Одержання амінокислотних сульфонамідів на основі 4-(1-оксо-1Н-ізохромен-3-іл)бензенсульфонілхлориду
The creation of new amino acid derivatives of 4-(1-oxo-1H-isochromen-3-yl)benzenesulfonyl chloride 1 was investigated. The interaction of the sulfonyl chloride 1 with amino acid methyl esters (hydrochlorides) in 1,4-dioxane in the presence of triethylamine led to the corresponding amino acid sulfona...
Gespeichert in:
| Datum: | 2020 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine
2020
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://bioorganica.com.ua/index.php/journal/article/view/38 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Ukrainica Bioorganica Acta |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Ukrainica Bioorganica Acta| _version_ | 1871193574927761408 |
|---|---|
| author | Riabchenko, Anastasiia A. Shablykina, Olga V. Shilin, Serhiy V. Chumachenko, Svitlana A. Khilya, Volodymyr P. |
| author_facet | Riabchenko, Anastasiia A. Shablykina, Olga V. Shilin, Serhiy V. Chumachenko, Svitlana A. Khilya, Volodymyr P. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Anastasiia A. Riabchenko",
"institution": "Taras Shevchenko National University of Kyiv, 60 Volodymyrska St., Kyiv, 01601, Ukraine"
},
{
"author": "Olga V. Shablykina",
"institution": "Taras Shevchenko National University of Kyiv, 60 Volodymyrska St., Kyiv, 01601, Ukraine; V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the NAS of Ukraine, 1 Murmanska St., Kyiv, 02094, Ukraine"
},
{
"author": "Serhiy V. Shilin",
"institution": "Taras Shevchenko National University of Kyiv, 60 Volodymyrska St., Kyiv, 01601, Ukraine"
},
{
"author": "Svitlana A. Chumachenko",
"institution": "V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the NAS of Ukraine, 1 Murmanska St., Kyiv, 02094, Ukraine"
},
{
"author": "Volodymyr P. Khilya",
"institution": "Taras Shevchenko National University of Kyiv, 60 Volodymyrska St., Kyiv, 01601, Ukraine"
}
] |
| author_sort | Riabchenko, Anastasiia A. |
| baseUrl_str | https://bioorganica.com.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-19T14:56:53Z |
| description | The creation of new amino acid derivatives of 4-(1-oxo-1H-isochromen-3-yl)benzenesulfonyl chloride 1 was investigated. The interaction of the sulfonyl chloride 1 with amino acid methyl esters (hydrochlorides) in 1,4-dioxane in the presence of triethylamine led to the corresponding amino acid sulfonamide derivatives of isocoumarin. The reaction of the sulfonyl chloride 1 with phenylalanine in the basic aqueous solution was complicated by the lactone system disclosure and led to 2'-carboxydeoxybenzoin ultimately (namely, 2-(2-(4-(N-(1-carboxy-2-phenylethyl)sulfamoyl)phenyl)-2-oxoethyl)benzoic acid). Similar product was obtained by the alkali hydrolysis of methyl ((4-(1-oxo-1H-isochromen-3-yl)phenyl)sulfonyl)leucinate |
| doi_str_mv | 10.15407/bioorganica2020.02.027 |
| first_indexed | 2025-07-17T12:19:40Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1814-9758. Ukr. Bioorg. Acta, 2020, Vol. 15, N 2
UDC 547.814.5+547.541.521+577.112.34
DOI: https://doi.org/10.15407/bioorganica2020.02.027
27
RESEARCH ARTICLE
Amino acid sulfonamides based on
4-(1-oxo-1H-isochromen-3-yl)-benzenesulfonyl chloride
Anastasiia A. Riabchenko1, Olga V. Shablykina1,2*, Serhiy V. Shilin1, Svitlana A. Chumachenko2,
Volodymyr P. Khilya1
1 Taras Shevchenko National University of Kyiv, 60 Volodymyrska St., Kyiv, 01601, Ukraine
2 V. P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the NAS of Ukraine, 1 Murmanska St., Kyiv, 02094, Ukraine
Abstract: The creation of new amino acid derivatives of 4-(1-oxo-1H-isochromen-3-yl)benzenesulfonyl chloride 1 was investigated. The
interaction of the sulfonyl chloride 1 with amino acid methyl esters (hydrochlorides) in 1,4-dioxane in the presence of triethylamine led to
the corresponding amino acid sulfonamide derivatives of isocoumarin. The reaction of the sulfonyl chloride 1 with phenylalanine in the
basic aqueous solution was complicated by the lactone system disclosure and led to 2'-carboxydeoxybenzoin ultimately (namely, 2-(2-(4-
(N-(1-carboxy-2-phenylethyl)sulfamoyl)phenyl)-2-oxoethyl)benzoic acid). Similar product was obtained by the alkali hydrolysis of methyl
((4-(1-oxo-1H-isochromen-3-yl)phenyl)sulfonyl)leucinate.
Keywords: sulfonamides, amino acids, 3-phenylisocoumarin, sulfochlorination.
Introduction
Synthetic [1-2] and natural [2-3] сompounds that contain
the isocoumarin (1H-isochromen-1-one) fragment are well
known group of oxygen containing heterocycle. These
substances have a tremendous potential as starting materials
in synthetic organic chemistry (synthesis of isoquinolines
[4]) or as bioactive compounds [5-6]. However,
isocoumarins can be found in the scientific literature not as
often as isomeric chromones and coumarins. It can be
explained by the fact that the existing methods for synthesis
of isocoumarins and their derivatives [1, 7] do not allow
obtaining structures with certain functional groups.
Moreover, different polyfunctionalized chromones and
coumarins can be easily constructed using phenols as a
starting material [8, 9] whereas the synthesis of
isocoumarins requires prefunctionalized and not readily
available compounds. The electrophilic substitution
Received:
Revised:
Accepted:
Published online:
27.10.2020
30.11.2020
03.12.2020
30.12.2020
Corresponding author. Tel.: +380-44-239-3342; +380-66-167-9812;
e-mail: shablykina@ukr.net (O. V. Shablykina)
ORCID: 0000-0002-5362-0831
reactions for isocoumarin compounds have not been widely
explored as a possible route for their chemical modification.
It can be viewed as an opportunity to tackle the problem.
[10-12].
One of the promising electrophilic substitution reactions
for the isocoumarin system is a chlorosulfonation. The
reaction medium for the chlorosulfonation combines the
high activity of the electrophilic particle and weak oxidizing
properties, that is especially important for the electron
deficient and disposed to oxidative degradation of
isocoumarin system. The possibility of preparative
Scheme 1. The basic directions of chlorosulfonation in the 3-aryl-
isocoumarins [14].
© Riabchenko A. A. et al. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits
unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited.
Ukrainica Bioorganica Acta
www.bi oorgan ica .org .ua
A. A. Riabchenko, О. V. Shablykina, S. V. Shilin et al.
28
chlorosulfonation of isocoumarin derivatives was confirmed
by the preparation of 7-chlorosulfonylisocoumarin-3-
carboxylic acid in this way [13].
Scheme 2. Previously reported methods for the synthesis of
sulfonamide-containing isocoumarins [15-21].
Earlier, we investigated the basic directions of
chlorosulfonation in the 3-arylisocoumarins [14]. For
unsubstituted 3-phenylisocoumarin, this reaction proceeds
on the 4-position of the phenyl substituent and leads to the
sulfonyl chloride 1 (Scheme 1).
The formation of sulfonamides in the reaction of sulfonyl
chlorides with selected aromatic and aliphatic amines was
also reported [14]. Only several examples of isocoumarins
with a sulfonamide group are known to date. The synthetic
methods that was developed for obtaining such compounds
often required specific substrates, numerous steps,
expensive reagents and catalysts (Scheme 2) [15-20].
Moreover, the sulfonamide fragment is attached to
isocoumarin mainly by the nitrogen atom and just a few
cases of reaction of chlorosulfonyl isocoumarins with
amines have been described [21].
The isocoumarins with fragments of amino acid have
been attracting significant attention due to their high
biological activity [22]. The most known representatives of
this class of compounds are ochratoxins [5] and
amicoumacins [6] (Figure 1). Therefore, we chose amino
acids as an amino component to continue developing
synthetic methods and to understand the reactivity of
isocoumarins in the following row: isocoumarin –
chlorosulfonyl isocoumarin – sulfonamide isocoumarin.
Figure 1. Natural amino-acids derivatives of 3,4-dihydroiso-
coumarins.
Results and Discussion
The simple 3-phenylisocoumarin (Scheme 1, R = H) as a
convenient and available substrate for its transformation
into sulfonamide derivative was selected. The
сhlorosulfonation of this substance occurs easily over a
wide temperature range (from room temperature up to
60 °C) [14], and the sulfonyl chloride 1 was obtained
without any by-products (Scheme 1). Only the mechanical
losses during the isolation process can decrease the reaction
yield at this stage.
However, the formation of sulfonamides by the reaction
of sulfochloride 1 with phenylalanine in a slightly alkaline
solution at room temperature is accompanied by a partial
opening of the lactone ring. To increase solubility of amino
acids during reaction water has to be used as a solvent. At
first, we carried out this reaction in an aqueous solution
using sodium bicarbonate as a base, so the observed
hydrolysis of the lactone was not surprising. However,
when a 1,4-dioxane-water solution (5 : 1, respectively) in
the presence of triethylamine was used the mixture of
ISSN 1814-9758. Ukr. Bioorg. Acta, 2020, Vol. 15, N 2
29
isocoumarin 2 and deoxybenzoin 3 (Scheme 3) was
obtained.
Scheme 3. The interaction of 4-(1-oxo-1H-isochromen-3-yl)-
benzenesulfonyl chloride (1) with glycine.
The fast hydrolysis of 2 is atypical for these lactones. It
can be explained by both the electron-withdrawing effect of
sulfonyl group and the higher solubility of 2 due to the
amino acid fragment. Interestingly, the addition of racemic
alanine to 7-chlorosulfonylisocoumarin-3-carboxylic acid
under mild basic conditions (K2CO3) in the water-acetone
mixture occured without opening the lactone cycle
(Scheme 2) [21].
According to LCMS analysis, substances 2 and 3 are
formed in approximately equal proportions. The two are
very difficult to separate because they have similar
physicochemical properties. The additional heating of this
mixture in an aqueous solution with the presence of sodium
bicarbonate yields the pure deoxybenzoin 3 (Scheme 3). It
is worth noting that the isocoumarin cycle of the
sulfonamide derivative was opened under stronger
conditions (heating with KOH in a water-alcohol solution)
while saving of the sulfonamide fragment [15].
Therefore, making the reaction of sulfonyl chloride 1
with methyl esters of amino acids in an anhydrous 1,4-
dioxane in the presence of Et3N solved this problem and
gave sulfonamides 4a-d easily and without undesirable by-
products (Scheme 4). The yields of compounds 4 did not
depend on the nature of substituent in the amino acid
fragment.
Scheme 4. Reaction of 4-(1-oxo-1H-isochromen-3-yl)-
benzenesulfonyl chloride (1) with amino acid esters.
To confirm the higher hydrolytic stability of sulfonamide
group compare to ester or lactone fragments, the leucine
methyl ester derivative 4c was heated in an aqueous
solution with a large excess of NaHCO3 for 4 h. After
acidification the sulfonamide 5 with two carboxylic groups
was isolated with high yield (Scheme 5).
Scheme 5. Hydrolysis reaction of isochromone cycle of the
compound 4c.
The sulfonamides 4a as well as deoxybenzoins 3 and 5
are the colorless crystalline solids. The structures of
compounds 4a-d were confirmed 1H, 13C and IR
spectroscopic data that correlated with a previously known
data for isochromone derivatives. The 1H NMR resonance
signal for the sulfonamide proton appeared as a broad
dublet or broad singlet in a weak field at ~ 8.4 ppm and the
methyl ester group appeared as a singlet at 3.4-3.5 ppm.
Characteristically, the 1H NMR spectra of deoxybenzoins 3
and 5 showed a resonance signal for the CH2 group of
CH2C=O fragment at ~ 4.7 ppm.
The characteristic absorption bands associated with
N–H, C=O, and S=O bonds of compounds 3-4 can be easily
identified in the IR spectra; the absorption bands associated
with two (compounds 4) or three (acids 3, 5) C=O groups
can appears as two separated bands or appears as one very
strong broad band at 1693 (compound 3) or 1721
(compounds 4b,d) cm-1.
Conclusions
The reaction of 4-(1-oxo-1H-isochromen-3-
yl)benzenesulfonyl chloride with amino acids in the
alkaline water-containing solution occurred with the
opening of the lactone ring and can be recommended for
synthesis of 2'-carboxydeoxybenzoins that contains the
amino acid sulfamide group. At the same time, the reaction
of this sulfochloride with amino acid esters in 1,4-dioxane
in the presence of triethylamine yielded the corresponding
isocoumarin sulfonamide derivatives.
Experimental section
All solvents were purified according to the standard
procedures [23]. All materials were purchased from
commercial sources and used without further purification.
1H and 13C NMR spectra were recorded on a Mercury-400
spectrometer (400 and 100 MHz respectively) in DMSO-d6
solutions. Chemical shifts are reported in ppm downfield
from TMS as internal standards. FT-IR (KBr pellet) spectra
were performed on a Bruker VERTEX 70 spectrometer.
Melting points were determined by using a Kofler-type
Leica Galen III micro hot stage microscope and are
uncorrected. LC-MS/MS analyses were performed using an
Agilent 1200 LCMSD SL system equipped with
DAD/ELSD/LCMS-6120 diode matrix and mass-selective
detector (chemical ionization (APCI), electrospray
A. A. Riabchenko, О. V. Shablykina, S. V. Shilin et al.
30
ionization (ESI)). Elemental analyses for C, H, and N were
determined using Perkin-Elmer CHN Analyzer. All the
experiment values are in a good agreement (±0.4%) with
the calculation results.
Synthesis of the mixture of isocoumarin 2 and
deoxybenzoin 3.
Method 1. To a solution of 330 mg (2 mmol) of
phenylalanine and 504 mg (6 mmol) of NaHCO3 in 10 mL
of water 321 mg (1 mmol) of sulfonyl chloride 1 was added
by three portion with a vigorous stirring at room
temperature. The reaction mixture was stirred at room
temperature for 3 h to a clear solution formation; the
medium should remain alkaline all the time. The solution
was acidified by 1N HCl to pH 4-5 and leaved for a night.
The precipitate was filtered, washed with water, and dried.
Method 2. To a solution of 321 mg (1 mmol) of sulfonyl
chloride 1 in 7.5 mL of 1,4-dioxane 330 mg (2 mmol) of
phenylalanine, 1.5 mL of water, and 0.55 mL (4 mmol) of
Et3N were added. The reaction mixture was heated slightly
(up to 40 °C) with stirring to a homogeneous condition, and
was stirred at room temperature for 30 min. Then the
mixture was poured into ice and acidified by 1N HCl to
pH 4-5. The precipitate was filtered, washed with water,
and dried.
2-(2-(4-(N-(1-carboxy-2-phenylethyl)sulfamoyl)phenyl)-
2-oxoethyl)benzoic acid (3).
The obtained mixture of isocoumarin 2 and
deoxybenzoin 3 was suspended in 20 mL water with
336 mg (4 mmol) of NaHCO3, and was stirred at 60 °C to a
clear solution formation. The solution was cooled to room
temperature and acidified by 1N HCl to pH 4-5. The
precipitate was filtered and washed with water obtaining
pure deoxybenzoin 3. Yield: 257 mg, 55% (after two stage
through Method 1) or 313 mg, 68% (after two stage through
Method 2), mp 114-115 °C. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)
δ 8.50 (br d, J 8.2 Hz, 1H, NH), 8.01 (d, J 8.0 Hz, 2H,
H-3',5'), 7.97 (d, J 7.8 Hz, 1H, H-6), 7.66 (d, J 8.0 Hz, 2H,
H-2',6'), 7.55 (t, J 7.4 Hz, 1H, H-4), 7.42 (t, J 7.4 Hz, 1H,
H-5), 7.37 (d, J 7.4 Hz, 1H, H-3), 7.20-7.14 (m, 3H, C6H5),
7.14-7.08 (m, 2H, C6H5), 4.75 (s, 2H, CH2CO), 3.99-3.89
(m, 1H, CH2CH), 3.01-2.92 (m, 1H, CH2CH), 2.78-2.65 (m,
1H, CH2CH). 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ 197.2,
172.7, 168.6, 145.1, 139.8, 137.1, 133.3, 132.5, 131.0,
129.6, 128.8, 128.6, 127.6, 127.0, 126.9, 58.0, 45.3, 38.2.
IR (KBr) ν 3539 (br), 3304 (br, NH), 3069, 3034, 2963,
2928, 2911, 1693 (vs, br, C=O), 1602, 1577, 1496, 1454,
1423, 1400, 1349 (S=O), 1294, 1235, 1211, 1162 (S=O),
1094, 1079, 999, 952, 832, 749, 727, 702, 651, 621, 584,
549. LC/MS (CI) m/z (M+H)+ 468.
General procedure for preparation of sulfonamides 4a-d.
To a solution of 321 mg (1 mmol) of sulfonyl chloride 1
in 5 mL of 1,4-dioxane 2 mmol of hydrochloride of amino
acid methyl ester, and 0.55 mL (4 mmol) of Et3N were
added. The reaction mixture was stirred vigorously at room
temperature for 3 h; then 30 mL of water was added. The
forming precipitate was filtered, washed with water, and
recrystallized from isopropyl alcohol (5-10 mL).
Methyl ((4-(1-oxo-1H-isochromen-3-yl)phenyl)sulfonyl)-
glycinate (4a).
Yield: 209 mg, 56 %, mp 196-197 °C. 1H NMR
(400 MHz, DMSO-d6) δ 8.35 (br s, 1H, NH), 8.19 (d, J
7.5 Hz, 1H, H-8), 8.09 (d, J 8.5 Hz, 2H, H-3',5'), 7.95-7.85
(m, 3H, H-6,2',6'), 7.74 (d, J 7.6 Hz, 1H, H-5), 7.70-7.60
(m, 2H, H-4,7), 3.76 (s, 2H, CH2), 3.51 (s, 3H, COOMe).
13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ 169.9, 160.8, 151.3,
142.1, 137.3, 136.0, 135.7, 129.8, 129.5, 127.7, 127.5,
126.0, 120.7, 104.7, 52.3, 44.2. IR (KBr) ν 3335 (br, NH),
3100, 2987, 2955, 1751 (s, C=O), 1720 (vs, C=O), 1637,
1603, 1485, 1455, 1407, 1328 (S=O), 1239, 1207, 1162
(S=O), 1112, 1066, 977, 830, 756, 727, 686, 630, 612, 540.
LC/MS (CI) m/z (M+H)+ 374.
Methyl ((4-(1-oxo-1H-isochromen-3-yl)phenyl)sulfonyl)-
alaninate (4b).
Yield: 195 mg, 50 %, mp 177-178 °C. 1H NMR
(400 MHz, DMSO-d6) δ 8.45 (br d, J 5.6 Hz, 1H, NH), 8.19
(d, J 8.1 Hz, 1H, H-8), 8.09 (d, J 7.6 Hz, 2H, H-3',5'), 7.93-
7.84 (m, 3H, H-6,2',6'), 7.74 (d, J 7.6 Hz, 1H, H-5), 7.70-
7.61 (m, 2H, H-4,7), 3.99-3.89 (m, 1H, CHCH3), 3.39 (s,
3H, COOMe), 1.18 (d, J 6.4 Hz, 3H, CHCH3). 13C NMR
(100 MHz, DMSO-d6) δ 172.5, 161.3, 151.4, 142.1, 137.1,
136.1, 135.5, 129.8, 129.5, 127.7, 127.5, 125.7, 120.6,
104.8, 54.5, 52.4, 17.1. IR (KBr) ν 3286 (br, NH), 3097,
2957, 1721 (vs, C=O), 1638, 1604, 1485, 1454, 1434, 1408,
1339 (S=O), 1237, 1212, 1168 (S=O), 1131, 1093, 1065,
1014, 972, 834, 756, 727, 686, 631, 614, 560. LC/MS
(CI) m/z (M+H)+ 388.
Methyl ((4-(1-oxo-1H-isochromen-3-yl)phenyl)sulfonyl)-
leucinate (4c).
Yield: 338 mg, 79 %, mp 194-195 °C. 1H NMR
(400 MHz, DMSO-d6) δ 8.48 (br d, J 8.2 Hz, 1H, NH), 8.20
(d, J 7.9 Hz, 1H, H-8), 8.10 (d, J 8.4 Hz, 2H, H-3',5'), 7.94-
7.84 (m, 3H, H-6,2',6'), 7.75 (d, J 7.8 Hz, 1H, H-5), 7.69 (s,
1H, H-4), 7.65 (t, J 8.1 Hz, 1H, H-7), 3.87-3.73 (m, 1H,
NHCH), 3.37 (s, 3H, COOMe), 1.62-1.50 (m, 1H,
CH(CH3)2), 1.50-1.33 (m, 2H, CH2), 0.82 (d, J 6.5 Hz, 3H,
CHCH3), 0.72 (d, J 6.4 Hz, 3H, CHCH3). 13C NMR
(100 MHz, DMSO-d6) δ 172.3, 161.5, 151.2, 142.0, 137.2,
136.0, 135.5, 129.7, 129.4, 127.6, 127.4, 125.8, 120.7,
104.7, 54.4, 52.3, 41.0, 24.3, 22.9, 21.4. IR (KBr) ν 3314
(br, NH), 3281 (br, NH), 3097, 2956, 2935, 2870, 1739 (s,
C=O), 1720 (vs, C=O), 1617, 1586, 1512, 1469, 1414, 1340
(S=O), 1311, 1297, 1237, 1169 (S=O), 1141, 1091, 1065,
1012, 966, 887, 833, 756, 685, 634, 569, 537. LC/MS
(CI) m/z (M+H)+ 430.
Methyl ((4-(1-oxo-1H-isochromen-3-yl)phenyl)sulfonyl)
methioninate (4d).
Yield: 288 mg, 64 %, mp 182-183 °C. 1H NMR
(400 MHz, DMSO-d6) δ 8.52 (br. d, J 8.8 Hz, 1H, NH),
8.20 (d, J 7.6 Hz, 1H, H-8), 8.11 (d, J 8.2 Hz, 2H, H-3',5'),
7.92-7.84 (m, 3H, H-6,2',6'), 7.75 (d, J 7.6 Hz, 1H, H-5),
7.70-7.61 (m, 2H, H-4,7), 4.04-3.98 (m, 1H, NHCH), 3.38
ISSN 1814-9758. Ukr. Bioorg. Acta, 2020, Vol. 15, N 2
31
(s, 3H, COOMe), 2.44-2.26 (2Н, m, СН2СН2SCH3), 1.93 (s,
3H, SCH3), 1.88-1.72 (2Н, m, СН2СН2SCH3). 13C NMR
(100 MHz, DMSO-d6) δ 172.3, 161.6, 151.1, 141.8, 137.1,
135.8, 135.6, 129.6, 129.5, 127.6, 127.2, 126.0, 120.6,
104.8, 54.2, 52.0, 24.4, 22.8, 21.3. IR (KBr) ν 3272 (br,
NH), 3094, 2956, 2917, 1721 (vs, C=O), 1638, 1604, 1485,
1451, 1430, 1408, 1341 (S=O), 1282, 1233, 1209, 1162
(S=O), 1092, 1066, 974, 864, 834, 755, 728, 685, 633, 615,
564. LC/MS (CI) m/z (M+H)+ 448.
2-(2-(4-(N-(1-carboxy-3-methylbutyl)sulfamoyl)phenyl)-
2-oxoethyl)benzoic acid (5).
The sulfonamide 4c (200 mg, 0.47 mmol) was suspended
in 20 mL water with 2 mL of ethanol and 672 mg (8 mmol)
of NaHCO3, and was stirred at 60 °C near 4 h to a clear
solution formation. The solution was cooled down to room
temperature and acidified by 1N HCl to pH 4-5. The
precipitate was filtered, washed with water, dried to give
deoxybenzoin 5. Yield: 192 mg, 95 %, mp 188-189 °C.
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.20-8.10 (m, 3H, H-3',5',
NH), 8.01 (d, J 7.5 Hz, 1H, H-6), 7.90 (d, J 8.2 Hz, 2H,
H-2',6'), 7.51 (t, J 7.0 Hz, 1H, H-4), 7.38 (t, J 7.0 Hz, 1H,
H-5), 7.30 (d, J 7.2 Hz, 1H, H-3), 4.73 (s, 2H, CH2CO),
3.80-3.70 (m, 1H, NHCH), 1.79-1.66 (m, 1H, CH(CH3)2),
1.55-1.35 (m, 2H, CH2), 0.91 (d, J 6.5 Hz, 3H, CHCH3),
0.85 (d, J 6.4 Hz, 3H, CHCH3). 13C NMR (100 MHz,
DMSO-d6) δ 196.6, 173.3, 168.4, 145.4, 140.1, 137.2,
133.0, 132.0, 131.1, 130.6, 128.5, 127.2, 127.1, 54.5, 45.2,
41.5, 24.4, 23.1, 21.4. IR (KBr) ν 3604, 3525, 3395 (br),
3240 (br), 2963. 2874, 2629, 1711 (s, C=O), 1691 (vs,
C=O), 1400, 1330 (S=O), 1294, 1251, 1214, 1168 (S=O),
1146, 1081, 1000, 934, 842, 811, 752, 729, 715, 624, 582.
LC/MS (CI) m/z (M+H)+ 434.
Notes
The authors declare no conflict of interest.
Author contributions. A. A. R.: synthesis of
compounds, investigation, formal analysis, writing
experimental section. S. V. S.: synthesis of compounds,
investigation, editing. O. V. S.: formal analysis, writing of
the most part of the manuscript, editing. S. A. C.: synthesis
of compounds, investigation, spectral analysis. V. P. K.:
conceptualization, supervision, writing review & editing.
References
1. Napolitano, E. The synthesis of isocoumarins over the last decade. A
review. Org. Prep. Proc. Int. 1997, 29, 631-664.
2. Barry, R. D. Isocoumarins. Developments Since 1950. Chem. Rew.
1964, 64, 229-260.
3. Hill, R. A. Naturally Occurring Isocoumarins. In: Fortschritte
der Chemie organischer Naturstoffe/Progress in the Chemistry of
Organic Natural Products, Herz, W.; Grisebach, H.; Kirby, G.
W.; Tamm, C., Eds.; Springer: Vienna, 1986; Vol. 49, pp 1-78.
4. Moskvina, V. S.; Shablykina, O. V.; Khilya, V. P. Reactions of
3-arylisocoumarins with N-nucleophiles – a route to novel
azaheterocycles. Curr. Top. Med. Chem. 2017, 17, 3199-3212.
5. O’Brien, E.; Dietrich, D. R. Ochratoxin A: the continuing enigma.
Crit. Rev. Toxicol. 2005, 35, 33-60.
6. Park, H. B.; Perez, C. E.; Perry, E. K.; Crawford, J. M. Activating
and attenuating the amicoumacin antibiotics. Molecules 2016, 21,
824-840.
7. Pal, S.; Pal, M. Isocoumarin, Thiaisocoumarin and Phosphaiso-
coumarin: Natural Occurrences, Synthetic Approaches and
Pharmaceutical Applications, Elsevier Inc.: Oxford, UK; Cambridge,
MA, US, 2019.
8. Hepworth, J. D.; Gabbutt, C. D.; Heron, B. M. In Comprehensive
Heterocyclic Chemistry, 2nd Ed.; Katritzky, A. R.; Rees, C. W.; and
Scriven E. F. V., Eds.; Pergamon Press: Oxford, 1996, Vol. 5, pp
351-468.
9. Ji Ram, V.; Sethi, A.; Nath, M.; Pratap, R. The Chemistry of
Heterocycles: Chemistry of Six to Eight Membered N, O, S, P and Se
Heterocycles, Elsevier Science Publishing Co. Inc.: US, 2019.
10. Seitz, M.; Pluth, M. D.; Raymond, K. N. 1,2-HOIQO – A Highly
Versatile 1,2-HOPO Analogue. Inorg. Chem. 2007, 46 , 351-353.
11. Cozza, G.; Gianoncelli, A.; Bonvini, P.; Zorzi, E.; Pasquale, R.;
Rosolen, A.; Moro, S. Urolithin as a converging scaffold linking
ellagic acid and coumarin analogues: design of potent protein kinase
CK2 inhibitors. Chemmedchem. 2011, 6, 2273-2286.
12. Shablykina, О.; Ishchenko, V.; Chumachenko, S.; Khilya, V.
Intramolecular cyclization of 3-(2-carboxyphenyl)- and 3-(2-carbo-
xybenzyl) isocoumarine. Bull. T. Shevchenko Nat. Univ. Kyiv. Ser.
Chem. 2013, 49, 64-66 (in Ukrainian).
13. US Patent No WO 2007/121453 A2. 2-hydroxy-1-oxo 1,2 dihydro
isoquinolone chelating agents / Raymond, K.; Seitz, M., Patent appl.
No PCT/US2007/066814 17.04.2007. Publ. 25.10.2007.
14. Shablykina, О.; Chumachenko, S.; Ishchenko, V.; Khilya, V.
Synthesis of 3-arylisocoumarines with sulfamide groups. Bull. T.
Shevchenko Nat. Univ. Kyiv. Ser. Chem. 2013, 49, 56-58 (in
Ukrainian).
15. Kou, X.; Kou, K. G. M. α-Arylation of Silyl Enol Ethers via
Rhodium(III)-Catalyzed C–H Functionalization. ACS Catal. 2020,
10, 3103-3109.
16. Habert, L.; Retailleau, P.; Gillaizeau, I. Rapid synthesis of 3-amino
isocoumarin derivatives from ynamides. Org. Biomol. Chem. 2018,
16, 7351-7355.
17. Liu, H.; Yang, Y.; Wu, J.; Wang, X.-N.; Chang, J. Regioselective
synthesis of 3,4-disubstituted isocoumarins through the Pd-catalyzed
annulation of 2-iodoaromatic acids with ynamides. Chem. Commun.
2016, 52, 6801-6804.
18. Zhang, X.; Hou, W.; Zhang-Negrerie, D.; Zhao, K.; Du, Y.
Hypervalent Iodine-Mediated Intramolecular trans-Amino-
carboxylation and Oxoaminocarboxylation of Alkynes: Divergent
Cascade Annulations of Isocoumarins under Metal-Free Conditions.
Org. Lett. 2015, 17, 5252-5255.
19. Hernandez, M. A.; Powers, J. C.; Glinski, J.; Oleksyszyn, J.;
Vijayalakshmi, J.; Meyer, E. F. Effect of the 7-amino substituent on
the inhibitory potency of mechanism-based isocoumarin inhibitors
for porcine pancreatic and human neutrophil elastases: a 1.85-.ANG.
x-ray structure of the complex between porcine pancreatic elastase
and 7-[(N-tosylphenylalanyl)amino]-4-chloro-3-methoxyisocoumarin
J. Med. Chem. 1992, 35, 1121-1129.
20. Schoenfeld, R. C.; Bourdet, D. L.; Brameld, K. A.; Chin, E.; de
Vicente, J.; Fung, A.; Harris, S. F.; Lee, E. K.; Le Pogam, S.;
Leveque, V.; Li, J.; Lui, A. S.-T.; Najera, I.; Rajyaguru, S.; Sangi,
M.; Steiner, S.; Talamas, F. X.; Taygerly, J. P.; Zhao, J. Discovery of
a novel series of potent non-nucleoside inhibitors of hepatitis C virus
NS5B. J. Med. Chem., 2013, 56, 8163-8182.
21. Weerasinghe, M. S.; Karlson, S. T.; Lu, Y.; Wheeler, K. A. Crystal
Photodimerization Reactions of Spatially Engineered Isocoumarin
Assemblies. Cryst. Growth. Des. 2016, 16, 1781-1785.
22. Shilin, S.V.; Shablykina, O.V.; Ishchenko, V.V. et al. 3-Aryliso-
coumarins with Amino-Acid Fragments. Chem. Nat. Compd. 2014,
50, 638-643.
23. Armarego, W. L. F.; Chai, C. Purification of Laboratory Chemicals,
5th ed.; Elsevier: Oxford, 2003.
A. A. Riabchenko, О. V. Shablykina, S. V. Shilin et al.
32
Одержання амінокислотних сульфонамідів на основі
4-(1-оксо-1Н-ізохромен-3-іл)бензенсульфонілхлориду
А. А. Рябченко1, О. В. Шабликіна1,2*, С. В. Шилін1, С. А. Чумаченко2, В. П. Хиля1
1 Київський національний університет імені Тараса Шевченка, вул. Володимирська, 60, Київ, 01601, Україна
2 Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії ім. В.П. Кухаря НАН України, вул. Мурманська, 1, Київ, 02094, Україна
Резюме: Представлено дослідження особливостей взаємодії 4-(1-оксо-1Н-ізохромен-3-іл)бензенсульфонілхлориду (1) з похідними амінокислот,
що веде до утворення відповідних сульфонамінів. На початку статті подано короткий огляд способів синтезу рідкісних на сьогодні
1Н-ізохромонів (ізокумаринів) із сульфонамідними фрагментами. Ізокумарини та споріднені до них молекули, як синтетичного, так і природного
походження – давно знана група оксигеновмісних гетероциклів. Ці речовини цікаві з точки зору їх біоактивності, а також мають дуже великий
потенціал використання синтетичній органічній хімії (наприклад, для отримання ізохінолінів). На жаль, існуючі методи синтезу ізокумаринів
обмежують можливості побудови молекул з певними функціональними групами. Зокрема, відомо дуже небагато прикладів одержання
ізокумаринів із сульфамідними групами; переважно методи синтезу таких похідних базуються на паладій-каталізованих сполученнях із
використанням досить вартісних вихідних речовин, а пряма послідовність сульфохлорування ізокумарину – амідування використовувалась лише
кілька разів. Раніше нами було показано, що сульфохлорування із наступним утворенням сульфамідів може бути з препаративними виходами
проведено в ряду 3-арилізокумаринів. В даній роботі сульфонілхлорид 1 було залучено в реакцію з амінокислотними похідними. Внаслідок
взаємодії сульфонілхлориду 1 із фенілаланіном в присутності основи та при наявності навіть невеликих кількостей води в реакційному
середовищі утворення сульфонамідного фрагменту ускладнюється частковим розкриттям хромонового циклу. Додаткова обробка такої суміші
слабколужним водним розчином завершує розкриття циклу та приводить до утворення похідної дезоксибензоїну 3 – 2-(2-(4-(N-(1-карбокси-2-
фенілетил)сульфамоїл)феніл)-2-оксоетил)бензойної кислоти. Натомість в результаті реакції сульфонілхлориду 1 з метиловими естерами
амінокислот (у формі гідрохлоридів), що була проведена у безводному 1,4-діоксані та з додаванням триетиламіну у якості основи, легко та без
побічних продуктів утворюються відповідні сульфонаміди; внаслідок чого було синтезовано ізокумаринові сульфонаміди із фрагмен тами
гліцину, аланіну, лейцину та метіоніну. Щоб продемонструвати більшу, ніж у естеру або лактону, гідролітичну стабільність сульфонамідної
групи у синтезованих сполуках, один із естерів 4 (похідна лейцину 4c) був оброблений водним розчином NaHCO3 при нагріванні. Після
підкислення було виділено з майже кількісним виходом сульфонамід 5 з двома карбоксильними групами, споріднений сполуці 3.
Ключові слова: сульфонаміди; амінокислоти; 3-фенілізокумарин; сульфохлорування.
Notes
|
| id | oai:ojs2.bioorganica.com.ua:article-38 |
| institution | Ukrainica Bioorganica Acta |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-07-20T01:00:53Z |
| publishDate | 2020 |
| publisher | V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | bioorganicacomua/02/924a4a8aa6db3110df490e65d11b2202.pdf |
| spelling | oai:ojs2.bioorganica.com.ua:article-382026-07-19T14:56:53Z Amino acid sulfonamides based on 4-(1-oxo-1H-isochromen-3-yl)-benzenesulfonyl chloride Одержання амінокислотних сульфонамідів на основі 4-(1-оксо-1Н-ізохромен-3-іл)бензенсульфонілхлориду Riabchenko, Anastasiia A. Shablykina, Olga V. Shilin, Serhiy V. Chumachenko, Svitlana A. Khilya, Volodymyr P. sulfonamides amino acids 3-phenylisocoumarin sulfochlorination сульфонаміди амінокислоти 3-фенілізокумарин сульфохлорування The creation of new amino acid derivatives of 4-(1-oxo-1H-isochromen-3-yl)benzenesulfonyl chloride 1 was investigated. The interaction of the sulfonyl chloride 1 with amino acid methyl esters (hydrochlorides) in 1,4-dioxane in the presence of triethylamine led to the corresponding amino acid sulfonamide derivatives of isocoumarin. The reaction of the sulfonyl chloride 1 with phenylalanine in the basic aqueous solution was complicated by the lactone system disclosure and led to 2'-carboxydeoxybenzoin ultimately (namely, 2-(2-(4-(N-(1-carboxy-2-phenylethyl)sulfamoyl)phenyl)-2-oxoethyl)benzoic acid). Similar product was obtained by the alkali hydrolysis of methyl ((4-(1-oxo-1H-isochromen-3-yl)phenyl)sulfonyl)leucinate Представлено дослідження особливостей взаємодії 4-(1-оксо-1Н-ізохромен-3-іл)бензенсульфонілхлориду (1) з похідними амінокислот, що веде до утворення відповідних сульфонамінів. На початку статті подано короткий огляд способів синтезу рідкісних на сьогодні 1Н-ізохромонів (ізокумаринів) із сульфонамідними фрагментами. Ізокумарини та споріднені до них молекули, як синтетичного, так і природного походження – давно знана група оксигеновмісних гетероциклів. Ці речовини цікаві з точки зору їх біоактивності, а також мають дуже великий потенціал використання синтетичній органічній хімії (наприклад, для отримання ізохінолінів). На жаль, існуючі методи синтезу ізокумаринів обмежують можливості побудови молекул з певними функціональними групами. Зокрема, відомо дуже небагато прикладів одержання ізокумаринів із сульфамідними групами; переважно методи синтезу таких похідних базуються на паладій-каталізованих сполученнях із використанням досить вартісних вихідних речовин, а пряма послідовність сульфохлорування ізокумарину – амідування використовувалась лише кілька разів. Раніше нами було показано, що сульфохлорування із наступним утворенням сульфамідів може бути з препаративними виходами проведено в ряду 3-арилізокумаринів. В даній роботі сульфонілхлорид 1 було залучено в реакцію з амінокислотними похідними. Внаслідок взаємодії сульфонілхлориду 1 із фенілаланіном в присутності основи та при наявності навіть невеликих кількостей води в реакційному середовищі утворення сульфонамідного фрагменту ускладнюється частковим розкриттям хромонового циклу. Додаткова обробка такої суміші слабколужним водним розчином завершує розкриття циклу та приводить до утворення похідної дезоксибензоїну 3 – 2-(2-(4-(N-(1-карбокси-2-фенілетил)сульфамоїл)феніл)-2-оксоетил)бензойної кислоти. Натомість в результаті реакції сульфонілхлориду 1 з метиловими естерами амінокислот (у формі гідрохлоридів), що була проведена у безводному 1,4-діоксані та з додаванням триетиламіну у якості основи, легко та без побічних продуктів утворюються відповідні сульфонаміди; внаслідок чого було синтезовано ізокумаринові сульфонаміди із фрагментами гліцину, аланіну, лейцину та метіоніну. Щоб продемонструвати більшу, ніж у естеру або лактону, гідролітичну стабільність сульфонамідної групи у синтезованих сполуках, один із естерів 4 (похідна лейцину 4c) був оброблений водним розчином NaHCO3 при нагріванні. Після підкислення було виділено з майже кількісним виходом сульфонамід 5 з двома карбоксильними групами, споріднений сполуці 3 V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine 2020-12-30 Article Article application/pdf https://bioorganica.com.ua/index.php/journal/article/view/38 10.15407/bioorganica2020.02.027 Ukrainica Bioorganica Acta; Vol. 15 No. 2 (2020): Ukrainica Bioorganica Acta; 27-32 Ukrainica Bioorganica Acta; Том 15 № 2 (2020): Ukrainica Bioorganica Acta; 27-32 1814-9766 1814-9758 10.15407/bioorganica2020.02 en https://bioorganica.com.ua/index.php/journal/article/view/38/37 Copyright (c) 2020 Anastasiia A. Riabchenko, Olga V. Shablykina, Serhiy V. Shilin, Svitlana A. Chumachenko, Volodymyr P. Khilya https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | сульфонаміди амінокислоти 3-фенілізокумарин сульфохлорування Riabchenko, Anastasiia A. Shablykina, Olga V. Shilin, Serhiy V. Chumachenko, Svitlana A. Khilya, Volodymyr P. Одержання амінокислотних сульфонамідів на основі 4-(1-оксо-1Н-ізохромен-3-іл)бензенсульфонілхлориду |
| title | Одержання амінокислотних сульфонамідів на основі 4-(1-оксо-1Н-ізохромен-3-іл)бензенсульфонілхлориду |
| title_alt | Amino acid sulfonamides based on 4-(1-oxo-1H-isochromen-3-yl)-benzenesulfonyl chloride |
| title_full | Одержання амінокислотних сульфонамідів на основі 4-(1-оксо-1Н-ізохромен-3-іл)бензенсульфонілхлориду |
| title_fullStr | Одержання амінокислотних сульфонамідів на основі 4-(1-оксо-1Н-ізохромен-3-іл)бензенсульфонілхлориду |
| title_full_unstemmed | Одержання амінокислотних сульфонамідів на основі 4-(1-оксо-1Н-ізохромен-3-іл)бензенсульфонілхлориду |
| title_short | Одержання амінокислотних сульфонамідів на основі 4-(1-оксо-1Н-ізохромен-3-іл)бензенсульфонілхлориду |
| title_sort | одержання амінокислотних сульфонамідів на основі 4-(1-оксо-1н-ізохромен-3-іл)бензенсульфонілхлориду |
| topic | сульфонаміди амінокислоти 3-фенілізокумарин сульфохлорування |
| topic_facet | sulfonamides amino acids 3-phenylisocoumarin sulfochlorination сульфонаміди амінокислоти 3-фенілізокумарин сульфохлорування |
| url | https://bioorganica.com.ua/index.php/journal/article/view/38 |
| work_keys_str_mv | AT riabchenkoanastasiiaa aminoacidsulfonamidesbasedon41oxo1hisochromen3ylbenzenesulfonylchloride AT shablykinaolgav aminoacidsulfonamidesbasedon41oxo1hisochromen3ylbenzenesulfonylchloride AT shilinserhiyv aminoacidsulfonamidesbasedon41oxo1hisochromen3ylbenzenesulfonylchloride AT chumachenkosvitlanaa aminoacidsulfonamidesbasedon41oxo1hisochromen3ylbenzenesulfonylchloride AT khilyavolodymyrp aminoacidsulfonamidesbasedon41oxo1hisochromen3ylbenzenesulfonylchloride AT riabchenkoanastasiiaa oderžannâamínokislotnihsulʹfonamídívnaosnoví41okso1nízohromen3ílbenzensulʹfonílhloridu AT shablykinaolgav oderžannâamínokislotnihsulʹfonamídívnaosnoví41okso1nízohromen3ílbenzensulʹfonílhloridu AT shilinserhiyv oderžannâamínokislotnihsulʹfonamídívnaosnoví41okso1nízohromen3ílbenzensulʹfonílhloridu AT chumachenkosvitlanaa oderžannâamínokislotnihsulʹfonamídívnaosnoví41okso1nízohromen3ílbenzensulʹfonílhloridu AT khilyavolodymyrp oderžannâamínokislotnihsulʹfonamídívnaosnoví41okso1nízohromen3ílbenzensulʹfonílhloridu |