Диссертация (1150126), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В отличие от «изоксазольной» реакции, котораяприводит только к 1,3-оксазину 39, азириновая версия дает два продукта: 1,3оксазин 39 и азадиен 46. Такие азадиены, в которых карбонилсодержащийзаместитель при атоме С4 и азот находятся в транс-расположении, оказалисьустойчивыми и не претерпевали 1,6-циклизцию в 1,3-оксазин. Соотношение этихпродуктов послужило удобной характеристикой стереоселективности образования2-азабутадиенов из азириниевых илидов типа 45, которые, как оказалось,предпочитают раскрываться с образованием «циклизующегося» цис-изомера 41относительно C=C связи.16Отметим,чтоавторыэтойработы,обсуждаямеханизмреакции,рассматривали в качестве интермедиата свободный илид 45. Основанием этому, повидимому, послужили имевшиеся у них данные, которые они опубликовали в своейследующей работе [20]. В ней описаны результаты Rh2(OAc)4-катализируемойреакции диазоацетилацетона с 3-арилазиринами 10, в которой наряду сожидаемыми 1,4-оксазинами 50, продуктами 1,6-циклизации неустойчивых 2азадиенов 49, были выделены бициклические продукты 53 и 54.
Было показано, чтоони образуются присоединением ацетил(метилкетена) 52, генерируемого изкарбеноида 47 через перегруппировку Вольфа, к азиринооксазолу 51. Расчетпоказал, что соединение 51, являющееся продуктом 1,5-циклизации свободногоазириниевого илида 48 (путь А), образуется немного быстрее, чем происходитраскрытие илида в азадиен 49 (путь Б), но существенно то, что этот процессобратимый. Другими словами, если в реакционной среде нет реакционноспособнойэлектрофильной ловушки для азиринооксазола 51, например кетена 52, то реакцияреализуется исключительно по пути Б.
1,5-Циклизация является одним изхарактерных химических свойств свободных иминиевых илидов, и обнаруженная вэтой работе склонность азириниевых илидов реагировать по этому пути служитвеским аргументом в пользу их образования в подобных реакциях в свободнойформе.17В заключение этого раздела следует упомянуть о нескольких совсем недавнихисследованиях реакций азиринов 24 [21, 22, 23] и изоксазолов 35 [24] с родиевымиазавинилкарбеноидами 56 [25, 26], генерируемыми из 1-сульфонил-1,2,3-триазолов55, которые проводились практически параллельно сразу несколькими научнымигруппами. Эти реакции, протекающие соответственно через азириниевые 57 илиизоксазолиевые илиды 58, в конечном итоге приводят к пирролам 60 и/илидигидропиразинам 61.
Несмотря на то, что разные авторы предложили сильноразличающиеся механистические схемы этих реакций, тщательный анализ ихрезультатов, а также последних неопубликованных результатов исследований этихпроцессоввнашейнаучнойгруппе,позволяетзаключить,чтообщиминтермедиатом образования обоих продуктов 60 и 61 является 1,4-диазатриен 59.Дигидропиразин 61 – это продукт его 1,6-циклизации (путь А), а пиррол 60образуется через его 1,5-циклизацию (путь Б) и последующие превращения.18Следует отметить, что 1,5-циклизация 2-азабутадиенов – это известная, хотя иочень мало изученная реакция, которая может проходить даже по кратной связибензольного кольца.
Так, в работе [27] была описана реакция 2,2-дифенилазиринов62 с диазоэфирами 37, которая реализуется через образование 2-азадиенов 63,которые, как правило, можно выделить. Последующая 1,5-циклизация азадиенов 63в 7а-индолиевые илиды 64 дает в конечном итоге индолы 65 с хорошими выходами.Примечательно, что для некоторых субстратов 63 (R1 = Ph, R2 = CN, OEt) 1,5циклизация протекает yже при комнатной температуре.2.2. Синтез и свойства электронодефицитных 2-азабута-1,3-диенов и ихвалентных изомеров, 2,3-дигидроазетов2.2.1. Методы синтеза 2-азабута-1,3-диеновОдним из классических подходов к 1-алкоксикарбонил-2-азабутадиенамявляетсяреакцияаза-Виттига,представляющаясобойвзаимодействиеN-винилфосфазенов с карбонильными соединениями.
Данная реакция использовалась19для получения некоторых электронодефицитных и электрононейтральных 2азадиенов. Так, фосфазен 67, синтезированный по реакции Штаудингера из азида66 и третичного фосфина, реагирует с этилглиоксилатом с образованием 1алкоксикарбонилзамещенного-2-азадиена 68 [28].Этим методом также удобно получать 2-азадиены со сложноэфирной группойпри атоме С3 азадиенового фрагмента.
Так, фосфазен 69, реагируя с рядомальдегидов, дает азадиены 70 с высокими выходами [29, 30, 31].В работах [32, 33] описана методика синтеза 2-азадиенов с использованиемсамой реакции Виттига, где исходным соединением для получения азадиенов 73служиттрет-бутил-N-(дифенилметилен)оксамат71,получаемыйизоксалилхлорида и дифенилкетимина. Его реакция с илидами форсфора 72позволяет вводить сложноэфирные группы в положения 3 и 4 конечного азадиена.Вразделе2.1.представленызакономерностисинтеза/генерированияэлектронодефицитных 2-азабутадиенов, содержащих сложноэфирные группы вразличныхположенияхазадиеновойсистемы,каталитическимиреакциямидазосоединений с 2Н-азиринами и изоксазолами.Описано две методики синтеза 2-азадиенов из иминов и ацетиленов.Присоединение дифенилкетимина к алкинам, активированным сложноэфирной20группой, приводит к смеси стереоизомеровных 4-алкоксикарбонил-2-азабутадиенов74 [34].Авторы работы [35] предложили синтез 3,4-диметоксикарбонил-2-азадиенов75 и 76, исходя из N-триметилсилилальдиминов и диметилацетилендикарбоксилата.Ещеодинметодоснованнатрехстадийномолефинированииалкилиденглицинатов 77.
При действии на них иминиевой солью 78 получаютоснования Манниха 79, кватернизация которых с последующим элиминированимдает 2-азадиены 80 с хорошими выходами [36].На приведенной ниже схеме проведен сравнительный анализ возможностейвведения различных электроноакцепторных групп в 2-азадиен для перечисленныхвыше методов синтеза. Олефинирование алкилиденглицинатов по Манниху(реакция 1) позволяет ввести только одну акцепторную группу в положение 3, тогдакак реакция Виттига (реакция 2) и конденсация иминов с ацетиленами (реакция 3)дают возможность получить азадиен с π-акцепторнымигруппами в двухположениях: 3 и 4. Наибольшим потенциалом обладают реакции аза-Виттига(реакция 4) и Rh(II)-катализируемые реакции дазосоединений с 2Н-азиринами(реакция 5) и изоксазолами (реакция 6), которые позволяют вводить акцепторныегруппы в любое положение азадиеновой системы, причем последние три реакциипредоставляют наиболее широкий диапазон варьирования числа вводимыхакцепторных групп: от одной до четырех.21И хотя все эти методы имеют свои ограничения, в совокупности они делаютэлектронодефицитные 2-азабутадиены относительно доступными исходнымисоединениями для синтеза более сложных полифункциональных азотсодержащихсоединений.2.2.2.
Реакции 2-азабута-1,3-диенов2.2.2.1. Реакции циклизации 2-азабута-1,3-диеновРеакции электронодефицитных 2-азабута-1,3-диенов встречаются двух типов:внутримолекулярные и межмолекулярные. К внутримолекулярным относятсяразличные реакции циклизации, большинство из которых были представлены вразделе 2.1. и еще раз перечислены на приведенной ниже схеме. К ним относятсяреакции 1,4-циклизации в 2,3-дигидроазеты 9 (к началу настоящего исследованиябыл известен только один пример такого превращения), 1,5-циклизация впроизводные пирролов 60 и индолов 65 (эти реакции стали известны назавершающей стадии данного исследования) и 1,6-циклизации с участием C=C,C=O и C=N связей заместителей, при атомах С1 или С4 азадиенового фрагмента с22образованием пиридинов 34, 36, пиразинов 29, дигидропиразинов 61, 2Н-1,3оксазинов 39 и 2Н-1,4-оксазинов 16.Помимо этого известны примеры участия бензольного кольца в 1,6циклизации 4-фенилзамещенного 2-азабутадиена 81.
При кипячении раствора этогосоединения в ксилоле были получены изохинолины 83 с высокими выходами [37].Их образование также можно объяснить 1,6-электроциклизацией азадиена споследующим дегидрированием дигидроизохинолина 82 в условиях реакции.232.2.2.2. Реакции 2-азабутадиенов с нуклеофиламиЭлектронодефицитные2-азабута-1,3-диенысодержатнесколькоэлектрофильных центров, активность которых по отношению к нуклеофильнымреагентам зависит от характера замещения азадиенового фрагмента и природысамогонуклеофила.НаправлениеатакиС-нуклеофила,какправило,контролируется положением электроноакцепторных заместителей.
Так, припопытке провести реакцию Дильса-Альдера между азадиенами 84 и эфирамиенолов 85 в присутствии перхлората лития авторы работы [38] вместо желаемогоциклоаддукта получили енамин 86, продукт нуклеофильного присоединения эфира85 по С=N связи азадиена. Несмотря на то, что связь C=C также активированасложноэфирными группами, нитрогруппы в арильном заместителе при атоме С1,направляют присоединение С-нуклеофила по C=N связи.В азадиене 87 отсутствует акцепторная группа при атоме С1, и реакционнымцентром становится атом С4, превращая это соединение в акцептор Михаэля дляорганокупратов,которыеприсоединяютсясобразованиембензилиденовыхпроизводных α-аминокислот 88 [39].Присоединениепервичныхивторичныхаминовк1,1-трифторметилзамещенным азадиенам 89, несмотря на наличие двух акцепторныхтрифторметильных групп при атоме С1, протекает селективно по атому С4, даваяимины 90 [40]. Направление атаки тиолов зависит от строения тиола, котораяможет осуществляться как по атому С4, так и С1.
Окончательный результат этой24реакции, вероятно, во многом определяется устойчивостью конечного продукта иобратимостью образования продуктов присоединения по атому С1.Особый интерес представляют циклизации 2-азадиенов, осуществляемые поддействием нуклеофилов. К сожалению, в литературе этот интересный тип реакцийпредставлен только одной работой [41], в которой найден целый ряд нуклеофилинициируемыхциклизацийморфолинилзамещенныхазадиенов91и94,приводящих к 5- и 6-членным гетероциклам 93, 95, 96.
Интересно, чтоморфолинильный заместитель при атоме С4 выступает в качестве уходящейгруппы,причемоказываетсявозможнымвыделитьпродуктзамещенияморфолинильной группы на фенилдиазинную (соединение 92).25В 2012 г. в нашей лаборатории была обнаружена новая 1-ацил-2азабутадиенпирролиновая изомерия и описана на одном примере в диссертации Н.В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
