WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

20а

4,52

Значения химических сдвигов протонов при Н3 составляют 4,40 - 4,67 м.д., что позволяет отнести полученные гексагидроиндазолы к транс-ряду, по аналогии с ранее полученными литературными данными.

Ниже представлена вероятная схема образования гексагидроиндазолов и циклопентапиразолинов:

На первой стадии происходит нуклеофильное присоединение гидразина(фенилгидразина) к наиболее электрофильному атому углерода карбонильной группы с последующей дегидратацией и образованием гидразона.Далее следует присоединение аминогруппы гидразона по экзоциклическим двойным связям с образованием биполярных ионов, стабилизирующихся за счёт 1,3-внутримолекулярного переноса протона. Образуется гетероцикл имеющий псевдоэкватериальное расположение заместителей большого стерического объёма и псевдоаксиальное расположение протонов при С3 и С3а-атомах ( транс-расположение).

Таким образом, при реакции несимметричных диарилметиленциклогексанонов с гидразинами реализуется чаще всего оба возможных альтернативных направления азациклизации.

2.3. Синтез и строение гидроксиламинооксимов диенонов

В литературе имеются единичные сведения о реакциях симметрично-построенных диенонов циклогексанового ряда с гидроксиламином. При этом установлено, что реакции протекают как присоединение по экзоциклической двойной связи и нуклеофильное замещение по карбонильной группе. Ожидаемая гетероциклизация не происходит вероятно из-за меньшей нуклеофильной силы гидроксиламна по сравнению с гидразинами.

Несимметричные диеноны С6 и диеноны циклопентанового рядов в реакцию с гидроксиламинами не вводились.

Нами впервые изучено взаимодействие 2-арилметилен-6-фурилметиленциклогексанонов и - циклопентанов с гидроксиламином.

Реакция 2-арилметилен-6-фурилметиленциклогексанонов (21 - 24) с гидроксиламином солянокислым, протекала только при соотношении субстрат: реагент = 1: 4 (наибольшие выходы продуктов достигнуты при соотношении 1:8). При этом были получены 2-(1/-гидроксиламино-R-бензил)-6- фурилметиленциклогексаноноксимы (27 - 30) с выходами 56-76%.

Для замещённых циклопентанонов - 2-арилметилен-5-фурилметиленциклопентанонов реакция не имела места, вероятно наличие -избыточного фрагмента цикла в сочетании с плоскостным строением циклопентана нового кольца приводит к падению активности, реакционного центра(). При замене фуранового цикла на менее донорный арильный успешна проведена для симметричного 2,5-дифенилметиленциклопентанона. Выход продукта 25 составил 75%.

В спектре ЯМР 1Н гидроксиламинооксимов 27-30 отмечены химические сдвиги метиновых протонов Н2’(4,12-4,45м.д.), причём электроноакцепторные заместители в бензольном кольце сдвигают этот сигнал в слабое (4,45 м.д), а донорный в сильное поле (4,22 м.д.) относительно сигнала Н2’ аминооксима 27(4,12 м.д.), не содержащего заместителя в бензольном цикле. Такое влияние замещающих групп на положение метиновых протонов позволяет сделать вывод о направлении нуклеофильного присоединения реагента (по двойной связи арилметиленового фрагмента).

Сигналы протонов гидроксильных групп присутствуют в области 5,49 - 7,00 м.д., в отличие от NH протона, сигнал которого проявляется в слабом поле при 11,06 - 11,26 м.д.

В ЯМР 13С спектрах гидроксиламинооксимов 27 и 30 присутствуют по 5 сигналов sp3-гибридных атомов углерода: сигналы 11 sp2-гибридных атомов принадлежат фурановому, бензольному циклам, этиленовой и С=N связям.

Предполагаемая схема реакции включает следующие стадии:

На первой стадии, происходит регионаправленно нуклеофильное присоединение гидроксиламина по С = С связи арилметиленового заместителя( электронная плотность на -атоме ниже по сравнению с /-атомом, сближенным с -избыточным фурановым циклом) с образованием аддукта А. При этом карбонильная группа становится сопряжённой только с одной этиленовой связью(сопряжение уменьшается), что приводит к повышению её активности и способности присоединять нуклеофил.

Такое направление реакции, отличающиеся от взаимодействия диенонов с гидразинами, обусловлено различными по активности нуклеофильными центрами гидроксиламина и понижением его нуклеофильной силы.

2.4.Реакции несимметричных диенонов с С-нуклеофильными реагентами

Ранее было показано, что несимметрично построенные диеноновые производные циклопентана и циклогексана в реакциях с С-нуклеофильными реагентами (ацетоуксусный эфир, ацетилацетон) образуют продукты карбоциклизации или О-гетероциклизации. Динитрил малоновой кислоты как С-нуклеофильный реагент для несимметричных диенонов ранее не использовался.

2.4.1. Реакции с малонодинитрилом

Нами впервые изучены реакции несимметрично построенных диенонов с малонодинитрилом.

Субстратами служили диеноны ряда С5, С6, содержащие фурилметиленовый и арилметиленовые заместители, в том числе с донорной (4-OMe) и акцепторной (3-NO2) группами в бензольном кольце.

Реакции проводились при нагревании в ДМФА при соотношении диенон: динитрил малоновой кислоты 1:3, в качестве катализатора был использован пиперидин. При этом были получены ранее неизвестные продукты О-гетероциклизации 2-амино-3цианотетрагидрохромены 32 35(75-78%) и циклопентапиран 36(55%). Прослеживается та же закономерность, что и в реакциях с N-нуклеофильными реагентами: выходы продуктов понижаются при переходе от циклогексановых к циклопентановым производным.

В спектрах ЯМР 1Н-полученных соединений присутствуют характеристичные сигналы протонов: синглет Н4 3,90 - 3,95 м.д., положение которого определяется природой заместителя в ароматическом кольце; сигналы протонов первичной аминогруппы 4,49 - 4,52 м.д.

В ЯМР 13С-спектре цикланопиранов 32 и 33 присутствуют, сигналы 4 sp3-гибридных, и 14 sp2-гибридных атомов углерода, что соответствует их углеродному скелету.

Предложена вероятная схема реакции:

Активированная метиленовая компонента атакует наиболее электронодифицитный -этиленовый атом углерода субстрата(конденсация Михаэля). Кето-енольная таутомерия интермедиата А способствует внутримолекулярной О-циклизации. Образующийся аминопиран может существовать в виде двух таутомерных форм (енамин, имин).

Наличие одного пятна на тонкослойной хроматограмме и присутствие синглета Н4 в спектре ЯМР 1Н (для имина сигнал протона проявлялся бы в виде дублета) свидетельствуют об образовании енаминой формы.

2. 4. 2. Реакция с ацетоуксусным эфиром

Ранее было установлено, что циклогексадиенон, содержащий фурильный и нитрофенильный заместитель, при взаимодействии с ацетоуксусным эфиром образует продукт О-гетероциклизации - 1-((фурил-2)метилен)-7а-гидрокси-4-(3-нитрофенил)-6-оксо-октагидро-1Н-индан-5-этилкарбоксилат.

Основываясь на том, что пиридиновый цикл по электронному влиянию является эквивалентным нитробензильному, нами осуществлена реакция несимметричного диенона 2-пиридилметилен-6-фурилметиленциклагексанона (37) c ацетоуксусным эфиром. Реакция проводилась в растворе диметилформамида в условиях основного катализа (пиперидин), при соотношении реагентов диенон-ацетоуксусный эфир 1:4, и выдерживанием реакционной смеси при комнатной температуре в течение 10 суток.

В результате реакции был получен 8-фурилметилен-3,4,5,6,7,8-гексагидро-2-гидрокси-2-метил-4(2-пиридил)-2Н-хромен (38) с выходом 65 %.

В ИК-спектре присутствуют характеристические полосы поглощения гидроксильной группы (3433см-1), колебания связей с=с (1677 - 1633 см-1) и с=о (1733 - 1716 см-1), с-о-с-о (1103 см-1).

В ЯМР 1Н-спектре имеются сигналы протонов гидроксильной группы (3,08 м.д.), метильной группы (3,80 м.д.), протонов Н4 (4,20 м.д.,д),Н3(3,42 м.д., д) (J3,4=8,00 Гц).

Как и ожидалось, реакция с участием пиридилметиленового фрагмента наиболее выгодна вследствие –I и –М-эффектов атома азота пиридинового цикла, повышающего частичный положительный заряд на соседнем экзоциклическом атоме углерода.

Предложена вероятная схема реакции:

Первой стадией является конденсация Михаэля - присоединение CHкислотной компоненты к активированной двойной связи диенона с образованием 1,5дикетона А. Последний, из-за наличия в - положении к карбонильной группе метильного радикала претерпевает внутримолекулярную альдолизацию с образованием продукта 38

Выводы

1. Осуществлён синтез ранее неизвестных конденсированных гетероциклов(цикланопиразолинов,гидрохроменов), содержащих арильные, гетарильные заместители и функциональные группы (ОН,NH2,CN) на основе реакций диилиденциклогексанонов и – циклопентанонов с N- и С- нуклеофильными реагентами.

2. Получены ранее неизвестные несимметричные диеноны циклопентанового ряда, содержащие фурильный и арильные заместители, установлена их Е,Е-конфигурация.

3. Впервые при реакции диенонов циклопентанового ряда с гидразином получены циклопентапиразины. Установлено, что реакции протекают в более жёстких условиях и с меньшими выходами по сравнению с аналогами циклогексанового ряда.

4. При взаимодействии несимметричных диарилметиленциклогексанонов с гидразинами образуются региоизомерные транс-гексагидроиндазолы, соотношения которых (по данным ЯМР 1Н-спектров) зависит от типа заместителя в бензольном кольце.

5. Реакции диенонов циклогексанового ряда, содержащих фурильные и арильные заместители, с гидроксиламином протекают как присоединение по экзоциклической двойной связи арилметиленового фрагмента и нуклеофильное замещение по карбонильной группе, что приводит к образованию гидроксиламиноциклогексаноноксимов с фурилметиленовым фрагментом. Аналоги циклопентанового ряда в реакцию не вступают.

6.Диеноновые производные циклопентана и циклогексана с фурильным и арильным заместителями взаимодействуют с динитрилом малоновой кислоты регеоселективно по типу конденсации Михаэля с образованием фурилметилензамещённых 2-амино-3-циано-циклано[b]пиранов.

7. Реакция циклогексадиенона, содержащего два гетероциклических заместителя(фурильный и -пиридильный) с ацетоуксусным эфиром, протекает аналогично фурил- и нитрофурилзамещённым аналогам и приводит к продукту О-гетероциклизации -8-фурилметилен-2-гидрокси-гексагидрохромену.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1.Бугаев А.А.Голиков А.Г.Фомина Ю.А.Егоров С.В. Кривенько А.П. Региоселективное гидразинирование 6-арилиден-2-фурфурилиденцикло-гексанонов. Синтез 3-арил-7-фурфурилиден-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазолов// Известия вузов. Химия и химическая технология, 2005. Т. 48. Вып. 4. С. 84-87.

2.Бугаев А.А. Егоров С.В. Зубарев А.В. Голиков А.Г. Синтез 2-(5-метилфурфурилиден)-6-арилиденциклогексанонов и их реакции с гидразинами// Тез. докл. IV Всерос. конф. молодых ученых «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии». Саратов. 2003. С. 62.

3.Морозова О.В. Егоров С.В. Бугаев А.А. Голиков А.Г. Синтез NH-незамещенных гексагидроиндазолов и их ароматизация//Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии. Сборник научных статей молодых ученых, посвященный 75-летию химического факультета СГУ, Саратов: Научная книга, 2004. С. 54 – 58.

4.Егоров С.В. КозловА.А.Козлова Ю.С.Голиков.А.Г. Синтез и строение 5-арилметилен –2-фурфурилиден циклопентанонов // Межвуз. сб. науч. трудов V Всеросс. конф. молодых ученых «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии». Саратов: Изд-во «Научная книга». 2005. С.55 – 56.

5. Фомина Ю.А., Егоров С.В., Кривенько А.П. Направленный синтез тиенилметилен-NH(Ph) гексагидроиндазолов// Материалы Международной конференции по органической химии «Органическая химия от Бутлерова и Бейльштейна до современности». Санкт-Петербург. 2006. С.362

6. Егоров С.В., Голиков А.Г Синтез региоизомерных гексагидроиндазолов на основе несимметричных диарилметиленциклогексанон// Материалы Международной научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии в исследованиях молодых ученых». Астрахань. 2006. С. 102-104

7.Егоров С.В. Голиков А.Г. Реакции кросс-сопряженных диеноновых производных циклогексанона с гидроксиламином//«Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии»: Межвуз. сб. науч. трудов VI Всерос. конф. молодых ученых с международ. участием.-Саратов: Изд-во «Научная книга». 2007. С.96-97

8. Голиков А.Г. Бугаев А.А. Морозова А.А. Фомина Ю.А. Егоров С.В. Кривенько А.П Несимметричные диеноновые производные циклических кетонов в реакциях с N- и С-нуклеофильными реагентами// Тез. докл. XVIII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии.-Москва. 2007. Том.1. С. 178.

9.Голиков А.Г., Фомина Ю.А., Морозова А.А., Егоров С.В., Варшаломидзе И.Э., Кривенько А.П. Диеноновые производные циклических кетонов С5 – С7 в реакциях с N- и С-нуклеофильными реагентами//Тез.докл.XI Межд.научно-тех.конф.Волгоград. 2008. С.57

10.Егоров С.В., Голиков А.Г. Взаимодействие арил(гетарил)метиленцикланонов с динитрилом малоновой кислоты. «Карбонильные соединения в синтезе гетероциклов». Сб.науч.тр./под ред.проф.А.П.Кривенько.Саратов:изд-во «Научная книга».2008. С.102-103.

Егоров Сергей владимирович

«Синтез и строение N,O- содержащих гетероциклических соединений на основе несимметричных диеноновых производных циклопентана и циклогексана»

Автореферат

Ответственный за выпуск

д.х.н., профессор Клочкова И.Н.

Pages:     | 1 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»