Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)


Для цитирования:

Мещерякова А. А., Константинова Е. А., Сорокин В. В. Синтез 5-амино-3-арил-1H-пиразол-4-карбонитрилов на основе гидразинов или бензгидразидов в условиях ультразвуковой активации // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024. Т. 24, вып. 3. С. 249-261. DOI: 10.18500/1816-9775-2024-24-3-249-261, EDN: COCSYS

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 63)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
547.772.1
EDN: 
COCSYS

Синтез 5-амино-3-арил-1H-пиразол-4-карбонитрилов на основе гидразинов или бензгидразидов в условиях ультразвуковой активации

Авторы: 
Мещерякова Анна Аркадьевна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Константинова Екатерина Андреевна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Сорокин Виталий Викторович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Аннотация: 

 Пиразолы, содержащие амино- и карбонитрильные группы, обладают широким спектром биологической активности, включая противомикробную, противовоспалительную, противоопухолевую, антиоксидантную, используются для создания пестицидов и красителей, а также являются синтонами для получения различных полигетероциклических соединений. Новые потенциально биологически активные 5-амино-3-арил-1H-пиразол-4-карбонитрилы, содержащие фармакофорные заместители, получены в трёхкомпонентных реакциях конденсации динитрила малоновой кислоты сзамещёнными ароматическими альдегидами и бензгидразидами или гидразинами. Рассмотрены границы применимости в подобных превращениях гидразинов и гидразидов, среди которых есть слабые нуклеофилы. Описанные целевые соединения были синтезированы с использованием подхода «зеленой химии» — в условияхультразвуковой активации в воде или смеси водыс изопропиловымспиртомс добавлениемтриэтиламина в качестве основного катализатора. Продемонстрирована применимость данного экологичного, экономного и эффективного подхода для синтеза как незамещённых при гетероатомах азота (7, 8), так и N-арил- (4,6) либо N-ароилзамещённых (1–3) пиразол-4-карбонитрилов. В реакции 3-нитробензгидразида с 4-бензилокси-3-метоксибензальдегидом и динитрилом малоновой кислоты вместе с пиразол-4-карбонитрилом (2) выделяется основание Шиффа (2’) как побочный продукт. Постадийными синтезами показано, что первоначальной реакцией трёхкомпонентного взаимодействия может быть либо кротоновая конденсация, либо образование основания Шиффа. В любом случае при последующей гетероциклизации образуются неустойчивые замещённые пиразолины, которые в условиях синтеза ароматизуются под действием кислорода воздуха до целевых пиразолов. Состав и строение продуктов подтверждены данными элементного анализа, ЯМР 1 H, 13C спектроскопии, гетероядерных корреляций HSQC, HMBC.

Список источников: 
  1. Elkanzi N. A. A. Review on synthesis of prazole and pyrazolines // Intent. J. Res. Pharm. Biomed. Sci. 2013. Vol. 4. P. 17–26. https://doi.org/10.1002/chin.201518324
  2. Desai N. C., Vaja D. V., Jadeja K. A., Joshi S. B., Khedkar V. M. Synthesis, biological evaluation and molecular docking study of pyrazole, pyrazoline clubbed pyridine as potential antimicrobial agents // Anti-Infective Agents. 2020. Vol. 18, № 3. P. 306–314. http://doi.org/10.2174/1871526519666181217120626
  3. Wang G., Liu W., Peng Z., Huang Y., Gong Z., Li Y. Design, synthesis, molecular modeling, and biological evaluation of pyrazole-naphthalene d erivatives as potential anticancer agents on MCF-7 breast cancer cells by inhibiting tubulin polymerization // Bioorganic Chemistry. 2020. Vol. 103. P. 104141. https://doi.org/10.1016/j.bioorg.2020.104141
  4. Mohamed S., Dawoud N., Shabaan S. N., Fathall N., Hosni G., Anwer K. E. Synthesis and biological activity of a new class of enaminonitrile pyrazole // Egyptian Journal of Chemistry. 2021. Vol. 64, № 6. P. 3187–3203. https:// doi.org/10.21608/ejchem.2021.62916.3350
  5. Meshcheryakova A. A., Neumoina K. S., Sorokin V. V. Three-component synthesis of spiropyrazolines derived from benzohydrazides // Russian Journal of Organic Chemistry. 2023. Vol. 59, № 8. P. 1309–1314. https://doi.org/10.1134/S1070428023080031
  6. Ивонин М. А., Бурыгин Г. Л., Мещерякова А. А., Тюлькина И. Р., Сорокин В. В. Цитотоксическая активность некоторых представителей ряда бензимидазоло[1,2-а]хиназолина, пиридо[1,2-а] пиримидина и пиразолокарбонитрилов // Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии : межвуз. сб. науч. тр. XIII Всерос. конф. молодых ученых с междунар. участием. Саратов : Саратовский источник, 2018. С. 37–39. eLIBRARY ID: 36562436
  7. Sangwan S., Gulati S., Singh R., Prakash R. Lemon juice as an efficient biocatalyst for one pot three component green synthesis of substituted 5-amino-1-(2,4-dinitrophenyl)-1H-pyrazole-4-carbonitriles // iMedPub Journals. 2020. Vol. 11, № 3:1. https://doi.org/10.36648/0976-8505.11.3.10.36648/0976-8505.11.3.1
  8. Sangwan S., Singh R., Gulati S., Rana S. Effi cient and facile synthesis of pyrazoles using Guar-gum as organocatalyst and their in vitro herbicidal activity // Current Research in Green and Sustainable Chemistry. 2021. Vol. 4. P. 100146. https://doi.org/10.1016/j.crgsc.2021.100146
  9. Ioannidou H. A., Koutentis P. A. The conversion of isothiazoles into pyrazoles using hydrazine // Tetrahedron. 2009. Vol. 65, № 34. P. 7023–7037. https://doi.org/10.1016/j. tet.2009.06.041
  10. Tominaga Y., Matsuoka Y., Kohra S., Hosomi A. A novel preparation of polarized ethy lenes by the reaction of thioamides or dithiocarboxylates with tetracyanoethylene oxide: Synthesis of pyrazoles and pyrimidines // Heterocycles (Sendai). 1987. Vol. 26, № 3. P. 613–616. https: doi:10.3987/r-1987-03-0613
  11. Tominaga Y., Matsuoka Y., Oniyama Y., Uchimura Y., Komiya H., Hirayama M., Kohra S., Hosomi A. Polarized ethylenes. IV. Synthesis of polarized ethylenes using thioamides and methyl dithiocarboxylates and their application to syntheses of pyrazoles, pyrimidines, pyrazolo [3, 4-d] pyrimidines, and 5-aza [2.2.3] cyclazines // Journal of Heterocyclic Chemistry. 1990. Vol. 27, № 3. P. 647–660. https://doi.org/10.1002/jhet.5570270332
  12. Apsel B., Blair J. A., Gonzalez B., Nazif T. M., Feldman M. E, Aizenstein B., Hoffman R., Williams R. L., Shokat K. M., Knight Z. A. Targeted polypharmacology: Discovery of dual inhibitors of tyrosine and phosphoinositide kinases // Nature Chemical Biology. 2008. Vol. 4, № 11. P. 691. https://doi.org/10.1038/ nchembio.117
  13. Nguyen H. T., Truong M. N. H., Le T. V., Vo N. T., Nguyen H. D., Tran P. H. A New pathway for the preparation of pyrano [2, 3-c] pyrazoles and molecular docking as inhibitors of p38 MAP kinase // ACS Omega. 2022. Vol. 7, № 20. P. 17432–17443. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c01814
  14. Beyzaei H., Motraghi Z., Aryan R., Zahedi M. M., Samzadeh-Kermani A. Green one-pot synthesis of novel polysubstituted pyrazole derivatives as potential antimicrobial agents // Acta Chimica Slovenica. 2017. Vol. 64, № 4. P. 911–918. https://doi.org/10.17344/acsi.2017.3609
  15. Heravi M. R. P., Danafar M., Heravi N. P. One-pot of three-component synthesis of novel biologically important 5-amino-1, 3-diaryl-1H-pyrazole-4-carbonitriles using L-proline catalyst and their antimicrobial activity // Letters in Organic Chemistry. 2019. Vol. 16, № 11. P. 922–930. https://doi.org/10.2174/1570178616 666190315155330
  16. Al-Qalaf F., Mandani F., Abdelkhalik M. M., Bassam A. A. Synthesis of 5-substituted 3-amino-1 H-pyrazole-4-carbonitriles as precursors for microwave assisted regiospecific syntheses of pyrazolo [1, 5-a] pyrimidines // Molecules. 2008. Vol. 14, № 1. P. 78–88. https://doi.org/10.3390/molecules14010078
  17. Singh N., Pandey J. DABCO catalyzed, green and effi cient, one-pot multicomponent synthesis of 5-aminopyrazole-4-carbonitrile // Current Research in Green and Sustainable Chemistry. 2021. Vol. 4. P. 100134. https:// doi.org/10.1016/j.crgsc.2021.100134
  18. Veerappan T., Rengan R. Arene binuclear Ru (II)-promoted sustainable synthesis of substituted pyrazoles from alcohols via acceptorless dehydrogenative annulation // Organic Letters. 2023. Vol. 25, № 22. P. 4162–4167. https://doi.org/10.1021/acs.orglett.3c01452
  19. Koli B. P., Gore R. P., Malasane P. R. Green and effi cient three-component synthesis of novel isoniazid pyrazoles, molecular docking, antioxidant and antitubercular evaluation // Synthetic Communications. 2023. Vol. 53, № 18. P. 1506–1519. https://doi.org/10.1080/00397911.2023.2235624
  20. Константинова Е. А., Мещерякова А. А., Видлацкая Д. В., Сорокин В. В. Синтез новых потенциально биологически активных пиразолокарбонитрилов на основе гидразидов // Проблемы и достижения химии кислород- и азотсодержащих биологически активных соединений : сборник тезисов VII Всероссийской молодежной конференции. Уфа : Уфимский университет науки и технологий, 2023. С. 41–42. eLIBRARY ID: 55168311
Поступила в редакцию: 
08.04.2024
Принята к публикации: 
26.04.2024
Опубликована: 
30.09.2024
Краткое содержание:
(загрузок: 45)