A convenient protocol on the synthesis of 2,4-diaryl-1H-pyrrole analogues with an electron-donating (EDG) and electron-withdrawing (EWG) substituents

Przedstawiona praca koncentruje się na syntezie 2,4-diarylo-1H-piroli przy pomocy metody Torfimova-Mikhalevy oraz określeniu wpływu rodzaju podstawnika na wydajność i czystość otrzymanych produktów. W wyniku przeprowadzonych badań otrzymano trzy związki: 2,4-difenylo-1H-pirol (związek modelowy), 4-fenylo-2-(4’-dimetyloaminofenylo)-1H-pirol (związek z podstawnikiem o charakterze elektronodonorowym) oraz 4-fenylo-2-(4’-nitrofenylo)-1H-pirol (związek z podstawnikiem o charakterze elektronoakceptorowym). Zarówno produkty docelowe, jak i związki pośrednie starannie scharakteryzowano metodami spektroskopowymi (1H NMR, 13C NMR, FT-ATR-IR, ESI-MS) oraz przy pomocy analizy elementarnej. Przeprowadzone badania wykazały, iż zastosowana metoda jest wydajnym sposobem syntezy 2,4-diarylo-1H-piroli posiadających podstawniki o charakterze obojętnym elektronowo oraz elektronodonorowym. Szczególnym jej atutem jest możliwość przełożenia warunków reakcji na dużą skalę, bez znacznych strat materiału wraz z ograniczeniem powstawania trudnych do usunięcia produktów ubocznych. W przypadku związku posiadającego podstawnik o charakterze elektronoakceptorowym (-NO2) wydajność oraz czystość produktu okazała się jednak znacznie niższa. Oczekuje się, że otrzymane 2,4-diarylo-1H-pirole posłużą w przyszłości jako prekursory do syntezy szerokiej gamy barwników opartych na szkielecie 2,4-diarylopirolowym. W szczególności wprowadzenie do barwnika fragmentu elektronodonorowego, spowoduje zwiększenie jego zdolności do absorpcji i emisji światła w długofalowym zakresie widma.

This research focuses on the synthesis of 2,4-diaryl-1H-pyrroles derivatives accessed by Torfimov-Mikhaleva reaction. An electronic character of aryl substituent introduced to the pyrrole framework was taken into account as a main factor on the yield and purity of the products obtained. As a result, three 1H-pyrrole analogues, viz. 2,4-diphenyl-1H-pyrrole (reference compound), 4-phenyl-2- (4'-dimethylaminophenyl) -1H-pyrrole (electron-rich analogue) and 4-phenyl -2- (4'-nitrophenyl) -1H-pyrrole (electron-deficient analogue) were obtained. Both target products and intermediates were profoundly characterized by spectroscopic techniques (1H NMR, 13C NMR, FT-ATR-IR, ESI-MS) and by elemental analysis. The results confirmed that Torfimov-Mikhaleva reaction is an efficient method of the synthesis of electronically inert and electron-rich 2,4-diaryl-1H-pyrroles. Moreover, conditions of the synthetic protocol could be easily scaled-up, without a significant material loss and limiting the formation of hard-to-remove by-products. However, the yield and purity of an electron-deficient (-NO2 substituent) pyrrole was significantly lower. The obtained 2,4-diaryl-1H-pyrroles are expected to be used as precursors for the synthesis of a wide range of pyrrolic dyes. In particular, the introduction of an electron-rich substituent into chromophore will prompt a bathochromic shift of the absorption and emission spectra, which is highly desirable in terms of further technological and medical applications.