Автореферат (Образование и превращения циклических азометиниминов), страница 3

Такие азометинимины 37 легко получаются при конденсации пиразолидин-3-она 38 с карбонильными соединениями. Причем эта реакция может быть реализована в «onepot» процедуре без выделения пиразолидинона 38.RR'C=OHN NHR'RCN NOO38R = H, R' = Me, Ph, 4-ClC6H4, 4-MeOC6H4, 4-(Me2N)C6H4,4-(ClCH2CH2)2NC6H4, 2-фурил; R = R' = Alk, циклоалкил37Стабильные азометинимины такого типа, имеющие однозначно установленную Z-конфигурацию, использовались нами, главным образом, в качестве модельных соединений для изучения пространственного течения циклоприсоединения.1.3.2.

Получение изохинолиновых азометиниминов – N-ароил(3,4-дигидроизохинолиний-2-ил)амидовПо мнению авторов работы [Ortega H., Ahmed S., Alper H. Synthesis 2007,3683-3691], ароилирование соединения 26 приводит к образованию стабильных N-11ароилдиазиридинов 26'. Однако, по нашим данным, вместо диазиридинов 26'этими авторами были получены стабильные азометинимины типа 39. Воспроизведение литературной методики, а также синтез этих соединений двумя другимипутями привели к образованию во всех случаях только N-ароил(3,4-дигидроизохинолиний-2-ил)амидов 39a-d.N41a-dAr = Ph (a),4-MeC6H4 (b),4-MeOC6H4 (c),4-NO2C6H4 (d)OBrNHArEt3N 70-90%NHNNHOPhCOClNPy46%NNPhCOClArNNAr26' O39a-d31aNNHEt3N или Py22%262.

Термолиз предшественников нестабильных N,N'-циклических азометиниминов в отсутствие диполярофилов2.1. Термолиз симметричных 6-арил-1,5-диазабицикло[3.1.0]гексановНагревание незамещенного и 6-алкилзамещенных 1,5-диазабицикло[3.1.0]гексанов 1a-c в течение нескольких часов при 140-150 °C (в растворителе илибез) приводит к их изомеризации в 2-пиразолины. 6-Арилзамещенные 1,5-диазабицикло[3.1.0]гексаны также должны претерпевать аналогичную изомеризацию.Но введение в 6-е положение 1,5-диазабицикло[3.1.0]гексана арильной группывместо алкильной, эта изомеризация будет осуществляться несколько легче.Термическая изомеризация 6-арилзамещенных 1,5-диазабицикло[3.1.0]гексанов 3a-d,l происходила при ~135–140 °C за 20–35 мин и приводила к образованию с препаративными выходами 69-75% 1-арилметил-2-пиразолинов 42a-e. Вероятный механизм этой изомеризации включает промежуточное образование биполярного интермедиата (азометинимина) при раскрытии C–N связи диазиридинового цикла с последующей стабилизацией интермедиата путем [1,4-H]-сдвига.ArNArArN3a-d,lп-ксилолHN N[1,4-H]HHN N42a-e42, Ar = Ph (a), 4-MeOC6H4 (b),4-MeC6H4 (c), 4-ClC6H4 (d), 3-NO2C6H4 (e)2.2.

Термолиз несимметричных 6-арил-1,5-диазабицикло[3.1.0]гексановДля несимметрично монозамещенных в триметиленовом мостике 1,5-диазабицикло[3.1.0]гексанов возможны два пути (А и Б) термического раскрытия трехчленного цикла по связям углерод–азот – а или б – с образованием соответствующих региоизомерных азометиниминов. Так для 2-монозамещенных соединений 11a-с,f продуктами реакции должны быть 2-пиразолины 44a-d и 45a-d.12ArАбNArHArN Nа[1,4-H]HRR44a-dNArRБ11a-с,fH[1,4-H]HN NN NAr = 4-BrC6H4, R = Me (a),Ar = 4-MeOC6H4, R = Me (b),Ar = 4-BrC6H4, R = Ph (c),Ar = Ph, R = Ph (d)ArN NRR45a-dПри термолизе несимметричных 2-монозамещенных 6-арил-1,5-диазабицикло[3.1.0]гексанов 11a-с,f получались смеси изомерных пиразолинов 44a-d и 45a-dв соотношении ~45:55 для 11a,b, ~52:48 для 11c и ~55:45 для 11f (ЯМР 1Н). Региоселективность раскрытия диазиридинового цикла объясняется влиянием метильной или фенильной групп во 2-м положении диазабициклогексанов 11a-с,f.

Донорная метильная группа при поляризации С–N связи а в диазиридинах 11a,b несколько дестабилизирует переходное состояние, уменьшая долю соединений44с,d. Акцепторная фенильная группа, наоборот, стабилизирует переходное состояние, приводя к незначительному преобладанию пиразолинов 44c,d.Особый интерес для нас представляли тризамещенные в триметиленовом мостике диазабициклогексаны 11d,e, которые должны приводить к региоизомернымазометиниминам 47 и 48. Но в соединениях 48 (путь Б) невозможен [1,4-Н]-сдвигв образующемся азометинимине. По данным спектров ЯМР 1Н при термолизедиазиридинов 11d,e наблюдаются сигналы протонов одного основного продукта –пиразолинов 49a,b (>85-90% всего состава смеси), отвечающие раскрытию диазиридинового цикла по пути А.

Продуктов реакции по пути Б мы не обнаружили.ArАбNMeMeArHMeMeаNMe11d,eArN N47[1,4-H]HMeMeMeN NMe49a,bArБMeMeN NHAr = 4-BrC6H4 (a),4-MeOC6H4 (b)?Me482.3. Кинетика термолиза 1,5-диазабицикло[3.1.0]гексановКинетические исследования термолиза диазабициклогексана 1a в п-ксилолеметодом газожидкостной хроматографииt1/2Gпри температурах 140-170 °C (запаянныеt (°C) k10-5, с-1 (мин) (ккал/моль)ампулы) в атмосфере аргона позволили ха16.67034.00170рактеризовать процесс термического раз6.318333.971602.447633.93150ложения соединения 1a как реакцию перво1.1105233.89140го порядка.13Изучение кинетики термического раскрытия диазиридинового цикла в арилдиазабициклогексанах 3a-d,l (ДАБЦГ) проводилось в п-ксилоле при 110 °C методом жидкостной хроматографии.

Термолиз этих соединений требовал меньшеговремени и полная конверсия исходных соединений наблюдалась уже за ~2 ч.1,5-ДАБЦГ3a3b3c3d3lKср10-4, с-1t1/2, сек5.5 ± 0.25.4 ± 0.14.2 ± 0.13.7 ± 0.12.5 ± 0.112601284165018732773Конверсия,% (за 90 мин.)9390878170R0.9980.9970.9990.9990.998Термолиз 6-фенил-1,5-диазабицикло[3.1.0]гексана 3c, как и диазабициклогексана 1a, является реакцией 1-го порядка и его скорость не зависит от присутствияв реакционной смеси диполярофила: константы скорости kср = (4.2±0.1)10-4 с-1 (вотсутствие диполярофила), kср = (4.2±0.6)10-4 с-1 (в присутствии N-фенилмалеимида) и kср = (4.1±0.2)10-4 с-1 (в присутствии фенилизоцианата).

Полученныеданные свидетельствуют о том, что первоначально происходит термическое раскрытие диазиридинового цикла с образованием нестабильных азометиниминов, азатем уже их циклоприсоединение к диполярофилам.Электронодонорные заместители в ароматическом ядре ускоряют, а электроноакцепторные – замедляют реакцию. Наилучшая корреляция наблюдалась для констант Гаммета с  –0.36 (R=0.990)Суммируя данные по кинетике термолиза различных диазабициклогексанов,можно сделать вывод, что раскрытие связи C-N диазиридинового кольца являетсялимитирующей стадией процесса. В переходном состоянии на атоме азота появляется частичный отрицательный, а на атоме углерода – положительный заряд.

Вотсутствие диполярофилов азометинимины быстро изомеризуются в соответствующие 2-пиразолины, а в присутствии диполярофилов – присоединяются к ним собразованием циклоаддуктов.2.4. Термолиз 7-арил-1,6-диазабицикло[4.1.0]гептановДля бициклических диазиридинов, содержащих тетраметиленовый мостиквместо триметиленового, термическое раскрытие диазиридинового цикла происходит в более мягких условиях – полная конверсия 7-арил-1,6-диазабицикло[4.1.0]гептанов, полученных по методу [Кузнецов В.В., Кутепов С.А., МаховаН.Н., Лысенко К.А., Дмитриев Д.Е.

Изв. АН. Сер. хим. 2003. № 3. 638-645], достигалась уже за 1 ч нагревания в кипящем бензоле. Вместо продуктов изомеризациив качестве основных продуктов с выходами 51-57% были выделены димеры азометиниминов 52a,b – 6,13-диарилоктагидродипиридазино[1,2-a:1',2'-d]-1,2,4,5тетразины 53a,b. Тетрагидропиридазин 51b также присутствовал в следовых количествах.14ArArN NN N22a,b52a,bNArNArArNN+53a,bN NAr = 4-MeC6H4 (a),Ph (b)51bследы2.5. Термолиз 1-метил-1,3,4,8b-тетрагидро[1,2]диазирино[3,1-a]изохинолиновНагревание соединений 25a,b не приводит к полному превращению исходных диазиридинов в продукты 54a,b даже за 30 ч при 144 °С (o-ксилол). При нагревании соединения 25a в течение 10 ч, а диазиридина 25b в течение 9 ч по данным спектроскопии ЯМР 1Н реакционные смеси содержали как сигналы исходных соединений 25a,b, так и продуктов их изомеризации – N-(3,4-дигидро-2(1H)изохинолил)- 54a и N-(3,3-диметил-3,4-дигидро-2(1H)-изохинолил)-N-метиленамина 54b (в соотношении 4:1 и 3:2 в пользу исходных соединений).R25a,bRNNCH3144°CRRNNR[1,4-H]CH3RNNCH2R = H (a), Me (b)54a,bДля подтверждения строения соединений 54a,b гидразон 54a был полученвстречным синтезом путем конденсации N-амино-3,4-тетрагидроизохинолина сформальдегидом.На основании вышесказанного можно заключить, что термолиз диазиридинов 25a,b в отсутствие 1,3-диполярофилов в условиях, сравнимых с условиямитермолиза 6-арил-1,5-диазабицикло[3.1.0]гексанов, требует значительно болеедлительного времени, что косвенно подтверждает большую термическую стабильность транс-N,N-диалкилзамещенных диазиридинов, по сравнению с цисдиазиридинами.