Диссертация (1150310), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Наличие при двойной связи объемистых заместителей, такихкак изо- и трет-бутильный, неопентильный, не мешает успешному течениюреакции. С циклогекс-2-еноном 162 были получены стабильные бициклическиеазиридины 163, для которых указанная перегруппировка с расширением цикланевозможна по геометрическим причинам (Схема 42).Схема 41Схема 42Перегруппировка Болдуина [91], которая представляет собой реакцию ссужением цикла изоксазолина до 2-ацилазиридина, может быть совмещена сдальнейшей изомеризацией в оксазолины [92,93]. Тип выделяемых продуктов33зависит от энергий активации первого и второго процесса, что определяетсяструктурой исходных соединений.
Описанных случаев реализации одновременнообоих превращений немного. Циклоприсоединение N-трет-бутилнитрона к ДМАДприводит к количественному образованию 4-изоксазолина 165 уже при 0 °С. Егопоследующий термолиз дает сразу изомерный 4-оксазолин 167. В то же время, привзаимодействииN-мезитилнитронасДМАДприкомнатнойтемпературеполучается стабильный 2-ацилазиридин 170, превращающийся в оксазолин 171только при кипячении в толуоле (Схема 43).Схема 431.1.2.4.C-замещённые азиридины с C=N связью в боковой цепиПревращениеазиридиновсимино-группойприатомеуглеродавимидазолины или имидазолы мало изучено, и известно лишь на отдельныхпримерах. Так, кипячение азиридина 172 со связью C=N, включенной вароматическую систему изохинолина, в метаноле привело к конденсированномуимидазолину 174 с выходом 70% (Схема 44) [94].
Стоит отметить, что длястереоизомерного азиридина с транс-расположением сложноэфирных группданная изомеризация не наблюдалась.34Схема 44Показано, что 3-арил-2-имидоил-2-хлоразиридины 175 с бензолсульфонильной группой при азиридиновом атоме азота при кипячении в ацетонитрилепревращаются в полностью замещённые 2,5-диарил-4-хлоримидазолы 178 (Схема45) [95].Схема 45Считается, что в обоих случаях реакция идёт через промежуточноеобразование азометинилидов 173,176 и их последующую 1,5-электроциклизацию.Во втором примере после этого происходит элиминирование бензолсульфиновойкислоты, что приводит к ароматизации в имидазолы.351.1.2.5.Приокислительном2-Азо-N-аминоазиридиныприсоединенииN-аминофталимидаи3-амино-2-метилхиназолин-4(3H)-она к азоалкенам 179 были получены как соответствующие2-азоазиридины 180, так и, совершенно неожиданно, 2H-1,2,3-триазолы 181 (Схема46)Предполагалось,[96-98].чтоазиридиныполучалисьврезультатеприсоединения нитреноида по C=C связи, а триазолы в ходе атаки по неподеленнойэлектронной паре атома азота связи N=N (более удаленного от двойной связи C=C)[46].
При этом, в последнем случае вначале образуются 1,3-диполи, винилазимины182,которыепретерпевают1,5-электроциклизациювтриазолины183,превращающиеся далее в триазолы 181. На правдоподобность данной гипотезыуказывалавозможностьполучениястабильныхN-аминоазиминовизазосоединений, не содержащих алкенильных заместителей [99].Схема 46Позднее было показано, что бициклические 2-азоазиридины 184 в растворехлороформа в присутствии трифторуксусной кислоты или при контакте ссиликагелем превращаются в конденсированные триазолы 186 (Схема 47) [98].Допускается,чтоперегруппировкапротекаеткакшестиэлектроннаяперициклическая реакция с участием π-электронов азогруппы, близлежащей C–Nсвязи азиридинового кольца и неподеленной электронной пары азиридинового36атома азота.
При этом образуются триазолины 185, ароматизация которыхдостигается путём отщепления молекулы гетероцикла.Схема 47Быстрее всего превращение шло для азиридинов с 4-нитрофенильнымзаместителем при азогруппе; субстраты с фенильным и алкильными заместителямибыли более устойчивы. Однако если считать, что 2-азоазиридины являютсяпредшественниками триазолов, то, поскольку при окислительном присоединенииN-аминогетероциклов к 4-метоксифенилазоалкенам были выделены только 1,2,3триазолы, возникает несоответствие с наблюдаемой зависимостью по устойчивостиазиридинов. Учитывая также то, что окислительное аминоазиридинированиепроводилось при охлаждении в течение нескольких часов, а кислотнокатализируемое превращение в триазолы протекало при комнатной температуреили даже требовало нагревания до 50 °С в течение нескольких суток, полностьюисключить возможность образованиятриазоловчерезвинилазимины, по-видимому, нельзя.1.2.Реакции 2-винилазиридинов, приводящие к шестичленным цикламНедавно появилось сообщение о необычном превращении хиральных2-винил-N-сульфинилазиридинов 187 в шестичленные сульфоксимины 189 придостаточно низкой температуре (Схема 48) [100].
Продукты были получены в видеединственных диастереомеров, и их строение для нескольких образцов однозначно37подтверждено методом РСА. Выходы циклических сульфоксиминов были высокие,за исключением соединений с трет-бутильным заместителем при атоме серы.Авторы полагают, что реакция протекает как [2,3]-сигматропная перегруппировка сшестиэлектронным переходным состоянием 188.Схема 48Известно, что аллилбензиловые эфиры вступают в [2,3]-сигматропнуюперегруппировку Виттига. Но в этой реакции также можно использоватьподходящим образом замещённые амины, в частности, азиридины. Например, придействии LDA на транс-2,3-замещённые азиридины 190 были получены цис-2,6замещённые тетрагидропиридины 193 (Схема 49) [101]. По мнению авторов, вданном случае, реакция идёт согласованным образом, что и определяет еестереохимический результат.Схема 49Однако в более поздней работе [102] отмечено, что реакция в отдельныхслучаях может протекать несогласованно через предварительное раскрытиеазиридиновогоцикласобразованиеминтермедиата195,вкоторомстереохимическая информация о конфигурации атома углерода утеряна.
Так, из38цис-2,3-дизамещённого азиридина 194 была получена смесь диастереомерныхтетрагидропиридинов (Схема 50).Схема 50Формированиететрагидропиридиновойструктуры200планировалиосуществить с помощью [2,3]-перегруппировки Стивенса азиридиниевого 1,2илида 199, который должен был образовываться из винилазиридина 198 иэтилдиазоацетата при катализе комплексом меди (Схема 51) [103].
В такомварианте реакция не шла, но включив фрагмент диазоэфира в заместитель приатоме азота, образование илида 202 и последующую его перегруппировку удалосьпровести внутримолекулярно. Хотя бициклический амин 203 был получен свыходом всего 21%, это заслуживает внимания, поскольку открывает новыйподход к производным индолизидина.Схема 51391.3.Реакции винилазиридинов и азиридинов с двумя непредельнымизаместителями, приводящие к семичленным цикламАзиридины с цис-расположенными олефиновыми заместителями могутвступать в [3,3]-сигматропную перегруппировку Коупа. Смесь диастереомерных2,3-дивинилазиридинов 205, полученных из сульфонатов 204 при обработкещелочью, после перегонки с водяным паром давала непрореагировавший трансазиридин 206 и 4,5-дигидроазепин 207 с 32% выходом в соотношении 70:30 (Схема52) [104].
Сообщается также, что цис-N-метил-2,3-дивинилазиридин при 40°Сбыстро и количественно превращался в N-метил-4,5-дигидроазепин [105].Схема 52Аналогичным образом производные азепина получаются из 1,2-дивинилазиридинов [106,107]. Так, 1-[1,2-бис(трифторметил)]винил-2-винилазиридин 210,полученныйпринизкотемпературномприсоединении2-винилазиридинакгексафторбут-2-ину, при повышении температуры до комнатной за ночьпревратился в 2,3-бис(трифторметил)-3,4-дигидро-7H-азепин 211 (Схема 53) [107].Схема 53Былопоказано,чтоеноляты,получаемыепридействиибис(триметилсилил)амида лития (LiHMDS) на транс-2,3-дизамещённые 2-винилN-ацилазиридины 212, вступают в аза-[3,3]-перегруппировку Кляйзена, чтоприводит к стереоселективному образованию семичленных лактамов 214 с40хорошими выходами (Схема 54) [108,109]. Предполагается, что реакция проходитчерез шестичленное переходное состояние 213.Схема 54Термическаяперегруппировкацис-2-винил-3-этинилазиридина215,проводимая при 80-130 °С в бензоле или CCl4 в запаянных трубках, давала азепин217 (Схема 55) [110].
В этом случае в ходе реакции из азиридина сначалаполучалась напряженная циклическая алленовая структура 216, которая далеестабилизировалась после 1,3-миграции протона. Стоит отметить, что транс-изомертакже образовывал тот же азепин, однако в более жестких условиях (320-340 °С) ичерез изомеризацию в цис-изомер, происходящую с разрывом C–C связиазиридинового цикла [111].Схема 55Если одна из двойных связей включена в состав ароматической системы, тостановитсявозможнымобразованиеконденсированныхдигидроазепинов.Единственным продуктом термолиза 1-(4-бромфенил)-2-(проп-1-ен-2-ил)азиридинав кипящем ксилоле был бензодигидроазепин 219 (Схема 56) [112]. Стоит отметить,что тот же субстрат при действии иодида натрия в ацетоне давал 3-пирролин 220 врезультате раскрытия азиридинового цикла по C–N связи и последующейциклизации.41Схема 56Производные2-арил-N-винилазиридинапохожее превращение. Термолиз азиридинапринагреваниипретерпевают221 при 100 °С привел кбензодигидроазепину 223 с выходом 76% [113].
Предполагается, что в ходе аза[3,3]-перегруппировки Кляйзена сначала образуется неароматическая структура222, которая после прототропной изомеризации дает конечное соединение 223(Схема 57). Данная реакция была использована в полном синтезе (–)цефалотаксина и (–)-деоксихаррингтонина, обладающих противолейкемическимдействием.Схема 5742Имеются примеры схожих превращений 2-винилазиридинов в семичленныегетероциклы, когда в непредельный заместитель при атоме азота встроенгетероатом – кислород или сера (Схема 58).Схема 58При кипячении 2-винил-N-(4-нитробензоил)азиридина 225 в толуоле в течение 4часов почти с количественным выходом образуется 4,7-дигидро-1,3-оксазепин 226[114].
Взаимодействие 2-винилазиридина 227 с фенилизотиоцианатом при 0 °С вдиэтиловом эфире, предположительно через образование азиридинилзамещённойтиомочевины 228, давало 4,7-дигидро-1,3-тиазепин 229 [70].Реакции расширения алкенилазиридинов в циклы большего размера удаетсяпровести и при использовании реакционных партнеров с кратными связями, т.е. вмежмолекулярном варианте. Однако наиболее интересными случаями являются те,гдевпостроенииновойциклическойсистемыучаствуетнепредельныйзаместитель, связанный с азиридиновым кольцом.Примеромможетслужитьвзаимодействие2-винилазиридиновсN-сульфонилизоцианатами [115].
Показано, что на его результат сильно влияетрастворитель. При проведении реакции в дихлорметане основным продуктомявляется диазепинон 231, а в диметилформамиде преимущественно образуетсяимидазолинон 232 (Схема 59).43Схема 59Предполагается, что сначала азиридин нуклеофильно присоединяется потозилизоцианату с образованием цвиттер-ионного интермедиата 233, дальнейшаясудьба которого зависит от растворителя (Схема 60).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
