Диссертация (1150039), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Во всех этих экспериментах свысоким выходом был выделен только амид 18, т.е., формально, продуктформилирования аминогруппы исходного аминоэфира 5б (таблица 10; 80-99%).Причем характерно, что образование этих соединений наблюдается и прииспользовании в каталитической реакции тетраацетата диродия, т.е. катализатора снефторированными лигандами.Наряду с формамидом 18, в каталитических реакциях ароилдиазометанов4г-е наблюдается также образование ‘димеров’ соответствующих ароилкарбенов ввиде смеси изомерных диарилбутендионов 19.Таблица 10. Rh(II)-Катализируемое разложение ароилдиазометанов 4г-е вприсутствии аминоэфира 5б.Опытa123ДКС; Ar4г; Ph4е; p-Br-C6H44д; PMPВыход 18, %56 (92)b53 (80)78 (99)В реакциях использовали 3 эквивалента диазокетона 4, реакцию проводили в криостатепри -3-5 °C в течение 5 дней; bВ скобках указаны выходы формамида 18 в расчетена прореагировавший аминоэфир 5б.aДля уменьшения вклада этого процесса и увеличения выхода основногопродукта реакции, каталитическое разложениепроводили при пониженнойтемпературе (-3-5°C) и использовали 3-х кратный избыток диазокетонов 4г-е.Однако даже через 5 суток полная конверсия исходного аминоэфира 5б не56наблюдалась.
Тем не менее, выходы формамида 18 в расчете на прореагировавшийаминоэфир 5б превышали 80%, причем в случае PMP-замещенного диазокетона 4двыход основного продукта реакции 18 приближался к 99% (опыт 3).Для объяснения возможного пути образования необычных в химии ДКСпродуктов реакции 18 можно предложить следующую схему протекания этихпроцессов.
Вначале, при каталитическом разложении диазосоединений 4г-е вприсутствии аминоэфира 5б происходит N-H внедрение, в результате которогообразуется α-аминокетон 20. Аналогичные реакции известны при каталитическомразложении ДКС с помощью катализаторов на основе Cu и Fe [110], а в рядеслучаев - также и с применением Rh-катализаторов [41]. Последующеепревращение α-аминокетона 20 в формамид 18, по-видимому, происходит врезультате окислительного расщепления ординарной NCH2-CO σ-связи в молекулеα-аминокетона 20[110].Схема 15.
Схема образования продукта 18.Окислительнаяфункционализацияα-СН2-группыаминовявляетсяизвестным инструментом органического синтеза, который широко используетсяпри получении некоторых аминокислот и алкалоидов [111-113]. Хорошо известнотакже расщепление σ-С-С-связей в структуре α-аминокарбонильных соединений,катализируемоепереходнымиметалламииприводящеекобразованиюсоответствующих формамидов и карбоновых кислот. [110,111] В качествекатализатора в этом случае выступает система O2/TEMPO, но реакция протекает ибез добавки TEMPO, хотя и с более низкими выходами (на 20% меньше). [110]Недавно появились также сообщения об аналогичных окислительных процессах сучастием родиевых катализаторов [41, 121-123].57Базируясь на имеющихся литературных данных, связанных с образованиемамидов в ходе Rh(II)-катализируемых реакций N-H внедрения [41] можнопредложить следующую схему окисления α-аминокетона 18 в изученных намикаталитических процессах (Схема 13).Схема 13.
Предполагаемая схема окисления продукта N-H внедрения 20 с образованием формамида 18.Вначале,прикаталитическомразложениидиазосоединений4г-евприсутствии аминоэфира 5б происходит обычное N-H-внедрение, в результатекоторого образуется α-аминокетон 20. Последний в ходе каталитической реакцииокисляетсякомплексомродиевогокатализатораскислородом,даваягидропероксид, который затем переходит в 1,2-диоксетан. Расщепление σ-С-С и ОО связей в структуре диоксетана приводит к образованию формамида 18 исоответствующей пара-замещенной бензойной кислоты. Ключевую роль в этомпроцессе, по-видимому, играет Rh-комплекс с О2, поскольку известно, что безкатализатора деструкция подобных третичных аминов в присутствии кислородавоздуха не наблюдается [41].Логично предположить, что образование амида 17 при каталитическомразложении диазодикетона 3а в присутствии аминоэфира 5б протекает поаналогичной схеме, т.е.
первоначально образующийся продукт N-H внедрения 21затем окисляется комплексом Rh(II) с кислородом в фенилацетамид 17 (схема 14).Схема 14. Предполагаемая схема образования фенилацетамида 17.58В качестве альтернативного варианта можно было бы предположить, чтообразованиеамидов17происходитврезультатеперегруппировки Вольфа по пути 16в→17 (схема 14).окисленияпродуктовОднако контрольныеэксперименты показали, что амиды 16 вполне устойчивы и в условиях проведениякаталитическойреакцииокислительнаядеструкцияэтихсоединенийненаблюдается. Это факт можно рассматривать, как аргумент в пользу образованияацетамидов 17 за счет окисления продуктов N-H внедрения, третичных аминов 21.Таким образом, нами было показано, что при переходе от диазомалонатов1а-в и других диазоэфиров 4а-в к диазосоединениям, имеющим ацильную группу всвоей структуре (диазокетоэфирам 2, диазодикетонам 3 и ароилдиазометанам 4г-е),результат Rh-катализируемых реакций с α,β-непредельным δ-аминоэфиром 5бсущественно изменяется.
В этих случаях вместо образования пирролидинов 9наблюдается либо каталитическая перегруппировка Вольфа, либо окислительнаядеструкция первоначальных продуктов N-H внедрения.В связи с тем, что оба эти процесса являются довольно необычными длякаталитических реакций ДКС с аминами, нами были изучены каталитическиереакции диазосоединений различных типов с более простыми аминосубстратами 6и 7.На основании имеющихся литературных данных, полученных при изученииRh(II)-катализируемыхреакцийα-диазо-β-кетоэфировсN-замещеннымианилинами [44] и производными мочевины [45], можно было ожидать, что реакцииДКС 1-4 с аминосубстратами 6 и 7 будут приводить, прежде всего, к образованиюпродуктов N-H внедрения.
В реакциях диазодикетонов аналогичное N-H-внедрениебыло установлено только при использовании производных мочевины [45,46].Каталитическое разложение α-диазо-β-кетоэфиров 2б,в и диазодикетонов3а,б в присутствии аминосубстрата 7 проводили в растворе CDCl3, реакционныесмеси анализировали с помощью спектроскопии 1Н ЯМР, основные продуктыреакций выделяли с помощью препаративной ТСХ. В результате проведенныхэкспериментов было установлено, что в реакциях диазокетоэфиров 2б,в с амином 7образуются продукты NH-внедрения 22a,б с выходами до 92% (таблица 11, опыты591-6). Обычно реакция завершается в течение нескольких часов, при этом в раствореCDCl3 присутствует, главным образом, дикетоизомер B (соотношение кето- иенольной форм ≈ 3 : 1, опыты 1-3), Анализ реакционных смесей через 20 чпоказывает заметное смещение равновесияв сторону енольной формы C(соотношение ≈ 1 : 2, опыт 4), а через 44 ч в растворе уже полностью доминируетенольная форма (соотношение ≈ 1 : 15, опыт 5).
В реакции бензоилдиазоацетата 2ввыход продукта N-алкилирования 22б в реакции с аминосубстратом 7 составляет89% (опыт 6; через 25 ч соотношение кето- и енольной форм 1 : 100).Наряду с варьированием структуры диазокетоэфиров 2 в реакции с амином 7использовали также различные катализаторы Rh2L4 (L = OAc, Oct, OPiv). Все онипродемонстрировали в этих процессах высокую эффективность и селективность,давая только продукты N-H внедрения 22a с выходами 85-92% (опыты 1-3).Таблица 11. Каталитическое разложение диазокетоэфиров 2б,в в присутствииаминосубстрата 7.Время,Выход 22,Соотношениеч%B/CRh2(OAc)43.522a; 852.9 : 12бRh2(Oct)4322a; 892.5 : 132бRh2(OPiv)4322a; 923:142бRh2(OPiv)42022a; 871:252бRh2(OPiv)44422a; 871 : 1562вRh2(OPiv)42522б; 891 : 100ОпытДКСКатализатор12б260Совершенно иная картина наблюдалась в Rh-катализируемых реакцияхаминосубстрата 7 с диазодикетонами 3а,б.
В качестве основных продуктов реакцииздесь были выделенны с высокими выходами амиды β-кетокислот 23a,б (80-93%),т.е. продукты перегруппировки Вольфа (таблица 12; опыты 1,2,4). На примередиазодикетона 3а было установлено, что применение комплексов родия скарбоксилатными (L = OPiv) или перфторкарбоксилатными (L= pbf) лигандамиприводит к образованию практически только продуктов перегруппировки Вольфа23a с хорошими выходами (80 и 86%), хотя в реакционных смесях былиобнаружены в незначительных количествах и продукты NH-внедрения.Таблица 12.
Каталитическая перегруппировка Вольфа диазодикетонов 3а,б.ОпытДКСКатализаторВыход 23, %13аRh2(pfb)423a; 8023аRh2(OPiv)423a; 863a3а-23a; 9743бRh2(OPiv)423б; 93aРеакция проводилась термолизом диазодикетона 3а в PhCF3 (5 ч) без катализатора,В настоящее время известно относительно немного примеровRh-катализируемых реакций ДКС, сопровождающихся перегруппировкой Вольфа[117-125]. При этом считается, что реакция протекает по обычной схеме термолизаили фотолиза ДКС путем превращения промежуточного Rh-карбеноида в αоксокетен типа D, [120] который далее реагирует с какой-нибудь нуклеофильнойгруппой.61Для сравнения результатов каталитических и термических реакций былпроведен термолиз диазодикетона 3а в присутствии аминосубстрата 7.
Врезультате с высоким выходом был выделен тот же самый амид 23a (97%), чтоможно рассматривать, как свидетельство идентичности наблюдаемых процессов вкаталитической и термической реакциях диазодикетонов 3.Таким образом нами было показано, что при каталитическом разложениидиазокетоэфиров 2б,в и диазодикетонов 3а,б в присутствии аминосубстрата 7реализуютсядваперегруппировкаразличныхВольфа,направленияпричемуреакции-NH-внедрениедиазокетоэфировпрактически только NH-внедрение, а2б,ву диазодикетоновинаблюдается3а,б образуютсяисключительно продукты перегруппировки Вольфа.При изучении катализируемых Rh2(Oct)4 реакций диазосоединений 1a, 2в,3a, 4в, а также термического разложения диазомалоната 1a в присутствиинасыщенного δ-аминоэфира 6 выяснилось, что здесь протекают с невысокимивыходамивнедрениеN-HСAr-H(8-21%),внедрение(12-23%),атакжеперегруппировка Вольфа (16-26%) (схема 15).Схема 15.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
