Диссертация (1155389), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Условия превращений β-карболинов 10-12 с алкинами и выходыпродуктов реакции.β-Карболин10R = Bn11R = Ph12R = C6H4OMe-pАлкинX-C≡C-YРастворитель,температурареакцииВыход продуктов, %Времяреакции, спиросоедиазоцинднинениеX = H,Y = COMeX = H,Y = CO2MeX=Y=CO2MeX = H,Y = COMeX = H,Y = CO2MeX = H,Y = CO2MeX=Y=CO2MeMeOH, 64°C526 (9)-MeOH, 64°C3-31 (24)MeOH, 64°C14нет реакцииMeOH, 25°C327 (23)32 (17)MeOH, 25°C428 (35)-CF3CH2OH,25°C128 (37)-MeOH, 64°C829 (11)-X = H,Y = COMeMeOH, 25°C430 (21)-Реакция бензилсодержащего β-карболина 10 с ДМАД не начинается в условияхмногочасового кипячения (14 дней). Азоцины 31 и 32 были выделены изреакции карболинов 10 и 11 с метилпропиолатом и ацетилацетиленом,124соответственно. В остальных реакциях были получены с небольшимивыходами спиросоединения 26-30.
Синтез спиробензотиофенпиридинов мынаблюдаливреакции1-арилзамещенныхбензотиофенпиридиновсактивированными алкинами [92,93,94,95]. Замена метанола на трифторэтанолдля соединения 11 сокращает время реакции, но выход спиросоединения 28 неизменяется. Трифторэтанол по сравнению с метанолом обладает меньшейнуклеофильностью и более высокой кислотностью. Эти свойства могли быспособствовать стабилизации интермедиата B (схема 6) за счет болееэффективной сольватации растворителем, что позволяет реализовать одинканал трансформации тетрагидропиридинового цикла под действием алкинов,исключив образование 2-алкокси(арил)метилзамещенных индолов, например,соединения 33.Мы предполагаем следующий механизм наблюдаемых превращений:Схема 6Первой стадией процесса является Михаэлевское присоединение sp3гибридизованного атома азота к алкину и образование цвиттер-иона А.Цвиттер-ион А находится в равновесии с открытой формой В.
Протеканиереакции по пути «a» ведёт к образованию азоцинов, а по маршруту «b»приводит к спиросоединениям. В случае ДМАД нуклеофильный центр как вцвиттер-ионе А, так и в открытой форме В в значительной степениделокализован и нуклефильная атака метанола по атому С1 обуславливает125образование метоксипроизводного 33. Нельзя исключить образования азоцинов31, 32 по SN2-механизму.Структура всех соединений доказана с помощью спектральных данных.Масс-спектрыхарактеризуютсяналичиемпиковмолекулярныхионов,соответствующих их брутто-формулам. В ИК-спектрах наблюдаются полосывалентных колебаний групп CO2Me при 1674-1690 см-1 и COMe при 1620-1634см-1. Характеристичным для ЯМР 1H спектров азоцинов 31 и 32, полученныхпри действии терминальных алкинов, является наличие синглетного сигналапротона H-4 при δ 7.70 и 7.56 м.д., соответственно. Для спектров ЯМР 1Hспиросоединений 26-30, характерно наличие синглетов от двух енаминныхпротонов =CH-Ar при δ 4.74-5.07 м.д.
и H-2’ при δ 7.40-7.61 м.д.Строение соединений 32 и 27 подтверждено методом РСА.1 Ихмолекулярные структуры приведены на рисунках 2 и 3 (при обсуждениииспользуетсянумерацияВосьмичленныйсоединенииатомов,приведённая1,2,3,6-тетрагидроазоциновый32перпендикулярнымпринимаетконформациюрасположениемнациклэтихвтрициклическом“твист-ванна”плоскихрисунках).спочтифрагментовC(1)─C(11B)═C(6A)─C(6) и C(2)─N(3)─C(4)═C(5) (диэдральный угол междуэтими частями равен 84.04(6)). Атомы азота N(3) и N(7) имеют плоскотригональную конфигурацию (суммы валентных углов равны 359.8(3) и 359(2),соответственно). Ацильный заместитель лежит в плоскости фрагментаC(2)─N(3)─C(4)═C(5) вследствие наличия сопряжения связей.
Тетразольныйцикл развернут относительно плоского фрагмента C(1)─C(11B)═C(6A)─C(6) наугол 79.66(5). Фенильный заместитель скручен с тетразольным циклом на угол76.62(5) и расположен над индольным фрагментом молекулы.1Автор выражает благодарность д.х.н. Виктору Николаевичу Хрусталеву (зав.
кафедрой неорганической химииРУДН) за выполнение рентгеноструктурного анализа.126Рис. 2. Молекулярная и кристаллическая структуры азоцина 32.Молекула соединения 32 содержит асимметрический атом углерода C(6).В кристалле молекулы соединения 32 образуют центросимметричные димерызасчетдвухКристаллическаямежмолекулярныхупаковкаводородныхдимеровсвязейявляетсяN(7)─H(7)...O(1)*.стопочнойвдолькристаллографической оси b.Тетрагидропиридиновыйциклспиросоединения27принимаетконформацию слегка искаженная “софа” с выходом атома углерода C(19) изсредней плоскости, проведенной через остальные атомы цикла, на 0.615(2) Å.Ацильныйзаместительпрактическикомпланаренбазальнойплоскоститетрагидропиридинового цикла C(3)─C(16)═C(17)─N(6)─C(18) (диэдральныйугол равен 12.98(11)) вследствие наличия сопряжения связей.
Атомы азота N(1)и N(6) имеют плоскотригональную конфигурацию (суммы валентных угловравны 360(2) и 360.0(4), соответственно). Тетразольный цикл лежит почти вплоскостииндольногофрагмента(диэдральныйуголравен6.61(11))вследствие наличия внутримолекулярной водородной связи N(1)─H(1)...N(5).Как и в молекуле 32, фенильный заместитель в молекуле 27 скручен стетразольным циклом на угол 74.56(6). Однако, в отличие от 32, расположен он127не над индольным фрагментом, а развернут от него в противоположномнаправлении также вследствие наличия внутримолекулярной водородной связиN(1)─H(1)...N(5).Рис. 3. Молекулярная и кристаллическая структуры спиросоединения 27.Молекула соединения 27 содержит асимметрический атом углерода C(3).Аналогично структуре 32, молекулы соединения 27 в кристалле образуютцентросимметричные димеры за счет двух межмолекулярных водородныхсвязей N(1)─H(1)...N(4)*.
Таким образом, структура 27 включает бифуркатнуюводородную связь. Димеры связаны в зигзагообразные цепочки вдолькристаллографической оси a за счет межмолекулярных водородных связейC(15)─H(15)...O(1).2.2.Синтез и превращения 1-фенилизохинолинов и 1-фенилэтинилβ-карболинов под действием активированных алкинов.До наших работ α-этинилзамещенные тетрагидроизохинолины и βкарболины в реакциях с активированными алкинами не изучались.
Наличие вожидаемых азоцинах реакционноспособной этинильной группы будет полезнодля создания химически разнообразных производных азоцинов. К тому же 2128этинильная группа может реагировать с анионным центром первоначальнообразующегося в результате Михаэлевского присоединения цвиттер-иона.Этинилзамещенные изохинолины 35 [96], 36 [97] и β-карболины 37, 38[97] получены по известным методикам действием фенилацетиленида серебрана соответствующие иминиевые соли 1, 3, 4, 34 (схема 6).Схема 6Нами были изучены превращения соединений 35 и 36 с участием ДМАД,метилпропиолата и ацетилацетилена в различных растворителях.Фенилэтинилзамещенный изохинолин 35 реагирует с активированнымиалкинами по многим каналам (схема 7) с образованием многокомпонентныхсмесей, которые были разделены хроматографически.
При взаимодействиисоединения 35 с ДМАД и в трифторэтаноле и в гексафторизопропаноле при20°C со средним выходом образуется фенилэтинилзамещенный азоцин 39, сметилпропиолатом при -17°C и 20°C – смеси азоцина 40 и замещенногопиррола 41. Соотношение компонентов в смесях зависит от температурыпроведения процесса.Ацетилацетилен реагирует с изохинолином 35 в трифторэтаноле при 7°Cи при 20°C, давая высокий выход бензазоцина 42, причем при низкой129температуре выход азоцина выше. В гексафторизопропаноле выход продукта42 резко снижается. В обоих растворителях с небольшими выходами выделеназациклический аллен 43 (схема 7).
Образование подобных структур ранеенаблюдалось только на 1,1-дизамещенных изохинолинах [98].Схема 7ПрипроведенииреакциивCH2Cl2,которыйявляетсяплохосольватирующим растворителем, с выходом 72% образуется изохинолин 44 –продуктперегруппировкиСтивенса(схема7).Строениевыделенныхсоединений подтверждено комплексом спектральных данных. В масс-спектрахвсехсоединений39-44наблюдаютсяпикимолекулярныхионов,соответствующие их брутто-формулам. В ИК-спектрах соединений 39, 40, 42,44 в области 2212-2221 см-1 присутствуют полосы валентных колебанийтройной связи.
В спектрах ЯМР 1H азоцинов 39, 40, 42 – имеются синглетныйсигнал протона H-6 в области δ 5.79-6.20 м.д. и сигнал енаминного протона H-4соединений 40, 42 при δ 7.51 м.д. и δ 7.34 м.д., соответственно. Спектр ЯМР 1Hпиррола 41 характеризуется наличием трёх дублет дублетных сигналов при δ5.27 м.д. (J=1.1, 11.0 Гц), δ 5.60 м.д. (J=1.1, 17.3 Гц) и δ 6.90 м.д.
(J=11.0, 17.3130Гц), которые подтверждают присутствие в молекуле винильного заместителя,синглет с интегральной интенсивностью 2H в области δ 3.90 м.д. соответствуетметиленовой группе бензильного фрагмента. В ИК-спектре соединения 43присутствует полоса валентных колебаний алленовой группы в области 1938см-1, в спектре ЯМР 1Н – два синглетных сигнала протонов H-8 и H-4 при δ 6.56м.д. и δ 7.72 м.д., соответственно. В ЯМР13C наблюдается характеристичныйсигнал четвертичного атома углерода алленовой системы при δ 210.3 м.д.Присутствие в спектре ЯМР 1Н изохинолина 44 двух дублетов в области δ 6.67м.д. и δ 6.85 м.д.
с КССВ J=16.2 Гц свидетельствует о транс-расположениепротонов винильного фрагмента.Мы полагаем, что выделенные продукты реакций образуются последующей схеме:Схема 8Вначале образуется цвиттер-ион A. Атака анионного центра енаминногофрагмента на C-1 изохинолина (путь «a») приводит к азоцинам 39, 40, 42 (схема8).
Путь «b» реализуется в результате атаки анионного центра на α-положениеэтинильного радикала через интермедиаты B и C, что ведёт к синтезузамещенного пиррола 41. Вероятно, нуклеофильная атака в интермедиате Bпроисходит межмолекулярно. Атака на β-положение этинильной группы (путь131«c») через [3,3]-сигматропную перегруппировку дает азациклический аллен 43.Синтез 44 связан с образованием илида D.Этинилзамещенныйдиоксолоизохинолин36легкореагируетвтрифторэтаноле при 20°C с метилпропиолатом и ацетилацетиленом, давая свыходом 77-86% азоцины 45, 46 (схема 9).Схема 9Реакция с метилпропиолатом протекает в кипящем MeCN и CH2Cl2 втечение7дней,образуясмесиазоцина45ифенилэтинил-метоксикарбовинилизохинолина 47.
Можно полагать, что в CH2Cl2 и MeCNидёт частичное депротонирование C-1 в цвиттер-ионе A, и через илид B онпревращается в изохинолин 47.При проведение трехкомпонентной реакции между котарнин хлоридом 3,фенилацетиленидом серебра и двухкратным избытком метилпропиолата илиацетилацетилена в MeCN выделены с небольшими выходами азоцин 45 ипирролоизохинолин 48 и азоцин 46 и пирролоизохинолин 49, соотвественно(схема 10).132Схема 10Реакция котарнин хлорида 3 с фенилацетиленидом серебра и ДМАДпротекает с образованием многокомпонентной смеси, из которой удалосьвыделить с небольшим выходом бензазоцин 50.Для синтеза пирролоизохинолинов 48 и 49 следует предположитьобразование соли более кислого активированного алкина в результате реакциис фенилацетиленидом серебра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
