Síntesis de nuevas pirazolo[1,5-a]pirimidinas

Síntesis de nuevas pirazolo[1,5-a]pirimidinas funcionalizadas de

potencial uso como quimiosensores fluorescentes de iones en solución

Documento presentado como requisito parcial para optar al título de Magister en Química

Alejandro Rosero Vega, Qco.

Director: Jaime A. Portilla Salinas, Dr. Sc.

Universidad de los Andes - Facultad de Ciencias

Departamento de Química - Grupo de Investigación en Compuestos Bio-orgánicos

Bogotá, Enero de 2015

“The criterion of 'beauty' applied by chemists to the molecules they make is indeed of a Platonic

nature: it typically identifies beauty in a high degree of symmetry”

P. Ball

Agradecimientos

A mi madre, mi padre y familia por su apoyo en tantos momentos y su desacuerdo en

otros. A Felipe, Aleksey y los Mapuches por estar ahí desde siempre y hasta ahora

Al profesor Jaime Portilla porque es un ejemplo de pasión, trabajo duro y creatividad

A todos los miembros de GICOBIORG, los que estuvieron, los que estamos y los que

están entrando, pues en el laboratorio destilamos hombro a hombro nuestras

pasiones, alegrías y dificultades

Al Dr.Sc. Fabian Orozco López y al PhD. Gian Pietro Miscione por evaluar este

trabajo y por sus valiosas observaciones

A los profesores del departamento y de la Universidad que mostraron pasión por su

profesión y excelencia en su trabajo ya que lograron decir sin necesidad de hablar

1

Tabla de contenido

Página

1. Resumen ............................................................................................................................... 4

2. Introducción ........................................................................................................................ 6

3. Antecedentes ........................................................................................................................ 6

3.1. Aromaticidad y conjugación........................................................................................ 6

3.2. Oligómeros y moléculas pequeñas .............................................................................. 7

3.3. Fluorescencia ................................................................................................................ 8

3.4. Quimiosensores ............................................................................................................ 9

3.5. Dendrímeros ............................................................................................................... 10

3.6. Trifenilaminas ........................................................................................................... 11

3.7. Pirazolo[1,5-a]pirimidina .......................................................................................... 13

4. Planteamiento del problema ............................................................................................. 17

5. Objetivos ............................................................................................................................ 19

6. Resultados y discusión....................................................................................................... 20

6.1. Derivados de pirazolo[1,5-a]pirimidinas lineales ..................................................... 20

6.2. Derivados simétricos de pirazolo[1,5-a]pirimidinas ................................................ 30

6.3. Caracterización preliminar de absorción y emisión ................................................ 35

7. Conclusiones ...................................................................................................................... 37

8. Sección experimental ......................................................................................................... 38

9. Bibliografía ........................................................................................................................ 46

2

Lista de abreviaturas y acrónimos

DCM Diclorometano

DMF N,N-Dimetilformamida

DMF-DMA Dimetilformamida Dimetilacetal

NBS N-Bromo-Succinamida

THF Tetrahidrofurano

TPA Trifenilamina

Sustituyentes

AcO Radical acetato

Ar Radical arilo

Et Radical etilo

HetAr Radical Heteroaromático

Me Radical metilo

Ph Radical fenilo

Espectroscopía y análisis estructural

FT-IR Espectroscopía de infrarrojo con transformada de Fourier

GCMS Cromatografía de gases acoplada a masas

MS Espectrometría de masas

RMN13C Resonancia Magnética Nuclear de Carbono 13

RMN1H Resonancia Magnética Nuclear de Hidrógeno

UV-Vis Ultravioleta-Visible

Varios

A Grupo electrón-aceptor

cuant. Cuantitativo

D Grupo electrón-donador

HOMO Highest Occupied Molecular Orbital

Hz Hertz

3

LUMO Lowest Unoccupied Molecular Orbital

mp punto de fusión

MW Microondas

Δ reflujo

rt temperatura ambiente

Unidades

°C Grado Celsius

g Gramo

h Hora

min Minuto

mol Mol

ppm Partes por millón

US Ultrasonido

W Watt

4

1. Resumen

En este manuscrito se presenta el trabajo de investigación efectuado en la maestría en química de la

Universidad de los Andes en el grupo de investigación GICOBIORG (Enero-Noviembre de 2014)

bajo la dirección del profesor Jaime Portilla. La sustentación oral se realiza en Enero de 2015 con

los investigadores Dr.Sc. Fabián Orozco López y Ph.D. Gian Pietro Miscione como jurados. Se

muestran métodos de síntesis de nuevas estructuras fluorescentes con el núcleo heterocíclico

pirazolo[1,5-a]pirimidínico, con funcionalidades químicas que potencian su afinidad hacia iones en

solución. Se utilizaron arquitecturas lineales y dendriméricas (con núcleos bencenoides y

trifenilamino) para explorar las implicaciones de la simetría estructural en sus propiedades

fisicoquímicas básicas.

En la primera parte se muestran aspectos importantes del diseño y síntesis de quimiosensores con

núcleos heterocíclicos. Para esto se muestra a través de literatura actualizada, la importancia

estructural en cuanto a la conjugación y la naturaleza de los sustituyentes en las propiedades de las

moléculas obtenidas, por ejemplo la inclusión del grupo trifenilamino para mejorar propiedades

fotofísicas, o hidrazonas para favorecer su interacción con iones de interés. Además, se aborda el

fenómeno de fluorescencia natural de algunas estructuras heterocíclicas, particularmente la de

algunos núcleos de pirazolo[1,5-a]pirimidina, los métodos conocidos para su síntesis, y el amplio

grupo de propiedades que presenta dicho núcleo.

En la segunda parte se muestran los resultados y métodos utilizados en la obtención de las

moléculas objetivo. De este modo, se muestra la obtención de precursores fundamentales para el

proyecto, seguido de los resultados de sus reacciones de ciclocondensación y de posteriores

funcionalizaciones para obtener potenciales quimiosensores fluorescentes. Por último, se muestran

imágenes que ilustran el comportamiento de algunos de los compuestos sintetizados bajo radiación

UV, y cualitativamente su comportamiento como quimiosensor.

5

Abstract

The research work done in the Chemistry master program of the Universidad de los Andes in the

GICOBIORG group (January-November 2014) under the guidance of Professor Jaime Portilla are

presented in this document. The oral dissertation is presented on January 2015, under the evaluation

of the researchers Dr.Sc. Fabián Orozco López and Ph.D. Gian Pietro Miscione as juries The

synthesis methods of new fluorescent structures with the scaffold pyrazolo[1,5-a]pyrimidine are

reported, with chemical functionalities that enhance their activity towards ions in solution. The

linear and dendrimer like architecture were used (with benzene and triphenylamine cores) to

explore the structural simmetry implications in the fundamental physicochemical properties.

In the first part interesting aspects of design and synthesis of remarkable chemosensors with

heterocyclic cores are shown. In order to do this the structural importance of conjugation and type

of substituents in the properties of the molecules synthsized are reviewed in updated scientific

literature. For instance either the inclusion of the triphenylamine moiety to improve the

photophysical properties, or some structures containing the hydrazone moiety to promote its

interaction with ions of interest. Furthermore the natural fluorescence of some heterocyclic

structures, particularly some pyrazolo[1,5-a]pyrimidine, the known methods for its synthesis and

the wide group of properties that generates this scaffold is discussed.

In the second part the results and methods used for the obtention of the target molecules are

exposed. In this way, the obtention of fundamental precursors for this project is shown, followed by

the results of the reaction of cyclocondensation and of subsequent functionalizations for the

synthesis of potential fluorsecent chemosensors. Finally pictures that illustrate the emission of some

of the molecules synthesized under UV radiation, and their qualitative behavior as a chemosensor

are shown.

6

2. Introducción

El fortalecimiento de la síntesis orgánica a lo largo del siglo XX permitió un número importante de

innovaciones que marcaron gran parte del progreso de la industria farmacéutica, industrial y

agrícola. Dicha tendencia se ha fortalecido en los últimos años pero se estructura en los mismos

pilares: innovación en métodos sintéticos, estructuras químicas y estudio de sus propiedades.

Existe una relación causal entre la estructura química y las propiedades que esta genera, por lo cual

la delineación de los parámetros de diseño molecular varía según el campo de aplicación. Así, por

nombrar algunos, en el desarrollo de medicamentos se sintetizan moléculas diseñadas por métodos

computacionales según similitudes estructurales con núcleos de conocida actividad biológica, o por

la síntesis de moléculas aisladas de productos naturales.

Esto varía en el desarrollo de materiales y dispositivos basados en estructuras orgánicas como

OLEDs, celdas solares o algunos quimiosensores, pues la aproximación al descubrimiento de

estructuras funcionales no puede partir del aislamiento de sistemas naturales, ya que estas hacen

parte de fenómenos bioquímicos muy complejos. Por lo tanto se basan en entender cómo funciona

dicho sistema y de cada una de sus partes para intentar emular sus propiedades al lograr semejanzas

estructurales. Por ejemplo, las porfirinas son sistemas de elevada conjugación con heteroátomos de

nitrógeno y cromóforos ordenados simétricamente. Este conjunto permite una interacción con la

radiación electromagnética que favorece transformaciones y transferencias de energía de alta

eficiencia, al igual que en la fotosíntesis, en la cual se da una separación de carga fotoinducida que

logra transformar energía lumínica en energía electroquímica. Emulando de alguna manera este

eficiente sistema natural, se han sintetizado sistemas 𝜋-extendidos basados en anillos porfirínicos,

oligómeros, fulerenos, dendrímeros, polímeros, anillos y sistemas análogos,2 lo que ha permitido

aplicaciones en materiales luminiscentes, celdas solares,3 detección de iones tóxicos,4 o marcajes

biológicos.

3. Antecedentes

En esta sección se describirán algunos fundamentos generales que sirven para la mejor comprensión

de los resultados de este trabajo. En particular, se hará mención sobre las propiedades moleculares

que poseen algunas estructuras análogas a las sintetizadas en esta investigación, además de

describir, con base a las propiedades descritas, las aplicaciones potenciales que tienen dichas

estructuras. En la parte final, se mostrará a grandes rasgos las generalidades del núcleo de

trifenilamina (TPA) y el de pirazolo[1,5-a]pirimidina.

3.1. Aromaticidad y conjugación

La aromaticidad está relacionada con la propiedad de conjugación π-extendida, pues dada la

presencia de orbitales pz adyacentes se da una superposición de orbitales atómicos que generan

7

orbitales moleculares de gran extensión, los cuales disminuyen la energía necesaria para excitar un

electrón desde un estado basal HOMO a uno excitado LUMO,38 como consecuencia de la absorción

de fotones del espectro electromagnético. Al combinar la conjugación con variantes que mejoren la

polarizabilidad, tales como la inclusión de diferentes heteroátomos o grupos de diferente naturaleza

electrónica en distintas posiciones, se generan anillos 𝜋-excedentes o 𝜋-deficientes que disminuyen

el potencial para la transferencia de carga dentro de la molécula, y por ende surgen propiedades de

transducción eléctrico-óptico y/o óptico-eléctrico, es decir, conversión de estímulos lumínicos en

corriente, como el caso de las celdas solares, transformación de un flujo de electrones en luz al

hablar de los diodos emisores de luz LEDs, y en algunos casos transmisión de información por

propiedades de óptica no lineal3 a través de fibra óptica.

3.2. Oligómeros y moléculas pequeñas Tal ordenamiento puede generarse en moléculas de gran tamaño y peso molecular como en el caso

de un polímero, pero esto no ha sido en detrimento de las moléculas pequeñas ya que éstas últimas

presentan una alta solubilidad en una amplia gama de disolventes, lo que permite la fácil deposición

de capas delgadas, facilitando la fabricación de dispositivos y una potencial aplicación industrial.

Dentro de este grupo se encuentran diadas, triadas, etc., cuyo nombre se debe al número de grupos

químicos enlazados y su naturaleza electrónica, ya que constan de moléculas de diferente carácter

dador D y aceptor A de carga (Ej: DA, DAA, ADD) que facilitan la transferencia de electrones

(efecto push-pull6-7). Algunos exponentes reportados8 se muestran en la Figura 1.

Figura 1.Triadas heterocíclicas: a) D-Ar-D, b) DAD

La interacción con la radiación electromagnética de moléculas con éste ordenamiento ha llegado a

usufructuarse recientemente en actividades biológicas, pues permite la generación de especies de

oxígeno singlete en soluciones acuosas al activarse con luz ultravioleta, permitiendo en últimas

propiedades antibióticas9 (Figura 2).

Figura 2. Triadas heterocíclicas: DAD

Esta arquitectura se puede extrapolar a sistemas simétricos (Figura 3), la cual presenta un núcleo de

trifenilamina (TPA) que le proporciona flexibilidad y simetría a la molécula, además presenta

benzotiadiazol (BT) como grupo aceptor y grupos tiofénicos en las periferias como grupos dadores

de carga, que al mismo tiempo presentan ramificaciones alquílicas lineales para favorecer su

solubilidad en disolventes orgánicos y en últimas su aplicabilidad en celdas solares.3

8

Figura 3. Oligómero utilizado en el desarrollo de celdas solares (TPA-BT-HTT)

3.3. Fluorescencia

Es un fenómeno físico que se presenta cuando una sustancia emite radiación de menor energía

respecto a la radiación incidente a causa de disipaciones energéticas no radiativas. Principalmente

se da cuando se incide radiación en el rango ultravioleta, la cual no es detectable por el ojo humano,

y se emite en el rango visible por lo que se percibe como un tipo de luminiscencia, en el cual los

colores presentan tonalidades y brillos más intensos comparados con los colores tradicionales.

Ejemplos cotidianos de fluorescencia se encuentran en los resaltadores de texto, algunas tarjetas de

crédito, vitamina B12, uranina (sal de fluoresceína), algunas algas marinas, etc. (Imagen 1).

Imagen 1. Uranina utilizada para rastrear fugas de agua1*

Dicho proceso se puede cuantificar a través de diferentes técnicas analíticas como espectroscopía de

fluorescencia, microscopía de fluorescencia o fluorescencia de rayos X, y es ampliamente

aprovechado por su sensibilidad y características para el estudio de una gran cantidad de fenómenos

1* Recuperado de http://www.carlesistrumenti.eu/Images/liquidi_luminescenti/uranina.jpg

http://www.carlesistrumenti.eu/Images/liquidi_luminescenti/uranina.jpg

9

bioquímicos, médicos, genéticos y analíticos de gran complejidad como marcaje de proteínas10,

membranas11 y agentes de contraste.12

Los estudios anteriores y los que están en desarrollo en esta área son de un impacto notable pues

éste año (2014) se entregó el premio Nobel en Química a quienes desarrollaron las bases de la

microscopía de fluorescencia de alta resolución. Como consecuencia de éste desarrollo surgen

nuevos proyectos de investigación que buscan desarrollar o incorporar fluoróforos que permitan

estudiar nuevos fenómenos de interés científico y tecnológico. De esto se sigue la inclusión del

núcleo trifenilamina, poseedor de propiedades fotofísicas excepcionales, en sinergias químicas para

generar mejorar las propiedades de fluorescencia y obtener quimiosensores fluorescentes de iones

tóxicos, ADN, agentes de reconocimiento de membrana, etc.

3.4. Quimiosensores

Un quimiosensor corresponde a una sustancia que a través de cambios de color, fluorescencia o

algún cambio físico permite determinar la presencia del agente químico de interés. El quimiosensor

ideal presenta alta sensibilidad, selectividad, estabilidad, respuesta rápida, además de presentar

cambios reversibles. Generalmente se diseñan con propiedades de cambios de color, o

mayoritariamente de fluorescencia pues permite límites de detección tan bajos que requieren en

algunos casos, solamente la presencia de algunas moléculas,13 no consume analitos, no necesita de

calibración, permite monitoreo remoto y se proyecta como el método de detección más importante

para monitoreo miniaturizado.13

Para que un quimiosensor funcione se requiere de la combinación de un fluoróforo y de un grupo de

reconocimiento para que interactúe con el analito. Estos pueden estar conectados de forma

covalente o a través de enlaces de coordinación y pueden generar cambios de encendido o de

apagado de la emisión de fluorescencia. Con la combinación de éstos pocos parámetros las

posibilidades de desarrollo de sensores adquiere una variabilidad muy alta, pues si el analito es un

catión, un anión, un aminoácido, un gas, por nombrar algunos, se debe ajustar el sistmea, para que

sea soluble, estable, selectivo y tenga una rápida respuesta.13

3.4.1. Detección química de algunos iones de importancia:

Las sales de cianuro presentan importantes riesgos para la salud, ya que pueden alterar el sistema

endocrino, nervioso, vascular y visual.14 Además el límite de exposición es bastante bajo y las

fuentes de éste se presentan en grandes cantidades y con gran diversidad. Como fuentes biológicas

hay una gran cantidad de bacterias y organismos que lo liberan como consecuencia de sus procesos

metabólicos relacionados con el nitrógeno; pero los mayores responsables de la liberación de

cianuro al entorno la encabezan la industria petroquímica, metalúrgica, minera, de extracción de oro

y producción de plásticos. Por esto, desarrollar tecnología que permita una detección rápida y

económica se constituye como una prioridad ambiental y científica, ya que las técnicas tradicionales

de detección relacionadas con voltametría, métodos electroquímicos similares y cromatografía de

iones implican tiempos prolongados, equipos sofisticados y altos límites de detección.14

En ese orden de ideas, se han reportado una cantidad considerable de quimiosensores para la

detección de cianuro, de los cuales llaman la atención los que se valen de la nucleofilia del cianuro

10

y de la utilización de grupos funcionales electrofílicos como los aceptores de Michael tipo 2, que se

obtienen por medio de la reacción de Knoevenagel entre la formilporfirina 1 y malononitrilo

(Esquema 2).14

Esquema 1. Quimiosensor de cianuro

Este tipo de aceptor de Michael también presenta una interacción favorable con tioles, por lo cual

también se ha utilizado para la detección en sistemas biológicos de sulfuro de hidrógeno y cisteína a

través de MOF (Metal Organic Framework), Figura 4.15

Figura 4. Quimiosensor de sulfuro de hidrógeno y tiofenoles soportado en MOF15

Con el mismo objetivo de detectar cianuro en solución, así como flúor y cationes de Cobre o

Mercurio, se perfila el uso de las hidrazonas, que además de aplicarse en sensores se han utilizado

en interruptores moleculares o ensambles metálicos. Por ejemplo, la hidrazona 6 obtenida por

medio de la condensación del aldehído 4 con la hidrazida 5 ha sido utilizada como detector de

cianuro (Esquema 2).5

Esquema 2. Quimiosensor de cianuro derivado de una hidrazona

3.5. Dendrímeros

Su nombre en referencia a la similitud estructural de algunas moléculas con la forma de un árbol

(dendros: árbol – meros: parte), los cuales presentan partes simétricas que se repiten de forma

iterativa respecto a un centro de simetría, de la misma manera en que la rama de un árbol se divide

en dos ramas y cada una de ellas se subdivide sucesivamente en ramas cada vez más pequeñas.

11

Empezaron a ser estudiados desde 1978 en el grupo de Vögtle, y desde entonces ha presentado un

desarrollo vertiginoso pues varios existen como productos comerciales (PAMAM) y otros se

estudian en áreas tan diversas como materiales luminiscentes, entrega controlada de medicamentos,

catálisis, recubrimiento antivirales en condones, agentes de contraste para imágenes médicas, etc.12

Las estructuras dendríticas presentan un centro de simetría conocido como núcleo (core). Alrededor

de él se enlazan grupos que según su crecimiento adquieren la morfología de ramas, en cuyo final se

genera una región de gran superficie denominada periferia. Al interior de la estructura globular se

generan espacios de gran tamaño que permiten cierta flexibilidad y además permiten la inclusión de

otros grupos químicos que potencian las aplicaciones en variados campos como la medicina o la

catálisis. En el área de dendrímeros luminiscentes existen diferencias en la forma en la que se utiliza

el fluoróforo dentro del dendrímero, ya sea en el núcleo o en la periferia, con el fin de conseguir

propiedades lumínicas específicas.12

3.6. Trifenilaminas (TPA)

Como se evidenció en las secciones anteriores, dentro de los derivados moleculares que se destacan

por sus propiedades para aplicaciones en el diseño de materiales optoelectrónicos y de sustancias

fluorescentes sobresalen los tiofenos, sistemas macroheterocíclicos como la porfirina1, derivadas de

hidrazona y recientemente aquellos que contienen el grupo trifenilamino (TPA).3 Este último

presenta la ventaja estructural de su resistencia frente a la oxidación, la versatilidad del nitrógeno

para la transferencia de carga y la simetría que presenta para desarrollar crecimiento molecular

(oligómeros y dendrímeros, ver Figura 3) en forma de estrella, todos con interesantes propiedades

de fluorescencia. De hecho, tal es el interés en estos compuestos que algunos derivados de TPA ya

hacen parte del catálogo de precursores y homólogos para materiales que ofrece Sigma Aldrich y

por supuesto el número creciente de publicaciones que presentan éste núcleo (Figura 5).16, 17

Figura 5. Derivados con el núcleo trifenilamina

El grupo trifenilamina (TPA) tiene una injerencia importante en ésta área pues es un buen grupo

donador de carga, permite la disociación de carga y promueve la emisión de radiación azul, por lo

que su acople a grupos heterocíclicos activos como el bencimidazol ha permitido de desarrollo de

quimiosensores de estructuras sencillas18 (Figura 6).

12

Figura 6. Quimiosensor de Hierro (III) y Mercurio (II) basado en trifenilamina (TPA)

Cabe resaltar que se han reportado sinergias en las cuales se logran combinar moléculas con alta

simetría en poliedros metálicos, fluoróforos como trifenilamina y homólogos de hidrazonas para

conseguir detección por fluorescencia de óxido nitroso (NO) en células vivas (Figura 7).19

Figura 7. Quimiosensor de óxido nitroso

Algunos dendrones con núcleo fluorescente de TPA como grupo donante de carga (dentro de una

molécula que permite efecto push-pull, donante-aceptor) han sido utilizados en el desarrollo de

celdas solares (TPA-BT-HTT, ver Figura 3), para marcar ADN y proteínas (Figura 8)10o como

parte de polímeros de coordinación que catalizan reacciones estereoselectivas (Figura 9).20

Figura 8. Dendrón a partir de trifenilamina usado para marcar ADN y proteínas10

Figura 9. Dendrón a partir de trifenilamina usado para formar catalizadores MOF quirales20

13

3.7. Pirazolo[1,5-a]pirimidinas

Un amplio grupo de heterociclos nitrogenados como diazepinas, pirazoles, imidazoles, pirimidinas,

sus homólogos benzofusionados y cientos más presentan variada actividad biológica al funcionar

como antibióticos, antimicóticos, antifúngicos, anticangerígenos, etc. De estos sobresalen las

pirazolo[1,5-a]pirimidinas, pues sustentan el núcleo de moléculas de actividad farmacéutica como

el zaleplon o el indiplon, o de actividad pesticida en el caso de chlorprazophos y pyrazophos. El

núcleo estructural pirazolo[1,5-a]pirimidínico (b) es el resultado de la fusión entre un anillo de

pirazol (a) con otro de pirimidina (c), por lo cual presenta analogías estructurales con las purinas, lo

que podía ser uno de los fundamentos para el amplio interés biológico de compuestos con este

heterociclo (Figura 10).

Figura 10. Heterociclo fusionado de pirazolo[1,5-a]pirimidina con su numeración

Las pirazolo[1,5-a]pirimidinas también están presentes en numerosas investigaciones recientes,

siendo su estructura un objetivo sintético para el diseño de medicamentos asistido por computador.

Es así como se han obtenido inhibidores de CHK1,21 HCV polimerasa22 y HIV-1 NNRTIs,23

anticancerígenos,24 antifúngicos, etc. (Figura 11).

Figura 11. Pirazolo[1,5-a]pirimidinas con actividad inhibitoria de a) CHK1 b) HCV polimerasa y c) HIV-1 NNRTIs

Además, las pirazolo[1,5-a]pirimidinas exhiben un interesante cúmulo de propiedades fotofísicas

que potencian su uso en campos de aplicación industrial, como colorantes por dispersión (Figura

12)25 o fluoróforos26 y más recientemente para el desarrollo de quimiosensores fluorescentes en

solución para la detección de In (III),27 un ion usado en dispositivos semiconductores y tóxicos para

los riñones, el hígado, los pulmones, además de ser sospechoso carcinógeno (Figuras 12).

Figura 12. Derivados de pirazolo[1,5-a]pirimidinas a) y b) usados como colorantes por dispersión

14

Figura 13. Fluoróforos derivados de pirazolo[1,5-a]pirimidinas. a) Especie fluorescente b) Quimiosensor de In (III)

Por lo tanto, se han desarrollado métodos muy exitosos para la síntesis de pirazolo[1,5-

a]pirimidinas, los cuales se basan principalmente en la ciclocondensación de 5-aminopirazoles con

1,3-bielectrófilos de variada naturaleza. Los aminopirazoles, a causa del carácter activador del

grupo amino, se entienden como sistemas -excedentes que se comportan como 1,3-binucleófilos

de gran reactividad, que además presentan una tautomería prototrópica entre el nitrógeno piridínico

y el pirrólico, como se muestra en la Figura 14.

Figura 14. Tautomería de NH-aminopirazol

Los 5-aminopirazoles altamente funcionalizados como 8, pueden presentar una funcionalidad

química bastante particular (1,3-binucleófilo o monoelectrófilo sobre el CN). Por ejemplo, cuando 8

reacciona con el éster -dicarbonílico 9 se aísla la 2-arilamino-3-cianopirazolo[1,5-a]pirimidona 10

(Esquema 3).28

Esquema 3. Síntesis a reflujo de la pirazolo[1,5-a]pirimidona 10

Desde el 2006 hasta el 2012 Portilla y colaboradores han reportado aproximaciones sintéticas para

obtener distintas pirazolo[1,5-a]pirimidinas, principalmente bajo condiciones libres de disolvente.29

Por ejemplo, el trabajo más reciente reportado al respecto30 es el que utiliza la reacción entre los 5-

aminopirazoles 11 con compuestos β-dicarbonílicos que contienen anillos de cinco miembros 12a-c,

obteniendo así los derivados de pirazolo[1,5-a]pirimidinas 13a-c (Esquema 4).

15

Esquema 4. Síntesis de la pirazolo[1,5-a]pirimidina 13a-c

Adicionalmente, se han desarrollado otros métodos no convencionales para inducir las reacciones

orgánicas, como el trabajo reportado por Buriol y colaboradores, donde utilizan radiación de

ultrasonido para la síntesis de la pirazolo[1,5-a]pirimidinas 16 por medio de la reacción entre 3-

metil-5-aminopirazol 14 con el 1,3-bielectrófilo 15 (Esquema 5).31

Esquema 5. Síntesis de la pirazolo[1,5-a]pirimidina 16 inducidas por ultrasonido (US)

La radiación de microondas es otro método no convencional para inducir reacciones de manera

eficiente, pues permite tiempos menores de reacción, mejores rendimientos, disminución del

consumo de disolventes respecto a los métodos convencionales, e incluso la eliminación de estos

(Esquema 7) lo cual contribuye al desarrollo de la ‘química verde’ (Esquemas 4, 6 y 7). En esa

línea Portilla y colaboradores reportaron la síntesis de 7-amino-6-fenildiazenilpirazolo[1,5-

a]pirimidina 19 valiéndose de 5-aminopirazol 17 y 3-amino-2-fenildiazenilcrotononitrilo 18 bajo

condiciones libre de disolvente e inducida por radiación de microondas (Esquema 6).29b

Esquema 6. Síntesis de la pirazolo[1,5-a]pirimidina 19 inducida por microondas bajo condiciones libres de disolvente

Otro trabajo que utiliza inducción por radiación de microondas reporta la síntesis de la 2,6-

diarilpirazolo[1,5-a]pirimidina 22 utilizando la reacción entre el 4-fenil-5-aminopirazol 20 con el 3-

aril-3-hidroxipropenal 21 (Esquema 7).32

16

Esquema 7. Síntesis de pirazolo[1,5-a]pirimidinas 22 inducidas por microondas

De la amplia gama de compuestos 1,3-bielectrofílicos utilizados para la síntesis de este heterociclo,

llama la atención las β-enaminonas, ya que se pueden obtener con muy buenos rendimientos y

además son intermedios de gran versatilidad para la síntesis de variados sistemas heterocíclicos

funcionalizados. Utilizando este tipo de bielectrófilo 24 Khalil y su grupo sintetizaron a partir del 3-

amino-4-(4-metoxibenzoil)-pirazol 23 la pirazolo[1,5-a]pirimidina 25 (Esquema 8).33

Esquema 8. Síntesis de pirazolo[1,5-a]pirimidina 25 a partir de la β-enaminona 24

En el Esquema 9 se muestra la síntesis de algunos heterociclos de diferente naturaleza a partir de la

bis-enaminona 26, lo que corrobora la utilidad sintética de estos sustratos. Por ejemplo, utilizando el

aminoimidazol 27 se obtiene la 2,6-dibenzimidazopirimidinilpiridina 31, utilizando acetamidina 28,

se obtiene la 2,6-dipirimidinilpiridina 32, con fenilhidrazina 29 se obtiene la 2,6-dipirazolil piridina

33 y con hidroxilamina 30 se logró aislar la 2,6-diisoxazolilpiridina 34.

Esquema 9. Síntesis inducida por microondas de diversos heterociclos a partir de la bisenaminona 26

Según la derivatización planteada en la ruta de síntesis a desarrollar en este trabajo, las pirazolo[1,5-

a]pirimidinas a obtener se pueden funcionalizar a través de reacciones de sustitución electrofílica o

nucleofílica según la activación y la posición de los sustituyentes alrededor del núcleo. A pesar de

esto, sobresale la sustitución sobre el anillo pirazólico ya que se encuentra fuertemente activado.

Quiroga y colaboradores reportaron la formilación de la dihidropirazolo[1,5-a]pirimidina 35 en las

posiciones 3 y 6 bajo condiciones de Vilsmeier-Haack (Esquema 10).34

17

Esquema 10. Formilación de la dihiropirazolo[1,5-a]pirimidinas 35

Asimismo, Yin y Liebscher35 lograron yodaciones selectivas sobre el núcleo base 37 y posteriores

acoplamientos organometálicos mediados por Paladio con vinilos electrón-deficientes para obtener

40 (Esquema 10).

Esquema 11. Halogenación y acoplamiento C-C sobre pirazolo[1,5-a]pirimidina 37

Con los antecedentes anteriores se logra un marco general de las variables estructurales que

potencializan las propiedades fotofísicas de moléculas orgánicas, como conjugación, simetría y

naturaleza electrónica de los sustituyentes. En este contexto sobresale el núcleo pirazolo[1,5-

a]pirimidina porque presenta además de propiedades fotofísicas interesantes propiedades de

importancia biológica. Por esto se muestran métodos relevantes reportados para la síntesis y

derivatización de éste importante núcleo heterocíclico y se sustenta la amplia gama de aplicaciones

que permiten. Es así que se muestra el contexto y las potenciales aplicaciones que motivan el

planteamiento del presente trabajo de investigación.

4. Planteamiento del problema

La obtención de nuevos derivados de pirazolo[1,5-a]pirimidinas es de gran importancia por las

propiedades que presenta a nivel biológico e industrial. Por esto se plantea la síntesis de una familia

de sistemas 𝜋 -extendidos con el núcleo pirazolo[1,5-a]pirimidínico como eje común con

variaciones estructurales en la simetría, la naturaleza electrón-donadora y la posición de los

sustituyentes, con el fin de obtener estructuras con fluorescencia incrementada. Sobre dichos

sustratos se proponen derivatizaciones posteriores (bromaciones, formilaciones, hidrazonas y

dinitrilos) que permitan su interacción con diferentes tipos de iones y obtener así potenciales

quimiosensores fluorescentes.

Para ello se propone la síntesis de β-enaminonas p-sustituidas 42 como reactivos bielectrofílicos a

partir de acetofenonas 41 (Esquema 12) y dimetilformamida-dimetilacetal (DMF-DMA). En

segundo momento se requiere la obtención de 3-aminopirazoles-5-sustituidos 44 (Esquema 13)

desde derivados de acrilonitirilo 43 utilizando hidrato de hidrazina como binucleófilo.

18

Esquema 12. Obtención de -enaminonas 42

Esquema 13. Obtención de 5-aminopirazoles 44

Posteriormente, utilizando los precursores preparados 42 y 44, se busca obtener las pirazolo[1,5-

a]pirimidinas 45 mediante reacciones de ciclocondensación (Esquema 14). Luego, se plantea la

derivatización de los productos 45 sobre el carbono en posición 3 del heterociclo (bromación y

formilación), haciendo este trabajo solo sobre los derivados que presenten mejores propiedades

luminiscentes (Esquema 14). Desde los precursores formilados mediante condensaciones tipo

Knoevenagel se podrían obtener los productos 46A y mediante su reacción con 2-hidrazinopiridina

62 se podrían aislar los productos 46B. (Esquema 14).

Las reacciones descritas sirven como modelo para encontrar condiciones que se puedan extrapolar

sobre sustratos simétricos con núcleos bencenoides 48a y trifenil amino 48b. Con el ánimo de

conseguir al final los compuestos 50A-B. Un diagrama general de todo lo que se puede llegar a

hacer con la ruta de síntesis planteada se muestra en el Esquema 14, en el cual se pueden apreciar

las etapas de crecimiento y la arquitectura general de las moléculas que motivan el planteamiento

del presente trabajo.

Las reacciones de ciclocondensación y de condensación serán inducidas por una fuente de energía

no convencional como la radiación de microondas. Las demás se harán a reflujo o como se reporte

en trabajos análogos, de la manera que permita los mejores rendimientos. Con esto se busca llegar a

los objetivos a través de metodologías prácticas y que disminuyan la gran cantidad de disolventes y

recursos que requieren la consecución de productos en síntesis orgánica.

Los nuevos compuestos que se proponen obtener en este trabajo se constituyen como un interesante

objetivo, pues proponen nuevos desarrollos sintéticos de núcleos de gran interés, que provienen de

sistemas con valiosas propiedades biológicas y fotofísicas que se podrían ver reflejadas en los

compuestos obtenidos. En suma, la metodología que se pretende llevar a cabo y la potencial

aplicación de los nuevos compuestos convergen para justificar el desarrollo del presente trabajo.

19

Esquema 14. Estructura general de la síntesis propuesta en este trabajo

En este esquema los precursores enanminonas funcionalizados (42) se representan con un cuadrado azul. Los precursores

aminopirazol funcionalizados (44) se representan con un triángulo rojo. El núcleo de simetría en las moléculas simétricas

se representa con D (a trifenilamina, b benceno). La funcionalización sobre las pirazolo[1,5-a]pirimidinas bajo

condiciones de Vilsmeier Haack (i). La derivatización final para obtener 46A y 50A en presencia de malononitrilo (iia,

morado), y para obtener las hidrazonas 46B y 50B en presencia de piridilhidrazina (iib, verde).

5. Objetivos

5.1. General

Sintetizar nuevas pirazolo[1,5-a]pirimidinas funcionalizadas para que sirvan como precursores de

nuevos fluoróforos y de potenciales quimiosensores fluorescentes.

5.2. Específicos

-Sintetizar los precursores iniciales para el desarrollo del trabajo: β-enaminonas y 5-aminopirazoles.

20

-Sintetizar pirazolo[1,5-a]pirimidinas a partir de los precursores previamente obtenidos.

-Derivatizar el núcleo pirazolo[1,5-a]pirimidínico sobre la posición 3 con funciones aldehído y

halógeno para lograr posteriores acoplamientos organometálicos y condensaciones.

-Sintetizar el núcleo pirazolo[1,5-a]pirimidínico a partir de trifenilamina y de 1,3,5-triacetilbenceno.

-Realizar la caracterización estructural (RMN y MS) de los compuestos sintetizados.

-Determinar cualitativamente propiedades emisión sobre los productos más representativos y su

posterior estudio preliminar de quimiosensibilidad hacia iones de interés.

6. Resultados y discusión

En esta sección se describen los resultados del trabajo en el laboratorio durante el desarrollo de este

trabajo. Para abordar esto, la sección se divide en dos partes sintéticas y una de caracterización

cualitativa de quimiosensibilidad. La primera parte de síntesis considera las reacciones sobre

sustratos simples y luego sobre los simétricos. Adicionalmente, se describe el análisis espectral para

la elucidación de los compuestos obtenidos y en algunos casos la posible ruta de formación. La

elucidación estructural de los compuestos aislados se hizo mediante análisis espectroscópico de

RMN (1H, 13C) con herramientas bidimensionales como HMBC, HSQC, COSY y NOESY.

6.1. Derivados de pirazolo[1,5-a]pirimidinas lineales

A continuación se detallan los resultados sobre la obtención de las β-enaminonas 42 (Esquema 15).

42 Ar Rend, % pf (°C)

a 4-ClC6H4 89 84-85

b 4-CH3OC6H4 95 94-95

c 4-NO2C6H4 86 141

d 4-Piridilo 55 115

Esquema 15. Formación de enaminonas 42a-d

El rendimiento para la obtención de las β-enaminonas incrementó cuando se utilizaron cantidades

estequiométricas exactas, ya que facilitó la extracción del compuesto para su posterior purificación.

En el caso de la 4-piridil-β-enaminona 42d, su bajo rendimiento se podría explicar con el efecto de

solubilidad que tiene el grupo piridilo, tanto en disolventes polares como apolares, lo cual pudo

haber dificultado su extracción y posterior purificación, pues se debió recurrir a varias etapas de

purificación para la obtención de dicha β-enaminona.

Para el análisis espectral de esta serie de compuestos 42 se tomaron los de la β-enaminona 42a para

su correspondiente discusión. Por ejemplo, en el espectro de RMN 1H del compuesto 42a (Figura

15) se observan cinco señales que integran para aproximadamente doce protones, lo cual

correlaciona con la estructura de la β-enaminona 42a. A 2.90 y 3.12 ppm aparecen las señales

21

correspondientes a los dos grupos metilo del sistema enamínico, los cuales presentan ambiente

químico diferente por el efecto del doble enlace que interacciona con el par libre de electrones del

nitrógeno. En 5.64 ppm se encuentra un doblete (J = 12.4 Hz) que corresponde al H-2, en 7.35

aparece otro doblete (J = 8.4 Hz) correspondiente a los dos H-m, entre 7.77 y 7.83 ppm aparece un

multiplete que corresponde a dos señales solapadas pertenecientes al H-3 y de los dos H-o.

9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0ppm

6.863.15 2.00 1.03

TMS

N(CH3)2

H-2

Chloroform-d

H-mH-3

H-o

0.00

2.90

3.12

5.625.65

7.26

7.34

7.36

7.77

7.80

7.81

7.83

7.83

Figura 15. Espectro de RMN 1H para el compuesto 42a, 400MHz, CDCl3

En el espectro de RMN 13C (Figura 16) del compuesto 42a se observan nueve señales y utilizando

el experimento DEPT-135 se determinó que tres pertenecen a carbonos cuaternarios, cuatro a

carbonos CH y dos a carbonos CH3, lo cual es coherente con la estructura. La asignación completa

de las señales se logró hacer con ayuda de experimentos bidimensionales como HSQC y HMBC.

190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10ppm

NCH3

NCH3

Chloroform-d

C-2

Cm

Co

Ci

CpC-3

C=O

37.2

6

44.4

7

76.6

87

7.0

07

7.3

1

91.6

4

128

.23

128

.85

136

.83

138

.79

154

.44

187

.00

150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40ppm

NCH3NCH3

C-2

C-m

C-o

C-3

37.2

6

44.4

7

91.6

4

128

.23

128

.85

154

.44

Figura 16. Espectro de RMN 13C y DEPT-135 para el compuesto 42c, 100MHz, CDCl3

Una vez obtenidos los precursores 1,3-bielectrofílicos 42, se procedió a estudiar su reacción con 5-

aminopirazoles 44 con el fin de obtener el núcleo heterocíclico de pirazolo[1,5-a]pirimidina 45.

22

Dado que este precursor fue fundamental para el desarrollo del trabajo se hizo una búsqueda

exhaustiva para conseguir el método de síntesis más conveniente. En ese orden de ideas la reacción

se llevó a cabo bajo diferentes condiciones, a reflujo en etanol, en fase sólida con hidrotalcita Mg-

Al, por inducción con radiación de microondas, de forma multicomponente, con tiempos

prolongados de reacción y con catálisis de ácido acético. De esto se encontró que las condiciones

más favorables para llevar a cabo la reacción eran: DMF seca, relación estequeométrica de

reactivos, 15 minutos y radiación de microondas a 150W (Esquema 16).

45 Ar R Rend, % pf (°C)

a 4-ClC6H4 CH3 89 150

b 4-CH3OC6H4 4-CH3OC6H4 90 158

c 4-NO2C6H4 4-CH3OC6H4 86 170

d 4-Piridilo 4-CH3OC6H4 55 165

Esquema 16. Serie de pirazolo[1,5-a]pirimidinas 45a-d

Como en el caso anterior, el análisis espectral de esta serie de pirazolo[1,5-a]pirimidinas 45a-d se

hizo tomando como compuesto representativo los espectros de 45a, y de igual manera se analizan

sus correspondientes derivados para análisis en las siguientes secciones de este texto. Así, en el

espectro de RMN 1H del compuesto 45a (Figura 17) se observan seis señales que integran para

aproximadamente diez protones, lo cual correlaciona con la estructura de la pirazolo[1,5-

a]pirimidina 45a. En el espectro se observan los siguientes datos en ppm: 2.52 (s, 3H, CH3), 6.57 (s,

1H, H-3), 6.78 (d, J = 4.4 Hz, 1H, H-6), 7.52 (d, J = 8.5 Hz, 2H, H-m), 8.03 (d, J = 8.5 Hz, 2H, H-

o) y 8.43 (d, J = 4.4 Hz, 1H, H-5). En este espectro se destaca la señal característica del Hidrógeno

pirazólico en posición 3, la cual aparece a campo bastante alto evidenciando un ambiente bastante

protegido.

9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0ppm

3.092.23 2.171.04 1.04

TMS

2-CH3

H-3

H-6

Chloroform-d

H-m

H-o

H-5

-0.0

1

2.5

2

6.5

7

6.7

9

7.2

67

.52

7.5

4

8.0

28

.04

8.4

48

.45

8.5 8.0 7.5 7.0 6.5ppm

2.23 2.171.04 1.04 1.00

H-3H-6

Chloroform-d

H-mH-oH-5

6.5

7

6.7

86

.79

7.2

67.5

27

.54

8.0

28

.04

8.4

48

.45


23

160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10ppm

2-CH3

Chloroform-d

C-3C-6

Cm

Ci

Co

CpC-7

C-5

C-3a

C2

14.7

5

76.6

877

.00

77.3

2

96.4

9

106.

28

128.

9413

0.59

137.

12

144.

93

148.

4515

0.54

155.

16130 129

ppm

Cm

Ci

Co

128.

94

129.

56

130.

59

150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10ppm

2-CH3C-3

C-6

C-m

C-o

C-5

14.7

5

96.4

9

106.

28

128.

9413

0.58

148.

44

Figura 18. Espectro de RMN 13C y DEPT-135 para el compuesto 45a, 100MHz, CDCl3

En el espectro de RMN 13C (Figura 18) del compuesto 45a se observan once señales y utilizando el

experimento DEPT-135 se determinó que cinco pertenecen a carbonos cuaternarios, cinco a

carbonos CH y una al grupo CH3, lo cual correlaciona con la estructura. Se destaca en el espectro la

señal característica del C-3 pirazólico que aparece a campo bastante alto, lo cual es un indicio de la

reactividad de este carbono frente a reactivos electrofílicos. La asignación completa de las señales

se logró hacer con ayuda de experimentos bidimensionales como HSQC y HMBC.

El producto formado, perteneciente a la familia pirazolo[1,5-a]pirimidina, se puede explicar al tener

en cuenta el coeficiente orbital de los átomos involucrados en la ciclocondensación. Así, hay que

tener en cuenta el carácter anfótero de la -enaminona, ya que puede reaccionar con nucleófilos (C-

1 y C-3) y/o electrófilos (C-2), Esquema 17. En el aminopirazol 44, el nitrógeno del grupo NH2 es

más afín a reaccionar con el carbono enaminónico (C-3), mientras que el nitrógeno del anillo posee

mayor afinidad con el carbono carbonílico.29,30 De este modo se puede plantear un mecanismo para

esta reacción que explica la formación del producto formado 45 (Esquema 18).

Esquema 17. Estructuras resonantes que presenta una -enaminona general

Esquema 18. Mecanismo propuesto para la formación de las pirazolo[1,5-a]pirimidinas 45

24

Una vez obtenidos los heterociclos condensados 45 se continuó el proyecto derivatizando su

estructura, para ello se aprovecha la alta afinidad del carbono C-3 de la pirazolo[1,5-a]pirimidina 45

por especies electrofílicas. De ésta manera, se consiguió bromar el sistema sobre la posición tres

utilizando NBS para obtener el producto 51. Los procedimientos reportados para este tipo de

bromación usualmente utilizan NBS/CCl4. Ésta mezcla facilita la extracción porque la succinamida

generada a medida que la NBS reacciona precipita de la mezcla de reaccionante. A pesar de su

aparente simplicidad, esta metodología propone serios inconvenientes por la elevada toxicidad del

tetracloruro y su elevado costo comercial respecto a otros disolventes con propiedades similares.

Para superar este inconveniente se consultó sobre métodos alternativos para bromar heterociclos y

tras algunos ensayos, se consiguieron muy buenos resultados con NBS a reflujo, con diclorometano

como disolvente y utilizando sílica gel como soporte sólido catalizador (Esquema 19).


a 4-ClC6H4 CH3 80 176

b 4-CH3OC6H4 4-CH3OC6H4 90 121

c 4-Piridilo 4-CH3OC6H4 77 134

Esquema 19. Síntesis de 3-Bromopirazolo[1,5-a]pirimidinas 51a-c

Para el estudio espectroscópico del producto de bromación obtenido, se tomó el compuesto 51a

como referencia para la discusión. En el espectro RMN 1H de 51a (Figura 19), se observan las

siguientes señales: un doblete en 8.45 ppm (J = 4.4 Hz, H-5), dos dobletes en 7.91 y 7.45 ppm (J =

8.7 Hz) que corresponden a los protones orto y meta respectivamente, un doblete en 6.77 (J =

4.4Hz, H-6), y finalmente aparece un singlete en 2.42 ppm que corresponde al grupo CH3. La

asignación completa de las señales para el espectro de RMN 13C (Figura 20) se hizo con ayuda de

espectros DEPT-135 y experimentos bidimensionales de HSQC y HMBC.

8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0ppm

3.292.08 2.07 1.041.00

TMS

2-CH3

H-6

Chloroform-d

H-m

H-o

H-5

0.0

0

2.4

2

6.7

66

.77

7.2

67

.44

7.4

6

7.9

07

.92

8.4

48

.45

8.5 8.0 7.5 7.0ppm

2.08 2.07 1.041.00

H-6

Chloroform-d

H-mH-o

H-5

6.7

66

.77

7.2

6

7.4

47

.46

7.9

07

.92

8.4

48

.45


25

160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10ppm

2-CH3

Chloroform-d

C-3

C-6

Ci

Cm

Co

C-pC-7

C-3a

C-5

C-2

13.3

9

76.6

87

7.0

07

7.3

1

85.3

3

107

.23

128

.65

129

.07

130

.62

137

.55

145

.53

146

.80

149

.52

153

.45

130 129ppm

Ci

CmCo

128

.65

129

.07

130

.62

150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10ppm

2-CH3C-6

Cm

Co

C-5

13.3

9

107

.23

129

.07

130

.62

149

.52


Para continuar con la funcionalización de la pirazolo[1,5-a]pirimidina 45, se utilizaron condiciones

de formilación de Vilsmeier-Haack a reflujo. Con éste método usualmente se utiliza oxicloruro de

fósforo (POCl3) en exceso, un facto problemático en nuestro país ya que es una sustancia bastante

regulada. Por esto se desarrolló una metodología alternativa, vía microondas, que permitió la

obtención del producto 52 de una manera eficiente y sin el uso de POCl3 en exceso (Esquema 20).


a 4-ClC6H4 CH3 81 217

b 4-CH3OC6H4 4-CH3OC6H4 84 170

c 4-Piridilo 4-CH3OC6H4 76 185

Esquema 20. Serie de formilación de pirazolo[1,5-a]pirimidinas 52a-c

Para identificar la serie del producto 52 se utilizó el aldehído 52a como compuesto representativo

para realizar el estudio espectroscópico de RMN (Figuras 21 y 22). En el espectro de RMN 1H de

52a (Figura 21) aparece un singlete en 10.42 ppm que corresponde al protón del aldehído, un

doblete en 8.71 ppm (J = 4.5 Hz, H-5), dos dobletes en 8.02 y 7.56 ppm (J = 8.7 Hz) que

corresponden a los protones orto y meta respectivamente, un doblete en 7.08 ppm (J = 4.5 Hz, H-6),

y por último aparece un singlete en 2,74 ppm que corresponde al grupo CH3. La asignación

completa de las señales para el espectro de RMN 13C (Figura 22) se logró hacer con ayuda del

espectro DEPT-135 y otros bidimensionales como HSQC y HMBC.

26

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0ppm

3.532.26 2.25 1.131.000.89

TMS

2-CH3

H-6

Chloroform-d

H-m

H-o

H-5

CHO

0.0

0

2.7

4

7.0

77

.08

7.2

67

.55

7.5

8

8.0

08

.03

8.7

08

.71

10.4

2

8.5 8.0 7.5 7.0ppm

2.26 2.25 1.131.00

H-6

Chloroform-d

H-mH-oH-5

7.0

77

.08

7.2

6

7.5

57

.58

8.0

08

.03

8.7

08

.71


190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10ppm

2-CH3

Chloroform-d

C-3

H6

Ci

Hm

Ho

CpC-7

C-3a

H5

C-2

CHO

14.5

8

76.6

97

7.0

07

7.3

2

108

.95

109

.24

128

.30

129

.19

130

.86

138

.09

146

.28

152

.03

152

.19

157

.44

183

.94

152.0ppm

C-3a

H5

152

.03152

.19

150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10ppm

2-CH3C-6

Cm

Co

C-5

14.5

8

109

.25129

.19

130

.86

152

.19


El producto 52 es un precursor bastante versátil por la presencia del grupo formilo, el cual permite

llevar a cabo una amplia gama de derivatizaciones. En ese orden de ideas, se utilizó el aldehído 52

en condensaciones de Knoevenagel con malononitrilo. Se hicieron aproximaciones vía inducción

por microondas con acetato de amonio como catalizador y en ausencia de disolvente según reportes

para este tipo de reacción,36 pero los mejores resultados se obtuvieron con cantidades catalíticas de

piperidina en etanol y con inducción por microondas para obtener el producto 46 (Esquema 21).

27


a 4-ClC6H4 CH3 70 238

b 4-CH3OC6H4 4-CH3OC6H4 78 205

Esquema 21. Productos de condensación de Knoevenagel 46a,b

En el espectro RMN 1H de 46a (Figura 23) se observa las siguientes señales: un doblete en 8.77

ppm (J = 4.2 Hz, H-5), un doblete en 8.00 ppm (J = 8.2 Hz) que corresponde a los protones orto, un

singlete a 7.95 ppm correspondiente al CH vinílico. En 7.59 ppm aparece un doblete (J = 8.2Hz)

que corresponde a los protones meta, en 7.14 ppm se observa un doblete (J = 4.2Hz, H-6), y

finalmente aparece un singlete en 2.67 ppm que corresponde al grupo CH3. La asignación completa

de las señales para el espectro de RMN13C (Figura 24) se hizo con ayuda de espectros

bidimensionales de HSQC y HMBC.

9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0ppm

9.32 9.326.253.04 3.00

TMS

2-CH3

H-6

Chloroform-d

H-mH-A

H-o

H-5

0.0

0

1.5

8

2.6

7

7.1

47

.15

7.2

6

7.5

87.6

0

7.9

57

.99

8.0

1

8.7

78

.78

8.5 8.0 7.5ppm

9.32 6.253.04 3.00

H-6

Chloroform-dH-mH-A

H-o

H-5

7.1

5

7.2

6

7.5

87

.60

7.9

57

.99

8.0

1

8.7

78

.78


28

160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10ppm

3-CH3

Chloroform-d

Cb

C-3

C-6

CN

CN

Ci

Cm

Co

Cp

C-7

C-A

C-3a

C-5

C-2

15.0

0

76.6

97

7.0

07

7.3

27

8.5

6

104

.45

109

.91

113

.93

115

.46

127

.89

129

.33

130

.93

138

.46

146

.71

148

.57

149

.50

151

.96

156

.86

150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10ppm

2-CH3

C-6

Cm

Co

C-a

C-5

15.0

0

109

.91129

.33

130

.93

148

.57

151

.96


Continuando con la derivatización de las pirazolo[1,5-a]pirimidinas y aprovechando la reactividad

de 52, se llevó a cabo su condensación con 2-hidrazinopiridina 62 para obtener la hidrazona

correspondiente 53. Por lo general, el montaje experimental que se reporta para sintetizar

hidrazonas y para purificar el producto es bastante simple partiendo de piridilhidrazina,37 pues se

requieren algunas horas a reflujo y una filtración para obtener el producto puro. Esto se debe a la

gran diferencia en cuanto a polaridad entre el aldehído de partida y el producto, ya que interactúan

de manera muy diferente con el disolvente polar a causa del grupo piridilo e hidrazónico, sin

embargo, los resultados iniciales parecían indicar que la reacción con el aldehído 52 no era viable,

pero al utilizar sílica gel como soporte sólido catalizador (catálisis ácida que evita la protonación

del grupo piridilo) y someter la mezcla reaccionante a radiación de microondas, se logró aislar el

producto esperado con resultados muy favorables (Esquema 22).


a 4-ClC6H4 CH3 91 240

b 4-CH3OC6H4 4-CH3OC6H4 87 223

Esquema 22. Síntesis de pirazolo[1,5-a]pirimidin-2’-piridilhidrazonas 53a,b

A continuación se muestran los espectros de RMN 1H y 13C del compuesto 53a, los cuales sirvieron

para identificar la estructura obtenida. Por ejemplo en el espectro protónico (Figura 25) se observa

una gran cantidad de señales en la región aromática. A pesar de esto, en general se definen bien

29

todas las señales permitiendo corroborar la formación del producto 53. Al observar el espectro de

carbono se definen la misma cantidad de señales que de ambientes químicos de carbono, además al

utilizar el experimento DEPT-135 se logran identificar 10 señales que corresponden a: los carbonos

5 y 6 del anillo pirimidínico, 4 carbonos del grupo 4-clorofenilo, 4 carbonos del anillo piridínico y

el carbono metílico (2-CH3) a campo alto. Cabe aclarar que dada la complejidad de la molécula la

asignación completa de las señales para el espectro de RMN 13C (Figura 26) y del mismo RMN 1H

(Figura 25) se hizo con ayuda de espectros bidimensionales de COSY, HSQC y HMBC.

11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0ppm

9.68 3.183.083.032.25 2.13 1.000.91

TMS

DMSO-d6

2-CH3

H-5'H-3'

H-6H-4'

H-m

H-6'

H-o

H-A

H-5

H-B

0.0

0

2.5

0

2.6

9

3.3

7

6.6

96

.71

6.7

27.1

27

.14

7.2

37

.24

7.6

27

.64

7.6

77

.69

8.0

88

.09

8.1

58

.17

8.4

78

.59

8.6

0

10.7

4

8.5 8.0 7.5 7.0ppm

3.083.032.25 2.13 1.00

H-5'H-3'H-6

H-4'

H-m

H-6'

H-o

H-A

H-5

6.6

96

.71

6.7

2

7.1

27

.14

7.2

37

.24

7.6

17.6

2

7.6

47

.67

7.6

9

8.0

88

.09

8.1

58

.17

8.4

7

8.5

98

.60

Figura 25. Espectro de RMN 1H para el compuesto 53a, 400MHz, DMSO-d6

30

160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10ppm

2-CH3

DMSO-d6

C-3

C-3'

C-6

C-5'

C-m

C-i

C-o

C-A

C-p

C-4'

C-7

C-6'

C-3a

C-5

C-2

C-2'

15.4

1

38.8

739

.08

39.2

939

.50

39.7

139

.92

40.1

3

104.

27105.

8710

7.91

114.

18

128.

5713

1.19

132.

28

137.

80

144.

17147.

5514

9.81

151.

68

157.

19

150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10ppm

2-CH3C-3'

C-6

C-5'

C-m

C-o

C-A

C-4'C-6'

C-5

15.4

1

105.

8710

7.91

114.

18128.

5713

1.19

132.

29

137.

80

147.

5714

9.81

150 145 140 135 130 125 120 115 110 105ppm

104.

27

105.

87

107.

91

114.

18

128.

5712

9.09

131.

1913

2.28

135.

83

137.

80

144.

17

147.

5514

7.60

149.

81

151.

68

Figura 26. Espectro de RMN 13C y DEPT-135 para el compuesto 53a, 100MHz, DMSO-d6

6.2. Derivados simétricos de pirazolo[1,5-a]pirimidinas

Teniendo los resultados favorables para la síntesis de los derivados de pirazolo[1,5-a]pirimidinas

lineales y sustituidas con bromo 51, el grupo formilo 52, sus derivados dinitrilos 46 e hidrazonas

53, se planteó extrapolar estas variables a sistemas simétricos con el fin de obtener productos de

mayor conjugación y mayor cantidad que grupos funcionales por molécula, con el fin de

incrementar la fluorescencia y la posible interacción con diferente tipo de iones.

Por lo tanto, al extrapolar la metodología de obtención de enaminonas lineales 42 a enaminonas

simétricas, se sintetizó la enaminona 54 obtenida en un trabajo previo (Rosero, 2012)38 pero

haciendo modificaciones en los procesos de purificación, lográndose así mejores rendimientos. Al

realizar la reacción de ciclocondensación de la enaminona 54 con el aminopirazol 44 se lograron

aislar los productos simétricos 55 (Esquema 23).

Estos productos 55 presentan inconvenientes en cuanto a su solubilidad, lo cual dificulta no sólo su

caracterización sino su posterior derivatización. Para el compuesto 55b (R: t-Bu) las cosas

funcionaron de forma muy diferente, pues el grupo terc-butilo es utilizado para facilitar la

solubilidad de algunos compuestos en disolventes orgánicos, algo entendible si se tiene en cuenta el

efecto coulombico que subyace tras el concepto de solubilidad. Por lo tanto, a pesar del gran tamaño

de la molécula simétrica 55b, la elevada área superficial de los terc-butilo permite una zona

lipofílica mucho mayor que permite una mejor interacción con disolventes apolares, y por lo tanto

su solubilidad en ellos, como por ejemplo en CDCl3 para hacer el análisis espectroscópico.

31

Esquema 23. Síntesis de 1,3,5-tri-(7-pirazolo[1,5-a]pirimidinil)benceno 55

Al cambiar el núcleo de benceno a trifenilamina 47a se presentaron variaciones interesantes. En

primera medida su reactividad es menor que con el núcleo bencénico, pues se necesitan de tiempos

más prologados de reacción. En segunda, la solubilidad de 58 en disolventes orgánicos fue bastante

alta, pero lo más llamativo era la coloración del producto, pues se asemejaba mucho en apariencia a

la fluoresceína, demostrando la gran utilidad del núcleo de trifenilamina como fluoróforo, y como

favorecedor de solubilidad en solventes orgánicos (Esquema 24).

Esquema 24. Síntesis de 4,4’,4’’-tri-(2-metil-7-pirazolo[1,5-a]pirimidin-7-il)trifenilamina 58

La solubilidad de estos compuestos simétricos con el núcleo trifenilamina 58 es relativamente

buena, por lo cual su purificación no debería presentar mayores problemas, pero al parecer la

elevada cantidad de nitrógenos genera una afinidad muy alta por la sílica, motivo por el cual se

retiene la mayoría del compuesto al momento de realizar procedimientos de purificación por

cromatografía de columna. Es posible que se deba usar sílica de fase reversa para evitar dichos

problemas, pero el elevado costo de esta supone un gran inconveniente experimental. Por tanto se

necesita mejorar en el método de purificación: recristalización, columna preparativa en HPLC, etc.

En el espectro de RMN 1H (Figura 27) del compuesto 58 se observan seis señales con los

siguientes datos en ppm: δ = 2.55 (s, 9H, CH3), 6.58 (s, 3H, H-3), 6.85 (d, J = 4.0 Hz, 3H, H-6),

7.39 (d, J = 8.4 Hz, 6H, Hm), 8.16 (d, J = 8.4 Hz, 3H, Ho) y 8.45 (d, J = 4.0 Hz, 3H, H-5). Este

reducido número de señales permite corroborar la estructura simétrica de la molécula. En el

32

espectro de RMN 13C (Figura 28) del compuesto 58 se observan once señales y utilizando el

experimento DEPT-135 se determinó que cinco pertenecen a carbonos cuaternarios, cinco a

carbonos CH y una a carbonos CH3, lo cual es coherente con la estructura. La asignación completa

de las señales se logró hacer con ayuda de experimentos bidimensionales como HSQC y HMBC.

9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0

ppm

9.996.56 6.34 3.283.223.00

TMS

2-CH3

H-3

H-6

Chloroform-d

H-m

H-oH-5

0.0

0

2.5

5

6.5

8

6.8

56

.86

7.2

67

.38

7.4

1

8.1

58

.17

8.4

58

.46

8.5 8.0 7.5 7.0 6.5ppm

6.56 6.34 3.28 3.223.00

H-3

H-6

Chloroform-d

H-m

H-o

H-5

6.5

8

6.8

56

.86

7.2

6

7.3

87

.41

8.1

58

.17

8.4

58

.46

Figura 27. Espectro de RMN 1H para el compuesto 58, 400MHz, CDCl3

160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10ppm

2-CH3Chloroform-d

C-3C-6

Cm

CiCo

C7

C-5

Cp

C3a

C-2

14.8

4

96.2

5

105.

92

124.

2412

6.25

130.

83

145.

43

148.

3314

8.80

150.

5315

5.11

150 145ppm

C7

C-5

CpC3a

145.

43148.

33

148.

80

150.

53

150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10ppm

2-CH3

C-3C-6

CmCo

C-5

14.8

7

96.2

8

105.

97

124.

29

130.

87

Figura 28. Espectro de RMN 13C para el compuesto 58, 100MHz, CDCl3

Después de sintetizar las pirazolo[1,5-a]pirimidinas simétricas 55 y 58a se procedió a realizar las

derivatizaciones con las metodologías utilizadas en los precursores lineales 45. Así, el dendrón 55b

con núcleo bencénico se logró bromar en todas las posiciones disponibles de los anillos pirazólicos

59. La reacción requirió de exceso de NBS para garantizar la bromación de todas las posiciones. A

pesar de tener un producto polihalogenado, lo cual supone una mejor solubilidad en disolventes

también halogenados como DCM, se obtuvo una solubilidad relativamente limitada para 59

(Esquema 25).

33

Esquema 25. Bromación de 1,3,5-tri-((3-bromo)pirazolo-7-[1,5-a]pirimidinil)benceno

Por experimentos de RMN 1H (Figura 29) se pueden ver las implicaciones de la simetría en el

reducido número de ambientes químicos. Así, se observa una única señal de los protones aromáticos

a campo bajo (9.46 ppm); también se identifica la ausencia de la señal característica del Hidrógeno

en posición tres del núcleo pirazolo[1,5-a]pirimidínico. La asignación completa de las señales para

el espectro de RMN13C (Figura 30) se hizo con ayuda de espectros DEPT-135 y algunos

experimentos bidimensionales como HSQC y HMBC.

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0ppm

9.461.08 1.071.00

TMS

tBu

H-6

Chloroform-d

H-5

H-B

0.00

1.57

7.23

7.25

7.268.

668.

67

9.46

8.7 8.6 8.5 8.4 8.3 8.2 8.1 8.0 7.9 7.8 7.7 7.6 7.5 7.4 7.3 7.2ppm

1.071.00

7.23

7.25

7.26

8.66

8.67

Figura 29. Espectro de RMN 1H para el compuesto 59, 400MHz, CDCl3

34

170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20ppm

tBu

C-tBuC-3

C-6C-A

C-B

C-7

C-3a

C-5

C-2

28.6

0

34.0

7

76.6

877

.00

77.3

182

.89

107.

22

130.

8313

2.80

144.

2814

7.53

149.

56

161.

89

150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30ppm

tBu

C-6C-BC-5

28.6

1

107.

24

132.

82

149.

57

Figura 30. Espectro de RMN 13C para el compuesto 59, 100MHz, CDCl3

Continuando con las derivatizaciones de los derivados simétricos de pirazolo[1,5-a]pirimidinas, se

llevó a cabo la formilación al igual que en las pirazolo[1,5-a]pirimidinas lineales obteniéndose

también un incremento de la fluorescencia Imagen 2, pero con el inconveniente que la introducción

del grupo formilo generó una gran insolubilidad que dificultó la caracterización completa del

producto que aún se encuentra en estudio. Es probable que haya fuertes interacciones inter e

intramoleculares que dificulten la solvatación efectiva, y por tanto su solubilización en los solventes

utilizados (Esquema 26).39

Esquema 26. Formilación de 4,4’,4’’-tri-(2-metil-3-formil-7-pirazolo[1,5-a]pirimidinil)trifenilamina

35

6.3. Caracterización preliminar de absorción y emisión

Después de la síntesis se realizaron sólo algunos estudios cualitativos, teniendo en cuenta que se ha

realizado un trabajo sintético extenso y la cercanía de la fecha de entrega del documento, de las

propiedades de emisión de algunas de las moléculas sintetizadas. Así, se muestra la emisión de una

familia de compuestos bajo irradiación UV. Se organizan de izquierda a derecha a medida que se da

el crecimiento molecular (Imagen 2) para ilustrar cómo los cambios en la estructura alteran la

fluorescencia del núcleo [1,5-a]pirimidina.

Es así que se observan cómo los compuestos 45b y 52b emiten mucho más que los demás

compuestos, probablemente porque las derivatizaciones realizadas en 46b, 53b y 51b presentan

grupos funcionales que son fuertemente extractores de carga como el dinitrilo 46 o la hidrazona 53.

Imagen 2. Emisión bajo radiación UV de pirazol[1,5-a]pirimidinas representativas en etanol

Es de resaltar que de todos los compuestos obtenidos, el dendrón con núcleo trifenilamina 58a

presenta una emisión sobresaliente bajo irradiación UV (Imagen 3), ya que incluso fluoresce con

luz visible al disolverse en DCM y se asemeja en coloración a la fluoresceína.

Imagen 3. Emisión bajo radiación UV de 4,4’,4’’-tri-(2-metil-7-pirazolo[1,5-a]pirimidinl)trifenilamina 58a en etanol

36

El objetivo principal de este trabajo se sustentó sobre la obtención de plataformas fluorescentes que

fueran biocompatibles (pirazolo[1,5-a]pirimidinas), y derivatizarlas con grupos químicos que

facilitaran su interacción con distintos iones en solución. Por esto, se hicieron pruebas cualitativas

de quimiosensibilidad con cationes metálicos comunes (Cobre, Zinc y Niquel) y con aniones de

cianuro.

Se encontró que al realizar los estudios cualitativos de quimiosensibilidad, el compuesto 46b

presenta sensibilidad a cianuro. En este caso la fluorescencia bajo radiación UV de onda corta se

encendió al adicionar cianuro como se observa en la Imagen 4. Esto se debe a que el nitrilo al ser

fuertemente extractor es bastante reactivo hacia nucléofilos, en este caso cianuro (CN-), lo cual

modifica la estructura y por tanto su emisión.

Radiación UV de onda larga Radiación UV de onda corta

Imagen 4. Cambio de emisión bajo radiación UV tras la adición de Cianuro (CN-) a 46b en etanol.

Para determinar su selectividad es imperante realizar pruebas con una serie bastante amplia de

cationes y aniones, determinar reversibilidad, límite de detección, etc. Tras lo cual se podrá

dimensionar el potencial real de éste tipo de moléculas como quimiosensores.

El segundo grupo de derivados de aldehídos pirazolo[1,5-a]pirimidínicos sintetizados fueron las 2-

piridilhidrazonas 53a,b. Estas no interactuaron favorablemente con cianuro ni con cationes

metálicos de Zn (II) o Ni (II) pero presentaron un descenso de su fluorescencia en presencia de

iones de Cu+2, como se puede observar en la Imagen 5.

Imagen 5. Cambio de emisión bajo radiación UV tras la adición de Cobre (II) a 53b en etanol

37

Con las aproximaciones cualitativas mostradas anteriormente se muestra la importancia de los

compuestos sintetizados en este trabajo y el gran potencial que permitirían explotar para el

desarrollo en el área de quimiosensores. Para esto se requiere de diversos estudios formales para

cuantificar las propiedades fotofísicas de los compuestos aislados, lo cual requiere de estudios

analíticos que no hacían parte de este trabajo. Sin embargo se plantea como un interesante proyecto

en el grupo de investigación para dimensionar la aplicación de los productos obtenidos y otros con

un núcleo estructural similar para el desarrollo quimiosensores fluorescentes.

7. Conclusiones

Se describió la síntesis de nuevos derivados lineales y simétricos de pirazolo[1,5-a]pirimidinas, lo

cual abre las puertas para la elaboración de estrategias que permitan obtener nuevos derivados de

éste núcleo heterocíclico como dinitrilos o hidrazonas.

Sobre éstos productos se lograron nuevos métodos sencillos de derivatización para la obtención de

grupos de gran versatilidad como lo son los aldehídos o los compuestos bromados. Se logró

extender esta metodología a estructuras simétricas, las cuales presentan gran interés por su

geometría y por su fluorescencia incrementada. Además que esto implica la generalidad de las

reacciones estudiadas y por lo tanto su posterior reporte en revistas científicas especializadas.

El principal inconveniente de los derivados simétricos pirazolo[1,5-a]pirimidínicos es su

solubilidad, por lo cual las variaciones estructurales como el uso de cadenas terc-butilo, o el núcleo

trifenilamina se constituyen como una herramienta prometedora para desarrollos posteriores en éste

tipo de compuestos.

La estructura de los productos se determinó a través de técnicas espectroscópicas como RMN

protónico y de carbono, además de FT-IR y espectrometría de masas

A partir de las pruebas cualitativas y el cambio de la luminiscencia con distintos iones en solución,

se vislumbra un gran potencial para el estudio de fluoróforos y quimiosensores a partir de las

estructuras sintetizadas.

En este trabajo se sintetizaron 28 compuestos utilizando la metodología descrita en la sección

experimental; de éstos, según las fuentes consultadas a la fecha, 16 son compuestos nuevos y

reportados por primera vez en este trabajo.

38

8. Sección experimental

Spectroscopic and analytical measurements

The 1H and 13C NMR spectra were recorded on a Bruker Avance 400 MHz spectrometer with TMS

as internal standard. DMSO-d6 and CDCl3 were used as deuterated solvents. Mass spectra were

measured in a GC-MS Shimadzu operating at 70eV (electron impact) and reported as m/z. IR

spectra were carried out on Thermo Nicolet Nexus FT-IR equipment with KBr films. Melting points

were recorded in a Stuart SMP10, without any correction procedure.

Synthesis procedures

The microwave induced reactions were carried out in a CEM DiscoverTM (90805 model) reactor in

sealed 8 mL tubes. The water sensitive reactions were carried out under nitrogen atmosphere with

properly dried solvents, reagents and related glass material (just heated and heatgun flamed under

reduced pressure).

Chromatography

Thin layer chromatography was carried out with pre coated plates Macherey-Nagel G/UV254. For

Column chromatography silica gel Macherey-Nagel 70-230 mesh was used. When pointed out the

silica gel was neutralized with 10% DCM/triethylamine solution.

Solvents and reagents

The solvents used in the extraction and purification were used as provided by chemical suppliers.

Anhydrous solvents

DMF and DCM were distilled over calcium hydride and stored over activated 4 A molecular sieves.

Absolute ethanol was used from the commercial containers with proper handling to avoid its

hydration.

Triethylamine was distilled over potassium hydroxide and kept away from sunlight.

Substituted 3-amino-pyrazoles 44a-c

1-H-5-Amino-3-methylpyrazol 44a

An excess of hydrazine hydrate (30 mL) is added to 0.1 mol of 3-aminocrotononitrile. The mixture

is refluxed for eight hours, then is allowed to cool and diluted with water (100 mL). The product is

filtered and recrystallized from ether. Yield 71 %.

1-H-5-Hmino-3-(terc-butyl)pyrazol 44b

4,4-dimethyl-3-oxopentanenitrile (0.1 mmol) is added to 0.3 mol of hydrazine hydrate in ethanol

(50 mL). The mixture is refluxed for five hours, then is allowed to cool and diluted with water (200

mL). The product is filtered and recrystallized from ether. Yield 80%.

1-H-5-Amino-3-(4-methoxy)pyrazol 44c

39

4-Chlorobenzoylacetonitrile (0.1 mmol) is added to 0.3 mol of hydrazine hydrate in ethanol (50

mL). The mixture is refluxed for five hours, then is allowed to cool and diluted with water (200

mL). The product is filtered and recrystallized from ethyl acetate. Yield 74%.

2-Hydrazinopyridine 62

2-Chloropyridine (10 mmol, 1.13 g) and hydrazine hydrate (100 mmol, 3.2 mL) were refluxed in 10

mL of ethanol for twelve hours. Then the solution is distilled and concentrated under reduced

pressure. The liquid obtained is mixed with 20 mL of brine and extracted with 3x20 mL ether

portions, dried over anhydrous sodium sulfate and flashed through a silica pad. A white solid is

obtained and stored under inert atmosphere, protected from sunlight at 0-4 °C. Yield 70%, mp 45

°C.

Triacetyltriphenylamine 56

Under inert atmosphere a solution of acetyl chloride (1.55 mmol, 0.121 g) in 1 mL of DCM is

added dropwise at 0 ºC to AlCl3 (1.55 mmol, 0.206 g) dissolved in 1mL of DCM. The acilating

mixture is stirred for 20 minutes, then a solution of triphenylamine (0.50 mmol, 0.1226 g) with 1,5

mL of dry DCM is added dropwise obtaining a red solution and stirred at 25 ºC overnight. The

reaction mixture is poured into ice water, acidified with 10% HCl, stirred for 15 minutes and

extracted with 3x50mL portions of DCM. The organic phase is dried over anhydrous sodium sulfate

and purified by column chromatography whit DCM as eluent. A bright yellow solid (75%) is

obtained. 1H NMR (CDCl3, 400MHz): = 2.56 (s, 9H, CH3), 7.14 (d, J = 8.6 Hz, 6H, Hm) and 7.89

(d, J = 8.6 Hz, 6H, Ho) ppm. 13C NMR (CDCl3, 100MHz): = 26.38 (CH3), 123.87 (C-m), 130.07

(C-o), 150.26 (C-i), 138.8 (C-p) and 196.46 (C-1) ppm.

General procedure for -enaminones synthesis 42a-d

An equimolar mixture of the acetyl compound (5 mmol) and DMF-DMA (N,N-dimethylformamide

dimethyl acetal) was heated in a microwave reactor at 150 °C and 120 W for six minutes. After

cooling 3 mL of water were added and was vigorously stirred until a red solid precipitates. The

solid is filtered and washed twice with distillled water. After drying the solid is purified by column

chromatography with DCM as eluent.

1-(4-Chlorophenyl)-3-(dimethylamino)prop-2-en-1-one 42a

This compound was obtained according to the general procedure as a yellow solid, 84%, mp 84-85

°C. IR (KBr): 1630 cm-1 (C=N), 1730 cm-1 (C=0); 1H NMR (CDCl3, 400MHz): = 2.89 (s, 3H, N-

CH3), 3.11 (s, 3H, N-CH3), 5.62 (d, J = 12.4 Hz, 1H, H-2), 7.43 (d, J = 8.4 Hz, 2H, Hm), 7.78 (d, J

= 12.4 Hz, 1H, H-3), and 7.81 (d, J = 8.5 Hz, 2H, Ho) ppm. 13C NMR (CDCl3, 100MHz): = 37.3

(N-CH3), 45.5 (N-CH3), 91.6 (C-2), 128.2 (C-m), 128.8 (C-o), 136.8 (C-i), 138.8 (C-p), 154.4 (C-3)

and 187.0 (C-1) ppm.

40

3-(Dimethylamino)-1-(4-methoxyphenyl)prop-2-en-1-one 42b

This compound was obtained according to the general procedure as a pale yellow solid, 90%, mp

95-96 °C. IR (KBr): 1615 cm-1 (C=N), 1690 cm-1 (C=0); 1H NMR (CDCl3, 400MHz): = 2.99 (s,

6H, N-CH3), 3.82 (s, 3H, OCH3), 5.68 (d, J = 12.3 Hz, 1H, H-2), 6.89 (d, J = 8.0 Hz, 2H, Hm), 7.75

(d, J = 12.3 Hz, 1H, H-3), 7.88 (d, J = 8.89 Hz, 2H, Ho) ppm. 13C NMR (CDCl3, 100MHz):

=37.2 (N-CH3), 44.9 (N-CH3), 55.25 (OCH3), 91.6 (C-2), 113.2 (C-m), 129.3 (C-o), 133.1 (C-i),

153.7 (C-3), 161.8 (C-p), and 187.3 (C-1) ppm.

3-(Dimethylamino)-1-(4-nitrophenyl)prop-2-en-1-one 42c


141 °C. IR (KBr): 1620 cm-1 (C=N), 1705 cm-1 (C=0); 1H NMR (CDCl3, 400MHz): = 2.95 (s, 3H,

N-CH3), 3.18 (s, 3H, N-CH3), 5.65 (d, J = 12.2 Hz, 1H, H-2), 7.84 (d, J = 12.2 Hz, 1H, H-3), 7.98

(d, J = 8.84 Hz, 2H, Ho), 8.21 (d, J = 8.82 Hz, 2H, Hm) ppm. 13C NMR (CDCl3, 100MHz): =37.4

(N-CH3), 45.2 (N-CH3), 91.9 (C-2), 123.3 (C-m), 128.2 (C-p), 145.9 (C-i), 148.9 (C-p), 155.2 (C-3),

and 185.9 (C-1) ppm.

3-(Dimethylamino)-1-(pyridin-4-yl)prop-2-en-1-one 42d


115 °C. (KBr): 1600 cm-1 (C=N), 1690 cm-1 (C=0); 1H NMR (CDCl3, 400MHz): δ = 2.89 (s, 3H, N-

CH3), 3.13 (s, 3H, N-CH3), 5.59 (d, J = 12.1 Hz, 1H, H-2), 7.63 (d, J = 6.1 Hz, 2H, H3’), 7.79 (d, J

= 12.0 Hz, 1H, H-3) and 8.63 (d, J = 6.0 Hz, 2H, H2’) ppm. 13C NMR (CDCl3, 100 MHz): δ = 37.3

(N-CH3), 45.2 (N-CH3), 91.6 (C-2), 121.1 (C-3’), 147.2 (C-4’), 150.0 (C-2’), 155.2 (C-3) and 186.4

(C-1) ppm.

1,3,5-tris-Enaminonylbenzene 54

N,N-dimethylformamidedimethylacetal (DMF-DMA) (0.7 mmol) were mixed with 0.2 mmol of

1,3,5-triacetylbenzene 47b in a MW tube where the mixture is heated at 150 °C and 150 W for 7

minutes, leading to a dark red solid. After cooling water is added under vigorous stirring, the solid

obtained is filtered and purified by column chromatography using DCM as eluent. A orange solid is

obtained with an 86% total yield, mp 248 °C, IR (KBr): 1610 cm-1 (C=N), 1710 cm-1 (C=0); 1H

NMR (CDCl3, 400MHz): = 2.94 (s, 9H, N-CH3), 3.14 (s, 9H, N-CH3), 5.85 (d, J = 12.2 Hz, 3H,

H-2), 7.82 (d, J = 12.2 Hz, 3H, H-3), and 8.52 (s, 3H, H-Ar) ppm. 13C NMR (CDCl3, 100MHz):

= 37.4 (N-CH3), 45.1 (N-CH3), 92.4 (C-2), 128.2 (C-o), 140.3 (C-i), 154.6 (C-3), and 187.9 (C-1)

ppm.

4,4’,4’’-tris-Enaminonyltriphenylamine 57

N,N-dimethylformamidedimethylacetal (DMF-DMA) (0.9 mmol) were mixed with 0.2 mmol of

triacetyltriphenylamine in a MW tube, the mixture is heated at 150 °C and 150 W for 15 minutes,

leading to a dark red solid. After cooling water is added under vigorous stirring, the solid obtained

is filtered and purified by column chromatography using DCM/MeOH 50:1 as eluent. A orange

solid is obtained with an 74% total yield, mp 150 °C; 1H NMR (CDCl3, 400MHz): = 2.92 (s, 9H,

N-CH3), 3.11 (s, 9H, N-CH3), 5.67 (d, J = 12.2 Hz, 3H, H-2), 7.10 (d, J = 8.7 Hz, 6H, Hm), 7.78 (d,

41

J = 12.2 Hz, 3H, H-3) and 7.81 (d, J = 8.7 Hz, 6H, Ho) ppm. 13C NMR (CDCl3, 100MHz): =

32.27 (N-CH3), 44.96 (N-CH3), 91.79 (C-2), 123.51 (C-m), 128.89 (C-o), 135.47 (C-i), 149.16 (C-

p), 153.95 (C-3), and 187.23 (C-1) ppm.

General procedure to pyrazolo[1,5-a]pyrimidines synthetize 45a-d, 55b and 58

The related enaminone 42a-d (3.0 mmol) and 3.1 mmol of the corresponding 5-amino-3-

substituted pyrazole 44a-c were mixed with a mortar and transferred to the MW tube, 0.1 mL of

DMF were added and the mixture is heated at 180 °C and 150 W for 15 minutes. After cooling to

room temperature the mixture is recrystallized in 1 mL of water and filtered off. The solid is

purified by column chromatography with DCM/Ethyl acetate 20:1 as eluent. Yellow solids are

obtained.

7-(4-Chlorophenyl)-2-methylpyrazolo[1,5-a]pyrimidine 45a

This compound was obtained according to the general procedure (42a and 44a) as a bright yellow

solid, 89%, mp 150 °C; IR (KBr): 1615 cm-1 (C=N), 1690 cm-1 (C=0); 1H NMR (CDCl3, 400MHz):

= 2.51 (s, 3H, 2-CH3), 6.55 (s, 1H, H-3), 6.76 (d, J = 4.4 Hz, 1H, H-6), 7.52 (d, J = 8.5 Hz, 2H,

Hm), 8.02 (d, J = 8.5 Hz, 2H, Ho), and 8.43 (d, J = 4.4 Hz, 1H,H-5) ppm. 13C NMR (CDCl3,

100MHz): = 14.7 (2-CH3), 96.5 (C-3), 106.3 (C-6), 128.9 (C-m), 129.6 (C-i), 130.6 (C-o), 137.1

(C-p), 144.9 (C-7), 148.4 (C-5), 150.5 (C-3a) and 155.2 (C-2) ppm.

2,7-di-(4’-Methoxyphenyl)pyrazolo[1,5-a]pyrimidine 45b

This compound was obtained according to the general procedure (42b and 44b) as a white solid,

90%, mp 158 °C; 1H NMR (CDCl3, 400MHz): = 3.86 (s, 3H, OCH3), 3.92 (s, 3H, OCH3’), 6.85

(d, J = 4.39 Hz, 1H, H-6), 6.97 (d, J = 2.3 Hz, 1H, H-3), 7.0 (d, J = 2.9 Hz, 2H, Hm), 7.1 (d, J =

8.9 Hz, 2H, Hm’), 7.96 (d, J =8.9 Hz, 2H, Ho’), 8.23 (d, J = 8.9 Hz, 2H, Ho), and 8.43 (d, J = 4.39

Hz, 2H, H-5) ppm. 13C NMR (CDCl3, 100MHz): = 55.3 (OCH3’), 55.4 (OCH3), 92.7 (C-3), 105.9

(C-6), 113.9 (C-m), 114.1 (C-m’), 123.2 (C-i), 125.7(C-i’), 127.9 (C-o’), 131.2 (C-o), 146.0 (C-7),

148.6 (C-5), 151.2 (C-3a), 155.6 (C-2), 160.3 (C-p’), and 161.8 (C-p) ppm.

2-(4’-Methoxyphenyl)-7-(4’’-nitrophenyl)pyrazolo[1,5-a]pyrimidine 45c

This compound was obtained according to the general procedure (42c and 44b) as a bright yellow

solid, 86%, mp 170 °C;1H NMR (CDCl3, 400MHz): = 6.95 (d, J = 4.3 Hz,1H, H-6), 7.11 (s, 2H,

Hm), 7.13 (s, 1H, H-3), 8.19 (m, 4H, Ho, Ho’), 8.30 (d, J = 8.21 Hz, 2H, Hm’), and 8.51 (d, J = 4.2

Hz, 1H, H-5) ppm. 13C NMR (CDCl3, 100MHz): = 55.5 (OCH3), 94.6 (C-3), 107.18 (C-6), 114.12

(C-m), 122.7 (C-i), 124.0 (C-m’), 127.2 (C-o), 131.2 (C-o’), 139.2 (C-i’), 146.3 (C-7), 147.9 (C-p’),

149.5 (C-5), 151.3 (C-3a), 152.9 (C-2), and 160.0 (C-p) ppm.

2-(4’- Methoxyphenyl)-7-(pyridin-4’’-yl)pyrazolo[1,5-a]pyrimidine 45d

This compound was obtained according to the general procedure (42d and 44b) as a bright yellow

solid, 55%, mp 165 °C; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz): δ = 3.86 (s, 3H, OCH3), 6.93 (d, J = 4.3 Hz,

1H, H-6), 6.99 (d, J = 8.9 Hz, 2H, Hm), 7.02 (s, 1H, H-3), 7.93 (d, J = 8.8 Hz, 2H, Ho), 8.09 (d, J =

6.2 Hz, 1H, H-3’), 8.51 (d, J = 4.2 Hz, 1H, H-5) and 8.87 (d, J = 6.1 Hz, 1H, H-2’) ppm. 13C NMR

42

(CDCl3, 100 MHz): δ = 55.3 (OCH3), 93.5 (C-3), 107.1 (C-6), 114.2 (C-m), 123.2 (C-3’), 125.2 (C-

i), 128.0 (C-o), 138.6 (C-4’), 143.2 (C-7), 148.6 (C-5), 150.3 (C-2’),151.1 (C-3a), 156.2 (C-2) and

160.6 (C-p) ppm.

1,3,5-tri-(2-terc-Butylpyrazolo[1,5-a]pyrimidinyl-7-yl)benzene 55b

1,3,5-trienaminonylbenzene 54 (2 mmol) was mixed with 2 mmol of 5-amino-3-terc-butylpyrazole

44b and 1 mL of DMF in a MW tube. The mixture is heated at 180 °C and 160 W for 5 minutes.

The reaction mixture is poured over 40 mL of water for subsequent extraction with DCM, leading

to a yellow solid after solvent removal and vacuum drying. 82% yield, mp>300 °C; IR (KBr): 1609

cm-1 (C=N). 1H NMR (CDCl3, 400MHz): = 1.39 (s, 27H, (CH3)3), 6.63 (s, 3H, H-3)), 7.08 (d, J =

4.4 Hz, 3H, H-6), 8.46 (d, J = 4.4 Hz, 3H, H-5), 9.41 (s, 3H, HAr) ppm. 13C NMR (CDCl3,

100MHz): = 30.5 (2-(CH3)3), 33.1 (2-C(CH3)3), 93.5 (C-3), 106.3 (C-6), 131.6 (C-i), 132.7 (C-

Ar),144.3 (C-7), 148.3 (C-5), 150.5 (C-3a) and 168.0 (C-2) ppm.

4,4’,4’’-tri-(2-methylpyrazolo[1,5-a]pyrimidin-7-yl)triphenylamine 58

This compound was obtained according to the general procedure, with four equivalents of 44a and

one equivalent of the tris-enaminone 57 during 30 minutes in the microwave reactor. After column

chromatography purification with previously neutralized silica the product was obtained as a yellow

solid, 74%, mp 198 °C; IR (KBr): 1590 cm-1 (C=N). 1H NMR (CDCl3, 400MHz): δ = 2.55 (s, 9H,

CH3), 6.58 (s, 3H, H-3), 6.85 (d, J = 4.0 Hz, 3H, H-6), 7.39 (d, J = 8.4 Hz, 6H, Hm), 8.16 (d, J = 8.4

Hz, 3H, Ho) and 8.45 (d, J = 4.0 Hz, 3H, H-5). 13C NMR (CDCl3, 100MHz): δ = 14.9 (2-CH3), 96.3

(C-3), 106.3(C-6), 145.5 (C-7), 124.3 (C-o), 126.3 (C-p), 130.9 (C-m), 148.4 (C-5), 148.9 (C-i),

150.6 (C-3a) and 155.2 (C-2) ppm.

General procedure for 3-bromopyrazolo[1,5-a]pyrimidines synthesis 51a-c

A solution of NBS (2 mmol, 0.35 g) in 2 mL of DCM is added to the corresponding pyrazolo[1,5-

a]pyrimidine (45a-d) (1 mmol) in 8 mL of DCM, silica (0.05g) is added and the reaction is refluxed

for four hours. Afterwards the solution is distilled under reduced pressure obtaining a heterogeneous

solid that is purified by column chromatography using DCM as eluent. Yellow solids are obtained.

3-Bromo-7-(4-Chlorophenyl)-2-methylpyrazolo[1,5-a]pyrimidine 51a

This compound was obtained according to the general bromination procedure as a yellow solid,

80%, mp 176 °C; 1H NMR (CDCl3, 400MHz): = 2.42 (s, 3H, 2-CH3), 6.765 (d, J = 4.4 Hz, 1H,

H-6), 7.45 (d, J = 8.7 Hz, 2H, Hm), 7.96 (d, J = 8.7 Hz, 2H, Ho), and 8.445 (d, J = 4.4 Hz, 1H,H-5)

ppm. 13C NMR (CDCl3, 100MHz): = 13.39 (2-CH3), 85.33 (C-3), 107.23 (C-6), 128.65 (C-i),

129.07 (C-m), 130.62 (C-o), 137.55 (C-p), 145.53 (C-7), 146.80 (C-3a), 149.52 (C-5) and 153.45

(C-2) ppm.

3-Bromo-2,7-di-(4’-methoxyphenyl)pyrazolo[1,5-a]pyrimidine 51b


90%, mp 121 °C; 1H NMR (CDCl3, 400MHz): = 3.86 (s, 3H, OCH3), 3.92 (s, 3H, OCH3’), 6.85

(d, J = 4.39 Hz, 1H, H-6), 6.97 (d, J = 2.3 Hz, 1H, H-3), 7.0 (d, J = 2.9 Hz, 2H, Hm), 7.1 (d, J =

43

8.9 Hz, 2H, Hm’), 7.96 (d, J = 8.9 Hz, 2H, Ho’), 8.23 (d, J = 8.9 Hz, 2H, Ho), and 8.43 (d, J = 4.39

Hz, 2H, H-5) ppm. 13C NMR (CDCl3, 100MHz): = 55.3 (OCH3’), 55.4 (OCH3), 82.3 (C-3), 106.9

(C-6), 113.9 (C-m), 114.1 (C-m’), 122.2 (C-i), 124.5 (C-i’), 129.7 (C-o’), 131.2 (C-o), 146.4 (C-7),

147.7 (C-3a), 149.5 (C-5), 152.2 (C-2), 160.3 (C-p’), and 162.0 (C-p) ppm.

2-(4’-Methoxyphenyl)-3-bromo-7-(pyridin-4’’-yl)pyrazolo[1,5-a]pyrimidine 51c


82%, mp 134 °C; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz): δ = 3.80 (s, 3H, OCH3), 6.95 (m, 3H, H-6 and Hm),

8.00 (m, 4H, H-3’ and Ho), 8.55 (d, J = 4.3 Hz, 1H, H-5) and 8.81 (d, J = 5.5 Hz, 2H, H-2’) ppm. 13C NMR (CDCl3, 100 MHz): δ = 55.3 (OCH3), 53.6 (C-3), 108.2 (C-6), 114.0 (C-m), 123.2 (C-3’),

123.9 (C-i), 129.7 (C-o), 138.1 (C-4’), 143.4 (C-7), 147.7 (C-3a), 149.5 (C-5), 149.9 (C-2’), 152.8

(C-2) and 160.6 (C-p) ppm.

1,3,5-tri-(3-bromo-2-terc-Butyl-pyrazolo[1,5-a]pyrimidin-7-yl)benzene 59


71%, mp 255 °C; 1H NMR (CDCl3, 400MHz): = 1.57 (s, 27H, (CH3)3), 7.24 (d, J = 4.3 Hz, 3H,

H-6), 8.665 (d, J = 4.3 Hz, 3H, H-5), 9.46 (s, 3H, HAr) ppm. 13C NMR (CDCl3, 100MHz): =

26.60 (2-(CH3)3), 34.07 (2-C(CH3)3), 82.89 (C-3), 107.22 (C-6), 130.83(C-A), 132.80(C-B),144.28

(C-7), 147.53 (C-3a), 149.56 (C-5) and 161.89 (C-2) ppm.

General procedure for 3-formylpyrazolo[1,5-a]pyrimidines synthesis 52a-c

Phosphoryl chloride (1.9 mmol) is added dropwise over DMF (4 mmol, 0.31 mL) in an ice bath

under inert atmosphere and stirred for 30 minutes. Then the substituted pyrazolo[1,5-a]pyrimidine

(45a-d) (1 mmol) is added rapidly over the formylating mixture, purged with nitrogen and stirred

for 15 minutes. The reaction mixture is then warmed to room temperature and introduced in the

MW reactor for 15 minutes at 100 ºC and 120 W. The dark oil obtained from the MW reactor is

allowed to cool down to room temperature and quenched over 5mL saturated sodium bicarbonate

solution under stirring. The precipitate is filtered off under vacuum and washed three times with

cold distilled water. The solid obtained is dried under vacuum and subsequently purified by column

chromatography using DCM as eluent.

7-(4-Chlorophenyl)-3-formyl-2-methylpyrazolo[1,5-a]pyrimidine 52a

This compound was obtained according to the general formylation procedure (45a) as a yellow

solid, 81%, mp 217 °C; 1H NMR (CDCl3, 400MHz): = 2.74 (s, 3H, CH3), 7.075 (d, J = 1.5 Hz,

1H, H-6), 7.565 (d, J = 8.7 Hz, 2H, Hm), 8.015 (d, J =8.7 Hz, 2H, Ho), 8.705 (d, J = 4.5 Hz, 1H,

H-5) and 10.42(s,1H, CHO) ppm. 13C NMR (CDCl3, 100MHz): = 14.58 (2-CH3), 108.98 (C-3),

109.24 (C-6), 128.30 (C-i), 129.19 (C-m), 130.86 (C-o), 138.09 (C-p), 146.28 (C-7), 152.03(C-3a),

152.19 (C-5), 157.44 (C-2) and 183.94 (CHO) ppm.

3-formyl-2,7-di-(4’-methoxyphenyl)pyrazolo[1,5-a]pyrimidine 52b

This compound was obtained according to the general formylation procedure (45b) as a yellow

solid, 84%, mp 170 °C; 1H NMR (CDCl3, 400MHz): = 3.86 (s, 3H, OCH3), 3.90 (s, 3H, OCH3’),

44

6.85 (d, J = 4.39 Hz, 1H, H-6), 7.01 (d, J = 8.92 Hz, 2H, Hm), 7.07 (d, J = 8.92 Hz, 2H, Hm’), 7.12

(d, J = 4.46 Hz, 1H, H-6), 8.07 (d, J = 8.93 Hz, 2H, Ho’), 8.16 (d, J = 8.84 Hz, 2H, Ho), 8.70 (d, J

= 4.46 Hz, 2H, H-5), and 10.4 (s, 1H, CHO) ppm. 13C NMR (CDCl3, 100MHz): = 55.3 (OCH3’),

55.4 (OCH3), 107.2 (C-3), 109.1 (C-6), 113.8 (C-m), 114.1 (C-m’), 121.8 (C-i), 123.7 (C-i’), 131.1

(C-o’), 131.5 (C-o), 147.0 (C-7), 152.1 (C-5), 152.7 (C-3a), 157.6 (C-2), 161.1 (C-p’), 162.3 (C-p),

and 183.7 (CHO) ppm.

3-formyl-2-(4’-methoxyphenyl)-7-(pyridin-4’’-yl)pyrazolo[1,5-a]pyrimidine 52c

This compound was obtained according to the general formylation procedure (45c) as a yellow

solid, 76%, mp 185 °C; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz): δ = 3.88 (s, 3H, OCH3), 7.03 (d, J = 9.0 Hz,

2H, Hm), 7.27 (d, J = 4.5 Hz, 1H, H-6), 8.05 (d, J = 9.0 Hz, 2H, Ho), 8.12 (d, J = 5.6 Hz, 2H, H-3’),

8.85 (d, J = 4.4 Hz, 1H, H-5), 8.92 (d, J = 5.8 Hz, 2H, H-2’) and 10.48 (s, 1H, CHO) ppm. 13C

NMR (CDCl3, 100 MHz): δ = 55.4 (OCH3), 108.0 (C-3), 110.3 (C-6), 114.1 (C-m), 123.2 (C-i),

123.7 (C-3’), 131.2 (C-o), 143.9 (C-4’), 149.4 (C-5), 149.5 (C-3a), 152.3 (C-2’),152.5 (C-7), 158.3

(C-2), 161.5 (C-p) and 183.8 (CHO) ppm.

General procedure for knoevenagel condensation 46a,b

The corresponding aldehyde (52a,b) (1.0 mmol) and malononitrile (1.0 mmol) are dissolved in 2

mL mixture of absolute ethanol and catalytic amount of piperidine. Subsequently is warmed and

vigorously stirred until a homogeneous solution is obtained to introduce it in the MW reactor for 15

min at 70 ºC and 100 W. The red solution that comes out is distilled under reduced pressure and the

solid isolated is purified by column chromatography with DCM as eluent. Yellow solid compounds

are obtained.

7-(4-Chlorophenyl)-3-(2,2-dicianoethenyl)-2-methylpyrazolo[1,5-a]pyrimidine 46a

This compound was obtained according to the general Knoevenagel condensation procedure as a

yellow solid, 70%, mp 238 °C; 1H NMR (CDCl3, 400MHz): = 2.67 (s, 3H, CH3), 7.145 (d, J = 4.2

Hz, 1H, H-6), 7.59 (d, J = 8.2 Hz, 2H, Hm), 7.95 (s,1H, H-A) 8.00 (d, J = 8.2 Hz, 2H, Ho) and

8.775 (d, J = 4.2 Hz, 1H, H-5) ppm. 13C NMR (CDCl3, 100MHz): = 15.00 (2-CH3), 78.56 (C-3),

109.91 (C-6), 113.93 (C-N) 115.46 (C-N), 127.89 (C-i), 129.33 (C-m), 130.93 (C-o), 138.46 (C-p),

146.71 (C-7), 148.57 (C-A), 149.50 (C-3a), 151.96 (C-5) and 156.86 (C-2) ppm.

3-(2,2-dicianoethenyl)-2,7-di-(4’-methoxyphenyl)pyrazolo[1,5-a]pyrimidine 46b

This compound was obtained according to the general Knoevenagel condensation procedure as a

yellow solid, 79%, mp 205°C; 1H NMR (CDCl3, 400MHz): = 3.90 (s, 3H, OCH3), 3.92 (s, 3H,

OCH3’), 6.85 (m, 4H, H-m, H-m’), 7.19 (d, J = 4.43 Hz, 1H, H-6), 7.61 (d, J = 8.49 Hz, 2H, H-o’),

7.85 (s, 1H, H-A), 8.15 (d, J = 8.86 Hz, 2H, Ho), and 8.78 (d, J = 4.60 Hz, 1H, H-5) ppm. 13C

NMR (CDCl3, 100MHz): = 55.4 (OCH3’), 55.5 (OCH3), 80.2 (C-B), 102.5 (C-3), 109.4 (C-6),

113.6 (CN), 114.3 (C-m’), 114.7 (C-m), 115.5 (CN), 121.7 (C-i), 123.1 (C-i’), 130.9 (C-o’), 131.6

(C-o’), 147.6 (C-7), 149.1 (C-3a), 149.7 (C-A), 151.3 (C-5), 158.1 (C-2), 161.4 (C-p’), and 162.5

(C-p) ppm.

45

General procedure for 2-pyridilhydrazones synthesis 53a,b

The 2-hydrazinopyridine 62 (0. 5 mmol) is dissolved in boiling ethanol, and the different substituted

aldehydes (52a,b) (0.4 mmol) were added dropwise in ethanolic solution (1mol/1mL). Then silica

(0.06 g) is added to the reaction while boiling. The reaction mixture is boiled for two minutes and

heated at 80 °C for ten minutes under microwave irradiation. The purification was accomplished by

column chromatography with DCM/MeOH, 10:1 mixture to obtain orange solids.

2-Methyl-3-{[2-(pyridin-2-yl)hydrazinylidene]methyl}-7-(4-chlorophenyl)pyrazolo[1,5-

a]pyrimidine 53a

This compound was obtained according to the general hydrazone condensation procedure as an

orange solid, 91%, mp 240 °C; 1H NMR (DMSO-d6, 400MHz): = 2.69 (s,3H,CH3), 6.70 (t, J =

5.9 Hz, 1H, H-5’), 7.13 (d, J = 8.3 Hz, 1H, H-3’), 7.235 (d, J = 4.0 Hz, 1H, H-6), 7.62 (t, J = 7.5

Hz, 1H, H-4’), 7.68 (d, J = 8.3 Hz, 2H, Hm), 8.085 (d, J = 4.1 Hz, 1H, H-6’), 8.16 (d, J = 8.3 Hz,

2H, Ho), 8.47 (s, 1H, H-A) and 8.595 (d, J = 3.9 Hz, 1H, H-5), and 10.74(s, 1H, H-B) ppm. 13C

NMR (DMSO-d6, 100MHz): = 15.41 (2-CH3), 104.27 (C-3), 105.87 (C-3’), 107.91 (C-6), 114.18

(C-5’), 128.57 (C-m), 129.09 (C-i), 131.19 (C-o), 132.28 (C-A), 135.83 (C-p), 137.80 (C-4’),

144.17 (C-7), 147.55 (C-3a), 147.60 (C-6’), 149.85 (C-5), 151.68 (C-2) and 157.19 (C-1’) ppm.

2,7-di-(4’-Methoxyphenyl)-3-{[2-(pyridin-2-yl)hydrazinylidene]methyl}-pyrazolo[1,5-

a]pyrimidine 53b

This compound was obtained according to the general hydrazone condensation procedure as an

orange solid, 87%, mp 223°C; 1H NMR (DMSO-d6, 400MHz): = 3.85 (s, 3H, OCH3), 3.87 (s, 3H,

OCH3’), 6.71 (t, 1H, H-5’), 7.01 (d, 1H, H-3’), 7.09 (d, 2H, Hm’), 7.16 (d, 2H, Hm), 7.315 (d, 1H,

H-6), 7.61 (t, 1H, H-4’), 8.00 (d, 2H, Ho’), 8.07 (d, 1H, H-6’), 8.26 (d, 2H, Ho), 8.53 (s, 1H, H-A)

and 8.635 (d, 1H, H-5) ppm. 13C NMR (DMSO-d6, 100MHz): = 55.24 (C’), 55.41 (C), 102.81 (C-

3), 106.38 (C-3’), 107.88 (C-6), 113.41 (C-m’), 113.95 (C-m), 114.13 (C-5’), 122.15 (C-i), 125.19

(C-i), 130.78 (C-o’), 131.28 (C-o), 132.74 (C-A), 138.06 (C-4’), 145.10 (C7), 146.87 (C-6’), 148.60

(C-3a), 149.94 (C-5), 152.60 (C-2), 156.72 (C-2’), 159.87 (C-p’) and 161.52 (C-p) ppm.

46

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Documents

Síntesis de nuevas pirazolo[1,5-a]pirimidinas