The synthesis of 5-amino-3-aryl-1H-pyrazole-4-carbonitriles based on hydrazines and benzhydrazides under ultrasonic activation conditions

封面

如何引用文章

全文:

详细

Pyrazoles containing amino and carbonitrile groups have a wide range of biological activities, including antimicrobial, antiinflammatory, antitumor, antioxidant, and are used to create pesticides and dyes. Also, these compounds are synthons for the preparation of various polyheterocyclic compounds. New potentially biologically active 5-amino-3-aryl-1H-pyrazole-4-carbonitriles containing pharmacophoric substituents have been obtained via three-component condensation reactions of malonic dinitrile with substituted aromatic aldehydes and benzhydrazides or hydrazines. This work considers the limits of applicability of hydrazines and hydrazides as weak nucleophiles in similar processes. The described target compounds have been synthesized using the «green chemistry» approach under ultrasonic activation in water or a mixture of water and isopropyl alcohol in the presence of triethylamine as base catalyst. The applicability of this environmentally friendly, economical and efficient approach for the synthesis of nitrogen-unsubstituted (7, 8) and N-aryl- (4, 6) or N-aroyl-substituted (1–3) pyrazole-4-carbonitriles has been demonstrated. The target pyrazole-4-carbonitrile (2) is formed and Schiff base (2’) is released as a by-product in the reaction of the weak binucleophile 3-nitrobenzhydrazide with 4-benzyloxy-3-methoxybenzaldehyde and malonic dinitrile. Step-by-step syntheses have shown that the initial reaction of a three-component interaction can be either croton condensation or the formation of a Schiff base. In any case, during subsequent heterocyclization, unstable substituted pyrazolines are formed, which aromatize to the target pyrazoles in the presence of atmospheric oxygen under synthesis conditions. The composition and structure of the products have been confirmed by elemental analysis, NMR 1H, 13C spectroscopy, HSQC, and HMBC heteronuclear correlations.

作者简介

Anna Meshcheryakova

Saratov State University

ORCID iD: 0000-0003-1579-3077
83, Astrakhanskaya str., Saratov, 410012, Russia

Ekaterina Konstantinova

Saratov State University; Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms of the Russian Academy of Sciences - Subdivision of the Federal State Budgetary Research Institution Saratov Federal Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences (IBPPM RAS)

ORCID iD: 0000-0003-1579-3077
83, Astrakhanskaya str., Saratov, 410012, Russia

Vitaly Sorokin

Saratov State University

83, Astrakhanskaya str., Saratov, 410012, Russia

参考

  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

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».