27, 128.09 (2C). 119.11, 43.48. HRMS (ESI), m/z: Найдено (%): 333.0482 [M+Na]⁺; C₁₆H₁₀N₂O₅. Вычислено (%): 333.0488 [M+Na]⁺.

Пример 2. 5-[2-(4-метилфенил)-2-оксоэтил]-6-нитро-1H-изоиндол-1,3(2H)-дион:

К 10 г полифосфорной кислоты с плотностью 2.05 г/см³ прибавляют 0.006 моль 4-нитро-5-(2-(4-метилфенил)-2-оксоэтил)фталонитрила и нагревают при температуре 100-120°C при постоянном перемешивании в течение 2 ч. Затем реакционную массу охлаждают, растворяют в 100 мл воды со льдом. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и перекристаллизовывают из спирта. Сушат на воздухе. Получают 1.06 г (51% от теории) 5-[2-(4-метилфенил)-2-оксоэтил]-6-нитро-1H-изоиндол-1,3(2H)-диона - кристаллический осадок черного цвета, Т. пл. 186-187°C. ИК (ν/cm^-1): 3190 (N-H), 1723, 1694, 1647 (C=O), 1600 (С=С), 1534 (NO₂), 1340 (NO₂). ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆, δ, м.д., J/Гц) δ: 2.42 (s, 3Н, СН₃), 5.03 (s, 2Н, СН₂), 7.40 (d, 2Н, Н-3', Н-5', J 8.1), 7.96 (d, 2Н, Н-2', Н-6', J 8.1), 8.08 (s, 1Н, Н-7), 8.37 (s, 1Н, H-4), 11.75 (s, 1H, H-N). HRMS (ESI), m/z: Найдено (%): 347.0638 [M+Na]⁺; C₁₇H₁₂N₂O₅. Вычислено (%): 347.0644 [M+Na]⁺.

Пример 3. 5-[2-(4-метоксифенил)-2-оксоэтил]-6-нитро-1H-изоиндол-1,3(2H)-дион:

К 10 г полифосфорной кислоты с плотностью 1.98 г/см³ прибавляют 0.006 моль 4-нитро-5-(2-(4-метоксифенил)-2-оксоэтил)фталонитрила и нагревают при температуре 100-120°C при постоянном перемешивании в течение 2 ч. Затем реакционную массу охлаждают, растворяют в 100 мл воды со льдом. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и перекристаллизовывают из спирта. Сушат на воздухе. Получают 0.99 г (46% от теории) 5-[2-(4-метоксифенил)-2-оксоэтил]-6-нитро-1H-изоиндол-1,3 (2H)-диона - кристаллический осадок коричневого цвета, Т. пл. 202-203°C. ИК (ν/cm^-1): 3200 (N-H), 1783, 1710, 1668 (C=O), 1617 (С=С), 1533 (NO₂), 1338 (NO₂). ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆ δ, м.д., J/Гц) δ: 3.88 (s, 3Н, ОСН₃), 5.00 (s, 2Н, СН₂), 7.11 (d, 2Н, Н-3', Н-5', J 8.9), 8.04 (d, 2Н, Н-2', Н-6', J 8.9), 8.08 (s, 1Н, Н-7), 8.36 (s, 1Н, Н-4), 11.76 (s, 1Н, H-N). HRMS (ESI), m/z: Найдено (%): 363.0588 [M+Na]⁺; C₁₇H_l2N₂O₆. Вычислено (%): 363.0593 [M+Na]⁺.

Пример 4. 5-нитро-6-[2-оксо-2-(2-тиенил)этил]-1H-изоиндол-1,3(2H)-дион:

К 10 г полифосфорной кислоты с плотностью 2.1 г/см³ прибавляют 0.006 моль 4-нитро-5-(2-оксо-2-(2-тиенил)этил)фталонитрила и нагревают при температуре 100-120°C при постоянном перемешивании в течение 2 ч. Затем реакционную массу охлаждают, растворяют в 100 мл воды со льдом. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и перекристаллизовывают из спирта. Сушат на воздухе. Получают 1.77 г (87% от теории) 5-нитро-6-[2-оксо-2-(2-тиенил)этил]-1H-изоиндол-1,3(2H)-диона - кристаллический осадок серого цвета, Т. пл. 187-188°C. ИК (ν/cm^-1): 3167 (N-Н), 1737, 1723, 1670 (C=O), 1604 (С=С), 1530 (NO₂), 1356 (NO₂). ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆ δ, м.д., J/Гц) δ: 5.00 (s, 2Н, СН₂), 7.34 (d.d., 1Н, Н-4', J 3.9/4.9), 8.10 (d.d, 1Н, Н-5', J 4.9/1.0), 8.10 (s, 1H, H-7), 8.17 (d.d, 1H, J 3.9/1.0), 8.37 (s, 1H, H-4), 11.77 (s, 1H, H-N). HRMS (ESI), m/z: Найдено 339.0046 [M+Na]⁺; C₁₄H₈N₂O₅S. Вычислено (%): 339.0052 [M+Na]⁺.

Техническим результатом изобретения является получение новых химических соединений достаточной степени чистоты, которые могут быть использованы в качестве прекурсоров для синтеза биологически активных веществ, для синтеза гексазоцикланов.