Диссертация (1150039), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Так, в реакциитетраацетата диродия с перфтормасляной кислотой спустя 20 часов наблюдаетсяобразование смеси комплексов Rh2(CO2R)n(OAc)4-n (n = 1-4), главным из которыхоказался комплекс с тремя pbf-лигандами. Этот комплекс был выделен с помощьюхроматографии и дополнительно очищен перекристаллизацией из хлористогометилена (выход 38%), состав комплекса был установлен с помощью HRMS.В связи с трудностью удаления остатков высококипящих карбоновыхкислот, синтез Rh2(OPiv)4 проводили кипячением реакционной смеси в толуоле сиспользованием 10-ти кратного избытка пивалевой кислоты. После удалениярастворителя и избытка кислоты, полученный комплекс очищали с помощьюколоночной хроматографии. Несмотря на кажущуюся сложность этой процедуры,Rh2(OPiv)4 был получен практически с количественным выходом (99%).Остальные катализаторы, использованные в данной работе [включая комплексыCu(II), Fe(III) и Ru(II)], были коммерчески доступными препаратами.2.3 Каталитические реакции диазоэфиров 1а-в и 4а-в с α,βнепредельными δ-аминоэфирами 5Для предварительного выяснения основных направлений каталитическихреакций ДКС с аминоэфирами 5 были выбраны диазомалонат 1а и α,βнепредельный-δ-аминоэфир 5a.
Реакцию проводили при комнатной температуре сиспользованиемвкачествекатализатораRh2(OAc)4. Врезультатебылоустановлено, что вместо ожидавшегося продукта N-H внедрения здесь образуетсясмесь продуктов реакции 9-11, причем основные из них содержат в своейструктуре пирролидиновое кольцо (Табл. 3). Кроме того, оказалось, что выходы42продуктов реакции 9-11 существенно зависят от соотношения исходных реагентов- диазомалоната 1a и аминоэфира 5a.При эквимолярном количестве исходного амина и диазомалоната основнымпродуктом реакции является пирролидин 9а (опыт 1, выход 50%), который былвыделен в виде смеси транс- и цис-изомеров в соотношении 2.5 : 1.
Также внебольшом количестве в этих условиях образуется δ-аминоэфир 10, которыйформально можно рассматривать, как продукт C-H внедрения промежуточного(диалкоксикарбонил)карбена в пара-С-Н-связь N-фенильного кольца.Таблица 3. Rh(II)-Катализируемое разложение диазомалонатов 1а,б в присутствииаминоэфиров 5а,б.ОпытРеагенты123455a; 1a5a; 1a5a; 1a5б; 1a5б; 1бУсловия реакцииСоотноТемп. Время, чшение 5/11 : 1.125 °С151:225 °С12.51:425 °С151:225 °С151:225 °С16Выход, %91011Общийвыход, %9a; 509a; 269б; 699б’; 705.5-3547-5661476970Выход пирролидина 9a резко уменьшается при двукратном увеличенииколичества используемого диазомалоната 1a(с 50 до 26%; опыт 2), а присоотношении 1a/5a = 4 : 1 (опыт 3) образование пирролидина 9a вообще ненаблюдается, и в данном опыте образуется только смесь транс-/цис-изомеровпирролидинов 11 (8 :1).Для предотвращения атаки Rh-карбеноида пара-С-Н-связи N-фенильнойгруппы и, таким образом, образования побочных продуктов реакции типа 10 и 11,последующиеэкспериментыпроводили43с4-MeO-замещенными(PMP)аминоэфирами5б-з.диазомалонатов1aКаки2биожидалось,тетраацетатомприкаталитическомдиродиясразложенииN-PMP-замещеннымаминоэфиром 1б выходы пирролидинов 9б и 9'б заметно увеличились (до 69-70%;опыты 4,5), в то время как параллельные процессы С-Н-внедрения были полностьюблокированы.Длявыясненияэффективностиивозможностиприменениядругихкатализаторов в этих реакциях, были опробованы также Rh2(Oct)4, ряд комплексовмеди, Fe(AcAc)3 и [RuCl2(пара-цимен)]2 (Табл.
4). Реакции поводили вдихлорметане, бензоле или трифторметилбензоле при температуре 25°C (СH2Cl2),80 °C (С6H6) или 103-104 °C (С6H5СF3), используя в качестве реагентоваминоэфиры 5б,в и диметилдиазомалонат 1a в соотношении от 1 : 2 до 1 : 3.Наиболее эффективным катализатором в этой серии экспериментов оказалсяRh2(Oct)4, применение которого при прочих равных условиях (2 мол. %, CH2Cl2,25°C) позволило увеличить препаративный выход целевых пирролидинов 9б,в до82% (табл. 4, опыт 4), т.е. на 10-15% по сравнению с тетраацетатом диродия(опыты 1-4).При использовании медных катализаторов наибольшие выходы (44-51%)были получены с гексафторацетилацетонатом и трифлатом меди Cu(II) в бензолепри 80 °C (опыты 8, 9).
Реакция с ацетатом меди при 25°C практически не идет итолько при использовании 10 мол. % катализатора и многочасовом кипячениисмеси в бензоле удалось получить пирролидин 9б с невысоким выходом (21%)(опыты 5,6). Что же касается ацетилацетоната меди (опыт 8), а также комплексовжелеза и рутения (опыты 10,11), то они оказались совершенно неэффективными вкачестве катализаторов изучаемого процесса.Таблица 4. Реакции диазомалоната 1а с аминоэфирами 5б, 5в.44aОпытАмин; R, R'12345678910115б; H, OMe5б; H, OMe5в; Et, OMe5в; Et, OMe5б; H, OMe5б; H, OMe5б; H, OMe5б; H, OMe5б; H, OMe5б; H, OMe5б; H, OMeКатализатор(мол-%)Rh2(OAc)4Rh2(Oct)4Rh2(OAc)4Rh2(Oct)4Cu(OAc)2Cu(OAc)2Cu(acac)2Cu(hfacac)2Cu(OTf)2Fe(acac)2[RuCl2(пара-цимен)]2Общий выход,транс + цис-9, %9б; 65a9б; 68a9в; 72a9в; 82NRa,b9б; 21cNRb,c9б; 51c9б; 49cNRb,dNRa,bd.r.транс/цис1.8 : 11.6 : 11.5 : 11.7 : 11:11:11.9 : 1-DCM, 25 °C 1.5-10 ч; bРеакция не идет; cC6H6, 80 °C, 3-7.5 ч; dPhCF3, 103.5, 5 ч.Как было установлено, пирролидины 9а-в образуются в виде смеси цис- итранс-изомеров в различных соотношениях (таблица 4).
Оба стереоизомерапирролидина 9б (транс и цис) были выделены в индивидуальном виде с помощьюпрепаративной ТСХ.Рис. 1. Конфигурация пирролидинацис-9внаосновеNOESYэкспериментовРис. 2. Рентгеноструктурныйпирролидина транс-9банализОтносительная конфигурация хиральных центров в молекуле цис-изомерабыла установлена с помощью nOe экспериментов (Рис. 1), строение иотносительная конфигурация транс-пирролидина 9б была подтверждена спомощью рентгеноструктурного анализа (Рис. 2).Суммируя результаты этой части исследования можно заключить, чтооптимальными условиями превращения аминоэфиров 5a-в в пирролидины 9a-в спомощью диазомалоната 1a является использование в качестве катализатора45Rh2(Oct)4 и проведение реакции в растворе хлористого метилена при комнатнойтемпературе.Для того, чтобы оценить дальнейшие возможности изучаемого процесса, внайденных оптимальных условиях была проведена серия экспериментов сиспользованием других аминоэфиров 5г-з (Таблица 5).
Время реакции варьировалив зависимости от скорости протекания процесса, которое контролировали спомощью ТСХ и спектроскопии 1Н ЯМР по исчезновению аминоэфиров 5 вреакционной смеси.Таблица 5. Результаты каталитического разложения диазомалоната 1aтетраоктаноатом диродия в присутствии α,β-непредельных δ-аминоэфиров 5б-зaОпытАмин ; R12345675б; Ph5в; p-Et-C6H45г; нафтил5д; p-(t-Bu)-C6H45е; o-Me-C6H45ж; m-Cl-C6H45з; CH=CHPh (E)Общий 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 °С, 2-23 ч.В результате этой части исследования было установлено, что аминоэфиры5б-ж, также, как и аминоэфиры 5б,в (опыты 1,2), в качестве основных продуктовреакции дают с хорошими выходами (62-79%) пирролидины 9б-ж (опыты 3-6).Сравнительно невысокий выход пирролидина 9з (42%) был получен только прииспользования 5-(стирил)замещенного аминоэфира 5з (опыт 7), что, возможно,связано с побочной реакциейциклопропанированияэлектроноизбыточойстирильной двойной связи этого аминосубстрата.
Во всех опытах, как и у46аминоэфиров 5б,в, в смеси преобладает транс-изомер пирролидинов 9, однакодиастереоселективность этих процессов остается невысокой (1.6 - 2.4 : 1).Каталитические реакции циклического аналога диазомалонатов 1a,б - 5диазо-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 (таблица 6). Основными продуктами реакцииздесь оказались спироциклический пирролидинпоказано,чтоприиспользовании9и и индолин-2-он 12.
Быломногократногоизбыткаисходногодиазодиоксандиона 1в (табл. 6, опыт 1), реакция характеризуется низкимивыходами (<15%) как целевого пирролидина, так и побочного продукта реакции.Уменьшение соотношения диазосоединение/аминоэфир с 4 : 1 до 2 : 1 (опыт 2),позволило использовать меньшую загрузку катализатора, и в то же времяоказалось, что здесь процесс протекает гораздо быстрее. В итоге, выходпирролидина 9и удалось увеличить в 2.5 раза, однако он, по-прежнему, оставалсяневысоким (35%).Таблица 6.
Результаты каталитического разложения диазодиоксандиона 1вкомплексами Rh(II) в присутствии α,β-непредельного δ-аминоэфира 5б.Опыт123Соотношение1в/5б4/12/12/1MLn (мол. %)Время, чRh2(OAc)4 (2)-//- (~1)Rh2(Oct)4 (2)121.50.5Выход, %9и12131435143431Замена ацетата родия на октаноат значительно ускоряет процесс (таблица 6,опыт 3), но не приводит к увеличению выхода пирролидина 9и (34%). Однако вэтом случае выход побочного продукта реакции 12 резко возрастает (до 31%).47Строение соединения 12 было установлено с помощью комплексаспектральных методов (1Н, 13С, ИК), 2D спектроскопии ЯМР, состав подтвержден спомощью HRMS. Анализ спектров ЯМР 1Н,13С, а также спектра H,H-COSYпоказали, что изменения в структуре исходного аминоэфира 5б по сравнению сполученным соединением 12 относятся только к группе NH и пара-MeOзамещенной арильной группе (Рис. 3).Рис 4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
