Автореферат (1150038), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Исходные диазосоединения и аминоcубстратыВ качестве диазосоединений использовали диазомалонаты 1а,б, 5-диазо1,3-диоксан-4,6-дион 1в, ациклические диазокетоэфиры 2а-в и диазодикетоны 3а-г, карбоциклический диазоциклогександион 3д, а также, длясравнения, ряд диазомонокарбонильных соединений - диазоацетаты 4а-в иароилдиазометаны 4г-е. В качестве аминопроизводных использовали Nарилзамещенные α,β-непредельные δ-аминоэфиры 5, в структуре которыхварьировалась природа пара-заместителя в N-арильной группе (5а,б,и) изаместители при атоме углерода С-5 алкильной цепи (5в-з), а также метил 5(фениламино)-5-фенилпентаноат 6 и метил 4-(бензиламино)бензоат 7.Диазодикарбонильные соединения 1- 3OR1OOR1N2R1OR1N2R2OO1а,бR1 = Me (a); Et (б)OON2OO1вON2R2N2OO2а-вR1 ,2a; Me,б; Me,в; Ph;OO3д3а-гR2MeEtEt3a;б;в;г;R1 , R2Ph, Php-Cl-C6H4, p-Cl-C6H4Me, MeMe; p-TolДиазоацетаты 4а-в, ароилдиазометаны 4г-eR1OHN2MeOR14а; OMe,б; OEt,Ph4а,бOArON2HN24вAr4г; Ph,д; PMP,е; p-Br-C6H44г- еN-Арилзамещенные аминоэфиры 5 и другие аминосубстраты 6, 7R1PhNNH6R5а - иR1, R25а; H,Phб; OMe, Phв; OMe, p-Et-C6H4г; OMe, NaphCO2EtPhCO2EtR2H5д; OMe,t-Bu-C6H4е; OMe,o-Me-C6H4ж; OMe,m-Cl-C6H4з; OMe, CH=CHPh (E)и; 3,4-OMe-C6H4, Ph6NHPh7; R = CO2Me2.2.
Синтез исходных соединенийДиазодикарбонильные соединения 1а-в, 2а-в, 3а-д и 4в получали спомощью реакции диазопереноса из соответствующих 1,3-дикарбонильныхсоединений и арилсульфонилазидов. Ароилдиазометаны 4г-е синтезировалииз соответствующих CF3-замещенных(F) 1,3-дикетонов с помощью реакциидиазопереноса и последующего гидролиза образующихся F-диазодикетонов.N-Aрилзамещенные α,β-непредельные δ-аминоэфиры 5а-и синтезировали по известной методике, ключевой стадией которой являетсявзаимодействие иминов с TBS-замещенным диеноатом 8, приводящее кпродуктам винилогичной реакции Манниха с выходами до 90%.Насыщенный аналог δ-аминоэфира 5а, δ-аминоэфир 6, получали по 6-тистадийной схеме из глутаровой кислоты с общим выходом ~ 25%.Для выяснения влияния природы лигандов в структуре катализаторовRh2L4 на селективность изучаемых каталитических превращений былаполучена серия Rh(II)-комплексов, содержащих карбоксилатные иперфторкарбоксилатные лиганды (L = OAc, OPiv, Oct, tfa, pfb).
Все Rh(II)комплексы синтезировали с помощью лигандного обмена из Rh2(OAc)4.Опыт1234RC7H15t-BuCF3C3F7КомплексRh2(Oct)4 aRh2(Piv)4 aRh2(tfa)4Rh2(pfb)3(OAc)Выход, %659991382.3 Каталитические реакции диазоэфиров 1а-в и 4а-в с α,β-непредельными-δ-аминоэфирами 5Для установления основных направлений каталитических реакцийдиазокарбонильных соединений 1 с α,β-непредельными-δ-аминоэфирами 57были взяты диазомалонат 1а и аминоэфир 5a. Как оказалось, в этом случаевместо ожидаемого продукта N-H внедрения образуется смесь продуктовреакции 9-11 (Ar1 = Ph).Условия реакцииСоотноВремя,Темп.шение 5/1ч1 : 1.125 °С15Выход, %11Общийвыход, %5.5-56-3561--4747159б; 69--69169б’; 70--70ОпытРеагенты15a; 1a25a; 1a1:225 °С12.535a; 1a1:425 °С45б; 1a1:255б; 1б1:29109a; 509a; 261525 °С25 °СВыходы их существенно зависят от соотношения исходных реагентов диазомалоната 1a и аминоэфира 5a.
При эквимолярных количествахдиазомалоната и аминоэфира основным продуктом реакции являетсяпирролидин 9а (выход 50%) и в небольшом количестве в этих условияхобразуется также N-арилзамещенный δ-аминоэфир 10 (5.5%). Выходпирролидина 9a резко уменьшается (с 50 до 26%) при двукратномувеличении количества диазомалоната 1a, а при соотношении 1a/5a = 4 : 1образование пирролидина 9a вообще не наблюдается. В этих условиях врезультате реакции С-Н внедрения Rh-карбеноида в пара-С-Н-связь Nарильной группы образуется только смесь стереоизомеров пирролидинов 11(8 :1).Для того, чтобы предотвратить атаку Rh-карбеноида по пара-С-Н-связиN-фенильной группы и, таким образом, избежать образования побочныхпродуктов реакции типа 10 и 11, последующие эксперименты проводили спара-MeO-замещенными (PMP) аминоэфирами 5б-з. Как и ожидалось, прикаталитическом разложении диазомалонатов 1a.б тетраацетатом диродия вприсутствии N-PMP-замещенного аминоэфира 5б (Ar1 = PMP) выходыпирролидинов 9б и 9'б (Alk = OEt) заметно увеличились (до 69-70%), в товремя как параллельные процессы С-Н-внедрения были полностьюблокированы.
Оптимальными условиями превращения α,β-непредельныхаминоэфиров 5a-в в пирролидины 9a-в с помощью диазомалоната 1aявляется использование Rh2(Oct)4 в качестве катализатора и проведениереакции в растворе хлористого метилена при комнатной температуре.В результате этой части исследования было также установлено, чтоаминоэфиры 5б-ж, как и аминоэфиры 5б,в (опыты 1,2), в качестве основных8продуктов реакции дают с хорошими выходами (62-79%) пирролидины 9б-ж(опыты 3-6). Сравнительно невысокий выход пирролидина 9з (42%) былполучен только при использования 5-(стирил)-замещенного δ-аминоэфира 5з(опыт 7), что, возможно, связано с параллельной реакциейциклопропанирования Rh-карбеноидом электроноизбыточной стирильнойдвойной связи.ОпытАмин ; R212345675б; Ph5в; p-Et-C6H45г; Naph5д; p-t-Bu-C6H45е; o-Me-C6H45ж; m-Cl-C6H45з; CH=CHPhaОбщий выход, %(транс+цис)68827962767542d.r.;(транс/цис)1.6 : 11.7 : 11.8 : 12.1 : 12.4 : 11.8 : 12.4 : 1Rh2(Oct)4 (2 мол.
%), DCM, 25 оС, 2-23 ч.Что же касается стереоселективности изучаемых процессов, то во всехопытах, как и у аминоэфиров 5б,в, наблюдалось преобладание в смеситранс-изомера пирролидинов 9, однако диастереоселективность этихреакций оставалась невысокой (1.6 - 2.4 : 1).Каталитические реакции циклического аналога диазомалонатов 1a,б 5-диазо-1,3-диоксан-4,6-диона 1в - c аминоэфиром 5б ввиду его повышеннойустойчивости проводили в кипящем бензоле с использованием в качествекатализаторов Rh2(OAc)4 и Rh2(Oct)4 (1-2 мол.
%). Основными продуктамиреакции здесь оказались спироциклический пирролидин 9и и индолин-2-он12.Проведение реакции с диазоуксусным эфиром 4б и использование 4 мол.% тетраацетата диродия приводит к образованию пирролидина 9к в видеодного стереоизомера 9к.
В то же время, при 0-25 °С в качестве основных9продуктов реакции метилдиазоацетата 4a были выделены продукт N-Hвнедрения 13 (29-38%) и смесь диметил малеата и фумарата (6-19%).Наряду с диазоацетатами 4а,б в реакции с аминоэфиром 5б был такжеопробован α-фенилдиазоацетат 4в. При этом оказалось, что каталитическоеразложение Rh2(Oct)4 диазоацетата 4в не приводит к образованиюсоответствующего пирролидина, а дает продукт N-H внедрения 15 свыходом 35%.Предполагаемая схема образования пирролидинов 9a-к из диазоэфиров1 и аминов 5 подразумевает первоначальное генерирование карбеноида F,который атакует N-атом аминогруппы эфира 5, что приводит к образованиюпромежуточного комплекса G карбеноида с аминосубстратом.Далее комплекс G распадается, давая илид H, который в результатенуклеофильной атаки на β-С-атом непредельной системы δ-аминоэфира,замыкания 5-членного цикла и переноса водорода в цвиттерионе Iпревращается в пирролидин 9.При наличии в молекуле δ-аминоэфиров 5, кроме N-H и С=С связей,иных реакционноспособных групп (как, например, у 5a и 5з) возможнообразование и других продуктов конкурентных реакций.10Так, в присутствии избытка диазомалоната 2a первоначальнообразующиеся пирролидин 9a и N-[4-CH(CO2Me)2-фенил]замещенныйаминоэфир 10 реагируют с еще одним эквивалентом диазомалоната1a/карбеноида F, давая пирролидин 11 как главный продукт реакции.Аналогичный конкурирующий процесс, очевидно, наблюдается и прикаталитическом разложении циклического диазоэфира 1в в присутствииаминоэфира 5б, в результате которого образуется индол 12:В отличие от реакций диазомалонатов 1a-в, при каталитическомразложении диазоацетатов 4a-в в присутствии амина 5б впервыенаблюдалось образование третичных аминов 13, 15, т.е.
продуктов N-Hвнедрения.Ключевым интермедиатом в этой реакции, очевидно, также является N-илидH, стабилизация которого происходит в результате переноса протона собразованием аминов 13,15 (или замыкания цикла в пирролидин 9к).Изученные каталитические реакции диазоэфиров 1а-в и 4б снепредельными аминоэфирами 5, приводящие к образованию пирролидинов9, формально можно классифицировать, как [4+1]-циклоприсоединениекарбеноидов F к γ-NH-непредельной системе аминоэфиров 5:Формально это [4+1]-циклоприсоединение отвечает переходному состояниюL, хотя, реакция, вероятнее всего, протекает как каскадный процесс,приводящий к пирролидину 9.112.4.
Каталитические реакции диазокетоэфиров 2 и диазодикетонов 3 саминосубстратами 5-7Попытки распространить описанную в разделе 2.3. методологию синтезапирролидинов на другие диазодикарбонильные соединения не увенчалисьуспехом. В отличие от каталитических превращений диазомалонатов 1а-в,разложение Rh2(Oct)4 диазокетоэфиров 2a,в в присутствии α,βнепредельного δ-аминоэфира 5б приводит к образованию продуктовперегруппировки Вольфа – амидов 16a,б с выходами 51 и 70%.Аналогичная ситуация наблюдается в реакциях диазодикетона 3а прииспользовании Rh(II)-катализаторов с нефторированными лигандами, гдевыходы амида 16в составляют 66-79%:ОпытКатализатор1а2б3б4б5б6аRh2(Oct)4Rh2(OPiv)4Rh2(OAc)4Rh2(tfa)4Rh2(pfb)3(OAc)Rh2(pfb)416в79666618-Выход, %172715284650Общий799381464650аDCM, кипячение, 2 ч.
бDCM, 25 оС, 2 дня;.Кроме того, в этих реакциях было зафиксировано (наряду с амидом βкетокислоты 16в) образование весьма необычного для каталитическихпроцессов с участием ДКС продукта реакции - N,N-дизамещенного 2-оксо-2фенилацетамида 17. Выход этого соединения существенно зависит от12природы лигандов и достигает максимальных значений в 46-50% прииспользования катализаторов с перфторированными лигандами.Как оказалось в результате дальнейших исследований, продукты‘окисления’ типа оксоацетамида 17 образуются не только в ходекаталитических реакций диазодикетонов 3 с α,β-непредельными δаминоэфирами 5, но также в аналогичных процессах ароилдиазометанов 4ге. Во всех этих экспериментах с высокими выходами (80-99%) был выделентолько формамид 18, т.е., формально, продукт формилированияаминогруппы исходного аминоэфира 5б:В то же время, при изучении каталитических реакций диазокетоэфира2в и диазодикетона 4в, с насыщенным δ-аминоэфиром 6 и метил 4(бензиламино)бензоатом 7 образование продуктов ‘окисления’ обнаружитьне удалось.
В первом случае с невысокими выходами (8-33%) протекают триосновных процесса: N-H- и С-Н внедрение промежуточного Rh-карбеноида впара-С-Н-связь N-арильной группы (аддукты 24 и 25) и перегруппировкаВольфа с образованием амида 26.В реакциях диазокетоэфиров 2б,в с аминосубстратом 7 образуютсяпродукты N-H-внедрения 22 с выходами до 92%, а в аналогичных реакцияхдиазодикетонов 3а,б в качестве единственных продуктов реакции быливыделены с выходами 80-93% амиды β-кетокислот 23a,б, т.е. продуктыперегруппировки Вольфа.13Таким образом, доказать окислительное расщепление первоначальныхпродуктов реакции в ходе каталитических реакций насыщенного δаминоэфира 6 и метил 4-(бензиламино)бензоата 7 не удалось.Базируясь на имеющихся литературных данных, можно предложитьследующую гипотетическую схему образования формамида 18.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
