diplom (739539), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В спектре ЯМР 1Н полученного соединения, наряду с сигналами протонов геминальных метильных групп имидазолинового цикла и группы N-CH3 при 1.4, 1.5 и 2.4 м.д. соответственно, наблюдаются сигналы ароматических протонов в областях 7.6 – 7.9 м.д. и 7.1-7.5 м.д. Мультиплет с центром при 8.00 м.д., представляющий собой АВ-систему, был отнесен к резонансу протонов фрагмента H-C=C-H, а уширенный сигнал в области 7.6-7.8 м.д. был отнесён к резонансу протона ОН-группы.
На основании полученных спектральных данных и данных элементного анализа полученному соединению была приписана структура 3-(2-гидроксифенил)-1-(1,2,2,5,5-пентаметил-3-имидазолин-3-оксид-4-ил)-пропенона 65. Таким образом, реакция с кумарином проходит по типу 1,2-нуклеофильного присоединения по карбонильной группе.
В спектре ЯМР 13С полученного соединения наблюдается, в частности, характерный сигналы при 182.22 м.д., отнесённый к резонансу атома углерода карбонильной группы, сигнал фенольного атома углерода при 157.35 м.д. и сигнал при 141.65 м.д. атома углерода нитронной группы. Отнесение сигналов атомов углерода ароматической системы и двойной связи было сделано на основании сравнения спектра со спектром ЯМР 13С 4-(2 гидроксифенил)-3-бутен-2-она 66.
в спектре ЯМР 1Н полученного соединения наблюдается спин-спиновое взаимодействие протонов группы Н-С=С-Н с константой ССВ 16 Гц. Такая величина константы ССВ характерна для группы Н-С=С-Н с транс-расположением атомов водорода,37 и, следовательно, в полученном соединении заместители находятся в транс-положении относительно двойной связи. Константа ССВ для цис-a,b-ненасыщенных карбонильных соединений, например, для кумарина, составляет 12 Гц.38 Наличие полосы колебаний в ИК спектре при 977 см-1, характерной для соединений с транс-расположением атомов водорода при двойной связи, также свидетельствует о транс-конфигурации двойной связи в полученном соединении 65. 39
Изменение конфигурации двойной связи может происходить как после присоединения нуклеофильного реагента к сопряжённой карбонильной группе, так и во время обработки реакционной смеси кислотой.
При взаимодействии соединения 65 с иодистым метилом в ацетоне в присутствии поташа происходит практически количественное образование продукта алкилирования по фенольной группе 67. В спектре ЯМР 1Н полученного соединения отсутствует сигнал спиртовой группы, но присутствует сигнал группы ОСН3 при 3.66 м.д.
Спектр ЯМР 13С полученного продукта алкилирования практически полностью совпадает с ЯМР 13С спектром соединения 65 за исключением появления сигнала при 55.48 м.д., отнесённого к резонансу атома углерода группы ОСН3.
Аналогично, литиирование альдонитрона ряда пирролин-1-оксида 59 s-BuLi при -70 0С и последующая обработка раствором кумарина в диэтиловом эфире привели к образованию 3-(2-гидроксифенил)-1-(3,3,5,5-тетраметилпирролин-1-оксид-2-ил)пропенона 65a. Взаимодействие металлированного альдонитрона ряда 3,4-дигидроизохинолин-2-оксида 61 с кумарином в указанных выше условиях привело к образованию 1-(3,3-диметил-3,4-дигидроизохинолин-2-оксид-1-ил)-3-(2-гидроксифенил)пропенона 65б с выходом 25 %. На основании данных спектроскопии ЯМР 1Н было установлено, что соединения 65а и 65б также обладают транс-конфигурацией двойной связи.
Нами исследовано взаимодействие металлированного альдонитрона 58 c 1-фенил-2-диметиламинометил-пропен-2-оном-1 68. Реакция 
с выходом 60% приводит к образованию соединения, в спектре ЯМР 1Н которого присутствуют сигналы 4 геминальных метильных групп при 1.01, 1.43, 1.46, 1.49 м.д., два сигнала с соотношением интегральных интенсивностей 2:1 при 2.26 и 2.29 м.д., отнесённые к резонансу атомов водорода соответственно групп N-(CH3)2 и N-CH3, и сигналы ароматических протонов в областях 7.2-7.4 м.д. и 7.5-7.6 м.д. Мультиплет с центром при 3.09 м.д., представляющий собой АВ-систему, был отнесен к резонансу протонов фрагмента H-C-H (2J = 12 Гц), два синглета при 4.55 и 5.00 м.д. были отнесены к резонансу атомов водорода группы С=СH2, а уширенный сигнал в области 7.7 - 8.0 м.д. (в CDCl3) был отнесён к резонансу атома водорода ОН группы. Таким образом, на основании спектральных данных и данных элементного анализа полученному соединению была приписана структура 2-диметиламинометил-1-(1,2,2,5,5-пентаметил-3-имидазолин-3-оксид-4-ил)-1-гидрокси-l-фенилпропена-2 69.
Аналогично, в указанных выше условиях реакция литиированного нитрона 59 с соединением 68 приводит к образованию 2-диметиламинометил-1-(3,3,5,5-тетраметил-пирролин-1-оксид-4-ил)-1-гидрокси-l-фенилпропена-2 69а с выходом 75 %.
Таким образом, взаимодействие литиированных производных альдонитронов с a,b-ненасыщенными карбонильными соединениями проходит исключительно по карбонильной группе. Образование продуктов 1,4-нуклеофильного присоединения не наблюдается, что в общем характерно для литийорганических соединений.
2.2. Взаимодействие с карбонильными соединениями.
Последовательность литиирование альдонитронов-электрофильное замещение может быть использована в синтезе нитронов, содержащих карбонильную группу в -положении.
Так, взаимодействие -литиированного производного нитрона ряда 3-имидазолин-3-оксида 58 с диметилформамидом и последующая обработка реакционной массы водой позволили с выходом 83 % получить жёлтый кристаллический продукт 70. ИК, УФ и ЯМР 1Н и 13С спектры полученного соединения полностью соответствуют описанным в литературе спектральным данным 1,2,2,5,5-пентаметил-4-формил-3-имидазолин-3-оксида, синтезированного ранее другим способом.40
Таким образом, взаимодействие -литиированного производного нитрона с диметилформамидом является удобным и элегантным синтетическим методом получения -формилнитрона.
При взаимодействии -литиированного производного нитрона 58 с хлористым бензоилом из реакционной смеси с выходом 87 % был выделен кристаллический продукт. В ЯМР 1Н спектре полученного соединения наряду с сигналами 5 метильных групп 3-имидазолин-3-оксидного фрагмента, наблюдаются сигналы в области 7.2-7.9 м.д., отнесённые к резонансу атомов водорода фенильной группы. В спектре ЯМР 13С присутствует характерный сигнал при 188.53 м.д., отнесённый к резонансу атома углерода карбонильной группы. Наличие интенсивной полосы колебаний в ИК спектре при 1651 см-1 также свидетельствует о присутствии в составе молекулы сопряжённой карбонильной группы.
На основании данных элементного анализа и спектральной информации полученному соединению была приписана структура 1,2,2,5,5-пентаметил-4-бензоил-3-имидазолин-3-оксида 71.
Из анализа литературных данных известно, что взаимодействие металлоорганических реагентов со сложными эфирами и хлорангидридами кислот осложняется образованием третичных спиртов.41 Считается, что препаративным методом синтеза кетонов является взаимодействие литийорганических соединений с N,N-дизамещёнными амидами, так как R2N, в отличие от Hal и AlkO, является плохой уходящей группой, вследствие чего продукт нуклеофильного присоединения по карбонильной группе амида не взаимодействует с ещё одним эквивалентом литийорганического реагента.
Однако в приведённой выше реакции бензоилирования не наблюдалось образование третичного спирта, а бензоильное производное 71 было получено практически с количественным выходом. Данный факт можно объяснить низкой температурой, при которой проводилась реакция (около –700С), пониженной реакционной способностью образующегося сопряжённого кетона, что отражено резонансной структурой 71а, а также наличием стерических затруднений со стороны геминальных метильных групп имидазолинового цикла для атаки нуклеофильным реагентом.
2.3. Взаимодействие литиированных производных нитронов, содержащих подвижные атомы водорода, с карбонильными соединениями.
Нами исследована возможность использования в данной синтетической последовательности реакций 5,5-диметилпиролин-1-оксида (ДМПО) 62. В этом соединении литиирование может идти по двум положениям - альдонитронной и метиленовой группам. Металлирование по альдонитронной группе (путь A) может приводить к образованию карбаниона, стабилизированного индуктивным эффектом N-оксидной группы (диполь-стабилизированный карбанион) 62a, а металлирование по метиленовой группе (путь B) - к образованию резонансно-стабилизированного карбаниона 62б.
В эксперименте по дейтерообмену ([CD3ONa] = 5·10-3 моль/литр, [ДМПО] = 1·10-4 моль/литр) обнаружено, что интегральная интенсивность мультиплета в области 2.6-2.8 м.д., отнесённого к резонансу атомов водорода метиленовой группы в положении 3 пирролинового цикла, уменьшается за 4 часа на 2/3, а интегральная интенсивность триплета при 7.1 м.д., относящегося к резонансу метинового атома водорода нитронной группы, уменьшается за то же время примерно на 5 %. Через сутки наблюдается полный обмен атомов водорода метиленовой группы и метинового атома водорода альдонитронной группы на дейтерий.
Таким образом, атомы водорода метиленовой группы являются кинетически более кислыми по сравнению с метиновым, что согласуется с литературными данными. Так, известно,42 что обработка ДМПО трифенилметилнатрием в качестве основания приводит к образованию соединения 72 в результате металлирования метиленовой группы в третьем положении пирролинового цикла с образованием производного 62б и его последующего присоединения по альдонитронной группе нитрона 62.
Однако мы обнаружили, что литиирование альдонитрона 62 одним эквивалентом s-BuLi в течение 5 минут при температуре –70 0С и последующее взаимодействие с бензальдегидом приводит к неразделимой смеси продуктов. При увеличении времени литиирования до 30 минут в тех же условиях из реакционной смеси с выходом 50 % было выделено кристаллическое соединение. В спектре ЯМР 1Н полученного продукта реакции присутствуют характерные триплетные сигналы при 1.94 и 2.45 м.д., отнесеные к резонансу атомов водорода метиленовых групп в положении 3 и 4 пирролинового цикла соответственно, уширенный сигнал ОН группы при 7.15 м.д. и сигналы в области 7.1-7.5 м.д., отнесённые к резонансу ароматических атомов водорода. На основании спектральных данных и данных элементного анализа соединению была приписана структура (5,5-диметилпирролин-1-оксид-2-ил)-фенилметанола 73.
Образование продукта реакции 73 даёт нам основание утверждать, что при увеличении времени металлирования до 30 минут происходит образование термодинамически более стабильного продукта литиирования по альдонитронной группе, что даёт возможность селективно провести взаимодействие с электрофильным реагентом по альдонитронной группе на фоне кинетически более кислой метиленовой группы.
В последовательность реакций металлирование-электрофильное замещение может быть введено производное 3-имидазолин-3-оксида 60, содержащее вторичную аминогруппу в первом положении имидазолинового цикла. В данном случае для литиирования альдонитрона было использовано два эквивалента s-BuLi.
взаимодействие литиированного производного альдонитрона 60 с бензальдегидом с выходом 15 % приводит к образованию продукта нуклеофильного присоединения по карбонильной группе 73а.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
