Acta Chim. Slov. 2002, 49, 173-180.
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EXCELLENTES VOIES DE SYNTHESE DES DERIVES DES 4-OXO-4H-1-BENZOPYRANES AVEC LE CONCOURS DE MICRO-ONDES
George Bratulescu
Universite de Craiova, Faculte de Chimie,13 A.I.Cuza, 1100 Craiova-Roumanie
Received 07-05-2001
Abstract
4-Oxo-4H-benzopyrans are prepared in good yield on solid mineral supports or medium paste and under microwave irradiation in domestic ovens.
Introduction
Les   derives   du   4-oxo-4H-l-benzopyrane   (chromone)   possedent   des   activites
antiallergique, " antidiabetique, " antiinflammatoires, " antibacteriennes et antivirales. " L'ensemble de toutes ces proprietes potentielles et l'interet que present la reactivite des derives des chromones, nous ont incites a chercher des methodes propres, efficaces et economiques pour les preparer.
Usuellement, la synthese du 4-oxo-4H-l-benzopyrane et de ses derives est effectuee par condensation des 2-hydroxyacetophenones avec les diesters de l'acide oxalique en milieu liquide. " ' ' L'obtention des produits escomptes dans ces precedes est tributaire du pH du milieu. De plus, les solvants organiques utilises sont toxiques, les reactions s'achevent apres plusieurs heures et les rendements demeurent faible.
Resultats et discussion
Anterieurement, nous avons realises des precedes originaux de synthese sous micro-
ondes (MO) grace aux nouveaux supports, soit en milieux pateux. " A partir de ces resultats nous avons developpe les voies d'acces aux derives des 4-oxo-4H-l-benzopyranes que nous avons synthetises par les reactions suivantes:
ai                                                 a2
ou R : H, Br
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COOH
a4
OH
+ (COOEt)2
COMe
l.MeOK/MO
2.AcOH/HCl' -2EtOH
a2
a3
SOCl2 MO
-so2
-HC1
COCHN9
2CH2N2 '-CH3C1,-N2 MO
COC1
a6
+2HI MO
-N2 -I2
as
C6H6 MO
¦HC1
COCH
¦3
COPh
a7                                                                   a8
Les milieux pateux resultent souvent par addition d'une quantite tres reduite d'un solvant volatil tres polaire et qui ne reagit pas avec les reactants. Le solvant que nous avons utilise pour initier les reactions sous micro-ondes a ete le nitromethane. Ce solvant absorbe fortement les micro-ondes et cree des points chauds dans le milieu reactionnel. Ces points chauds sont similaire aux centres catalytiques. Suite a l'echauffement du milieu le solvant va aussitot etre elimine, done il ne šalit pas les produits. Le support
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absorbant a ete le chlorure d'aluminium qui est aussi le catalyseur en reactions de substitution electrophile aromatique.
Conclusions
Les resultats obtenus par ce procede aux syntheses des certains derives des 4-oxo-
4H-l-benzopyranes sont excellents: installation experimentale simplifie, separation facile des produits, purete accrue des produits de reactions, temps d'irradiation de quelques minutes, rendements augmentes.
Partie experimentale
Tous les reactifs utilises sont des produits Fluka ou Aldrich. Les analyses elementaires ont ete faites avec un appareil Carbo Erba modele 1106.
Les spectres IR/FT ont ete enregistres en pastille de KBr au moyen d'un spectrometre Perkin-Elmer 1600.
Les spectres RMN- H sont enregistre en solution de CDCI3 en presence de TMS a l'aide d'un appareil BRUKER ARX 400.
Le four a micro-ondes d'usage domestique a la puissance d'emission de 650W, X=\22 cm.
Les points de fusion ont ete mesures au moyen d'un appareil Boetius. Les points d'ebullition ont ete etablis en suivant la distillation des produits.
Les produits synthetises ont ete identifies par chromatographic sur couche mince (gel de silice comme support et acetate d'ethyle comme eluant) et par analyse de leurs spectres RMN-1!! et IR.
Protocole experimentale
A. Transposition Friess
Dans un becher en pyrex, a 4 mmole de derive acetoxyle (ai) sont additionnes sous agitation magnetique 50 mmole de trichlorure d'aluminium et quelques gouttes de nitromethane. La pate ainsi obtenue est irradie sous micro-ondes conformement le temps requis. On ajoute 25 mL d'eau pour dissoudre le trichlorure d'aluminium et on extrait 3 fois par 10 mL de chlorophorme. Le chlorophorme est evapore et le residiu restant est
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distille. II resulte les 2-hydroxyacetophenones (a2) qui ont les proprietes physiques
identiques a celles des produits commerciaux (Fluka ou Aldrics):
a2i :    R=H,    formule    moleculaire    CsH802,    analyse    elementaire    (calc./trouve)
%C=70.58/70.52,   %H=5.88/5.83,  temps  d'irradiation  7  min,  Rend.=87%,  Te=93
°C/12mm Hg.
IR(cm_1): vOH=3410-3220F, vc=o=1656tF, vc=c=1612F, 1657m, 1469F
RMN-JH, 8(ppm) : 2.58(s, 3H, CH3), 6.88(m, 1H, H3), 7.30(m, 1H, H4), 6.91(m, 1H,
H5), 7.72(m, 1H, H6), 12.20(s, 1H, OH)
a22:    R=Br,    formule   moleculaire   CsHyBrOi,    analyse    elementaire   (calc./trouve)
%C=44.65/44.61, %H=3.25/3.20, temps d'irradiation 6 min, Rend.=90%, Tt=59.5 °C.
IR(cm_1): vOH=3400-3235F, vc=o=1650tF, vc=c=1610F, 1560m, 1471F, vCBr=628F
RMN-JH, S(ppm) : 2.62(s, 3H, CH3), 6.93(m, 1H, H3), 7.59(dd, 1H, H4), 7.87(d, 1H,
H6), 12.20(s, 1H, OH)
B. Synthese des acides 4-oxo-4H-l-benzopyran-2- carboxyliques (a3)
Dans un becher en pyrex, on introduit 3 mmol de derive de la 2-hydroxyacetophenone (a2), 3 mmol d'oxalate de diethyle et 10 mmol de methoxide de potassium. La pate obtenue est irradie sous micro-ondes 4x50 secondes. On ajoute 25 mL d'ether de petrole puis on filtre Tester sode obtenu precedemment. Dans le meme becher on introduit Tester sode, 1 mL de solution d'HCl concentre et 1 mL d'acide acetique. La pate resultante est irradie sous micro-ondes pendant 2 min. Apres refroidissement on ajoute 20 mL d'eau et on filtre le precipite. II est recristallise dans Tethanol a 95% . On a obtenu les produits:
a3i:    R=H,    formule    moleculaire    C10H6O4,    analyse    elementaire    (calc./trouve) %C=63.15/63.10, %H=3.15/3.12, Rend.=93%, T^259°C(260°C)4. IR(cm_1): voh=3378-3116F, vc=o=1736F (acide), vc=o=1630tF (cetone), vc=c=1590F, 1484F
RMN-JH, 8(ppm) : 6.96(m,lH,H3), 6.90-7.83(m,4H,Ar), 12.15(s,lH,OH) a32:   R=Br,   formule   moleculaire   CioH5Br04,   analyse   elementaire   (calc./trouve) %C=44.60/44.54, %H=1.85/1.82, Rend.=96%, T^263°C (263°C)4.
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IRCem"1): voh=3204-2408F, vc=o=1740tF (acide), vc=o=1640F (cetone), vc=c=1598F,
1470F
RMN-JH, 8(ppm) : 6.90(m, 1H, H3), 7.92(m, 2H, H7, H8), 8.15(d, 1H, H5), 8.60(s, 1H,
OH)
C.  Synthese des acides 2,3-dihydro-l-benzopyrane-4-oxo-4H-2-carboxyliques (84)
Dans 110 mL d'ethanol, on ajoute 10 mmol de compose a3. Dans cette solution, on introduit 0.5 g de palladium sur charbon a 10%. L'hydrogenation est arrete lorsque la quantite theorique d'hydrogene necessaire a la reaction a ete consommee. On filtre et evapore sous pression reduite la solution. Le residu solide est recristallise dans 1'acetate d'ethyle. On a obtenu les produits :
a4i:    R=H,    formule    moleculaire    C10H8O4,    analyse    elementaire    (calc./trouve) %C=62.50/62.47, %H=4.16/4.14, Rend.=40%, T^1640C(165°C)16. IR(cm_1): voH=3210-2870m, vc=o=1740tF (acide), vc=o=1650F (cetone), vc=c=1610F, 1573F,1470F
RMN-JH, 8(ppm) : 3.04(d, 2H, CH2), 5.28(t, 1H, CH), 6.88-7.85(m, 4H, Ar), 12.23(s, 1H, OH)
a42:   R=Br,   formule   moleculaire   CioHy04Br,   analyse   elementaire   (calc./trouve) %C=44.28/44.26, %H=2.58/2.53, Rend.=55%, T^184°C.
IR(cm_1): voH=3295-2917m, vc=o=1732F (acide), vc=o=1647tF (cetone), vc=c=1614F, 1478F
RMN-JH, 8(ppm) : 3.15(d, 2H, CH2), 5.07(t, 1H, CH), 6.76(d, 1H, H8), 7.52(m, 1H, H7), 7.93(d, 1H, H5), 12.06(s, 1H, OH)
D.  Syntheses des chlorures des acides 4-oxo-4H-l-benzopyrane-2-carboxyliques (as)
Dans un becher en pyrex ouvert, on introduit 10 mmol de substance a3 et 30 mmol de chlorure de thionyle, tout en remuant avec un baguette en verre. La pate ainsi obtenue est irradie dans le four a micro-ondes pendant 5x50 secondes. Le produit est purifie par recristallisation dans le cyclohexane. Rendement quantitatif. II resulte les composes suivants :
asi:    R=H,    formule   moleculaire   C10H5CIO3,    analyse   elementaire   (calc./trouve) %C=57.59/57.56, %H=2.39/2.33, Tt=105.5°C(106°C)3.
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IR(cm_1) : vc=o= 1748m (cetone), Vc=o=1643tF (pyrone), Vc=c=1638F
RMN^H, S(ppm): 7.21(s, 1H, H3), 7.56-8.23(m, 4H, Ar)
a52:   R=Br,   formule   moleculaire   CioHsBrC103,   analyse   elementaire   (calc./trouve)
%C=41.73/41.71, %H=1.39/1.37, Tt=131°C(131°C)3.
IR(cm_1): vc=o=1715tF (cetone), vc=o=1620tF (pyrone), vc=c=1638F
RMN^H, 8(ppm): 7.21(s, 1H, H3), 7.56-8.23(m, 4H, Ar)
E.  Synthese des 4-oxo-4H-l-benzopyrane-2-diazoacetyl-derives (&(,)
Dans un erlenmeyer, on place 5 mmol de chlorure d'acide as et une solution de 15 mmol de diazomethane dans 20 mL d'ether. Le melange est soumis aux micro-ondes jusqu'au sec. Le produit resulte quantitativement. On a obtenu les produits : a6i   :   R=H,   formule   moleculaire   C11H6N2O3,   analyse   elementaire   (calc./trouve) %C=61.68/61.62, %H=2.80/2.78, Tt=179°C.
IR(cm_1):  vcN=2120m,  vc=o=1650tF  (cetone),  Vc=o=1621tF  (pyrone),  Vc=c=1600F, 1460f
RMN^H, 8(ppm): 6.26(s,  1H, CHN2), 7.00(s,  1H, H3), 7.39-7.51(m, 2H, H6, H8), 7.72(m, 1H, H7), 8.18(d, 1H, H5)
»62  :  R=Br,  formule  moleculaire  CnH5BrN203,  analyse  elementaire  (calc./trouve) %C=45.05/45.03, %H=1.70/1.65, Tt=152°C.
IR(cm_1):   vcN=2120m,   vc=o=1658tF   (cetone),   Vc=o=1637F  (pyrone),   Vc=c=1603F, 1455m
RMN^H, 8(ppm): 6.24(s, 1H, CFLN2), 7.01(s, 1H, H3), 7.39(d, 1H, H8), 7.79(m, 1H, H7), 8.30(d, 1H, H5)
F.  Synthese des 4-oxo-4H-l-benzopyrane-2-acetyl-derives (a7)
5 mmol de compose a$ sont additionne graduellement dans 12 g solution d'acide iodohydrique a 10%: On agite le milieu reactionnel une heure, puis, apres refroidissement, on filtre. Le precipite est lave avec 20 mL de solution de thiosulfate de sodium a 10 %. Le produit brut est recristallise dans l'ethanol a 95%. On a obtenu les produits :
a7i   :    R=H,    formule   moleculaire    C11H8O3,    analyse   elementaire   (calc./trouve) %C=70.21/70.19, %H=4.25/4.22, Rend.=90%, Trl37.50C(138°C)u.
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IRCem"1): vc=o=1700tF (cetone), vc=o=1658tF (pyrone), vc=c=1622F, 1483f
RMN^H, 8(ppm): 2.63(s, 3H, CH3), 6.94(s, 1H, H3), 7.43(t, 1H, H6), 7.51(d, 1H, H8),
7.62(m, 1H, H7), 8.17(d, 1H, H5).
a72   :   R=Br,   formule   moleculaire   CnH7Br03,   analyse   elementaire   (calc./trouve)
%C=49.43/49.41, %H=2.62/2.60, Rend.=86%, 1W50°C.
IR(cm_1): vc=o=1700tF (cetone), vc=o=1652tF (pyrone), vc=c=1621F, 1462m
RMN^H, 8(ppm): 2.61(s, 3H, CH3), 6.92(s, 1H, H3), 7.44(q, 1H, H7), 7.76(d, 1H, H8),
8.23(d, 1H, H5).
G. Synthese des 4-oxo-4H-l-benzopyrane-2-benzoyl-derives (ag)
Sous forte agitation on ajoute 5 mmol de chlorure d'acide 4-oxo-4H-l-benzopyrane-2-carboxylique a 5 mmol de chlorure d'aluminium anhydre. Le melange ainsi obtenu est introduit dans un becher ouvert contenant 5 mmol de benzene anhydre. Apres agitation et addition de quelques gouttes de nitromethane la pate obtenue est irradiee dans le four a micro-ondes pendant le temps requis. On verse ensuite 20 mL d'eau, on agite quelques minutes puis on ajoute sous agitation 20 mL de chloroforme. Apres separation des phases et sechage de la phase organique, le chloroforme est evapore sous vide et le residu est purifie par recristallisation dans l'ethanol. II resulte les produits : a§i: R=H, formule moleculaire C16H10O3, analyse elementaire (calc./trouve) %C=76.80/76.76, %H=4.00/3.97, temps d'irradiation 115 secondes, Rend.=90%, Tr94°C(940C)n.
IR(cm_1): vc=o=1680tF (cetone), vc=o=1653tF (pyrone), vc=c=1600F, 1456m RMN^H, S(ppm): 6.92(s,lH,H3), 7.41-8.43(m,9H,Ar).
a.%2. R=Br, formule moleculaire CièHpBrOs, analyse elementaire (calc./trouve) %C=58.35/58.33, %H=2.73/2.71, temps d'irradiation 110 secondes, Rend.=87%, T^161°C.
IR(cm_1): vc=o=1678tF (cetone), vc=o=1652tF (pyrone), vc=c=1607F, 1453f RMN^H, 8(ppm): 6.83(s, 1H, H3), 7.44(d, 1H, H8), 7.50(m, 2H, H3', H5'), 7.67(m, 1H, H4>), 7.78(dd, 1H, H7), 7.91(m, 2H, H2>, H6>), 8.28(d, 1H, H5).
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Povzetek
Z visokimi izkoristki smo pripravili 4-okso-4H-benzopirane z uporabo mikrovalov in trdnih mineralnih nosilcev oziroma v pasti.
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