Диссертация (1150310), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Поэтому с помощью спектровHSQC13С-1Н и HSQC15N-1Н мы установили, что один из протонов (δ 7.52 м.д.)связан с атомом углерода (δ 121.0 м.д.), другой (δ 6.89 м.д.) – с атомом азота (δ(NH) ~75 м.д.). Таким образом, оксазолин 37c сразу же исключается из71рассмотрения. По спектрам HSQC и HMBC13С-1Н можно соотнести сигналыатомов углерода и водорода тиофенового кольца. В спектре HMBC13С-1Н протонH3' тиофенового кольца (δ 7.31 м.д.) и NH-протон дают сопоставимые по величинекросс-пики с атомом СН (δ 121.0 м.д.), что возможно для структур 37 и 37b, но недля 37a. Также виден кросс-пик между атомом C3' (δ 131.7 м.д.) и протоном H1 (δ7.52 м.д.).
Выбор между стереоизомерами 37 и 37b можно сделать на основанииспектра NOESY, в котором отсутствует кросс-пик между протонами H1 и NH, нонаблюдается ЯЭО между H1 и H3'. Поэтому мы считаем верной структуру 37.Схема 23Раскрытие азиридинового цикла по связи C–N под действием нуклеофиловможет происходить меж- и внутримолекулярно [146,147]. Известны реакции, вкоторых в роли нуклеофила выступает атом серы тиофена [148,149]. С учётомэтого, региоселективное образование енгидразина 37 можно объяснить какрезультат нуклеофильной атаки атома серы на ближайший атом углеродаазиридинового цикла с промежуточным образованием структуры 38 (Схема 24).Схема 2472Кроме того, для 3-тиенилзамещенного азиридина 5g образование схожегопродукта изомеризации не наблюдалось, что также говорит в пользу приведенногомеханизма.Схема 25Немногочисленные описанные в литературе синтезы 5-алкинилоксазоловосуществлены с помощью реакций кросс-сочетания с достаточно хорошимивыходами [36,37] (Схема 25). Однако исходные функционализированные оксазолы40,43 были получены в ходе нескольких менее успешных стадий, и в итогесуммарный выход целевых продуктов оказался низким.
Поэтому, подводя итоги,можно сказать, что предложенный и осуществлённый нами вариант получения5-алкинилоксазолов 34 через 2-ацилазиридины 5 является удобной альтернативойизвестным методам синтеза оксазолов 41,44, поскольку основан на доступных73исходных соединениях 1,2,4, обеспечивает сопоставимые суммарные выходыцелевых продуктов при небольшом количестве стадий и не требует использованиядорогостоящих катализаторов (Схема 25).
Кроме того, возможно введение воксазольный цикл и варьирование двух дополнительных заместителей, а тройнаясвязь с легко удаляемой ТМС-группой открывает широкие перспективыдальнейшей функционализации.2.7.Синтез N-арилсульфонилимидазоловФинальный этап нашей работы включал исследование возможностианалогичногопревращенияимидоилазиридинов2-имидоилазиридиновпроводиливгерметичныхвимидазолы.термостойкихТермолизстеклянныхреакторах в растворе абсолютного толуола. К сожалению, нагревание растворов 2(N-арилимидоил)азиридинов 9h,i при 140 °С и выше не привело к образованиюимидазолов 45h,i (Схема 26). Происходило сильное осмоление реакционныхсмесей, выделить из которых какие-либо индивидуальные соединения нам неудалось.Схема 26Тем не менее, из 2-(N-сульфонилимидоил)азиридинов 13a-o были полученыпродукты реакции с расширением кольца – N-сульфонилимидазолы 46a-o, однако снеожиданным положением заместителей (Схема 27).
Так, термолиз азиридинов13a-k привел не к ожидавшимся 2,5-дизамещенным (Введение, Схема 3), а к 2,4дизамещеннымN-сульфонилимидазолам46a-k.Соединения46a,c,d,e,iужеописаны в литературе [150], а структура 46k подтверждена методом РСА (Рис. 4).Строение 46j мы считаем сходным, поскольку сигнал гетероциклического протонанаблюдается при δ 7.35 м.д., что соответствует приведенной в литературе [151]области химических сдвигов δ 7.11-7.44 м.д. для протона H5 4-алкил-2-арил(алкил)741-сульфонилимидазолов,втовремякаксигналпротонаH45-алкил-1-сульфонилимидазолов находится в заметно более сильном поле δ 6.26-6.46 м.д.Схема 27Из азиридинов 13l,m с хорошими выходами были получены полностьюзамещённые имидазолы 46l,m.
Хотя из спироазиридина 13o при 120 °С за 12 чобразовывался только имидазол 46o (выход 44%), из азиридина 13n в тех жеусловиях имидазол 46n был получен с выходом всего 6%, зато его изомер 46n' – свыходом 51%. Однако при повышении температуры до 150 °С имидазол 46nстановился единственным продуктом (выход 32%). Более того, выделенныйимидазол 46n' превращался при этой температуре в изомер 46n с выходом 49%, нореакционная смесь сильно осмолялась.
Отнесение структур конденсированныхимидазолов сделано с помощью 2D NOESY спектров, где для структур 46n,oимеются кросс-пики между сигналами тозильной группы δ 7.29, 7.34 м.д. исвязанных с имидазольным кольцом метиленовых групп δ 4.01, 3.31 м.д., а дляструктуры 46n' ЯЭО наблюдается между протонами тозильной группы (δ 7.33 м.д.)и протоном H4 конденсированного фенильного кольца (δ 8.26 м.д.).75Рисунок 4. Структура имидазола 46k по данным РСА.Такиерезультатыможнообъяснитьпервоначальнымобразованиемимидазолов ожидавшегося строения и их последующей изомеризацией смиграцией сульфонильной группы от одного атома азота к другому.Для подтверждения миграции тозильной группы мы синтезировалитозилимин 12c-15N из15N-меченного оксима 47 и пара-толуолсульфинилхлорида(49) по известной реакции [152], а далее была проделана уже отработанная цепочкапревращений (Схема 28).
Меченный оксим 47 получен из халкона 6a и15NH2OH•HCl, а соединение 49 – из коммерчески доступной натриевой соли пара-толуолсульфиновой кислоты (48).Схема 2876На основании спектров ЯМР 15N и 13С соединения 46c-15N было установлено,что в конечном имидазоле тозильная группа связана уже с немеченым атомомазота. Так, по спектру HMBC 1H-15N немеченого соединения 46c были определенывеличины химических сдвигов обоих атомов азота – δ 207.6 (пиррольный) и 271.6(пиридиновый) м.д.
В спектре ЯМР15N 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.Дляопределениятого,являетсялинаблюдаемая1,3-миграциясульфонильной группы внутри- или межмолекулярной, мы провели совместныйтермолиз эквимолярных количеств азиридинов 13i и 13k при 140 °С в толуоле(Схема 29). В результате, согласно спектру ЯМР1H и масс-спектру (ЭСИ)реакционной смеси, а также данным ТСХ, были получены только продуктывнутримолекулярной миграции 46i,46k, а кросс-продукты 46c,46ki зафиксированыне были.Схема 2977С учетом этого, мы считаем, что превращение соединений 13 в 46начинается с раскрытия азиридинового кольца, давая азометинилид 51, врезонансной структуре 51b которого отрицательный заряд на атоме азота можетэффективно стабилизироваться сопряжением с электроноакцепторной сульфогруппой.
Далее последовательно происходит 1,5-электроциклизация илида 51 вимидазолин 52, его ароматизация в имидазол 46' за счет элиминированияфталимида и последующая изомеризация в менее стерически загруженный изомер46 в результате внутримолекулярной 1,3-миграции сульфонильной группы (Схема30).
По-видимому, имидазолы 46', за исключением 46n', в условиях реакциилабильны и сразу же превращаются в более устойчивые имидазолы 46.Схема 30Мы предполагаем, что движущей силой сульфонильного сдвига являетсяуменьшение стерического отталкивания между арилсульфонильной группой ирасположенными рядом заместителями, поскольку миграция идёт к менеепространственно-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 к конденсированному имидазолу 46n'различие между стерическим окружением двух атомов азота уже не столь велико.Это приводит к тому, что необходимо прикладывать дополнительное воздействиедля того, чтобы миграция шла.78Такимобразом,термическоерасширениецикла2-(N-сульфонилимидоил)азиридинов в N-сульфонилимидазолы является их общимхарактерным превращением. Оно сопровождается внутримолекулярной миграциейарилсульфонильной группы и в случае азиридинов 13a-k приводит к 2,4дизамещенным N-сульфонилимидазолам 46a-k. Последние далее могут бытьпревращены, например, в соответствующие NH имидазолы или проалкилированыпо атому N-3 с одновременным удалением защитной сульфонильной группы иобразованием 1,2,5-тризамещенных имидазолов [150].793.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
