Диссертация (1150310), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Было показано, что 2-винилазиридины 91 с гетероциклическимизаместителями при атоме азота превращаются в 3-пирролины 93 (Схема 23) [69].Для данной изомеризации предложен механизм, аналогичный принятому длявинилциклопропан-циклопентеновойперегруппировкиидопускающийобразование бирадикального интермедиата 92.22Схема 23При термолизе 1-[(4-нитробензил)оксикарбонил]азиридина 94, в основном,образовывался 2-пирролин 95, а 3-пирролин 96 был минорным продуктом (Схема24) [70]. Соотношение изомеров зависело от состояния стекла реакционногососуда. Если стекло предварительно обрабатывали кислотой, а затем водой, топосле завершения реакции соотношение продуктов 95 : 96 составляло 96:4, а еслинет, то было 75:25. Причем в условиях термолиза, а также при добавлениинебольшого количества уксусной кислоты изомерные пирролины друг в друга непревращались.Схема 24Эта перегруппировка была успешно использована в синтезе ацетонида (+)тригидроксигелиотридана (пирролизидинового алкалоида) (Схема 25).
В условияхфлэш-вакуумного пиролиза из азиридина 97 был получен тетрагидропирролизин 98[71].Посколькуизсмесидиастереомерныхвинилазиридиновполучалсяединственный изомер продукта, здесь в качестве интермедиата авторами былпредложен илид 100 или бирадикал 101.23Схема 25Термолиз 2-алкенил-3-фенилазиридинов 102 проходил через промежуточноеобразование азометинилидов 103 и после их 1,5-электроциклизации давал 2пирролины 104 (Схема 26) [72].
В то же время, основным превращениемазиридинов 105 без фенильного заместителя в трёхчленном цикле был [1,5]водородный сдвиг, приводящий к непредельным иминам 106.Схема 2624Обнаружено, что изомеризация 2-(1,3-бутадиенил)-N-тозилазиридинов 107 в2-винил-N-тозил-3-пирролины 108 катализируется комплексом Pd(PPh3)4 (Схема27) [73]. Причем наличие диенового фрагмента в боковой цепи являетсяобязательным условием для протекания данного превращения. Отмечается, чтореакция 2-винил-N-тозилазиридина приводила к сложной смеси продуктов, средикоторых 3-пирролин зафиксирован не был.Схема 27Запоследниенескольколетвышлиработыпокатализируемойгексафторацетилацетонатом меди (II) (Cu(hfacac)2) изомеризации 2-алкенил-Nсульфонилазиридинов в N-сульфонил-3-пирролины [74-76].
Причем оказалось, чтоона протекает стереоспецифично: хиральные транс- и цис-азиридины давали,соответственно, хиральные 2,5-цис- и 2,5-транс-3-пирролины (Схема 28) [75].Схема 2825Позже выяснилось [76], что истинным катализатором является производноемеди (I), так как при добавлении в реакционную среду восстановителей илииспользовании комплексов меди (I), реакция ускорялась и характеризоваласьотсутствием индукционного периода(предположительно, из-за облегченияодноэлектронного переноса). Также при исследовании кинетики превращенияпара-замещённых 2-винил-N-арилсульфонилазиридинов было установлено, чтопри введении электроноакцепторных сульфонильных заместителей реакцияускоряется.Изомеризация 2-винил-N-тозилазиридинов 113 под действием иодида натрияили лития при микроволновом облучении также приводит к 3-пирролинам (Схема29) [77].
Предполагается, что раскрытие азиридинового цикла протекает как S N2'реакция с атакой на более доступную терминальную двойную связь. При этомобразуется аллилиодид 114, циклизация которого дает конечный продукт. Данноепревращениеэнантиомерночистого2-винилазиридина116можетбытьиспользовано в синтезе природного соединения (–)-анизомицина, проявляющегоантибактериальные свойства (Схема 29).Схема 29261.1.2.2.2-АлкинилазиридиныРазличные ди- и тризамещённые 2-алкинил-N-фталимидоазиридины 118циклоизомеризуютсявсоответствующиеN-фталимидопирролы119прииспользовании 5 мол % Ph3PAuCl/AgOTf при 50 ˚C в тетрагидрофуране (Схема 30)[78]. Активным катализатором, по-видимому, является Ph3PAuOTf, поскольку вприсутствии только AgOTf никаких превращений азиридинов 118 не наблюдается.Реакция совместима с различными функциональными группами и в большинствеслучаев обеспечивает хорошие выходы продуктов.Схема 30Предполагается, что изомеризация начинается с активации тройной связиионом золота (Схема 31).
Это облегчает нуклеофильную атаку атомом азота накоординированную тройную связь и последующее раскрытие цикла, что приводитк золотоорганическому соединению 121, после протодеметаллирования которогополучается конечный пиррол 119. Образование золотоорганического соединенияподтверждается тем, что при проведении реакции в CD3OD внедрение дейтериевойметки в конечный продукт происходило на 94%.Схема 31Похожеепревращениебылообнаруженоидляспиросочлененныхалкинилазиридинов 122 (Схема 32). Оно катализируется хлоридом платины (II) иприводит к 1,4,5,6-тетрагидроциклопента[b]пирролам 123 [79], однако отличается27тем, что протекает с карбокатионной перегруппировкой; при этом четырехчленныйцикл расширяется до пятичленного.Схема 32Циклизация 2-алкинил-N-бензилазиридинов 128 в 3-иодпирролы 131 можетпроисходить при электрофильной активации тройной связи молекулярным иодом вприсутствии гидрокарбоната натрия (Схема 33) [80].
Предполагается, что привзаимодействии иода с тройной связью образуется циклический иодониевыйкатион 129. Его раскрытие азиридиновым атомом азота ведет к циклическомукатиону 130, при депротонировании которого получается 3-иодпиррол 131.Схема 33Интересная каскадная реакция была обнаружена для 2-алкинилазиридинов132, имеющих на конце цепи арильные заместители [81,82].
Превращение в28спиросочлененые пирролины 135, катализируемое комплексами золота, протекаеткак последовательность внутримолекулярного электрофильного гидроарилирования с раскрытием азиридинового цикла и последующей циклизации аминоалленового интермедиата 134 (Схема 34). Последний может быть выделен прииспользовании менее активных комплексов серебра или при пониженнойтемпературе. В этом случае процесс останавливается на первой стадии. Два типапродуктов 134 и 135 со структурными фрагментами тетралина, изохромана,тетрагидроизохинолина были получены в разных условиях.Схема 341.1.2.3.2-АцилазиридиныПревращение 1-фталимидо-2-ацилазиридинов в оксазолы было впервыеописано более 40 лет назад [83].
Показано, что тризамещённые азиридины 136,имеющие во втором положении две электроноакцепторные группы, среди которыххотя бы одна является карбонильной, при термолизе образуют оксазолины 138 иоксазолы 139 (Схема 35). Причем последние при повышении температуры до 80 °Сстановились преобладающими или единственными продуктами.29Схема 35Реакцияпротекаетчерез1,5-электроциклизациюазометинилида137,улавливание которого было осуществлено в конкурентном процессе – 1,3диполярномциклоприсоединениикДМАД(Схема36).Ксожалению,стереохимическое строение аддукта 141 не было определено.Схема 36Позднее границы применимости этого превращения были существеннорасширены.
В частности, было показано, что 2,3-дизамещённые N-бензолсульфонил- и N-фталимидоазиридины 142,144 с одной ацильной группой такжеуспешно дают оксазолы 143, но при более высоких температурах (Схема 37) [84].Схема 37Установлено, что реакция ускоряется при введении в арильный заместительэлектронодонорных групп, а в ароильный – электроноакцепторных. Невысокиевыходы оксазолов из N-бензолсульфонилазиридинов, возможно, обусловленыпротеканиемпобочныхпроцессовсраскрытиемциклапосвязиC–N.30Предполагается, что этому способствует сильные электроноакцепторные свойствасульфонильной группы.Также было показано, что спироазиридины 146 с индан-1,3-дионовымфрагментом, образующиеся в реакции окислительного фталимидоазиридинирования ендионов 145a,b с электронодонорными арильными заместителями Х,являются очень реакционноспособными соединениями и в растворе разлагаютсяуже при комнатной температуре [84].
Азиридины 146с,d с электроноакцепторнымизаместителями оказались намного стабильнее и были выделены в чистом виде.Кипячение в бензоле субстрата 146d привело к образованию конденсированногооксазола 147d с выходом 56% (Схема 38). Аналогичный хлорзамещённый продуктне был получен в тех же реакционных условиях. Однако позднее было отмечено[85], что при нагревании азиридина 146с при 55 °С в присутствии ДМАД помимоциклоаддукта 148c образуется оксазол 147с с выходом 14%.Схема 38ВрезультатетермолизаN-фталимидоазиридина149,имеющегодвесложноэфирные группы и стирильный заместитель, вместе с 2-стирилоксазолом151 был получен в сопоставимых количествах 2-пирролин 152 – продуктконкурентной 1,5-электроциклизации азометинилида 150 с участием двойной C=Cсвязи (Схема 39) [86].31Схема 39Запоследниенескольколетопубликованыработы,вкоторыхпродемонстрировано превращение незамещённых по атому азота 2-ароилазиридинов 153 в оксазолы 157 в присутствии дициклогексилкарбодиимида и иода[87], иода [88], N-бромсукцинимида [89] при кипячении в ацетонитриле,диметилсульфоксиде, диоксане, соответственно.Схема 40Успешность этого процесса заключается в промежуточном образованиипроизводных азиридинов 154 с группой Х = I,Br, активирующей раскрытие цикла32по связи C–C и способной легко отщепляться от оксазолина 156, давая оксазолы157.
При действии N-бромсукцинимида на азиридин 153 (Ar1 = Ar2 = Ph) притемпературе 15 °С реакцию удалось остановить на первой стадии и N-бромазиридин 154 был выделен с высоким выходом, после чего он был успешнотрансформирован в оксазол при нагревании (Схема 40).Эффективный синтез 4-циано-2,3-дигидрооксазолов 161 был осуществлен воченьмягкихусловияхпривзаимодействии2-алкилиден(бензилиден)-3-оксонитрилов 158 с различными нозилоксикарбаматами [90]. Реакция представляетсобой домино-процесс, в котором образуются лабильные 2-ацил-2-циано-Nкарбамоилазиридины 159, претерпевающие быструю изомеризацию в 4-оксазолины 161 (Схема 41).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
