Диссертация (2-Арил-5-(триметилсилил)-1-этоксипент-1-ен-4-ин-3-оны в синтезе азотистых гетероциклов), страница 2

В реакции могут быть использованы и (Z)-, и (E)-ениноны, однако последние, как6правило, дают более низкие выходы продуктов. Поскольку двойная связь енина, выступающегов качестве двухатомной компоненты, не принимает участия в реакции, её конфигурация вбоковой цепи аренов 2 сохраняется. Как и все подобные реакции бензаннелирования, процесспротекает региоселективно, и образуются исключительно 1,2,4-тризамещённые бензолы. Крометого, двойная связь и карбонильная группа в исходном соединении могут являться частьюодного цикла: так, при использовании 3-этинилциклогекс-2-ен-1-она с выходом 72% былополучено соответствующее производное 1-тетралона.Благодаря значительной разнице в реакционной способности между алкилзамещённымиенинамииактивированнымиенинонамистановитсявозможнымселективноекросс-бензаннелирование [17].

В таких реакциях образуется единственный продукт из четырёхвозможных, причём тройная связь енинона 1 всегда выступает в роли двухуглеродногокомпонента, а енин 3 – в качестве четырёхуглеродного, и конечными продуктами оказываютсяпроизводные коричной кислоты 4.Какивописаннойвышереакциигомо-бензаннелирования,ениноны1сцис-расположением тройной связи и карбоксильной группы дают бóльшие выходы аренов посравнению с транс-аналогами. С учётом того, что конфигурация двойной связи сохраняется впродукте, эту реакцию можно использовать для получения эфиров цис-коричных кислот.Ещё один пример бензаннелирования под действием металлокомплексного катализатора –конденсация пентениналей 5 с циклоалканонами 6, приводящая к получению 1-инданонов и1-тетралонов 7 [18].Использование смешанной каталитической системы CpRu(PPh3)2Cl/DBU позволилопровести каскадный процесс, включающий альдольную конденсацию, циклизацию и7ароматизацию без выделения промежуточных соединений. Интересно, что реакция может бытьпроведена как в присутствии только рутениевого комплекса, так и только основания, хотявыходы при этом снижаются примерно в 2 раза.Эфиры бензойных кислот 10 были получены также в реакции Дильса-Альдера с участиемби- и тетразамещённых циклогекса-1,3-диенов 8 и непредельного диэфира 9 [19].Было установлено, что циклоприсоединение протекает с высокой региоселективностью, ив реакции участвует только тройная связь диэфира 9, причём это справедливо как дляциклических диенов, так и для открытоцепных: продуктами реакции всегда являются эфирыбензойных кислот 10.

Интересно, что замена сложноэфирной группы при тройной связиенинона на алкильный или ароматический фрагмент не влияет на взаимное расположениезаместителей в продукте. С другой стороны, при использовании этиловых эфиров5,5-дизамещённых пент-4-ен-2-иновых кислот были получены смеси региоизомерных 2,3,5- и2,4,6-тризамещённых бензоатов 2.Ещё одним примером реакции циклоприсоединения аналогичных непредельных эфиров12 является их взаимодействие с фуллереном-60 (11) в присутствии каталитическогоколичества трициклогексилфосфина с образованием циклопентафуллеренов 13 [20].Предположительно, реакция начинается с нуклеофильного присоединения фосфина кдвойной связи енинона 12 в β-положение к карбонильной группе, после чего образовавшийсядиполь присоединяется к фуллерену, а молекула фосфина возвращается в каталитический цикл.Реакция протекает регио- и стереоселективно, а продукты 13 были выделены с хорошимивыходами.

С другой стороны, в тех случаях, когда арил- и гетероарилфосфины были8использованы в избытке, они оказывались включёнными в структуру конечных соединений 14,хотя выходы оказывались несколько ниже [21].Необычная реакция была открытаучёнымиизЛитвы. Ониустановили, чтовзаимодействие непредельных альдегидов 15 с калиевой солью меркаптоуксусного эфира (16)приводит к получению эфиров бензойной кислоты 17 [22].В основном авторами были изучены 2-этинилбензальдегиды и их гетероаналоги (в этихслучаяхпродуктамиреакциибылиэфирынафталин-2-карбоновойкислотыиихгетероциклические аналоги), однако они приводят данные и для двух открытоцепныхнепредельных альдегидов 15, при этом в случае TMS-замещённого субстрата конечный продуктуженесодержалсилильнойгруппы.Предположительно,реакцияпротекаетчерезпервоначальное присоединение тиолят-аниона к тройной связи, замыкание тиепинового циклаB и его дисротаторную изомеризацию в тиабициклогептадиен С.

Ароматизация приотщеплении атома серы завершает реакцию и приводит к образованию конечного продукта 17 схорошим выходом.Помимо металлокомплексных катализаторов тройная связь енинона может бытьактивирована соединениями, проявляющими сильный электрофильный характер.

Так, былопоказано, что циклизация субстратов 20 под действием ICl приводит к получению9бензодиоксинонов 21 – замаскированных аналогов пентазамещённых бензолов, имеющиходновременно гидроксильную, ацетильную и сложноэфирную группы. [23].Прежде всего, интересен метод синтеза енинонов 20: они были получены по описаннойранее методике [24] взаимодействием диметиламинометиленовых кетонов 18 с реактивамиЙоцича 19, причём замещение диметиламиногруппы происходило селективно, без образованияпродуктов присоединения по карбонильной группе. Необходимым условием протеканияпоследней стадии является способность заместителя R к стабилизации катионного центра,образующегося в интермедиате после атаки I+ по тройной связи. Поэтому продукты сR = н-алкил были получены лишь в следовых количествах, хотя при R = циклопропил выходсоответствующего бензодиоксина составил 79%. С другой стороны, неподходящими оказалисьсубстраты с объёмистыми заместителями R (TMS, TIPS, ароматические заместители собъёмистыми группами в боковой цепи).

В остальных случаях циклизация енинонов 20 поддействием электрофильного агента ICl протекало гладко, с хорошими выходами приводя кобразованию йодированных аренов 21.2.1.2. В синтезе гетероциклических соединенийПожалуй, наиболее важным свойством соединений, содержащих фрагмент пент-2-ен-4ин-1-она, является их способность замыкаться в производные фурана или пирана за счётприсоединения карбонильного атома кислорода к одному из атомов углерода тройной связи поддействием катализаторов или электрофильных реагентов. Такие реакции обладают рядомособенностей, и поэтому их рассмотрению посвящен отдельный раздел. Первая работа ореакциях в присутствии сильных электрофилов была опубликована группой Ричарда Ларока.Они изучили циклизацию производных эфиров пент-2-ен-4-иновой кислоты 22 под действиемэлектрофильных реагентов (ICl, I2, HI, PhSeCl, п-O2NC6H4SCl) [25].

Эти реакции могутприводить к одному из двух возможных продуктов 23 и 24 или к их смесям в зависимости отхарактера замещения исходного соединения.10Пятичленные лактоны 24 были единственными продуктами в тех случаях, когда исходныйенинон 22 имел терминальную либо силилированную тройную связь. Интересно, чтосоотношение пяти- и шестичленных продуктов реакции зависит также от характеразаместителей R2 и R3, а именно от их эффективного объёма.

Увеличение стерическойзагруженности (или увеличение размера цикла, в который включены эти заместители)способствует образованию фуранонов 24. Например, из эфиров 2-(фенилэтинил)циклогекс-1-енкарбоновой кислоты были получены фураноны 24, в то время как из аналогичногоциклопентена – только пираноны 23.

Наконец, было показано, что соотношение продуктовизменяется и при использовании разных электрофилов – с увеличением их силы повышаетсядоля шестичленного продукта, хотя основным остаётся всё же пятичленный. В более позднейработе сообщается, что циклизация (Z)-2,3-дифторпент-2-ен-4-иновой кислоты приводит толькок соответствующим пиранонам, причём как под действием Pd(PPh3)2Cl2, так и в присутствиийода [26].Интересно, что анилиды алк-2-ен-4-иновых кислот 25 претерпевают аналогичнуюциклизацию под действием AgOTf, причём в качестве нуклеофила в этой реакции такжевыступает атом кислорода, а не азота, и продуктами реакции оказываются циклическиеиминоэфиры 26 [27].Реакция протекала регио- и стереоселективно, и не наблюдались ни продуктыприсоединения азота по тройной связи, ни продукты 5-экзо-диг-циклизации.

Иной результатбыл получен в работе [28], где показано, что электрофильная циклизация аналогичныхбензиламидов25поддействиемIClпротекаетрегиоселективнособразованиемметиленпирролонов 27 с хорошими выходами.11Метиленпирролоны 27 образуются в виде смеси стереоизомеров, соотношение которыхопределяется, в первую очередь, объёмом заместителя R1: при R1 = H соотношение (E)- и (Z)изомеров достигало 9:1, в то время как при R1 = Ph были получены практически эквимолярныесмеси изомеров.

Отсутствие продуктов 6-эндо-диг-циклизации вместе с результатами работ[25–27] позволяет констатировать, что циклизация эфиров и амидов алк-2-ен-4-иновых кислотпод действием электрофильных реагентов протекает преимущественно или исключительно собразованием пятичленных циклов: 2-фуранонов или 2-пирролонов. С другой стороны, изаналогичных субстратов при катализе комплексами переходных металлов могут быть получены2-пираноны или их имины.

Таким образом, электрофильные и металлопромотируемыециклизации являются взаимодополняющими и могут быть использованы в региоселективноморганическом синтезе.Сообщалосьтакже,чтодизамещённые2-пироны23могутбытьполученывзаимодействием метиловых эфиров (Z)-алк-2-ен-4-иновых кислот 12 с винилметилкетоном(28) [29].Авторы предположили, что после замыкания цикла в качестве интермедиата образуетсякомплекс пиранона с палладием, который далее вступает в реакцию сочетания свинилметилкетоном. Это предположение, однако, не проверялось ни экспериментальными, нирасчётными данными.Можно также отметить, что действием кислот на аминоениноны 29 могут быть полученысоли пирилия 32 [30].12Авторы особо отмечают зависимость скорости превращения 29→32 от природы анионаХ¯; в тех случаях, когда Х является хорошей уходящей группой (Х = Br, I), реакция протекаетнастолько быстро, что выделить промежуточные диены 30 не удаётся.

С другой стороны, приХ = OAc, Cl, F замыкание цикла происходит только в большом избытке кислоты. В целом, вслучае использования HBr или HI эта реакция является удобным одностадийным методомсинтеза пирилиевых солей 32.Среди прочих публикаций подавляющее большинство работ посвящено синтезупятичленных гетероциклов – в первую очередь, фуранов и пирролов. Например, к получениютетразамещённых фуранов 35 приводит взаимодействие енинонов 33 с классическимCH-кислотами 34 в присутствии DBU [31].Реакция совместима с широким кругом субстратов, и фураны могут быть получены сотличными выходами практически из любых соединений, содержащих активную метиленовуюгруппу, причём как открытоцепных, так и циклических.

В последнем случае образуютсябициклические конденсированные фураны. Механизм реакции включает присоединение поМихаэлю соединений 34 к двойной связи енинона 33 и последующую циклизацию за счёт атакикарбонильного атома кислорода по тройной связи.Интересно отметить, что проведение аналогичной реакции в присутствии AuBr3 приводитне к фуранам, а к продуктам бензаннелирования [32, 33].13Региоселективное присоединение альдегидов 34 к енинону 15 приводит к образованиюбензофенонов 36 в качестве основных продуктов.