WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Полоса валентных колебаний связи С=О метоксикарбонильной группы соединения 31а(I) наблюдается при 1764 см-1. Для продуктов конденсации 34а(II) и 35а(II) эта полоса смещается в область меньших волновых чисел (~1740 см-1). Аналогичное смещение характерно и в случае гидразонного строения производных; помимо полосы валентных колебаний связи С=О алкоксикарбонильной группы в ИК-спектрах соединений 36а(II) и 34б(II)-36б(II) характеристичной является полоса валентных колебаний кетонной группы (1696–1714 cм-1), подтверждающая гидразонное строение.

2.4.2 Взаимодействие этиловых эфиров 4-гетарил-2,4-диоксобутановых кислот с ацилгидразинами В отличие от реакций ароил(гетероароил)трифторацетонов 1-10 с ацилгидразинами взаимодействие ацилпируватов 38 и 39 с этими нуклеофилами осуществляется со 100%ной региоселективностью по карбонильной группе, соседней с заместителем CO2Et (схема 14, табл. 8).

Схема H2N NH CO2Et CO2Et O R Het CO2Et Het CO2Et Het H a, б N O N Het N N HO N O O O H R R MeOH, N O O R H 17 - 20oC O 38, 39 AЕ, (Z) БZ B Het = 3-Py (38), 2-тиенил (39) 38a(II), 39а(II), 38б(II), 39б(II) R = Ph (a), 2-Py (б) 75-90% Табл. 8. Структура соединений 38а(II), 39а(II) и 38б(II), 39б(II) в кристаллическом состоянии и состав таутомерных смесей в CDCl3 и ДМСО-d6, 20-25°С № структура в таутомерный состав в таутомерный состав в Het R соед. кристаллах CDCl3 ДМСО-dАЕ (2%), БZ (2%), В АZ (12%), БZ (2%), В (86%) 38a(II) 3-Py Ph В (96%) АZ (72%), АЕ (3%), БZ АZ (36%), АЕ (8%), БZ 38б(II) 3-Py 2-Py БZ (17%), В (8%) (5%), В (51%) АZ (8%), АЕ (77%), В 39a(II) 2-тиенил Ph AE АZ (80%), АЕ (14%), В (6%) (15%) 39б(II) 2-тиенил 2-Py AZ АZ (93%), АЕ (7%) АZ (77%), АЕ (23%) Особо следует отметить таутомерное поведение соединений 38а(II) и 38б(II), где впервые для продуктов конденсации эфиров ацилпировиноградных кислот наблюдались равновесия с участием енгидразинного таутомера.

Структура соединений 38а(II), 38б(II), 39a(II) и 39б(II) подтверждена данными ИК- и спектроскопии ЯМР 1Н и 13С.

2.5 Взаимодействие эфиров ацилпировиноградных кислот с тиобензоилгидразином В реакциях с тиобензоилгидразином (с) все выбранные ацилпируваты 31, 35-39 дают 1,3,4-тиадиазолины 31с(II), 35с(II)-39с(II), соответствующие конденсации по карбонильной группе, соседней с алкоксикарбонильным заместителем (схема 15).

Полученные производные не склонны к таутомерным переходам в растворах.

1,3,4-Тадиазолиновое строение соединений подтверждено данными ИК-спектроскопии (KBr: 1744–1751 см-1 (CO2Alk), Схема R AlkO2C 1715–1725 см-1 (COR, R = Me, secH2N R CO2Alk O Bu, t-Bu), 1680 и 1650 см-1 (COHet)) HN S NH + и спектроскопии ЯМР Н (система N O O S Ph Ph АВ (СН2) в области 3.42-4.33 м.д.) и 31, 35-39 c 31c(II), 35c(II)-39c(II) ЯМР С (79.70-80.32 м.д.(С2), 45-87% 206.27–214.21 м.д. (COR R = Me, secAlk = Me, R = Me (31); Alk = Et, R = sec-Bu (35), t-Bu (36), OEt (37), Bu, t-Bu), 196.57 и 190.08 м.д.

3-Py (38), 2-тиенил (39) (COHet)).

2.6 Взаимодействие 2-этоксиметилиденовых производных перфторалкилсодержащих 1,3-дикетонов с монозамещенными гидразинами В развитие изучения реакций перфторалкилсодержащих 1,3-дикетонов с ацилгидразинами рассмотрено взаимодействие 2-этоксиметилиденовых производных этих субстратов с монозамещенными гидразинами. Известный факт первоначального нуклеофильного винильного замещения группы OЕt на гидразинный остаток позволяет оценить конкуренцию внутримолекулярной циклизации с участием перфторацильной и алканоильной групп (схема 16).

Взаимодействие соединения 40 с бензоилгидразином привело к образованию енгидразина 40а. Спектроскопия ЯМР фиксирует быстрый (в течение нескольких минут) переход в 4,5-дизамещенный N-бензоилпиразол 40а. Аналогичная реакция соединения 41 завершилась образованием пиразола 41а, минуя стадию выделения продукта енгидразинного строения. 4,5-Дизамещенные N-(1,3-бензотиазол-2-ил)- и Nфенилпиразолы 40д, 41д и 40т, 41т получены при взаимодействии субстратов 40 и 41 с 1,3-бензотиазол-2-ил- (д) и фенилгидразином (т). Внутримолекулярная циклизация во всех случаях осуществляется по ацетильной группе, что можно рассматривать с точки зрения обратимости образования изомерных пиразолинов и скорости отщепления воды.

Строение пиразола 40а подтверждено данными спектроскопии ЯМР и массспектрометрии. В спектре ЯМР С производного 40а присутствует сигнал при 13.м.д., соответствующий атому углерода метильной группы (С5СН3) и квартет при 176.м.д. (COCF3, 2JCF 35.9 Гц). Для изомерного пиразола сигнал атома углерода ацетильной группы (СОМе) следует ожидать в области 28-30 м.д. Наличие в масс-спектре пика, соответствующего иону [М-97(COCF3)]+, также подтверждает направление внутримолекулярной циклизации.

Схема OEt Me RF O PhOCHNHN RF толуол, O O RF Me H O 40, Me 6 - 8 часов RF MeOH, -15oC N + N H Me N O O N расплав -H2O -EtOH O O Ph 40а' O Ph 20 - 30 мин H2N N Ph 63% 40a''(89%), 41a''(88%) 40a (93%), 41a (98%) H a RF = CF3 (40), C3F7 (41) Выдерживание N-бензоилпиразолов 40а и 41а в растворе или расплаве сопровождается медленной изомеризацией в 3,4-дизамещенные изомеры (схема 16).

Миграция фенильного или гетероарильного остатка производных 40д, 41д и 40т, 41т не наблюдается.

Характеристичным в спектрах ЯМР Н 4,5-дизамещенных N-ацилпиразолов является положение сигнала протона С3Н (8.09–8.16 м.д.). Для 3,4-дизамещенных изомеров сигнал атома водорода С5Н располагается при 9.01 м.д. Такая разница может служить критерием при определении строения полученных пиразолов.

Последовательность превращений: енгидразин – 4,5-дизамещенный N-ацилпиразол – 3,4-дизамещенный N-ацилпиразол свойственна также производным нефторированных 1,3-дикетонов (схема 17).

OEt Схема R R' R O O O H R' O R NHNHCOR'' 42-MeOH, -15oC, MePh N N + R R' R' H N N -H2O -EtOH O O O O R'' O R'' H2N 42a', 45a' N R'' 42a''-45a'', 42a-45a, H 43л'' 43л a, л 84-98% 29-82% 61-85% R = R' = Me (42), R = R' = Et (43), R = R' = Pr (44), R = OEt R' = Me (45); R'' = Ph (a) R = R' = Et (43); R'' = 4-MeOC6H4 (л) Включение терминальных заместителей 1,3-дикетонной части в состав общего карбоцикла приводит к образованию соединения енгидразинного строения (схема 18).

Однако перевести N-бензоильное производное ни в один из изомерных пиразолов не удалось. Это может быть следствием меньшей конформационной подвижности циклического производного по сравнению с линейными аналогами.

Схема Квантовохимические расчеты (DFT H2N B3LYP 6-31G(d), выполненные для NH пиразолов 42а и 42a, показывают, что O O H O Ph движущей силой изомеризации является H a H большая устойчивость 3,4-дизамещенного NMeN N изомера (G4,5,-3,4 = 2.5 ккал/моль).

AcOH O O H Ph Процесс миграции N-ацильной группы O 46 46a', 83% может быть внутри- и межмолекулярным.

Согласованный бимолекулярный процесс запрещен правилами орбитальной симметрии.

Однако зависимость скорости изомеризации от концентрации вещества говорит в пользу межмолекулярного механизма. Дополнительное подтверждение этому было получено на основании результатов перекрестного эксперимента: при кипячении (или плавлении) смеси эквимолярных количеств 1-(1-бензоил-5-этил-1Н-пиразол-4-ил)пропан-1-она 43а и 1-[1-(4-метоксибензоил)-5-пропил-1Н-пиразол-4-ил]бутан-1-она 44л была получена смесь четырех изомеризованных пиразолов 43а, 44л и 43л, 44а. Невозможность определения точного соотношения образующихся продуктов не позволяет отвергнуть частичное осуществление реакции по пути внутримолекулярной миграции.

Расчетные данные (DFT B3LYP 6-31G(d)) для согласованного внутримолекулярного переноса бензоильной группы соединения 42а, показывают, что [1,2]-сдвиг характеризуется G = 39.65 ккал/моль. Величина барьера слишком высока, чтобы процесс осуществлялся по этому пути.

Схема O Me O Me O Me Me O Me H Me H Me H H O + Me + Me _ _ O N N O N N O N N Ph Ph Ph N _ Ph _ N Me Ph Ph O N 2 H N N O O N N N N N + + H Me O Ph H Me H Me O Ph O Me O Me O Me 42a'' 42a Таким образом, на основании экспериментальных и расчетных данных можно сделать вывод, что миграция должна осуществляться в несколько стадий: предложена схема миграции ацильной группы.

Выводы 1. Взаимодействие перфторалкилсодержащих 1,3-дикетонов с ацилгидразинами завершается на стадии, предшествующей образованию пиразолов, и приводит к индивидуальным региоизомерам или их смесям. Установлено, что конденсации по перфторацильной группе способствует введение в 1,3-дикарбонильную составляющую терминальных электронодонорных (арильных/гетероарильных) заместителей, объемных алкильных групп и увеличение температуры проведения реакции. Увеличению доли производных по карбонильной группе, удаленной от перфторалкильного заместителя, благоприятствуют в 1,3-дикарбонильной составляющей терминальные электроноакцепторные заместители (арильные/гетероарильные), алкильные группы нормального или изо-строения, удлинение перфторалкильной цепи; в гидразидной составляющей – уменьшение объема N-ацильного заместителя.

2. Продукты конденсации, соответствующие реакции по перфторацильной группе, существуют в 5-гидрокси-3-перфторалкил-2-пиразолиновой или гидразонной формах, в растворах они показывают равновесие между этими таутомерами. Производные, образующиеся конденсацией по карбонильной группе, удаленной от перфторалкильного заместителя обладают 5-гидрокси-5-перфторалкил-2-пиразолиновым или енгидразинным строением. В растворах им свойственны таутомерные превращения с участием 5гидрокси-5-перфторалкил-2-пиразолина и конфигурационными изомерами енгидразина.

Реализованы кольчато-кольчатые равновесия между диастереомерами 5-гидрокси-2пиразолиновой формы, существование которых обусловлено наличием двух или более центров хиральности.

3. Производные трифторметилсодержащих 1,3-дикетонов с тиобензоилгидразином, образующиеся конденсацией по трифторацетильной группе, имеют 2-трифторметил1,3,4-тиадиазолиновое строение. Результатом реакции по альтернативному направлению в зависимости от структуры 1,3-дикетона являются 3,5-дигидроксипиразолидины, 5гидрокси-5-перфторалкил-2-пиразолины или 2-алкил-5-фенил-1,3,4-тиадиазолы.

4. Сопоставление взаимодействия перфторалкилсодержащих 1,3-дикетонов и эфиров ацилпировиноградных кислот с ацилгидразинами показало большую склонность последних к образованию продуктов конденсации по карбонильной группе, соседней с электроноакцепторным заместителем. Для производных эфиров ацилпировиноградных кислот, соответствующих конденсации по карбонильной группе, соседней с алкоксикарбонильным заместителем, варьированием структуры 1,3-дикарбонильной и гидразидной составляющих реализованы равновесия, включающие конфигурационные изомеры гидразонной формы, кольчато-цепные равновесия, в которых 5-гидрокси-2пиразолину противостоит гидразонный таутомер или совокупность гидразонной и енгидразинной форм.

5. При взаимодействии 2-этоксиметилиденовых производных перфторацилацетонов с бензоилгидразином первоначально образующиеся енгидразины переходят в 1-бензоил-5метил-4-перфторацилпиразолы. Последние изомеризуются в 1-бензоил-3-метил-4перфторацилпиразолы. Установлено, что данная последовательность превращений свойственна также производным нефторированных субстратов; процесс миграции Nацильной группы носит межмолекулярный характер.

Основное содержание работы

изложено в следующих публикациях:

1. Пакальнис, В.В. Взаимодействие ароил- и гетероароилтрифторацетонов с ацилгидразинами. Регионаправленность и таутомерия продуктов конденсации / В.В.

Пакальнис, И.В. Зерова, С.И. Якимович // Журнал Общей Химии. – 2007. – Т.77. – Вып.10. – С. 1665–1676.

2. Пакальнис, В.В. Взаимодействие ароил- и гетероароилтрифторацетонов с тиобензоилгидразином / В.В. Пакальнис, И.В. Зерова, С.И. Якимович, В.В. Алексеев // Химия Гетероциклических Соединений. – 2008. – №5. – С. 765-775.

3. Пакальнис, В.В. Взаимодейтсвие 3-этоксиметилиденпентан-2,4-диона и этилового эфира и 2-этоксиметилиден-3-оксобутановой кислоты с бензоилгидразином / С.И.

Якимович, И.В. Зерова, В.В. Пакальнис // Журнал Органической Химии. – 2008. – Т.44. – Вып.4. – С. 625-627.

4. Пакальнис, В.В. Взаимодействие алифатических фторалкилсодержащих 1,3-дикетонов с гидразидами / В.В. Пакальнис, И.В. Зерова, А.И. Плясунова, С.И. Якимович // Вестник СПбГУ, сер.4. – 2009. – Вып. 1. – С. 79–87.

5. Пакальнис, В.В. Реакции 2-(N,N-диметиламинометилиден)-5,5-диметилциклогексан1,3-диона с азотсодержащими нуклеофилами / В.В. Пакальнис, И.В. Зерова, С.И.

Якимович // Вестник СПбГУ, сер.4. – 2009. – Вып. 2. – С. 173–178.

6. Пакальнис, В.В. Таутомерия ацилгидразонов гетарилсодержащих дикетонов / В.В.

Пакальнис, И.В. Зерова, С.И. Якимович // Материалы IV Международной конференции молодых ученых по органической химии «Современные тенденции в органическом синтезе и проблемы химического образования», сб. тезисов, Санкт-Петербург, 2005. – С.

204.

7. Пакальнис, В.В. Кольчато-цепная таутомерия продуктов конденсации фторированных 1,3-дикетонов с производными гидразина / С.И. Якимович, И.В. Зерова, В.В. Пакальнис, В.В. Алексеев // Материалы Международной конференции по органической химии «Органическая химия от Бутлерова и Бейльштейна до современности», Санкт-Петербург, 2006. – С.176-177.

8. Пакальнис, В.В. Таутомерия продуктов взаимодействия ацилпинаколинов с ацил- и тиоацилгидразинами / С.И. Якимович, И.В. Зерова, В.В. Пакальнис, В.В. Алексеев // Материалы Международной конференции по органической химии «Органическая химия от Бутлерова и Бейльштейна до современности», Санкт-Петербург, 2006. – С. 707-708.

9. Пакальнис, В.В. Таутомерия продуктов конденсации эфиров 4-гетарил-2,4диоксобутановых кислот с азотсодержащими реагентами / С.И. Якимович, И.В. Зерова, В.В Пакальнис, В.В. Алексеев // Материалы Международной конференции по органической химии «Органическая химия от Бутлерова и Бейльштейна до современности» Санкт-Петербург, 2006. – С. 709-710.

10. Пакальнис, В.В. Взаимодействие 2-этоксиметилен-1,3-дикарбонильных соединений с ацилгидразинами / В.В. Пакальнис, С.И. Якимович, И.В. Зерова, Т.С. Лукина, А.И.

Плясунова // Материалы IV Всероссийской конференции «Енамины в органическом синтезе», Пермь, 2007. – С. 222-226.

11. Пакальнис, В.В. Таутомерия енгидразинокетон – 5-гидрокси-2-пиразолин продуктов конденсации фторированных 1,3-дикетонов с ацилгидразинами / И.В. Зерова, В.В.

Пакальнис, С.И. Якимович // Материалы IV Всероссийской конференции «Енамины в органическом синтезе», Пермь, 2007. – С. 139-143.

12. Пакальнис, В.В. Взаимодействие фторированных 1,3-дикетонов с тиобензоилгидразином / В.В. Пакальнис, И.В. Зерова, С.И. Якимович // Тезисы докладов X Молодежной конференции по органической химии. Уфа, 2007. – С. 233.

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






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