Размещено на http://www.allbest.ru/

Синтез нитроксильных радикалов на базе 2Н-имидазол-1-оксидов

Необычно высокая устойчивость к восстановлению, обнаруженная для имидазолидиновых нитроксильных радикалов с четырьмя этильными группами в положениях 2 и 5 имидазолидинового цикла, делает весьма актуальным исследование влияния ближайшего окружения нитроксильной группы на окислительно-восстановительные свойства нитроксильных радикалов. Первоочередной задачей данного исследования было получение разнообразного набора нитроксильных радикалов имидазолина и имидазолидина, различающихся по стерической затруднённости нитроксильного фрагмента, для последующего исследования их свойств. Рациональным решением этой задачи представлялось использование реакции нитронов с реактивами Гриньяра (см. главу 1). Хотя этот метод имеет существенные ограничения и в ряде случаев даёт невысокие выходы целевых нитроксильных радикалов, он позволяет использовать единый подход для синтеза набора различных производных.

К сожалению, согласно предварительным (неопубликованным) данным, полученным в ЛАС НИОХ, реакция 3-имидазолин-3-оксидов с металлоорганическими соединениями не позволяет получать пространственно-затруднённые имидазолидиновые нитроксильные радикалы в одну стадию:

СХЕМА 27.

Поэтому, для синтеза имидазолиновых нитроксильных радикалов, содержащих объёмные заместители в положениях 2 и 5 гетероцикла, нами был выбран подход, включающий присоединение магнийорганического соединения по атому углерода нитронной группы 2Н-имидазол-1-оксидов (схема 28).

СХЕМА 28.

Для выбора именно этого пути имелись следующие предпосылки:

1) 2Н-имидазол-1-оксиды получают в одну стадию из доступных изонитрозокетонов, причём метод их синтеза позволяет легко вводить объёмные алкильные заместители в положение 2 гетероцикла [30].

2) Присоединение металлоорганических соединений к 2Н-имидазол-1-оксидам ранее уже было успешно использовано в синтезе нитроксильных радикалов [29,31].

3) В отличие от ранее разработанного метода [1], этот поход принципиально пригоден для введения разнообразных заместителей в положение 5 и позволяет избежать необходимости синтеза набора различных 1,2-гидроксиаминооксимов гидроксиаминокетонов.

Исходные 2H-имидазол-1-оксиды 16b,d,f получали согласно известным литературным методикам конденсацией соответствующих изонитрозокетонов 15 с кетонами и ацетатом аммония [30]. Синтез ранее не описанных 2Н-имидазол-1-оксидов 16a, с,e осуществляли аналогичным образом.

СХЕМА 29.

Следует отметить, что диэтилкетон вступает в реакцию менее охотно, чем циклогексанон и, тем более, ацетон, а конденсации с участием изонитрозоацетона дают меньшие выходы, чем конденсации изонитрозоацетофенона и оксима 2- (4-хлорофенил) - 2-оксоацетальдегида. Спектральные характеристики полученных соединений подобны характеристикам известных 2,2-диалкил 2Н-имидазол-1-оксидов [30]. В ИК спектрах соединений 16a, с,e имеются характерные полосы симметрических и асимметрических колебаний связей C=N при 1510-1520 и 1570-1590 см^-1 и связи С-Н альдонитронной группы при 3015-3070 см^-1, в УФ-спектрах - характерная полоса поглощения при 270-285 нм, положение которой мало зависит от заместителя в положении 4, а в спектрах ПМР - сигнал протона альдонитронной группы при 7.1-8.1 м. д. Сигналы альдонитронного атома углерода в спектре ЯМР ¹³С находятся в обычной для альдонитронов области 125-130 м. д., а сигнал иминного атома углерода смещен на 5 м. д. в сильное поле по сравнению с изолированной фенилиминовой группой. Интересно отметить, что метиленовые протоны заместителей в положении 2 гетероцикла не эквивалентны. В ПМР-спектрах 16a,c их сигналы представляют собой АВ-систему в области 1.66-2.08 м. д. (J_AB=14-20 Гц), каждый сигнал которой расщепляется в квартет на соседней метильной группе (J_к=7.2-7.4 Гц). В спектрах соединений 16b,d,e сигналы протонов спироциклогексанового фрагмента представляют собой три мультиплета интенсивностью 3Н, 5Н и 2Н. Следует отметить, что в спектре соединения 16e сигналы протонов фенильной группы представляют собой AA'BB'-систему (J= 8.5 Гц), что свидетельствует о наличии заместителя в пара-положении, тогда как в спектрах 2H-имидазолов 16c,d,f они выходят в виде двух характерных мультиплетов интенсивностью 2H и 3H.

При взаимодействии 2Н-имидазол-1-оксидов 16a,b, содержащих метильную группу в 4 положении цикла, с этилмагнийбромидом количество продуктов и их соотношение существенно зависит от порядка прибавления реагентов. Соединения 17a,b образовывались лишь в случае, когда 2Н-имидазолы 16a,b вводили в эфирный раствор реактива Гриньяра, но не наоборот. Вероятно, основной причиной протекания множества побочных процессов является склонность соединений 16a,b к металлированию по метильной группе в основных средах, свойственных растворам металлорганических соединений. Такая металлированная частица может конденсироваться с исходным 2Н-имидазолом, образуя множество продуктов разного строения. Кроме того, продукт присоединения реактива Гриньяра - гидроксиамин, может подвергаться дегидратации в сильноосновной реакционной среде. По-видимому, попадая в избыток магнийорганческого соединения, 2Н-имидазолы 16a,b сначала целиком металлируются, что частично подавляет побочные процессы самоконденсации и делает присоединение реактива Гриньяра предпочтительным.

СХЕМА 30.

Действительно при взаимодействии 2H-имидазола 16a с избытком этилмагнийбромида образуется сложная смесь продуктов, из которой однако при растирании с гексаном выпадает осадок ожидаемого имидазолина 17а. К сожалению, вещество 17а не удается полностью очистить от примесей ни перекристаллизацией, ни хроматографически, и выход его не превышает 25%. Спектральные характеристики полученного соединения типичны для 1-гидрокси-3-имидазолинов (ср., например, [35]). В ИК-спектре присутствует сигнал ОН-группы при 3154, а также единственная полоса колебаний связи C=N при 1652 см^-1. В ПМР спектре - сигнал метинового протона при С₂ выходит в виде триплета при 3.76 м. д. с константой СТВ 4.0 Гц. В отличие от 2Н-имидазол-1-оксида 16а этильные группы во 2-м положении неплоского имидазолинового цикла 17a неэквивалентны, триплетные сигналы их СН₃-фрагментов выходят при 0.81 и 0.85 м. д., с константой СТВ 6.6 Гц. Также в спектре присутствует триплет при 0.74 м. д. с константой 6.4 Гц для CH₃-фрагмента еще одного этильного заместителя. Сигналам СН₂-фрагментов всех 3-х этильных групп соответствует широкий мультиплет при 1.60 м. д. Атом углерода в 5-м положении цикла имидазолина 17а находится в sp³-гибридном состоянии, поэтому его сигнал в спектре ЯМР ¹³С сдвигается в сильное поле (74.76 м. д.). Окисление имидазолина 17а избытком диоксида свинца в хлороформе также приводит к образованию побочных продуктов, от которых не удается отделиться ни промыванием реакционной смеси 10% водным раствором NaOH, ни при перемешивании с активированным углем, ни сублимацией или хроматографией.

Синтез другого этилнитрона 18b осуществляли без выделения гидроксиамина, окисляя реакционную смесь сразу после разложения водой. Выход 2Н-имидазола 18b (40%) несколько превышает выход его триэтильного аналога 18а (22%), но все равно остается достаточно низким. Также как и в предыдущем случае, очистка соединения 18b проблематична. Кроме того было обнаружено, что при хранении этилнитроны 18а,b разлагаются с образованием сложной смеси неидентифицированных продуктов. Вероятно, неустойчивость кетонитронов 18а,b является одной из причин, по которым их не удается выделить в чистом виде. Спектральные характеристики 2Н-имидазол-1-оксидов 18а,b подобны приведённым для исходных соединений 16a,b, но в ПМР-спектрах отсутствует сигнал протона при С₅ имидазольного цикла, и появляются сигналы, относящиеся к новому этильному заместителю.

Аналогичным образом добавление кетонитронов 18a,b к избытку этилмагнийбромида приводит к образованию продуктов присоединения реактива Гриньяра по нитронной группе с выходами ~ 40-50%. В процессе обработки реакционной смеси образующиеся гидроксиамины частично окисляются кислородом воздуха. Поэтому их доокисляли избытком диоксида марганца без выделения. При этом образовывались 3-имидазолиновые НР 19a,b. Характеристики соединения 19а, полученного по этому методу, совпадают с характеристиками заведомого образца, полученного конденсацией 3-гидроксиамино-3-этилпентан-2-она с диэтилкетоном и ацетатом аммония с последующим окислением соответствующего гидроксиамина [1], а соединение 19b обладает сходными характеристиками.

СХЕМА 31.

Таким образом, НР 19a, описанный в статье [1], и подобные ему 4-метилзамещенные имидазолиновые НР могут быть получены присоединением реактивов Гриньяра к 2H-имидазол-1-оксидам, но с неудовлетворительными выходами. Этот подход, по-видимому, является существенно менее эффективным, нежели описанный в работе [1] метод получения имидазолиновых НР конденсацией б-гидроксиаминокетонов с кетонами.

В отличие от 4-метилимидазолов 16a,b 2H-имидазолы 16c-f не содержат кислых протонов и, следовательно, не склонны к самоконденсации в присутствии оснований. Благодаря этому качеству 4-фенилзамещенные соединения 16c-f представляются гораздо более перспективной основой для синтеза пространственно затрудненных НР, и изучению из взаимодействия с металлорганическими соединениями было уделено особое внимание.

Обработкой 2Н-имидазол-1-оксидов 16c,d,f различными реактивами Гриньяра синтезировали набор 5-замещенных 1-гидрокси-2,5-дигидроимидазолов 20a-f (см. схему 32). Выходы гидроксиаминов 20 в этой реакции, вероятно, зависят от природы используемого магнийорганического соединения и уменьшаются в ряду PhMgBr, t-BuMgCl ? EtMgBr > AllMgBr. Пара этильных заместителей во 2-м положении гетероцикла субстрата также затрудняет реакцию в большей степени, нежели гем-диметильный или спироциклогексановый фрагменты. Порядок прибавления реактива Гриньяра, напротив, не оказывает значительного влияния на выходы целевых продуктов. Причиной понижения выхода имидазолинов 20a,b и с, по-видимому, является их легкая дегидратация в щелочной среде [32,33,34], которая может происходить при обработке реакционной массы.

СХЕМА 32.

Спектральные характеристики полученных соединений сходны с описанными ранее для имидазолина 17а. Так в ИК-спектрах продуктов присутствуют широкая полоса колебаний ОН-группы при 3165-3185, и сигнал связи C=N при 1620-1630 см^-1. Однако в УФ-спектрах наблюдается поглощение фенилиминного фрагмента при ~240 нм; в ПМР спектрах - сигнал метинового протона при С₂ выходит в виде дублета дублетов при 4.4-4.6 м. д. с константами СТВ 6-10 и 3.6-4 Гц, что очевидно связано с диастереотопностью протонов соседнего СН₂-фрагмента. Отнесение сигналов в спектре ПМР имидазолина 20c было сделано на основании данных спектров с частичным подавлением спин-спинового взаимодействия (ССВ). Таким образом, аллильной группе в составе этого соединения соответствует следующий набор сигналов: мультиплеты при 2.35 и 2.59 м. д. относятся к двум протонам в аллильном положении, фрагменту =СН₂ принадлежат сигналы при 5.02 и 5.06 м. д., а при 5.93 м. д. выходит мультиплет =СН - фрагмента. В ЯМР ¹³С СН₂= и =СН - проявляются при 116.77 и 135.23 м. д. соответственно.

В спектрах ¹³C имидазолинов 20d,e присутствуют два набора сигналов, принадлежащих фенильным группам. При этом, о-, м - и п-атомам углерода фенильного заместителя в 4-м положении имидазолинового цикла соответствуют более слабопольные (128-130 м. д.) сигналы, а атомам фенила в 5-м положении - более сильнопольные (127-128 м. д.). Однако сигнал и-С заместителя в 5-м положении гетероцикла, напротив, лежит в более слабом поле на 6-7 м. д. Такое расположение сигналов, очевидно, связано с индуктивным и мезомерным эффектами, оказываемыми на ароматические системы донорным (-CH-N-OH) и акцепторным (-C=N-) фрагментами. Кроме того, благодаря дезэкранирующему влиянию фенильной группы, сигнал протона при С₅ в спектрах ПМР имидазолинов 20d,e сдвинут на ~1 м. д. в слабое поле.

В 5-трет-бутил-замещенном имидазолине 20f р-система фенильного заместителя выведена из сопряжения с эндоциклической связью C=N, что обусловлено стерическим напряжением, создаваемым трет-бутильной группой, поэтому некоторые спектральные характеристики его отличаются от характеристик соединений 20a-e. Так гидроксиамин 20f имеет сравнительно более коротковолновый максимум поглощения в УФ-спектре (~230 нм), а сигнал С₅ в спектре ЯМР ¹³С лежит на ~10 м. д. в более слабом поле, чем у других имидазолинов. Последнее характерно для трет-бутил-замещенных соединений и полностью согласуется с литературными данными по зависимости химсдвигов атома С от степени его б-замещенности в алканах [ Леви, Г., Нельсон, Г. Руководство по ядерному магнитному резонансу углерода-13 для химиков органиков // Перев. С англ. Сергеева Н.М. - Изд.: «Мир». - М.: 1975. - 296 с. ].

Рисунок 1

Помимо имидазолина 20f из реакционной смеси были выделены минорные продукты 21 и 22 с выходом 4 и 3 % соответственно. Спектральные характеристики обоих соединений довольно близки к характеристикам гидроксиамина 20f, что может свидетельствовать об их имидазолиновой природе. Так УФ - и ЯМР-данные соединения 21 почти совпадают с таковыми имидазолина 20f. Однако в ПМР-спектре 21 отсутствует уширенный сигнал от протона N-OH-группы при 4.98 м. д., а в спектре ЯМР ¹³С сигналы, принадлежащие С₂ и С₅ имидазольного цикла, имеют химсдвиги, 92.83 и 77.44 м. д., т.е. находятся в более сильном поле. В ИК-спектре 21 полоса при 3379 см^-1 имеет характерную для N-H-группы узкую форму. Исходя из всего, выше сказанного, а также данных элементного анализа, был сделан вывод, что выделенному соединению соответствует структура 5-трет-бутил-4-фенил-2,2-диэтил-2,5-дигидро-имидазола (21) (см. рис.3).

В спектрах ПМР вещества 22 присутствуют синглетные сигналы от протонов двух трет-бутильных групп: при атоме углерода и при кислороде с химсдвигами 1.02 и 1.28 м. д. соответственно. В спектрах ЯМР ¹³С трет-бутильным заместителям соответствуют сигналы 34.32 и 30.91 м. д. для СН₃-групп и 34.86 и 78.17 м. д. для узловых атомов углерода. Кроме того синглетный сигнал при 4.55 м. д. в ПМР и сигнал при 88.47 м. д. в ЯМР ¹³С свидетельствуют о присутствии протона в 5-м положении гетероцикла. На основании приведенных данных, а также данных элементного анализа выделенному соединению присвоена структура 5-трет-бутил-1-трет-бутокси-2,2-диэтил-4-фенил-2,5-дигидроимидазола (22) (см. рис.3) Интересно, что подобно имидазолинам 20a-e алкоксиамин 22 имеет максимум поглощения в УФ-спектре при 238 нм, что характерно для сопряженного фенилиминного фрагмента. Предположительно, стерическое напряжение, создаваемое объемными трет-бутильной и трет-бутоксильной группами, искажает гетероциклическую систему соединения таким образом, что наиболее энергетически выгодной становится конформация, в которой фенильное кольцо вступает в сопряжение.

Окисление гидроксиаминов 20a-f избытком двуокиси свинца в хлороформе с хорошим выходом приводит к образованию 2Н-имидазол-1-оксидов 23a-f (схема 30). Спектральные характеристики их подобны приведённым для 2Н-имидазолов 16, но в ПМР-спектрах отсутствует сигнал протона при С₅ имидазольного цикла, и появляются сигналы, относящиеся к новому заместителю, а в спектрах ЯМР ¹³С сигнал С₅ имидазольного цикла смещается в область, характерную для кетонитронов ~140 м. д.

Вспомогательная таблица: соединения и их выходы

Соединения 23g-j получали аналогично описанному выше, исходя из 2H-имидазолов 16d-f без выделения промежуточных гидроксиаминов. Избыток диоксида свинца прибавляли к реакционной смеси непосредственно после ее разложения водой (схема 31). Также как и при получении имидазолинов 20a-f выходы 2H-имидазолов 23g-j существенно различаются в зависимости от используемого реактива Гриньяра. Следует отметить, что аналогично 4-метил-производным 18a,b 4-фенил-замещенные кетонитроны 23 с б-метиленовым фрагментом в заместителе при С₅ разлагаются при длительном хранении.

Взаимодействие альдонитронов с метилмагнийиодидом, как правило, протекает легко, обеспечивая высокие выходы соответствующих гидроксиаминов [ Shun-Ichi Murahashi,* Hitoshi Mitsui, Tatsuki Shiota, Tomoyasu Tsuda, and Shoji Watanabe Tungstate-Catalyzed Oxidation of Secondary Amines to Nitrones. a-Substitution of Secondary Amines via Nitrones // J.org. Chem. - 1990. - V 55. - P. 1736-1744. ]. Действительно, присоединение этого реактива Гриньяра к нитронам 16d,f завершается в течение получаса при комнатной температуре. Выходы соответствующих метилнитронов после окисления реакционных смесей превышают 90%, и вещества не требуют дополнительной очистки для дальнейшего использования в синтезе.

СХЕМА 31.

Взаимодействие 2Н-имидазол-1-оксида 16e с 2- (диоксолан-2-ил) этилмагнийбромидом происходит более сложно. Малая нуклеофильность этого магнийорганического соединения приводит к замедлению реакции, для её завершения требуется длительное кипячение реакционной массы. После разложения реакционной массы нами были выделены 2 соединения с выходом 5.4 и 1.1 %.

Одному из них (основному) на основании спектральных данных и данных элементного анализа приписано строение 2Н-имидазол-1-оксида 23i. Спектры второго соединения 24 не содержат указаний на наличие в молекуле как 2- (диоксолан-2-ил) этильного заместителя, так и альдонитронного (альдиминного) фрагмента. В масс-спектре этого соединения имеется молекулярный ион массой 490,17123, что с хорошей точностью соответствует брутто-формуле C₂₈H₂₈N₄Сl₂. Следует отметить, что по данным элементного анализа соединение не содержит кислорода. Таким образом, это соединение является продуктом димеризации исходного 2Н-имидазол-1-оксида по положению 5 имидазольного цикла с потерей кислорода (см. рис.4).

Рисунок 2.

Образование подобных продуктов ранее наблюдали при взаимодействии 2Н-имидазол-1-оксидов с диизопропиламидом лития [36], образование их происходит при металлировании альдонитронной группы и нуклеофильном присоединении образующегося аниона по нитронной группе неметаллированной молекулы.

Рисунок 3

При обработке 2Н-имидазол-1-оксида 16d трет-бутилмагнийхлоридом с последующим окислением был получен трет-бутилнитрон 23j. Строение 23j имеет те же особенности, что и строение упоминавшегося ранее 2Н-имидазола 23f. Подобно соответствующим имидазолинам в этих соединениях отсутствует сопряжение р-системы имидазольного цикла с фенильным заместителем, что обуславливает отличия в спектральных данных от остальных кетонитронов 23. Так в УФ-спектрах отсутствует промежуточный максимум при 240 нм, в спектрах ПМР наблюдается сильнопольный сдвиг о-протонов фенильного цикла на ~ 0.4 м. д.

С выходом ~ 2% из реакционной смеси был также выделен 2-трет-бутил-1-трет-бутокси-3-фенил-1,4-диаза-спиро [4.5] дека-3-ен 25. Спектральные характеристики этого соединения практически не отличаются от соответствующих характеристик его 2,2-диэтильного аналога 22, описанного выше. Однако вместо сигналов протонов этильных групп в спектре ПМР 25 присутствуют 3 мультиплета интенсивностью 1Н, 7Н и 2Н, относящиеся к спироциклогексановому фрагменту.

Нитроны 23а,b снова обрабатывали 4-х-6-ти кратным избытком реактива Гриньяра. Присоединение этилмагнийбромида к кетонитронам 23a,b происходит труднее, чем к соответствующим альдонитронам 16c,d, но без образования такого большого числа побочных продуктов, какое наблюдалось для реакций кетонитронов 18a,b. Также как и в случае 4-метил-замещенных производных выделить соответствующие тетраалкил-замещенные гидроксиамины не удается, т.к. они частично окисляются кислородом воздуха при обработке реакционной смеси. После доокисления реакционной массы избытком диоксида марганца из нее хроматографией выделяли образовавшиеся 3-имидазолиновые НР 26a,b. В УФ-спектрах этих соединений снова наблюдаются полосы поглощения фенилиминной группы соответственно 245 и 244 нм, в ИК-спектрах наблюдается полоса колебаний С=N, характерная для имидазолинов, при 1599 см^-1 для 26а и 1601 см^-1 для 26b.

СХЕМА 32.

Суммарный выход НР 26а (9 % на 4 стадии) может быть существенно повышен (до 40 %), если на первой стадии использовать уксусную кислоту для гашения реакционной массы и проводить синтез без выделения промежуточных продуктов.

Таким образом, нами было показано, что последовательная двукратная обработка 2,2 - диалкил - 4 - фенил - 2Н - имидазол - 1 - оксидов алкилмагнийгалогенидом с последующим разложением и окислением позволяет получать 4 - фенил - 2,5 - дигидроимидазол - 1 - оксилы, содержащие 4 этильных заместителя или 2 этильных заместителя и спироциклогексановый фрагмент в положениях 2 и 5, с удовлетворительным выходом.

Аналогичным образом на базе кетонитронов 23d,e и g,h был осуществлен синтез имидазолиновых радикалов 27a,b, содержащих сильно отличающиеся по объемам метильный и фенильный заместители в 5-м положении гетероцикла (схема 33). На примере этого синтеза было изучено влияние порядка, в котором вводятся более и менее объемный заместители, на выходы целевых радикалов. Однако суммарный выход во всех случаях составил 30 - 40%. Существенной зависимости выхода от последовательности введения фенильного и метильного заместителей не наблюдается.

27: R,R = (CH₂) ₅ (a), CH₃, CH₃ (b)

СХЕМА 33.

При взаимодействии наиболее затрудненного кетонитрона 23d с метилмагнийиодидом помимо целевого НР 27a из реакционной массы с выходом 20% было выделено бесцветное кристаллическое соединение, спектр ПМР которого напоминает спектр исходного соединения. Спектры отличаются только положением 2-х мультиплетов, относящихся к спироциклогексановому фрагменту: мультиплет интенсивностью 3Н сдвинут в слабое поле, а мультиплет интенсивностью 2Н - в сильное на 0.3-0.5 м. д. С другой стороны в УФ спектре этого соединения отсутствует характерный для 2Н-имидазол-1-оксидов длинноволновый максимум, а в ИК-спектре полосы в области колебаний С=N малоинтенсивны. В спектре ЯМР ¹³С присутствует всего один набор сигналов, соответствующих фенильному заместителю, что указывает на симметричность структуры, и нет сигнала при ~ 135 м. д., который можно было бы отнести к фенилнитронному атому углерода. По данным элементного анализа в состав этого вещества не входит кислород. На основании всего выше сказанного соединению приписана структура 2,3-дифенил-1,4-диаза-спиро [4.5] дека-1,3-диена 28 (см. схему 33). Важно отметить, что в реакции пространственно менее затруднённого 2,2-диметил-4,5-дифенил-2Н-имидазол-1-оксида 23e с MeMgI дезоксигенирования не происходит.

Дезоксигенирование нитронной группы при обработке реактивами Гриньяра свойственно стерически затруднённым нитронам и обсуждается нами в разделе 2.2 Главы 1.

Действительно, при дальнейшем увеличении размера заместителя при С-5 выход целевого НР заметно снижается именно за счет возрастания роли процесса деоксигенирования. Так, в реакции 2Н-имидазол-1-оксида 23j с этилмагнийбромидом образуется в основном продукт дезоксигенирования 29, а выход целевого 2-трет-бутил-3-фенил-2-этил-1,4-диаза-спиро [4.5] дека-3-ен-1-оксила 30 не превышает 37% (суммарный выход на 2 стадии - 11%) (схема 34).

Известно, что литийорганические соединения более реакционноспособны и менее склонны к реакциям восстановления, чем реактивы Гриньяра [ ^[] Титце, Л., Айхер, Т. Препаративная органическая химия / Пер. с нем. К.В. Аванесян и др. Под ред. Ю.Е. Алексеева. - М.: Мир, 1999. - 704с. ]. Однако, они более склоны к реакциям металлирования, чем магнийорганические соединения. Реакции метил - или -н-алкилнитронов с литийорганическими соединениями, как правило, приводят к металлированию [ [] Keana J. F. W. New aspects of nitroxide chemistry. In: Spin labeling: Theory and applications. / Berliner L. J. (Ed.). - N. Y. - London.: Academic Press. 1979. - P. 115-173. , [] Lee T. D., Keana J. F. W. Nitroxides derived from 3,4-dehydro-2,5-dimethyl-2H-pyrrol-1-oxide: a new series of minimum steric pertubation lipid spin labels. // J.org. Chem. - 1978. - V. 43, №21. - P. 4226-4231. ]. В то же время известны примеры успешного применения литийорганических соединений в синтезе НР из -фенилнитронов, например синтез 2,2,4,5,5-тетрафенил-2,5-дигидроимидазол-1-оксила из 2,2,4,5-тетрафенил-2Н-имидазол-1-оксила [ ^[] Reznikov, V. A. Interaction of Heterocyclic Nitrones With Organometallic Reagents As a Method for the Synthesis of New Types of Nitroxides // Tetr. - 1993. - V. 49. - N 46. - P. 10669-10692. ]. Кетонитроны 23d,j также не содержат кислых протонов, что позволяет использовать для получения НР литийорганические соединения. Действительно, реакция 2Н-имидазол-1-оксида 23d с метиллитием проходит без образования заметных количеств побочных продуктов. После обработки реакционной массы НР 27a был выделен с выходом 87% (суммарный выход - 72%) (см. схему 33). Аналогичным образом при обработке трет-бутилнитрона 23j бутиллититием с высоким выходом был получен единственный продукт - 2-бутил-2-трет-бутил-3-фенил-1,4-диаза-спиро [4.5] дека-3-ен-1-оксил (31), спектральные характеристики которого очень близки к характеристикам НР 30, синтезированного с использованием реактива Гриньяра (схема 34).

углерод атом нитроксильный радикал

СХЕМА 34.

Таким образом, весьма перспективной представляется стратегия синтеза сильно пространственно-затруднённых НР из циклических нитронов, включающая введение на начальном этапе синтеза объёмной не склонной к металлированию группы к нитронному атому углерода, что позволяет использовать высокореакционноспособные литийорганические соединения для введения второго объёмного заместителя к тому же атому углерода.

Размещено на Allbest.ru