Автореферат (1150308), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В большинстве случаев при комнатнойтемпературе их (E/Z)-изомеризация идёт медленно в шкале времени ЯМР, вспектрах можно зафиксировать присутствие обеих форм, однако в спектре ЯМР 1Hсоединения 8i видны лишь усредненные, сильно уширенные сигналы, и только при-20 °С удается наблюдать два комплекта сигналов, соответствующих двумизомерным формам. Это согласуется с уже наблюдавшейся ранее зависимостью:чем более π-электроноакцепторный заместитель стоит у атома азота в7N-арилиминах, т.е. чем сильнее его сопряжение с неподеленной парой атома азота,тем ниже барьер изомеризации и ниже температура коалесценции.N-Сульфонилимины 12 получены с хорошими выходами из известныхнепредельных кетонов с (E)-конфигурацией двойной связи и арилсульфонамидовтакже при использовании системы TiCl4/Et3N (табл.
3). Посколькуарилсульфонамиды менее активны чем арил(алкил)амины, для завершения реакциитребуется многочасовое кипячение. Как правило, изменения конфигурации связиC=C в условиях реакции не наблюдалось, однако в двух случаях были полученысмеси (E/Z)-стереоизомеров, 12l,l' и 12m,m', которые были разделены хроматографически. При этом, согласно данным РСА, имины 12l (1E,2E)- и 12l' (1Z,2Z)имеют и различную конфигурацию связи C=N.Таблица 3Обычно N-сульфонилимины имеют невысокий барьер (E/Z)-изомеризации посвязи C=N, что проявляется уширением некоторых сигналов в спектрах ЯМР 1H и13C иминов 12a-j и 12l-o, снятых при комнатной температуре. В противоположность этому, сильно скрученные имины 12l',m' с (Z)-конфигурацией и связи C=C, исвязи C=N имеют в спектрах ЯМР при комнатной температуре один комплектсигналов с узкими линиями, что говорит об отсутствии медленных в шкалевремени ЯМР динамических процессов.Исходя из стерических соображений и отсутствия уширения сигналов вспектрах ЯМР 1H и 13C при комнатной температуре, можно полагать, что имин 12kс трет-бутильным заместителем, скорее всего, имеет фиксированую (Е)-конфигурацию связи C=N.82.2.Окислительное присоединение N-аминофталимида к енинонамПосле успешного синтеза ряда енинонов 3a-k мы решили изучить ихповедение в условиях реакции окислительного фталимидоазиридинирования.Ениноны 3 оказались довольно активными субстратами, и для их полнойконверсии согласно данным ТСХ потребовался лишь небольшой избыток (10%мол) тетраацетата свинца и N-аминофталимида.
При этом с выходами 62-89% былиполучены только N-фталимидоазиридины 5a-k (табл. 4).Таблица 4Енинон3a3b3c3d3e3f3g3h3i3j3kR1R24-NO2C6H4H4-ClC6H4HPhH4-MeC6H4H4-MeOC6H4H2-ThienylH3-ThienylHN-Phenylpyrazol-4-ylHPhPhPh4-MeOC6H4Ph4-NO2C6H4Азиридин Выход, %5a5b5c5d5e5f5g5h5i5j5k8976727672656266787481Дизамещенные азиридины 5a-h при 25 °C существуют в виде смеси двухинвертомеров со значительным преобладанием одного из них, о чемсвидетельствуют два комплекта сигналов в спектрах ЯМР 1H.
Причиной этогоявляется замедленная в шкале времени ЯМР инверсия эндоциклического атомаазота. Тризамещенные азиридины 5i-k существуют в виде единственногоинвертомера, вероятно, с анти-расположением фталимидной группы и двухарильных колец. Все азиридины 5a-k ранее не описаны, их строение и составподтверждены спектрами ЯМР 1H и 13С, данными масс-спектров.2.3.Окислительноеприсоединениеарилиминам халконовN-аминофталимидакN-Окислительное присоединение N-аминофталимида к N-арилиминам халконов8a-n (табл. 5) привело к образованию пиразолов 31 с хорошими выходами, заисключением иминов 8h,i с электроноакцепторными ароматическими9заместителями.
Однако этого удалось достичь только при использовании большогоизбытка (3 экв.) N-аминофталимида и тетраацетата свинца. Из N-алкилиминов 8o,pи N-(4-метоксифенил)имина бензилиденацетона 8r получены лишь сложныемногокомпонентные смеси, из которых ни пиразолы, ни 2-имидоилазиридинывыделены не были.Таблица 51-азадиен8a8b8c8d8e8f8g8h8i8j8k8l8m8nR1HMeMeMeMeOMeOMeOMeOMeClClNO2MeMeR2HHHHHHHHHHHHOMeNO2R3пиразол Выход (%)Me7531aOMe7231bCl5831cBr5531dCO2Me4631eMe6731fCl5931gCN3131hNO22431iOMe6831jMe7031kOMe6331lOMe5431mOMe5031nРеакция протекала в течение нескольких минут при комнатной температуре.Пиразолы 31a-n были выделены с помощью колоночной хроматографии насиликагеле.
Спектры ЯМР 1H и температуры плавления известных ранеесоединений 31a и 31g хорошо согласуются с литературными данными. Всеостальные вещества получены впервые и охарактеризованы спектрами ЯМР 1H, 13Cи данными HRMS (ESI).Побочнымипродуктамитутявляютсяожидавшиесяизначальноимидоилазиридины, получающиеся в результате [2+1]-циклоприсоединениянитреноида по связи C=C.
К сожалению, эти соединения не удавалось выделить в10чистом виде с помощью колоночной хроматографии на силикагеле из-за ихгидролиза. Так, для соединения 8a в результате разделения реакционной смесибыли получены лишь фракции, содержащие, согласно спектрам ЯМР 1H, кромеимидоилазиридина 9a, продукт его гидролиза – бензоилазиридин 32, синтезированный ранее азиридинированием халкона.Тем не менее, путём раскристаллизации смеси продуктов реакции с иминами8h,i мы смогли выделить не только пиразолы 31h,i, но и имидоилазиридины 9h,i.Спектры ЯМР 1H растворов соединений 9h,i в CDCl3, снятые при комнатнойтемпературе, оказались плохо трактуемы из-за уширения нескольких сигналов, чтоговорит о наличии в их растворах быстрых в шкале времени ЯМР динамическихпроцессов, однако при -20 °С в них уже чётко видны 3 комплекта сигналов,отвечающих трем изомерным формам в соотношении 0.14/0.16/1.00 для 9h и0.13/0.13/1.00 для 9i.
Известно, что у N-фталимидоазиридинов барьер пирамидальной инверсии азиридинового атома азота настолько высок, что при комнатнойтемпературе сигналы двух инвертомеров в их спектрах ЯМР наблюдаютсяраздельно. Поэтому можно полагать, что уширение сигналов в спектрах ЯМРазиридинов 9h,i при комнатной температуре не связано с инверсиейэндоциклического атома азота, а обусловлено, скорее всего, быстрой (E/Z)изомеризацией по связи C=N, наблюдавшейся уже в исходных иминах.11Учитывая присутствие в молекулах азиридинов 9h,i двух стереогенныхэлементов, можно было ожидать наличия в их низкотемпературных спектрах ЯМРсигналов четырех стереоизомерных форм, однако одну из них зафиксировать неудалось. При -20 °С в спектрах ЯМР 1H соединений 9h,i имеются три парыхарактеристичных дублетов протонов азиридинового цикла с немногоразличающимися величинами вицинальных КССВ.
Эти сигналы для основнойформы азиридинов 9h (9i) наблюдаются при δ 3.97 (3.98) (H2) и 4.80 (4.80) (H3) м.д.,одной минорной формы – при 4.33 (4.34) (H3) и 4.94 (4.95) (H2) м.д., а второй –при 3.56 (3.61) (H3) и 5.40 (5.43) (H2) м.д. Значения вицинальных КССВ 3J = 5.2-5.8Гц указывают на транс-расположение протонов азиридинового цикла во всех трехформах обоих соединений. В спектрах ЯМР 13C сигналы азиридиновых атомовуглерода основной формы располагаются при δ 50.8 (51.1) (C3) и 52.3 (52.2) (C2)м.д., первой минорной формы – при 47.2 (47.2) (C2) и 52.8 (53.0) (C3) м.д., а второй– при 42.6 (42.8) (C2) и 51.7 (51.7) (C3) м.д.
Соотнесение сигналов протонов иатомов углерода проведено с помощью спектров HSQC и HMBC 1H-13C.Для определения пространственной структуры этих изомерных форм мысняли спектр NOESY 1Н-1Н соединения 9i при -55 °С, поскольку при этойтемпературе переходы между формами почти полностью заторможены. Однако изнего на основании наличия кросс-пика между сигналами δ 6.48 (HoC) и 7.47-7.50м.д.
(HoA, HoB) можно сделать только вывод об (Е)-конфигурации связи C=N восновной форме. Об ориентации фталимидного заместителя можно судить наосновании того, что он, как правило, дезэкранирует син-расположенный к немупротон, а неподеленная пара эндоциклического атома азота, наоборот, егоэкранирует. Так как в основной форме [syn-, (E)-N] 9i величина химического сдвигапротона H2 (3.98 м.д.) намного меньше, а протона H3 (4.80 м.д.) – намного больше,чем в двух других формах (δ(H2) = 4.95 [anti-, (E)-N], 5.43 [anti-, (Z)-N] и δ(H3) =4.34 [anti-, (E)-N], 3.61 [anti-, (Z)-N] м.д.), и последовательность этих сигналовинвертируется, можно заключить, что в основной форме фталимидный заместительи протон Н3 ориентированы син-, а в минорных – анти- по отношению друг к другу(аналогично и для 9h).
Поскольку повышение температуры от -55 °С до 25 °Спрактически не влияет на вид сигналов основной формы азиридина 9i в спектреЯМР 1H, очевидно, что процесс (Е/Z)-изомеризации по связи C=N в ней сильнозамедлен или не идёт вообще, скорее всего, по стерическим причинам.Для определения конфигурации связи C=N в легко переходящих друг в другаминорных формах мы использовали то обстоятельство, что при цис-расположениизаслоняющих друг друга арильных заместителей в спектрах ЯМР 1H проявляетсяих взаимное экранирование. Наиболее чувствительными к этому эффектуоказываются орто-протоны фенильного кольца B (HoB).
Для одной минорнойформы [anti-, (Z)-N] соединений 9h,i их сигнал располагается в области δ 8.03-8.10м.д., а для другой [anti-, (E)-N] он входит в мультиплеты при 7.23-7.38 м.д..12Наконец, пространственное строение азиридина 9i подтверждено даннымиРСА, согласно которым его структура в твердой фазе отвечает его основной форме[syn-, (E)-N] в растворе CDCl3.Образование пиразолов 31 можно было бы трактовать как результатпервоначальной атаки нитреноида по связи С=С, сопровождающейсяизомеризацией азиридинов 9 в пиразолины 33 в результате разрыва связи C–N идальнейшей ароматизацией последних. Однако оказывается, что азиридины 9 неявляются промежуточными продуктами в этом превращении.
Так, выдерживаниесодержащих азиридины реакционных смесей в течение нескольких часов неприводит к увеличению выходов пиразолов, да и окисление N-аминофталимидатетраацетатом свинца в присутствии выделенных имидоилазиридинов 9h,i не даетпиразолы 31h,i, т.е. в условиях реакции это превращение также исключается. Болеетого, на силикагеле происходит только гидролиз имидоилазиридинов доацилазиридинов. Поэтому последовательность процессов, приводящая к пиразолам31, на наш взгляд, начинается с атаки нитреноида по неподеленной электроннойпаре иминного атома азота; приводящей к винилазометиниминам 32. Эти илидыдалее претерпевают 1,5-электроциклизацию в пиразолины 33, которые послеэлиминирования фталимида дают конечные соединения 31.Предложенный нами механизм подразумевает, что при снижениинуклеофильности атома азота в имине более реакционноспособным центромстановится C=C связь, и легче идет образование азиридина.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
