Диссертация (1145505), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Впрочем, использование техники ГЖХ-МС позволило зарегистрироватьмасс-спектры изомеров порознь. Они весьма похожи и имеют не очень большие различия винтенсивностях пиков наиболее тяжёлых осколочных ионов. Основным первичным процессомв обоих случаях является -распад к атому азота с выбросом серосодержащего радикала, чтоподтверждается наличием соответствующих метастабильных ионов m* = 101 [M–SH]+ и 80 [M–CH2SH]+.В отличие от 41a, тиираны 47a,b и 51 взаимодействуют с N,N'-диметилэтилендиамином (68)однозначно, давая в каждом случае один продукт.Cl68toluene, reflux, 8 hMeHSMeMe60%S47aHN71aCl68toluene, reflux, 8 hMeHNNHMeNMeS72aMeS47bNNHMeNMeHN71b72bMeSCl68toluene, reflux, 8 h20%51SHMe63%MeMeMeNSHMeSHNMeMeMe73Отличить соединения 72a,b от соответствующих диазепиновых изомеров не столь простоиз-за отсутствия элементов симметрии для всех структур.
В спектре 1H ЯМР 72a самым77слабопольным является дублет квадруплетов с 3.47 м.д. Двойной резонанс с облучением наэтой частоте вызывает коллапс дублета С-метильной группы 1.29 м.д., что ясно указывает насоответствие сигнала с 3.47 м.д. метиновому протону в -положении к этой метильнойгруппе. Далее из спектра13С ЯМР с селективной развязкой от этого метинового протона былаустановлена его связь с атомом углерода с 33.9 м.д., а не другим метиновым атомом углерода,сигнал которого наблюдался при 67.5 м.д. В спектрах13С ЯМР соединений 72, 73 и имподобных, имеющих в структуре фрагмент N–C–C–S, сдвиги сигналов ядер углерода,находящихся в -положении к азоту, значительно больше, чем расположенных в -положениик сере, и не сильно зависит от пространственного окружения, в отличие от сигналов в спектрах1H ЯМР.
Опираясь на эти факты, мы приписали продукту 72a приведённую на схеме структуру.В спектрах соединения 72b имеют место совершенно аналогичные корреляции. Определитьотносительную конфигурацию хиральных центров в молекулах 72a,b по их спектрам ЯМР неудаётся, однако знание механизма их образования позволяет это сделать. Эти продуктыполучаются из соответствующих интермедиатов 71a,b путём внутримолекулярного раскрытияих тииранового цикла. Конфигурацию этих интермедиатов мы полагаем аналогичнойконфигурации аналогов 56a,b, полученных с использованием морфолина. Завершающая стадиятребует обращения конфигурации атакуемого атома углерода, откуда для диастереомеров 71a,bследуют эритро- и трео-конфигурации соответственно.
Для симметричного соединения 73определение структуры тривиально.Таким образом, для неселективно реагирующего эпитиохлоргидрина (41a) факторы,способствующиеобразованиюшестичленногоциклав6-exo-процессе,примерноуравновешиваются неблагоприятностью раскрытия тииранового цикла против правилаКрасуского. В случае интермедиатов 71a,b последнее утрачивает силу, поэтому образованиепродуктов 72a,b с шестичленным циклом представляется совершенно естественным.
Наоборот,переход к тиирану 51 с дополнительной метильной группой в цикле делает нуклеофильнуюатаку на четвертичный атом углерода интермедиата практически невозможной. Поэтомунизкомолекулярный продукт 73 становится единственным, однако выход его невелик из-запреобладания межмолекулярных процессов. Как и в случае морфолина, тризамещённый тииран54 с N,N'-диметилэтилендиамином не реагирует.Полученные результаты заставили нас усомниться в данных [154] об образовании толькопроизводного 2-пиперазинметанола 75 из 68 и 2,3-дибромпропан-1-ола (74). Мы воспроизвелиданный эксперимент, и выяснилось, что вопреки этим литературным данным, в реакции78образуется смесь изомеров 75 и 76 в соотношении 7:3 (табл. 3), что практически не отличаетсяот соотношения 69/70 в аналогичном превращении эпитиохлоргидрина (41a).MeMeBrOH68K2CO3, n-BuOH, reflux, 6 hBr40% (69/70 = 2:1)N74NNMeOHOHN75Me76Как и в предыдущем случае, смесь 75 и 76 не была разделена, однако масс-спектрыизомеров зарегистрированы по отдельности.Таблица 3.
Соотношение продуктов 75/76 циклоалкилированияN,N'-диметилэтилендиамина (68) в системеK2CO3/n-BuOH, по данным ГЖХАлкилирующий агентСоотношение 75/762,3-Дибромпропан-1-ол (74)68:32Эпихлоргидрин (39a)69:31Эпибромгидрин (39b)71:29Поскольку есть все основания считать, что 74 выступает в данной реакции в роли эквивалентаэпибромгидрина (39b), соотношение 75/76 было проанализировано при использованииразличных алкилирующих агентов в тех же условиях и найдено, что это соотношение впределах погрешности вообще не зависит от природы эпигалогенгидрина или егопредшественника (табл.
3).В заключение отметим, что отсутствие различий в поведении эпихлоргидрина иэпитиохлоргидрина, связано с тем, что атом серы со своими длинными связями оказывается впродуктах в экзоциклическом положении, оставляя, таким образом, правила Болдуина в силе.3.2.4. Взаимодействие(-галогеналкил)тииранов с фенолами. Конкуренциязамещения галогена и тииран-тиетановой перегруппировкиКак уже упоминалось в обзоре литературы, взаимодействие эпитиохлоргидрина (41a) сфенолятами интересно тем, что может приводить к продуктам либо формального замещенияхлора(арилтиоглицидиловымэфирам),либотииран-тиетановойперегруппировки(3-арилокситиетанам), причём в определённых условиях оба процесса могут протекатьконкурентно [49].
Учитывая приведённые выше результаты, касающиеся реакции 41a сморфолином, механизмы обоих процессов по отдельности можно считать установленными. Темне менее, располагая набором аналогов 41a, мы заинтересовались исследованием новых79синтетических возможностей этих превращений, а также некоторыми тонкими деталями ихмеханизмов [163].В частности, имея в руках дейтерированый тииран 41a-d2, мы получили простуювозможность проверить кинетическую независимость образования тиирана 77 и тиетана 79 вусловиях, когда они образуются одновременно, иными словами вопрос о том, возможно лираскрытие 1-тиониабициклобутана (78) не только по диагональной, но и по боковой связи C–S.При поиске условий одновременного образования 77 и 79 выяснилось, что данные осоотношении этих продуктов в случае проведения реакции в различных растворителях,полученные иодометрическим титрованием «тиирановой серы» [49], попросту неверны.
Так,анализ методом ГЖХ состава реакционных смесей, возникающих из фенолята натрия и 41a вбезводномэтанолеилиацетонитриле,показалполноеотсутствиетиетана79,впротивоположность литературным данным, где этот продукт считался главным. На самом делевыяснилось, что его образование наблюдается только в присутствии воды, и смесь 77 и 79 судобным для анализа соотношением 5:2 получается, например, в 85%-ном (по объёму) этаноле.Зависимость этого соотношения от содержания воды достаточно резкая, и уже в 50%-номэтаноле тиетан доминирует.OPhPhO_SSCl79PhOCl__ClOPhSSOPh_S41a7877PhO?D?PhODDSDSClD77b-d2Cl_DPhOSDOPhS41a-d278-d2D_77a-d2OPhDSD79-d2Индивидуальныйтииран77былполученнамистандартнымметодомизфенилглицидилового эфира, как в случае самого 41a и других тииранов. Несмотря накажущуюся простоту одностадийного получения 77 из эпитиохлоргидрина в апротонныхсредах, на самом деле этот способ не слишком хорош из-за невысокого выхода вследствиеолигомеризации и связанных с этим трудностей при очистке и, по нашему мнению,80проигрывает методике получения из соответствующего оксирана.
В свою очередь, тиетан 79синтезирован из 41a и фенолята натрия в воде по методике [49]. Соединения 77 и 79 былинеобходимы для анализа смесей методом ГЖХ и полезны при трактовке спектров ЯМРмеченых аналогов.Спектр13С ЯМР смеси продуктов, полученных из 41a-d2 и фенолята натрия в 85%-номэтаноле, показал присутствие только изомера 77a-d2, но не 77b-d2 (в пределах чувствительностиметода), что исключает раскрытие катиона 78 по боковой связи C–S, как того, наверное, иследовало ожидать.Очень своеобразно реагируют с фенолятом натрия диастереомерные тиираны 47a,b. Так, вбезводном этаноле каждый из них даёт единственный низкомолекулярный продукт, однакоструктуры этих соединений различные: из эритро-изомера 47a получается только тиетан 80a, вто время как продуктом реакции трео-изомера 47b оказывается только тииран 81b.ClMeHOPhPhONa, EtOHreflux, 2 hSMeMe28%47aClPhONa, EtOHreflux, 30 minMeHSЯМРS80a81aOPhMeOPhS42%81b47bСпектры3-арилокситиетановOPhSиарилтиоглицидиловыхMeS80bэфировразличаютсязначительно, вследствие чего различить соединения 80 и 81 труда не составляло [163].Отнесение их конфигураций несколько сложнее и опирается на представления о механизмахпревращений, ведущих к этим соединениям, которые вдобавок проливают свет на столь резкоеразличие в поведении диастереомеров 47a,b.
Для соединения 81b цис-конфигурация следует изаналогии с превращением 47b → 56b и КССВ протонов тииранового цикла 3J23 = 6.6 Гц, почтив точности повторяющей соответствующее значение в молекуле 56b. Превращение 47a → 80aпо сути дела аналогично тому, что имеет место при сольволизе оксирана 80a [47].81OPhClMe47aHSClPhOMeSMe_O82a80aOPhClPhOSMeH47b_SCl__MeOMe82b80bПо сравнению с родоначальником 41a, внутримолекулярное замещение хлора в эритроизомере 47a облегчается за счёт некоторой дестабилизации исходного состояния вследствиепотери части вращательных степеней свободы (этот ускоряющий эффект особенно рельефновыражен в случае наличия двух алкильных групп, где он получил название гем-диалкильногоэффекта [164]). С другой стороны, конфигурация катиона 82a с псевдоэкваториальнойметильной группой также благоприятна и содействует ионизации 47a.
Последующеестереоселективноераскрытиедиагональнойсвязи82aфенолят-аниономприводиткфинальному продукту 80a, образование которого из 47a в суммарном процессе оказываетсястереоспецифичным. На скорости межмолекулярного раскрытия тииранового цикла 47фенолят-анионом наличие метильной группы сильно сказываться не должно независимо отконфигурации диастереомеров. В результате оказывается, что склонность к тииран-тиетановойперегруппировке для эритро-изомера 47a настолько больше, чем для эпитиохлоргидрина (41a),что тиетан 80a оказывается доминирующим даже в этаноле, чего для 41a не наблюдалосьникогда. Вероятно, тииран 81a можно получить в апротонных растворителях, однако это неслишком заинтересовало нас, поскольку для его получения более перспективным выглядитпуть синтеза из соответствующего оксирана.Для трео-изомера 47b резко сказывается невыгодность псевдоаксиальной ориентацииметильной группы в катионе 82b, вследствие чего в этаноле образуется исключительно тииран81b.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
