Диссертация (1150310), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Азиридин с объёмистымтрет-бутилимидоильным заместителем 13k получен лишь с 20% выходом; приэтом, согласно данным ТСХ, в реакционной смеси оставалось ещё много исходногосоединения 12k.66Известно, 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, гдерасполагается непредельный заместитель C=X [139].
При этом возникаютстабилизирующие переходное состояние вторичные орбитальные взаимодействиямежду 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 атомаазотадизамещенныеазиридины13a-jсуществуютввидесмесидвухинвертомеров, соотношение которых варьируется от 0.14:1 до 0.44:1.
Сигналыпротонов азиридинового кольца основного инвертомера располагаются в области δ3.79-3.87 (H2, 2.86 для 13j) и 4.72-4.86 (H3, 4.63 для 13j) м.д., а минорного – δ 5.626.10 (H2) и 4.03-4.14 (H3) м.д. Как уже отмечалось, фталимидный заместитель, какправило, дезэкранирует син-расположенный к нему протон, а неподеленная параэндоциклического атома азота, наоборот, его экранирует. На основании этогоможно считать, что в основном инвертомере фталимидный заместитель и протонH3 (а значит, и имидоильная группа) ориентированы син-, а в минорном анти-.Сигналы атомов углерода азиридинового цикла располагаются в области δ ~ 45-53м.д., при этом сигнал атома C2 азиридинового цикла минорной формы соединений13a-j не виден из-за его сильного уширения.При комнатной температуре в анти-инвертомерах идёт довольно быстраяобратимая изомеризация по связи C=N, что проявляется, например, в сильномуширении (почти на 0.5 м.д.) сигнала соседнего азиридинового протона H2, но онаненаблюдаетсядляпространственнозагруженногосин-инвертомера(нетуширения сигналов).
Однако при -20 °С в спектре ЯМР 1H соединения 13c сигнал δ5.98 (H2) минорной формы уже является обычным узким дублетом. Значениявицинальных КССВ 3J = 4.6-4.8 Гц для основного инвертомера и 5.3-5.5 Гц дляминорного свидетельствуют о транс-расположении протонов азиридинового67цикла. Более того, это подтверждено результатами РСА соединения 13f (Рис. 3).Можно также добавить, что его пространственная структура в твердой фазесоответствует основному син-инвертомеру в растворе.13f13k13m13oРисунок 3. Структуры имидоилазиридинов 13f, 13k, 13m и 13o по данным РСА.Азиридин 13k представлен единственным инвертомером с фиксированной(Z)-конфигурацией связи C=N, в котором объёмистый имидоильный фрагмент стрет-бутильным заместителем располагается анти- по отношению к фталимиднойгруппе (Рис.
3). Это находит отражение в положении сигналов протоновазиридинового цикла – δ 5.73 (H2) и 3.97 (H3) м.д. и величине соответствующейКССВ 3J = 5.7 Гц, что очень хорошо коррелирует с аналогичными значениями дляминорных форм остальных дизамещенных азиридинов.Тризамещенные азиридины 13l-o существуют в виде единственногоинвертомера с син-расположением фталимидного заместителя и азиридинового68протона(имидоильногофрагмента),очемможносудитьпоналичиюслабопольного синглета в области δ 4.77-5.46 м.д.
в спектрах ЯМР 1H. Помимоэтого, структуры соединений 13m и 13o однозначно подтверждены методом РСА(Рис. 3). Характеристичными сигналами в спектрах ЯМР 1H соединений 13n и 13oтакже являются два дублета диастереотопных протонов метиленовой группы δ 3.03и 3.51 м.д.
с геминальной КССВ2J = 18.6 Гц и четыре мультиплетадиастереотопных протонов двух метиленовых групп δ 1.67-1.74, 1.80-1.90, 2.742.82, 3.72-3.82 м.д., соответственно. В спектрах ЯМРчетвертичногоатомовуглеродаазиридинового13C сигналы метинового икольцасоединений13l-oрасполагаются при δ 56.6-58.4 и 55.9-62.0 м.д. соответственно, а метиленовыхгрупп соединений 13n и 13o – при δ 33.0 и 27.6, 28.6 м.д.2.6.Синтез 5-(триметилсилилэтинил)оксазоловВ соответствии с основной целью работы, мы планировали изучитьпревращение азиридинов 5a-k в 5-(триметилсилилэтинил)оксазолы 34a-k иоценить его пригодность для их синтеза.
Ранее в нашей научной группе [84] былапоказана принципиальная возможность перехода от 2-ацилазиридинов к оксазолампутем нагревания их растворов. Аналогичную методику мы использовали длятрансформации в оксазолы азиридинов 5a-k.Все опыты проводились в герметичных термостойких стеклянных реакторахв растворе абсолютного толуола. Оптимальную температуру проведения реакцииопределяли, анализируя методом ТСХ изменение состава реакционной смеси за 30мин нагревания при постоянной температуре, и повышая её от 80 ºC с шагом в10 ºC.
Выделение продуктов проводили с помощью колоночной хроматографии насиликагеле. Термолиз азиридинов 5a-k привел к оксазолам 34a-k в большинствеслучаев с хорошими выходами (Схема 20). Все синтезированные оксазолыявляются новыми соединениями, и их строение и состав подтверждены даннымиспектроскопии ЯМР и масс-спектроскопии высокого разрешения.Наличию триметилсилильной группы во всех оксазолах отвечают синглетыпротонов в области δ ~ 0.28-0.37 м.д., а также сигналы её атомов углерода(δ ~ [-0.5;-0.4] м.д.). Сигналы атомов углерода тройной связи находятся в районеδ ~ 90-93 и 105-110 м.д.
Для дизамещенных соединений 34a-h (R2 = H)69характеристичными являются синглет гетероциклического протона H4 в области δ7.29-7.41 м.д. и сигнал атома углерода С4 (CH) оксазольного кольца (δ ~133 м.д.) вспектрах ЯМР 13С. Для тризамещенных оксазолов 34i-k сигнал атома С4 смещен вболее слабое поле (δ ~142-144 м.д.). Структуре оксазола также соответствуетположение сигнала атома С2 в области δ ~157-162 м.д.Схема 20АзиридинR1R25a4-NO2C6H4H140634a665b4-ClC6H4H1402.534b625cPhH130334c615d4-MeC6H4H110734d495e4-MeOC6H4H1104.534e505f2-ThienylH100534f465g3-ThienylH120634g285hN-Phenylpyrazol-4-ylH130634h305iPhPh110734i725jPh4-MeOC6H4110734j695kPh4-NO2C6H4110734k72T, °C t, ч Оксазол Выход, %При нагревании азиридинов 5 происходит раскрытие цикла по C–C связи вазометинилиды 35, претерпевающие 1,5-электроциклизацию в оксазолины 36, адалее идет ароматизация в оксазолы 34 путём отщепления фталимида (Схема 21).Схема 2170Стоитотметить,чтоконверсиядизамещенныхазиридинов5a-hсэлектронодонорным заместителем R1 обычно идёт при более низкой температуре(Схема 20).
Это можно объяснить стабилизацией промежуточно образующихсяазометинилидов 35 (Схема 21) путём подачи электронной плотности на катионныйцентр. Однако в этих случаях происходило также осмоление реакционных смесей,по-видимому, из-за облегчения протекания побочных процессов, поэтому выходыоксазолов 34d-h с электронодонорными заместителями R1 оказались ниже, чемостальных.Можно было бы ожидать, что для азиридина 5k с нитрогруппой в параположении ароматического заместителя R2 образование азометинилида будет идтилегче благодаря дополнительной стабилизации анионного центра (схема 21). Нопроцесс превращения азиридинов 5i-k в оксазолы 34i-k оказался нечувствительнымк изменению электронного характера заместителя при втором атоме углеродаазиридинового цикла.Неожиданным оказался результат нагревания тиенилзамещенного азиридина5f, где помимо оксазола 34f был выделен побочный продукт изомеризацииазиридина – енгидразин 37 (Схема 22).Схема 22Структура соединения 37 не была очевидна, так как четко различимые поданным спектров ЯМР фрагменты: ТМС-замещенная тройная связь (δ (С≡С) 98.9,101.9 м.д., δ (Si(CH3)3) 0.30 м.д.), тиофеновый цикл (δ (H3'-5') 6.95, 7.31, 7.34 м.д.),фталимидная группа (δ 7.68-7.78 м.д.), слабопольный сигнал атома углерода (δ174.0 м.д.) и синглеты двух протонов (δ 6.89 и 7.52 м.д.) – могут отвечатьнескольким возможным соединениям: стереоизомерам 37 и 37b, региоизомернымим енгидразинам 37a и оксазолину 37c (Схема 23).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
