Реакции замещения и присоединения производных нитробензофуроксанов

• Автор: Татаров, Артём Вячеславович
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 149 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1 Основные методы получения и реакции электрофильного ароматического
замещения индолизинов
1.1 Строение индолизинов и их нуклеофильный характер
1.2 Способы синтеза индолизинового гетероцикла
1.2.1 Получение индолизинового гетероцикла путем образования
связей С | -С2 и Сз -N4
1.2.2 Получение индолизинового гетероцикла путем образования
связей С9-С1 и C3-N4
1.2.3 Получение индолизинового гетероцикла путем образования
связей С2-С3 и C3-N4
1.2.4 Получение индолизинового гетероцикла путем образования
связей С9-С1 и С2-С3
1.2.5 Получение индолизинового гетероцикла путем образования
связи C3-N4
1.2.6 Получение индолизинового гетероцикла путем образования
связи С1-С2
1.2.7 Получение индолизинового гетероцикла путем образования
связи Ci-С9
1.2.8 Получение индолизинового гетероцикла путем образования
связи С2-С3
1.2.9 Получение индолизинового гетероцикла путем трансформации
цикла
1.3 Реакции замещения индолизинов
1.3.1 Дейтеризование и литирование индолизина
1.3.2 Взаимодействие индолизинов с электрофилами
1.4 Заключение
Глава 2 Строение и свойства нитробензофуроксанов
2.1 Взаимодействие суперэлектрофильных нитробензоксадиазолов с
нейтральными С-нуклеофилами
2.1.1 Реакции DNBZ-C1 и DNBF-C1 с индолизинами
2.1.2 Механизм SeAt-SnAt
2.1.3 DNBF перегруппировка

2.1.4 Реакции БМВг-С1 и ОШР-С1 с
дигидропирролоизохинолинами
2.1.5 Реакции БМЕЙ-О и БИВР-С! с азаиндолизинами
2.1.6 8мАг-реакции БМВ7-С1 и Б1ЧВР-С1 с хроменоиндолизиноном
2.1.7 БмАг-реакции Б1'Ш7-С1 и ОИВР-О с пирролохинолином
2.1.8 БкАг-реакции ЭМВ2-С1 и ВИВР-С1 с юлолидином
2.1.9 Заключение
2.2 Реакции циклоприсоединения к ИВБР
2.2.1 Присоединение циклопентадиена к КВБР
2.2.2 Взаимодействие «диена Данишефского» с ИВБР
2.2.3 Заключение
Г лава 3 Экспериментальная часть
3.1 Синтез С1-замещенных нитробензофуроксанов и их производных с
нейтральными С-нуклеофилами
3.1.1 Синтез индолизинов и их суперэлектрофильных производных
3.1.2 Синтез дигидропирролоизохинолинов и их
суперэлектрофильных производных
3.1.3 Синтез 7-азаиндолизинов и их суперэлектрофильных
производных
3.1.4 Синтез хроменоиндолизинона и его суперэлектрофильных
производных
3.1.5 Синтез пирролохинолина и его суперэлектрофильных
производных
3.1.6 Синтез суперэлектрофильных производных на основе
юлолидина
3.2 Синтез 4-нитробензодифуроксана и аддуктов Дильса-Альдера на его
основе
3.2.1 Циклоприсоединение к 1ЧВБР циклопентадиена и «диена
Данишефского»
Выводы
Список литературы

Введение
Нуклеофильное ароматическое замещение относится к одному из наиболее широко применяемых методов органического синтеза. Хорошо известны основные способы электрофильной активации ароматических систем (введение электроноакцепторных заместителей, гетероатомов, тг-комплсксообразование), а также важнейшие каналы электрофильно-нуклеофильных взаимодействий.1'2 Понятие ароматический электрофил получило качественно иное измерение с открытием исключительной реакционной способности Юл-электронных гетероциклов типа 4,6-динитробензоксадиазол-1-оксида (динитробензофуроксана), образующего анионные а-комплексы в Ю10 раз термодинамически болсс стабильные, чем аналогичные структуры на основе 1,3,5-тринитробензола, традиционно используемого в качестве эталона сравнения в химии анионных с-комплексов.

4,6-Динитробензоксадиазол-1 -оксид Недавнее количественное определение реакционной способности динитробензофуроксана с помощью универсальной шкалы электрофильности X. Майра3 показало, что эта нейтральная молекула является гораздо более сильным электрофилом, чем катионы 2,4-динитрофенилдиазония или тропилия. Одним из факторов, ответственных за высокую реакционную способность динитробензофуроксана, является аномально низкая ароматичность шестичленного карбоцикла. В связи с этим, кратные связи молекулы могут быть вовлечены в реакции циклоприсоединения типа Дильса-Альдера как с нормальными, так и с обращенными электронными требованиями.
1 Terrier F. Nucleophilic aromatic displacement. The influence of the nitro group. Feuer H., VCH Publishers: New York, 1991.

Buncel E., Crampton M.R., Strauss M.J., Terrier F. Electron deficient aromatic- and heteroaromatic-base interactions. The chemistry of anionic sigma complexes. Elsevier Science Publishers: Amsterdam, 1984.
3 Mayr H., Kempf B., Ofial A.R. Tt-Nucleophilicity in carbon-carbon bond-forming reactions. // Accounts of
Chemical Research, 2003, Vol. 36, P. 66-77.

Еще один пример циклизации 2-аллилиден-1,2-дигидропиридинов в индолизины под действием диизопропиламида лития был описан испанскими авторами [100]. Так, например, 1-арилметил-4,6-дифенилпиридин-2-тион с легкостью реагирует с множеством 2-бромацетофенонов в тетрагидрофуране при комнатной температуре с образованием пиридиниевых бромидов типа CXI с очень хорошими выходами. Дальнейшее превращение полученных солей в 2-метилен-1,2-дигидропиридины строения CXII было достигнуто непосредственной обработкой веществ раствором триэтиламина в этиловом спирте. Металлирование ряда дигидропиридинов СХИ диизопропиламидом лития при низкой температуре облегчает протекание внутримолекулярной циклизации альдольного типа с образованием индолизинов типа CXIII с высокими выходами. Попытки распространить данный тип реакции на 1-метил-4,6-дифенилпиридин-2-тионы оказались неудачными вследствие низкой реакционной способности А/'-метильной группы. В целом, этот метод концептуально подобен синтезу А.Е. Чичибабина.

„ EtOH, EtN _. Ph 5 Ph
t°, 15 мин.
Ar=Ph 92% Ar=p-ClPh 76%
г-Pr.NH, THE, n-BuLi Ph“
-78 °C, 1 ч.
Ph
Ar=Ph 92% Ar=p-CIPh 72%
Схема XXXIV. Превращение пиридиниевых бромидов типа CXI в индолизины CXIII 1.2.9 Получение индолизинового гетероцикла путем трансформации цикла
Существует всего лишь несколько примеров формирования индолизиновой гетероароматической системы, в основе которых лежат превращения, связанные с трансформацией цикла. Ни один из этих методов не является широко применимым. В данном разделе рассмотрены реакции сокращения цикла 4Я-хинолизиновых и дигидропиридотиазиновых гетероциклических систем.
Известно, что 4Я-хинолизиновая структура подвергается перегруппировке в более устойчивое ароматическое индолизиновое ядро. Подобное сокращение цикла может происходить в окислительных [101] или фотохимических [102] условиях, а также в результате действия кислоты [103, 104] или основания [103, 105]. Например, окисление хинолизина CXIV азотной кислотой приводит к образованию 1,2,3-карбометоксизамещенного индолизина CXV с умеренным выходом. Исходные 4Н-хинолизины с легкостью могут быть получены взаимодействием соответствующих пиридинов с активированными ацетиленами по реакции Дильса-Альдера. Установлено, в частности, что исходный хинолизин CXIV существует в виде неустойчивого 1 ОЯ-изомера,