Диссертация (1155368), страница 4
Текст из файла (страница 4)
В этом случае раскрытиеоксабициклогептенового фрагмента проводилось при кипячении в ксилоле в присутствиикаталитического количества пара-толуолсульфокислоты в течение 5 часов (схема 1.25). Врезультате был выделен продукт ароматизации и одновременного элиминирования брома - 5гидрокси-2-фенилизоиндолинон-1 68 выделен с количественным выходом.Схема 1.2522Для ароматизации незамещённой кислоты 69 был использован эфират трёхфтористогобора в среде уксусного ангидрида.
Реакция проходила при комнатной температуре исопровождалась ацилированием по атому азота [20] (схема 1.26).Схема 1.26В той же работе ароматизацию 7,7a-дигалогензамещённых кислот 71 проводилидействием цинкового порошка в ледяной уксусной кислоте и нагревании при температуре 70°С.Целевые кислоты 72 были выделены с умеренными выходами и очищены перекристаллизациейиз смеси изо-пропанол-ДМФА (схема 1.27).Схема 1.27Реакции электрофильного раскрытия бициклического фрагмента в эпоксиизоиндолонахпредставляют большой синтетический интерес и позволяют получить большой набор новыхфункционально-замещённых азагетероциклов. В работе [1] рассматриваются химическиепревращения 3-фенилизоиндолонов, обладающих анальгезирующей активностью. Авторамибыло показано, что обработка соединения 3 эфиратом трёхфтористого бора в среде уксусногоангидрида приводит к электрофильному раскрытию кислородного мостика (схема 1.28).Схема 1.28В результате образуется смесь двух изомерных тетрагидроизоиндолов 73 и 74, которую удалосьразделить колоночной хроматографией.
Продукт 73 с кратной связью в пиррольном кольцеизоиндолона был выделен с выходом 25%, а изоиндол с кратной связью в циклогексановомкольце 74 был выделен в следовых количествах. Транс-расположение фенильного заместителяи ацетокси-группы было подтверждено на основе данных ЯМР 1Н спектроскопии.23Так же, этой группой учёных было проведено электрофильное раскрытие диэпоксида 2эфиратом трёхфтористого бора в уксусном ангидриде, в результате которого было выделенотриацетоксипроизводное 75 с выходом 29% [1]. Соединение 75 является продуктом скелетнойперегруппировки Вагнера-Меервейна, и его структура подтверждена спектральными данными.Образования альтернативного продукта раскрытия кислородного мостика 76 не былозафиксировано (схема 1.29).Схема 1.29В работах американских химиков исследовались реакции раскрытия эпоксидногомостика и скелетная перегруппировка, происходящие в эпоксиизоиндолах под действиемразличных реагентов, таких как I2/AgOAc в AcOH, NBS в ДМСО, Na в ТГФ [6, 21].
В первойработе авторами была проведена реакция взаимодействия диола 16 с металлическим натрием вТГФ, в ходе которой происходило элиминирование атома хлора из положения С-7 спараллельным раскрытием кислородного мостика, и в результате был получен триол 77 свыходом 78% (схема 1.30).Схема 1.30В ходе дальнейших исследований, этими же авторами, при попытке гидроксилированиякратной связи йодом в присутствии ацетата серебра, по реакции Вудворда в 7хлорэпоксиизоиндолах 15 были получены продукты скелетной перегруппировки 78, которыеудалось выделить из реакционной смеси в виде индивидуальных изомеров, после колоночнойхроматографии.
Выход продуктов 78 составил 61%, а структура была подтвержденакомплексом спектральных данных. Соединение 15 (R=Me) было использовано в реакции с Nбромсукцинимидом в водном ДМСО, в результате которой был так же выделен продуктскелетной перегруппировки 79 с хорошим выходом 60% (схема 1.31).24Схема 1.31Предполагаемый механизм образования продуктов 78 и 79 представлен на схеме 1.32. Напервой стадии этого процесса происходит атака катиона галогена (I+ или Br+) по кратной связиоксабициклогептенового кольца соединения 15 с наименее затруднённого экзо-направления, врезультате чего образуется галониевый ион A. Далее этот ион претерпевает перегруппировкуВагнера-Меервейна через миграцию антиперипланарной С-С связи и образуется катион B.
Врезультате последующей атаки уксусной кислоты или воды по карбокатионному центру,сопровождаемой элиминированием протона, образуется йодоацетат 78 или бромогемикеталь C.И наконец превращение C в дикетон D с последующим отрывом HBr даёт продукт 79.Схема 1.32В работе [19] для электрофильного раскрытия в 3a,6-эпоксиизоиндол-3-онах 67 вместоэфирата трёхфтористого бора были использованы хлорид титана (IV) и хлористыйдиметилалюминий. В результате были получены хлоргидрины 80 и 81, являющиеся эпимерамис количественным выходом (схема 1.33).25Схема 1.33Различное расположение атома хлора в соединениях 80 и 81 объясняется различнымнаправлением атаки Cl¯ по положительно заряженному атому углерода в шестичленном цикле.Так в случае использования TiCl4 анион хлора отрывается от координированного по кислородутитана и атакует карбкатион с цис-направления, т.е. со стороны гидроксильной группы. Вслучае Me2AlCl атака происходит с противоположной стороны, так как хлорид-анионнаходиться не в связанном с атомом алюминия виде, а в виде свободного HCl, и подход дляатаки с цис-направления затруднён координированным по кислороду диметилалюминием.Примерный химизм образования эпимеров 80 и 81 изображен на схеме 1.34.Схема 1.34Таким образом, благодаря использованию различных по строению, но одинаковых по принципудействия, кислот Льюиса можно добиться различного стереохимического результата реакциираскрытия эпоксидного мостика.В качестве продолжения уже описанных работ ([20], [1], [6], [21]) приведём нижерезультаты, полученные в ходе изучения реакций раскрытия кислородного мостика вэпоксиизоиндолах под воздействием классической кислоты Льюиса – эфирата трёхфтористогобора в уксусном ангидриде.
В данной работе [22] было изучено действие уксусного ангидридана эпоксиизоиндолоны, имеющие различные заместители в положениях С-6, С-7 и С-7а, такиекак Н, CO2Me, Br, Me и было установлено отсутствие принципиального влияния этихзаместителей на региоселективность реакции.В эпоксиизоиндолонах 82 раскрытие кислородного мостика происходило быстро (втечение 15-30 минут) через атаку ацетильного катиона с образованием промежуточного26аллильного катиона А, который далее стабилизируется за счёт присоединения ацетоки-аниона крезонансной структуре В (схема 1.35).Схема 1.35В ходе присоединения ацетокси-катиона к интермедиату B происходитобразование парыдиастереомеров 83 и 84.В случае изоиндолона 82, когда R=H, транс-5,6-диацетокси изомер 83 преобладает всмеси продуктов 83 и 84, а в случае, когда R=Me из реакционной многокомпонентной смесиудалось выделить лишь транс-5,6-диацетокси изомер 83 с выходом 43%.
Образованиемногокомпонентной смеси в данном случае связано, по-видимому, с альтернативным путёмраскрытия эпоксидного мостика, при котором образуется третичный карбокатион С ипоявляются побочные продукты с различным расположением ацетокси-групп.Аналогичные результаты были получены для эфиров 85 под действием таких жереагентов (схема 1.36). Оксабициклогептеновый фрагмент в соединении 85 (R=H) раскрываетсявтечение1.5часовприкомнатнойтемпературесобразованиемтранс-5,6-диацетоксипроизводного 86 с выходом 37%, в то время как эфир с заместителем R=Brреагирует очень медленно, даже в присутствии 2-х кратного избытка эфирата трёхфтористогобора.
Если же использовать 5-ти кратный избыток кислоты Льюиса и нагревание при 50 °С втечение 48 часов, то наблюдается осмоление реакционной массы. Это связано со стерическимипрепятствиями при атаке эпоксидного мостика, вызванными наличием атома брома в егоосновании.27Схема 1.36В случае введения метильной группы в положение C-7а в 3а,6-эпоксиизоиндолоны 87направление и скорость раскрытия эпоксидного мостика под действием BF3xEt2O непретерпевают изменений.
Диацетоксипроизводные 88 и 89 образуются так же в виде смесидиастереомеров с умеренными выходами 39% и 74% соответственно (схема 1.37). В отличии отсоединений 82 и 85 для эпоксиизоиндолонов с метильным заместителем при С-7а ненаблюдаетсяобразованияпродуктовароматизации,чтосвязаносневозможностьюэлиминирования метильной группы.Схема 1.37В работе российских учёных, упоминаемой нами ранее [4], были исследованыдиэпоксиизоиндолоны, имеющие различные заместители в положении C-7, такие как Н, exoCO2Me, endo-CO2Me, а также различные заместители в основании кислородного мостика и приатоме азота. Помимо этого, был изучен широкий спектр условий перегруппировки ВагнераМеервейна,такихкак–ТГФ/BF3xEt2O,Ac2O/BF3xEt2O,MeCN/BF3xEt2O,CF3CO2H,AcOH/H2SO4, HBr (48%), Ac2O/AlCl3, из которых наиболее оптимальным был эфираттрёхфтористого бора в уксусном ангидриде.Так в диэпоксидах 9 реакции раскрытия эпоксидного мостика протекают плавно и собразованием продуктов скелетной перегруппировки – 4,6-эпоксициклопента[c]пиридинов 90 и91 (схема 1.38).
Эти продукты были выделены с хорошими выходами (40-79%), что повидимому связано с использованием уксусного ангидрида, в качестве реакционной среды. Оннейтрализует карбокатионный центр на последней стадии реакции, не позволяя, таким образом,происходить последующим превращениям, наблюдавшимся в более ранних работах ([1], [21]).Использование, например, уксусной кислоты в качестве растворителя, напротив приводит кобразованию нескольких продуктов, выделить в индивидуальном виде и установить строениекоторых не удалось.28Схема 1.38Интересно отметить, что диэпоксиды 9 обладают двумя альтернативными σ-связями,теоретически каждая из которых способна претерпевать сигматропную перегруппировку (путьа на схеме 1.39 и путь b на схеме 1.40).
Однако, на практике наблюдается течение реакцииисключительно по пути a, и в продуктах не было обнаружено ни одной структуры, типа 91*,которая должна образовываться на пути b.Схема 1.39Такая избирательность объясняется, по всей видимости, более высоким напряжением вструктуре A и, следовательно, меньшей прочностью σ-связи, включённой в пирролидиновоекольцо (эта связь принадлежит одновременно двум пятичленным циклам), по сравнению сболее прочной σ-связью в структуре B, где она принадлежит лишь шестичленному циклу(cхема 1.40).29Схема 1.40В случае, когда сложноэфирная группа в положении C-7 эпоксиизоиндола эндоориентирована - скелетной перегруппировки в аналогичных условиях (Ac2O, BF3xEt2O, 25°C)не наблюдается.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
