Диссертация (1155374), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Взаимодействия стрифторметилбромидом проводились в ДМФА.В этой же работе показно, что в подобную реакцию вступают и йодзамещённые бензолы176 (схема 88).53Схема 88Электролизнезамещённогоимидазола165вприсутствииорто-йод(трифторметил)бензола даёт два региоизомера 178а и 178б. Описанная методика позволяетвводить перфторзамещённые арены в имидазольный цикл, например, таким способом былполучен 1,4-диимидазолзамещённый 2,3,5,6-тетрафторбензол 180.НемецкимихимикамиЖугелтомиГрубертомосуществленоанодноециклоприсоединение N-бензилидендифенилгидразина 181 к незамещённому имидазолу 165[70].
Реакция проводилась на платиновом аноде в ацетонитриле, а электролитом являлсяперхлорат тетраэтиламина (схема 89).Схема 89Механизм циклизации включает образование из гидразона 181 на аноде цвиттер-иона.Последующее [3+2] циклоприсоединение последнего к молекуле имидазола приводит кимидазотриазолу 182 (схема 90).54Схема 90Авторы отмечают, что в подобную реакцию циклоприсоединения способны вступать идругие гетероциклы: пиридин, хинолин, изохинолин и триазол.Исследование китайских химиков [71] ставило целью получение электрохимическимметодом бензимидазолов 183а-у из производных хиназолинона 182 (схема 91).Схема 91В ходе экспериментов было установлено, что оптимальным является проведениеэлектролиза в метаноле в присутствии гексафторфосфата тетраэтиламмония на платиновомкатоде и угольном аноде.55Электролиз позволяет получать γ-бутиролактоны 185 из соответствующих имидазолов184а-г [72] (схема 92).Схема 92Таблица 18.
Суммарный выход лактонов 185А,Б и их соотношениеЛактонОбщий выход, %185Аа, 185Ба185Аб, 185Бб185Ав, 185Бв185Аг, 185Бг185Ад, 185Бд185Ае, 185Бе264267494358Соотношение A/Бтранс-/цис69:3156:4463:3760:4055:4561:39Электролиз проводился в раздельных ячейках. Образование лактонов происходило вячейке с катодом, католитом являлся раствор солей исходных имидазолов в ДМСО. Анолитомявлялся раствор гексафторфосфата тетраэтиламмония в ДМСО.1.8 Электрохимическая функционализация пиразолаЭлектрохимическим трансформациям пиразола и его производных, в отличие от многихдругих гетероциклов, в научной литературе уделено значительное внимание, так как этиметоды позволяют вводить функциональные группы в его ядро с хорошими выходами.В. А.
Петросян с соавторами подробно исследовали процесс электролиза пиразолов186а,б в присутствии 1,4-диметоксибензола 187 [73-76]. Ими было установлено, что припропускании электрического тока в количестве 2 Ф/моль через раствор пиразолов 186 и 187 вацетонитриле образуется смесь соединений 188а,б и 189 (схема 93).56Схема 93Механизм реакции начинается с переноса электрона от молекулы 1,4-диметоксибезола187 на анод.
Последующее присоединение к катион-радикалу комплекса пиразола сколлидином приводит к генерации радикалов 188 и 189 (схема 94).Схема 94Последующий отрыв электрона от полученных радикалов на аноде и нейтрализацияположительного заряда на образующихся карбокатионах приводят к образованию продуктов190а и 190б. Авторами установлено, что причиной низкого выхода побочного продукта 191является изомеризация карбокатиона 192 в карбокатион 193 (схема 95).Схема 9557Электролиз проводился на платиновых электродах.Пиразолы легко галогенируются под действием электрического тока, при этом можноосуществлять, в зависимости от используемого электролита, хлорирование, бромирование ииодирование. На примере пиразолов 194а-з проведено электролитическое галогенирование(схема 96) с высоким выходом. В случае хлорирования пиразолов 195а-в электролиз идёт вводном растворе хлорида натрия [77].
Для бромирования электрический ток пропускали черезэмульсию водного раствора бромида натрия и хлороформа, содержащую исходный пиразол, чтопривелокобразованиюсоответствующихбром-замещённыхпродуктов195г-е[78].Иодирование проводили путём пропускания электрического тока через эмульсию хлороформа сводным раствором иодида и хлората калия, в которой были растворены пиразолы 195ж-л [79].Для электролиза использовался платиновый анод и медный катод.
Интерес к данным реакциямобусловлен тем, что некоторые йодзамещённые пиразолы обладают противовирусной,противоопухолевой и антибактериальной активностью [80, 81].Схема 9658Таблица 19. Исходные пиразолы 194а-л, продукты электролиза 195 и их выходыСубстрат 194Продукт 195Выход, (%)93195а194а69194б195б84194в195в94194г195г194д88195д89194е194ж195е86195ж90194з195з59Субстрат 194Продукт 195Выход, (%)60194и195и91194к195к98194лСовместнойангло-японской195лгруппойхимиковосуществленыисследованиятрифторметилирования производных индола, пиррола и имидазола электрохимическимметодом [82].
Пропускание тока через раствор соответствующего гетероцикла в ДМСО вприсутствии хлората тетраэтиламина и трифторметилсульфата цинка позволяет выделятьсоответствующие продукты с хорошим выходом (схема 97). В реакции использовалисьугольные электроды.Схема 97Таблица 20. Исходные имидазолы 196а-ж, продукты 197 и их выходыИсходный гетероциклПродуктВыход, %53196а197Аа, 197Ба 9:91(С2:С5)60Исходный гетероциклПродуктВыход, %38196б197Аб, 197Бб 50:50(С2:С5)33196в197в45196г197г57196д197д31197е196е38196ж197жОбобщая информацию, приведённую выше, можно сделать вывод, что в некоторыхслучаях при помощи электролиза можно легко (в одну стадию) и эффективно вводить вгетероциклыфункциональныеэлектрохимическийметодгруппыявляетсяразличнойединственнымприроды.доступнымВнекоторыхспособомслучаях,введениявароматическую систему того или иного заместителя, а простота экспериментальногооформления и хорошие выходы целевых продуктов являются неоспоримыми достоинствамиэтого метода.612.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.2.1. Синтез α-фурилзамещённых циклических аминов 5а-к.Ацилирование фурфуриламинов ангидридами α,β-непредельных карбоновых кислот споследующим внутримолекулярным [4+2] циклоприсоединением в образующихся амидах(IMDAF реакция от англ. the IntraMolecular Diels-Alder reaction of Furan) является одним изнаиболее удобных методов построения системы изоиндола и широко используется ворганическом синтезе [83-85]. Если фурфуриламиновый фрагмент является элементом цикла,то этот подход позволяет получать эпоксиизоиндолы, аннелированные с другими карбо- илигетероциклами, что значительно расширяет синтетические границы реакции [86-93].
Какотмечено в цитированных выше работах, до настоящего момента в литературе имеетсяпротиворечивая информация о возможностях конструирования при помощи IMDAF реакцииэпоксиизоиндолов, аннелированных с циклами, отличными от шестичленного (рисунок 1).Рисунок 1. IMDAF реакция, приводящая к аннелированным эпоксиизоиндолам.Таким образом, главной целью настоящей работы являлось установление влиянияразмера цикла в ряду -фурилзамещенных циклических аминов на стереохимию и саму62возможность осуществления IMDAF реакции. В качестве объектов исследования нами былвыбран ряд наиболее простых, полностью насыщенных, циклических аминов, не содержащихдругих заместителей кроме 2-фурильного. В большей части превращений, описанных ниже, вкачестве модельного диенофила использовался доступный и высоко активный в реакциях [4+2]циклоприсоединения малеиновый ангидрид. Этот набор компонентов позволил детальноисследовать особенности протекания IMDAF реакции и отработать методы синтезаэпоксиизоиндолокарбоновых кислот, конденсированных с циклами различного размера.В литературе описан широкий арсенал методов, позволяющий получать азагетероциклы,содержащие ароматический заместитель в α-положении к атому азота.
Однако, большинство изних базируется на труднодоступных исходных веществах. Для синтеза исходных фурилзамещенныхциклическихаминовнамибылразработаниоптимизированчетырёхстадийный подход, основанный на превращениях простейших азациклоалканов (1) [9497].Исходными соединениями для последующих синтезов стали: пирролидин, пиперидин,азепан и морфолин. Наиболее эффективным методом активации α-положения к атому азота втаких системах является электрохимическое алкоксилирование. Однако использованиеэлектролиза требует функционализации легко окисляемой вторичной аминогруппы. Защитаатома азота в соединениях 1 осуществлялась при помощи метилхлорформиата илиэтилхлорформиата в присутствии основания (схема 1).
Хотя обе защитные группы хорошо себяпоказали в дальнейших превращениях, по экономическим соображениям для большинствасинтезов использовался метилхлорформиат. Выходы карбаматов 2 приведены в таблице 1.Схема 1Таблица 1. Соединения 2а-е, температура кипения и выходы.СоединениеXRВыход, %Т. кип., °С (р = 1 мм. рт. ст.)2аØMe9365-682бCH2Me6371-752в(CH2)2Me8778-832гOMe9073-792дØEt7972-752еOEt7185-8863Послестандартнойобработкиреакционнойсмеси,карбаматы2а-евыделялифракционированием в вакууме в виде бесцветных масел. В их ИК-спектрах отсутствовалиполосы валентных колебаний аминогруппы в области 3000-3100 см-1 и наблюдалисьинтенсивные полосы поглощения связи C=O в области 1680-1730 см-1.
Без дополнительногоанализа эти продукты использовались на следующей стадии.Электролиз азациклов 2 проводился в метаноле или этаноле, при различном напряжении(20-30 В) и силе тока (0.7-1.3 A). Варьировались и фоновые электролиты, увеличивающиеэлектропроводность раствора. Для хемоселективного электролитического окисления αположения карбаматов 2a-е наиболее подходящими параметрами оказались: I ~ 1 A, U ~ 30 В,температура +5 - +10 °С, растворитель - метанол, фоновый электролит - тетрабутиламмонийпара-толуолсульфонат в концентрациях от 1 до 2.5 моль % в зависимости от параметровэлектролитической ячейки (повышение концентрации фонового электролита увеличивает силутока). Материалом электродов служил углерод.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
