Синтез та властивості С-бета'-функціоналізованих енамінів

3. Знайдено, що фенілгліоксаль селективно вступає в реакцію з енамінами з утворенням продуктів гідроксиалкілування по метильній групі енаміну. Встановлено, що на селективність протікання цієї взаємодії вирішальний вплив має характер електроноакцепторного замісника в структурі енаміну.

4. Показано, що в'-функціоналізовані енаміни є зручними будівельними блоками для синтезу ациклічних сполук (функціоналізовані ацетооцтові естери та дікетони), а також трифлуорометилвмісних азотистих гетероциклів (піразолів, піразолонів, піридазин-3-онів, піролідонів).

5. Встановлено, що енаміни з незаміщеним атомом азоту, при взаємодії з трифлуоровмісними моноелектрофільними реагентами утворюють продукти гідрокси(аміно) алкілування по метильній групі енаміну.

6. На основі реакції третинних "пуш-пульних" енамінів з N-заміщенними імінами метилового естеру 1,1,1-трифлуоропіровиноградної кислоти запропоновано новий підхід до синтезу трифлуорометилвмісних похідних гетарилаланінів.

Список публікацій за темою дисертації

1. Sibgatulin D.A., Volochnyuk D.M., Kostyuk A.N. A convenient synthesis of 4-trifluoromethyl-(2H)-pyridazin-3-ones from methyl 3,3,3-trifluoropyruvate // Synlett. - 2005. - № 15. - P.1907-1911. (Sibgatulin D.A. - проведення експериментальних досліджень, аналіз спектральних даних та встановлення будови синтезованих сполук)

2. Sibgatulin D.A., Volochnyuk D. M., Rusanov E. B., Kostyuk A. N. Aminoalkylation of “push-pull” enamines having a methyl group at -position with imines of methyl 3,3,3-trifluoropyruvate // Synthesis. - 2006. - № 10. - P.1625-1630. (Sibgatulin D.A. - дослідження взаємодії "пуш-пульних" енамінів, які мають у -положенні метильну групу з імінами метил 3,3,3-трифлуоропірувату, аналіз спектральних даних та встановлення будови синтезованих сполук)

3. Sibgatulin D.A., Volochnyuk D.M., Kostyuk A.N. Reaction of unsymmetrical trifuoromethyl-containing 1,3-dicarbonyl compounds with “push-pull” enamines // Tetrahedron Lett. - 2007. - Vol. 48 - P.2775-2779. (Sibgatulin D.A. - проведення експериментальних досліджень, аналіз спектральних даних, встановлення будови отриманих сполук)

4. Сибгатулин Д.А., Волочнюк Д.М., Костюк А.Н., Пинчук А.М., Толмачев А.А. Реакции «пуш-пульных» енаминов, содержащих метильную группу в -положении, с трифторметилкетонами // ХХ Українська конференція з органічної хімії, присвячена 75-річчю з дня народження акад. О.В.Богатського, м. Одеса, 20-24 вересня 2004 р., c. 484.

5. Сибгатулин Д.А., Волочнюк Д.М., Костюк А.Н., Вовк М. В. Новые аспекты использования CF3 - содержащих электрофильных building-blocks и енаминов в синтезе CF3 - содержащих гетероциклов // Международная конференция по химии гетероциклических соединений, посвященная 90-летию со дня рождения проф. А. Н. Коста г. Москва, 17-21 октября 2005 р., с. 198.

6. Сибгатулин Д.А., Волочнюк Д.М., Костюк А.Н. Синтез и свойства в'- функционализированных «пуш-пульных» енаминов // VII Конференція молодих вчених та студентів-хіміків Південного регіону України, м. Одеса, 22-23 листопада 2005 р., ср. 31.

7. Сибгатулин Д.А., Волочнюк Д.М., Костюк А.Н. Синтез и применение CF3-содержащих строительных блоков на основе енаминов // Всеукраїнська конференція молодих вчених та студентів з актуальних питань хімії, м. Дніпропетровськ, 29 травня-2червня 2006 р., с. 7.

8. Sibgatulin D.A., Volochnyuk D.M., Kostyuk A.N. Synthesis and application of CF3-containing building-blocks based on enamines // 7-я Всероссийская конференция "Химия фтора", посвященная 100-летию со дня рождения акад. И.Л. Кнунянца, г. Москва, 5-9 июня 2006 р., с. 45.

9. Sibgatulin D.A., Volochnyuk D.M., Kostyuk A.N. Synthesis and application of CF3-containing building-blocks based on enamines // International conference “chemistry of nitrogen containing heterocycles”, г. Харьков, 2-6 октября 2006 р., с. 40.

10. Сибгатулин Д.А., Волочнюк Д.М., Костюк А.Н. Синтез и применение CF3-содержащих строительных блоков на основе енаминов // III Всеукраїнська конференція "Домбровськиі хімічні читання", м. Тернопіль, 16-18 травня 2007 р., с. 56.

11. Сібгатулін Д.О., Волочнюк Д.М., Виборний М.А., Костюк О.М., Пінчук О.М. Синтез та властивості '-функціоналізованих енамінів // ХХІ Українська конференція з органічної хімії, м. Чернігів, 1-5 жовтня 2007 р., с. 60.

Анотація

Сібгатулін Д.О. Синтез та властивості С'-функціоналізованих енамінів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.03 - органічна хімія. Інститут органічної хімії НАН України, Київ, 2008.

Дисертація присвячена вивченню взаємодії „пуш-пульних” енамінів, які містять -метильну групу, з моно- та біелектрофільними реагентами. Знайдено, що реакція моноелектрофільних реагентів з третинними -метил "пуш-пульними" eнамінами перебігає не по -положенню енаміну, а по метильній групі з утворенням '-функціоналізованих аддуктів. Виявлена та вивчена структурна чутливісь реакцій третинних -метил "пуш-пульних" енамінів з трифлуорометилкетонами, що дозволило розробити якісні характеристики пошуку інших електрофільних реагентів, здатних до функціоналізації по метильній групі енаміну. Показано, що в реакціях з етил- трифлуороацетоацетатом енаміни виступають як 1,4-СССС-нуклеофільно-електрофільний синтон, що стало для розроблення зручного методу синтезу трифлуорометилвмісних діалкіланілінів. На основі реакції третинних "пуш-пульних" енамінів з N-заміщенними імінами метилового естеру 1,1,1-трифлуоропіровиноградної кислоти запропоновано новий підхід до синтезу трифлуорометилвмісних похідних гетарилаланінів.

Ключові слова: енаміни, трифлуорометильна група, електрофільна функціоналізація, метильна група, циклізація.

Аннотация

Сибгатулин Д.А. Синтез и свойства С'-функционализированых енаминов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.03 - органическая химия. Институт органической химии НАН Украины, Киев, 2008.

Диссертационная работа посвящена изучению взаимодействия "пуш-пульных" енаминов, содержащих в -положении метильную группу с моно- и биэлектрофильными реагентами. В результате исследований было найдено, что реакция енаминов с моноэлектрофильными реагентами протекает не по -положению, а по метильной группе енамина с образованием '-функционализированных продуктов. Показано, что на протекание этой реакции ключевую роль играет характер заместителя в структуре исходного трифторметилкетона. На основе полученных '-функционализированных продуктов были синтезированны полифункциональные трифторметилсодержащих карбонильные соединения и показана возможность использования их в синтезе трифторметилсодержащих гетероциклов. Найдено, что енамина на основе этилового эфира кротоновой кислоты реагируют с этил трифторацетоацетатом с образованием ациклического продукта функционализации енамина по метильной группе. В отличии от них, енамины, производные 1,3-дикетонов реагируют с этил трифторацетоацетатом с образованием производных трифторсодержащих диалкиланилинов. причем в этой реакции енамины выступают в качестве 1,4-СССС-электрофильно-нуклеофильного синтона.

Исследовано взаимодействие енаминов, содержащих в -положении метильную группу с рядом 1,2-биэлектрофильных реагентов. Показано, что только фенилглиоксаль реагирует по '-положению енамина. На основе этого взаимодействия была разработана методология синтеза производных циклопентанона.

Использование в качестве электрофильного реагента имина метилового эфира трифторметилпировиноградной кислоты позволило получить продукты аминоалкилирования енаминов по метильной группе. Такой подход позволил разработать удобный метод синтеза трифторметилсодержащих производных гетарилаланинов.

Ключевые слова: енамины, трифторметильная группа, электрофильная функционализация, метильная группа, циклизация.

Summary

Sibgatulin D.A. Synthesis and aplication of C'-functionalized enamines. - Manuscript.

The thesis for obtaining the scientific degree of Candidate of Sciences by speciality 02.00.03 - organic chemistry. Institute of Organic Chemistry of National Academy of Sciences of Ukraine. Kyiv, 2008.

The dissertation is devoted to studying reactions of push-pull enamines having a methyl group at the -position with mono- and bielectrophilic reagents. It was shown that the linear push-pull enamines react with a set of mono- and bielectrophilic reagents at the methyl group affording '-functionalized derivatives. Presence of a strong electron-acceptor substituent at trifluoromethylketones was shown to play an important role in the reaction. Thus, trifluoromethylketones bearing strong electron-acceptor substituents such as benzooxazol-2-yl, benzothiazol-2-yl and trifluoromethyl group react readily with all four types of enamines affording hydroxyalkylated products. Trifluoromethylketones bearing less electron-accepting substituents react under harsher conditions, with the reaction depending on the nature of the enamines. It should be noted that even upon prolong heating enaminonitriles do not react with many trifluoroketones. Using this very simple and convenient procedure a set of '-functionalized enamines and their hydrolysis products were prepared. These are useful starting materials for synthesizing various trifluoromethyl-containing heterocyclic compounds. A good preparative procedure for synthesis of 4-trifluoromethyl-(2H)-pyridazin-3-ones was developed.

Systematic investigation of the reaction of the push-pull enamines with ethyl trifluoroacetoacetate and trifluoroacetoacetone allowed us to propose a convenient method for synthesizing trifluoromethyl-containing aromatic compounds. Thus, we have found that ethyl trifluoroacetoacetate reacts with dialkylaminocrotonates at the methyl group giving acyclic product. Based on this result and on structure of final products we suppose that the first step of this reaction is electrophilic attack at the в-position of the enamine followed by cyclization. The enamines derived from derivatives of 1,3-dicarbonyl compounds react with ethyl trifluoroacetoacetate affording cyclic products - derivatives of trifluoromethyldialkylanilines. It should be noted that it is the very first example of enamines reacting as 1,4-CCCC synthon.

The reaction of the enamines with 1,2-bielectrophilic reagents was studied. Phenylglyoxal was shown to react at the methyl group affording acyclic polyfunctionalized compounds that further cyclized into cyclopentanone derivatives. We have also studied other 1,2-dicarbonyl compounds in the reaction with the enamines. Unfortunately they do not give the analogous compounds. Our attempts to activate the reaction by transforming the enamines into their enolate salts resulted in the formation of dihydropyran-2-ones. Although we failed to extend the reaction on other 1,2-dicarbonyl compounds, a convenient procedure for synthesis of cyclopentanone derivatives was developed.

With the exception of dialkylaminocrotonitriles, the reaction of the enamines with imines of methyl trifluoropyruvate proceeds at the в'-position thus providing a new synthetic approach to aminoalkylated derivatives of the push-pull enamines. These compounds easily hydrolyze to the corresponding carbonyl derivatives and were successfully used for the synthesis of trifluoromethyl hetaryl alanines.

Primary and secondary push-pull enamines have three nucleophilic sites thus one can expect a complex behavior in the reactions with electrophilic reagents. Nevertheless, it was shown that in the reaction with methyl trifluoropyruvate primary and secondary push-pull enamines react at the methyl group leaving amino group intact. These compounds were separated and characterized. They are stable in solid state, but in a solution they cyclized into pyrrolidine derivatives. It should be noted that depending on a substituent at the nitrogen atom at the pyrrolidine they assume different geometry While NH derivative has Z-configuration, NMe derivative has E-configuration. Constitution of these compounds was confirmed by X-ray analysis.

Unlike methyl trifluoropyruvate, its imines react at the typical в-position of the enamines followed by cyclization via ester group of the pyruvate affording pyrrolidine derivatives.

All compounds were characterized by a set of modern physico-chemical methods (1H, 13C, 19F NMR and IR spectroscopy, mass spectrometry) and elemental analysis.

Key words: enamines, trifluoromethyl, elektrophilic functionalization, methyl group, cyclization.

Размещено на Allbest.ru