Синтез та властивості С-бета'-функціоналізованих енамінів
Розгляд взаємодії "пуш-пульних" енамінів, які містять альфа-метильну групу, з моно- та біелектрофільними реагентами. Процес утворення бета'-функціоналізованих аддуктів. Реакції третинних альфа-метил "пуш-пульних" енамінів з трифлуорометилкетонами.
| Рубрика | Химия |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 26.07.2014 |
| Размер файла | 86,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Національна академія наук України
Інститут органічної хімії
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата хімічних наук
02.00.03 - Органічна хімія
Синтез та властивості С-бета'-функціоналізованих енамінів
Сібгатулін Дмитро Олександрович
Київ 2008
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана у відділі хімії фосфорорганічних сполук Інституту органічної хімії НАН України
Науковий керівник: кандидат хімічних наук, старший науковий співробітник КОСТЮК Олександр Миколайович, Інститут органічної хімії НАН України, м. Київ, старший науковий співробітник
Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор ВОЛОВЕНКО Юліан Михайлович, Київський національний університет ім.Тараса Шевченка, м.Київ, професор кафедри органічної хімії
кандидат хімічних наук, старший науковий співробітник КОВТУН Юрій Петрович, Інститут органічної хімії НАН України, м. Київ, старший науковий співробітник
Захист дисертації відбудеться " 21 " " лютого " 2008 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д. 26.217.01 в Інституті органічної хімії НАН України (02094, Київ-94, вул. Мурманська, 5).
З дисертацією можна ознайомитися в науковій бібліотеці Інституту органічної хімії НАН України (02094, Київ-94, вул. Мурманська, 5).
Автореферат розісланий " 10 " " січня " 2008 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д. 26.217.01
доктор хімічних наук Вовк М.В.
1. Загальна характеристика роботи.
енамін біелектрофільний реагент
Актуальність теми. Схильність енамінів до електрофільної функціоналізації по в-положенню складає основу функціоналізації карбонільних сполук. Отримані в результаті поліфункціональні похідні відповідних енамінів знаходять широке застосування в органічному синтезі: на їх основі розроблені методи одержання гетероциклічних та ароматичних систем, а також аналогів природних сполук. В той час, коли для класичних енамінів (похідних діалкілкетонів) реакції електрофільної функціоналізації часто відзначаються низькою селективністю за рахунок енамінної таутомерії, то для їх пуш-пульних аналогів, завдяки спряженню, спостерігається спрямована функціоналізація по в-положенню енаміну. Окрім того, в літературі описана функціоналізація „пуш-пульних” енамінів по -алкільній групі (в'-положення енаміну), які знайшли широке використання в синтезі ряду природних сполук. Для регіоселективної функціоналізації по в'-положенню, як правило, використовують літіювання естерів 3-діалкіламінокротонатів. Відомі також приклади прямої електрофільної в'-функціоналізації сильними електрофільними реагентами, наприклад трифлуоропіруватами, що дає змогу отримувати в результаті подальших перетворень унікальні флуороровмісні гетероциклічні, ароматичні та карбоциклічні сполуки.
Саме тому, розробка методів в'-функціоналізації енамінів карбонільними сполуками та їх похідними, активованими електроноакцепторними замісниками є однією із важливих та актуальних проблем тонкого органічного синтезу.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась в рамках бюджетних наукових тем відділу фосфорорганічних сполук Інституту органічної хімії “Ациклічні енаміни як Св нуклеофіли” (№ держреєстрації 0103U000608).
Мета і задачі дослідження. Дослідити можливість застосування активованих карбонільних сполук та імінів, для спрямованої функціоналізації в'-положення пуш-пульних енамінів.
Для досягнення поставленої мети необхідно було розв'язати наступні завдання:
1. Вивчити взаємодію трифлуорометилкетонів та їх іміно похідних з пуш-пульними енамінами з метою з'ясування впливу структурних факторів та умов на перебіг реакції по метильній групі енаміну.
2. Знайти зручні 1,3- та 1,2-біелектрофільні реагенти, які б вступали у реакції електрофільного заміщення з пуш-пульними енамінами з утворенням циклічних продуктів.
3. Вивчити можливість використання отриманих в'__функціоналізованих енамінів в синтезі карбоциклічних та гетероциклічних сполук.
Об'єкт дослідження - лінійні енаміни, які в -положенні мають -електроноакцепторний замісник (далі “пуш-пульні” енаміни), а у -положенні - метильну групу та їх С-'-функціоналізовані похідні.
Предмет дослідження - електрофільна С-функціоналізація “пуш-пульних” енамінів по '-положенню та використання отриманих сполук в подальшому синтезі трифлуоровмісних гетероароматичних сполук.
Методи дослідження - органічний синтез, ЯМР-спектроскопія на ядрах 1H, 13C, та 19F, 2D ЯМР-спектроскопія (COSY, NOESY, HMQS та HMBS),
ІЧ-спектроскопія, мас-спектрометрія, елементний аналіз, рентгеноструктурний аналіз.
Наукова новизна одержаних результатів. Знайдено нові реакції “пуш-пульних” енамінів, які містять у -положенні метильну групу, з моно- та біелектрофільними реагентами, що реалізуються за участю метильної групи. Встановлені структурні фактори та знайдені умови, які контролюють їх перебіг та з'ясовані межі їх синтетичного застосування.
Показано, що реакції циклоконденсації “пуш-пульних” енамінів, які містять у -положенні метильну групу, з 1,1,1-трифлуороацетилацетоном та етиловим естером 4,4,4-трифлуороацетооцтової кислоти, приводять до функціоналізованих похідних трифлуорометилбензенів. Виявлено вплив структури вихідного енаміну, біелектрофільного реагенту та умов проведення реакції на їх утворення. Знайдені межі синтетичного використання цих циклоконденсацій та вперше показано застосування “пуш-пульних” енамінів з метильною групою в -положенні, як 1,4-СССС-нуклеофільно-електрофільного синтону в такого роду перетвореннях.
Розроблено новий підхід до синтезу 4-трифлурометилпіридазин-3-онів, який базується на взаємодії вищезгаданих “пуш-пульних” енамінів з метиловим естером 1,1,1-трифлуоропіровиноградної кислоти та з наступною циклізацією отриманих продуктів з гідразином. Встановлена залежність перебігу реакції від структури реагентів.
На прикладі фенілгліоксалю вперше показана можливість використання 1,2-біелектрофільних реагентів в реакції циклоконденсації за участю метильної групи енаміну. На основі цієї взаємодії розроблено препаративно зручний метод синтезу важкодоступних похідних 3-циклопентен-1-онів.
Практичне значення одержаних результатів полягає в створенні нових препаративних підходів до синтезу функціоналізованих 4- трифлурометилпіридазин-3-онів, які є ефективними фармакофорами. Розроблена нова, препаративно зручна методологія синтезу трифлуорометилвмісних поліфункціональних діалкіланілінів, похідних антранілової кислоти, які є перспективними вихідними сполуками для синтезу на їх основі препаратів, що мають широкий спектр біологічної дії. Реакцією “пуш-пульних” енамінів з імінами метилового естеру 1,1,1-трифлуоропіровіноградної кислоти запропоновано новий підхід до синтезу трифлуорометилвмісних похідних гетарилаланінів та показана препаративна зручність такої методології.
Особистий внесок здобувача. Систематизація літературних даних, основний обсяг експериментальної роботи, узагальнення отриманих результатів, аналіз спектральних досліджень та встановлення будови отриманих сполук виконані особисто здобувачем. Постановка завдання дослідження та обговорення результатів проведено разом з науковим керівником к.х.н. О. М. Костюком, окремих етапів роботи разом з к.х.н Д. М. Волочнюком. Рентгеноструктурний аналіз здійснено у співробітництві з к.х.н. Е. Б. Русановим.
Апробація результатів дисертації. Результати роботи були представлені і доповідались на XXX конференції молодих вчених з органічної хімії та хімії елементоорганічних сполук (м. Київ, 2004 р.), XX Українській конференції з органічної хімії, присвяченій 75-річчю з дня народження О.В.Богатського (м. Одеса, 2004 р.), Міжнародній конференції з хімії гетероциклічних сполук (м. Москва, 2005 р.), VII Всеросійській конференції «Хімія фтору» (м. Москва, 2006 р.), Міжнародній конференції з хімії азотовмісних гетероциклів (м. Харків, 2006 р.), ІІІ Всеукраїнської конференції з хімії «Домбровські хімічні читання» (м. Тернопіль, 2007 р.), ХХІ Українській конференції з органічної хімії (м. Чернігів, 2007 р.).
Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 3 статті у провідних міжнародних журналах та 8 тез доповідей на конференціях.
Структура і обсяг роботи. Дисертація викладена на 163 сторінках і складається з вступу, п'яти розділів, висновку, переліку використаних джерел (133 найменувань), містить 14 малюнків, 91 схему та 11 таблиць. Перший розділ (літературний огляд) присвячений реакціям електрофільній функціоналізації енамінів за участю '-положення. В другому розділі розглядаються реакції "пуш-пульних" енамінів, які містять у -положенні метильну групу з трифлуорометилвмісними кетонами. В третьому розділі описується взаємодія "пуш-пульних" енамінів з несиметричними 1,3- та 1,2-біелектрофільними реагентами. Предметом четвертого розділу є вивчення реакцій електрофільної функціоналізації первинних, вторинних та третинних "пуш-пульних" енамінів з метиловим естером трифлуорометилпіровіноградної кислоти та її іміном. П'ятий розділ є експериментальною частиною дисертаційної роботи.
2. Основний зміст роботи
Особливістю третинних "пуш-пульних" енамінів, які містять -алкільний замісник, є відсутність енамінної рівноваги, яка характерна для звичайних енамінів, що в переважній більшості випадків приводить до С-регіоспецифічності електрофільної атаки. Для спрямування електрофільної функціоналізації діалкіламінокротонатів по '-положенню був розроблений метод попереднього літіюванні енаміну бутиллітієм (BuLi) або діізопропіламідом літію при низькій температурі з наступною обробкою карбонільними сполуками, електрофільними олефінами або триметилхлорсиланом. Проте відомі окремі реакції енамінів по '-положенню без попереднього металювання. Так як "пуш-пульні" енаміни широко використовуються в синтезі гетероциклічних та ароматичних сполук, то додаткова '-функціоналізація значно розширює їх синтетичні можливості.
Здатність нових типів електрофільних реагентів до прямої '-функціоналізації була вивчена на прикладі "пуш-пульних" енамінів 1-4 з різноманітними -електроноакцепторними функціями та діалкіламінозамісниками.
Як С-електрофіли нами був обраний ряд трифлуорометилвмісних кетонів. Цей вибір був зроблений базуючись на наступних міркуваннях:
- трифлуорометильна група підвищує активність карбонільної групи кетону, що необхідно для електрофільної атаки дезактивованого "пуш-пульного" енаміну;
- наявність трифлуорометильної групи поблизу реакційного центру дає можливість контролювати хід реакції методом 19F ЯМР спектроскопії;
- розробка методів синтезу трифлуорометилвмісних сполук є актуальною задачею, оскільки трифлуорометильна група є важливим фармакофором.
РЕАКЦІЇ ТРЕТИННИХ -МЕТИЛ "ПУШ-ПУЛЬНИХ" ЕНАМІНІВ З ТРИФЛУОРОМЕТИЛКЕТОНАМИ
Особливістю кетонів, які мають у своїй структурі трифлуорометильну групу є висока електрофільність, яка обумовлена електроноакцепторним характером трифлуорометильної групи. Це проявляється у легкому гідроксиалкілуванні -електрононадлишкових ароматичних та гетероароматичних систем. З іншого боку, характер замісника в структурі трифлуорометил кетону часто відіграє вирішальну роль. Нами була вивчена взаємодія енамінів з рядом трифлуорометил кетонів 5-11, яка перебігає з утворенням функціоналізованих по метильній групі енамінів 12-35 a,б.
Реакція здійснюється у середовищі сухого бензену впродовж декількох годин з утворенням відповідних аддуктів 12-35 а,б причому в деяких випадках, майже з кількісними виходами (Табл. 1). Легкість протікання цієї реакції в значній мірі залежить від характера замісника в структурі трифлуорометилкетону.
Для кетонів 5-7, які містять два сильних акцепторних замісника при карбонільній групі, вона закінчується за кілька годин при кімнатній температурі. Крім цього кетони 5-7 в однаковій мірі легко реагують з усім рядом енамінів 1-4 а,б. На відміну від цього, взаємодія енамінів 2-4 а,б з трифлуорометил кетонами 8-11, з менш акцепторним замісниками в структурі кетону, потребує більш жорстких умов. Енамінонітрили 1 а,б не вступають у реакцію з трифлуорометил кетонами 5-11 навіть при багатогодинному кип'ятінні в середовищі сухого бензену. В останньому випадку спектром ЯМР 19F реакційних сумішей реєструється тільки незначне утворення цільових продуктів (~1%).
Таблиця 1
|
R |
||||||||
|
Продукт |
12 - 1 5 |
16 - 1 9 |
20 - 23 |
24 - 26 |
27 - 29 |
30 - 32 |
33 - 35 |
|
|
Енамін |
1 - 4 а,б (X = CN; CO2Et; COMe; COPh) |
2 - 4 а,б (X = CO2Et, COMe, COPh) |
||||||
|
Вихід (%) |
75-90 |
60-82 |
30-50 |
45-60 |
15-40 |
10-30 |
25-35 |
|
|
Температура |
25 °С |
80 °С |
25 °С |
80 °С |
80 °С |
80 °С |
80 °С |
|
|
Час (год) |
2-3 |
1-2 |
5-6 |
6-8 |
5-6 |
5-6 |
5-6 |
Слід також зазначити, що хоча трифлуороацетофенон 11 реагує з енамінами 2-4, така взаємодія виявляється рівноважною. При тривалому знаходженні у розчині у спектрах ЯМР 19F та 1Н продукту 35а з'являються сигнали вихідного енаміна та трифлуорометил кетону, та через деякий час (~ 4 діб) встановлюється рівновага вихідні речовини - продукт у співвідношенні ~1:1.
Поліфункціональні енаміни 12-19 та 24-26 майже з кількісними виходами були переведені у відповідні карбонільні сполуки 36-38 a-г з використанням двофазної системи CH2Cl2-5% водн. HCl. Слід відзначити, що отримані поліелектрофільні системи 36-38 є перспективними сполуками для дизайну та синтезу на їх основі трифлуорометилвмісних гетероциклів.
РЕАКЦІЇ ТРЕТИННИХ -МЕТИЛ "ПУШ-ПУЛЬНИХ" ЕНАМІНІВ З ЕТИЛ 4,4,4-ТРИФЛУОРОАЦЕТОАЦЕТАТОМ (ТФАЕ) ТА 1,1,1-ТРИФЛУОРОАЦЕТИЛАЦЕТОНОМ (ТФАА)
Успішна електрофільна функціоналізація енамінів по метильній групі, дозволила нам розраховувати на можливість використання електрофільних реагентів з додатковим електрофільним центром для синтезу поліфункціональних ароматичних сполук.
Як модельні несиметричні біелектрофіли були вибрані етил-(4,4,4-трифлуоро)ацетоацетат 39 (ТФАЕ) та 1,1,1-трифлуороацетилацетон 45 (ТФАА).
Енаміни 2, похідні в-амінокротонової кислоти, реагують з ТФАЕ 39 у розчині бензену при кип'ятінні впродовж 2-3 год з утворенням продуктів гидроксіалкілування по метильній групі енаміну 40. Наші спроби отримати сполуки циклічної будови були невдалими. Заміна бензену на оцтову кислоту не приводить до циклізації, а супроводжується тільки погіршенням виходу сполуки 40.
В порівнянні з енаміноестерами 2, енаміни 3-4, похідні 1,3-дикетонів є більш активними в реакціях з електрофілами, тому слід було очікувати полегшення перебігу реакції циклізації. Дійсно, енамінон 4а реагує з ТФАЕ 39 з утворенням похідної трифлурометилвмісного діалкіланіліну 41а. Слід, зазначити, що енамінон в цьому випадку виступає як 1,4-СССС-нуклеофільно-електрофільний синтон. Реакція перебігає за 2-3 год при кип'ятінні як в бензені, так і в оцтовій кислоті. Встановлено, що природа діалкіламінового замісника суттєво впливає на реакційну здатність енаміну. Так, реакція енаміну 4б з ТФАЕ 39 в оцтовій кислоті приводить до продукту гідролізу енаміну - бензоїлацетону 42. При проведенні реакції у бензені, судячи зі спектру ЯМР 19F реакційної суміші, взаємодія енаміну 4б з ТФАЕ 39 не відбувається взагалі навіть при тривалому кип'ятінні.
На відміну від енамінів 4, енамінони 3, як похідні ацетилацетону, мають в своїй структурі ацильну групу, яка може виступати додатковим С-електрофільним центром. Так, при проведенні реакції з ТФАЕ 39 у бензені, судячи з спектрів ЯМР 19F реакційної суміші, спостерігалося утворення двох похідних діалкіланіліну 43 та 44 у співвідношенні ~ 1,5 : 1. Слід відзначити, що сполука 44 утворюється за участю двох молекул ТФАЕ. Це можна пояснити підвищеною реакційною здатністю ацильної групи до дії сильного електрофіла ТФАЕ, що опосередковано підтверджується тим, що сполука 44 не утворюється при аналогічних умовах із діалкіланіліну 43. Крім цього, на перебіг реакції в значній мірі впливає характер діалкіламінозамісника в структурі вихідного енаміну 3 (Табл. 2). У випадку з піролідиновим замісником енаміну 3а, реакція з ТФАЕ 39 протікає при кип'ятінні у бензені за 3 год з виходом діалкіланілінів 43a та 44a ~ 80% (загальний вихід). У випадку менш основного морфолінозаміщеного енаміну 3б, проведення реакції у киплячому бензені навіть протягом 20 годин, призводить до утворення циклічного продукту 43б тільки у залишкових кількостях (судячи з спектру ЯМР 19F реакційної суміші ~3 - 5%).
Таблиця 2
|
Енамін |
NAlk2 |
Продукт |
Вихід (%) |
F, м.ч. |
|
|
1a |
N(CH2)4 |
48 |
56а,б |
? |
|
|
1б |
N(CH2)4O |
48 |
87а,б |
? |
|
|
2a |
N(CH2)4 |
40a |
87а |
-82,7 |
|
|
11б |
|||||
|
2б |
N(CH2)4O |
40б |
88а |
-82,9 |
|
|
залишкиб |
|||||
|
3a |
N(CH2)4 |
43а |
40а |
-60,6 |
|
|
44а |
36а |
-60,2 та -82,2 |
|||
|
3a |
N(CH2)4 |
43а |
81б |
-60,6 |
|
|
3б |
N(CH2)4O |
43б |
залишкиа |
-58,7 |
|
|
44б |
-59,1 та -81,4 |
||||
|
3б |
N(CH2)4O |
44б |
72б |
-60,8 |
|
|
4а |
N(CH2)4 |
41а |
57а |
-58,9 |
|
|
52б |
|||||
|
4б |
N(CH2)4O |
42 |
69а,б |
? |
При проведені реакції в оцтовій кислоті їїєдиними продуктами реакції є циклічні похідні діалкіланіліну 43. Це можна пояснити тим, що при проведенні реакції в сильно-кислому середовищі, основність діалкіламінного залишку енаміну не є вирішальною, і таким чином при кип'ятінні в кислоті протягом 3 годин можна отримати сполуки 43 з високими препаративними виходами.
Взаємодія енамінів 3-4 з ТФАЕ 39 є одним з небагатьох прикладів використання енамінів як 1,4-СССС-нуклеофільно-електрофільного синтона для синтезу ароматичних сполук. Крім цього, аналізуючи будову отриманих діалкіланілінів 41, 43, 44 а,б можна з впевненістю зазначити, що ключовим інтермедіатом в даній взаємодії є '-функціоналізованний енамін А.
Взаємодія енамінів з трифлуорометилацетилацетоном 45 (ТФАА) потребує значно жорсткіших умов проведення реакції. Причому у більшості випадках це закінчується деструкцією енаміну. Так, при проведенні реакції енамінів 2 а,б та 3-4 б з ТФАА 45 у киплячому бензені протягом 5 - 8 год у спектрі ЯМР 19F реакційної суміші спостерігається велика кількість сигналів в області від -60 до -80 м.ч. Спроби оптимізувати реакційні умови виявилися невдалими. Так, ані заміна розчинника, ані збільшення чи зменшення часу проведення реакції не приводить до підвищення її селективності.
На відміну від цього, енаміни 3а та 4а реагують з ТФАА 45 з утворенням суміші похідних трифлуоровмісних диалкіланілінів 46 та 47 (~1 : 1). Реакція протікає без розчинника при нагріванні до 80 °С в ампулах високого тиску за 2 - 4 год Отриману суміш продуктів легко розділяється за допомогою хроматографії на колонці з силікагелем з використанням як елюента - суміш етилацетат : циклогексан = 1 : 9.
На жаль, нам не вдалося ввести у взаємодію з 1,3-біелектрофільними ТФАЕ 39 та ТФАА 45 енаміни 1 a,б. Так, при проведені реакції у киплячому бензені протягом 8 год, нами не було зафіксовано жодного продукту реакції. У спектрі ЯМР 19F реакційної суміші спостерігався тільки сигнал вихідного 1,3-біелектрофіла. З реакційної суміші був виділений продукт самоконденсації енаміну - піридон 48.
РЕАКЦІЇ ТРЕТИННИХ -МЕТИЛ "ПУШ-ПУЛЬНИХ" ЕНАМІНІВ З 1,2-БІЕЛЕКТРОФІЛЬНИМИ РЕАГЕНТАМИ.
Враховуючи той факт, що пуш-пульні енаміни взаємодіють з 1,3-дикарбонільними реагентами з утворенням циклічних сполук, можна було очікувати, що аналогічним чином вони будуть вести себе з 1,2- дикарбонільними реагентами.
Енаміни 2, похідні в-амінокротонової кислоти, реагують з фенілгліоксалем 49 з утворенням продуктів гідроксиалкілування енаміна по метильній групі 50 а,б. Взаємодія здійснюється впродовж 2 год в середовищі сухого етеру при кімнатній температурі з достатньо високими виходами (~70%). Але при збільшенні часу реакціїабо температури в'-функціоналізований енамін 50а переходить у похідне циклопентенону 51. У випадку похідної з морфоліновим замісником 50б така циклізація не спостерігається. З іншої сторони, отримані в'-функціоналізовані енаміни 50 а,б можуть бути легко переведені у відповідні поліфункціональні кетони 52 на основі яких, як відомо, проводять синтези похідних простагландинів.
Реакція фенілгліоксалю 49 з енамінами 4 а,б протікає аналогічно. Так, в етері при кімнатній температурі фенілгліоксаль за декілька годин утворює продукти гідроксиалкілування енаміну по метильній групі 53 а,б. В той же час для циклізації в похідні циклопентенону 54 необхідне додавання каталітичної кількості соляної кислоти. Гідроліз в'-функціоналізованих енамінів 53 приводить до утворення бензоїлацетону 42 - продукту гідролізу вихідного енаміну.
На відміну від енамінів 2 та 4, спроби провести реакцію фенілгліоксалю з енамінами 1 та 3 були невдалими. Так, енамінонітрили 1 а,б та енамінони 3 а,б реагують з фенілгліоксалем 42 в етері при кімнатній температурі з утворенням суміші продуктів, розділити які нам не вдалося. Теж саме спостерігалося при спробах провести реакцію при -20°С.
З метою розширити межі використання цієї реакції ми вивчили інші 1,2-біелектрофільні реагенти та знайшли, що вони не взаємодіють з енамінами 1-4 аналогічно фенілгліоксалю. Так, наприклад, при реакції енамінів 1-4 з біелектрофільним бутан-2,3-діоном 55 при кімнатній температурі в етері або бензені були виділені вихідні речовини. При спробах провести взаємодію при більш жорстких умовах спостерігається неселективний перебіг процесу з утворенням складної суміші продуктів. Ми спробували підвищити реакційну здатність енамінів за допомогою переведення їх у літієві похідні. Однак в даному випадку реалізується інший напрям взаємодії. Так, після літіювання енаміну 2 а,б та додаванні до нього бутан-2,3-діона 55 при -78 °С у тетрагідрофурані майже з кількісним виходом були виділені біциклічні продукти типу 59. Їх утворення можна пояснити присутністю надлишку літієвої похідної енаміну 56 у реакційній суміші. При зміні порядку додавання реагентів, тобто, коли до розчину бутан-2,3-діону у ТГФ додавати розчин літійованого енаміну 56, як продукт утворюється моноциклічне похідне піран-2-ону 58.
Таким чином, на основі досліджень взаємодії третинних енамінів з 1,2-біелектрофільними реагентами можна зробити висновок, що фенілгліоксаль є свого роді унікальним 1,2-біелектрофільним реагентом, здатним вступати у реакції гідроксіалкілування по метильній групі енаміну.
РЕАКЦІЇ ТРЕТИННИХ -МЕТИЛ "ПУШ-ПУЛЬНИХ" ЕНАМІНІВ З N-ЗАМІЩЕНИМИ ІМІНАМИ МЕТИЛ 1,1,1-ТРИФЛУОРОПІРУВАТУ
Наступним етапом нашого дослідження став пошук моноелектрофільних реагентів, здатних вступати в реакції електрофільної функціоналізації по метильній групі енамінів з утворенням продуктів аміноалкілування. Використовуючи такий підхід ми планували розробити зручну методологію синтезу трифлуоровмісних -амінокислот гетероароматичного ряду.
Як моноелектрофільні сполуки для вирішення цієї задачі нами були вибрані N-заміщені похідні іміну метил-1,1,1-трифлуоропірувату (імін МеТФП) 60а,б. Висока електрофільність C=N зв'язку іміну МеТФП зумовлена присутністю сильних електроноакцепторних груп, що дозволяє легко приєднувати різноманітні нуклеофіли з утворенням продуктів аміноалкілування.
Виявилося, що в результаті реакції іміну МеТФП 60 а,б з енамінонітрилами 1 а,б утворюються продукти електрофільної функціоналізації по в-положенню енаміна 62 а,б, а не по метильній групі. Це суттєво відрізняється від реакцій енамінонітрилів з трифлуорометилкетонами, які легко проходять по в'-положенню енамінів.
На відміну від енамінонітрилів 1 а,б, енаміноестери 2 а,б та енамінони 3 - 4 а,б реагують з іміном МеТФП 60а,б з утворенням продуктів електрофільної '-функціоналізації 64-66 а,б. Реакція протікає за 2 години при кип'ятінні у бензені та супроводжується достатньо високими виходами (~80 - 90%). Отриманні похідні енамінів були переведені у відповідні карбонільні сполуки 67-69 майже з кількісними виходами.
На основі отриманих трифлуорометилвмісних поліфункціональних сполук 67-69 а,б була показана можливість використання їх як вихідних речовин для синтезу трифлуорометилвмісних гетероароматичних -амінокислот. Таким чином, був розроблений простий та препаративно зручний метод синтезу - трифлурометилвмісних гетарилаланінів всього в декілька стадій та з високими сумарними препаративними виходами.
Спираючись на результати наших досліджень та проаналізувавши літературні дані була запропонована схема '- функціоналізації енамінів. Її ключовою стадією є енова реакція енаміну з електрофілом, що приводить до термінального енаміну Б. Останній достатньо легко реагує з іншою молекулою електрофіла і після низки внутрішньомолекулярних перетворень дає '-функціоналізований енамін Д.
РЕАКЦІЇ ПЕРВИННИХ ТА ВТОРИННИХ ЕНАМІНІВ, ЩО МІСТЯТЬ -МЕТИЛЬНУ ГРУПУ, З МЕТИЛ 1,1,1-ТРИФЛУОРОПІРУВАТОМ ТА ЙОГО ІМІНОМ
Наступним етапом наших досліджень стало вивчення взаємодії трифлуоровмісних реагентів з первинними та вторинними енамінами, які мають три нуклеофільні центри - С(в), С(в') та N. В реакціях з біелектрофільними реагентами можлива взаємодія в трьох різних комбінаціях: С(в) та С(в'), С(в) та N, а також С(в') та N. З врахуванням того, що взаємодія електрофільних реагентів з третинними енамінами протікає переважно по метильній групі енаміну, було б цікаво дослідити, чи буде впливати введення додаткового центру для електрофільної атаки в структуру енаміну на перебіг реакції. З цією метою тому були використанні енаміни 72-73 а,б, з первинним або вторинним атомом азоту. Виявилось, що навіть в цьому випадку реакція з моноелектрофільним метил 1,1,1-трифлуоропіруватом 74 (МеТФП) перебігає по метильній групі енаміна з утворенням гідроксиалкільованного енаміну 75 а,б.
Реакція протікає за 1-2 год при кімнатній температурі в середовищі сухого бензену або дихлорметану та супроводжується достатньо високими виходами (до 90%). Сполука 75 стабільна в твердому стані, але при розчиненні в полярному розчиннику спонтанно циклізується в похідні піролідону 76-77 а,б. Цікавою особливістю отриманих продуктів 76-77 є залежність геометрії С=С зв'язку від характеру замісника R' біля атома азоту. Зокрема, у випадку сполуки 76а (R'=Н) переважною є Z-конфігурація за рахунок утворення внутрішньомолекулярного водневого зв'язку між атомом водню амідної групи та атомом кисню карбонільної групи. У разі сполуки 76b (R'=Ме) утворення водневого зв'язку стає не можливим, і переважною є її E-конфігурація.
На відміну від МеТФП 74, імін МеТФП 60а взаємодіє з енамінами 72-73 а,б без участі метильної групи з утворенням похідних піролінону 78-79 а,б. Реакція протікає за декілька годин при кімнатній температурі з майже кількісними виходами, причому на її напрямок протікання не впливають умови проведення.
Структура всіх нових речовин, отриманих у дисертаційній роботі, була підтверджена комплексом спектральних методів (1H, 13C, 19F ЯМР та ІЧ спектроскопія, мас-спектрометрія) та елементним аналізом. Для співвіднесення сигналів у ЯМР спектрах використовувались методи двовимірної спектроскопії. У випадку сполук 16, 17, 62а, 65а, 76a та 76б було проведене рентгеноструктурне дослідження.
Висновки
1. Розроблена нова методологія в'-функціоналізації енамінів карбонільними сполуками та їх похідними, активованими електроноакцепторними замісниками.
2. Виявлена та вивчена структурна чутливість третинних -метил "пуш-пульних" енамінів в реакціях з трифлуорометилкетонами, що дозволило розробити якісні характеристики електрофільних реагентів, здатних до функціоналізації по метильній групі енаміну.
...Подобные документы
Конструювання фосфоровмісні сполук, які мають ациклічний вуглецевий скелет і здатні вступати в реакції циклоконденсації. Дослідження умов та реагентів для перетворення ациклічних фосфоровмісних похідних енамінів в л5 фосфініни та їх аза аналоги.
автореферат [24,9 K], добавлен 11.04.2009Свойства бета-дикетонов. Пути образования комплексов с металлами. Применение комплексов с цезием. Синтез 2,2,6,6 – тетраметилгептан – 3,5 – дионата цезия Cs(thd) и тетракис – (2,2 – диметил – 6,6,6 – трифторгексан – 3,5 – дионато) иттрат(III) цезия.
курсовая работа [99,1 K], добавлен 26.07.2011Сахароза C12H22O11, (свекловичный, тростниковый сахар) — дисахарид, состоящий из двух моносахаридов — альфа-глюкозы и бета-фруктозы. Определение ее физико-химических свойств; Природные и антропогенные источники бесцветных моноклинных кристаллов.
презентация [383,5 K], добавлен 16.12.2010Сущность феномена радиоактивности, история его открытия и изучения, современные знания, их значение и применение в различных сферах. Виды радиоактивных излучений, их характеристика и отличительные черты. Порядок и этапы альфа-, бета-, гамма-распада.
курсовая работа [221,4 K], добавлен 10.05.2009Методика іммобілізації полімерних міцел з альфа-амілазою на поверхню полісульфонових мембран. Вплив тривалості процесу ультрафіолетового випромінювання на каталітичну активність ферменту. Ознайомлення із способами модифікації мембран; їх властивості.
курсовая работа [924,7 K], добавлен 14.07.2014Поняття про алкалоїди як групу азотистих сполук, що володіють основними властивостями і зустрічаються переважно в рослинах. Виділення алкалоїдів з рослин, їх загальні властивості, реакції осадження, реакції фарбування. Історія відкриття алкалоїдів.
контрольная работа [13,9 K], добавлен 20.11.2010Будова і властивості вуглеводів. Фізіологічна роль вуглеводів для організму людини. Фізичні та хімічні властивості моно- і полісахаридів. Доцільність і правильність споживання продуктів харчування, які містять вуглеводи. Дослідження глюкози в солодощах.
реферат [75,6 K], добавлен 18.04.2012Понятие и основные разновидности излучений, их признаки и свойства. Взаимодействие бета-излучения с веществом: ионизационные, радиационные, поляризационные потери, упругое рассеяние. Отличительные особенности и отличительные свойства бета-детектирования.
курсовая работа [318,5 K], добавлен 28.02.2015Поняття про неводні розчини, їх класифікація та деякі властивості. Класифікація Кольтгофа за кислотно-основними властивостями, по здатності до утворення водневого зв'язку, участю в протонно-донорно-акцепторній взаємодії. Реакції в основних розчинниках.
курсовая работа [753,7 K], добавлен 03.11.2014Характеристика кінетичних закономірностей реакції оцтової кислоти та її похідних з епіхлоргідрином. Встановлення впливу концентрації та структури каталізатору, а також температури на швидкість взаємодії карбонової кислоти з епоксидними сполуками.
магистерская работа [762,1 K], добавлен 05.09.2010Загальна характеристика, поширення в організмі та види вуглеводів. Класифікація і хімічні властивості моносахаридів. Будова і властивості дисахаридів й полісахаридів. Реакції окислення, відновлення, утворення простих та складних ефірів альдоз та кетоз.
реферат [25,7 K], добавлен 19.02.2009Главные направления развития витаминной промышленности. Производство витаминов из дрожжей. Производство кристаллического β-каротина: из моркови, химический синтез. Синтетическое производство витаминов. Хелатирование. Пролонгированные формы витаминов.
курсовая работа [499,2 K], добавлен 14.05.2008Взаємодія 1,2-дизаміщених імідазолів з моно-, ди- та тригалогенофосфінами. Вплив замісника у положенні 2 імідазолу на легкість фосфорилювання. Синтез та хімічні властивості 4-фосфорильованих 1,2-заміщених імідазолів. Молекулярна структура сполуки 23а.
автореферат [339,0 K], добавлен 25.07.2015Синтез S-заміщеного похідного 2-метил-4-меркапто-8-метоксихіноліна та вивчення їх фізико-хімічних властивостей. Прогноз можливих видів їх біологічної дії за допомогою комп’ютерної програми PASS. Залежність дії синтезованих сполук від хімічної структури.
автореферат [38,4 K], добавлен 20.02.2009Загальні властивості та історія відкриття натрій тіосульфату. Його хімічні властивості і взаємодія з кислотами. Утворення комплексів тіосульфатів. Загальні основи одержання натрій тіосульфату сульфітним, полі сульфідним та миш'яково-содовим методами.
курсовая работа [72,1 K], добавлен 04.05.2015Електропровідні полімери, їх властивості. Синтез функціональних плівок полі аніліну. Електрокаталітичні властивості металонаповнених полімерних композитів. Електрохімічний синтез функіоналізованої поліанілінової плівки, властивості одержаних композитів.
дипломная работа [4,1 M], добавлен 26.07.2014Проведение синтеза гликозидов в условиях межфазного катализа глюкозаминидов пиразолоизохинолинов. Наблюдение образования O-D-2-ацетамидо-2-дезоксиглюкопиранозидов пиразолоизохинолинов в межфазном процессе синтеза. Получение нового N-бета-глюкозаминида.
дипломная работа [962,4 K], добавлен 17.06.2014Полімери як високомолекулярні речовини. Реакція катіонної полімеризації. Стереорегулярна будова полімерів. Утворення високомолекулярної сполуки. Реакції полімеризації вінілхлориду, пропілену. Ненасичені вуглеводні у продуктах деполімеризації полістиролу.
лекция [639,4 K], добавлен 12.12.2011Физические свойства метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ), способы его синтеза с использованием различных катализаторов. Сырье для промышленного производства МТБЭ, технологии его получения. Расчет теплового и материального балансов установки синтеза МТБЭ.
курсовая работа [418,2 K], добавлен 07.01.2013Сполуки, до складу яких входять атоми Гідрогену. Водні розчини кислот та негативні іони і їх концентрація та класифікація за різними критеріями. Номенклатура кислот і реакції іонної обмінної взаємодії. Утворення малодисоційованої сполуки, азотна кислота.
контрольная работа [69,2 K], добавлен 12.12.2011
