Диссертация (1150113), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Наоснованииэтогоавторыпредложилидвавариантамеханизманаблюдаемогопревращения. Первой стадией в обоих случаях является образование иодсульфида 159,который затем или выступает как электрофил и атакует тройную связь с последующейциклизацией (А), или образует комплекс с палладием 160, и далее происходит Pdкатализируемая реакция (B).Несколько позже немного модифицированный метод использован для полученияне только серо-, но и селенсодержащих фенантренов.
Он выгодно отличается тем, чтодорогостоящий палладиевый катализатор заменен на хлорид железа (III), и циклизациюс участием диселенидов удалось осуществить при комнатной температуре за один час[146]. Хотя с дисульфидами реакция протекала значительно дольше – 12 часов. Помимоэтого установлено, что в реакцию вступают только арилацетилены; из селенил-, иод-,ТМС-, гидроксиметил- и формилзамещенных субстратов 161 не удалось получитьжелаемые конденсированные системы (Схема 1.60, слева).45Схема 1.60Альтернативно в качестве исходных соединений использовали непосредственно(арил)этинилсульфиды и селениды, а реакцию осуществляли действием иода вприсутствии основания (Схема 1.60, справа). В этом варианте образовывалисьфенантрены 163, одновременно содержащие в центральном кольце халькогенидныйзаместительииод.Какнедостатокможноотметить,чтоциклизациянап-метоксизамещенное фенильное кольцо приводила к смеси соответствующегофенантрена и продукта ипсо-спироциклизации в соотношении 1:1.6, а субстраты сэлектроноакцепторными заместителями в атакуемом ядре не реагировали вообще, также как и соединения с отличными от селенидной или сульфидной группами притройной связи.Неожиданнооказалось,чточислопубликацийпоэлектрофильнойциклоизомеризации о-(арилэтинил)биарилов под действием кислот Бренстеда оченьневелико, несмотря на ряд преимуществ этого метода.
Помимо простоты проведенияреакции – отсутствие необходимости применения инертной атмосферы или низкихтемператур – установлено, что данный подход может быть эффективным в случаях,когдаиспользованиехлоридаиоданедаваложелаемыхрезультатов.Так,взаимодействие бис[2-(трет-бутил)-4-фенантрил]этина 164 с ICl приводило только кпродукту 1,2-присоединения электрофильного агента к тройной связи 165, тогда какприменениесмеситрифторуксуснойитрифторметансульфокислотыполучить пирен 166 с выходом 68% (Схема 1.61) [147].позволило46Схема 1.61Другим преимуществом является возможность последовательной циклизациинескольких тройных связей путем увеличения силы используемых кислот, что былоуспешно осуществлено при синтезе не только фенантренов с их последующейтрансформацией в пирены, но и стерически загруженных конденсированных систем 168[148], и даже при проведении полициклизации линейного субстрата 169 в «ленту» 171(Схема 1.62) [149].Схема 1.6247Помимоэтого,образованиедибензоантраценов175изди(арилэтинил)терфенилов 172 происходило при действии трифторуксусной кислоты,тогда как для циклизации 1,4-ди(арилэтинил)-2,5-дитиофенилбензола 173 в продукт 175потребовалось использование суперкислоты (Схема 1.63) [150].
Такая разница вактивности позволяет ожидать возможность проведения селективной реакции длянесимметричных субстратов, что также является достоинством электрофильнойциклоизомеризации под действием кислот Бренстеда.Схема 1.631.6 Циклоизомеризация о-арил(этинил)гетариловЗа исключением единственной статьи, посвященной исследованию термическойциклоизомеризациио-фенил(этинил)пиридинов[40],котораяпоканеимеетсинтетического применения, работы по циклизации азотсодержащих о-(1-алкинил)(арил)гетарилов стали появляться только в последние годы.
Как и длякарбоциклических аналогов, электрофильная активация и катализ переходнымиметаллами во многих случаях оказались эффективными методами полученияконденсированных гетероароматических соединений. Однако следует отметить, чтоналичие и положение гетероатома относительно тройной связи оказывает сильноевлияние на активность субстратов. Например, циклоизомеризация 4-алкинилпиридиновне шла ни под действием хлоридов платины, ни при электрофильной активации. Так,нагревание 3-арил-4-(пропин-1-ил)пиридинов 176 в толуоле до 90 °С ни с хлоридамиPt(II/IV) или Au(I/III), ни с комплексами золота не приводило к циклизации. Обработкахлоридом иода также не дала желаемого результата: образовывался только продуктприсоединения галогенов к тройным связям 177. И только использование смесиPtCl4/InCl3 позволило получить целевую [6]гелиценовую систему 178 с хорошимвыходом (Схема 1.64) [151].48Схема 1.64Для 3-этинилпиридинов установлено влияние на их реакционную способностьположения фрагмента, на который осуществлялась циклизация.
Так, 2-замещенные-3этинилпиридины 179 изомеризовались при действии PtCl2 в течение 24 часов при120 °С, а электрофильная активация этих субстратов малоэффективна – циклизация2-пиррол-1-ил-3-(фенилэтинил)пиримидина под действием кислот Бренстеда (TFA,pTSA) наблюдалась только при температурах выше 80 °С (ср. со Схемами 1.47, 1.611.63), а выходы не превышали 28 % (Схема 1.65) [152].Схема 1.654-Замещенные-3-этинилпиридины 181 оказались инертны к хлориду платины(II). Однако его замена на другую кислоту Льюиса – Bi(OTf)3 – позволила получитьцелевые конденсированные системы 183 с выходами до 78%, тогда как при циклизации3,5-диэтинилпиридинов в индолизино[6,5,4,3-ija]-1,6-нафтиридины 182 к наилучшимрезультатампривелоихнагреваниеп-толуолсульфокислотой (Схема 1.66) [153].вксилолескислотойБренстеда,49Схема 1.66Гетероциклы с тройной связью в орто-положении к атому азота 184 по своейактивности более похожи на карбоциклические аналоги.
Они циклизовались как прикатализе переходными металлами, так и в условиях электрофильной активациихлоридом иода (Схема 1.67) [154].Схема 1.67Информация о циклизации субстратов, содержащих более одного гетероатома,ограничена 2-арил-3-этинилхиноксалинами 187, однако литературные данные несколькопротиворечивы. В работе [155] их циклоизомеризация проведена при действиитрифторуксусной кислоты в присутствии ацетата палладия, причём указано, что безметаллического катализатора реакция не протекала. Тогда как в публикации [156]описано использование самой трифторуксусной кислоты как эффективного агента дляциклизации (Схема 1.68).
Следует отметить, что объяснение данного факта различиемво фрагментах, по которым происходила циклизация тройной связи, представляетсямаловероятным, поскольку, как показано выше, прямая активация TFA былаэффективнадлякарбоциклическихзаместителями (см. схемы 1.47, 1.61-1.63).субстратовсаналогичнымиарильными50Схема 1.68Также это единственные соединения, для которых есть упоминание о реакциипод действием хлорида иода, сопровождавшейся иодированием заместителя в арильномкольце (Схема 1.69, сверху) [157]. В качестве альтернативного реагента дляосуществления галоциклизации предложен иод, использование которого в присутствииоснования при комнатной температуре позволило получить иодобензо[a]феназины 192 свыходами 71-88% (Схема 1.69, снизу) [158]. При этом атака на 3-тиофенильное кольцоосуществлялась селективно по второму положению.Схема 1.69Таким образом, в противоположность многообразию литературы по циклизациио-этинилбиарилов, примеров изомеризации о-арил(этинил)гетарилов практически небыло, а немногочисленные появившиеся в последние 1-2 года работы показывают, чтореакционная способность этих субстратов и их карбоциклических аналогов существенноотличается.
С учётом этого и отмеченного во введении возрастающего интереса к51конденсированным азотсодержащим ароматическим соединениям очевидно, чтоисследование циклоизомеризации орто-алкинил((гет)арил)пиридинов и пиримидиновявляется актуальной задачей.522 Обсуждение результатов2.1 Синтез исходных соединенийВ литературном обзоре было показано, что наиболее универсальными и частоиспользуемыми методами синтеза конденсированных ароматических систем изо-этинилбиариловявляютсяциклоизомеризация,катализируемаяпереходнымиметаллами, и электрофильная циклизация.
Поэтому мы решили применить длядостижения поставленной цели именно эти два подхода. В качестве объектовисследования нами были выбраны о-арил(этинил)замещённые азотистые гетероциклы, аименно, пиридины, пиримидины и хинолины. Опираясь на литературные данные, мыпредполагали, что для осуществления электрофильной циклоизомеризации потребуетсяналичие при тройной связи стабилизирующей арильной группы (субстраты 5, 11 и 171),тогда как катализ солями переходных металлов должен быть эффективным дляциклизации терминальных ацетиленов (субстраты 7, 13, 16).
Эти соединения не былиописаны в литературе, и мы планировали осуществить их синтез по приведенной нижесхеме (Схема 2.1).Схема 2.11Общая для разделов 2 и 3 нумерация соединений не продолжает начатую в разделе 1.53Поскольку ключевой стадией в синтезе как 5-арил-4-этинилпиримидинов 5-7,так и 2-арил-3-этинилпиридинов 11-13 являлась реакция Соногаширы, первым этапомработы стало получение необходимых для кросс-сочетания галогенсодержащихсубстратов 4 и 10.Циклоконденсация амидинов с 1,3-диэлектрофилами является одним изнаиболее широко используемых подходов для построения пиримидинового ядра.Однако применение эфиров 2-арил-3-гидроксиакриловых кислот для данной целипрактически не изучено, поэтому мы начали с оптимизации условий проведенияреакции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
