Способ получения 4-[2-R-2-оксоэтил]-5-нитробензол-1,2-дикарбоновых кислот

Изобретение относится к способу получения новых кислородсодержащих соединений, а именно 4-[2-R-2-оксоэтил]-5-нитробензол-1,2-дикарбоновых кислот, которые могут быть использованы в качестве прекурсоров для синтеза биологически активных веществ, лекарственных препаратов.

Данные соединения являются новыми, и из уровня техники авторам не известны способы получения таких соединений.

Задачей изобретения является разработка способа получения 4-[2-R-2-оксоэтил]-5-нитробензол-1,2-дикарбоновых кислот:

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

Поставленная задача достигается тем, что в качестве реагента для синтеза 4-[2-R-2-оксоэтил]-5-нитробензол-1,2-дикарбоновых кислот используются замещенные 4-нитро-5-(2-оксоэтил)фталонитрилы, полученные по патенту RU 2443681 С2, опубл. 27.02.2012, в растворе серной кислоты.

Вышеуказанные соединения получают следующей реакцией:

при нагревании в растворе серной кислоты с массовой долей 75…90% при температуре 100…120°С в течение 20-36 часов. Затем полученную реакционную массу охлаждают, разбавляют десятикратным избытком холодной воды со льдом. Выпавший осадок 4-[2-R-2-оксоэтил]-5-нитробензол-1,2-дикарбоновых кислот 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-спектроскопией и масс-спектрометрией.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. 4-нитро-5-(2-оксо-2-фенилэтил)бензол-1,2-дикарбоновая кислота

Раствор 0.006 моль 4-нитро-5-(2-оксо-2-фенилэтил)фталонитрила в 5 мл 85% серной кислоты нагревают при температуре 100-110°С в течение 28 ч. Затем реакционную массу охлаждают, разбавляют 50 мл воды со льдом. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и перекристаллизовывают из спирта. Сушат на воздухе. Получают 1.78 г (90% от теории) 4-нитро-5-(2-оксо-2-фенилэтил)бензол-1,2-дикарбоновой кислоты - кристаллический осадок серого цвета, Т. пл. 155-156°С. ИК (ν/cm^-1): 3278 (ОН), 1744, 1712, 1657 (С=O), 1594 (С=С), 1527, 1349 (NO₂). ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆ δ, м.д., J/Гц) δ: 5.01 (s, 1Н, СН₂), 7.60 (t, 2Н, Н-3', Н-5', J 7.8), 7.72 (t, 1Н, Н-4', J 7.8), 7.88 (s, 1H, H-6), 8.07 (d, 2H, H-2', H-6', J 7.8), 8.41 (s, 1H, Н-3), (2-OH в обмене). Спектр ЯМР ¹³С (ДМСО-d₆ δ, м.д.): 195.47 (С=O), 167.74 (СОО), 166.18 (СОО), 149.14, 138.09, 136.00, 134.48, 133.82, 133.66, 131.38, 128.95, 128.21, 125.28, 43.65. Найдено (%): С, 58.26; Н, 3.31; N, 4.20. C₁₆H₁₁NO₇. Вычислено (%): С, 58.37; Н, 3.37; N, 4.25.

Пример 2. 4-[2-(4-метилфенил)-2-оксоэтил]-5-нитробензол-1,2-ди-карбоновая кислота

Раствор 0.006 моль 4-нитро-5-(2-(4-метилфенил)-2-оксоэтил)-фталонитрила в 5 мл 80% серной кислоты нагревают при температуре 110-120°С в течение 34 ч. Затем реакционную массу охлаждают, разбавляют 50 мл воды со льдом. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и перекристаллизовывают из спирта. Сушат на воздухе. Получают 1.67 г (81% от теории) 4-[2-(4-метилфенил)-2-оксоэтил]-5-нитробензол-1,2-дикарбоновой кислоты - кристаллический осадок серого цвета, Т. пл. 151-152°С. ИК (ν/cm^-1): 3272 (ОН), 1737, 1704, 1660 (С=O), 1605 (С=С), 1534 (NO₂), 1334 (NO₂). Масс-спектр (ЭУ, 70 эВ), m/z (%): 343 [М⁺] (1). ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆ δ, м.д., J/Гц) δ: 2.41 (s, 3Н, СН₃), 4.96 (s, 2Н, СН₂), 7.40 (d, 2Н, Н-3', Н-5', J 8.1), 7.87 (s, 1Н, Н-3), 7.97 (d, 2Н, Н-2', Н-6', J 8.1), 8.40 (s, 1Н, H-6), (2-ОН в обмене). Спектр ЯМР ¹³С (ДMCO-d₆ δ, м.д.): 194.77 (С=O,) 167.60 (СОО), 166.04 (СОО), 149.05, 144.16, 137.94, 134.45, 133.53, 133.43, 131.21, 129.33 (2С), 128.20 (2С), 125.12, 43.02 (СН2), 21.12. Найдено (%): С, 59.32; Н, 3.79; N, 4.06. C₁₇H₁₃NO₇. Вычислено (%): С, 59.48; Н, 3.82; N, 4.08.

Пример 3. 4-[2-(4-метоксифенил)-2-оксоэтил]-5-нитробензол-1,2-ди-карбоновая кислота

Раствор 0.006 моль 4-нитро-5-(2-(4-метоксифенил)-2-оксоэтил)-фталонитрила в 5 мл 90% серной кислоты нагревают при температуре 110-120°С в течение 36 ч. Затем реакционную массу охлаждают, разбавляют 50 мл воды со льдом. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и перекристаллизовывают из спирта. Сушат на воздухе. Получают 1.79 г (83% от теории) 4-[2-(4-метоксифенил)-2-оксоэтил]-5-нитробензол-1,2-дикарбоновой кислоты - кристаллический осадок серого цвета, Т. пл. 154-155°С. ИК (ν/cm^-1): 3183 (ОН), 1724, 1695, 1648 (С=O), 1605 (С=С), 1540 (NO₂), 1333 (NO₂). Масс-спектр (ЭУ, 70 эВ), m/z (%): 359 [М⁺] (1). ЯМР ¹Н (ДMCO-d₆ δ, м.д., J/Гц) δ: 3.88 (s, 3Н, ОСН₃), 4.94 (s, 2Н, СН₂), 7.11 (d, 2Н, Н-3', Н-5', J 8.9), 7.86 (s, 1Н, Н-7), 8.05 (d, 2Н, Н-2', Н-6', J 8.9), 8.40 (s, 1Н, Н-4), (2-ОН в обмене). Спектр ЯМР, ¹³С (ДMCO-d₆ δ, м.д.): 193.55 (С=O), 167.62 (СОО), 166.05 (СОО), 163.48 (С-ОМе), 149.11, 137.90, 134.57, 133.48, 131.14, 130.46 (2С), 128.78, 125.07, 113.99 (2С), 55.54 (ОМе). Найдено (%): С, 56.71; Н, 3.59; N, 3.89. C₁₇H₁₃NO₈. Вычислено (%): С, 56.83; Н, 3.65; N, 3.90.

Пример 4. 4-нитро-5-(2-оксо-2-(тиофен-2-ил)этил)-1,2-дикарбоновая кислота

Раствор 0.006 моль 4-нитро-5-(2-оксо-2-(2-тиенил)этил)фталонитрила в 5 мл 85% серной кислоты нагревают при температуре 100-110°С в течение 20 ч. Затем реакционную массу охлаждают, разбавляют 50 мл воды со льдом. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и перекристаллизовывают из спирта. Сушат на воздухе. Получают 1.83 г (91% от теории) 4-нитро-5-(2-оксо-2-(тиофен-2-ил)этил)-1,2-дикарбоновой кислоты - кристаллический осадок серого цвета, Т. пл. 148-149°С. ИК (ν/cm^-1): 3167 (ОН), 1737, 1702, 1642 (С=O), 1529 (NO₂), 1356 (NO₂). Масс-спектр (ЭУ, 70 эВ), m/z (%): 335 [М⁺] (1). ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆ δ, м.д., J/Гц) δ: 4.95 (s, 2Н, СН₂), 7.33 (d.d., 1Н, Н-4', J 3.8/4.9), 7.89 (s, 1Н, Н-3), 8.08 (d.d., 1Н, Н-5', J 4.9/1.0), 8.15 (d.d, 1Н, Н-3', J 3.8/1.0), 8.40 (s, 1Н, Н-6), (2-ОН в обмене). Спектр ЯМР ¹³С (ДМСО-d₆ δ, м.д.): 188.21 (С=O), 167.54 (СОО), 166.01 (СОО), 148.93, 142.47, 137.91, 135.34, 133.98, 133.58, 133.53, 131.41, 128.82, 125.14, 43.18 (СН₂). Найдено (%): С, 49.85; Н, 2.66; N, 4.15. C₁₄H₉NO₇S. Вычислено (%): С, 50.15; Н, 2.71; N, 4.18.

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