Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Внутримолекулярные реакции гем-дигалогеназометинилидов в синтезе гетерополициклических соединений

Диссертация: Внутримолекулярные реакции гем-дигалогеназометинилидов в синтезе гетерополициклических соединений
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Впервые осуществлено внутримолекулярное циклоприсоединение галогензамещенных азометин-илидов, генерированных реакцией иминов 2-ацилоксибензальдегидов с дифтори дихлоркарбенами, к сложноэфирной карбонильной группе. Установлено, что реакция протекает с полной региоселективностью с образованием с высокими выходами производных 2,5эпохой-1,4-бензоксазепина. Показано, что скорость реакции сравнима… Читать ещё >

Содержание

  • 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ
    • 1. 1. Генерация и химические свойства иминиодигалогенметанидов.6 '
      • 1. 1. 1. Реакции иминиодихлорметанидов
      • 1. 1. 2. Реакции иминиофторхлорметанидов
      • 1. 1. 3. Реакции иминиодифторметанидов
        • 1. 1. 3. 1. 1,3-Диполярное циклоприсоединение к С=С связям
        • 1. 1. 3. 2. 1,3-Диполярное циклоприсоединение к С=С связям
        • 1. 1. 3. 3. 1,3-Диполярное циклоприсоединение к С~0 связи
        • 1. 1. 3. 4. 1,3-Диполярное циклоприсоединение к С=Ысвязи
    • 1. 2. Внутримолекулярное 13-Диполярное циклоприсоединение азометин-илидов
      • 1. 2. 1. Раскрытие азиридинового кольца
      • 1. 2. 2. Конденсация вторичных аминов с альдегидами
      • 1. 2. 3. Изоксазолияовый метод
      • 1. 2. 4. Метод десилилирования
      • 1. 2. 5. Декарбоксилирование оксазолидинонов
      • 1. 2. 6. Таутомеризация иминов
    • 1. 3. 1,5- Циклизация азометин-илидов
      • 1. 3. 1. Циклизация с участием связи ОС
      • 1. 3. 2. Циклизация с участием карбонильной группы
  • 2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
    • 2. 1. Внутримолекулярное циклоприсоединение иминиодигалогенметанидов к связи ОС.'
      • 2. 1. 1. Внутримолекулярное циклоприсоединение иминиодифторметанидов к связи ОС
      • 2. 1. 2. Внутримолекулярное циклоприсоединение иминиодихлорметанидов к связи С=С
      • 2. 1. 3. Влияние длины соединительной цепи диполь-диполярофил на протекание реакции внутримолекулярного циклодрисоединения
    • 2. 2. Внутримолекулярное циклоприсоединение иминиодигалогенметанидов к связи ОС
      • 2. 2. 1. Внутримолекулярное циклоприсоедннение иминиодифторметанидов к связи
      • 2. 2. 2. Внутримолекулярное диклоприсоединение иминиодихлорметанидов к связи
    • 2. 3. Внутримолекулярное циклоприсоедннение иминиодигалогенметаяидов к связи С=
      • 2. 3. 1. Внутримолекулярное диклоприсоединение иминиодифторметанидов к связи СО
      • 2. 3. 2. Внутримолекулярное диклоприсоединение иминиодихлорметанидов к связи
      • 2. 3. 31. Химические свойства производных 2,5-эпокси-1,4-бензоксазепина
    • 2. 4. 1,5-Циклизация иминиодифторметанидов
      • 2. 4. 1. Получение производных дигидроизоиндола
      • 2. 4. 2. Получение производных фуропирролидина
      • 2. 4. 3. Получение производных фуропиридина
  • 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТ
    • 3. 1. Синтез исходных соединений
    • 3. 2. Реакции иминов с дифторкарбеном
    • 3. 3. Конкурентные реакции иминов 47л-н с дифторкарбеном
    • 3. 4. Реакции иминов с дихлоркарбеном
    • 3. 5. Термолиз производных ци1шопропа[&1фуро[2,3-с"|пирролов
    • 3. 6. Получение производных этаноламина
  • ВЫВОДЫ

Внутримолекулярные реакции гем-дигалогеназометинилидов в синтезе гетерополициклических соединений (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Реакции 1,3-диполярного цикяоприсоединения азометин-илидов являются одним из перспективных синтетических направлений в химии азотистых гетероциклов. Внутримолекулярный вариант этой реакции в последние годы стал мощным инструментом в синтезе сложных полициклических и каркасных гетероциклических систем, включая соединения природного ряда. Высокий синтетический потенциал внутримолекулярного 1,3-диполярного циклоприсоединения азометин-илидов определяется наличием широкого набора методов их генерации и высокой региои стереоселективностью циклоприсоединения. Кроме того, этот вариант реакции отличается относительно низкой чувствительностью к варьированию заместителей при С=С и С=С связях, которые являются важнейшими диполярофильными ловушками. Особый интерес для органического синтеза представляют функционально замещенные илиды, в частности, галогензамещенные азометин-илиды, переносящие в циклоаддукт функциональные группы, способные к дальнейшим химическим трансформациям. Например межмолекулярные реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения дигалогеназометинилидов к алкенам, алкинам и карбонильным соединениям формируют азотистый гетероцикл, содержащий такие полезные функциональные группы как карбонильная, фтор или хлор. Реакции внутримолекулярного циклоприсоединения галогенированных азометин-илидов могут приводить к образованию более сложных полициклических азотсодержащих систем. Превращения такого типа к началу выполнения нашей работы были известны только для негалогенированных азометин-илидов, генерированных некарбеновыми методами.

Еще одним подходом к синтезу азотистых гетерополициклов является реакция 1,5-тт—циклизации илидов, примеры которой для галогензамещенных азометин-илидов в литературе также отсутствуют.

Цель настоящей работы заключается в разработке новой методологии синтеза гетероциклических соединений на основе внутримолекулярных реакций галогензамещенных иминиевых илидов. Основная идея предлагаемой стратегии заключается в реализации в рамках одной синтетической стадии последовательности химических превращений, включающих генерацию карбена, образование иминиевого илида и последующие внутримолекулярные реакции илида: циклоприсоединение или 1,5-циклизвация. Работа включала решение следующих задач:

1. Отработку методов генерации дифтори дихлорзамещенных иминиевых илидов на основе реакций дифтори дихлоркарбенов с иминами, содержащими структурные фрагменты, позволяющие осуществлять последующие внутримолекулярные процессы: диполярофильный фрагмент для циклоприсоединения и/или непредельный фрагмент для 1,5-циклизации.

2. Выявление закономерностей внутримолекулярного 1,3-диполярного циклоприсоединения галогензамещенных иминиевых илидов к кратным связям углерод-углерод и углерод-кислород, включающее изучение зависимости хемо-, региои стереоселективности циклоприсоединения от: (а) природы галогена (фтор, хлор) — (б) природы диполярофила (активированные и неактивированные С=С, ОС, С=0 связи) — (в) природы соединительной цепи между диполем и диполярофилом (длина цепитип и гибридизация составляющих цепь атомов и природа образующих цепь циклов) — (г) природы заместителя у атома азота илида (алкильный, арильный). Изучение реакций 1,3- и 1,5-циклизации илидов, конкурирующих с циклоприсоединением, а также выявление условий селективного протекания реакций различного типа.

3. Исследование 1,5-циклизации галогензамещенных иминиевых илидов и сопутствующих реакций и возможностей их синтетического применения для синтеза фторсодержащих соединений.

4. Изучение превращений первичных продуктов внутримолекулярных реакций галогензамещенных иминиевых илидов с целью увеличения синтетического потенциала предлагаемого подхода.

выводы.

1. Впервые систематически исследовано внутримолекулярное циклоприсоединение галгензамещенных азометин-илидов, генерированных карбеновым методом, а именно, реакцией дифтори дихлоркарбенов с N-(2−11-арилметилиден)аминами, содержащими в заместителе К алкенильный или алкинильный диполярофильный фрагмент. Установлено, что: а) циклоприсоединение дифтори дихлорзамещенных азометин-илидов, генерированных из 2-аллилили 2-алкенилоксизамещенных арилметилиденаминов, к внутреннему этиленовому диполярофилу протекает с полной региои стереоселективностью с образованием только конденсированных полициклических соединений — производных гексагидроиндено[1,2-Ь]пирролов и гексагидрохромено[4,3-Ъ]пирролов с цис-сочлененными кольцамиб) циклоприсоединение дифторметилидов к внутреннему ацетиленовому диполярофилу приводит к 2-фтордигидрохромено[4,3-Ь]пирролам в результате дегидрофторирования первичных циклоаддуктовв) направление превращения дигалогензамещенных азометинилидов, содержащих внутренний диполярофил, зависит от природы галогена — дифторзамещенные илиды вступают только в реакцию внутримолекулярного циклоприсоединения как с активированными, так и с неактивированными диполярофилами, а основное направление превращения дихлорзамещенных илидов определяется характером заместителя при атоме азота: илиды с неразветвленнымиалкильными заместителями претерпевают внутримолекулярное циклоприсоединение, в то время как №арилзамещенные аналоги и илиды, содержащие третичный №алкильный заместитель — 1,3-циклизацию в азиридины.

2. Впервые осуществлено внутримолекулярное циклоприсоединение галогензамещенных азометин-илидов, генерированных реакцией иминов 2-ацилоксибензальдегидов с дифтори дихлоркарбенами, к сложноэфирной карбонильной группе. Установлено, что реакция протекает с полной региоселективностью с образованием с высокими выходами производных 2,5эпохой-1,4-бензоксазепина. Показано, что скорость реакции сравнима со скоростью межмолекулярного циклоприсоединения к наиболее активным ацетиленовым диполярофилам.

3. На примере иминиодифторметанидов, генерированных из иминов бензальдегида и фурфурола, впервые реализована 1,5-тт:-циклизация азометин-илидов с участием ароматического кольца.

4. На основе изученных реакций внутримолекулярного циклоприсоединения, 1,5-циклизации дифтори дихлоразометин-илидов, а также найденных синтетически полезных превращений их продуктов предложены эффективные методы синтеза производных индено[1,2-Ь]пирролов, этаноламинов, хромено[4,3−6]пирролов, 2,5-эпокси-1,4-бензоксазепинов, циклопропа[Ь]фуро[2,3-с]пирролов и фуро[3,2~с]пиридинов, включая фторзамещенные.

Показать весь текст

Список литературы

  1. А. Ф., Костиков Р. Р. Иммониевые илиды из галогенкарбенов в синтезе азотсодержащих соединений // Известия АН СССР. Сер. хим. 1993. N 4. С. 646−654.
  2. Khlebnikov A. F., Novikov М. S., Kostikov R. R. Carbenes and Carbenoids in Synthesis of Heterocycles // Adv. Heterocycl. Chem. 1996. Vol. 65. P. 93−233.
  3. А. Ф., Новиков M. С., Костиков P. P. Фторзамещенные илиды азота новый класс интермедиатов // РХЖ 1999. Т. 43. N 1. С. 70−79.
  4. R. А., Но G. J., Sierakowski С. Direct Observation of the Formation and Rearrangement of Carbene/Allyl Sulfide Ylides // J. Am. Chem. Soc. 1992. Vol. 114. N8. P. 3128−3129.
  5. O., Ehler M., Birkel M., Hoffmann J., Regitz M. 1-Halogen-lH-phosphirene aus Phosphaalkinen und Halogencarbenen // Chem. Ber. 1991. Bd. 124. N 5. S. 1207−1213.
  6. Moss R. A., Cox D. P., Tomioka H. Access to Aminophenylcarbenes via Diazirine Exchange Reactions // Tetrahedron Lett. 1984. V. 25. N. 10. P. 1023−1026.
  7. Deyrup J. A. Aziridines // Small Ring Heterocycles Part I. Ed. Hassner A., Wiley-Interscience. 1983. P. 1−214.
  8. P. P., Хлебников А. Ф. Карбены в синтезе гетероциклических соеди-нений //ХГС 1976. N 11. С. 1443−1464.
  9. De Kimpe N., Sulmon P., De Buyck L., Verhe R., Shamp N., Declercq J.- P., Van Meerssche M. 1,3-Dipolar Cycloaddition of 2,2-Dichloro-l, 3~diphenylaziridine with Dimethyl Acetylenedicarboxylate // J. Chem. Res. Miniprint 1984. N 3. P. 801−833.
  10. А. Ф., Никифорова Т. Ю., Костиков Р. Р. Реакции азометинилидов из дихлоркарбена и ациклических и циклических N-алкилиминов // ЖОрХ 1996. Т. 32. Вып. 5. С. 746−760.
  11. Fishwick С. W. G., Foster R. I., Carr R. E. Dithiolane-Isocyanate Immitilum Methylides: A Rapid Stereoselective Entry into y-Lactams // Tetrahedron Lett. 1995. Vol. 36. N51. P. 9409−9412.
  12. Khlebnikov A. F., Novikov M. S., Kostikov R. R. Ylides from Dihalocarbenes and Esters of N-Benzhydrylideneamino Acids: Halogen-Dependent Reaction Pathways // Mendeleev Commun. 1997. N 4. P. 145−147.
  13. Khlebnikov A. F., Novikov M. S., Kostikov R. R. Facile Synthesis of New Ketenimine Derivatives of a-Amino Acids // SYNLETT 1997. N 8. P. 929−930.
  14. А.Ф., Костиков P.P. О реакции дихлоркарбена с N-арилиминами алифатических кетонов // ЖОрХ. 1992. Т. 28. Вып. 3. С. 482−488.
  15. А. Ф., Новиков М. С., Никифорова Т. Ю., Костиков Р. Р. Реакция дигалогенкарбенов с эфирами и нитрилами N-алкилиденаминокислот. Синтез производных аминокислот с азиридиновым и пиррольным фрагментами // ЖОрХ. 1999. Т. 35. Вып. 1. С. 98−105.
  16. Р. Р., Хлебников А. Ф., Оглоблин К. А. Реакции дигалокарбенов с ароматическими азометинами//ЖОрХ. 1977. Т. 13. Вып. 9. С. 1857−1871.
  17. D. Seyferth, G. Murphy. Halomethyl Metal Compounds LIX. An Improved Preperation of Phenyl (fluorodichloromethyl)mercury, a Useful Fluorochlorocarbene Precursor // J. Organomet. Chem. 1973. Vol. 49. N 1. P. 117−124.
  18. McCarty J. R., Barney C. L., O’Donnell M. J., Huffman J. C. New Pathway for the Reaction of Difluorocarbene with Imines // J. Chem. Soc. Chem. Comm. 1987. N 6. P. 469−470.
  19. Novikov M. S., Khlebnikov A. F., Masalev A. E., Kostikov R. R. Generation and 1,3-Dipolar Cycloadditions of Fluorine-containing Azomethine Ylides Derived from Difluorocarbene and Imines // Tetrahedron Lett. 1997. Vol. 38. P. 4187−4190.
  20. Novikov M.S., Khlebnikov A.F., Shevchenko M.V. A Facile Carbene Route to 2-Fluoro-2-pyrrolines via Fluorinated Azomethine Ylides // J. Fluorine Chem. 2003. Vol. 123. N2. P. 117−119.
  21. Novikov M. S., Khlebnikov A. F., Sidorina E. S., Kostikov R. R. A Facile Tandem Carbene-Ylide Route to 2-Fluoropyrrole Derivatives // J. Fluor. Chem. 1998. Vol. 90. N2. P. 117−119.
  22. GriggR. Prototropic Routes to 1,3- and 1,5-Dipoles, and 1,2-Ylides: Applications to the Synthesis of Heterocyclic Compounds // Chem. Soc. Rev. 1987. N 16. P. 89−121.
  23. Texier F., Carrie R. Cycloaddition dipolaires-1,3. XIV. Addition du dimethoxy-carbonyl-1,1 diphenyl-2,3 ylure d’azomethine a quelques alcynes actives // Bull. Soc. Chim, Fr. 1972. N 6. P. 2381−2384.
  24. Padwa A., Dean D. C., Hertzog D. L. Azomethine Ylide Generation via the Dipole Cascade // Tetrahedron 1992. V. 48. N 36. P. 7565−7580.
  25. Bastide J., Hamelin J., Texier F., Quang Y.V. Cycloaddition dipolaire-1,3 aux alcynes // Bull. Soc. Chim. Fr. 1973. N 9/10. P. 2871−2887.
  26. Deyrap C. L., Deyrup J. A., Hamilton M. An Intramolecular Cycloaddition // Tetrahedron Lett. 1977. Vol. 18. N 39. P. 3437−3440.
  27. Padwa A., Ku H. Intramolecular Dipolar Cycloaddition Reactions with Azomethine Ylides // J. Org. Chem. 1979. Vol. 44. N 2. P. 255.
  28. Padwa A. Intramolekulare 1,3-dipolare Cycloadditionsreaktionen // Angew. Chem. 1976. Bd. 88. S. 131−144.
  29. Wenkert D., Ferguson S. B., Porter B., Qvarnstrom A. Thermal Transformation of Alkenoylated Aziridines into Ring-fused Pyrrolidines // J. Org. Chem. 1985. Vol. 50. N21. P. 4114−4119.
  30. De Shong P., Kell D. A., Sidler D. R. Intermolecular and Intramolecular Azomethine Ylide 3 + 2] Dipolar Cycloadditions for the Synthesis of Highly Functionalized Pyrroles and Pyrrolidines // J. Org. Chem. 1985. Vol. 50. N 13. P. 2309−2315.
  31. Henlce B. R., Kouklis A. J., Heathcoclc C. H. Intramolecular 1,3-Dipolar Cycloaddition of Stabilized Azomethine Ylides to Unactivated Dipolarophiles // J. Org. Chem. 1992. Vol. 57. N 26. P. 7056−7066.
  32. Kanemasa S., Sakamoto K., Tsuge O. Nonstabilized Azomethine Ylides Generated by Decarboxylative Condensation of a-Amino Acids. Structural Variation, Reactivity, and Stereoselectivity // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1989. Vol. 62. N 6. P. 1960 -1968.
  33. Confalone P. N., Huie E. M. The Stabilized Iminium Ylide-Olefm 3+2] Cycloaddition Reaction. Total Synthesis of Sceletium Alkaloid A4 // J. Am. Chem. Soc. 1984. Vol. 106. N 23. P. 7175−7178.
  34. Smith R., Livinghouse T. An Expedient Synthetic Approach to the Physostigmine Alkaloids via Intramolecular Formamidine Ylide Cycloadditions // J. Org. Chem. 1983. Vol. 48. N9. P. 1554−1555.
  35. Smith R., Livinghouse T. Alkaloid Synthesis via the Intramolecular Imidate Methylide 1,3-Dipolar Cycloaddition Reaction // Tetrahedron 1985. V. 41. N 17. P. 3559−3568.
  36. Westling M., Smith R., Livinghouse T. A Convergent Approach to Heterocycle Synthesis via Silver Ion Mediated a-Ketoimidoyl Halide-Arene Cyclizations. An
  37. Aapplication to the Synthesis of the Erythrinane Skeleton // J. Org. Chem. 1986. Y. 51. N8. P. 1159−1165.
  38. Grigg R., Aly M. F., Sridharan V., Thianpatanagul S. Decarboxylative Transamination. A New Route to Spirocyclic and Bridgehead-Nitrogen Compounds. Relevance to a-Amino Acid Decarboxylases // J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1984. N 3.P. 182−183.
  39. Harling J. D., Orlek B. S. A Stereoselective Synthesis of 3-Substituted Hexahydroindeno2, l-b]pyrroles via an Intramolecular Azomethine Ylide Cycloaddition // Tetrahedron 1998. Vol. 54. N 49. P. 14 905−14 912.
  40. Padwa A., Lim R., MacDonald J. G. Intramolecular Munchnone Cycloadditions: Preparation and Chemistry of the Intramolecular Dipolar Cycloadducts // J. Org. Chem. 1985. V. 50. N 20. P. 3816- 3823.
  41. Armstrong P., Grigg R., Jordan M. W., Malone J. F. X=Y-ZH Systems as Potential 1,3-Dipoles 5: Intramolecular Cycloadditions of Imines of a-Amino Acid Esters // Tetrahedron 1985. V. 41. N 17. P. 3547−3558.
  42. Tsuge O., TJeno K., Ueda I. The Intramolecular Cycloaddition Reaction of o-Cinnamyloxybenzylidene (methoxycarbonyl)phenylmethylamines // Heterocycles 1981. V. 16. N9. P. 1503−1508.
  43. Tsuge O., Ueno K. Intramolecular 1,3-Dipolar Cycloadditions of Benzylidene-a-Cyanobenzylamines Bearing Non-Activated Alkynyl and Alkenyl Functions // Heterocycles 1983. V. 20. N 11. P. 2133- 2139.
  44. Grigg R., Donegan G., Gunaratne H.Q. N., Kennedy D. A. X=Y-ZH Systems as Potential 1,3-Dipoles. Part 21. Activation of the ZH Proton in Imines // Tetrahedron 1989. Vol. 45. N 6. P. 1723−1746.
  45. Najdi S., Park K.-H., Olmstead M. M., Kurth M. J. Synthesis of Hexahydro-IH-pyrrolol, 2-c]imidazole Derivatives by Sequential Azomethine Ylide Cycloaddition and Urea Cyclization Reactions // Tetrahedron Lett. 1998. Vol. 39. N13. P. 1685−1688.
  46. R. 1,5-Elektrocyclisierungen ein wichtiges Prinzip der Heterocyclen-Chemie //Angew. Chem. 1980. Bd. 92. N 12. S. 979−1005.
  47. E. C., Turchi I. J. 1,5-Dipolar Cyclizations // Chem. Rev. 1979. Vol. 79. N 2. P. 181−231.
  48. Romashin Y. N., Liu M. Т. H., Bonneau R. A Facile Synthesis of 1,2,3-Trisubstituted Pyrroles from the Reaction of Chlorocarbenes with l-Azabuta-1,3-dienes // J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1999. N 5. P. 447−448.
  49. Romashin Y. N., Liu M. Т. H., Ma W., Moss R. A. New Synthesis of 2,2'-Heteroarylpyrroles from Heteroarylchlorocarbenes // Tetrahedron Lett. 1999. Vol 40. N 40. P. 7163−7165.
  50. Reinhoudt D. N., Trompenaars W. P., Geevers J. Reactions of Thiophenes with Acetylenes in Polar Solvents- a Novel Annulation Reaction // Tetrahedron Lett. 1976. Vol. 17. N51. P. 4777−4781.
  51. Padwa A., Eisenhardt W. Thermal Rearrangements of Arylaroylaziridines into 2,5-Diaryloxazoles // J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1968. N 7. P. 380−381.
  52. Baldwin J.E., Pudussery R.G., Qureshi A.K., Sklarz B. Valence Rearrangement of Hetero Systems. The 4-Isoxazolines // J. Am. Chem. Soc. 1968. Vol. 90. N 19. P. 5325−5326.
  53. Ueno Y., Okawara. M. Imidothiocarbonates. V. Preparations and Properties of Novel Azomethine Ylides and Thiocarbonyl Ylides from Sulfur-contained Heterocycles //Bull. Chem. Soc. Japan. 1972. Vol. 45. N 6. P. 1797−1801.
  54. Л., Айхер Т. Препаративная органическая химия: пер. с нем. М.: Мир. 1999. С.649−654.
  55. Органикум. Практикум по органической химии: пер. с нем. М.: Мир. 1979 Т. 2. С. 353−377.
  56. ГордонА., Форд Р. Спутник химика: пер. с англ. М.: Мир. 1976. С.437−444.
  57. Caesar F., Mondon А. Darstellung eines Phenolishen Tetrahydro-2-benzazepms mit freier /"-Stellung // Chem. Ber. 1968. Bd. 101. N 3. S. 990−993.
  58. A.A. Синтезы и реакции фурановых веществ. Изд-во Саратовского университета. 1960. С. 76, 77.
  59. Tsuge О., Kanemasa S., Matsuda К. One-Pot Synthesis of N-((Trimethylsilyl)methyl)imines and (Trimethylsilyl)methyl-Substituted Heterocumulenes from (Trimethylsilyl)metliyl Azide // J. Org. Chem. 1984. Vol. 49. N 15. P. 2688−2691.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?