Диссертация (1150310), страница 6
Текст из файла (страница 6)
В дихлорметане далеепреимущественно происходит внутримолекулярное нуклеофильное замещение потипу SN2', что приводит к семичленному циклу 231. А в диметилформамиде рветсясвязь C–N азиридинового цикла и образуется цвиттер-ион 234, которыйциклизуется в пятичленный цикл 232, и превращение представляет собойвнутримолекулярный вариант SN1 нуклеофильного замещения. Также отмечается,что с фенилизоцианатом реакция не идёт, что хорошо согласуется с предложенныммеханизмом.Схема 6044Вариации структуры родиевого катализатора позволилиполучать из2-алкенилазиридинов и ацетиленов с высокими выходами не только 3-алкенил-2,3дигидропирролы 237, но и 2,5-дигидроазепины 238 [116].
Использование[Rh(NBD)2]BF4иэнантиомерночистогоазиридина235приводилокэнантиоселективному образованию пирролинов 237; на основе рацемата 235 прикатализе [Rh(η6-C10H8)(COD)]SbF6 были получены ахиральные дигидроазепины 238(Схема 61). Стоит отметить, что реакции с терминальными ацетиленамирегиоселективно давали циклические продукты с присоединением к атому азотазамещённого конца тройной связи.Схема 61Таким образом, видно, что расширение цикла винилазиридинов и ихгетероаналогов – это мощный инструмент для синтеза разнообразных азотистыхгетероциклов.Наиболееизученнымисоединениямиявляютсяацил-ивинилазиридины.
Превращения последних были использованы даже в синтезебиологическиактивныхвеществ.ОднакопримеровтрансформацииC-гетеровинилзамещённых азиридинов в пятичленные гетероциклы немного. Приэтом в случае 2-ацил-N-фталимидоазиридинов имеется возможность превращенияих в ароматические оксазолы, что достигается за счет отщепления фталимида.Единственный пример похожего превращения 2-имидоил-N-сульфонилазиридиновограничен получением лишь полностью замещённых имидазолов. Поскольку, какбыло отмечено во введении, азолы находят разнообразное применение, разработкаобщих методов их синтеза является актуальной задачей.452. Обсуждение результатов2.1.Синтез исходных соединенийДанная работа посвящена разработке нового общего подхода к синтезуразнообразных азолов путём окислительного присоединения N-аминофталимида(4) к алкенинонам 3 и непредельным иминам 8,12, и последующих термическихпревращений полученных N-фталимидоазиридинов 5,9,13.Объектыисследованиямыпланировалисинтезироватьсогласноприведенной ниже Схеме 1.
Её реализация также требовала получения следующихисходныхсоединений:бис(триметилсилил)ацетилена(1),хлорангидридовнепредельных кислот 2, α,β-непредельных кетонов 6,10 и N-аминофталимида (4).Схема 1Бис(триметилсилил)ацетилен (1) синтезировали по известной методикепропусканием ацетилена через раствор этилмагнийбромида с последующейобработкой реакционной смеси триметилсилилхлоридом [117]. N-Аминофталимид(4) получен по Схеме 2 [118].46Схема 2В результате гидразинолиза фталимида (14) при низкой температуре, восновном, образуется N-аминофталимид (4), который легко отделяется отпобочного продукта, 2,3-дигидрофталазин-1,4-диона (15) при перекристаллизации.Схема 3Халконы 6a-e, бензилиденацетон (6h) и 3-арилакриловые кислоты 19a-eимелись в наличии в нашей лаборатории.
Кетоны 6f,g и 10a-f получены в47соответствиисоСхемой3[119,120].Тиенилакриловыекислоты19f,gсинтезированы из коммерчески доступных тиофенкарбальдегидов и малоновойкислоты по реакции Кневенагеля [121,122].Схема 4Синтез 3-(N-фенилпиразол-4-ил)акриловой кислоты (19h) проводили в тристадии (Схема 5). Формилирование по Вильсмайеру-Хааку N-фенилпиразола (23),синтезированного из 1,1,3,3-тетраметоксипропана (22) и фенилгидразина (21),привело к N-фенилпиразол-4-карбальдегиду (24). После чего целевая кислота 19hбыла получена по реакции Кневенагеля с отличным выходом.Схема 5482-Арил-3-фенилакриловые кислоты 19i-k и 20i,j получили конденсациейбензальдегида с арилуксусными кислотами 25a-c [123,124] (Схема 6).
В этойреакции, как правило, получаются две стереоизомерные кислоты.Схема 6С 4-нитрофенилуксусной кислотой (25c) реакция идет очень активно, но сзаметным осмолением. Согласно рекомендациям авторов статьи [124] мы заменилитриэтиламин на менее основный пиридин и сократили продолжительностьнагревания (Схема 6), что позволило увеличить выход кислоты 19k до 44%.
Стоитотметить, что в обоих случаях нам не удалось выделить (Z)-изомер 2-(4нитрофенил)-3-фенилакриловой кислоты (20k).(E)-и(Z)-Изомеры2-арил-3-фенилакриловыхкислотразличаютсякислотностью (меньшее значение pKa имеют (Z)-изомеры 20 [125]), поэтому смесикислот мы разделяли селективным осаждением из щелочного раствора их солей.При добавлении уксусной кислоты до pH≈5 выпадает (E)-изомер 19, а подкисляядалее соляной кислотой до pH≈1, можно осадить (Z)-изомер 20.Существенное различие между стереоизомерными соединениями 19 и 20имеется в их спектрах ЯМР1H.
Синглет протона при двойной связи для(E)-изомеров 19 наблюдается в области δ 7.92-8.07 м.д., а для (Z)-изомеров 20 – вобласти δ 7.02-7.11 м.д.Хлорангидриды 2a-l были синтезированы из непредельных кислот 19a-k, 20iс помощью оксалилхлорида и использованы далее без дополнительной очистки(Схема 7).49Схема 7Выход,КислотаR1R219a4-NO2C6H4H2a3a7319b4-ClC6H4H2b3b8419cPhH2c3c9119d4-MeC6H4H2d3d9019e4-MeOC6H4H2e3e8219f2-ThienylH2f3f8219g3-ThienylH2g3g8919hN-Phenylpyrazol-4-ylH2h3h7719iPhPh2i3i8419jPh4-MeOC6H42j3j8219kPh4-NO2C6H42k3k6620iPhPh2l*--(Е)-Хлорангидрид Енинон%* (Z)-изомер.Ениноны 3a-k получили ацилированием бис(триметилсилил)ацетилена (1)хлорангидридами непредельных кислот 2 (Схема 7) [38]. По аналогии сацилированием по Фриделю-Крафтсу, в этой реакции требуется использованиеэквивалента хлорида алюминия. Замещение второй триметилсилильной группы непроисходит,таккаквведенныйктройнойсвязиэлектроноакцепторныйзаместитель существенно понижает ее активность.
Кетоны 3a,c,e,f описаны влитературе [126,127], а соединения 3b,d,g-k получены впервые.Состав и строение всех новых соединений подтверждены с помощьюспектров ЯМР1H и13С и масс-спектров высокого разрешения. О наличиитриметилсилильной группы можно судить по сильнопольному сигналу атомовуглерода (δ ~ -0.7 м.д.) в спектрах ЯМР13С и по синглету (δ = 0.28-0.32 м.д.) вспектрах ЯМР 1H.
В углеродных спектрах енинонов 3 сигналы обоих атомов связи50С≡С находятся в области δ ~98-101 м.д., сигнал группы С=О – ~177-179 м.д. Длядизамещенных кетонов 3a-h характеристичными также являются дублетыпротонов при двойной связи (6.62-6.86 м.д. (H2) и 7.77-7.91 м.д. (H1)) свицинальной КССВ 3J ≈ 16 Гц, что говорит о её (E)-конфигурации. Синглетолефинового протона тризамещенных кетонов 3i-k находится в немного болееслабопольной области (δ ~8.1-8.2 м.д.), чем для соответствующих кислот 16i-k.Попытка синтеза кетона 3l с (Z)-конфигурацией двойной связи изхлорангидрида 2l не увенчалась успехом.
Оказалось, что хлорангидрид 2l невзаимодействует с бис(триметилсилил)ацетиленом, а вместо этого в результатевнутримолекулярного ацилирования 3-фенильного кольца и последующего [4+2]циклоприсоединения превращается в дикетон 27 (Схема 8).Схема 8Полицикл27ранеебылполучениз2-фенилинден-1-она(26)втрифторуксусной кислоте при комнатной температуре [128]. Характеристикивыделенного нами препарата 27 согласуются с литературными данными, а2-фенилинден-1-он (26) в наших условиях может быть промежуточным звеном вцепи превращений.512.2.Синтез α,β-непредельных иминовN-Арил(алкил)имины 8a-p с хорошими выходами получены из халконов ианилинов или алкиламинов в присутствии TiCl4/Et3N [129,130] (Схема 9).Схема 9КетонR1R2АминXИминВыход, %6aHH7aMe8a616bMeH7bOMe8b916bMeH7cCl8c676bMeH7dBr8d566bMeH7eCO2Me8e666cOMeH7aMe8f546cOMeH7cCl8g536cOMeH7fCN8h676cOMeH7gNO28i766dClH7bOMe8j696dClH7aMe8k646eNO2H7bOMe8l776fMeOMe7bOMe8m886gMeNO27bOMe8n706aHH7hR3 = Bn8o856aHH7iR3 = i-Pr8p87Реакция бензилиденацетона 6h с 4-метоксианилином 7b в этих условияхсопровождалась сильным осмолением.
Поэтому имин 8r был получен всоответствии с методикой [131] в результате их многочасового перемешивания надмолекулярными ситами (Схема 10).52Схема 10Большая часть полученных нами N-арилиминов халконов 8 не описана влитературе, поэтому они охарактеризованы спектрами ЯМР 1H,HRMS (ESI). Согласно спектрам ЯМР 1H и1313C и даннымиC эти α,β-непредельные иминысуществуют в виде смеси (E/Z)-изомеров по связи C=N.
В большинстве случаевпри комнатной температуре их (E/Z)-изомеризация идёт медленно в шкале времениЯМР, поэтому в спектрах можно зафиксировать присутствие обеих форм. Однако вспектре ЯМР 1H соединения 8i видны лишь усредненные, сильно уширенныесигналы, и только при -20 °С удается наблюдать два комплекта сигналов,соответствующих двум изомерным формам.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
