Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Синтез и превращения 2-бутадиинилзамещенных ариламинов и енаминов

Диссертация: Синтез и превращения 2-бутадиинилзамещенных ариламинов и енаминов
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Ацетилен и его производные по праву занимают одно из ведущих мест во многих областях органической химии: это связано с их огромным синтетическим потенциалом, выраженным склонностью С=С связи к реакциям электрофильного, нуклеофильного, радикального и согласованного присоединения, за счет чего тройная углерод углеродная связь может быть достаточно легко конвертирована в различные функциональные… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Введение
  • 2. Обзор литературы (Синтез 5-ти и 6-ти членных азотистых гетероциклов с участием ацетиленовых соединений)
    • 2. 1. Межмолекулярные реакции
    • 2. 2. Внутримолекулярные реакции
  • 3. Обсуждение результатов
    • 3. 1. Реакции 1-литио-1,3-диинов с нитрилами
    • 3. 2. Синтез и превращения 2-алка-1,3-диинилариламинов
  • 4. Экспериментальная часть
    • 4. 1. Получение 1-литио-1,3-диинов и их взаимодействие с бензонитрилами
    • 4. 2. Синтез бутадиинилзамещенных аренов и гетаренов
    • 4. 3. Исследование циклизации о-алкадиинилариламинов в условиях реакции диазотирования
  • 5. Выводы

Синтез и превращения 2-бутадиинилзамещенных ариламинов и енаминов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Ацетилен и его производные по праву занимают одно из ведущих мест во многих областях органической химии: это связано с их огромным синтетическим потенциалом, выраженным склонностью С=С связи к реакциям электрофильного, нуклеофильного, радикального и согласованного присоединения, за счет чего тройная углерод углеродная связь может быть достаточно легко конвертирована в различные функциональные группы [1, 2]. Использование ацетиленовых соединений с терминальной тройной связью в реакциях кросс-сочетания, катализируемых комплексами переходных металлов, является одним из наиболее востребованных на данный момент методов создания С-С связи [3]. Хорошо известно также использование диацетиленовых соединений в синтезе феромонов и эйкозаноидов [4] и их антибактериальная и антигрибковая активность [5]. Производные ацетилена находят все большее применение для получения материалов, необходимых медицине, электронике, лазерной технике, с другой стороны, многие природные и синтетические соединения, содержащие тройные связи, обладают заметным гипотензивным (паргилин, бензомопин), фунгицидным (капиллин) и физиологическим действием. Обнаружено, что длинноцепные дизамещенные диацетилены проявляют жидкокристаллические свойства [6]. Кроме того, открытое в 1969 г. Вегнером явление топохимической полимеризации сопряжённых диинов [7], в результате которой образуются полимерные кристаллы с высокой степенью сопряжения, стереорегулярным расположением заместителей и необычайной чистотой, привлекает к данному классу соединений внимание ученых различных областей науки. Соединения, в молекулах которых одновременно присутствуют ацетиленовая и гетероциклическая фуппировки, могут проявлять высокую биологическую активность [8]. С этой точки зрения ацетиленовые производные азотистых гетероциклов являются весьма перспективными. Синтез подобных соединений и изучение реакций образования цикла с участием функционально замещенных ацетиленов актуальная и интенсивно развивающаяся область органической химии [9, 10]. В литературном обзоре данной диссертации приведены данные об использовани как моно-, так и диацетиленовых производных в синтезе 5-тии 6-тичленных ароматических азотистых гетероциклов. Гетероциклизация вицинальных функционально замещенных арил и гетарилацетиленов приобретает все более возрастающее значение как метод синтеза конденсированных полиядерных гетероциклов, которые труднополучить другими методами. В отличие от моноацетиленов, известны лишь немногочисленные функциональных закономерностей примеры производных циклизации с реакций диинов, участием гетероциклизации хотя с участием общих исследование диацетиленовых соединений достаточно актуально как для разработки новых синтетических подходов к получению монои полиэтинилзамещенных гетероциклов, так и для выявления корреляции структурасвойства. По всей видимости, причиной этого является малая доступность функционализированных диинов, поэтому разработка методов синтеза фу нкционализированных диинов представляется достаточно актуальной задачей: В синтезе моноацетиленовых производных широкое применение нашли ацетилениды лития. Это связано как с удобством и простотой их получения, так и с их способностью к образованию комплексов и ассоциатов, обеспечивающих лучшую хемои стереоселективность по сравнению с другими нуклеофилами. Реакция «ацетиленовой молнии» дизамещенных диацетиленов, впервые осуществленная в 1986 г. под действием 2-аминоэтиламида лития [И], служит не только удобным методом синтеза терминальных диинов, но одновременно и способом генерации in situ 1-литио-1,3-диинов. Их последовательные реакции с электрофильными реагентами позволяют функционализировать диацетилены, исключая стадии выделения и металлирования лабильных промежуточных соединений [12, 13]. Было обнаружено, что при использовании в качестве электрофильной компоненты бензонитрила вместо ожидаемого кетона былвыделен ендииниламин, содержащий первичную аминогруппу, который при хроматографировании на силикагеле или в присутствии минеральных кислот превращался в замещенный пиридин, имеющий в качестве заместителей три тройных связи [14]. Детальное исследование данной реакции, а также возможности использования высоко реакционноспособых ендииниламинов в реакциях образования гетероциклов не проводилось. На немногочисленных примерах было показано, что комбинация реакции «ацетиленовой молнии» дизамещенных диацетиленов как метода получения алка-1,3-диинов с реакцией Соногаширы позволяет синтезировать 1-арил-1,3;

5. Выводы.

1. При исследовании реакции 1-литио-1,3-диинов, образующихся in situ в результате многопозиционной прототропной изомеризации диацетиленовых углеводородов и спиртов, с нитрилами установлено, что:

• в случае бензонитрилов реакция приводит к образованию малоустойчивых ендииниламинов, которые при выделении частично или полностью димеризуются и циклизуются в соответствующие З-бутадиинил-4-этинил-2,6-бисдиарилпиридины. В случае ароматических нитрилов с донорными заместителями пиридины образуются с хорошими суммарными выходами.

• алифатические нитрилы неактивны в условиях данной реакции.

2. Структура продуктов взаимодействия 1-фенил-2-бутадииниленаминов с а-ацетиленовыми кетонами зависит от условий реакции:

• взаимодействие в бензоле в присутствии каталитических количеств кислого AI2O3 и силикагеля приводит к образованию этинилзамещенных пиридинов.

• в этаноле, без использования катализаторов, образуются аддукты присоединения по Михаэлю.

3. Реакция Pd/Cu-катализируемого кросс-сочетания 1,3-диинов с арил (гетарил)иодидами проходят гладко, независимо от природы заместителя в ароматическом ядре, с образованием функционализированных 1-арил (гетарил)-1,3-диинов. В случае 2-иодбензойной кислоты реакция сопровождается циклизацией с образованием 3-(алк-2-инилиден)фталида.

• Разработан метод синтеза 1-арил (гетарил)-1,3-диинов, в том числе, 2-алкадиинилзамещенных ариламинов, поли (алкадиинил)замещенных аренов и гетаренов с использованием реакции «ацетиленовой молнии» как метода получения алка-1,3-диинов.

• Изучена сравнительная реакционная способность галогенов в различных положениях пиридинового цикла в условиях Pd/Cu — катализируемого кросс-сочетания с 1,3-диинами и показана возможность селективного введения бутадиинильных заместителей в пиридиновый цикл.

4. Основными продуктами реакции Рихтера в ряду 2-алкадиинилариламинов являются З-алкинил-4-хлорциннолины. Наряду с ними, в зависимости от условий проведения диазотирования, образуются продукты восстановительного дезаминирования и 3-(алк-1-инил)-4-гидроксициннолины, претерпевающие в условиях реакции циклизацию в 2-алкилфуро[3,2-с]циннолины. При диазотировании 2-алкадииниланилинов в среде НВг, наряду с З-алкинил-4-бромциннолинами возможно образование продуктов их бромирования как по тройной связи, так и в бензольное ядро.

5. З-Алкинил-4-хлорциннолины менее реакционноспособны в реакции Соногаширы по сравнению с З-алкинил-4-бромциннолинами. Взаимодействие З-алкинил-4-хлорциннолинов с терминальными ацетиленами проходит только при использовании Рё (РРЬз)4 и длительном нагревании. В результате реакций впервые в ряду циннолинов получены производные, содержащие ендииновый фрагмент.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Stand P.J., Diederich F. Modern Acetylene Chemistry//Weinheim, VCH, 1995.
  2. O.H., Шестакое Т. К., Грегер Ю. А. Ацетиленовая химия: Механизмы и Технология // Химия, Москва, 1991.
  3. Anastasia, L., Negishi, ЕЛ. Palladium-Catalyzed Alkynylation // Chem. Rev. 2003. Vol. 103(5). P. 1979−2018.
  4. Р.П., Мягкова Г. И. Лейкотриены природные биологически активные метаболиты полиненасыщенных кислот // Успехи химии. 1986. Т. 55(5). С. 843−873.
  5. Wegner G. l .Mitt: Polymerization von 2,4-Hexadiyn-1,6-diols im kristallinen Zustand // Z. Naturforsh. 1969. В. 24B. N 7. S. 824−829.
  6. Vasilevsky S.F., Tretyakov E.V., Elguero J. Synthesis and Properties of Acetylenic Derivatives of Pyrazoles // Advances in Heterocyclic Chemistry. 2002. Vol. 82, P. 1−99.
  7. Maretina I. A., Tro/imov B.A. Diacetylene and its derivatives // Advances in Heterocyclic Chemistiy. 2002. Vol. 82. P. 157−254.
  8. Trofimov B.A. New Intermediates for Organic Synthesis Based on Acetylene // Zeitschrift Chem. 1986. Vol. 26. P. 41−49.
  9. И.А., Ремизова Л. А., Фаворская И. А. Прототропная изомеризация диацетиленовых соединений. // ЖОрХ. 1986. Т. 22(11). С. 2459−2460.
  10. И.Балова И. А., Ремизова Я. А., Макарычева В. Ф., Румянцева Е. Г., Фаворская И. А. Синтез длинноцепных диацетиленовых соединений // ЖОрХ. 1991. Т. 27(1). С. 64−66.
  11. И.А., Морозкина С. Н., Воскресенский С. Ф., Ремизова Л. А. Последовательные реакции диацетиленов: «ацетиленовая молния» и оксиалкилирование 1-литио-1,3-диинов как путь синтеза а- и Р-диацетиленовых спиртов II ЖОрХ. 2000. Т. 36(10). С. 1466−1473.
  12. И.А., Морозкина С. Н. Образование 3-(1,3-диинил)-4-(2-инил)замещенных пиридинов в реакциях 1-литио-1,3-диинов с бензонитрилом // ХГС. 2000. № 7 с. 933−994.
  13. Balova I.A., Morozkina S.N., Knight D. W., Vasilevsky S.F. A one-pot synthesis of l-arylalka-l, 3-diynes by sequential acetylene zipper and Sonogashira reactions // Tetrahedron Lett. 2003. Vol. 44(1). P. 107−109.
  14. .А. Гетероатомные производные ацетилена. Новые поли функциональные мономеры, реагенты и полупродукты // М.: Наука, 1981. С. 319.
  15. Trofimov В.A. New Intermediates for Organic Synthesis Based on Acetylene // Zeitschrift Chem. 1986. Bd. 26. S. 41−49.
  16. .А., Михалева А. И. Реакции кетоксимов с ацетиленом: новый общий метод синтеза пирролов // ХГС. 1980. № 10. Р. 1299−1312.
  17. Schulte К.Е., Reisch J., Walker H. Eine neue Pyrrolsynthese aus Butadiin-Derivaten// Chem. Ber. 1965. Bd. 98. S. 98−103.
  18. Chalk A.J. A new pyridine synthesis and its redirection to a pyrrole synthesis with cuprous chloride // Tetrahedron Lett. 1972. Vol. 13(33). P. 3487−3490.
  19. С.Г., Дарбинян Е. Г., Митарджян Ю. Б. Синтез замещенных пиразолов конденсацией диацетиленовых соединений с гидразином // Арм. Хим. Ж. 1968. Вып. 21. № 9 С. 998.
  20. Vol. 10. P. 2265−2272. 2%.Moody C.J., Bagley M.C. Studies on Thiopeptide Antibiotics: Synthesis of an Oxazole-Thiazole-Pyridine Fragment related to Promothiocin A. // Synlett. 1998. Vol. 1998(4). P. 361−362.
  21. Bagley M.C., Bashford K.E., Hesketh C.L., Moody C.J. Total Synthesis of the Thiopeptide Promothiocin A. // J. Am. Chem. Soc. 2000. Vol. 122(14). P. 3301−3313.
  22. ЕД., Котляревский ИМ., Файерштейн Ю. М. Пиридиновые основания на основе винилацетшгена. Сообщение 8. Каталитическая конденсация ацетиленовых спиртов с кетонами и аммиаком // Изв. АН СССР Сер. Хим. 1965. Т. 2. С. 322−330.
  23. Ф.Я., Афонина И. И. Взаимодействие 2,5,5-триметил-1-гексен-3-инкарбонитрила с аминами // ЖОрХ. 1972. Т. 8(10). С. 2026−2028.
  24. ЪЬ.Кирилова М. А., Зайченко Ю. А., Маретина И. А, Петров А. А. Синтез производных пиридина на основе ениновых эфиров и аминов // ЖОрХ. 1972. Т. 8(8). С. 1575−1578.
  25. А.Н., Маретина И. А., Петров А. А. Реакции ениновых эфиров и их замещенных гетероаналогов с несимметричными диалкилгидразинами // ЖОрХ. 1972. Т. 8(8). С. 651.
  26. Ю.А., Маретина И. А., Петров А. А. Новый синтез пиридинов из диацетилена// ЖОрХ. 1972. Т. 8. С. 1328.
  27. Bowden К., Jones E.R.H. Researches on acetylenic compounds. Part IX. Heterocyclic compounds derived from ethynyl ketones I I J.Chem.Soc. 1946. P. 953−954.
  28. Sainte F., Serckx-Poncin В., Hesbain-Frisque A.M., Ghosez L. A Diels-Alder route to pyridone and piperidone derivatives // J. Am. Chem. Soc. 1982. Vol 104(5). P. 1428−1430.
  29. Cohen M.A., Kidd D.R., Brown T.L. Structures of dodecacarbonyltetracobalt and undecacarbonyl (trimethyl phosphite) tetracobalt in solution // J. Am. Chem. Soc. 1975. Vol. 97(15). P. 4408−4409.
  30. Varela J. A., Saa C. Construction of Pyridine Rings by Metal-Mediated 2 + 2 + 2. Cycloaddition//Chem. Rev. 2003. Vol: 103. P. 3787−3801.
  31. Varela J.A., Castedo L., Maestro M., Mahia J., Saa C. Regiocontrolled One-Step Synthesis of 3,3'-Disubstituted 2,2-Bipyridine Ligands by Cobalts-Catalyzed Cyclotrimerization // Eur. J. Org. Chem. 2001. Vol. 7(23). P. 52 035 213.
  32. Takahashi Т., Tsa F-Y.i, Kotora M. Selective Formation of Substituted Pyridines from Two Different Alkynes and a Nitrile: Novel Coupling Reaction of Azazirconacyclopentadienes with Alkynes // J. Am. Chem. Soc. 2000. Vol. 122. P. 4994−4995.
  33. Stephens R.D., Castro C.E. The Substitution of Aryl Iodides with Cuprous Acetylides. A Synthesis of Tolanes and Heterocyclics // J. Org. Chem. 1963. Vol. 28(12). P. 3313−3315.
  34. A.M., Ухин Л. Ю., Коршак В. В. Взаимодействие ацетиленидов меди с галойдными производными // Изв. АН СССР Сер. Хим. 1963. Т. 12. С. 2213−2215.
  35. Sonogashira К., Tohda Y., Hagihara N. A convenient Synthesis of Acetylenes: Catalytic Substitution of Acetylenic Hydrogen with Bromoalkenes, Iodarens and Bromopyridines 11 Tetrahedron Lett. 1975. Vol. 50. P. 4467−4470.
  36. Villemin D., Goussu D. Palladium Homogeneous and Supported Catalysis: Synthesis of Functional Acetylenics and Cyclisation to Heterocycles I I Heterocycles. 1989. Vol. 29(7). P. 1255−1261.
  37. Ezquerra J., Pedregal C., Lamas C. Efficient Reagents for the Synthesis of 5-, 7-, and 5,7-Substituted Indoles Starting from Aromatic Amines: Scope and Limitations // J. Org. Chem. 1996, Vol. 61. P. 5804−5812.
  38. Larock R.C., Yum E.K. Synthesis of Indoles via Palladium-Catalyzed «Heteroannulation of Internal Alkynes // J. Am. Chem. Soc. 1991. Vol 11(3). P. 6689−6690.
  39. Roesch K.R., Zhang H., Larock R.C. Synthesis of Isoquinolines and Pyridines by the Palladium-Catalyzed Iminoannulation of Internal Alkynes // J. Org. Chem. 2001. Vol. 66. P. 8042−8051.
  40. Dai G., Larock R.C. Synthesis of 3-Substituted 4-Aroylisoquinolines via Pd-Catalyzed Carbonylative Cyclization of o-(l-Alkynyl)benzaldimines // Org. Lett. 2002. Vol. 4(2). P. 193−196.
  41. S., Fabrizi G., Pace P., Marinelli F. 6-Aryl-l lH-indolo3,2-c.quinolines through the Palladium-Catalyzed Carbonylative Cyclization of o-(o-Aminophenyl)trifluoroacetanilide with Aryl Iodides // Synlett. 1999. Vol. 1999(5). P. 620−622.
  42. Vasilevsky S.F., Mshvidobadze Е. V., Elguero J. Study of the heterocyclization of vic-substituted hydrazides of acetylenylpyrazole carboxylic acids into N-amino pyrazolopyridines //J. Het. Chem. 2002. Vol.39. P. 1229−1233.
  43. Knight D.W., Lewis P.B.M., Malik A.K.M., et al. On the diverse outcomes of base-induced cyclisations of 2-alkynylphenylhydroxamic acids // Tetrahedron Lett. 2002. Vol. 43. P. 9187−9189.
  44. Vasilevsky S.F., Mshvidobadze E.V., Elguero J. Heterocyclization of vic-substituted hydroxamic acid salts of acetylenylpyrazoles: A new procedure for the preparation of pyrazolo3,4-c.pyridin-7-ones // Heterocycles. 2002. Vol. 57. P. 2255−2260.
  45. Suginome M., Fukuda Т., Ito Y. New Access to 2,3-Disubstituted Quinolines through Cyclization of o-Alkynylisocyanobenzenes // Org.Lett. 1999. Vol. 1(12). P. 1977−1979.
  46. Kanekiyo N., KuwadaT., Choshi Т., NobuhiroJ., Hibino S. Total Syntheses of p-Carboline Alkaloids, ®-(-)-Pyridindolol Kl, ®-(-)-Pyridindolol K2, and ®-(-)-Pyridindolol // J. Org. Chem. 2001. Vol. 66(26). P. 8793−8798.
  47. Metier 1 Т., Uchida A., Miller S. /. Syntheses with diacetylenic ketones 5-Membered rings by anti-michael addition // Tetrahedron. 1968. Vol. 24(11). P. 4285−4297.
  48. Faust R., Weber C., Fiandanese V., Marchese G., Punzi A. One-Step Synthesis of Dialkynyl-l, 2-diones and their Conversion to Fused Pyrazines bearing Enediyne Units//Tetrahedron. 1997. Vol. 53(43). P. 14 655−14 670.
  49. Saito S., Uchiyama N., Gevorgyan V., Yamamoto Y Palladium-Catalyzed cross-Benzannulation of Aminoenynes with Diynes. Highly Regioselective Synthesis of Polysubstituted Anilines // J. Org. Chem. 2000. Vol. 65(14). P. 4338−4341.
  50. SA.Rasmussen L., Jorgensen С. K. Palladium (II) Complexes. I. Spectra and Formation Constants of Ammonia and Ethylenedi amine Complexes I I Acta Chem. Scand. 1968. 22. P. 2313.
  51. Tieke W. Advanced in Polymer Sci. // Ed. by H-J.Cantow. Berlin, New-York: Springer-Verlag. 71. 1985. P. 79.
  52. Ames D.E., Bui D. Some reactions of 3-halogenocinnolines catalysed by palladium compounds // Tetrahedron. 1982. Vol. 38(3). P. 383−387.
  53. Singerman G.M. The Chemistry of Heterocyclic compounds // New York: ed.
  54. R.N. Castle, 1972. Vol. 27. 91. Danishefsky S.J., Shair M. D. Observations in the Chemistry and Biology of Cyclic Enediyne Antibiotics: Total Syntheses of Calicheamicin уII and Dynemicin // J. Org. Chem. 1996. Vol. 61(1). P. 16−44.
  55. Ueda I., Sakurai Y., Kawano Т., Wada Y., Futa Mi. An Unprecedented Aryicarbene Formation in Thermal Reaction of Non-Conjugated Aromatic Enetetraynes and DNA Strand Cleavage // Tetrahedron Lett 1999. Vol. 40. P. 319−322.
  56. Dimitrakopoulos C.D., Purushothaman S., Kymissis J., Callegari A., Shaw J. V. Low-Voltage Organic Transistors on Plastic Comprising High-Dielectric Constant Gate Insulators // Science. 1999. Vol.283. P. 822−824.
  57. Chodkiewiz W. Cadiot P. Preparation d’alcools diacetileniques vrais // C.r. 1954. Vol. 239(15). P. 885−887.
  58. С.Ф., Шварцберг M.C. О циклизации амидов вицинальных ацетиленовых производных пиразолкарбоновой и бензойной кислот // Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1990. Т. 9. С. 2089−2093.
  59. Р., Каротерс В., Мак-Ювен В. I/СОП. Т. 2. С. 271.
  60. Michel A., Norton L.M. Ueber die Einwirkung des Chlojods auf aromatische
  61. Amine//Ber. 1878. Vol. 11. P. 107−116. 9%.Chattaway F.D., Constable A.B. XVII.-Derivatives of p-iodoaniline // J. Chem.
  62. Soc. 1914. P. 124−131. 99. Балова И. А., Ремизова JI.A., Фаворская И. А. Алкилирование терминальных диацетиленов бромидами аллильного и пропаргильного типов //ЖОрХ. 1988. Т. 26 (4). С. 729−731.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!