WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Et2O S S N N N N N N [bmim][X] N 19 X = BF4 or PFAr a Ar = 4-MeOC6Hb Ar = 4-EtOC6H4 d Ar = 4-MeC6Hc Ar = 4-PriOC6H4 e Ar = 4-ClC6H2.2 Взаимодействие 6-арил-1,5-диазабицикло[3.1.0]гексанов с активированными нитрилами в ионной жидкости Также успешно удалось провести реакцию расширения диазиридинового цикла в 6арил-1,5-диазабицикло[3.1.0]гексанах 19 при действии активированных нитрилов 28а,b в среде ИЖ [bmim][BF4] или [bmim][РF6] при катализе Et2O·BF3с образованием серии искомых этиловых эфиров 1-арил-6,7-дигидро-1H,5H-пиразоло[1,2-a][1,2,4]триазол-3карбоновых кислот 29a-d и 1-арил-3-(трихлорметил)-6,7-дигидро-1H,5H-пиразоло[1,2a][1,2,4]триазолов 29e-h. Строение соединений 29 было подтверждено на основании совокупности данных элементного анализа и спектральных характеристик. Следует отметить, что обнаруженная реакция в органических растворителях вообще не имела места.

R N RCN Ar Ar Ar R N BF3. 28a,b Et2O N N N N N N N [bmim][X] N X = BF4 or PF6 20 Ar 29a-h(40-99%) c Ar = 4-PriOC6H4 28 R = CCl3 (b), COOEt (a) 19 a Ar = 4-MeOC6H b Ar = 4-EtOC6H4 d Ar = 4-MeC6HПри ТСХ-контроле реакции помимо конечного продукта также наблюдалось образование промежуточных цвиттер-ионов, однако только в реакции бициклов 19a-d с трихлорацетонитрилом 28b эти интермедиаты 30e-h удалось зафиксировать в спектрах 13 ЯМР С и Н в количестве не более 10% в смеси с конечными продуктами. По данным спектров интермедиаты 30 оказались аналогичными интермедиатам 26, обнаруженным в реакции с CS2. При проведении реакции 6-арил-1,5-диазабицикло[3.1.0]гексанов 19a-d с бензоилцианидом 28c в тех же условиях вместо образования бициклических соединений типа 29 были получены (2-бензоилпиразолидин-1-ил)(арил)ацетонитрилы 31a-d.

Бензоилцианид 28с выступил как бензоилирующий реагент по отношению к отрицательно заряженному атому азота азометиниминов 20, а цианид-ион присоединился к положительно заряженному фрагменту. Строение соединений 31a-d подтверждено совокупностью данных элементного анализа и спектральных характеристик, а соединения 31d дополнительно методом РСА (рис 6).

CN Ar PhCOCN Ar COPh.

Ar BF3 Et2O 28c N N N N N [bmim][BF4] N 31 (52-72%) Ar = 4-MeOC6H4 (a), 4-EtOC6H4 (b), 4-PriOC6H4 (c), 4-MeC6H4 (d) Аналогичным образом в качестве ацилирующего реагента в реакцию с азометинимином 20b, полученным путем размыкания диазиридинового цикла соединения 19b Рис. 6. Общий вид при катализе BF3·Et2O в среде ИЖ, удалось ввести азид 4 молекулы 31d аминофуроксан-3-карбоновой кислоты 32 с образованием соответствующего производного 33 с выходом 86%. Реакция проходила при 50 С. В среде MeCN при катализе Et2O·BFвзаимодействие соединений 19b и 32 не имело места.

NNH2 Ar N3 O NHO Ar Ar N N BF3. Et2O O N O N N N N N N 50 oC [bmim][BF4] N O 19b Ar = 4-EtOC6H4 33 O 20b 2.3 Взаимодействие 6-арил-1,5-диазабицикло[3.1.0]гексанов с 1,3дифенилпропен-2-оном в ионных жидкостях В аналогичных условиях в среде ИЖ [bmim][BF4] или [bmim][РF6] при катализе BF3·Et2O в реакцию расширения диазиридинового цикла в 6-арил-1,5диазабицикло[3.1.0]гексанах 19а-с был введен 1,3-дифенилпропен-2-он (халкон) 34.

Реакция проходила при 50 С, причем скорость реакции уменьшалась в ряду 19а>19b>19c.

В органических растворителях реакция не имела места. Взаимодействие в ИЖ протекало региоспецифично против Михаэлевского типа присоединения и диастереоселективно с образованием смеси двух диастереомеров искомых [3-арил-2-фенилтетрагидро-1H,5Hпиразоло[1,2-a]пиразол-1-ил](фенил)метанонов 35а-с и 35а-с с преобладанием 35а-с.

Пространственное строение полученных диастереомеров 35 и 35 было 1 13 установлено с помощью ЯМР-спектроскопии на ядрах H, C, N при использовании 1 1 методик COSY, NOESY, H-13C HMBC, H-13C HSQC и H-15N HMBC. Оказалось, что в диастереомерах 35 протоны фрагментов ArCH, PhCH и PhCOCH имеют транс-трансориентацию, а в диастереомерах 35 – цис-транс-ориентацию. Согласно литературным данным, взаимодействие активированных транс-олефинов, замещенных группами Ph, CN, CO2Me или CO2Ph, с азометиниминами 20, генерированными термически в ксилоле при 130 – 140 С протекает диастереоселективно также с преимущественным образованием транс-транс-продуктов циклоприсоединения, что авторы объясняют синхронным механизмом циклоприсоединения на основе строения полученных продуктов. Поэтому можно предположить, что присоединение двойной связи халкона 34 к 1,3-диполю азометинимина 20 в нашем случае также происходит синхронно через переходные состояния с син- (37) и анти-расположением (37) групп СОPh и (СН2)3, приводя к диастереомерам 35 и 35.

Ph Ph H H H H COPh H Ar Ar COPh H N N N N син Ar Ph 35a-c (47-64%) Ar BF3. Et2O COPh N N N H Ph H COPh ИЖ H N H Ph 19a-c COPh Ar Ar H 20a-c H N N Ar = 4-MeOC6H4(a), 4-EtOC6H4(b) N N анти 4-iPrOC6H4(c) 35'a-c (25-29%) 37' 2.4 Взаимодействие 6-арил-1,5-диазабицикло[3.1.0]гексанов с нитростиролами в ионных жидкостях По аналогии с приведенными выше реакциями расширения диазиридинового цикла в 6-арил-1,5-диазабицикло[3.1.0]гексанах 19 можно было ожидать, что присоединение нитростиролов 38a-с к азометиниминовым интермедиатам 20 в ИЖ при катализе BF3·Et2O·произойдет по реакции Михаэля с образованием 1,3-диарил-2-нитротетрагидро1H,5H-пиразоло[1,2-a]пиразолов 39. Действительно, в ИЖ [bmim][BF4] или [bmim][РF6] с применением катализатора BF3·Et2O при температуре 60 °С эта реакция привела к искомым бициклическим соединениям 39. Однако наряду с ними при взаимодействии 6-арил-1,5диазабицикло[3.1.0]гексанов 19а,b,d с 1-нитро-2-(3-нитрофенил)этиленом 38b были неожиданно выделены тетрафторбораты и гексафторфосфат 7-арил-6-(3-нитрофенил)-2,3дигидро-1H-пиразоло[1,2-a]пиразол-4-ия 40а,b,d. Появление этих соединений можно представить как результат взаимодействия -нитростирола 38b с азометиниминовыми интермедиатами 20a,b,d против Михаэлевского типа присоединения через переходное состояние 41 и промежуточное соединение 39, подвергающееся ароматизации с отщеплением HNO2 и гидрид-иона. Противоионом для катионов пиразолия в соединениях 40 послужили анионы исходных ИЖ – BF4 или PF6.

Строение полученных соединений 39 и 40 было подтверждено совокупностью данных ИК-, масс- и ЯМРспектроскопии, а строение соединения 40a – дополнительно методом РСА (рис. 7). По совокупности данных ЯМР-спектроскопии, полученных с применением методик (1H-1H)NOESY, (1H-13C)HMBC и (1H-13C)HSQC, было установлено, что образование соединений протекало стереоспецифично с транс-транс-ориентацией Рис. 7. Общий вид как протонов, так и заместителей Ar1CH, CHNO2 и Ar2CH- молекулы 40а фрагментов замещенного пиразолидинового цикла. Исходя из этого также можно предположить синхронный механизм присоединения двойной связи -нитростиролов 38 к 1,3-диполю азометинимина 20 через переходное состояние 41 с син-ориентацией Ar2фрагмента -нитростиролов и (СН2)3-групп с образованием конечных соединений 39.

H NOAr1 38 Ar2CH=CHNO2 O2N Ar1 ArN H H a Ar2=Ph H N Ar1 Ar2 H H 19 b Ar2=C6H4NO2-N N BF3. c Ar2=C6H4OMe-4 N N Et2O [bmim][X] 39a-j (20-78%) ArArAr2 H 41 ArH H NON N Ar1 H Ar1 NO2 Ar1 H H H N N N N X N N X = BF4, PF40a,b,d (20-65%) 41' 39' 40 a Ar1 = 4-MeOC6H39a Ar1 = 4-MeOC6H4, Ar2 = 3-NO2C6H39f Ar1 = 4-EtOC6H4, Ar2 = C6H b Ar1 = 4-EtOC6H b Ar1 = 4-EtOC6H4, Ar2 = 3-NO2C6H4 g Ar1 = 4-MeC6H4, Ar2 = C6H5 d Ar1 = 4-MeC6H c Ar1 = 4-PriOC6H4, Ar2 = 3-NO2C6H4 h Ar1 = 4-MeOC6H4, Ar2 = 3-MeC6H4 X = BF4, PF d Ar1 = 4-MeC6H4, Ar2 = 3-NO2C6H4 i Ar1 = 4-EtOC6H4, Ar2 = 3-MeC6H e Ar1 = 4-MeOC6H4, Ar2 = C6H5 j Ar1 = 4-MeC6H4, Ar2 =3-MeC6H2.5 Взаимодействие 6-арил-1,5-диазабицикло[3.1.0]гексанов с арилкетенами Неожиданные результаты были получены при исследовании реакции 6-арил-1,5диазабицикло[3.1.0]гексанов 19 с генерируемыми из хлорангидридов арилуксусных кислот 42 и ТЭА арилкетенами 43. Ожидалось, что предварительное получение азометиниминов 20 из 6-арил-1,5-диазабицикло[3.1.0]гексанов 19 при катализе BF3·Et2O либо в органических растворителях, либо в разработанных нами условиях в ИЖ, позволит осуществить их конденсацию с арилкетенами 43 с образованием ди(три)арилзамещенных 1,5-диазабицикло[3.3.0]октан-2-онов 44, входящих в состав -лактамных антибиотиков.

Ранее в нашей лаборатории уже исследовалось взаимодействие других представителей 1,5-диазабицикло[3.1.0]гексанов – 6Н-, 6-Alk- и 6,6-Alk2-1,5диазабицикло[3.1.0]гексанов 45 с арилкетенами 43, генерированными in situ из хлорангидридов арилуксусных кислот 42 и ТЭА в бензоле или эфире при пониженной температуре, и было показано, что в реакции образуются 1-ацилпиразолидины 46 с умеренными выходами. Было предположено, что реакция протекает через цвиттер-ионный интермедиат 47, размыкающийся по C-N-связи с образованием второго диполярного интермедиата 48. Являясь более сильным основанием, чем ТЭА, енолят-ион интермедиата 48 отщепляет HCl из солянокислого ТЭА, образовавшегося в процессе генерации кетена 43, что приводит к интермедиату 49 – аналогу -галогеналкиламинов. При контакте с водой в процессе выделения на колонке с SiO2 соединения 49 гидролизовались до 1ацилпиразолидинов 46 и соответствующих карбонильных соединений. Циклизация c ab интермедиата 48 в бициклическую систему 44 затруднена по правилам Болдвина и ее удалось осуществить только на двух примерах с небольшими выходами при нагревании.

Ar CHCOCl R2 Et3N Ar R1 RC C O R2 R Et3N HCl R2R R RR R2 43 R Ar Ar N N N N N (R2 = H, Ph) N N Cl N 45 O R2 O 47 O R, R1= H, Alk Ar R2 Ar O H2O Ar N HN N O R = R1 = H; Ar = R2 = Ph (35%) - RR1C=O R2 N Ar = 4-ClC6H4; R2 =H (14%) 46 При проведении реакции между генерированным in situ фенилкетеном 43а из хлорангидрида фенилуксусной кислоты 42а и ТЭА, и азометиниминами 20а-с как в среде MeCN, так и в среде [bmim][BF4] был получен 1,2-бис(фенилацетил)пиразолидин 50 с незначительным выходом. Можно предположить, что как в МеCN, так и в ионных жидкостях на первом этапе реакции фенилкетен 43а атакует отрицательно заряженный атом азота азометиниминов 20а-с с образованием интермедиатов 51а-с, близких по структуре к интермедиатам 48. Затем енолят-ион интермедиатов 51 отрывает HCl от ТЭА·HCl с образованием новых интермедиатов 52 – аналогов интермедиатов 49. Но, поскольку как МеCN, так и ИЖ содержали некоторое количество воды, интермедиаты 49, по-видимому, гидролизовались в условиях реакции до ароматических альдегидов и 1(фенилацетил)пиразолидинов 46а-с, которые вступали в реакцию со второй молекулой кетена 43а, приводя к 1,2-бис(фенилацетил)пиразолидину 50а. Соответствующие ароматические альдегиды были во всех случаях либо выделены, либо зафиксированы методами ЯМР.

Ph Ph H PhCH=C=O Ar Ar Ar Ar O 43a BF3 Et2O N N N O N N N N N MeCN или ИЖ 19a-c 20a-c 51a-c Et3N HCl -Et3N Ph Ph Ph Ph a Ar = 4-MeC6HH O O H2O 43a b Ar = 4-MeOC6HAr N N O HN N O -ArCHO N N c Ar = 4-EtOC6HCl 50a (12%) 46a-c 52a-c Для выхода к искомым бициклическим соединениям 44, мы провели реакцию азометинимина 20b с фенилкетеном 43а в абсолютном бензоле в токе аргона. В этом случае получается 2-(фенилацетил)-1-(4-этоксибензилиден)пиразолидин-1-ий хлорид 53a (аналог интермедиатов 49), который оказался устойчивым в обычных условиях в отсутствие воды и его удалось охарактеризовать методами ИК- и ЯМР-спектроскопии с использованием методик {1H-1H}gNOESY, {1H-13C}HMBC, {1H-15N}HMBC и {1HC}HSQC и масс-спектрометрии. В реакции азометинимина 20b с кетенами 43b,c методами ЯМР 1Н и 13С также были зафиксированы соединения 53b-d в смеси с другими продуктами, однако в чистом виде выделить их не удалось. Обработка соединения 53а водой привела к получению 1-фенилацетилпиразолидина 46а, что подтвердило предложенный ранее механизм взаимодействия производных 1,5диазабицикло[3.1.0]гексанов с арилкетенами.

53a ArArH H2O Ph Ar Ar1CH=C=O Ar Ar Ar O BF3 Et2O Et3N HCl 43a-c N N O O N N N N N HN N Cl бензол N 53a-d 19a,b 51a-d 20a,b 46a (12%) 19a Ar = 4-MeOC6H4 43a Ar1 = Ph 53a Ar = 4-EtOC6H4, Ar1 = Ph b Ar = 4-EtOC6H4 b Ar1 4-MeC6H b Ar = 4-EtOC6H4, Ar1=4-MeC6H c Ar1 =2,4-(NO2)2C6H3 c Ar = 4-EtOC6H4, Ar1 =2,4-(NO2)2C6H d Ar = 4-MeOC6H4, Ar1 = Ph Искомую бициклическую систему 44а удалось получить только при введении в реакцию с азометинимином 20b дифенилкетена 43d в абсолютном бензоле. Вероятно, дифенилкетен 43d реагирует с азометинимином 20b, образуя диполярный интермедиат 51d, отрицательный заряд которого стабилизирован двумя фенильными заместителями так, что он не вырывает HCl из солянокислого ТЭА, а вступает в реакцию циклизации с образованием бициклического продукта 44а.

Ph Ph Ph Ph Ar PhCH=C=O. Ar Ar O Ar BF3 Et2O 43d O N N N C6H6, 20oC N N N N N 19b 20b Ar = 4-EtOC6H51d 44a Таким образом, в результате комплекса проведенных исследований поставленная в работе задача была успешно решена – разработаны новые, простые (двухстадийные) и экологически привлекательные методы получения различных азотсодержащих гетероциклических систем на основе реакции расширения диазиридинового цикла в производных 1,2-диалкилдиазиридинов и 1,5-диазабицикло[3.1.0]гексанов под действием различных диполярофилов. Взаимодействие 1,2-ди- и 1,2,3-триалкилдиазиридинов с ДЭАД привело к неожиданному образованию производных тетрагидропиримидина, а на основе взаимодействия 6-арил-1,5-диазабиицкло[3.1.0]гексанов с сероуглеродом, активированными нитрилами и активированными олефинами разработаны методы получения серии конденсированных азотсодержащих гетероциклов, в которых пиразолидиновый цикл аннелирован тиадиазолидиновым, триазолиновым, пиразолидиновым и пиразолиевым гетероциклами, содержащими различные функциональные группировки.

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






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