Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

58

Н овосибирский Государственный Университет

Факультет естественных наук

Кафедра органической химии

Специальность органическая химия

5 курс

Дипломная работа

Студента Шевелева Т.Г.

ТЕМА: Реакции -литиированных циклических нитронов с электрофильными реагентами.

Научный руководитель – к. х. н. Войнов М.А.

Дата представления –

Дата защиты -

Оценка -

Новосибирск-2002

Оглавление.

Введение………………………………………………………………………………………3

1. Реакции нитронов с нуклеофильными реагентами. (Литературный обзор). 5

1.1 Реакции с С-нуклеофилами. 5

1.1.1 Реакции с Mg-органическими соединениями. 5

1.1.2. Реакции с Li – органическими соединениями. 7

1.1.3. Реакции пространственно-затруднённых нитронов с металлоорганическими реагентами. 8

1.1.4 Реакции металлоорганических соединений с нитронами, содержащими другие функциональные группы. 10

1.1.5. Реакции с анионами С-Н кислот. 11

1.2 Присоединение нуклеофильных реагентов к хиральным нитронам 13

1.3 Взаимодействие с элеметоорганическими соединениями. 14

2. Взаимодействие -литиированных альдонитронов с С-электрофилами. 16

2.1. Взаимодействие с a,b-ненасыщенными карбонильными соединениями. 16

2.2. Взаимодействие с карбонильными соединениями. 21

2.3. Взаимодействие литиированных производных нитронов, содержащих подвижные атомы водорода, с карбонильными соединениями. 22

2.4. Взаимодействие с алкилгалогенидами. 25

3. Синтез a-гетероатомзамещённых нитронов. 28

3.1 Органические производные олова и ртути как синтетические эквиваленты карбанионов и их синтетические возможности. (Литературный обзор). 28

3.1.1. Оловоорганические соединения. 28

3.1.2. Ртутьорганические соединения. 36

3.2 Синтез a-гетероатомзамещённых нитронов. 39

Реакции металлированного производного 3,3-диметил-3,4-дигидроизохинолин-2-оксида с галогенсодержащими электрофильными реагентами. 49

4. Экспериментальная часть. 50

5. Выводы. 59

6. Список литературы. 60

7. Приложения……………………………………………………………………..65

Введение.

Нитроны, как класс соединений, привлекают внимание исследователей на протяжении последних нескольких десятилетий. Это выражается в постоянном поиске новых методов синтеза нитронов, синтезе новых, ранее недоступных представителей этого класса соединений и выявлении структур, обладающих теми или иными практически полезными свойствами и представляющих потенциальный интерес для использования в различных прикладных областях знания.

Традиционно, нитроны широко используются как исходные соединения в разнообразных синтетических стратегиях.^1,2 Нитроны находят применение в качестве светочувствительных компонентов различных материалов,³ стабилизаторов красителей и полимеров.⁴ Кроме того, нитроны обладают широким спектром биологической активности⁵ и ингибируют радикальные процессы в живых объектах.⁶ Широта областей применения нитронов делает поиск новых методов синтеза представителей этого класса соединений актуальной синтетической задачей. Сюда же можно отнести и поиск методов химической модификации уже известных представителей этого класса, с целью получения новых производных, содержащих, в частности, различные заместители у -атома углерода нитронной группы.

В последние годы в Лаборатории азотистых соединений НИОХ СО РАН разрабатывается новый подход к синтезу -замещенных нитронов, основанный на обращении традиционной (электрофильной) реакционной способности альдонитронов. Из литературы известно, что метиновый атом водорода в альдонитронах обладает достаточно высокой кислотностью и может быть отщеплён сильным основанием⁷ с образованием карбаниона, стабилизированного индуктивным эффектом постоянно действующего диполя N-оксидной группы. ⁸

Карбанионы такого типа в литературе принято называть дипольно-стабилизированными карбанионами.⁹ Реакции металлированых альдонитронов с электрофильными реагентами позволили бы синтезировать ряд новых, ранее неизвестных соединений данного класса, отличающихся заместителями у -атома углерода нитронной группы, и расширили бы представления об этом классе соединений в целом. До начала работ Лаборатории азотистых соединений в литературе отсутствовали данные об использовании данного подхода с целью химической модификации соединений, содержащих альдонитронный фрагмент.

Недавно было показано, что альдонитроны ряда 3-имидазолин-3-оксида, пирролин-1-оксида, 2Н-имидазол-1-оксида и 2Н-имидазол-1,3-диоксида металлируются литийдиизопропиламидом и вторичным бутиллитием и вступают далее в реакцию с электрофильными реагентами, в частности, с карбонильными соединениями ( альдегидами и кетонами).¹⁰

Данная работа является продолжением исследования реакций литиированных производных нитронов с электрофильными реагентами.

Цель представленной работы

• на примере циклических альдонитронов различного стороения изучить синтетические возможности данного подхода к синтезу -замещённых нитронов и его ограничения.

В представленной дипломной работе были изучены реакции -литиированных производных циклических альдонитронов с ,-ненасыщенными карбонильными соединениями, N,N-дизамещенными амидами, хлорангидридами кислот, алкилгалогенидами. Кроме того, была исследована возможность использования данного подхода для синтеза нитронов, содержащих связь -углерод-гетероатом. В литературе описано всего лишь несколько примеров синтеза нитронов такого типа. В работе также была исследована возможность использования 5,5-диметилпирролин-1-оксида, содержащего, наряду с альдонитронной группой, активную метиленовую группу, в последовательности реакций литиирование - электрофильное замещение, и подобраны условия селективного проведения реакции по альдонитронной группе.

Поскольку до последнего времени одним из наиболее распространенных подходов к модификации соединений, содержащих нитронную группу, являлся подход, основанный на реакциях нитронов с нуклеофильными реагентами, первый литературный обзор будет посвящен превращениям именно такого типа.

Поскольку один из разделов дипломной работы посвящён синтезу нитронов, содержащих, в частности, связь -углерод-металл, целью написания второго литературного обзора является попытка раскрыть синтетические возможности полученных нами соединений.

1. Реакции нитронов с нуклеофильными реагентами. (Литературный обзор).

Т ермин “Нитрон” произведён от выражения “nitrogen ketone”, чтобы подчёркнуть сходство в химическом поведении нитронов и карбонильных соединений.¹¹

Действительно, из рассмотрения электронных строения нитронов с точки зрения резонанса можно видеть определённое сходство между крайними структурами б нитронов и карбонильных соединений.¹² Исходя из такого рассмотрения, можно сделать предположение, что для нитронной, как и для карбонильной группы, должны быть характерны реакции нуклеофильного присоединения по схеме:

1.1 Реакции с С-нуклеофилами.

1.1.1 Реакции с Mg-органическими соединениями.

Первое сообщение о присоединении реактивов Гриньяра к нитронам было сделано в 1911 году итальянскими исследователями.¹³

Дальнейшие исследования показали, что присоединение нуклеофилов к нитронам является общей реакцией и имеет большое синтетическое значение.

Альдонитроны легко присоединяют металлоорганические соединения с образованием производных гидроксиламина. Так, пирролин-1-оксид 1 реагирует с метилмагнийиодидом с образованием гидроксиламина 1а, последующее мягкое окисление которого приводит к -кетонитрону 2. При этом образование изомерного альдонитрона 3 не наблюдается.¹⁴

присоединение реактива Гриньяра к замещённым нитронам типа 4 приводит к образованию пространственно-затруднённого производного гидроксиламина 5, окисление которого приводит к стабильному нитроксильному радикалу 6. Часто окисление происходит настолько легко, что нитроксильный радикал является основным продуктом реакции и гидроксиламин не удаётся выделить вообще.¹⁵

В настоящее время реакции нитронов с металлоорганическими соединениями являются одним из наиболее удобных методов синтеза нитроксильных радикалов различной структуры.^16,17,18

Нуклеофильная атака по атому углерода нитронной группы происходит со стороны менее объёмного заместителя, поэтому в реакционной смеси преобладает изомер с транс расположением заместителей 7. Меняя порядок введения заместителей, удаётся получить и цис-изомер 8.⁹

1.1.2. Реакции с Li – органическими соединениями.

Хотя Li – органические соединения являются более реакционоспособными в реакциях нуклеофильного присоединения, их не используют в случае

-метилнитронов, т.к. литийорганические соединения проявляют свои основные свойства, литиируя метилнитронную группу. Так, основным продуктом взаимодействия нитрона 9 с СН₃Li является продукт, образующийся в результате нуклеофильного присоединения металлированного нитрона 10 к нитронной группе неметаллированной молекулы 11.¹⁹

При взаимодействии -этилнитронов с литийорганическими соединениями продуктов металлирования нитронов не наблюдается, что связано, видимо, с меньшей кислотностью атома водорода метиленовой группы.²⁰

Производные тетрагидрооксазин-N-оксида 12 способны к присоединению одного или двух молей алкиллития с образованием циклического 13 или ациклического 14 производного гидроксиламина. Последующее окисление в системе Сu²⁺/О₂ позволило авторамError: Reference source not found получить соответствующие нитроксильные радикалы 15 и 16.

В отличие от литийорганических соединений, взаимодействие 12 с метилмагнийиодидом приводит к образованию неразделимой смеси продуктов. ^{Error: Reference source not found}

1.1.3. Реакции пространственно-затруднённых нитронов с металлоорганическими реагентами.

При взаимодействии магнийорганических соединений с пространственно-затруднёнными нитронами - производными 3-имидазолин-3-оксида, наряду с образованием продуктов присоединения по атому углерода нитронной группы, возможен процесс дезоксигенирования нитронной группы.²¹

При переходе от CH₃MgI к PhLi выход продукта дезоксигенирования 19 снижается с 75 до 8 %, в то время как выход продукта присоединения 18 возрастает с 7 до 60 %.

Взаимодействие магнийорганических соединений с нитроном 20 ряда 3-имидазолин-3-оксида, содержащем в составе цикла нитроксильную группу, происходит с затрагиванием радикального центра.²² При этом образуются продукты восстановления нитроксильной группы 1-гидрокси-3-имидазолин-3-оксид 21 и 1-метоксизамещённое производное 3-имидазолин-3-оксида 22.^{Error: Reference source not found}

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов реферата