Domino-reactions of 1,2-benzoxathiin-4(3H)-one 2,2-dioxide, hetarenecarbaldehydes and active methylene nitriles in the construction of new 2-amino-4H-pyrans and the study of their antimicrobial properties

Abstract

Multicomponent domino reactions are an effective modern approach in the synthesis of different types of organic compounds, including biologically active pyrans. Aim. To study the three-component interaction of 1,2-benzoxathiin-4(3H)-one 2,2-dioxide with different hetarenecarbaldehydes and active methylene nitriles in order to synthesize new 2-amino-4H-pyran derivatives, as well as the antimicrobial activity of the compounds obtained. Results and discussion. 2-Amino-4-heteryl-4,6-dihydropyrano[3,2-c][2,1]benzoxathiin-3-carbonitrile 5,5-dioxides were obtained by stepwise and multicomponent reactions of 1,2-benzoxathiin-4(3H)-one 2,2-dioxide with hetarenecarbaldehydes and malononitrile. For the same interaction with ethyl cyanoacetate the reaction selectivity decreased and not only target ethyl 2-amino-4H-pyran-3-carboxylates were obtained, but also triethylammonium salts of bis(1,2-benzoxathiin-2,2-dioxo-4-ol-3-yl)(heteryl)methane. The latter were also purposefully synthesized by the two-component reaction of 1,2-benzoxathiin-4(3H)-one 2,2-dioxide with hetarenecarbaldehydes in the presence of triethylamine. The compounds obtained revealed a higher antimicrobial activity against gram-positive bacteria and fungi compared to the reference drugs. Experimental part. 3-Amino-4-heteryl-4,6-dihydropyrano[3,2-c][2,1]benzoxathiin-3-carbonitrile 5,5-dioxides and triethylammonium 3-[1-(4-hydroxy-2,2-dioxido-1,2-benzoxathiin-3-yl)heteryl]-1,2-benzoxathiin-4-olate 2,2-dioxides were synthesized. The antimicrobial activity of the compounds synthesized was studied by the agar diffusion method. Conclusions. It has been proven that the multicomponent format for the three-component interaction of 1,2-benzoxathiin-4(3H)-one 2,2-dioxide with hetarenecarbaldehydes and active methylene nitriles is more favorable and convenient than the stepwise approach to obtain new derivatives of 2-amino-4H-pyrans. Triethylammonium 3-[(4-hydroxy-2,2-dioxido-2,1-benzoxathiin-3-yl)heteryl]-2,1-benzoxathiin-5-olate 2,2-dioxides have been also synthesized. The antimicrobial properties of the compounds obtained are higher than in the reference drugs, especially against gram-positive bacteria and fungi.

Одним із ефективних сучасних підходів до синтезу органічних сполук, в тому числі біологічно активних піранів, є багатокомпонентні доміно-реакції. Метою даної роботи було дослідити трикомпонентну взаємодію 1,2-бензоксатіїн-4(3H)-он 2,2-діокси- ду з гетероциклічними альдегідами та метиленактивними нітрилами для синтезу похідних 2-аміно-4Н- пірану та визначити антимікробну активність одержаних сполук. Результати та їх обговорення. 2-Аміно-4-гетерил-4,6-дигідропірано[3,2-с][2,1]бензоксатіїн-3-карбонітрил 5,5-діоксиди були одержані шляхом ступінчатих та багатокомпонентних реакцій 1,2-бензоксатіїн-4(3H)-он 2,2-діоксиду з гетероциклічними альдегідами і малонодинітрилом. При використанні як метиленактивно- го нітрилу етилціаноацетату були одержані не лише цільові етил 2-аміно-4Н-піран-3-карбоксилати, але також триетиламонієві солі біс(1,2-бензоксатіїн-2,2-діоксо-4-ол-3-іл)(гетерил)метану. Останні також були цілеспрямовано синтезовані шляхом двокомпонентної реакції 1,2-бензоксатіїн-4(3H)-он-2,2-діоксиду з ге- тероциклічними альдегідами в присутності триетиламіну. Одержані сполуки показали більш високу анти- мікробну активність щодо грампозитивних бактерій і грибів, ніж препарати порівняння. Експериментальна частина. Були одержані 3-аміно-4-гетерил-4,6-дигідропірано[3,2-с][2,1]бензоксатіїн- 3-карбонітрил-5,5-діоксиди та триетиламоній 3-[1-(4-гідрокси-2,2-діоксидо-1,2-бензоксатіїн-3-іл)гетерил]- 1,2-бензоксатіїн-4-олат 2,2-діоксиди. Антимікробну активність синтезованих сполук вивчали методом ди- фузії в агар. Висновки. В ході дослідження була показана перевага багатокомпонентного підходу для синтезу нових похідних 2-аміно-4H-пірану шляхом взаємодії 1,2-бензоксатіїн-4(3H)-он 2,2-діоксиду з гетероциклічними альдегідами та метиленактивними нітрилами. Триетиламоній 3-[(4-гідрокси-2,2-діоксидо-2,1-бензоксатіїн- 3-іл)гетерил]-2,1-бензоксатіїн-5-олат 2,2-діоксиди були одержані двокомпонентною взаємодією 1,2-бензоксатіїн- 4(3H)-он 2,2-діоксиду з гетероциклічними альдегідами. Антимікробна активність отриманих сполук вище, ніж у препаратів порівняння, особливо щодо грампозитивних бактерій і грибів.

Многокомпонентные домино-реакции представляют собой эффективный современный подход в син- тезе различных органических соединений, включая биологически активные пираны. Целью данной работы было изучить трехкомпонентное взаимодействие 1,2-бензоксатиин-4(3H)-он 2,2-диоксида с различными гетероциклическими альдегидами и метиленактивными нитрилами для син- теза производных 2-амино-4Н-пирана, а также исследовать антимикробную активность полученных со- единений. Результаты и их обсуждение. 2-Амино-4-гетерил-4,6-дигидропирано[3,2-с][2,1]бензоксатиин-3-карбонитрил 5,5-диоксиды получали путем ступенчатых и многокомпонентных реакций 1,2-бензоксатиин-4(3H)-он 2,2-диоксида с гетероциклическими альдегидами и малонодинитрилом. При использовании в качестве метиленактивного нитрила этилцианоацетата избирательность реакции снижалась, и были получены не только целевые этил 2-амино-4Н-пиран-3-карбоксилаты, но также триэтиламмониевые соли бис(1,2- бензоксатиин-2,2-диоксо-4-ол-3-ил)(гетерил)метана. Последние также были целенаправленно синтези- рованы путем двухкомпонентной реакции 1,2-бензоксатин-4(3H)-он-2,2-диоксида с гетероциклическими альдегидами в присутствии триэтиламина. Полученные соединения показали более высокую противо- микробную активность в отношении грамположительных бактерий и грибов, чем препараты сравнения. Экспериментальная часть. Были получены 3-амино-4-гетерил-4,6-дигидропирано[3,2-с][2,1]бензоксатиин- 3-карбонитрил-5,5-диоксиды и триэтиламмоний 3-[1-(4-гидрокси-2,2-диоксидо-1,2-бензоксатиин-3-ил)гетерил]- 1,2-бензоксатиин-4-олат 2,2-диоксиды. Антимикробную активность синтезированных соединений изучали методом диффузии в агар. Выводы. В ходе исследования была показана предпочтительность многокомпонентного формата для получения новых производных 2-амино-4H-пирана путем трехкомпонентного взаимодействия 1,2-бензоксатиин- 4(3H)-он 2,2-диоксида с гетероциклическими альдегидами и метиленактивными нитрилами. Триэтиламмоний 3-[(4-гидрокси-2,2-диоксидо-2,1-бензоксатиин-3-ил)гетерил]-2,1-бензоксатиин-5-олат 2,2-диоксиды были синтезированы двухкомпонентной реакцией 1,2-бензоксатиин-4(3H)-он 2,2-диоксида и гетероциклических альдегидов. Антимикробная активность полученных соединений выше, чем у препаратов сравнения, осо- бенно в отношении грамположительных бактерий и грибов.