Синтез азотсодержащих гетероциклов по реакции Риттера. Влияние природы нитрила

• Автор: Харитонова, Анастасия Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 212 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Глава 1. Реакция Ритгера в синтезе гетероциклических систем (литературный обзор)
1.1. Реакция Риттера
1.1.1. Механизм реакции
1.1.2. Условия реакции
1.1.3. Предшественники карбкатионов и нитрилы в реакции Ритгера
1.2. Пятичленные гетероциклические системы
1.2.1. Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом
1.2.2. Пятичленные гетероциклы с двумя гетероатомами
1.3. Шестичленные и другие гетероциклы с двумя и более гетероатомами
1.4. Каркасные системы и терпены
1.5. Изохинолины
1.6. Спиросоединения
Глава 2. Синтез азотсодержащих гетероциклов по реакции Риттера. Влияние
природы нитрила
2.1. Нитрил миндальной кислоты в синтезе 3,4-дигидроизохинолинов
2.2. Гетероциклические нитрилы. 2-(Бензтиазол-2-ил)ацетонитрил и
(бензимидазол-2-ил)ацетонитрил
2.3. Гетероциклические нитрилы. 2-(Пиридин-2-ил)ацетонитрил и
цианопиридин
2.4. Замещенные фенилацетонитрилы
Биологическая активность некоторых синтезированных соединений
Глава 3. Экспериментальная часть
Выводы
Список литературы

Введение
Актуальность исследования. На сегодняшний день реакция Риттера является мощным инструментом для получения амидов карбоновых кислот и различных гетероциклических соединений. Особенный интерес исследователей привлекает получение азотсодержащих гетероциклов что, в первую очередь, связано с их высокой биологической активностью. Ранее были выяснены основные условия образования гетероциклических систем, как в двухкомпонентных, так и в трехкомпонентных реакциях. Прежде всего, было показано, что в реакции можно использовать различные а-разветвленные алифатические альдегиды, включая 2-этилгексаналь и циклогексилкарбальдегид. Большое количество работ было посвящено изучению аренов, вводимых в данную реакцию, и было установлено, что состав образующихся продуктов зависит от природы арена и положения заместителей в нем. Нитрилы относятся к наименее требовательной части трехкомпонентных и двухкомпопентных реакций. В то же время отсутствуют работы напрямую связанные с изучением природы нитрильного компонента в этих реакциях. Конденсации были осуществлены с использованием ограниченного ряда нитрилов: алифатических нитрилов (ацетонитрил, цианоуксусный эфир, циапацетамид, метилтиоцианат) или некоторых ароматических (а-замегценные бензилцианиды). Таким образом, изучение влияния природы нитрила, вводимого в трехкомпонентную реакцию, на направление реакции и характер образующихся продуктов является актуальным.
Целью работы является изучение влияния природы нитрила на направление и ход реакции трехкомпонентного взаимодействия с активированными аренами и а-разветвленными альдегидами с акцентом на получение 1 -арил(гетарил)замещенных производных образующихся азотсодержащих гетероциклов.
Научная новизна.
1. Показано, что использование цианпидринов альдегидов в условиях трехкомпонентного синтеза приводит к получению смеси 1-бензоил-3,3-диметил-3,4-дигидроизохинолина и енольной формы 1-бензоил-3,3-диметил-1,2,3,4-тетрагидроизохинолина.

2. Установлено, что замещенные 3,3-диметил-1-(пиридин-2-илметил)-3,4-дигидроизохинолины, 2-(3,3-диметил-3,4-дигидроизохинолин-1(2Н)-илиден)метил- и 2-(2,4-дигидро-1Н-спиро[циклогексил-1 ",3-изохинолин]
илиден)метил)бензотиазолы в отличие от 1-бензил-3,3-диалкил-3,4-дигидроизохинолинов и замещенных 1-(1Н-бензоимидазол-2-ил)метил-3,3-диметил-1,2,3,4-тетрагидроизохинолинов и 1 -(1Н-бензоимидазол-2-ил)метил-4Н-
спиро[циклогексил-1",3-изохинолинов] не подвергаются окислению до соответствующих кетонов в ходе реакции.
3. Показано, что при наличии донорного заместителя в лгетаз-положении бензилцианида, трехкомпонентное взаимодействие с ареном и а-разветвленным альдегидом приводит к получению систем замещенных 1,5,6,12Ь-тетрагидродибензо[с1,!]-индол-4,8- и -2,8-дионов и 5,6-дигидродибензо[с1,^индол-4,8-(ЗН, 12ЬН)-дионов.
4. Показано, что положение двойной связи в циклогексеновом фрагменте в (3 ",4 ",5' '-триметоксифенил)-8-(5 '-метил-2 '-метоки)-3,3,9-триметил-2-азаспиро[4.5]дека-9-ен-6-оне зависит от количества донорных заместителей в бензонитрильном фрагменте.
Практическая значимость работы заключается в разработке простых в реализации и базирующихся на доступных соединениях эффективных методов синтеза новых производных Парил- и арил(гетерил)замещенных 3,4-дигидроизохинолина, спиранов и продуктов их диенон-фенольной перегруппировки — производных Е1-(1-(4-гидроксибензил)циклогексил- и 1Ч-(1-(4-гидроксифенил)-2-метилпропан-2-ил)-ацетамидов соответствующих карбоновых кислот, а также неоспирановых систем - неоспироенонов и неоспиродиенонов.
Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались на Всероссийской конференции «Енамины в органическом синтезе» (г. Пермь 2007), Международной конференции «Техническая химия. От теории к практике» (г. Пермь 2008), Х-Х1 молодежных научных школах-конференциях по органической химии (г. Уфа 2007, г. Екатеринбург 2008).

СХХХІХ
В тоже время реакция с (+)-а-пиненом приводит к рацемическому хобартину. Это связано с тем, что интермедиат СХЫ (схема Ы1), образованный из (+)-а-пинена может циклизоваться по двум положениям, что и является причиной образования рацемата.

В работе [43, 44] Родригесом и его коллегами показано, что реакция типа Риттера с участием хиральных монотерпенов, таких как (+)-лимонен СХЫ1 и (-)-р-пинен СХЫУ (схема ЫП) в условиях НСЮ4 приводит к образованию оптически чистых 3-азабицикло-[3.3,1]нон-2-енов СХЫП и СХЬУ. Подобные азабициклические системы используются в качестве пиперидиновых предшественников в синтезе алкалоидов.
Схема Ы

Схема ЫП

СХ1ЛІ, (80-82%)
CXt.IV
СХЦ (86-92%)
Ч = РИ, л-Рг, СН3, 4-, 2-сІіІогрЬепуІ, 4-те1ЬохурЬепу|, 3,5-(ЬІ5(гіаіиоготе1ЬуІ)-рЬепуІ