Диссертация (1150389), страница 11
Текст из файла (страница 11)
В спектрах ЯМР13С сигналы атомов углерода: двух метиновых группизоксазолидинового цикла находятся в областях 73.3-74.3 и 85.1-85.3 м.д., четвертичногоуглерода в области 150.9-152.7 м.д. Сигнал атома углерода метиленовой группынаходится в области 111.5-112.7 м.д. Во всех спектрах также присутствуют сигналыпиррольных либо индольных и арильных заместителей. Для отнесения сигналов вспектрах ЯМР и дополнительного подтверждения строения циклоаддуктов былииспользованы данные двумерных спектров HSQC и HMBC аддукта 45'a.
Строение исостав продуктов также подтвержден данными ИК-спектров и масс-спектров высокогоразрешения.В спектрах ЯМР продуктов 46 присутствуют следующие сигналы: сигналы двухметиленовых протонов изоксазолидинового цикла в области 4.79-5.00 м.д. и сигналметинового протона – синглет в области 5.13-5.30 м.д., а также сигнал протона придвойной связи в области 6.47-6.87 м.д. Спектры ЯМР13С, ИК и масс-спектры высокогоразрешения также подтверждают состав и строение продуктов.
Для аддукта 46е строениебыло подтверждено корреляционными ЯМР спектрами HSQC и HMBC. Для определенияконфигурации двойной связи были использованы данные спектра NOESY продукта 46е(Рисунок 2.7). В спектре присутствуют кросс-пики для метиленовых протоновизоксазолидинового цикла и пиррольного протона, а также для метинового протонаизоксазолидинового цикла и протона при двойной связи, что говорит о том, чтоэкзоциклическая двойная связь имеет Z-конфигурацию.72Рисунок 2.7.
Спектр ЯМР NOESY соединения 46е.При попытке введения аллена 2d c нитроном 6d в реакцию формального (3+n)циклоприсоединения в присутствии шестиводного перхлората никеля (II) наблюдалосьобразование сложной смеси продуктов.Реакцию N-арил-С-карбамоилнитронов с алленами 2а-с проводили при комнатнойтемпературе в хлористом метилене, взаимодействие менее реакционноспособного С-карбамоил-N-метилнитрона при 110 ºС в толуоле (Таблица 2.13).Таблица 2.13. Взаимодействие алленов 2a-с с С-карбамоилнитронами 7a, c-е.73№R1123456781-(CH)4-(CH)4-(CH)4HHHHPhHPhH-(CH)4-91Ph12R2HR3R4ПродуктыPhp-Tolp-TolPhp-TolPhp-TolMeННOMeНННOMeН47a, 47a'47b, 47b'47c, 47c'47d, 47d'47e, 47e'47f, 47f'47g, 47g', 48g47h, 47h'MeН47i, 47i', 48iВыход, %4747'4880 (1.8:1)90 (2.4:1)85 (2.6:1)241 (2:1)249 (3.4:1)289 (2.3:1)71 (3.4:1)8692653 (47i+48i,53 (47i+48i,152:1)2:1)-толуол, 110 ºС- содержит порядка 10% примеси, предположительно 48.Было установлено, что также как и в случае С,N-диарилнитронов, реакция протекаетс образованием аддуктов 1,3-диполярного циклоприсоединения преимущественно позамещенной кратной связи аллена с образованием 4-метиленизоксазолидинов в видесмесей диастереомеров с преобладанием цис-изомеров во всех случаях.
В реакциях 7 и 9также были выделены региоизомерные аддукты 48. В спектрах продуктов реакций 4-6наблюдаются отдельные сигналы, которые можно приписать продукту 48 (протонамизоксазолидинового и пиррольного циклов), однако количество их небольшое и выделитьв чистом виде продукт 48 не удалось.Структура циклоаддуктов установлена на основании данных спектроскопии ЯМР 1Н,13иС, ИК-спектроскопии и масс-спектроскопии высокого разрешения. Для соединений 49e49e',а также49hстроение и относительная конфигурация подтвержденыкорреляционными спектрами HSQC, HMBC и NOESY.
Для соединения 49h структуратакже подтверждается данными РСА (Рисунок 2.8).Рисунок 2.8. Структура соединения 49h согласно данным рентгеноструктурногоанализа.74Таким образом, реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения альдонитронов идутпреимущественно по замещенной кратной связи с образованием 4-метиленизоксазолидинов.Дляизучениявозможностиизомеризациипродуктовсобразованиемметиленизоксазолидинов 46 и 48, подобной описанной в работе [160], продукты 45а и 47fнагревали при 130 ºС в хлорбензоле в течение 30 ч.
По данным спектров ЯМРизомеризации не происходит. Преобладание цис-изомера можно объяснить, так же как идля реакций нитронов с N-винилпирролами, наличием стерического взаимодействиямежду пиррольным (индольным) фрагментом и заместителем при атоме азота нитрона впереходном состоянии ведущем к образованию транс-изомера.Циклоприсоединение N-арил-С,С-бисметоксикарбонилнитронов с алленами 2а, спроводили в толуоле при 80 ºС (Таблица 2.14).Таблица 2.14.
Взаимодействие алленов 2a и 2с с С,С-бисметоксикарбонилнитронами8а и 8b.№123R1R2(СН)4(СН)4PhHR3НMeHВремя, ч82013Продукты49а, 50а49b, 50b50cВыход 49, %4427-Выход 50, %302620Было установлено, что реакция протекает с образованием смеси 4-метиленизоксазолидинов 49 и бензо[b]азепинонов 50. Состав и строение полученных продуктовустановлены на основании спектральных данных. В спектрах ЯМР 1Н продуктов 49присутствуют сигналы двух протонов метиленовой группы в областях 5.42-5.45 и 5.835.85 м.д., а также метинового протона изоксазолидинового цикла в области 6.91-6.93 м.д.,кроме того в спектрах присутствуют сигналы протонов метокси-групп и соответствующихароматических протонов.
В спектрах ЯМР13С также присутствуют сигналы, отвечающиеметиленизоксазолидиновому фрагменту: сигнал четвертичного углерода при 80.0 (49а) и80.4 (49b) м. д., сигнал метинового углерода при 83.0 м.д., сигнал метиленового углеродапри 115.4 (49а) и 115.3 (49b) м.д., сигнал метилен-замещенного четвертичного углеродапри 146.4 (49а) и 146.5 (49b) м.д. Структура 49а также подтверждена данными спектровHSQC и HMBC.75В спектрах ЯМР 1Н продуктов 50a-c присутствуют следующие сигналы протоновазепинового цикла: два дублета метиленовых протонов в областях 3.07-3.14 и 3.26-3.39м.д. (J= 13.8-14.2 Гц), синглеты протона NH-группы в области 4.70-4.89 м.д. и метиновогопротона в области 6.13-6.40 м.д. В спектрах ЯМР 13С присутствуют сигналы метиленовогоуглерода в области 42.0-42.6 м.д., метинового углерода в области 66.1-66.3 м.д.,четвертичного углерода при 69.2-69.5 м.д., углерода карбонильной группы в области198.6-199.5 м.д.
Кроме того, во всех спектрах присутствуют сигналы ароматическихфрагментов. Строение 50a было дополнительно подтверждено данными спектров ЯМРHSQC и HMBC. О том, что индольный заместитель находится в положении 5бензоазепинового цикла можно судить по наличию в спектре HMBC кросс-пикаметинового углерода с ароматическим протоном и кросс-пика протона NH-группы сметиленовым углеродом (Схема 2.2).Схема 2.2 Основные взаимодействия в спектре ЯМР HMBC для соединения 50а.В спектре ЯМР 1Н реакционной смеси №3 присутствовали сигналы минорногопродукта, которые можно было бы приписать 5-метиленизоксазолидину 49с, однако вчистом виде продукт выделить не удалось.Для продуктов 50 можно предложить следующий механизм образования из 5-метиленизоксазолидинов 51 по аналогии с работами [157, 158].
На первой стадии происходитгомолитический разрыв связи N-O в аддукте 51 с образованием бирадикалов 52, затемобразующийся интермедиат циклизуется и последующий 1,3-протонный сдвиг приводит кобразованию бензо[b]азепина 50.765-Метиленизоксазолидины 51 выделены не были, и спектры реакционных смесей несодержали соответствующих сигналов, однако, известно, что данные соединениятермически не стабильны [158]. Таким образом, в отличие от реакций N-арил-С,Сбисметоксикарбонилнитроновсарилалленами,гденаблюдалосьисключительноприсоединение атома кислорода нитрона к наиболее электрофильному, центральномуатому углерода алленовой системы с образованием 5-метиленизоксазолидинов, которые вусловиях реакции перегруппировывались в замещенные бензазепиноны [157], в данномслучаекромеприсоединенияпоатомуС2алленасобразованием5-метиленизоксазолидинов, перегруппировывающихся в бензазепиноны 50, наблюдаетсятакже присоединение по атому С1, приводящее к 4-метиленизоксазолидинам 49.2.5.2 (3+2)-Циклоприсоединение нитрилоксидовКак было сказано, нитрилоксиды в реакции с алленовыми соединениями образуютсложные смеси, в которых присутствуют как моно-, так и диаддукты.
В данной работебыло изучено взаимодействие аллена 2a с нитрилоксидами, генерируемыми in situ изсоответствующих оксимов под действием гипохлорита натрия.77Таблица 2.15. Взаимодействие алленов 2a с нитрилоксидами 3a-с.№12345Соотношение15:2а1:21:21:1.32:11:2RПродуктВыход, %НОМеОМеОМеCl53a53b53b53b53c5154361547В результате были получены сложные смеси продуктов, основными в которых былибисаддукты 53a-c (Таблица 2.15). Структура соединений 53 установлена на основанииданных спектров ЯМР, ИК и масс-спектров высокого разрешения.
Спектры ЯМР 1Нсодержат следующие сигналы: два дублета отвечающих двум метиленовым протонам схимическими сдвигами в областях 2.37-2.47 и 3.21-3.34 м.д. (J = 18.0-18.1 Гц), сигналметинового протона – синглет в области 6.71-6.77 м.д., а также сигналы ароматическихпротонов. Спектры ЯМР13С содержат сигналы: метиленового атома углерода в области38.0-38.6 м.д., сигнал метинового углерода в области 95.4-95.4 м.д., сигнал четвертичногоуглерода в области 99.5-99.6 м.д., сигналы двух атомов углерода, связанных с атомамиазота в изоксазолиновых циклах в области 155.8-157.3 м.д. Относительная конфигурацияустановлена на основании данных спектра NOESY соединения 53b, в которомприсутствует кросс-пик для метинового протона и одного из протонов метиленовогофрагмента.Следует отметить, что присоединение стабильного арилнитрилоксида к аллену 2аописано в работе [165].
Основным при соотношении исходных соединений 1:1 был 4метиленизоксазолидин,моноаддуктпозамещеннойкратнойсвязи, однакоприиспользовании двукратного избытка аллена основным также был бисаддукт.783. Экспериментальная частьCпектры ЯМР 1Н и 13С записаны на приборе Bruker Avance 400 при 400.13 и 100.61МГц соответственно. ИК спектры в таблетке KBr записаны на спектрофотометре BrukerTensor 27 и Shimadzu FT-IR spectrometer IRAffinity-1.
Масс-спектры записаны на прибореBruker-maXis (QTOF) при положительной электроспрей-ионизации (ESI). ЭлементныйанализсоединенийпроводилинаCHN-анализатореHewlett-Packard185-B.Рентгеноструктурный анализ проводился на дифрактометре Bruker APEX2 CCD. Анализметодом ТСХ выполнялся на пластинках Silufol UV-254.Работа выполнена с использованием оборудования ресурсных центров СПбГУ«Магнитно-резонансные методы исследования», «Методы анализа состава вещества»,«Ресурсный образовательный центр по направлению «Химия», «Рентгенодифракционныеметоды исследования».
Авторы выражают благодарность сотрудникам РЦ за помощьпри выполнении работы.Исходные N-винилпирролы 1a-d, а также пирролы 9с, d были предоставленыИркутстким институтом химии им. А.Е. Фаворского СО РАН.3.1 Синтез исходных соединенийИсходные хлороксимы синтезированы в соответствии с методиками [103, 104],азометинимины по методике [105], нитроны по методикам [106-109].Общая методика получения алленов 2a-d.В круглодонную колбу, снабженную обратным холодильником и магнитноймешалкой, поместили 80 мл ДМСО, 12 ммоль исходного индола или пиррола, 24 ммоль(1.35 г) KOH, затем добавили 18 ммоль (2.14 г, 1.36 мл) пропаргилбромида. Смесьперемешивали при 40 ºС до исчезновения исходного нитрона.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
