Диссертация (Превращения соединений, содержащих аллиламинные и β-аминокетонные фрагменты окисление, сигматропные перегруппировки и взаимодействие с алкинами)

Федеральное государственное автономное образовательное учреждениевысшего образования«Российский университет дружбы народов»На правах рукописиМалкова Анастасия ВладимировнаПревращения соединений, содержащих аллиламинные и βаминокетонные фрагменты: окисление, сигматропные перегруппировкии взаимодействие с алкинами02.00.03 – Органическая химияДиссертация на соискание ученой степеникандидата химических наукНаучный руководительдоктор химических наук, профессорСолдатенков А.Т.Москва2016СОДЕРЖАНИЕСОДЕРЖАНИЕ .......................................................................................................

2СПИСОК АББРЕВИАТУР И СОКРАЩЕНИЙ, ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ВДИССЕРТАЦИИ ..................................................................................................... 5ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 71. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. Реакции нециклических и циклическихаллиламинов с электронодефицитными алкинами.............................................. 81.1 Межмолекулярное взаимодействие нециклических аллиламинов сактивированными алкинами ............................................................................... 81.1.1.

Реакции первичных и вторичных аллиламинов .................................. 81.1.2. Взаимодействие третичных аллил- и пропаргиламинов сактивированными алкинами ............................................................................ 91.2. Реакции алкинов с моноазациклоалканами и моноазациклоалкенами,содержащими аллиламинный фрагмент .......................................................... 121.2.1. Превращения азиридинов .................................................................... 121.2.2. Реакции замещённых пирролидинов и пиперидеинов через 1,3- и1,4-цвиттер-ионы............................................................................................. 131.2.3.

Реакции частично гидрированных (изо)индолов, изохинолинов идигидроинденопиридинов через 1,3- и 1,4-цвиттер-ионы.......................... 141.2.4. Превращения тетрагидропиридинов, конденсированных стиофеном, фураном или пирролом ............................................................... 171.2.5. Реакции тетрагидрокарболинов с алкинами ...................................... 191.2.6. Превращения индолотетрагидроазепинов и –гексагидроазоцинов вреакциях с алкинами .......................................................................................

221.2.7. Реакции алкинов с другими частично гидрированнымигетероциклами, содержащими скрытую аллильную группировку............ 231.3. Превращения четвертичных солей N-метил-N-метилензамещённыхпроизводных тетрагидропиридиния в присутствии алкинов и оснований.. 261.4. Внутримолекулярные реакции четвертичных солей, содержащих водной молекуле N-аллильную и N-пропаргильную группировки ................

2821.5. Реакции алкинов с алифатическими β-аминокетонами и γпиперидонами ..................................................................................................... 312. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ .................................................................. 362.1. Синтез исходных оснований Манниха и продуктов ихвнутримолекулярной циклизации, и их некоторые превращения ................ 362.1.1. Синтез бис(2-ароилэтил)метиламинов, 3-ароил-γ-пиперидолов ипроизводных тетрагидро-2-азафлуоренов .................................................... 362.1.2.

Синтез и некоторые превращения циклических (β-амино)кетонов,гидропроизводных спиросочленённых изохинолинов и их бензоаналогов........................................................................................................................... 382.1.3. Некоторые превращения спиро(3метилгексагидробензо[f]изохинолин)1,2'–(тетрагидронафталинона) ....... 462.1.4. Синтез четвертичных солей замещённых и аннелированныхпроизводных пиперидиния и тетрагидропиридиния ..................................

492.1.5. Перегруппировки cпиро-(N-метил-N-цианометил-1,2,3,4,5,6гексагидробензо[f]изохинолиний)-1,2'-(1'-оксо-1',2',3',4'тетрагидронафталин) хлорида (21а).............................................................. 522.2. Изучение взаимодействия электрофильных алкинов с некоторымисинтезированными N-нуклеофилами, содержащими аллиламинныефрагменты ........................................................................................................... 552.2.1.

Превращение тетрагидропроизводных пиридина и изохинолина,содержащих аллиламинные фрагменты, в присутствииацетиленкарбоновых эфиров ......................................................................... 552.2.2. Реакции АДКЭ с четвертичными солями производныхизохинолиния и индено[2,1-с]пиридиния, содержащими аллиламинныефрагменты, в присутствии оснований .......................................................... 582.3.

Исследование взаимодействия электрофильных алкинов с Nнуклеофилами, содержащими β-аминокетонные фрагменты ....................... 632.3.1. Взаимодействие монооснований Манниха, содержащих β-(NHамино)кетонный фрагмент, с электрофильными алкинами ....................... 632.3.2. Взаимодействие двойных оснований Манниха, содержащих β-(Nметиламино)кетонные фрагменты, с электрофильными алкинами .......... 642.3.3. Взаимодействие пиперидинов, содержащих β-(NH-амино)кетонныйили –спиртовой фрагмент, с электрофильными алкинами ........................ 7032.3.4. Взаимодействие электрофильных алкинов с 3-ароил-γпиперидолами, содержащими третичную аминогруппу ............................ 713.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ .............................................................. 764. ВЫВОДЫ ......................................................................................................... 1005. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ............................................................................... 102ПРИЛОЖЕНИЯ ................................................................................................... 1154СПИСОК АББРЕВИАТУР И СОКРАЩЕНИЙ,ИСПОЛЬЗОВАННЫХ В ДИССЕРТАЦИИÅангстремArарилAlkалкилАДКЭдиметиловый эфир ацетилендикарбоновой кислотыАМКЭмонометиловый эфир ацетилендикарбоновой кислотыBnбензил С6Н5СН2-Bu, n-Buн-бутил СН3СН2СН2СН2-ВЭЖХ/МСвысокоэффективная жидкостная хроматография итандемная масс-спектрометрияcat., кат.катализаторсisцисCDCl3дейтерохлороформДМСО, DMSOдиметилсульфоксидEtэтил СН3СН2-HC-HSQC(Heteronuclear Single Quantum Coherence) - корреляциямежду химическими сдвигами протонов и химическимисдвигами ядер 13C через прямое спин-спиновоевзаимодействие между ядрами.HC-HMBC(Heteronuclear Multiple Bond Correlation) — корреляциямежду протонами и ядрами 13C, разделенными двумя илитремя связямиМеметил СН3-MeCNацетонитрилMeOHметанолNOESY(Nuclear Overhauser Effect SpectroscopY) – спектроскопияядерного эффекта Оверхаузера между ядрами 1H,5сближенными в пространствеone-potбез выделения промежуточных продуктовPr, n-Prпропил СН3СН2СН2-i-Prизопропил (СН3)2СН-РСАрентгеноструктурный анализr.t., к.т.комнатная температураtolтолуолp-TosOHпара-толуолсульфокислотаtransтрансэкв.эквивалентΔкипячение6ВВЕДЕНИЕВзаимодействие электронодефицитных алкинов – ацетиленкарбоновыхмоно- и диэфиров, с N-нуклеофилами, особенно с алкил-, арил- игетероариламинами и азотсодержащими гетероциклами многие десятилетияпривлекает внимание исследователей благодаря широкой возможностииспользоватьподобныереакциидлясинтезаразнообразныхновыхпроизводных гетероциклов [1-4].Однако, данных относительно направлений взаимодействия алкинов саллиламинами и особенно с частично гидрированными гетероциклическимисоединениями, содержащими аллиламинные фрагменты в их явном илизамаскированном виде (в виде арил- или гетероариламинных структур), былоопубликовано очень мало вплоть до конца 20-го века.

Но с 1980-х годовстали появляться практически первые основополагающие исследования вуказанной области. А уже в первом десятилетии 21-го века резко возросинтерес к изучению реакций алкинов с многообразными соединениями,которые включают аллиламинные фрагменты, что оказалось связанным соткрытием большого потенциала новых направлений реакций и синтезов наэтой основе природных алкалоидов и оригинальных гетероциклическихсоединений. В литературном обзоре представлены и анализируются тенаучные публикации, которые появились в основном за период с 2001 по2014 гг.71. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

Реакции нециклических ициклических аллиламинов с электронодефицитнымиалкинами.1.1Межмолекулярное взаимодействие нециклических аллиламинов сактивированными алкинами1.1.1. Реакции первичных и вторичных аллиламиновАллиламины, имеющие первичные или вторичные аминогруппы, легковступают в реакции присоединения с диэфирами ацетилендикарбоновыхкислот(АДКЭ)илиэфиромацетиленмонокарбоновойкислоты(пропиолатами, АМКЭ) [1-3]. При этом на первой стадии образуютсяпромежуточные 1,3-цвиттер-ионы енаминного типа. Затем происходитперенос протона от аммонийной группы на анионный центр, что приводит ксинтезу аддуктов Михаэля. Конечные продукты могут иметь строениеаминомалеатов или аминофумаратов, стабилизированных стереохимически иотчасти внутримолекулярными водородными связями.Схема 1Эта реакция проходит в мягких условиях.

Только в отдельных случаях,например, при высокой температуре может происходить взаимодействиепервичногоаллиламинаснеактивированнымацетиленомили8фенилацетиленом, приводя к их дегидроконденсации с образованиемпиридина или 2-фенилпиридина (360оС, проточный реактор, катализатор фториды алюминия и кадмия /оксид алюминия; выход около 20%) [5].1.1.2. Взаимодействие третичных аллил- и пропаргиламинов сактивированными алкинамиВзаимодействие третичных аминов с алкинами должно значительноотличаться от такового первичных и вторичных аминов.

Действительно,образующийся из третичного амина промежуточный 1,3-цвиттер-ион можетпревращаться в молекулярное соединение только с отщеплением от атомаазота одной из группировок с последующей внутри- или межмолекулярнойатакойкакой-либонуклеофильнойчастицы(например,протонаотрастворителя) своим С-анионным центром. Так, в случае триметиламиновалкиновый реагент вытесняет одну из N-метильных групп, а при атоме азотаостаётся винильная группа благодаря стабилизации сопряжённой енаминнойсвязи [2, 3, 6, 7].