Диссертация (1145442), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Во-первых, и те, и другие азометинимины, по-видимому, имеютZ-конфигурацию, а, во-вторых, циклоприсоединение пространственно может происходить вдвух вариантах сближения азометиниминов и дипоярофила – экзо- и эндо-, которые приводятсоответственно к цис- и транс-изомерам аддуктов. Наиболее важными являются пространственные препятствия подходу малеимида, создаваемые непосредственно у реакционного центразаместителями R в положении 5 пиразолидинового фрагмента азометинимина (a) или повернутой относительно плоскости азометинимина ди-орто-замещенной арильной группой (при R2 H) (b). Кроме того, при наличии в арильной группе малеимида орто-заместителей (R1 H) возможны удаленные от реакционного центра пространственные взаимодействия между заместителями R1 и заместителями R в положении 5 пиразолидинонового фрагмента азометинимина (c)или арильной группой азометинимина (d), также затрудняющие пространственное сближениереагентов.Схема 102R1ONтранс-аддуктэндо-подходHH 2RO aHRNcN 2RR bOXHR1Hэкзо-подходdцис-аддуктR1NOR1Как было сказано выше, при отсутствии метильных групп в положении 5 пиразолидинового фрагмента азометинимина (R = H, слабые или отсутствующие взаимодействия типа a)эндо-подход малеимида оказывается основным направлением реакции, и преимущественно образуются транс-аддукты.
Для стабильного азометинимина 134c (R = Me, R2 = Cl), в котором2,6-дихлорфенильная группа повернута относительно плоскости азометиниминового фрагмента(по данным РСА на ~60° [74]), взаимодействия a и b становятся значительными, что приводит кбольшей продолжительности реакции и требует повышенной температуры, а диастереоселективность реакции определяется заместителями в арильной группе малеимида. При R1 = Hпространственные взаимодействия c и d практически отсутствуют и, по-видимому, взаимодействие b слабее a, что приводит к преобладанию цис-аддуктов. Для стабильных азометиниминов134a,b (R = Me, R2 = H), где из-за отсутствия орто-заместителей в азометинимине взаимодействие b слабее a, одновременно возрастает вклад орто-заместителей в малеимиде, и взаимодей-149ствие d сильнее c, что приводит к предпочтительному образованию транс-аддуктов.
Наконец,для стабильного азометинимина 134c и 2,6-дизамещенных малеимидов 60f,h,n продолжительность реакции и доля транс-аддуктов значительно увеличиваются, что, по-видимому, обусловлено суммарным вкладом взаимодействий, при котором a + c < b + d.3.8. Циклоприсоединение стабильных C,N-циклических азометиниминов –N-ароил(3,4-дигидроизохинолиний-2-ил)амидов к N-арилмалеимидам [260]Стабильные C,N-циклические азометинимины 39a-d так же вступали в реакцию циклоприсоединения с N-арилмалеимидами. Реакция в кипящем о-ксилоле (144°C) полностью (до исчезновения исходных по данным анализа реакционных смесей методом ТСХ) проходила в течение 2 ч. В результате были получены смеси транс- 149 и цис-диастереомеров 150 (схема 103).Схема 103OONNAr'39a-dArN O144°C60f,a,dNHHONAr'HONArONHHO149a-kтранс-ONHAr'ONAr150a-kцис-39a-d, Ar' = Ph (a), 4-MeC6H4 (b), 4-MeOC6H4 (c), 4-NO2C6H4 (d); 60, Ar = Mes (f), Ph (a), 4-BrC6H4(d); 149, 150, Ar = Mes, Ar' = Ph (a), 4-MeC6H4 (b), 4-MeOC6H4 (c), 4-NO2C6H4 (d); Ar = Ph, Ar' = Ph (e), 4MeC6H4 (f), 4-MeOC6H4 (g), 4-NO2C6H4 (h); Ar = 4-BrC6H4, Ar' = Ph (i), 4-MeC6H4 (j), 4-MeOC6H4 (k)Наблюдаемые в реакционных смесях соотношения транс-/цис-изомеров (149/150) прициклоприсоединении азометиниминов 39a-d к N-арилмалеимидам представлены в таблице 15(точность измерения ~ 5%).Таблица 15.
Соотношение транс-(149a-k)/цис-(150a-k) изомеровАзометиниминИмид60f60a60d39a75 : 2510 : 9011 : 8939b39c39d72 : 2810 : 908 : 9273 : 2710 : 908 : 9288 : 1229 : 71–Из приведенной таблицы можно заключить, что, в отличие от рассмотренных выше случаев циклоприсоединения N-метил(3,4-дигидроизохинолиний-2-ил)амидов 25a',b' и N-арил(3,4дигидроизохинолиний-2-ил)амидов 35b-d (разделы 3.5.1 и 3.5.2) к орто-дизамещенным малеимидам, которое приводило исключительно к транс-изомерам, в случае реакции N-ароил(3,4дигидроизохинолиний-2-ил)амидов 39a-d с N-мезитилмалеимидом 60f получались смеситранс- (149a-d) и цис-диастереомеров (150a-d), хотя и с существенным преобладанием транс-150аддуктов.
При этом наличие электронодонорного заместителя в пара-положении бензольногокольца ароильного фрагмента азометиниминов 39b,c практически не изменяло диаастереоселективности циклоприсоединения по сравнению с азометинимином 39a (соотношение изомеров149a-c/150a-c ~72-75:25-28, фактически в пределах погрешности измерения). Тогда как введение в пара-положение сильной электроноакцепторной нитрогруппы (азометинимин 39d) долятранс-изомера 149d увеличивалась до ~88%.Важным отличием циклоприсоединения N-ароилзамещенных азометиниминов к ортонезамещенным малеимидам от нестабильных 3,4-дигидроизохинолиневых азометиниминов25a',b' и 35b-d, для которых всегда преобладали транс-аддукты, является преимущественноеобразование цис-аддуктов (соотношение цис-/транс- ~89-92:8-11 для азометиниминов 39a-c).
Итак же, как и выше, в случае N-(4-нитробензоил)азометинимина 39d доля транс-изомера 149hвозрастала до 29%.Конфигурация полученных аддуктов 149 и 150 была установлена по данным спектроскопии 2D ЯМР 1Н (NOESY) на примере соединений 149a и 150a. Наблюдаемые в спектре NOESYхарактерные химические сдвиги и основные пространственные взаимодействия в этих аддуктахприведены на рис. 40.2.57 HHNH 4.82H4.01ONMe2.152.28 Me3.047.112.702.98H2.73 H HHON5.81OMeHN4.84HHH3.34HONH7.86H4.14O3.496.14NMeOMe1.822.07MeРис. 40. Схема основных ЯЭО соединения 149a и 150a.Как уже неоднократно обсуждалось выше, диастереоселективность циклоприсоединенияциклических азометиниминов к N-арилмалеимидам определяется, в первую очередь, наличием/отсутствием пространственных препятствий при сближении реагирующих молекул, т.е.«подходом» с той или иной стороны азометинимина (со стороны циклического фрагмента илинаоборот).
Представленная далее схема анализа таких подходов к азометиниминам 39a-d, существующим, скорее всего, в существенно более термодинамически стабильной Z-форме(Gобр.(Z-E) ~-3.5 ккал/моль) (схема 104), показывает, что экзо-подход орто-незамещенного Nарилмалеимида к Z-форме, ведущий к транс-аддукту, должен испытывать неблагоприятныевзаимодействия между дигидропиррольным циклом имида и карбонильной групой азометини-151мина.
В свою очередь, экзо-подход, ведущий к цис-аддукту, может осложняться за счет пространственных взаимодействий между диметиленовым мостиком 3,4-дигидроизохинолиновойсистемы и, особенно, N-мезитилмалеимидом. В результате конкуренции этих подходов образуются оба изомера продуктов циклоприсоединения. Поскольку для N-мезитилмалеимида экзоподход представляется предпочтительным, то преимущественно образуются транс-аддукты.Для орто-незамещенных N-арилмалеимидов диметиленовый мостик 3,4-дигидроизохинолиновой системы создает меньшие затруднения, поэтому цис-циклоаддукты в этом случае доминируют. Введение в азометинимин электроноакцепторной нитрогруппы, по-видимому, несколько снижает неблагоприятные электронные взаимодействия при экзо-подходе, что приводит к увеличению доли транс-аддуктов.
Альтернативно, в этом случае возможно увеличениесодержания E-формы с теми же последствиями.Схема 104Z-AMИMeMeONOON MeOэндо-подходHHN NON NOONOOMeNэкзо-подходOMeMeСуммируя данные по циклоприсоединению как стабильных, так и нестабильных 3,4дигидроизохинолиновых азометиниминов к N-арилмалеимидам, можно заключить, что при переходе от N-метилзамещенного к N-арилзамещенному азометинимину на основе 3,4-дигидроизохинолина диастереоселективность реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения к ортодизамещенным N-арилмалеимидам не меняется, что указывает на определяющее пространственное влияние орто-заместителей в имиде и диметиленового мостика в 3,4-дигидроизохинолиновом фрагменте.
При замене в таких азометиниминах метильной или арильной группы наароильную увеличивается доля цис-аддуктов.3.9. Циклоприсоединение стабильных N,N'- и C,N-циклических азометиниминов к N-арилитаконимидам [261]Выше уже отмечалось, что N-арилитаконимиды являются достаточно активными несимметричными диполярофилами, так что их можно использовать для перехвата высокореакцион-152носпособных нестабильных N,N'-циклических азометиниминов (раздел 3.4.7).
Причем циклоприсоединение происходило строго региоселективно с образованием соответствующих спиросочлененных циклоаддуктов.В этом разделе представлены наши результаты по сравнительному изучению региоселективности и диастереоселективности при циклоприсоединении некоторых стабильныхN,N'- и C,N-циклических азометиниминов к N-арилитаконимидам 95c,d либо с двумя ортозаместителями (выводящими арильную группу из плоскости итаконимида), либо с одним паразаместителем.При нагревании азометиниминов 134a,b в кипящем хлорбензоле в присутствии итаконимидов 95c,d с хорошими выходами были получены единственные регио- и стереоизомерные«цис»-аддукты 151a-d, в которых арильная группа из азометинимина и метиленовая группа изитаконимида находятся по одну сторону пиразолидинового цикла (схема 105).
Несмотря надостаточно длительное нагревание при высокой температуре (130–135°C), не наблюдалосьизомеризации итаконимидов в соответствующие цитраконимиды (по данным контроляреакционных смесей методом ЯМР 1H). Полная конверсия исходных потребовала ~19 ч дляитаконимида 95c и ~12 ч для итаконимида 95d. По нашему мнению, различие во времениреакции обусловлено несколько большими пространственными затруднениями при сближенииреагентов в случае орто-дизамещенного N-мезитилитакомимида 95c по сравнению с парамонозамещенным итаконимидом 95d.Схема 105N ArH1RON NOR1134a,b129dR2OR295c,d1R1 RNNO3'2'NO151a-eOArR21R1 RNNOONArO151e'134, R1 = Me, R2 = 4-Me (a), 4-MeO (b), 2,6-Cl2 (c); 129d, R1 = H, R2 = 4-Me; 95, Ar = Mes (c), 4BrC6H4 (d); 151, R1 = Me, R2 = 4-Me, Ar = Mes (a), R2 = MeO, Ar = Mes (b), R2 = Me, Ar = 4-BrC6H4 (c), R2= MeO, Ar = 4-BrC6H4 (d); R1 = H, R2 = Me, Ar = 4-BrC6H4, (e,e')Регио- и стереоселективность циклоприсоединения азометиниминов 134a,b не зависела отвзятого итаконимида и составила >95:5 во всех случаях (данные ЯМР 1H анализа реакционныхсмесей).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
