Автореферат (1150308), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Это полностьюсогласуется с тем, что для иминов 8h,i с сильно акцепторными арильнымизаместителями у атома азота выходы соответствующих пиразолов низкие, и в то жевремя, возможно выделить азиридины 9h,i с хорошими выходами.132.4.Окислительное присоединение N-аминофталимида к α,βнепредельным N-арилсульфонилиминамОкислительное присоединение N-аминофталимида к 1-азадиенам 12 с сильноэлектроноакцепторной сульфогруппой при атоме азота в большинстве случаевпривело только к соответствующим 2-имидоилазиридинам с хорошими выходами(табл. 6).
Полной конверсии (согласно данным ТСХ) иминов 12a-o, заисключением соединения 12k, удалось достичь при использовании двухэквивалентов N-аминофталимида и тетраацетата свинца. Хотя сильно скрученныеимины 12l',m' не вступали в реакцию окислительного фталимидоазиридинирования, из их стереоизомеров 12l,m успешно получены тризамещенныеазиридины 13l,m.
Азиридин с объёмистым трет-бутилимидоильным заместителем13k получен лишь с 20% выходом; при этом, согласно данным ТСХ, в реакционнойсмеси оставалось ещё много исходного соединения 12k. Очистка 2-имидоилазиридинов 13 с помощью хроматографии на силикагеле затруднена из-запротекания гидролиза по иминогруппе, и эти соединения были выделены в чистомвиде с помощью кристаллизации.Таблица 6Известно, что для успешного фталимидоазиридинирования олефинов снепредельными заместителями требуется принятие фрагментом C=C–C=X (где X =C, O) s-цис-конформации, а подход нитреноида к связи C=C идет с той стороны,где располагается непредельный заместитель C=X.
При этом возникаютстабилизирующие переходное состояние вторичные орбитальные взаимодействия14между связью C=O фталимидной группы и связью C=X непредельного субстрата.Возможно, что инертность иминов 12l',m' и низкая реакционная способностьсубстрата 12k обусловлены стерическими затруднениями, возникающими для нихв s-цис-конформации фрагмента C=C–C=N, в которой значительная частьсвободного пространства перед связью C=C закрывается направленной в еёсторону арилсульфонильной группой.Из-за замедленной в шкале времени ЯМР инверсии эндоциклического атомаазота дизамещенные азиридины 13a-j существуют в виде смеси двухинвертомеров, соотношение которых варьируется от 0.14:1 до 0.44:1. Азиридин 13kпредставлен единственным инвертомером с фиксированной (Z)-конфигурациейсвязи C=N, в котором объёмистый имидоильный фрагмент с трет-бутильнымзаместителем располагается анти- по отношению к фталимидной группе.Тризамещенные азиридины 13l-o существуют в виде единственного инвертомера ссин-расположением фталимидного заместителя и азиридинового протона(имидоильного фрагмента).
Структуры соединений 13f,k,m,o подтвержденыданными РСА.2.5.Синтез 5-(триметилсилилэтинил)оксазоловТермолиз азиридинов 5a-k привел к оксазолам 34a-k в большинстве случаев схорошими выходами (табл. 7).Таблица 7Азиридин5a5b5c5d5e5f5g5h5i5j5kR1R24-NO2C6H4H4-ClC6H4HPhH4-MeC6H4H4-MeOC6H4H2-ThienylH3-ThienylHN-Phenylpyrazol-4-ylHPhPhPh4-MeOC6H4Ph4-NO2C6H415T, °C t, ч Оксазол Выход, %14014013011011010012013011011011062.5374.556677734a34b34c34d34e34f34g34h34i34j34k6662614950462830726972Все опыты проводились в герметичных термостойких стеклянных реакторах врастворе абсолютного толуола. Оптимальную температуру проведения реакцииопределяли, анализируя методом ТСХ изменение состава реакционной смеси за 30мин нагревания при постоянной температуре, повышая её от 80 ºC с шагом в 10 ºC.При нагревании азиридинов 5 происходит раскрытие цикла по C–C связи вазометинилиды 35, претерпевающие 1,5-электроциклизацию в оксазолины 36, адалее идёт ароматизация в оксазолы 34 путём отщепления фталимида.Стоит отметить, что конверсия дизамещенных азиридинов 5a-h сэлектронодонорным заместителем R1 обычно идёт при более низкой температуре.Это можно объяснить подачей электронной плотности на катионный центр, чтоприводит к стабилизации промежуточно образующихся азометинилидов 35.Однако в этих случаях происходило также осмоление реакционных смесей, повидимому, из-за облегчения протекания побочных процессов, поэтому выходыоксазолов 34d-h с электронодонорными заместителями R1 оказались ниже, чемостальных.
Процесс превращения азиридинов 5i-k в оксазолы 34i-k оказалсянечувствительным к изменению электронного характера заместителя при второматоме углерода азиридинового цикла.Неожиданным оказался результат нагревания тиенилзамещенного азиридина5f, где помимо оксазола 34f был выделен побочный продукт изомеризацииазиридина – енгидразин 37. Его структура была определена с помощью спектров15N-1Н, 13С-1Н HSQC, HMBC и спектра NOESY.Подводя итоги, можно сказать, что осуществлённый нами вариант синтеза5-алкинилоксазолов 34 через 2-ацилазиридины 5 является удобной альтернативойизвестным методам синтеза 5-алкинилоксазолов, поскольку основан на доступныхисходных соединениях, обеспечивает сопоставимые суммарные выходы целевыхпродуктов при небольшом количестве стадий и не требует использованиядорогостоящих катализаторов.
Кроме того, тройная связь с легко удаляемой ТМСгруппой открывает широкие перспективы дальнейшей функционализации.162.6.Синтез N-арилсульфонилимидазоловФинальный этап нашей работы включал исследование возможностианалогичного превращения 2-имидоилазиридинов в имидазолы. К сожалению,нагревание растворов 2-(N-арилимидоил)азиридинов 9h,i при 140 °С и выше непривело к образованию имидазолов.
Происходило сильное осмоление реакционныхсмесей, выделить из которых какие-либо индивидуальные соединения нам неудалось. Тем не менее, из 2-(N-сульфонилимидоил)азиридинов 13a-o былиполучены продукты реакции с расширением кольца – N-сульфонилимидазолы 46ao, однако с неожиданным положением заместителей. Так, термолиз азиридинов13a-k привел не к ожидавшимся 2,5-дизамещенным, а к 2,4-дизамещеннымN-сульфонилимидазолам 46a-k (табл. 8). Соединения 46a,c,d,e,i уже описаны влитературе, а структура 46k подтверждена методом РСА.Таблица 8Хотя из 13o при 120 °С за 12 ч образовывался только имидазол 46o (выход44%), из азиридина 13n в тех же условиях получалась смесь изомеров 46n и 46n'.Однако при повышении температуры до 150 °С имидазол 46n становилсяединственным продуктом (выход 32%). Более того, выделенный имидазол 46n'превращался при этой температуре в изомер 46n с выходом 49%, но реакционнаясмесь сильно осмолялась.
Отнесение структур конденсированных имидазоловсделано с помощью 2D NOESY спектров.17Такие результаты можно объяснить первоначальным образованиемимидазолов ожидавшегося строения и их последующей изомеризацией смиграцией сульфонильной группы от одного атома азота к другому. Дляподтверждения миграции тозильной группы мы синтезировали тозилимин 12c-15Nиз 15N-меченого оксима 47 и п-толуолсульфинилхлорида (49) по известнойреакции, а далее была проделана уже отработанная цепочка превращений.Меченый оксим 47 получен из халкона 6a и 15NH2OH•HCl, а соединение 49 – изкоммерчески доступной натриевой соли п-толуолсульфиновой кислоты (48).На основании спектров ЯМР 15N и 13С соединения 46c-15N установлено, что вконечном имидазоле тозильная группа связана уже с немеченым атомом азота.
Так,по спектру HMBC 1H-15N немеченого соединения 46c были определены величиныхимических сдвигов обоих атомов азота – δ 207.6 (пиррольный) и 271.6(пиридиновый) м.д. В спектре ЯМР 15N меченого соединения 46c-15N имеетсятолько сигнал δ 271.6 м.д. атома азота пиридинового типа, т.е. тозильногозаместителя при нём уже нет. В согласии с этим, в его спектре ЯМР 13С дублетныесигналы ипсо-атомов углерода обоих фенильных колец при δ 129.5 и 132.2 м.д.имеют одинаковую КССВ 2J (N,С) = 5.9 Гц, что говорит о равноудаленностифенильных групп от меченого атома азота.Для определения того, является ли наблюдаемая 1,3-миграция сульфонильнойгруппы внутри- или межмолекулярной, мы провели совместный термолизэквимолярных количеств азиридинов 13i и 13k при 140 °С в толуоле. В результате,согласно спектру ЯМР 1H и масс-спектру (ЭСИ) реакционной смеси, а такжеданным ТСХ, были получены только продукты внутримолекулярной миграции46i,46k, а кросс-продукты 46c,46ki зафиксированы не были.18С учетом этого, мы считаем, что превращение соединений 13 в 46 начинаетсяс раскрытия азиридинового кольца в азометинилид 51, в котором отрицательныйзаряд может эффективно стабилизироваться сопряжением с электроноакцепторнойсульфогруппой.
Далее происходит 1,5-электроциклизация илида 51 в имидазолин52, его ароматизация в имидазол 46' за счет элиминирования фталимида ипоследующая изомеризация в менее стерически загруженный изомер 46 врезультате внутримолекулярной 1,3-миграции сульфонильной группы.
Повидимому, имидазолы 46', за исключением 46n', в условиях реакции лабильны исразу же превращаются в более устойчивые имидазолы 46.Мы предполагаем, что движущей силой сульфонильного сдвига являетсяуменьшение стерического отталкивания между арилсульфонильной группой ирасположенными рядом заместителями, поскольку миграция идёт к менее19пространственно-загруженному атому азота (R2 имеет меньший эффективныйобъем, чем R3). Для структур 46l,m эта перегруппировка является вырожденной ине влияет на результат реакции.
При этом, видно, что при переходе кконденсированному имидазолу 46n' различие между стерическим окружениемдвух атомов азота уже не столь велико. Это приводит к тому, что необходимоприкладывать дополнительное воздействие для того, чтобы миграция шла.3. Приложение9i12l12l'13f13k13m13o46kРисунок 1. Структуры ряда полученных соединений по данным РСА20Выводы1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
