Σύνθεση και μελέτη αντιδράσεων χρωμενονικών και πυρανονικών παραγώγων

Abstract

The synthesis of nitrogen derivatives of o-hydroxyacetyl chromenones and their potentiality to serve as substrates for the investigation of the applicability of a metathesis reaction of the hydroxyl group into an acyl group is the main scope of this study. The method involves treatment of N- acylhydrazone of an o-hydoxyaryl ketone with oxidizing agents. The above matathesis reaction, was found several years ago in our laboratory and was further applied to the synthesis of several aromatic compounds. As a continuation of our interest in the application of this rearrangement in more complex systems, like the heterocyclic ring, we synthesized, initially, a series of N-acylhydrazones of 3-acetyl-4-hydoxycoumarin. Oxidation of these novel hydrazones with either lead tetraacetate (LTA) or phenyliodo- so diacetate (PID), which is an environmentally friendly reagent, led to the metathesis products and the isolation of 3,4-diacylcoumarins (3,4-diacyl- chromen-2-ones). Additionally, in order to investigate the application of this metathesis reaction in a non-aromatic system such as 3-acetyl-4-hydroxy-6-methyl- pyran-2-one (DHAA), we prepared a series of N-acylhydrazones of 3-acetyl- 4-hydroxy-6-methyl-pyran-2-one (DHAA). Interestingly, the transformation of the hydroxyl group to a carbonyl was also successful when hydrazones of DHAA treated with either LTA or PID respectively. The result was the formation of 3,4-diacyl-6-methyl-pyran-2-ones. Subsequently, we studied the reaction of 3,4-diacylcoumarins with hydrazine, which led to the formation of novel 3,4-disubstituted compounds. Finally, we tested the prepared hydrazones of 3-acetyl-4-hydoxycoumarin for their in vitro antioxidant activity. It is worthy to note that the above procedures for o-diacyl products constitute the first application of such metathesis to a heterocyclic ring. In conclusion, all chromenone as well as pyranone derivatives synthesi- zed are novel compounds and were prepared in very good yields according to a facile method. Additionally, the simplicity, generality and the low cost of the reagents, add value to the synthetic method used. Furthermore, thesecompounds can serve as precursors for further synthetic heterocycles

Η παρούσα μελέτη πραγματεύεται, αρχικά, τη σύνθεση μιας σειράς υδραζονικών παραγώγων χρωμενονικών καρβονυλικών ενώσεων οι οποίες έχουν ως σκοπό να αποτελέσουν τα απαραίτητα υποστρώματα για την διερεύνηση της εφαρμογής μιας αντίδρασης μετάθεσης της υδροξυλο-ομάδας σε ακυλο-ομάδα. Την εν λόγω μετάθεση δίνουν οι Ν-καρβονυλοϋδραζόνες των ο-υδροξυ-αρωματικών καρβονυλικών ενώσεων με την επίδραση διαφόρων οξειδωτικών μέσων. Η συγκεκριμένη αντίδραση ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά στο εργαστήριο μας και βρήκε εφαρμογή στην σύνθεση πολλών αρωματικών παραγώγων. Λόγω του αμείωτου ενδιαφέροντός μας για τις δυνατότητες της παραπάνω μετάθεσης και με σκοπό την εφαρμογή της σε πιο πολύπλοκα συστήματα, όπως για παράδειγμα ο ετεροκυκλικός δακτύλιος, επιχειρήθηκε αρχικά η σύνθεση μιας σειράς Ν-καρβονυλοϋδραζονών της 3-ακετυλο-4-υδροξυ-2Η-χρωμεν-2- όνης (3-ακετυλο-4-υδροξυ-κουμαρίνης), οι οποίες οξειδώθηκαν με τετραοξικό μόλυβδο και εναλλακτικά, με το φιλικότερο στο περιβάλλον, διακετοξυιωδοβενζόλιο. Από την οξείδωση απομονώθηκαν οι 3,4-διακυλο-κουμαρίνες (3,4-διακυλο-χρωμεν-2-όνες), ως κύρια προϊόντα. Στη συνέχεια, ιδιαίτερη πρόκληση αποτέλεσε η περαιτέρω εφαρμογή της αντίδρασης μετάθεσης σ ́ ένα μη αρωματικό σύστημα όπως είναι η 3-ακετυλο- 4-υδροξυ-6-μεθυλο-2Η-πυραν-2-όνη. Για το λόγο αυτό επιχειρήθηκε η σύνθεση μιας σειράς Ν-καρβονυλοϋδραζονών της 3-ακετυλο-4-υδροξυ- 6-μεθυλο-2Η-πυραν-2-όνης. Από την οξείδωση των παραπάνω υδραζόνων απομονώθηκαν ως κύρια προϊόντα οι 3,4-διακυλο-6-μεθυλο-πυραν-2-όνες. Παράλληλα, έχοντας ως στόχο την περαιτέρω αξιοποίηση των 3,4-διακυλο προϊόντων ως πρώτων υλών στη σύνθεση νέων ετεροκυκλικών ενώσεων, διερευνήθηκε σε προκαταρκτικό επίπεδο η επίδραση της υδραζίνης στις 3,4-διακυλοκουμαρίνες, η οποία οδήγησε στον σχηματισμό νέων 3,4-διυποκατεστημένων παραγώγων. Τέλος, έγινε μια προκαταρκτική μελέτη της αντιοξειδωτικής δράσης των Ν-καρβονυλοϋδραζονών της 3-ακετυλο-4-υδροξυ κουμαρίνης με ικανοποιητικά αποτελέσματα. Οι παραπάνω αντιδράσεις σύνθεσης των ο-διακυλο-παραγώγων αποτελούν το πρώτο παράδειγμα εφαρμογής της εν λόγω μετάθεσης σε ετεροκυκλικό δακτύλιο. Συμπερασματικά, αξίζει να σημειωθεί ότι με την εφαρμογή της πρωτότυπης αντίδρασης μετάθεσης στα κατάλληλα υποστρώματα επιτεύχθηκε η σύνθεση νέων χρωμενονικών και πυρανονικών παραγώγων με ποικιλία υποκαταστατών στον δακτύλιο ενώ, η συνθετική διαδικασία που υιοθετήθηκε για την παρασκευή τους είναι απλή, σύντομη και οικονομική. Περαιτέρω, οι ενώσεις αυτές θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως πρόδρομες ουσίες για την σύνθεση νέων ετεροκυκλικών παραγώγων