سنتز آسان و کارآمد مشتق های 2-آمینو-4H-بنزو[h] کرومن در حضور متفورمین در حلال آب و دمای محیط
محورهای موضوعی : ساختارهای آلی و پلیمری
1 - گروه شیمی آلی، دانشکده شیمی، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران
2 - گروه شیمی آلی، دانشکده شیمی، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران
کلید واژه: 1-نفتول, کاتالیزگر بازی, بنزوکرومن¬ها, متفورمین, سنتز سبز.,
چکیده مقاله :
در این پژوهش، هماهنگ با توسعه شیمی سبز، سنتز مشتق¬های گوناگون 2-آمینو-4 H-بنزو[h]¬کرومن با استفاده از 1-نفتول، مالونونیتریل و آلدهید¬های آروماتیک در حلال آب و در حضور کاتالیزگر همگن و بازی متفورمین در دمای محیط انجام شده است. تمامی مشتق¬ها با بازده خوب تا عالی و در مدت زمان 5 تا 20 دقیقه به دست آمدند و با روش¬های مشخصه¬یابی FT-IR، 1H NMR و نقطه ذوب مورد بررسی و شناسایی قرار گرفتند.
In this research, in accordance with the development of green chemistry, various derivatives of 2-amino 4H-benzo[h]-chromene were synthesized using 1-naphthol, malononitrile and aromatic aldehydes in water solvent and in the presence of Metformin as homogeneous and basic catalyst at ambient temperature. All of products were obtained with high to excellent yields in duration of 5 to 20 minutes and all of derivatives were identified by FT-IR, 1H NMR and melting point characterization methods.
[1] Dehnavian, M., Dehghani, A., Moradi, L. (2022). RSC Advances, 12(39), 25194-25203.
[2] Kafi‐Ahmadi, L., Poursattar Marjani, A., Nozad, E. (2021). Applied Organometallic Chemistry, 35(8), 6271.
[3] Thumar, N. J., & Patel, M. P. (2009). Arkivoc, 13, 363-380.
[4] Neamani, S., Moradi, L., Sun, M. (2020). RSC Advances, 10(58), 35397-35406.
[5] Witters, L. A. (2001). The Journal of Clinical Investigation, 108(8), 1105-1107.
[6] Werner, E. A., Bell, J. (1922). Journal of the Chemical Society, Transactions, 121, 1790-1794.
[7] Khurana, J. M., Nand, B., Saluja, P. (2010). Tetrahedron, 66(30), 5637-5641.
[8] Aghajani, M., Monadi, N. (2019). Journal of the Chinese Chemical Society, 66(7), 775-784.
[9] Tajbakhsh, M., Kariminasab, M., Alinezhad, H., Hosseinzadeh, R., Rezaee, P., Tajbakhsh, M., Gazvini, H. J., Amiri, M. A. (2015). Journal of the Iranian Chemical Society, 12, 1405-1414.
[10] Maalej, E., Chabchoub, F., Oset-Gasque, M. J., Esquivias-Pérez, M., González, M. P., Monjas, L., Monjas, L., Perez, C., Rios, C., Rodriguez, M., Iriepa, I., Moraleda, I., Chioua, M., Romero, A., Macro, J., Samadi, A. (2012). European Journal of Medicinal Chemistry, 54, 750-763.
سنتز آسان و کارآمد مشتق های 2-آمینو-4H-بنزو[h] کرومن در حضور متفورمین در حلال آب و دمای محیط
عطیه احمدی، لیلا مرادی*
گروه شیمی آلی، دانشکده شیمی، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران
L_Moradi@kashanu.ac.ir
1- مقدمه
از سال 1850 با اولین گزارش از واکنش استرکر، واکنشهای چند جزئی1 (MCRs) بهعنوان یک ابزار قدرتمند جهت سنتز مواد زیستی فعال در شیمی آلی و دارویی معرفی شدهاست. یکی از دلایل استفاده از این واکنشها، علاقه شیمیدانان به تهیه مولکولهای زیستی کوچک و ترکیبهای دارویی گوناگون است. واکنشهای چند جزئی یکی از شاهکارهای علم شیمی برای طراحی ساختارهای پیچیده در دانشگاه و صنعت است که ویژگیهای منحصر به فردی چون اقتصادی بودن، بازده بالا، زمان کوتاه و در دسترس بودن را به همراه دارد. در سالهای اخیر طیف گستردهای از ترکیبهای ناجورحلقه از طریق واکنشهای چند جزئی تهیه شدهاند]1-4[. در میان ترکیبهای گوناگون ناجورحلقه، 2-آمینو-4H-بنزوکرومنها دسته برجسته و مهمی از ناجور حلقههای اکسیژندار هستند]5[. ناجورحلقههای دو حلقهای از یک حلقه بنزن و یک حلقه حاوی اکسیژن حاوی یک پیوند دوگانه تشکیل شدهاند]6[. 2-آمینو-4H-بنزوکرومنها خواص دارویی فراوانی چون ضدباکتری، ضدسرطان و ضد تومور دارند و در لوازم آرایشی، رنگدانهها و نیز در ساختار ترکیبهای طبیعی وجود دارند که برخی از آنها در شکل 1 نشان داده شدهاند]5[.
کاتالیزگرها بهطور معمول به دو دسته همگن و ناهمگن تقسیمبندی میشوند. در کاتالیزگرهای همگن، فاز مواد واکنش دهنده با کاتالیزگر یکسان است که این امر تماس هر چه بیشتر ذرات کاتالیزگر با مواد واکنشدهنده را بهدنبال دارد و در نتیجه سرعت واکنش بالا میرود. این کاتالیزگرها، بازده و گزینشپذیری بالایی دارند. اما جداسازی دشوار کاتالیزگرهای همگن از محیط واکنش، بزرگترین عیب آنها به حساب میآید]7[. تاکنون، روشهای سنتزی بسیاری برای تهیه مشتقهای گوناگون 2-آمینو-4H-بنزو[h]کرومن گزارش شدهاست]8-14[.
شکل 1. برخی از مشتقهای زیستی 2-آمینو بنزوکرومن
در این پژوهش، تهیه مشتقهای 2-آمینو-4H-بنزو[h]کرومن، از واکنش سه جزئی مالونونیتریل، آلدهیدهای آروماتیک و 1-نفتول در دمای محیط و در حضور حلال آب و کاتالیزگر بازی همگن متفورمین (C4H11N5) مورد بررسی قرار گرفته است. متفورمین که در سیستم نامگذاری آیوپاک با نام N،N - دی متیل بیگوانید2 شناخته میشود از جمله داروهای اصلی برای درمان دیابت نوع 2 است که از گیاه یاس بنفش فرانسوی(گیاهی که برای چندین قرن در طب عامیانه استفاده میشد)، سرچشمه میگیرد. متفورمین اولین بار در ادبیات علمی در سال 1922 توسط امیل ورنر3 و جیمز بل4 بهعنوان محصولی در سنتز N،N-دی متیل گوانیدین توصیف شد. قدرت بازی این ترکیب به 4/12میرسد]15، 16[(شکل 2). در سالهای اخیر متفورمین به تنهایی و یا به صورت تثبیت شده بر روی بسترهای مختلف، به عنوان کاتالیزگر کارآمد در سنتز سبز برخی از مشتقهای ناجورحلقه مورد استفاده قرار گرفته است]17-20[.
شکل 2. ساختار مولکولی متفورمین
۲- بخش تجربی
1-2- مواد شیمیایی و دستگاه های مورد استفاده
تمامی مواد شیمیایی و حلالهای استفادهشده در این پژوهش، همچون مالونونیتریل، آلدهیدهای آروماتیک، 1-نفتول و متفورمین از شرکتهای مرک و سیگما آلدریچ خریداری شدند. طیفهای FT-IR(تبدیل فوریه فروسرخ) با استفاده از اسپکتروفتومتر Perkin-Elmer 781 و قرص KBr جهت تامین گروههای عاملی در محدوده 4000-400 بر سانتیمتر ثبت شد. برای تایید هر چه بیشتر ساختار مشتقهای 2-آمینو-4H-بنزو[h] کرومن طیفهای 1H NMR با استفاده از دستگاه طیفسنج DRX-400 بروکر در حلال CDCl3 در حضور مرجع داخلی تترا متیل سیلان (TMS) بهکار گرفته شد. ثابت جفت شدگی J بر حسب HZ و جابه‌‌‌‌جایی شیمیایی δ بر حسب ppm گزارش گردید. در طیف تشدید مغناطیس هسته هیدروژن، پیامهای یکتایی بهصورت s، پیامهای دوتایی بهصورت d، پیامهای دوتایی دوتایی به صورت dd و پیامهای چندتایی بهصورت m گزارش شدند. نقطه ذوب محصولهای بهدست آمده با استفاده از دستگاه تعیین نقطه ذوب از نوعThermo Scientific اندازهگیری شد و پیشرفت واکنش با استفاده از کروماتوگرافی لایه نازک (TLC) ساخت شرکت مرک پیگیری شد.
2-2- سنتز 2-آمینو-4H-بنزو[h] کرومنها در حضور کاتالیزگر بازی متفورمین
آلدهید آروماتیک (1 میلی مول)، 1-نفتول (1 میلی مول، 144/0 گرم)، مالونونیتریل (5/1 میلی مول، 066/0 گرم) و کاتالیزگر بازی متفورمین (004/0 گرم) در 4 میلی لیتر حلال آب و دمای محیط وارد واکنش شدند. پیشرفت واکنش با کروماتوگرافی لایه نازک کنترل گردید (n-هگزان/ اتیل استات 1:1). پس از اتمام واکنش، رسوب بهدست آمده، صاف و با آب مقطر و اتانول شستشو داده شد. محصول خالص با روش تبلور مجدد بهدست آمد و در دمای محیط خشک شد و برای تایید ساختار محصولها آنالیزهای FT-IR و 1H NMR بهکار گرفته شد که اطلاعات این طیفها در ادامه آورده شدهاست.
2-آمینو-4-(4-برمو فنیل)-4H- بنزو[h]کرومن -3-کربونیتریل (4a) :
M.P.=243-245˚ C (M.PLit :239–241˚ C) [21]., FT-IR (KBr) ῡ (cm-1) : 3451-3330 (NH2), 2191 (CN), 1662-1598 (C=C aromatic), 1103 (C-O), 759 (C-Br)., 1H NMR (CDCl3, 400 MHZ) δ (ppm) : 8.20 (d, J = 8.2 Hz, 1H, Ar-H), 7.82 (d, J = 8.0 Hz, 1H, Ar-H), 7.63 – 7.54 (m, 3H, Ar-H), 7.31 (d, J = 8.2 Hz, 2H, Ar-H), 7.20 (d, J = 8.3 Hz, 2H, Ar-H), 7.00 (d, J = 8.4 Hz, 1H, Ar-H), 4.89 (s, 1H, CH), 4.80 (s, 2H, NH2).
2-آمینو-4-فنیل-4H- بنزو[h]کرومن -3-کربونیتریل (4b) :
M.PObsd: 218-220 ˚C, (M.PLit : 218-219 ˚C[21].,
FT-IR (KBr) ῡ (cm-1) : 3446-3304 (NH2), 2200 (CN), 3183 (C=C-H), 1649-1493 (C=C aromatic), 1185 (C-O)., 1H NMR (CDCl3, 400 MHZ) δ (ppm) : 8.20 (d, J = 8.2 Hz, 1H, Ar-H), 7.81 (d, J = 7.8 Hz, 1H, Ar-H), 7.65– 7.50 (m, 3H, Ar-H), 7.38 – 7.30 (m, 2H, Ar-H), 7.29 – 7.25 (m, 3H, Ar-H), 7.05 (d, J = 8.4 Hz, 1H, Ar-H), 4.90 (s, 1H, CH), 4.78 (s, 2H, NH2).
2-آمینو-4-(2-کلرو فنیل)-4H- بنزو[h]کرومن -3-کربونیتریل (4c) :
M.PObsd: 249-251 ˚C, (M.PLit : 248-250 ˚C[22]., FT-IR (KBr) ῡ (cm-1) : 3473-3320 (NH2), 3190 (C=C-H), 3059 (C-H aliphatic),2194 (CN), 1658-1596 (C=C aromatic), 1101 (C-O), 750 (C-Cl).,1H NMR (CDCl3, 400 MHZ) δ (ppm) : 8.20 (d, J = 8.4 Hz, 1H, Ar-H), 7.81 (d, J = 8.2 Hz, 1H, Ar-H), 7.62 – 7.49 (m, 3H, Ar-H), 7.43 – 7.40 (m, 1H, Ar-H), 7.27 (d, J = 8.2 Hz, 1H, Ar-H), 7.20 (d, J = 6.6 Hz, 2H, Ar-H), 7.08 (d, J = 8.5 Hz, 1H, Ar-H), 5.58 (s, 1H, CH), 4.83 (s, 2H, NH2).
2-آمینو-4-(4-کلرو فنیل)-4H- بنزو[h]کرومن -3-کربونیتریل (4d) :
M.PObsd: 232-234 ˚C, (M.PLit : 232-234 ˚C[21]., FT-IR (KBr) ῡ (cm-1) : 3455-3332 (NH2), 2189(CN), 1664-1598 (C=C aromatic), 1100 (C-O), 757 (C-Cl)., 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 8.20 (d, J = 8.3 Hz, 1H, Ar-H), 7.82 (d, J = 7.9 Hz, 1H, Ar-H), 7.65 – 7.51 (m, 3H, Ar-H), 7.31 (d, J = 8.2 Hz, 2H, Ar-H), 7.24 – 7.16 (m, 2H, Ar-H), 7.00 (d, J = 8.6 Hz, 1H, Ar-H), 4.89 (s, 1H, CH), 4.79 (s, 2H, NH2).
2-آمینو-4-(3-نیترو فنیل)-4H- بنزو[h]کرومن -3-کربونیتریل (4e) :
M.PObsd: 213-215 ˚C, (M.PLit : 214-216 ˚C[21]., FT-IR (KBr) ῡ (cm-1) : 3460-3329 (NH2), 2186 (CN), 1660-1590 (C=C aromatic), 1190 (C-O), 1523-1351 (NO2)., 1H NMR (CDCl3, 400 MHZ) δ (ppm) : 8.21 (d, J = 8.8 Hz, 3H, Ar-H), 7.84 (d, J = 7.7 Hz, 1H, Ar-H), 7.68 – 7.54 (m, 3H, Ar-H), 7.45-7.42 (m, 2H,Ar-H), 6.98 (d, J = 8.5 Hz, 1H, Ar-H), 5.04 (s, 1H, CH), 4.90 (s, 2H, NH2).
2-آمینو-4-(2و4-دی کلرو فنیل)-4H- بنزو[h]کرومن -3-کربونیتریل (4f) :
M.PObsd: 213-215 ˚C, (M.PLit : 214-215 ˚C[21].,
FT-IR (KBr) ῡ (cm-1): 3454-3332 (NH2), 2190 (CN), 1659-1575 (C=C aromatic), 1101 (C-O), 765 (C-Cl)., 1H NMR (CDCl3, 400 MHZ) δ (ppm) : 8.19 (d, J = 8.1 Hz, 1H, Ar-H), 7.82 (d, J = 7.9 Hz, 1H, Ar-H), 7.61 – 7.50 (m, 3H, Ar-H), 7.47-7.31 (m, 1H, Ar-H), 7.20 (d, J = 8.4 Hz, 1H, Ar-H), 7.13 (d, J = 8.4 Hz, 1H, Ar-H), 7.04 (d, J = 8.6 Hz, 1H, Ar-H), 5.54 (s, 1H, CH), 4.85 (s, 2H, NH2).
2-آمینو-4-(3-برومو فنیل)-4H- بنزو[h]کرومن -3-کربونیتریل (4g) :
M.PObsd: 216-218 ˚C, (M.PLit : 215-217 ˚C[23].,
FT-IR (KBr) ῡ (cm-1): 3453-3338 (NH2), 2191 (CN), 1665-1604 (C=C aromatic), 1102 (C-O), 757 (C-Br)., 1H NMR (DMSO-d6, 400 MHZ) δ (ppm) : 8.24 (d, J = 8.3 Hz, 1H, Ar-H), 7.90 (d, J = 8.0 Hz, 1H, Ar-H), 7.68–7.58 (m,3H, Ar-H), 7.39 (d, J = 8.3 Hz, 2H, Ar-H), 7.33–7.25 (m,2H, Ar-H),7.21 (s, 2H, NH2), 7.10 (d, J = 8.5 Hz, 1H, Ar-H), 4.96 (s, 1H, CH).
2-آمینو-4-(4-متیل فنیل)-4H- بنزو[h]کرومن -3-کربونیتریل (4h) :
M.PObsd: 202-204˚C, (M.PLit : 205-206 ˚C[21]., FT-IR (KBr) ῡ (cm-1): 3435-3344 (NH2), 3047 (C-H aliphatic), 2189 (CN), 1658-1509 (C=C aromatic), 1379 (CH3 bending), 1102 (C-O)., 1H NMR (CDCl3, 400 MHZ) δ (ppm) : 8.20 (d, J = 8.2 Hz, 1H, Ar-H), 7.81 (d, J = 7.4 Hz, 1H, Ar-H), 7.64 – 7.43 (m, 4H, Ar-H), 7.28 (s, 2H, Ar-H), 7.05 (d, J = 8.5 Hz, 2H, Ar-H), 4.87 (s, 1H, CH), 4.75 (s, 2H, NH2), 2.33 (s, 3H, CH3).
2-آمینو-4-(2و6 دی کلرو فنیل)-4H- بنزو[h]کرومن -3-کربونیتریل (4i) :
M.PObsd: 262-264˚C,(M.PLit : 264-265 ˚C[24]., FT-IR (KBr) ῡ (cm-1): 3474-3324(NH2), 2188(CN), 1657-1603(C=C aromatic),1100(C-O), 782(C-Cl)., 1H NMR (CDCl3, 400 MHZ) δ (ppm) : 8.19 (d, J = 8.2 Hz, 1H, Ar-H), 7.82 (d, J = 8.0 Hz, 1H, Ar-H), 7.60 – 7.54 (m, 3H, Ar-H), 7.44 (d, J = 2.0 Hz, 1H, Ar-H), 7.19 (dd, J = 8.4, 2.1 Hz, 1H, Ar-H), 7.13 (d, J = 8.4 Hz, 1H, Ar-H), 7.04 (d, J = 8.6 Hz, 1H, Ar-H), 5.54 (s, 1H, CH), 4.85 (s, 2H, NH2).
2-آمینو-4-(2-نیترو فنیل)-4H- بنزو[h]کرومن -3-کربونیتریل (4j) :
M.PObsd: 221-223 ˚C,(M.PLit : 221-224 ˚C[22]., FT-IR (KBr) ῡ (cm-1): 3456-3357 (NH2), 2185 (CN), 1653-1595 (C=C aromatic),1101 (C-O), 1510-1343 (NO2)., 1H NMR (CDCl3, 400 MHZ) δ (ppm) : 8.21 (d, J = 8.3 Hz, 1H, Ar-H), 7.90 (d, J = 8.2 Hz, 1H, Ar-H), 7.82 (d, J = 7.9 Hz, 1H, Ar-H), 7.64 – 7.48 (m, 4H, Ar-H), 7.44 – 7.33 (m, 2H, Ar-H), 7.10 (d, J = 8.6 Hz, 1H, Ar-H), 5.76 (s, 1H, CH), 4.89 (s, 2H, NH2).
2-آمینو-4-(4-متوکسی فنیل)-4H- بنزو[h]کرومن -3-کربونیتریل (4k) :
M.PObsd: 195-197˚C, (M.PLit : 194-197 ˚C[21].,
FT-IR (KBr) ῡ (cm-1): 3414-3326 (NH2), 3206 (C=C-H), 3000 (C-H aliphatic), 2191 (CN), 1605-1570 (C=C aromatic), 1376 (CH3 bending), 1103 (C-O)., 1H NMR (CDCl3, 400 MHZ) δ (ppm) : 8.19 (d, J = 8.1 Hz, 1H, Ar-H), 7.93 – 7.77 (m, 1H, Ar-H), 7.74 – 7.50 (m, 3H, Ar-H), 7.27 – 7.13 (m, 2H, Ar-H), 7.04 (dd, J = 8.6, 4.2 Hz, 1H, Ar-H), 6.87 (m, 2H, Ar-H), 4.86 (s, 1H, CH), 4.75 (s, 2H, NH2), 3.80 (s, 3H, CH3).
2-آمینو-4-(4-نیترو فنیل)-4H- بنزو[h]کرومن -3-کربونیتریل (4l) :
M.PObsd: 237-239˚C,(M.PLit : 237-239 ˚C[21]., FT-IR (KBr) ῡ (cm-1): 3456-3357 (NH2), 2185 (CN), 1653-1594 (C=C aromatic), 1102 (C-O), 1510-1343 (NO2)., 1H NMR (CDCl3, 400 MHZ) δ (ppm) : 8.21 (d, J = 8.7 Hz, 2H, Ar-H), 7.84 (d, J = 7.0 Hz, 1H, Ar-H), 7.70 – 7.49 (m, 4H, Ar-H), 7.52 – 7.40 (m, 2H, Ar-H), 6.98 (d, J = 8.5 Hz, 1H, Ar-H), 5.05 (s, 1H, CH), 4.87 (s, 2H, NH2).
۳- نتایج و بحث
در این مطالعه واکنش سه جزئی میان 1-نفتول، مالونونیتریل و بنزآلدهید در حضور کاتالیزگر همگن متفورمین به عنوان واکنش مدل انتخاب گردید و تاثیر حلال و مقدار کاتالیزگر در دمای محیط مورد بررسی قرار گرفت. به منظور تعیین بهترین حلال، واکنش مدل در حضور حلالهای گوناگون و مقادیر متفاوت کاتالیزگر مورد بررسی قرار گرفت (جدول 1). واکنش با حلالهای استونیتریل، اتانول، اتانول-آب (1:1) و آب مقطر تست شد و در نهایت بالاترین بازده در حلال آب و در دمای محیط بهدست آمد. با توجه به قطبیت مناسب آب و نیز انحلال پذیری کاتالیزگر و مالونونیتریل و برهم کنش مناسب با 1-نفتول و آلدهیدهای آروماتیک از طریق تشکیل پیوند هیدروزنی، حلال آب بهترین حلال مورد استفاده در دمای محیط در نظر گرفتهشد(جدول 1، ردیف 4).
به منظور بهینهسازی مقدار کاتالیزگر استفاده شده بهگونهای که بالاترین بازده با کمترین مقدار کاتالیزگر حاصل شود، مقادیر متفاوتی از کاتالیزگر در واکنش مدل مورد استفاده قرار گرفت. بهترین مقدار کاتالیزگر 004/0 گرم بهدست آمد که با بالاترین
بازده همراه بود (جدول 2، ردیف 3) همچنین، افزایش مقدار کاتالیزگر به مقدار 005/0 گرم تاثیری در میزان بازده نداشته و واکنش در عدم حضور کاتالیزگر نیز پس از 12 ساعت بازده ناچیزی داشت(جدول 2، ردیف 1).
پس از حصول شرایط بهینه واکنش، برخی از مشتقهای 2-آمینو-4H-بنزو[h]کرومن با استفاده از 1-نفتول، مالونونیتریل و مشتقهای گوناگون و دارای استخلافهای الکترون دهنده وکشنده آلدهید در حضور کاتالیزگر بازی متفورمین و حلال سبز
جدول 1. مقایسه اثر حلالهای مختلف در سنتز مشتقهای 2-آمینو-4H-بنزو[h]کرومن
ردیف | حلال | زمان(دقیقه) | بازده(%) |
1 | استونیتریل | 50 | 74 |
2 | اتانول | 35 | 87 |
3 | اتانول-آب (1:1) | 25 | 92 |
4 | آب | 5 | 98 |
شرایط انجام واکنش: 1-نفتول (1 میلیمول)، مالونونیتریل (5/1 میلی مول)، بنزآلدهید (1 میلیمول)، متفورمین (004/0 گرم) و حلال 4 میلی لیتر در دمای محیط.
جدول 2. بهینهسازی مقدار کاتالیزگر در سنتز مشتقهای 2-آمینو-4H-بنزو[h]کرومن
ردیف | کاتالیزگر(گرم) | زمان(دقیقه) | بازده(درصد) |
1 | - | 720 | ناچیز |
2 | 002/0 | 20 | 89 |
3 | 004/0 | 5 | 98 |
4 | 005/0 | 5 | 98 |
شرایط انجام واکنش: 1-نفتول (1 میلیمول)، مالونونیتریل (5/1 میلی مول)، بنزآلدهید (1 میلیمول)، حلال آب 4 میلی لیتر و دمای محیط
آب در دمای محیط تهیه شدند و زمان و بازده هر محصول در جدول 3 گزارش شدهاست. تاثیر گروههای الکترونکشنده و الکتروندهنده روی آلدهیدهای بهکار رفته مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد آلدهیدهای دارای گروه الکترونکشنده عملکرد بهتری نسبت به آلدهیدهای دارای گروه الکتروندهنده دارند. همچنین واکنش در حضور آلدهیدهای دارای ممانعت فضایی در زمان طولانی تری انجام شد.
سازوکار پیشنهادی برای واکنش سه جزئی بین 1-نفتول، بنزآلدهید و مالونو نیتریل در طرح 1 آورده شدهاست. در مرحله اول، کاتالیزگر بازی متفورمین H اسیدی ترکیب مالونونیتریل را جدا کرده و آنیون ایجاد شده با آلدهید طی تراکم نووناگل و حذف آب، حدواسط I را ایجاد میکند. سپس ترکیب 1-نفتول با افزایش مایکل به حد واسط (I)، حد واسط (II) را حاصل میکند و با انجام یک حلقهزایی و به دنبال آن توتومری، محصول نهایی بهدست میآید. جهت مقایسه عملکرد کاتالیزگر متفورمین با دیگر کاتالیزگرهای گزارش شده، سنتز ترکیب 4b در حضور کاتالیزگرهای مختلف مورد بررسی قرارگرفت. نتایج در جدول 4 گزارش شدهاست. با توجه به زمان و بازده محصول در شرایط مختلف میتوان نتیجه گرفت که واکنش در حضورکاتالیزگر آلی متفورمین، بازده بالاتر و زمان کوتاهتری داشته و روشی قابل ارائه، سبز، ایمن و با کارایی بالا میباشد.
4- نتیجه گیری
در پژوهش حاضر، تهیه مشتقهای تک ظرف 2-آمینو-4H-بنزو[h]کرومن در حضور کاتالیزگر کارآمد متفورمین انجام شد. استفاده از حلال سبز آب، مدت زمان کوتاه واکنش در دمای محیط به همراه بازدههای خوب تا عالی محصولها، از مزیت های روش ارایه شده است می باشد.
5- تشکر و قدردانی
نویسندگان این مقاله از دانشگاه کاشان برای حمایت از این پژوهش سپاسگزاری میکنند.
جدول 3. سنتز مشتقهای 2-آمینو-4H- بنزو [h] کرومن در حضور کاتالیزگر متفورمین
4a, 5min, 97% |
4b, 5min, 98% |
4c, 14min, 91% |
4d, 5min, 98% |
4e, 12min, 93% |
4f, 17min, 88% |
4g, 10 min, 95% |
4h, 18min, 89% |
4i, 18 min, 88% |
4j, 14min, 90% |
4k, 20 min, 86% |
4l, 6min, 96% |
شرایط انجام واکنش: 1-نفتول (1 میلیمول)، مالونونیتریل (5/1 میلی مول)، آلدهید آروماتیک (1 میلیمول)، متفورمین (004/0 گرم) در حلال آب و دمای محیط
طرح 1. ساز و کار پیشنهادی جهت سنتز مشتقهای بنزوکرومن
جدول 4. مقایسه عملکرد کاتالیزگر متفورمین با دیگر کاتالیزگرهای گزارش شده در سنتز مشتقهای 2-آمینو-4H-بنزو[h]کرومن
ردیف | کاتالیزگر | شرایط واکنش | زمان (دقیقه) | بازده (%) |
1 | Meglumine [5] | H2O/80˚C/MW | 35 | 95 |
2 | CTAB [6] | H2O/r.t/US | 180 | 92 |
3 | TiCl4 [7] | Solvent free/r.t | 15 | 91 |
4 | KF-Al2O3 [8] | EtOH,80˚C | 300 | 78 |
5 | POM@Dy-PDA [9] | EtOH/H2O, reflux | 20 | 90 |
6 | C60-NH2 [10] | H2O, 70˚C | 30 | 96 |
7 | SILLP [11] | H2O, 100˚C | 10 | 97 |
8 | KCC-1-nPr-Met [18] | EtOH/H2O. r.t | 14 | 98 |
9 | Metformin | H2O/r.t | 5 | 98 |
مراجع
1. M. Zare, L. Moradi, RSC Adv. 12, 34822-34830 (2022).
2. E. Zarenezhad, R. Taghavi, P. Kamrani, M. Farjam, S. Rostamnia, RSC Adv. 12, 31680- 31687 (2022).
3. A. Moazeni Bistgani, L. Moradi, Microporous Mesoporous Mater. 372, 113113-113125 (2024).
4. S. Peiman, R. Baharfar, B. Maleki, Mater. Today Commun. 26, 101759-101809 (2021).
5. L. Kafi‐Ahmadi, A. Poursattar Marjani, E. Nozad, Appl. Organomet. Chem. 35(8), 6271 (2021).
6. N. J. Thumar, M. P. Patel, Arkivoc, 13, 363-380 (2009).
7. S. Neamani, L. Moradi, M. Sun, RSC Adv. 10(58), 35397-35406 (2020).
8. L. Moradi, M. Zare, Iran. J. Catal. 5 (4), 297-303 (2015).
9. T. S. Jin, J. C. Xiao, S. J. Wang, T. S. Li, Ultrason. Sonochem. 11 (6), 393-397 (2004).
10. B. Sunil Kumar, N. Srinivasulu, R. H. Udupi, B. Rajitha, Y. Thirupathi Reddy, P. Narsimha Reddy, P. S. Kumar, Russ. J. Org. Chem. 42, 1813-1815 (2006).
11. X. S. Wang, D. Q. Shi, S. J. Tu, Chin. J. Chem. 21 (9), 1114-1117 (2003).
12. S. Hosseinzadeh‐Baghan, M. Mirzaei, H. Eshtiagh‐Hosseini, V. Zadsirjan, M. M Heravi, J. T, Mague, Appl. Organomet. Chem. 34(9), 5793 (2020).
13. M. Mirza‐Aghayan, M. Mohammadi, R. Boukherroub, J. Heterocycl. Chem. 59(6), 1102-1115 (2022).
14. L. Kheirkhah, M. Mamaghani, N. o. Mahmoodi, A. Yahyazadeh, S. S. M. Ziabari, J. Chem. Res. 41(1), 21-24 (2017).
15. L. A. Witters, J. Clin. Investig. 108(8), 1105-1107 (2001).
16. E. A. Werner, J. Bell, J. Chem. Soc. Trans. 121, 1790-1794 (1922).
17. F. Heydari, M. Bakhtiarian, M. M. Khodaei, M. M, Mater. Sci. Eng. B. 296, 116686-116715 (2023).
18. N. Haghdadi, S. Asghari, G. Firouzzadeh Pasha, Res. Chem. Intermed. 50, 1961-1992, (2024).
19. S. Fortun, P. Beauclair, A. R. Schmitzer, RSC Adv. 7, 21036-21044 (2017).
20. A. H Ismail, Z. S. Al-Garawi, K. Al-Shamari, A. T. Salman, J. Phys. Conf. Ser. 1853, 012060-012069 (2021).
21. J. M. Khurana, B. Nand, P. Saluja, Tetrahedron, 66(30), 5637-5641 (2010).
22. M. Aghajani, N. Monadi, J. Chin. Chem. Soc. 66(7), 775-784 (2019).
23. M. Tajbakhsh, M. Kariminasab, H. Alinezhad, R. Hosseinzadeh, P. Rezaee, M. Tajbakhsh, H. J. Gazvini, M. A. Amiri, J. Iran. Chem. Soc. 12, 1405-1414 (2015).
24. E. Maalej, F. Chabchoub, M. J. Oset-Gasque, M. Esquivias-Pérez, M. p. González, L. Monjas, C. Perez, C. Rios, M. Rodriguez, I. Iriepa, I. Moraleda, M. Chioua, A. Romero, J. Macro, A. Samadi, Eur. J. Med. Chem. 54, 750-763 (2012).
[1] Multicomponent Reactions
[2] N,N-dimethylbiguanide
[3] Emil Werner
[4] James Bell
Easy and efficient synthesis of 2-amino-4H-benzo[h]chromene derivatives in the presence of metformin and water solvent in ambient temperature
Atiyeh Ahmadi, Leila Moradi*
Abstract: In this research, in accordance with the development of green chemistry, various derivatives of 2-amino 4H-benzo[h]-chromene were synthesized using 1-naphthol, malononitrile and aromatic aldehydes in water solvent and in the presence of Metformin as homogeneous and basic catalyst at ambient temperature. All of products were obtained with high to excellent yields in duration of 5 to 20 minutes and all of derivatives were identified by FT-IR, 1H NMR and melting point characterization methods. |
Keywords: 1-Naphthol, Basic catalyst, Benzochromenes, Metformin, Green synthesis.