Диссертация (1150113), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Позже эта реакция была применена для синтеза иодзамещенныхпиренов,циклоизомеризациюосуществялипринезначительномнагревании субстратов 85 в толуоле с AuCl, выходы целевых продуктов 86 непревышали 45%, хотя загрузка катализатора составила 40 мол% (Схема 1.32) [91,102].26Схема 1.32Данное превращение также использовано в синтезе пицена и дибензоантраценов.В работе [103] исследовано влияние температуры проведения реакции и галогена притройной связи на ее результат. Циклоизомеризация бромзамещенного терфенила 87априводила к аннелированному антрацену 88а с выходами от 6% при комнатнойтемпературе до 53% при нагревании до 60 °С, однако дальнейшее повышениетемпературы до 80-110 °С снижало его до 32-35%.
Замена брома на иод позволилатрансформировать субстраты 87b,c при 60 °С в целевые конденсированные системы88b,c количественно (Схема 1.33).Схема 1.33Региоселективность этого превращения исследована на примере реакциитерфенила 89, которая может приводить к образованию как пицена, так и бензантрацена.Установлено, что циклизация протекает с образованием следовых количеств антрацена,тогда как по данным спектроскопии ЯМР выход пицена 90 достигает 97%. Авторыобъясняют данную селективность на основании DFT расчетов зарядовой плотности впромежуточно образующемся фенилантрацене и указывают, что реакция направляетсядействием электронных, а не стерических факторов (Схема 1.34) [103].27Схема 1.34Использование в качестве катализатора комплекса AuCl(PPh3) в совокупности сAgSbF6 давало различные результаты [104].
Так, из н-бутилзамещенного ацетилена 91аполучена смесь продуктов 6-эндо 92а и 5-экзо 92’a циклизации в соотношении 5:1 собщим выходом 57%, тогда как реакция фенилзамещенного субстрата 91b давалаединственный продукт, фенантрен 92b, с выходом 63% [105]. Замена трифенифосфинана более стерически загруженный триарилфосфитовый лиганд для аналогичногосубстрата 91с привела к соединению 92с с выходом 91% и значительно быстреепредыдущих реакций (Схема 1.35) [106].Схема 1.35Помимо фосфиновых комплексов золота описано применение его карбеновогопроизводного AuCl(IPr) 95 для синтеза предшественника алкалоида (–)-криптоплеурина[107]. Субстратом являлся трис-(гидроксиметил)замещенный дифенилацетилен 93, приэтом циклизация по м-метоксифенильному кольцу протекала региоселективно собразованием с высоким выходом только продукта 94 (Схема 1.36).28Схема 1.36Интересное тандемное превращение триинов 96 через последовательностьреакций 5-эндо-диг-гидроаминирования/6-эндо-диг-гидроарилирования представлено вработе [108].
В ходе первой стадии происходило образование карбазольногоинтермедиата 97, последующая циклизация ацетиленового фрагмента которогоприводила к формированию полициклической системы 98 (Схема 1.37).Схема 1.37Оптимизация условий показала, что для полного протекания тандемнойциклоизомеризациилучшимрастворителемявляласьуксуснаякислота,акаталитической системой – сочетание JohnPhosAuCl/AgBF4. Установлено влияние нареакцию заместителей при ацетиленовом фрагменте: субстраты с терминальной тройнойсвязью давали многокомпонентную смесь, объемистые заместители значительнозамедляли циклизацию (циклогексил) или вообще препятствовали ее протеканию(трет-бутил),анаилучшиерезультатыдавалн-пропилсодержащийтриин.29Арилацетилены также вступали в реакцию, при этом наличие электронодонорных группнезначительно снижало выход целевых соединений.Электронное влияние заместителей при тройной связи было также изучено напримере циклизации 2,6-бис(арилэтинил)бифенилов 99 в замещенные пирены 100 [109].Подборкатализаторавыявилбис(трифторметансульфонил)имидакакзолота(I)лучшийсварианткомплекс2-дициклогексилфосфино-2′,4′,6′-триизопропилбифенилом (XPhos).
Далее было исследовано влияние температурыпроведения циклоизомеризации (Схема 1.38).Схема 1.38Ее повышение с 80 °С до 150 °С обычно способствовало повышению выходацелевого продукта, исключением оказалась циклизация субстрата с терминальнойтройной связью 99а – в этом случае высокая температура привела к его падению почти вдва раза. Электронообогащенные бифенилы реагировали легче, и выходы продуктов припроведении их циклизации при 80 °С были только незначительно ниже, чем при 150 °С,тогда как электронодефицитный бифенил 99h при низкой температуре реагировалзначительно хуже.
Авторы отмечают, что циклизация ТМS-замещенного субстрата 99bсопровождалась десилилированием, а в случае п-нитрофенилзамещенного не протекалавообще.30Группа М. Алкаразо провела серию циклизаций с Au-катализаторами [110,111].КакивслучаесоединенийPt,вкачествелигандовбылииспользованыциклопропенилиевые фосфины.
Данная каталитическая система характеризуетсявысокой активностью, что позволило снизить количество катализатора до 2% мольных ипроводить реакцию при комнатной температуре или при слабом нагревании, а самациклизация занимала не более 30 минут (Схема 1.39).Схема 1.39Циклоизомеризация была успешно проведена на различных бифенилах и1-фурил-2-этинилбензолах, при этом выходы в большинстве случаев превышали 70%.Единственнымисключениемсталкрайнестерическизагруженныйсубстрат2’-изопропил-6-метил-2-этинилбифенил, который давал смесь продуктов, однакоцелевой фенантрен всё же был получен с выходом 55%.1.4.3 Циклоизомеризация, катализируемая другими металламиПомимо описанных выше платиновых и золотых катализаторов определенноераспространение получили производные рутения. Так, различные 2-этинилбифенилы иихгетероциклическиеаналогициклизовалисьвприсутствиикомплекса[(p-cymene)RuCl2(PPh3)] с AgPF6, однако потребовались достаточно жесткие условия –нагреваниедо120 °Свхлорбензолевтечение20часов[112].Отмеченачувствительность реакции к электронным и стерическим факторам, значительноевлияние на выходы продуктов циклизации оказывали как природа, так и положениезаместителей в обоих арильных кольцах (Схема 1.40)..31Схема 1.40Для бифенилов 103 наличие акцепторных функциональных групп в ядре А,равно как и атома фтора в пара-положении к тройной связи в кольце В, затруднялореакцию и приводило к снижению выходов целевых соединений; интересно, что о-Fзаместитель в 2-(3-фтор-2-этинилфенил)бензофуране практически не влиял на выход посравнению с аналогичным незамещенным субстратом.
Присутствие метоксигруппытакже приводило к снижению выхода, что ярче всего проявлялось в случае пара-МеОгруппы к тройной связи в кольце В, когда из 5-метокси-2-этинилбифенила целевойфенантрен был получен с выходом всего 18%. Для тиофеновых аналогов большеезначение имело положение тройной связи – при бензольном или пятичленном кольце.Циклизация 2-(2-этинилфенил)тиофенов протекала гладко, и выходы конденсированныхсистем составили 72-82%, тогда как при реакции 3-фенил-2-этинилтиофенов только 4449%. Также в работе показана возможность использования данной каталитическойсистемы в синтезе полициклических соединений.Рутениевыекатализаторыоказалисьдостаточноэффективныидляосуществления двойной циклизации, что отражено в реакциях как карбо- [100,101], таки гетероциклических субстратов [112,113]. Следует подчеркнуть, что, в отличие отиспользования PtCl2/CO для изомеризации подобных соединений (схема 1.31), в этомслучае атака происходила по менее затрудненному положению фенантренового (3-СН)105e и флуоренового (2-СН) 105f фрагментов.
Циклизация на тиофеновое ядро (105d)также происходила селективно – по активированному атому С-2 (Схема 1.40).32Схема 1.40Помимо перечисленных выше каталитических систем, в литературе встречаютсяединичные примеры применения соединений других металлов. Однако можно отметить,что в качестве субстратов во всех случаях были использованы только арилзамещенныеацетилены, а не терминальные.Трифлаттрехвалентногожелезапослужилэффективнымкатализаторомциклизации электронодефицитных субстратов (Схема 1.41) [114].Схема 1.41Авторызаместителемотмечают,чтосопровождаласьреакциябифенилаобразованиемсдонорнымнебольшогометоксильнымколичествапобочногопродукта 5-экзо-циклизации, а присутствие в фенильном кольце при тройной связисильно акцепторной нитрогруппы препятствовало циклизации.Совсем недавно в качестве катализатора был использован трифлат ниобия,однакоданныйреагентхорошоподходиттолькодлясубстратовсэлектронобогащёнными арильными заместителями при тройной связи.
Так, циклизация33(4-метоксифенилэтинил)бифенила протекала с практически количественным выходом,замена МеО группы на Ме привела к его снижению до 45%, а для хлорзамещенногосубстрата – до 22%. Данный катализатор подходит для субстратов с различнымизаместителями в бифенильном фрагменте, поскольку наличие акцепторных групп неоказывало значительного влияния на результат циклизации (Схема 1.42) [115].Схема 1.42Для получения соединений с аксиальной хиральностью в работе [116] былиспользован палладиевый катализатор с хиральным лигандом. Родиевые катализаторыоказались неэффективными, тогда как золотосодержащие приводили к образованиюпродуктов только с низкой энантиоселективностью (Схема 1.43).Схема 1.43Обнаружено, что циклизация селенилэтинилбифенилов 115 приводила кразличным продуктам в зависимости от используемого катализатора [117].
Так, реакцияпод действием трифлата индия давала фенантрены с сохранением положенияфенилселенильного заместителя 116, тогда как карбеновый комплекс золота 95(AuCl(IPr)) способствовал его миграции в процессе циклизации (Схема 1.44).34Схема 1.44При этом реакция под действием Au-катализатора протекала значительно легче,в большинстве случаев продукты образовывались с высокими выходами уже прикомнатной температуре через 1-4 часа. Также в этом случае циклизация оказалась менеечувствительнойкэлектроннымфакторам,чтопозволилополучитьиз2,4-дифторзамещенного субстрата (R3 = Н) соответствующий фенантрен 117 с выходом86% через 10 часов. При использовании In(OTf)3 из этого же бифенила продукт 116образовывался через 46 часов с выходом только 49%.Недавноопубликованыединственныенаданныймоментработыпофотоциклизации этинилбифенилов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
