Диссертация (1150126), страница 6
Текст из файла (страница 6)
д. Для соединений 4e,f и 5k,l полученырезультаты рентгеноструктурного анализа, полностью подтвердившие их строение(рисунок 1).4e4f5k5lРисунок 1. Структуры азадиенов 4e,f и дигидроазетов 5k,l по данным РСА44Схема 10Неудовлетворительный результат был получен при синтезе азадиена 4s, вкотором для полной конверсии азирина 1а потребовался 12-кратный избытокдиазоацетилацетона 3i при выходе целевого продукта всего 12%. Однакодобавление по каплям чистого диазоацетилацетона 3i (6 экв.) в течение 1 мин при60 C к раствору азирина 1а и катализатора в DCE позволило увеличить выход 4sдо 54% (метод А). Таким образом, эта методика, является для некоторыхреагирующих систем той золотой серединой (между методами А и Б),позволяющей, с одной стороны, избежать большого избытка диазосоединения, и,как следствие этого, образования ряда побочных продуктов, а с другой максимально сократить время реакции, уменьшив выход дигидроазета.
При синтезеазадиенов 4e,f из этил-2-бензоил-2-диазоацетата 3с возникла проблема, связанная спобочной реакцией внутримолекулярного СН-внедрения промежуточного Rh(II)карбеноида, в результате чего в заметных количествах образовывался трансоксетанон 10 (схема 10). Из-за близких значений Rf этого соединения и целевыхпродуктов 4e,f значительно осложнилась их хроматографическая очистка, и резкоснизились выходы этих соединений 3035% (опыты 7,8). Вместе с тем известно,что СН-внедрение карбеноидов в метильные группы реализуется гораздомедленнее, чем в метиленовые [74].
Действительно замена этилового эфира 3с наметиловый 3d позволила синтезировать азадиены 4gi в условиях метода А свыходами 8286% (опыты 1012).45Таблица 4. Rh2(OAc)4-катализируемая реакция азиринов 1aj с диазосоединениями3amОпыт1HalR13R2R3МетодВыход 4, %Выход 5, %11aBrPh3aCOMeOEtA43 (4a)22 (5a)a21aBrPh3aCOMeOEtБ62 (4a)следы (5a)31bClPh3aCOMeOEtA56 (4b)10 (5b)a41bClPh3aCOMeOEtБ77 (4b)следы (5b)51cBr4-MeOC6H43aCOMeOEtБ62 (4с)следы (5с)61aBrPh3bCOCH2ClOEtБ80 (4d) b0 (5d)71aBrPh3cCOPhOEtA35 (4e) c0 (5e)c0 (5f)81bClPh3cCOPhOEtA30 (4f)91aBrPh3dCOPhOMeA52 (4g)0 (5g)101aBrPh3dCOPhOMeБ83 (4g)0 (5g)111bClPh3dCOPhOMeБ82 (4h)0 (5h)121cBr4-MeOC6H43dCOPhOMeБ86 (4i)0 (5i)131aBrPh3e4-NCC6H4COOMeБ55 (4j)0 (5j)141aBrPh3fCO2MeOMeБ81 (4k)14 (5k)151bClPh3fCO2MeOMeБ90 (4l)7 (5l)161cBr4-MeOC6H43fCO2MeOMeБ50 (4m)45 (5m)171819201e1f1g1aBrClBrBrфуран-2-илфуран-2-илтиофен-2-илPh3f3f3f3gCO2MeCO2MeCO2MeCNOMeOMeOMeOEtББББ73 (4n)d87 (4o)d45 (4p)82 (4q)12 (5n)0 (5o)28 (5p)следы (5q)211aBrPh3hPO(OMe)2OMeБ40 (4r)221aBrPh3iCOMeMeA54 (4s)17 (RS,RS-5r)9 (RS,SR-5r)0 (5s)231aBrPh3jCF3OEtБ90 (4t)0 (5t)241aBrPh3jCF3OEtБ66 (4t)20 (5t)e251cBr4-MeOC6H43jCF3OEtБ92 (4u)0 (5u)261cBr4-MeOC6H43jCF3OEtБ38 (4u)46 (5u)e2728291h1i1aBrClBrCO2EtCO2EtPh3j3f3kCF3CO2MePhOEtOMeOMeБББ56 (4v)53 (4x)92 (E-4y)0 (5v)0 (5x)0 (5y)301aBrPh3l4-O2NC6H4OMeБ87 (E-4z)0 (5z)311aBrPh3mPhMeБ76 (4za)0 (5za)321jBrстирил3fCO2MeOMeБ95 (4zb)0 (5zb)aСоотношение диастереомеров 1 : 1.
Время прибавления 3a 20 мин (метод A)bИзмерено методом 1H NMR с использованием CHBr2CHBr2 в качестве внутреннего стандарта.cОбразуется 3-бензоил-4-метилоксетан-2-он (10) в качестве побочного продукта (метод A).dВ качестве побочного продукта были выделены соединения 11a с выходом 12% для 4n или 11b с выходом 11% для 4о.eРеакционную смесь дополнительно кипятили в течение 1 ч.46Еще одна проблема, которая может быть причиной серьезного снижениявыходов азадиенов это невысокая стабильность некоторых из них на силикагеле.Было установлено, что во многих случаях решающим фактором, влияющим навыход азадиена, является время их прохождения через хроматографическуюколонку.
Так, при синтезе азадиена 4g (опыт 10) переход от менее полярнойэлюирующейсмесигексанэтилацетат(опыт9)кболееполярной,бензолэтилацетат, позволил, не уменьшая эффективности разделения, сократитьвремя хроматографирования, и, тем самым, повысить выход продукта c 52% до83%. Анализ 1Н ЯМР спектра реакционной смеси, полученной из азирина 1а ихлордиазоацетоуксусного эфира 3b, с использованием в качестве внутреннегостандарта тетрабромэтана показал, что реакция проходит с 80% выходом продукта4d.
Однако все попытки выделить азадиен 4d в аналитически чистом видепотерпели неудачу в связи с крайне низкой стабильностью последнего насиликагеле. Однако, как будет показано в разделах 3.5. и 3.6., азадиен 4d можетбыть успешно использован в некоторых превращениях и в неочищенном виде.Как видно из опытов 1 и 3, а также 14 и 15 (таблица 4), замена брома на хлорне влияет на протекание реакции, однако приводит к уменьшению содержаниядигидроазета 5.Азадиен 4za удалось получить с хорошим выходом из азирина 1а идиазофенилацетона 3m кристаллизацией из реакционной смеси, избежав стадиихроматографической очистки.
С выходами близкими к количественному былиполучены 4-бром-2-азадиены Е-4y и Е-4z из арилдиазоацетатов 3k,l. Как и в случаесинтеза азадиена 4za, в этих реакциях 2,3-дигидроазеты не образуются даже вследовых количествах.Исследуемая реакция также позволяет получать 4-галоген-2-азадиены сфурильным 4n,o и тиенильным 4p заместителями при атоме С3. Причем если впоследнем случае процесс идет без осложнений, то в реакционных смесях,полученных из фурилзамещенных азиринов 1e,f, наряду с азадиенами 4n,o былиобнаружены в незначительных количествах и выделены соединения 11a,b (схема10) продукты, образующиеся в результате раскрытия фуранового кольца поддействием родиевого карбеноида.47Примечательно, что исследуемая реакция позволяет вводить также инекоторые алкенильные заместители в положение 3 азадиенового фрагмента.
Так,3-стирилзамещенный2-азадиен4zb былсинтезированиз азирина1jидиметилдиазомалоната 3f с почти количественным выходом, при этом ненаблюдалось ни побочных продуктов циклопропанирования связи С=С, нипродуктов вторичных циклизаций с ее участием.Кругдоступныхазадиеноввомногомопределяетсядоступностьюгалогензамещенных азиринов.
К сожалению, многие из них крайне нестабильныесоединения, в частности, азирины, содержащие акцепторный заместитель приатоме С3, как например, азирины 1h,i. Они были получены из соответствующихазидов и без очистки подвергнуты действию диазосоединений 3j,f в присутствиитетраацетата диродия. В результате с выходами 56 и 53% (в расчете на азиды)удалосьполучитьазадиены4vи4x,содержащиесразучетыреэлектроноакцепторных заместителя. Этими экспериментами продемонстрированавозможность синтеза 4-галоген-2-азадиенов из лабильных 2-галогеназиринов.Интересно, что оба продукта были выделены в виде смесей геометрическихизомеров по связи С=С с одинаковым соотношением 1:1.3. Таким образом, заменаарильного, гетарильного или стирильного заместителя при атоме С3 азирина наэтоксикарбонильную группу приводит к резкому падению стереоселективности.Попытки получить 2-азадиен, монозамещенный по атому С1, реакцией азирина1а с этилдиазоацетатом 3o оказались неудачными: независимо от используемогокатализатора (помимо Rh2(OAc)4, тестировались Rh2(Oct)4 и Rh2(Piv)4) наблюдалосьразложениедиазосоединениябезконверсииазирина.Однакоскринингкатализаторов оказался очень продуктивным при поиске оптимальных условий дляпроведения реакции азирина 1а с циклическим диазосоединением 3n, полученнымиз кислоты Мелдрума (схема 11).
Из трех протестированных комплексов родиянаилучшийрезультатпоказалRh2(Piv)4 прикипячениисмесивα,α,α,-трифтортолуоле, при том, что с Rh2(Oсt)4, реакцию так и не удалось довести доконца, а с Rh2(OAc)4 конверсии азирина 1а не наблюдалось вообще. Последобавления 1.5 экв. диазосоединения 3n к раствору азирина 1а и 2 мол % Rh2(Piv)4была получена смесь, содержащая азадиен 12 и дигидроазет 13 в соотношении 1:1,48а также следовые количества азетидинона 14. Методом колоночной хроматографиибыли выделены соединения 12 и 13 с выходами соответственно 32 и 36%.Схема 11Оказалось, что соотношение продуктов этой реакции сильно зависит отколичества введенного диазосоединения.
При добавлении его в количестве 3.5эквивалентов азетидинон 14 стал практически единственным продуктом реакции. Вэтом случае его удалось получить с выходом 65%. Вероятней всего он являетсяпродуктом (2+2)-циклоприсоединенияазадиена12к кетену15,которыйгенерируется через перегруппировку Вольфа из диазосоединения 3n в присутствииродиевого катализатора (схема 12).
Строение азетидинона 14 было подтвержденоданными рентгеноструктурного анализа (рисунок 2).Схема 1249Рисунок 2. Структура соединения 14 по данным РСАКак было упомянуто в литературном обзоре (раздел 2.1.), реакции азиринов сродиевымикарбеноидамипротекаютчерезпромежуточноеобразованиенестабильных азириниевых илидов F (free, обозн.) (схема 13, путь а), раскрытиетрехчленного цикла которых приводит к 2-азадиенам.
Участие именно свободногоилида в этих процессах обосновывается двумя аргументами. Во-первых, известныпримеры очень хорошего соответствия результатов квантово-химических расчетовраскрытиясвободногоилидасэкспериментальнымиданнымипостереселективности образования негалогенированных 2-азадиенов (раздел 2.1., стр.12).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
