Диссертация (1150167), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Me2NCH2CH2NMe2OF-75 до 0оС2. HCl/ H2OPhF58%Схема 42В тоже время -алкил-замещенные CF3-алкены (cхема 43) вступают вреакцию только с очень сильными основаниями [55], или при использованииосновных катализаторов, например ТМЭДА (тетраметилэтилендиамина).FBuLi или RCH2LiCF3FX(CH2)2Ph(CH2)2PhТГФ, -78X = Bu или RCH241-87%Схема 43Частный пример аллильной перегруппировки показан на схеме 44.Результатомвзаимодействиятрифторметил-алкеновсзамещеннымигидразинами в присутствии основания является образование дифторалкенов[56]. Получаемые аддукты далее использовали для внутримолекулярнойциклизации путем нуклеофильного замещения -NHTc по связи =C-F,приводящее к 3-фторпиразолам.1) NaH или BuLi2) TsCl, пиридинF3CR+ H2NNHR'RCF2 NHTsNR'57-89%R = Ph, 4-OMeC6H4, 4-BrC6H4, 4-CF3C6H4, SiMe2PhR' = Boc, Ph, 4-MeC6H4, 2-MeC6H4, 4-CF3C6H4NaHFNNR'R55-98%Схема 4434Такая последовательность стадий: CN2циклизация может проводитьсябез выделения промежуточных продуктов.Прирассмотрениисинтетическихвозможностейиспользованиябисфункциональных нуклеофилов в реакциях с CF3-алкенами можнопривести еще несколько примеров.

Первый из этих подходов представлен насхеме 45. Было установлено, что в качестве биснуклеофилов можноприменять1,3-дикарбонильные соединения [57]. В данном превращениипроисходят два последовательных замещения по CF связи. Первоначальнообразующийся под действием основания из 1,3-дикарбонильного соединенияС-нуклеофил,алкилируетгенерированиемисходныйинтермедиатаалкенвА,покоторомCN2механизмусвнутримолекулярноенуклеофильное замещение приводит к целевым монофторированным 4-Нпиранам.OR21RR3EWGоснованиеCF3R1 = Ar, C(O)R, CO2R, АлкинилR2 = H, Alk, Ar, HetarylR3 = Alk, ArEWG = C(O)R или CO2RCF2OR1R3EWG2RAFSNVOR1R3EWG2R30-99%Схема 45Для проведения описываемого каскада реакций необходимы оченьмягкие условия: в качестве основания использовали поташ K2CO3,взаимодействие проводили при комнатной температуре в ДМФА в течение6ч.

По такой схеме удалось получить широкий набор 4-Н-пиранов.Второй подход, показанный на схеме 46, по сути предлагаетиспользование N-тозилзамещенного 2-аминомалоната в последовательномгенерировании С-нуклеофильного центра для алкилирования СF3- алкена иN-нуклеофильного центра для внутримолекулярной циклизации [58].35R1R2R1CO2EtEtO2C+FNHTsCF3R2CO2EtK2CO3, ДМФАNTsCO2Et47-95%R1 = C(O)R, CO2R, АлкинилR2 = Alk, Ar, HetarylСхема 46Итогом этих превращений является образование 2-фторзамещенных 2пирролинов.Отличительной особенностью этой реакции является тот факт,что -трифторметилстиролы (R1=H, R2=Ar) в данных условиях дают толькопродукты присоединения по МихаэлюБольшое препаративное значение реакция CN2 типа для CF3производныхcтиролаидругихалкенов(схема47)имеетдлявнутримолекулярных превращений [59-60].Очевидно, что в данном случаедля реализации аллильной перегруппировки необходимо, чтобы в исходномсубстрате присутствовали CF3-алкенильный фрагмент и соответствующийнуклеофильный центр.FCF3FCF3KH, ДМФАo120 C 2чTsHNтрет-BuOK(a)TsN(в)2чAcSS65-82%78%CF3FCF3FNaH, ДМФАTsHNFF(б)80oC, 5-7чNTs54-84%RR'HOFNaH, ДМФА0.5-4чR''FRR'(г)OR''65-91%FCF3FNaH, ДМФАR(д)3чRR = CN или CO2EtR R65-82%Схема 47Важность этих реакций обуслoвленa тем, что они oткрываютвозможность синтезa широкого круга пяти-/шестичленных кaрбо- игетерoциклических соединений, причем, кaк прaвило, взаимодействиепрoтекает с высoкой эффективностью и в мягких условиях.36Для проведения внутримолекулярной аллильной перегруппировки CF3алкенов в качестве альтернативы был предложен принципиально новыйподход, основанный на реакциях, катализируемых комплексами переходныхметаллов.

Показано, что для этих целей можно использовать комплексыпалладия [61], родия [62-63], а также никеля [64-65].На схеме 48представлена схема циклизации О-пентафторбензоилоксима в 4-дифторметилен-1-пирролин.OC(O)C6F5NF3CPd(PPh3)4/ PPh3X80-100oCXNFF20-71%X = Ph, Ph(CH2)2Pd (0)-FPdOC(O)C6F5PdC6F5(O)COOC(O)C6F5NF3CPdNFFXXFСхема 48Принагреваниидо(трифенилфосфин)палладия100Сипроисходитвприсутствииокислительноететракис-присоединениеоксима к атому палладия(0) по NOсвязи с образованием палладиевогоинтермедиата A.

Далее имеет место внедрение образующегося комплексапалладия(II) по двойной связи, и, в завершение, элиминированиеатома фтораиз -положения и палладиевого фрагмента с образованием продуктациклизации.Борорганическиесоединенияреагируютс-(трифторметил-замещенными стиролами [64] в присутствии комплексов родия (схема 49).CF3+R1OBOFR2FRh(I)FF[Rh]FR1ArAr'1R = F, Br, CN, HR2 =H, CO2MeR154-74%Схема 4937Предполагается,чтопервоначальнопроисходитобразованиеарилродиевой частицы при взаимодействии эфиров арилбороновых кислот скатализатором.Полученныйродиевыйинтермедиатрегиоселективноприсоединяется по двойной связи алкена, в результате чего новая СС связьобразуетсяв-положенииктрифторметильнойгруппе.Далееэлиминирование атома фтора при -углеродном центре приводит к целевымдифторалкенам.Более интересные результаты были получены при использованиихирального диенового родиевого катализатора [65] в энантиоселективномсинтезе CF2-алкенов с общей формулой СF2=CHCHArR (схема 50). Так 1(трифторметил)-алкены легко реагируют с арилбороксанами в присутствииродия(0) и основания (KOH) по механизму, аналогичному вышеописанному[64].

В итоге этих превращений были получены конечные продукты свысокой степенью оптической чистоты (95 ее).FRCF3[Rh]Rh/лиганд+ (ArBO)3RRCF3FAr78-95%ee 96-99ArFCF2FR'лигандR'Схема 50Примеры реакций, иллюстрирующих общий принцип использованиякомплексовникелявпревращенияхтрифторметилалкенов[64-65],рассмотрены на схеме 51.

Было установлено, что в присутствии никелевогокатализатора CF3-алкены и алкины подвергаются окислительной циклизации,врезультатечегообразуетсяникель-циклопентеновыйинтермедиат,несущий трифторметильную группу. Элиминирование фтора из -положенияпо отношению к атому никеля приводит к раскрытию цикла и никельорганическомукомплексу,содержащемуалкенилникелевыйидифторалкеновый фрагменты.

Дальнейший ход реакции зависят от условийпроведения синтеза. В первом варианте (путь А, схема 51) последовательно38протекают 5-эндо внедрение по двойной связи и элиминирование фториданикеля с образованием 2-фторциклопентадиенов.F2CR3RR1R2CF3ОкислительнаяциклизацияВосстановительноеэлиминированиеR1+R30NiR2F2CRNiIIR1R3F3CR1NiIIR2R3R2Путь БF2CM-FтрансметаллированиеFNiIIR3R1M-R-FотщеплениеR2Путь АFFFNiIIR1R3- NiIIF2FR3R2R3R2Схема 51Общийрезультатсоответствуетформальному[3+2]-циклоприсоединению CF3-алкенов и алкинов посредством отщепления двухфторид анионов.Если аналогичную реакцию проводить в присутствии триэтилсилана вкачестве источника гидрид аниона (MR, M = Et3Ci, R = H), то возникающийNi(II)-алкеновый интермедиат претерпевает трансметаллирование (путь Б,схема 51).

Данные превращения приводят к получению соответствующих1,1-дифтор-1,4-алкадиенов.Вобоихслучаяхобразованиеконечныхпродуктов совершенно разных структурных типов протекало с хорошимивыходами (65-99%).1.2.2 Реакции с электрофилами.Выше уже упоминалось, что присоединение электрофильных частиц подвойной связи трифторметилалкенов требует жестких условий. Поэтомустоит подчеркнуть, что примеры реакций данного типа немногочисленны39Сложность осуществления данных превращений объясняется в первуюочередь сильным электроноакцепторным характером CF3-группы.

Реакции,пoказанныенавышесказаннoго.схеме52,могутЭлектрофильноеслужитьхoрoшейприсоединениеиллюстрациейфенилселенил-илифенилсульфонилхлоридов [66] по кратной связи 3,3,3-трифторпропенапротекает при нагревании под давлением за 12ч.F3 C+F3 CдавлениеPhXCl60oCClPhX86-95%X = Se или SСхема 52Однако новые возможности применения СF3-алкенов были открытыпри использовании метода суперэлектрофильной активации. В работах [6768]двойнуюсвязьтакихалкеновактивировалиподдействиемтрифторметансульфоной кислоты СF3SO3H (TfOH). В таких условияхпроисходит протонирование алкена с образованием карбокатиона. Данныевысокореакционно-способные интермедиаты реагируют с широким кругомароматических -нуклеофилов.

Для 2-трифторметилакриловой кислоты(схема 53) было найдено, что такие реакции приводят к образованию 3-арил2-трифторметилпропановыхкислот,производныхинданоновидигидрокумаринов,в зависимости от строения используемого арена.R12RR1R5 RR3R2CF34R3R5COOHR5 = HR4R1CF3H2 CCF3SO3HCOOHR2CF3HOHHOH2CCF3R3AR2R2OHOR3OOR4инданоныCF34RдигидрокумариныR3R4Схема 5340Селективностьобразующегосяпротонированиякарбокатиона,иопределяетсяинтересноустойчивостьюотметить,чтоквантово-химические расчеты показали, что наиболее вероятно в реакционныхусловиях образование дикатионных интермедиатов А (схема 53) [67].Методсуперэлектрофильнойактивациидаетвозможностьаналогичного использования 3-трифторметилкротоновой кислоты и 4,4,4трифторкротоновой кислоты (схема 54) [68] в реакциях с ароматическимисоединениями в СF3SO3H.OCF3R1R1RCF3SO3HCOOH+RRF3C==HCH3R = H, CH3R1нагревание120-150oCo20-60 COCF3R1H3C CF3CH3илиR140-90%O50-60%Схема 54Возможныймеханизмреакциипредполагаетобразованиевсуперкислых средах дикатионов, которые алкилируют по Фриделю-Крафтсуароматические соединения.

Благодаря данному синтетическому подходуможно получить дигидрохалконы, винилкетоны и производные инданонов водну стадию, причем направление превращений 3-трифторметилкротоновойкислоты зависит от условий реакции. Так, при комнатной температуре илислабомнагреваниинаблюдаетсяпреимущественноеобразованиевинилкетонов, а при нагревании до 120-150С основными продуктамиявляются инданоны.Аналогичные препаративные возможности могут быть реализованыпри кислотно-катализируемой внутримолекулярной циклизации некоторыхтрифторизопропенил сульфидов[69-70].На основе электрофильной активации41таких алкенов разработана методология получения тиолактонов различнойструктуры с выходами до 50% (схема 55).CF3SF3CCO2H, FSO3H F3CH2C70oCSCH2CO2HH3COOCF3H2CC(O)MeSF3CCO2H, FSO3H100oCC(O)MeF3CSC(O)MeH3COMeOHF3CCO2HRSCF3o120 COCF3SCH3Схема 55В качестве катализатора используется либо трифторуксусная кислота,либо ее смесь с фторсульфоновой кислотой.

Что касается региоселективности протонирования, во всех случаях присоединение протонапротекает по -положению к CF3-группе с образованием карбокатионногоцентра при -атоме углерода соответственно. Подобная селективностьобусловлена участием атома серы в стабилизации положительного заряда.1.2.3 Реакции со свободными радикалами.Основным направлением изучения радикальных процессов, связанныхстрифторметилалкенами,являетсяисследованиевозможностиихиспользования в качестве мономеров для полимеризации. Действительнооказалось, что 3,3,3-трифторпропен или 2-трифторметакриловая кислотаявляются ценными промышленными мономерами, и в работах [71-73] былиизучены методы их радикальной полимеризации. Однако, также известенпример радикального присоединения тетрагирофурана по двойной связитрифторпропена (схема 56) [73].RHCF3ORCF3OOCF3Схема 5642***Таким образом, анализ литературных данных показал, что реакции 1-арил-2галоген-3,3,3-трифторпропеновв условиях суперкислотной активации поддействием суперкислот Бренстеда не были изучены.

Характеристики

Список файлов диссертации