Диссертация (1150220), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Khlebnikov, M.S.Novikov // Beilstein J. Org. Chem. – 2015. – Vol. 11. – P. 1732-1740;˗Galenko, E.E. Metal/organo relay catalysis in one-pot synthesis of methyl4-aminopyrrole-2-carboxylates from 5-methoxyisoxazoles and pyridinium ylides / E.E.Galenko, O.A. Tomashenko, A.F. Khlebnikov, M.S. Novikov // Org. Biomol. Chem.
–2015. – Vol. 13. – P. 9825-9833,и тезисы 2 докладов на конференциях:\˗Galenko, A.V. One-pot 2,4-dicarbonylpyrroles synthesis from isoxazoles and1,3-dicarbonyl compounds under Fe/Ni multicatalysis / A.V. Galenko, E.E. Galenko,A.F. Khlebnikov // Book of abstracts of IX International conference of young scientistson chemistry „Mendeleev-2015”, 7-10 of April 2015, Saint-Petersburg;˗Галенко, Е.Е. Изоксазолы в синтезе диазопирролов // Е.Е.
Галенко, А.Ф.Хлебников // Кластер конференций «Оргхим-2016» - конференция «Успехи химиигетероциклических соединений», 27 июня – 1 июля 2016, Санкт-Петербург.Структура и объём работы.Материал диссертации изложен на 209 страницах и включает 5 схем, 18 таблиц и 13рисунков. Работа состоит из титульного листа, оглавления, введения, обзоралитературы, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов, спискалитературы и приложения. Библиографический список содержит 202 наименования.8Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант 14-03-00187) иСанкт-Петербургского Государственного Университета (грант № 12.38.217.2015).АвторблагодаритРесурсныецентрыМагнитно-резонансныхметодовисследования, Методов анализа состава вещества, Рентгенодифракционных методовисследования, Ресурсный Образовательный Центр по направлению химия и Ресурсныйцентр оптических и лазерных методов исследования веществ Научного Парка СанктПетербургского Государственного Университета за сотрудничество.92.
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ2.1. Реакции с участием взаимопревращений изоксазол – 2Н-азиринИзоксазолы и 2Н-азирины широко используются в синтезе разнообразныхгетероциклических соединений1-4. Поскольку при определенных условиях может бытьреализовановзаимопревращениеизоксазол─2-карбонил-замещенный2Н-азирин, эти два класса соединений могут рассматриваться как синтетическиэквивалентные. Это позволяет выбирать изоксазол или азирин в качестве исходного илипромежуточного соединения в синтетической схеме в зависимости от их относительнойдоступности, устойчивости, толерантности к заместителям, специфической реакционнойспособности и других обстоятельств.
Методы взаимопревращения изоксазол –2Н-азирин, которые условно можно разделить по способу инициирования превращенияна термический, фотохимический и каталитический, рассмотрены далее.2.1.1. Термические превращения изоксазол – 2Н-азиринПервое термическое превращение изоксазола в 2Н-азирин продемонстрировалT. Nishiwaki в 1969 г. на примере изомеризации 5-алкокси-3-арилизоксазолов 1 в2-алкоксикарбонил-3-арил-2Н-азирины 3.5 Было показано, что в силу термическойнестабильностиазириновпроцессизомеризациинеобходимотщательноконтролировать. Увеличение конверсии изоксазола при длительном нагреванииприводит к сильному осмолению реакционной смеси и уменьшению выхода азирина.6Было установлено, что температура реакции и скорость превращения 5-алкокси-3арилизоксазолов в азирины сильно зависят от заместителей в бензольном кольце.
Таказирины 3a-c были получены с выходами 50-70% при нагревании соответствующихизоксазолов 1 при 200 °С, тогда как при нагревании изоксазола 1d при 180 °С сразу жепроисходило полное осмоление. Азирин 3d был получен с выходом только 33% примедленном нагревании изоксазола 1d от 130 до 190 °С. Азирины 3е-g удалось получитьнагреванием при 200 °С с выходами 50, 62 и 18%, соответственно. Тиоаналоги5-алкоксиизоксазолов, 5-алкилсульфанилизоксазолы 4, начинают изомеризоваться сзаметной скоростью при более высокой температуре (230 °С).
610Авторы предположили,6 что изомеризация изоксазолов происходит в результатегомолитического разрыва связи N-O с образованием бирадикала 2 и последующейрециклизации.Изучение кинетики термической изомеризации изоксазолов 3a,d,e,f и 3h показало,что донорные заместители в бензольном кольце облегчают изомеризацию, при этомконстантыскоростиизомеризациикоррелируютсσ+-константами.7 На этом основании авторы сделали вывод о том, что изомеризацияпротекает через нитрен, а не бирадикал, так как только в этом случае, по их мнению,будет иметь место прямое полярное сопряжение заместителя в ароматическом ядре сположительным зарядом, возникающим на реакционном центре в переходномсостоянии.Описаноприменениедоминокаскада«конденсацияКневенагеля–внутримолекулярная реакция гетеро-Дильса-Альдера» для синтеза конденсированного11изоксазола 8 (84%).8 Было обнаружено, что при увеличении времени проведенияреакции (кипячении в ацетонитриле в течение 5 дней или толуоле – 3 дня),промежуточнообразующийся5-алкоксиизоксазолом,изоксазолнеселективно8,изомеризуетсяформальносявляющийсяобразованиемсмесистереоизомеров спиро-азиринов 9a,b (91%, a:b = 45:55).В аналогичной последовательности реакций изоксазолона 7 с пиримидиновымианалогами вещества 6, соединениями 10, промежуточные изоксазолы детектировать неудалось, поскольку в условиях реакции они изомеризовались в соответствующиеазирины 11a,b.9Изоксазолы, содержащие 5-амино-заместитель,также относительнолегкопревращаются в соответствующие азирины.
Так, 2Н-азирины 13, содержащие во второмположении амидную группу, были генерированы термолизом 5-аминоизоксазолов 12.10Варьируя температуру термолиза, удалось с умеренными выходами получить ряднестабильных 2-(аминокарбонил)-2Н-азиринов 13: R = H (73%), Cl (36%) (кипячение втетралине, 207 °С); R = Me (52%) (кипячение в декалине, 186 °С). При фотолизеизоксазолов 12 превращение в азирины 13 также происходило, однако выходыпродуктов были значительно ниже.12Термическое превращение изоксазолов в азирины было использовано также всинтезе ключевых структурных элементов циклопептидных алкалоидов.11 Былонайдено, что при кратковременном нагревании изоксазолов 14 при 175-260 °С безрастворителя в инертной атмосфере азирины 15 получаются с выходами 52-90%.
В тоже время термолиз или фотолиз растворов 14 приводит к осмолению реакционной смесии значительному снижению выходов азиринов 15.5-Морфолино-замещенные изоксазолы 16a,b изомеризуются в соответствующиеазирины в кипящем анизоле.12 Так нагревание 16а при 154 °С в течение 14 часовпривело к образованию азирина 17а (43%). Эпимер азирина 17 претерпеваетвнутримолекулярное [4+2]-циклоприсоединение к енольной форме циклопентеноновогофрагмента с образованием 2-азатетрацикло[4.3.0.02,4.03,7]нонана 18а (3%).
Кипячение16b в анизоле в течение 4 часов дает 17b (17%) и 18b (10%).Известен только один пример термической изомеризации «5-С-замещенного»изоксазола в азирин. Флеш-вакуумный пиролиз (FVP) изоксазола 19 при 300-500 °Спривел к образованию азирина 20 и димера 22.13 Конверсия изоксазола 19 и выходпродуктов 20 и 22 зависели от температуры пиролиза, при этом оптимальной дляобразования азирина 20 оказалась температура 350 °С. Было установлено, что при болеевысоких температурах (> 400 °С) происходит изомеризация азирина 20 в оксазол 21.13Padwa и сотр.
предположили, что термическая изомеризация 4-ацилизоксазолов23a-c в оксазолы 25a-c протекает через промежуточное образование 2,2-диацил-2Назиринов 24a-c.14 Позднее азирин 24b был синтезирован и его кипячение в MeOHпривело к образованию оксазола 25b с выходом 50%.15Исследование термического превращения 3,5-диметилизоксазола 26 методомимпульсного пиролиза с матричной изоляцией продуктов показало, что при 600 °Собразуются 2-ацетил-3-метил-2Н-азирин 28 и 2,5-диметилоксазол 29, тогда как приболее высоких температурах фиксируется только 2,5-диметилоксазол.16 С помощьюквантово-химических расчетов многоконфигурационным методом CASSCF былопоказано, что карбонил-замещенный винилнитрен 27а играет ключевую роль впроисходящих при пиролизе перегруппировках, при этом согласно расчетным даннымвинилнитрен 27а представляет собой синглетный бирадикал с открытой электроннойоболочкой.В литературе также представлены немногочисленные примеры обратногопроцесса – термического превращения 2-ацил-2Н-азиринов в изоксазолы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
