Диссертация (1150389), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Во всех спектрах присутствуют сигналы протоновпиррольного цикла: для соединений 32a-c и 32g-i – уширенные синглеты в областях 5.175.19 м.д. и 5.24-5.27 м.д. соответственно, для соединений 32d-f и 32j - два дублета при5.41-5.44 м.д. и при 6.13 м.д. В области 2.50-3.50 м.д. находятся сигналы четырехпротонов метиленовых групп пиразолидинонового фрагмента. В спектрах ЯМР13Сприсутствуют сигналы атома углерода метильной группы с химическим сдвигом вобласти 20.7-21.0 м.д., двух атомов углерода метиновых групп триазинового цикла схимическими сдвигами в областях 59.7-61.6 м.д. и 66.6-67.6 м.д., и сигналы атомовуглерода пиразолидинонового фрагмента: два сигнала, соответствующие атомам углеродаметиленовых групп, с химическими сдвигами в областях 29.5-29.7 м.д.
и 46.5-46.0 м.д. исигнал карбонильного углерода в области 170.1-170.7 м.д. В ИК-спектрах присутствуетинтенсивный сигнал карбонильной группы около 1700 см -1. Масс-спектры высокогоразрешения подтверждают состав продуктов. Предложенное строение полученныхаддуктов подтверждается также данными двумерных спектров С-Н: HSQC и HMBC длясоединения 32с.Вдальнейшемстроениеиотносительнаяконфигурацияаддуктовбылаподтверждена данными рентгеноструктурного анализа соединения 32с (Рисунок 2.2).Рисунок 2.2. Структура соединения 32с согласно данным рентгеноструктурного анализа.59В спектрах ЯМР 1Н (раствор СDCl3) минорных изомеров 32a'-j' присутствуют:сигнал протонов метильной группы – дублет в области 1.30-1.67 м.д.
(J = 5.9-6.1 Гц),сигнал протона метиновой группы, связанной с метильной – квартет в области 6.17-6.93м.д. (J = 5.9-6.1 Гц). Синглетный сигнал протона триазинового цикла, по сравнению соспектрами основных изомеров, находится в более слабом поле: 4.95-5.10 м.д. Сигналыпиррольных протонов также находятся в более слабом поле по сравнению со спектрамицис-изомеров. В спектрах аддуктов 32с' и 32g'-i' пиррольному протону соответствуетсинглетный сигнал с химическим сдвигом 5.46 м.д. для аддукта 32с', и 5.72-5.74 м.д. для32g'-i', в спектрах аддуктов 32d' и 32j' – по два дублета в областях 5.88-5.82 м.д. и 6.236.32м.д.Вовсех спектрахтакжеприсутствуютсигналычетырех протоновпиразолидинонового цикла, при этом, два из них уширены и находятся в более сильномполе (1.30-2.00 м.д.) по сравнению со спектрами основного изомера.
В ИК-спектрахприсутствует интенсивный сигнал карбонильной группы около 1700 см-1. Масс-спектрывысокого разрешения подтверждают состав продуктов.Для оценки влияния стерических факторов на селективность формального (3+3)циклоприсоединения нами была предпринята попытка введения в каталитическуюреакцию азометинимина 5f, содержащего две метильные группы в положении 5пиразолидинонового цикла. Однако азометинимин 5f и в данных условиях оказалсямалоактивным, наблюдалось сильное осмоление реакционной смеси. Процесс проводилидо полной конверсии азометинимина (ТСХ-контроль).
Кроме циклоаддукта 33 былвыделен продукт 34 с выходом 5%.В спектре ЯМР 1Н продукта 34 присутствуют следующие сигналы: два сигналаметильных заместителей в пиразолидиноновом цикле – синглеты при 1.31 и 1.46 м.д.,дублет протонов метильной группы при 1.45 м.д. и квартет соответствующий метиновомупротону при 6.14 м.д. (J 6.1 Гц), два дублета метиленовых протонов пиразолидиноновогоцикла при 2.24 и 2.69 м.д. (16.6 Гц), синглет протонов метильной группы бензильногофрагмента при 3.87 м.д., синглет соответствующий пиррольному протону при 5.57 м.д.,мультиплет метинового протона с химическим сдвигом 4.05-4.07 м.д., а также сигналыпротонов трех метиленовых групп тетрагидроиндольного фрагмента в области 2.5-2.7 м.д.60Данная структура также подтверждается данными спектра ЯМР13С, ИК, масс-спектравысокого разрешения и результатом РСА (Рисунок 2.3).Рисунок 2.3. Структура соединения 24 согласно данным рентгеноструктурного анализа.Соединение 34, предположительно, является продуктом перегруппировки аддукта33.
Мониторинг реакционной смеси методом ЯМР выявил увеличение доли продукта 34пропорциональное убыванию доли продукта 33 в ходе реакции. Попытки увеличениязагрузки катализатора (до 50 мольных процентов) и избытка винилпиррола (до трехэквивалентов) не привели к повышению выхода продуктов реакции.2.4.2 (3+3)-Циклоприсоединение нитроновНами была предпринята попытка вовлечения нитронов в реакцию каталитического(3+3)-циклоприсоединения. В случае C,N-диарилнитронов и С-арил-N-метилнитроновдобавление катализатора, также как и в случае с азометиниминам привело к смене путипротекания процесса.
Вместо (3+2)-диполярного циклоприсоединения наблюдалосьформальное (3+3)-циклоприсоединение.На примере реакции N-винилпиррола 1с с нитроном 6a была проведена оптимизацияусловий проведения реакции (Таблица 2.9).Таблица 2.9. Варьирование условий каталитического (3+3)-циклоприсоединениянитрона 6а к N-винилпирролу 1a.№КатализаторРастворитель1AgOС(O)CF3 10%PhMeСоотноТемперату Время,Соотношени Выход,шениеПродуктыра, °Сче продуктов1%1a:6a1.3:18041.2:13235а, 35а'612345AgOС(O)CF3 10%AgOС(O)CF3 10%AgOС(O)CF3 10%AgOС(O)CF3 10%NiCl2((C6H5)2PCH2)25%PhMePhMeTHFMeCN2:12:11.3:11.3:180807080446535а, 35а'35а, 35а'35а, 35а'-2:12:12:1-252916-PhMe1.3:1801036-5927Ni(ClO4)2*6H2O 10%PhMe1.3:180435а, 35а'1.2:1418Ni(ClO4)2*6H2O 20%PhMe1.3:180335а, 35а'1.2:1589Ni(ClO4)2*6H2O 20% +Et3N 20%PhMe1.3:1802036-6261– из спектров ЯМР 1Н реакционной смеси2– из спектра ЯМР 1H реакционной смеси с использованием CH2I2 в качестве стандартаВсе реакции проводились в атмосфере аргона при перемешивании.
Наилучшиерезультаты наблюдались при использовании в качестве катализатора шестиводногоперхлората никеля (20 mol %) в толуоле. В реакциях 6 и 9 наблюдалось образованиепродуктов (3+2)-диполярного циклоприсоединения 36. В реакции 6 в качествекатализатора был использован комплекс хлорида никеля (II) c объемным фосфиновымлигандом, а в случае 9 шестиводный перхлорат никеля с добавлением основания –триэтламина. Можно предположить, что в указанных выше случаях стерическиепрепятствия не позволяют нитрону образовать комплекс с кислотой Льюиса и активациинитрона для электрофильной атаки на пиррольный цикл не происходит.
В спектрах ЯМР1H реакционных смесей не наблюдалось сигналов других продуктов в заметныхколичествах.Было установлено, что взаимодействие нитронов 6a-f c N-винилпирролами 2a, b вприсутствии перхлората никеля (II) протекает с образованием продуктов формального(3+3)-циклоприсоединения в виде смесей диастереомерных пирроло[2,1-d][1,2,5]оксадиазинов (Таблица 2.10).Таблица2.10.Каталитическое(3+3)-циклоприсоединениенитронов6a-fкN-винилпирролам 1a, b62Время,Продуктыч1-(CH2)4HPh335a, 35a'2-(CH2)4OMe Ph335b, 35b'3-(CH2)4ClPh335c, 35c'4-(CH2)4HMe235d, 35d'5-(CH2)4OMe Me235e, 35e'6-(CH2)4ClMe235f, 35f'7PhHOMe Ph835g, 35g'8PhHHМе1135h, 35h'9PhHOMe Ме1135i, 35i'10PhHClMe1235j, 35j'11– из спектров ЯМР Н реакционной смеси№R1R2R3R4Соотношениецис/транс11.2:11.1:11.2:11.4:11.5:12.5:11.7:11.3:11.3:11.3:1Выход, %58 (35a+35a')74 (35b+35b')57 (35c+35c')37(35d); 38 (35d')46 (35d+35d')60 (35f); 26 (35f')45 (35g+35g')35 (35h); 29 (35h')24(35i); 22 (35i')30 (35j); 25 (35j')В случае аддуктов с С-арил-N-метилнитронами диастереомеры удалось разделитьхроматографически (за исключением продуктов 35е и 35е') с применением градиентногоэлюирования смесью гексан/хлористый метилен.
В случае С,N-диарилнитронов смесидиастереомеров хроматографически неразделимы.Состав и строение продуктов реакции были установлены ни основании спектровЯМР, ИК, и масс-спектров высокого разрешения. В ЯМР 1Н спектрах цис-аддуктовприсутствуют сигналы протонов метильной группы – дублет в области 1.48-1.95 м.д.
ипротона, связанной с ней метиновой группы, квартет в области 5.68-6.32 м.д. (J 5.6-5.8Гц). Также имеется синглет метинового протона изоксадиазинового цикла в области 4.655.60 м.д. Во всех спектрах присутствуют сигналы пиррольных протонов: для аддуктов35a-f – синглетный сигнал в области 5.18-5.68 м.д., для аддуктов 35g-j – дублеты либоуширенные синглеты в областях 5.44-5.70 м.д. и 6.12-6.21 м.д. В спектрах ЯМР13Сприсутствуют сигналы атома углерода метильной группы с химическим сдвигом вобласти 21.2-21.8 м.д., два сигнала атомов углерода CH-групп изоксадиазинового вобластях 66.0-76.4 и 82.8-85.6 м.д.В ЯМР 1Н спектрах транс-аддуктов сигналы протонов метильной группы смещен вобласть более сильного поля (1.28-1.81 м.д.), по сравнению с спектрами цис-аддуктов, в товремя как сигнал протона связанной с ним метиновой группы находится в области болееслабого поля 5.80-6.46 м.д.
(J = 5.5-5.6 Гц). Синглет метинового протона оксадиазиновогоцикла находится в области 4.64-5.67 м.д. В спектрах соединений 35a'-f' синглетныйсигнал пиррольного протона находится в области 5.12-5.58 м.д. Для аддуктов 35g'-j' двадублета пиррольных протонов находятся в областях 5.48-5.58 и 6.10-6.11 м.д. (J = 3.3-3.4Гц). Строение также подтверждается данными спектров ЯМР13С.
Данные ИК-спектров имасс-спектров высокого разрешения не противоречат предложенным структурам.63Дляподтвержденияотносительнойконфигурациициклоаддуктовбылииспользованы данные РСА соединения 35d' (Рисунок 2.4).Рисунок 2.4. Структура соединения 35d' согласно данным рентгеноструктурного анализа.Для реакций формального (3+3)-циклоприсоединения нитронов и азометиниминов кN-винилпирролам можно предложить следующий механизм:Катализатор (кислота Льюиса) координируется с нуклеофильным атомом кислороданитрона (или атомом азота азометинимина), затрудняя подход к этому атому и повышаяэлектрофильностьсопряженногоатомауглерода.Затемпроисходитатакаактивированного нитрона на C2-атом пиррольного цикла, последующая 1,7-миграцияпротона и внутримолекулярная циклизация приводят к образованию циклоаддукта.При попытке введения в каталитическую реакцию пиррола 1с была полученасложная смесь, содержащая как продукты (3+3)-, так и (3+2)-циклоприсоединения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
