Диссертация (1155368), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Севастополь).Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 статьи в реферируемыхжурналах и 11 тезисов докладов на конференциях.81. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР1.1 Химические свойства эпоксиизоиндоловСоединения эпоксиизоиндольного ряда интересны с точки зрения их химическоймодификации.Наличиенесколькихреакционныхцентров,кратнойС-Ссвязивоксабициклогептеновом фрагменте и эпоксидного мостика позволяет синтезировать на ихоснове различные гетероциклические структуры. Однако, несмотря на это, в литературеуделено мало внимания изучению химических превращений эпоксиизоиндолов.
Основнаямасса работ посвящена синтезу эпоксиизоиндолов являющихся аналогами или фрагментамиприродных соединений. В нашем обзоре мы попытались обобщить те немногочисленныеданные, в которых рассматриваются трансформации этого класса соединений, разделив их нареакции по кратной связи оксабициклогептенового фрагмента и реакции с участиемэпоксидного мостика.1.1.1 Реакции по кратной связи оксабициклогептенового фрагментаДвойная связь в оксабициклогептеновом фрагменте эпоксиизоиндолов является однимиз наиболее интересных и активных, с точки зрения химической модификации, реакционныхцентров. В настоящем обзоре будет рассмотрено несколько классических путей еёпреобразования – это восстановление, окисление, реакции электрофильного замещения иреакции циклоприсоединения.
Так в работе [1], авторами было проведено эпоксидирование ивосстановление кратной связи в 7а-фенилэпоксиизоиндолоне 1. В первом случае в качествеокислителя использовали классический реагент реакции Прилежаева – м-хлорнадбензойнуюкислоту, а восстановление проводили водородом с использованием катализатора – оксидаплатины (IV) (схема 1.1).Схема 1.1Были выделены изомерно чистый диэпоксид 2 с выходом 80% и гексагидроэпоксиизоиндолон 3с выходом 85%. Цис-расположение эпоксидных мостиков в соединении 2 было доказано наоснове данных ЯМР 1Н спектроскопии.
Соединения 2 и 3 были использованы для изученияреакций электрофильного раскрытия эпоксидного мостика, которые будут рассмотрены вдругой части литературного обзора.9В работе [2] осуществлено эпоксидирование кратной связи изоиндолов 4 с ацетильной иэтоксикарбонильной группами в положении С-7. Соответствующие диэпоксиды получены схорошими выходами, путём окисления м-хлорнадбензойной кислотой (схема 1.2).Схема 1.2Китайские учёные [3] осуществили окисление кратной связи оксабициклогептеновогофрагмента в эпоксиизоиндоле 6, содержащем метиленовый заместитель в положении С-7 ваналогичных условиях – избытком надкислоты в дихлорметане, при комнатной температуре(схема 1.3).Схема 1.3Большой цикл работ по окислению подобных систем выполнен на кафедре органическойхимии РУДН. Основной задачей этих работ являлось изучение перегруппировки ВагнераМеервейна в эпокси- и диэпоксигетероциклах и функцианализация кратной связи этихструктур. Так в работе [4] было проведено эпоксидирование кратной связи ряда замещённыхэпоксиизоиндолов 8 м-хлорнадбензойной кислотой в дихлорметане и получены диэпоксиды 9 свыходами от хороших, до близких к количественным (схема 1.4).Схема 1.4Для эпоксидирования кислот 10, в работе [5] была использована надмуравьиная кислота,генерируемая in situ взаимодействием муравьиной кислоты с 30% перекисью водорода вхлороформе (схема 1.5).10Схема 1.5Экзо-конфигурация оксиранового цикла в 7-оксабициклогептановом фрагменте, следовательноцис-расположение обоих кислородных мостиков в продуктах 11 было однозначно установленона основе констант спин-спинового взаимодействия между протонами Н(1а), Н(6b) и H(2): J1a,6b= 3.1-3.5 Гц и J1a,2 = 0 Гц.
Отсутсвие заметной вицинальной константы 3J для протона в головемостика Н(2) также указывает на экзо-ориентацию всех заместителей. Дихлорпроизводные этихкислот 12 ввиду плохой растворимости в органических растворителях были окислены в видеметиловых эфиров м-хлорнадбензойной кислотой (схема 1.6).Схема 1.6Соответствующие диэпоксипроизводные 13 были получены с маленькими выходами.Помимо реакций окисления надкислотами так же было изучено окисление кратной связипо реакции Вагнера [5]. Так при обработке натриевых солей кислот 10 раствором перманганатакалия в воде были получены соответствующие диолы 14 с экзо-цис- расположением обеихгидроксильных групп в оксабициклогептановом фрагменте (схема 1.7).Схема 1.7Наличие характеристичных сигналов протонов Н(4), Н(5) и Н(6) в области δ (м.д.) 3.97-4.02,3.78-3.93 и 4.20 соответственно, со значениями КССВ 3J5,6 = 0 Гц и 3J4,5 = 5.9-6.0 Гц однозначноуказывает на экзо-цис-расположение гидроксильных групп.Помимо перманганата калия может быть использован тетраоксид осмия, дающийаналогичный продукт.
Например, в работе американских химиков [6] в результате окисленияциклоаддукта 15 оксидом осмия был получен диол 16 с количественным выходом (схема 1.8).Гидроксильные группы в нём ориентированы аналогично предыдущей работе.11Схема 1.8Кратная связь в эпоксиизоидолонах может быть подвергнута оксимеркурированию. Вработе [7] эпоксиизоиндолон 17 при взаимодействии с ацетатом ртути (II) с последующимрасщеплением связи C-Hg боргидридом натрия превращается, как и следовало ожидать, в смесьоксипроизводных 18 и 19 в соотношении 1/1, в которых гидроксильная группа имеет трансрасположение относительно кислородного мостика (схема 1.9).Схема 1.9Наиболее удобным превращением эпоксиизоиндолов, не затрагивающим другиереакционные центры молекулы является восстановление молекулярным водородом вприсутствии катализатора.
Значительные темпы развития технического прогресса позволилисоздать высокоэффективную и лёгкую в управлении приборную базу, а именно проточныегидрирующие реакторы, такие как H-Cube® компании Thales Nano. С помощью данногоприбора можно проводить гидрирование растворов веществ водородом в потоке, проходящемчерез картридж с катализатором.
Так в работе [8] было проведено восстановление двойнойсвязи оксабициклогептенового фрагмента в ряде кислот 20 (схема 1.10). Заместители R приатоме азота и выходы соответствующих пергидроизоиндолонов 21 представлены в таблице 1.1.Схема 1.1012Таблица 1.1. Заместители R в соединениях 20, 21 и выходы продуктов 21Выход продукта (%)RВыход продукта (%)R1008588100OF100100ClOH100100NOКитайскими учёными [9] было проведено восстановление метилового эфира 3a,6эпоксиизоиндолонкарбоновой кислоты 22 без использования гидрирующего реактора (схема1.11). Реакция проводилась в этилацетате, в присутствии небольшого количества 5% Pd/C ватмосфере водорода при комнатной температуре. Целевой продукт 23 был выделен в видежелтого масла, и без очистки был использован в следующей реакции.Схема 1.11В работе французских учёных [10] восстановление кратной связи в эпоксиизоиндолах 24сопровождалось одновременным снятием защитной группы с атома азота (схема 1.12).Схема 1.12В эпоксиизоиндоле с R=Me, кроме снятия защитной группы происходит исчерпывающеегидрирование кратных связей, а в эпоксиизоиндоле с R=i-Pr восстанавливается лишь одна13кратная связь при С-4 и С-5 ввиду затруднённого подхода к двойной связи при С-7 и С-7а из-забольшого объёма изопропильной группы.В этой главе также стоит отметить реакции [3+2] циклоприсоединения исследуемыхэпоксиизоиндоловсдиазометаном.Входеизученияреакцииэтерификацииэпоксиизоиндолкарбоновых кислот 27 и 28 диазометаном [11], были получены продуктыодновременной этерификации карбонильной группы и регио-экзо-стереоспецифичного 1,3диполярного присоединения молекулы диазометана к кратной связи.
В случае смеси изомеров28а,b была получена так же смесь пиразолоизоиндолов 30а,b с различным расположениемметильной группы (схема 1.13).Схема 1.13Из смеси изомерных аддуктов 30a и 30b с помощью колоночной хроматографии был выделенлишь мажорный изомер 30b с выходом 42%.Далее мы рассмотрим химические превращения ещё одного важного фрагмента вэпоксиизоиндолах - кислородного мостика.1.1.2. Реакции кислородного мостика оксабициклогептенового фрагментаДля трансформаций оксагептанового фрагмента с участием кислородного мостика вэпоксиизоиндолах возможны два пути превращений: 1) ароматизация оксабициклогептеновогофрагмента;2)электрофильноераскрытиекислородногомостикасобразованиемфункциональных производных.
Первая работа по ароматизации эпоксиизоиндолов былаопубликована в 1964 году югославскими химиками [12]. В ней была проведена ароматизация Nфенилэпоксиизоиндола 31 нагреванием в ледяной уксусной кислоте, в присутствиибромистоводородной кислоты (схема 1.14).14Схема 1.14В другом исследовании, уже хорватских учёных [13], была проведена ароматизацияэпоксидного фрагмента в серии N-арилзамещённых изоиндолов 33. Была изучена возможностьприменения для ароматизации таких реагентов, как серная и полифосфорная кислоты, растворHBr либо HCl в этаноле, но они оказались неэффективными в данной реакции.
Наилучшиерезультаты были достигнуты при использовании смеси 48% бромистоводородной кислоты иледяной уксусной кислоты в пропорции 1/2. Реакция проводилась во всех случаях принагревании, в течение 5 часов (cхема 1.15).Схема 1.15Дигидроизоиндолы 34 были получены с хорошими выходами от 19 до 90%.Вработе[14]припопыткеполучитьэпоксиизоиндолреакциейIMDAFизсоответствующего N-алкенил-N-арил-N-фурфуриламина 35 (R=Me) был выделен продуктароматизации оксабициклогептенового фрагмента 37, а также продукт раскрытия эпоксидногомостика 38 (в соотношении 10/1 соответственно), в то время как эпоксиизоиндол 36 не былобнаружен в реакционной смеси.
Согласно предположениям авторов, эти превращенияпроисходят под действием атмосферной влаги, т.к. реакция проводится в открытой системе(схема 1.16, условия B). Для более детального изучения этих превращений был полученпродукт раскрытия кислородного мостика 38 (R=H) кипячением раствора изоиндола 36 (R=H) вхлороформе с силикагелем с выходом 92%. При использовании оксида алюминия вместосиликагеля, наблюдалось образование смеси продуктов ароматизации 37 (70%) и раскрытия 38(15%).15Схема 1.16Продукт раскрытия 38 (R=H) был подвергнут ароматизации смесью ледяной уксусной ибромистоводородной кислот, в результате чего был получен изоиндол 39 с количественнымвыходом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
