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

Бензилциклопропаны: синтез и некоторые превращения

Диссертация: Бензилциклопропаны: синтез и некоторые превращения
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Циклопропаны как объекты многочисленных исследований широко используются в органической химии с середины прошлого столетия. С тех пор интерес к ним практически не ослабевает, а в последние годы даже значительно усилился. Повышенный интерес появился после того как выяснилось, что соединения ряда циклопропана часто ведут себя специфически в условиях классических реакций и могут широко… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА 1. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕНЗИЛЦИКЛОПРОПАНОВ ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)
    • 1. 1. Реакции бензилциклопропанов, в которых не затрагивается трехуглеродный цикл
    • 1. 2. Реакции бензилциклопропанов, протекающие с раскрытием циклопропанового кольца

    1.2.1. Превращения бензилциклопропанов, протекающие с раскрытием циклопропанового кольца в которых не участвует орто-заместитель. щ 1.2.2. Кислотно-катализируемые превращения бензилциклопропанов с внутримолекулярным участием орто-заместителей.

    ГЛАВА 2. БЕНЗИЛНИКЛОПРОПАНЫ: СИНТЕЗ И НЕКОТОРЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ).

    2.1 Синтез замещенных бензилциклопропанов.

    2.2. Превращения замещенных бензилциклопропанов в условиях нитрования.

    Ц 2.2.1. Превращение бензилциклопропанов при нитровании азотной кислотой в уксусном ангидриде.

    2.2.2. 1,1-Дихлор-2-бензилциклопропаны в реакции с азотной кислотой в уксусном ангидриде.

    2.2.3. Взаимодействие бензилциклопропанов с диазоттетраоксидом.

    2.3. орто-Амино-, амидо- и тиоамидобензилциклопропаны: синтез и кислотно-катализируемые превращения. i" 2.3.1. Синтез орто-аминобензилциклопропанов и изучение их поведения в условиях кислотно-катализируемых реакций.

    2.3.2. Превращения 2-(^ацил)аминобензилциклопропанов под действием кислот.

    2.3.3. Кислотно-катализируемая гетероциклизция 2-тиоациламинофенилциклопропанов и 2-тиоациламинобензилциклопропанов.

    ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

    3.1. Синтез исходных соединений.

    3.2. Нитрование бензилциклопропанов азотной кислотой в уксусном ангидриде.

    3.3. Превращения бензилциклопропанов (89, 90,104, 105) под действием диазоттетраоксида.

    3.4. Восстановление нитробензилциклопропанов (89, 90,104, 105, 109, 110) до соответствующих аминосоединений.

    3.5. Синтез орто-ациламинобензилциклопропанов (118−130,141−143) и орто-ациламинофенилциклопропанов (161−164).

    3.6. Синтез орто-тиоациламинобензилциклопропанов (169−172) и орто-тиоациламинофенилциклопропанов (165−168).

    3.7. Внутримолекулярные превращения орто-циклопропилметил-(131−140) и орто-аллилзамещепых (144,145) ариламидов в концентрированной серной и трифторуксусной кислоте.

    3.8. Внутримолекулярные превращения орто-циклопропил- и орто-циклопропилметилзамещеных арилтиоамидов в концентрированной серной кислоте.

    ВЫВОДЫ.

Бензилциклопропаны: синтез и некоторые превращения (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Циклопропаны как объекты многочисленных исследований широко используются в органической химии с середины прошлого столетия. С тех пор интерес к ним практически не ослабевает, а в последние годы даже значительно усилился. Повышенный интерес появился после того как выяснилось, что соединения ряда циклопропана часто ведут себя специфически в условиях классических реакций и могут широко использоваться в синтезе веществ самых различных классов и самого разнообразного практического назначения. Подтверждением сказанному могут служить, например, превращения фенилциклопропана и его функционально замещенных, которые не только внесли значительный вклад в теоретическую органическую химию, но и открыли широкие возможности синтеза как продуктов трансформации трехуглеродного цикла, так и разнообразных гетероциклических соединений, доступ к которым иногда и более сложен и проблематичен.

Литературный анализ показывает, что основная масса работ, касающихся химии циклопропилсодержащих аренов, выполнена на производных фенилциклопропана, в которых циклопропановый фрагмент непосредственно связан с бензольным кольцом (находится в сопряжении). В то же время химия бензилциклопропана, в которых трехуглеродный цикл удален от бензольного кольца на метиленовое звено и тем самым нарушена система сопряжения, изучена крайне ограничено. По существу делались лишь отдельные попытки в плане синтеза бензилциклопропанов и изучения их химических свойств.

В месте с тем систематическое исследование поведения бензилциклопропанов, по крайней мере в реакциях характерных для фенилциклопропанов, позволило бы не только выяснить особенности, отличающие химию указанных углеводородов, но и определить возможности использования производных бензилциклопропана в органическом синтезе.

В соответствии со сказанным в настоящей работе была поставлена задача разработать общий метод синтеза функционально замещенных бензилциклопропанов, детально изучить их поведение под действием нитрующих реагентов и в условиях кислотно-катализируемых реакций.

Обсуждению собственных результатов предшествует литературный обзор, по существу отражающий современное состояние химии бензилциклопропанов.

выводы.

Разработаны методы синтеза углеводородов ряда бензилциклопропана и их функционально замещенных производных.

Выполнено систематическое исследование реакции замещенных бензилциклопропанов с нитрующими реагентами. Установлено, чтопара-замещенные бензилциклопропаны, в отличие от аналогично замещенных фенилциклопропанов, количественно претерпевают замещение циклопропилсодержащего фрагмента на нитрогруппу (ипсо-замещение) — найденная реакция носит общий характер — 1,4-дизамещенные бензолы, содержащие в составе заместители, способность к элиминированию которых из ипсо-а-комплексов сравнима с таковой для циклопропилметилкатиона (аллильный или бензильный фрагменты) также легко претерпевают нитродеалкилирование, при нитровании пара-замещенных 1,1-дихлор-2-бензилциклпропанов нитрогруппа вступает в бензольное кольцо и дихлорциклопропилметильный фрагмент сохраняется в молекуле, циклопропилметильный заместитель не подвергается ипсо-замещению при нитровании если ориентирующее влияние заместителей в субстрате не способствует формированию ипсо-а-комплексов, содержащих циклопропилметильный фрагмент и нитрогруппу в геминальном узлеколичественно образуются орто-нитрозамещенные бензилциклопропанав реакции с диазоттетраоксидом (N204) бензилциклопропаны ведут себя подобно соответствующим фенилциклопропанам: как и в случае фенилциклопропанов циклопропилметилзамещенные субстраты, не способные к одноэлектронному окислению нитрозил-катионом, под действием N204 превращаются в продукты трансформации трехуглеродного цикла — соответствующие бензилзамещенные изоксазолины, а способные окисляться нитрозил-катионом, по SET-механизму превращаются нитроароматические производные бензилциклопропанов.

3. Изучено восстановление нитрозамещенных бензилциклопропанов с использованием различных восстановителей и осуществлен синтез ряда новых аминобензилциклопропановна основе последних синтезированы N-ациламинои N-тиоациламинобензилциклопропаны — новые объекты для исследования общей иммунофармакологической активности.

4. Изучено поведение 2-(Ы-ациламино) — и 2-(Ы-тиоациламино)-бензилциклопропанов в условиях кислотно-катализируемых реакций. Установлено, что: а. 2-(М-ациламино)бензилциклопропаы под действием либо трифторуксусной кислоты, либо концентрированной серной с высоким выходом перегруппировываются в соответствующие 4Н-3,1 -бензоксазины, а не в ожидаемые 3,1-бензоксазепиныэто первый пример перегруппировки функционально замещенных бензилциклопропанов в стабильные гетероциклические соединения. Найденная реакция является удобным и эффективным методом синтеза замещенных 4Н-3,1-бензоксазинов — важных объектов для изучения биологической активности. б. в отличие от N-ациламинофенилциклопропанов и N-ациламинобензилциклопропанов соответствующие тиоацильные аналоги указанных соединений не вступают в реакцию с трифторуксусной кислотой, но под действием концентрированной серной кислоты перегруппировка осуществляется, при этом, как из N-тиоациламинофенилциклопропанов, так и из N-тиоациламино-бензилциклопропанов с высоким выходом образуются замещенные 4Н-3,1-бензотиазины. Таким образом найдена новая кислотно-катализируемая перегруппировка в ряду орто-замещенных фенили бензилциклопропанов, которая по существу представляет собой общий метод синтеза 4Н-3,1-бензотиазинов — веществ, биологическая активность которых интенсивно изучается.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.Д., Мочалов С. С., ШабаровЮ.С. О механизме реакции 1,1-дигалоген-2-арилциклопропанов с метилатом натрия в метиловом спирте.// ЖОрХ. 1979, т.15, вып. З, с. 485−492.
  2. Deno N.C., Richey H.G., Liu J.S., Hodge J.D., Houser J.J., Wisotsky M.J. Phisical properties of the tricyclopropylmethyl cation.// J. Am. Chem. Soc. 1962, v. 84, № 10, p. 2016−2017.
  3. Л.A. В кн.: Современные теоретические основы органической химии.// М.: Химия 1978, с. 240.
  4. Bollinger J.M., Comisarov М.В., Cupas С.А., Olah G.A. Sable carbonium ions. XLV. Benzyl cations.// J. Am. Chem. Soc. 1967, v. 89, № 22, p. 5687−5691.
  5. Olah G.A., Schleyer R. Carbonium ions.// Willey. New York. 1973, v. 4, p. 1501−1578.
  6. Pittman C.U., Olah G.A. Sable carbonium ions. XIV. Cyclopropylcarbonium ions.// J. Am. Chem. Soc. 1965, v. 87, № 13, p. 2998−3000.
  7. Deno N.C., Liu J. S, Turner J.O., Lincoln D.N., Fruit R.E. The direct observatinon of dicyclopropylcarbonium ions.// J. Am. Chem. Soc. 1965, v. 87, № 13, p. 3000−3002.
  8. Friedrich E.C. Reactivity studies in bree-radical a-bromination of cyclopropyl compounds bu N-bromosuccinimide.// J. Org. Chem. 1969, v. 34, № 3, p. 528 534.
  9. Bennet J.G., Bunce S.C. Cyclopropyl analogs of hexestrol and diethylstilbestrol.// J. Org. Chem. 1960, v. 25, № 1, p. 73−79.
  10. Close W.J. An improved synthesis of cyclopropyl phenyl ketone and ralated substances. // J. Am. Chem. Soc. 1957, vol., 79. № 6, p. 1455−1458.
  11. Ю.С., Потапов B.K., Левина Р. Я. Орто- и пара-замещенные фенилциклопропаны.// ЖОрХ. 1964, т.34, вып.9, с. 3127−3128.
  12. Ю.С., Мочалов С. С., Новокрещенных В. Д., Волков Е. М., Ермишкина С. А. Галогензамещенные фенилциклопропаны в реакции нитрования.// ЖОрХ. 1975, т.11, вып.9, с. 1907−1913.
  13. Jones W.W., Russell M. The Effect of temperature on the proportions of isomers formed in the mononitration of toluene.// J. Chem. Soc. 1947, № 7, p. 921−923.
  14. Ю.С. Исследование в области арилциклопропанов и арилциклобутанов. Дисс. докт. наук. М., 1964.
  15. С.С. Превращения арилциклопропанов в условиях нитрования. Использование нитроарилциклопропанов в органическом синтезе. Дисс. докт. наук. М., 1984.
  16. Leermakers Р.А., Vesley G.F. Thermal and photochemical decomposition of cyclopropylphenylmethane.// J. Chem. Soc. 1965, v. 30, № 2, p. 539−541.
  17. Lambert J.B., Napoli J.J., Johnson K.K., Taba K.N., Packard B.S. Scope, limitations and mechanism of the homoconjugate electrophilic addition of hydrogen halides.// J. Org. Chem. 1985, v. 50, № 8, p. 1291−1295.
  18. Deno N.C., Billups W.E., LaVietes D., Scholl Ph.C., Schneider S. Protonated cyclopropane intermediates in the reactions of cyclopropanecarboxylic acids.// J. Am- Chem. Soc. 1970, v. 92, № 16, p. 3700−3703.
  19. Ю.С., Сагинова JI.F., Веселовская C.B. Взаимодействие арилциклопропанов с тиофенолами в условиях кислотного катализа. // ЖОрХ. 1986, т.22, вып.4, с. 768−772.
  20. Powell K.G., McQuillin F.J. Reactions of cyclopropanes with dicarbonylchlororhodium: carbonyl insertion and isomerisation.// Chem. Communs. 1971, № 16, p. 931−932.
  21. Jl.C., Формановский А. А., Болесов И. Г. Скелетная перегруппировка при дегидрохлорировании 1,1-дихлор-2-бензилциклопропана. // ЖОрХ. 1978, т. 14, вып.4, с. 883−884.
  22. А.А. Материалы Юбилейной научной конференции, посвященной 60-летию Великой Октябрьской социалистической революции. М.: МГУ, 1978, с. 9−10.
  23. Р.Я., Шабаров Ю. С., Мочалов С. С., Благодатский С. А. // Вестн. МГУ. Сер. хим., 1972, № 6, С. 689−692.
  24. А.Н., Трофимова Е. В., Мочалов С. С., Шабаров Ю. С. Бензил-, 2-и 4-нитробензилциклопропаны и их взаимодействие с органическими кислотами. ЖОрХ. 1988, т.24, выи.7, С. 1413−1417.
  25. Е.В. Трофимова, А. Н. Федотов, С. С. Мочалов, Ю. С. Шабаров, Н.С. Зефиров// Катион 3,4-дигидро-КГ-оксо-3-этил-2,1-бензоксазиния в синтезе р- и у-замещенных арилбутанов и 1-арилбут-2-енов. ХГС. 1992, с. 550−554.
  26. С.С., Трофимова Е. В., Федотов А. Н., Шабаров Ю. С., Зефиров. Н.С. Кислотно-катализируемые превращения 1-хлор-2-нитробензилциклопропанов. Первые стабильные ионы N-okco-2,1-бензоксазепиния. // ЖОрХ. 1996, т.32, вып.6, С. 852−860.
  27. Г29. Мочалов С. С., Ермишкина С. А., Эрглис С. К., Шабаров Ю. С. О синтезе и изомеризации динитро-1,4-дициклопропилбензолов. // ЖОрХ. 1975, т.11, вып.7, с. 1409−1415.
  28. Ю.С., Мочалов С. С., Степанова И. П. Внутримолекулярные превращения фенилциклопропанов. Изомеризация орто-нитрофенил-циклопропана под действием серной кислоты. Докл. АН СССР, 1969, т. 189, № 4, с. 1028−1030.
  29. В.И., Чертков В. А., Мочалов С. С., Шабаров Ю. С. Изучение структуры катионов, генерируемых из 1-метил-1-(орто-нитрофенил)-циклопропанов в серной кислоте методом ЯМР 13С. // ЖОрХ. 1974, т. 10, вып. 12, с. 2536−2542.
  30. А.Н., Е.В. Трофимова, С. С Мочалов, Шабаров Ю. С. О перегруппировке орто-нитрозамещенных бензолов в о-нитрозокетоны и о синтезе производных 2,1-бензоксазина.// ЖОрХ. 1988, т.24, вып, 11, с. 2403−2408.
  31. Е.В., Федотов А. Н., Мочалов С. С., Шабаров Ю. С. Циклические ионы из 2-нитрофенилбутанолов и 1-(2-нитрофенил)-1-бутена и их изомерные превращения во фторсульфоновой кислоте. // ЖОрХ. 1991, т.27, вып. 16, с.1193−1197.
  32. С.С., Кутателадзе Т. Г., Федотов А. Н., Шабаров Ю. С. Циклические катионы из 2-нитрофенилциклопропанов и их изомерные превращения во фторсульфоновой кислоте. // Докл. АН СССР, 1988, т. 298, № 6, с. 1397−1401.
  33. С.С., Кутателадзе Т. Г., Федотов А. Н., Шабаров Ю. С. циклические ионы из 1-(2-нитрофенил)-2- метилциклопропанов и их изомерные превращения во фторсульфоновой кислоте. // ЖОрХ. 1989, т.25, вып. 7, с.1396−1402.
  34. Т.Г., Мочалов С. С., Шабаров Ю. С. Ковалентные фторсульфонаты- из нитрозамещенных арилциклопропанов. // ЖОрХ, 1990, т.26, вып. 7, с. 1471−1476.
  35. Е.В. Бензилциклопропан, их синтез и кислотно-катализируемые превращения. Дисс. канд. наук. М., 1990.
  36. С.С., Газзаева Р. А., Федотов А. Н., Шабаров Ю. С., Зефиров Н. С. Новый путь синтеза замещенных 4Н-3,1-бензоксазинов. // ХГС. 2003, № 1, с.922−929.
  37. Ю.С., Мочалов С. С., Федотов А. Н., Плоткин В. А. Новая перегруппировка азоксибензолов под действием концентрированной серной кислоты.// ЖОрХ. 1980, т. 16, вып. З, с.612−620.
  38. Ю.С., Мочалов С. С., Федотов А. Н., Шишкина И. Н., Суботин Н.С. .Новые устойчивые органеические катионы из орто-замещенных арилциклопропанов.// ЖОрХ. 1987, т.23, вып.1, с.112−117.
  39. А.Н., Шишкина И. Н., Кутателадзе Т. Г., Мочалов С. С., Шабаров Ю. С. Внутримолекулярные превращения 2-циклопропилазобензолов под действием протонных кислот.// ХГС. 1987, № 8, с.112−117.
  40. Klonwen М.Н., Boelens Н. Alkil substituted benzaldehides. // Rec. Trav. Chim. 1960, v. 79, p. 1022−1033.
  41. Kobe К.A., Langworthy E.M. Mononitration of p-cymene.// Ind. Eng. Chem. 1957. vol. 49, № 5, p. 801−806.
  42. Olah G.A., Kuhn S.J. Aromatic substitution. XX. Intact and dealkylation migration of propylated and butylated alkylbenzenes with nitronium tetrafluoroborate.// J. Am. Chem. Soc. 1964, vol. 86, № 6, p. 1067−1071.
  43. Hahn R.C., Strack D.L. ipso-Nitration. II. Novel products and true positional selectivities in nitration of p-cymene.// J. Am. Chem. Soc. 1974, vol. 96., № 13, p. 4335−4337.
  44. Fischer A., Roderer R. Nitration of p-cymene. Exchange and rearomatization reactions of p-cymene adducts.// Can. J. Chem. 1976, vol. 54, № 3, p. 423 428.
  45. Moodie R.B., Schofield K., Weston J.B. Electrophilic aromatic substitution. Part XV. The kinetics, mechanism, and products of nitrodebromintion in sulphuric acid. // J. Chem. Soc. Perkin Trans. II. 1976, vol. 9, p. 1089.
  46. ЖОрХ. 1973, т. 9, № 1, с. 56−58. Г51. Шабаров Ю. С., Мочалов С. С. О деметилировании циклоалкил- и алкиланизолов при нитровании. // ЖОрХ. 1973, Т. 9, № 10, с. 2044−2047.
  47. В.В., Мочалов С. С., Шабаров Ю. С. Поведение 2-замещенных 4-циклопропиланизолов при нитровании азотной кислотой в уксусном ангидриде.//ЖОрХ. 1982, вып.2,т. 18, с.310−322.
  48. Moodie R.B., Schofield К. ipso-Attack in aromatic nitration.// Acc. Chem. Res.1976, vol. 9, № 4, p. 287−292.
  49. M.M., Гейдерих А. В., Мочалов C.C., Шабаров Ю. С. пара-Алкилзамещенные фенилциклопропаы в реакции с диазоттетраоксидом. // ЖОрХ. 1988, т. 24, вып. 6, с. 1189−1195.
  50. С.С., Кузьмин Я. П., Федотов А. Н., Трофимова Е. В., Газзаева Р. А., Шабаров Ю. С., Зефиров Н. С. О превращении арилциклопропановпод действием диазоттетраоксида. // ЖОрХ. 1998, т. 34, вып. 9, с.1379−1387.
  51. С.С., Газзаева Р. А., Атанов В. Н., Федотов А. Н., Шабаров Ю. С., Зефиров H.G. Замещенные 7-циклопропил-1,4-бензодиоксаны в реакции с диазоттетраоксидом // ХГС. 1999, № 3, с. 324−329.
  52. ГаззаеваР.А., Шабаров Ю. С., Сагинова Л. Г. Замещенные фенилциклопропаиы в синтезе 2-изоксазолинов. // ХГС. 1984, № 3, с. 309−313.
  53. Lin S.T., Kuo S.H., Yang F.M. Reaction of halogenated cyclopropanes and nitrosyl cation: Preparation of isoxazolen. // J. Org. Chem. 1997, vol. 62, p. 5229−5231.
  54. Belzecki C. Stereochemmestry of artain addition reactions propenylbenzene I. Addition of nitrogen tetoxid. // Bull. Acad. Polom. Sci., Ser. Chem. 1963, vol. 11, № 3, p. 121−127.
  55. Grinwold A.A., Starcher P. S. The synthesis of 2-nitrocyclohexanone and the reaction of acetyl nitrate with cyclohexene. // J. Org. Chem. 1966, vol. 31, № 2, p. 357−361.
  56. Shoendbrunn E.F., Gardner J.H. Oxidation of isobutylene with dinitrogen tetroxide. // J. Am. Chem. Soc. 1960, vol. 82, № 18, p. 4950.
  57. Brand Y., Stevens I. Mechanism and stereochemistry of the addition of nitrogen dioxide to olefins. // J. Chem. Soc. 1958, № 2, p. 629.
  58. C.C. Газзаева P.А. Арилциклопропаны в синтезе азот- и кислородосодержащих гетероциклов. // ХГС. 2003, № 8, С. 1123−1138.
  59. М.И. Замещенные 4Н-3,1-бензоксазины на основе 1,4-бензодиокасна и 1,2-диметоксибензола. // Материалы Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2005». Секция химия. М. 2005 том 1, с. 188.
  60. Hari A., Wellr B.L. Rapid and Efficientt Synfhesis of 2-Amino-4H-benzothiazines.// Org. Lett. 2000, vol. 2, p. 3667−3670.
  61. H.A., Пономарев A.B., Белецкая И. Г. Реакции мелаллоорганических соединений, катализируемые комплексами переходных металлов. //ЖОрХ. 1987, т. 23, с.1354−1364.
  62. Wenkert Е., Fernades J.B., Vichelott T.L., Swindell С.S. The synthesis of naturally occurring C6-C3 and C6-C3-C6 substances by the use of low-valent nickel-mediated grignard reactions. // Synthesis. 1983, v. 9, p. 701−703.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?