СИНТЕЗ ФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫХ БЕНЗO[b]ФЕНАЗИН-6,11-ДИОН-12-ОКСИДОВ

СИНТЕЗ ФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫХ БЕНЗO[b]ФЕНАЗИН­6,11­ДИОН­12­ОКСИДОВ Лебедева Э. С. Красноярский государственный педагогический университет им. В.П. Астафьева, Российская Федерация, 660060 Россия, Красноярск, ул. А. Лебедевой, 89. E­mail: [email protected] Полициклические   гетероциклы,   содержащие   в   своей   структуре   хиноидные   фрагменты используются в различных направлениях. Одни из них применяются в качестве красителей, люминофоров, фотоактивных соединений [1­2], другие проявляют различные виды биологической активности. Подобные гетероциклы перспективны для использования в качестве противовоспалительных средств, антибиотиков, антиоксидантов и противораковых препаратов [3]. Особый интерес вызывают аза­ и диазапроизводные полициклических хинонов, поскольку замена эндоциклического атома углерода атомом азота снижает кардиотоксичность и повышает полезные свойства препаратов. Например, в работе [4] указывается, что диазахиноны I­II проявляют высокую противораковую активность,   однако   способы   получения   подобных   соединений   многостадийны   и   предполагают использование малодоступных исходных веществ. O NHR O X N N O I N N NHR1 O F II X=F(a), X=Cl(b) Среди   азотсодержащих   производных   хинонов   существенный   интерес   вызывают   производные феназина, в частности 6,11­бензо[b]феназинхиноны, поскольку возможна глубокая модификация подобных веществ. В   работах   [5­6]   производные   феназинхинонов   (IV)   были   получены   путем   взаимодействия   2­ ариламино­3­хлор­1,4­нафтохинонов (III) с азидом натрия в диметилформамиде. В ЯМР1Н­спектрах полученных продуктов (рис. 2) отсутствуют слабопольные сигналы протонов, связанных с атомом азота (в области 9,0­9,5 м.д.), имеющиеся в спектрах исходных соединений. В то время как, в области 7,9­8,6 м.д. наблюдается группа сигналов 8 ароматических протонов двух бензольных колец. Масс­спектры продуктов реакции (рис. 3) подтверждают наличие карбонильных групп и в целом хиноидной системы. Пик молекулярного иона (m/z = 276) соответствует молекулярной массе исследуемого соединения   (VIa).   Анализ   масс­спектра   показывает   вероятные   направления   фрагментации   исходного катион­радикала, изображенные на рис. 4. На основе данных физико­химических методов исследования мы заключили, что синтезированные продукты (VIa­d) являются бензо[b]феназин­6,11­дион­12­оксидами. Соединения   VIa­d   получаются   из   аминохинонов   Va­d   с   высоким   выходом   и   пригодны   для дальнейших   модификаций.   Так,   2­фторбензо[b]феназин­6,11­дион­12­оксид   (VId)   содержит   в   молекуле атом фтора, склонный к нуклеофильному замещению. Мы установили, что феназин­N­оксид VId легко вступает в реакции с алифатическими и циклическими аминами: O O VId N N+ O N R R = + NH F R R O N N+ O O VIIa­c (90%) N R R N (a); N O (b); N H (c). X O X O III R' X O R' X O R'' R'''  NaN3 DMFA N N R'' R''' + H N Cl X = H, OH R', R'', R''' = H, Alk, Hal, ... X O IV X O X = H, OH R', R'', R''' = H, Alk, Hal, ... R' H N NH2 R'' R''' На рис. 5. приведен ЯМР1Н­спектр продукта VIIb, на котором видны сигналы семи ароматических протонов (в области 7,5­8,3 м.д.), и две группы протонов метиленовых групп морфолинового остатка (в области 3,5 и 3,8 м.д). Феназин­N­оксиды VII  могут быть  восстановлены с  образованием  6,11­бензо[b]феназинхинонов. Так,   восстановление   бензо[b]феназин­6,11­дион­12­оксида   VIa   гидразином   приводит   к   6,11­ бензо[b]феназинхинону (IVa) с высоким выходом: Однако, как указывалось авторами данных работ, выходы целевых продуктов (IV), как правило, были невысокими, причем  наличие различных  заместителей  в исходных ариламинонафтохинонах (III) в некоторых случаях приводило к снижению выхода целевых продуктов. В связи с этим, разработка удобных способов получения производных 6,11­бензо[b]феназинхинонов с высокими выходами продуктов реакций, представляется нам весьма актуальной. Нами   разработан   подход   к   бензо[b]феназин­6,11­дион­12­оксидам   на   основе   доступных   2­ ариламино­1,4­нафтохинонов   (Va­d).   Установлено,   что   2­ариламино­1,4­нафтохиноны   при   обработке нитрозилсерной кислотой превращаются в соединения VIa­d. NH2 R O O H N O O NaNO2 H2SO4 R O O N N+ O V (60%) R = H(a), CH3(b), Cl(c), F(d) VI (90%) R = H(a), CH3(b), Cl(c), F(d) R   Для установления структуры соединения  VIa­d  были использованы физико­химические методы: УФ­, ИК­, ПМР­спектроскопия и масс­спектрометрия. На рис. 1 приведен УФ­спектр исходного 2­анилино­1,4­нафтохинона (Vа) и продукта его превращения под действием нитрозилсерной кислоты. Как видно хромофорная система исследуемых веществ существенно различается. Если в исходном соединении присутствует полоса переноса заряда с λmax = 480­490 нм, то в случае продукта такая полоса отсутствует. Введение нитро­ или нитрозогруппы в фенильный остаток при нитровании или нитрозировании не привело бы к столь серьезным изменениям хромофорной системы. NH2 NH2 O O VIa N N+ O O N N O IVa (90%) ЯМР1Н­спектр   продукта   IVа   (рис.   6)   идентичен   по   расположению   хим.   сдвигов   протонов аналогичного   соединения,   полученного   другим   путем   [5].   Заметим,   что   получение   продукта   IVa   по известной методике [5] из 2­анилино­3­хлор­1,4­нафтохинона (IIIa) и азида натрия осуществляется с более низким выходом и сопровождается образованием побочного продукта 2­амино­3­анилино­1,4­нафтохинона. Таким   образом,   нами   разработан   удобный   способ   получения   новой   группы   тетрациклических диазахинонов   –   бензо[b]феназин­6,11­дион­12­оксидов   (VIа­d),   а   также   намечены   пути   их   дальнейшее модификации для получения потенциально биологически активных соединений. Литература [1] Горелик М. В. Химия антрахинонов и их производных – М.: Химия, 1983. [2] Красовский Б.М., Болотин Б.М. Органические люминофоры. – Л.: Химия, 1976. [3] A.P. Krapcho, C.E. Gallagher, A. Hammach, M.P. Hacker, E. Menta, A. Oliva, R. Di Domenico, G. Da Re, A. Lotto and S. Spinelli J. Heterocyclic Chem., 1998, 35, 895­906. [4] A.P. Krapcho, C.E. Gallagher, A. Hammach, M. Ellis, E. Menta and A. Oliva J. Heterocyclic Chem., 1997, 34, 27­32. [5] J.A. VanAllan, G.A. Reynolds, R.E. Adel, J. Org. Chem., 1962, Vol. 28, p. 520­524. [6] H. Nakazumi, K. Kondo, T. Kitao, Synthesis, 1982, Vol. 10, p. 878­879. O N N+ O O VIa O O VIIb N N+ O N O H N O O Va Рис. 1. УФ­спектр бензо[b]феназин­6,11­дион­5­оксида VIa (кривая 1) и 2­анилино­1,4­нафтохинона Vа (кривая 2). Рис. 3 Масс­спектр бензо[b]феназин­6,11­дион­5­оксида VIа. Рис. 5  ЯМР1Н­спектр 2­(N­морфолино)бензо[b]феназин­6,11­дион­12­оксида VIIb . N N O O N N+ O O IVa O VIa . + ­ O O O N + N O . + O O N N m/z (C16H18N2O3) = 276 m/z (C16H18N2O2) = 260 . + O . O N N . + H H H H O m/z (C7H4O) = 104 ­ C=O H H . + H H m/z (C4H2 +.) = 50 ­ C2H2 m/z (C6H4) = 76 Рис. 2. ЯМР1Н­спектр бензо[b]феназин­6,11­дион­5­оксида VIa. Рис. 4. Схема вероятных направлений фрагментации катион­радикала Рис. 6  ЯМР1Н­спектр 6,11­бензо[b]феназинхинона IVа. бензо[b]феназин­6,11­дион­5­оксида VIа.