Новая стратегия каскадного химического синтеза функционально замещенных циклопропанов

• Автор: Степанов, Никита Олегович
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Введение

Глава 1. Построение циклопропанового кольца, литературный обзор

1.1. Получение циклопропанов реакциями 1,3 элиминирования.

1.2. Циклоприсоединение.

1.2.1. Реакция Симмонса Смита.

1.2.2. Присоединение карбеиов Фишера к алкенам.

1.2.3. Реакции олефинов с дигалогенкарбенами.

1.2.4. Реакции олефинов с диазосоединениями.

1.3. Построение циклопропанового кольца присоединением по Михаэлю с последующей циклизацией М1ЯС.

1.3.1. Присоединение анионов СНкислот к активированным опефинам.

1.3.2. Присоединение илидов к олефинам.

1.3.3. Присоединение металлорганических соединений к активированным олефинам.
1.4. Конденсации с образованием циклопропанового кольца.
1.5. Электрохимические методы синтеза.
1.5.1. Прямое электрохимическое воздействие с образованием производных циклопропана.
1.5.2. Непрямое электрохимическое воздействие с образованием производных циклопропана.
1.6. Реакция Кулинковича.
Заключение.
Глава 2. Новая стратегия каскадного химического синтеза функционально замещенных циклопропанов, обсуждение результатов
2.1. Каскадный синтез замещенных тетрацианоциклопропанов непосредственно из бензилиденмалононитрилов и малононитрила.
2.2. Каскадныйсинтез замещенных тетрацианоциклопропанов непосредственно из карбонильных соединений и малононитрила.
2.3. Каскадный синтез 3замещенных тетрацианоциклопропанов из активированных олефинов и малононитрила под действием исключительно брома.
2.4. Каскадный синтез 3замещенных 1,1,2,2 тетрацианоциклопропанов из карбонильных соединений и малононитрила под действием брома в присутствии каталитических количеств ацетата натрия.
2.5. Каскадный синтез замещенных 2арил4,6,8триоксодиазасгшро2.5октан1,1дикарбонитрилов из замещенных бензилиденмалононнтрилов и барбитуровых кислот.
2.6. Каскадный синтез замещенных 1,5дигидро2Я,2Яспирофуро2, спиримидин6,5пиримидин2,,4,6, 1 Я,ЗЯ3Япентонов из Я,Я диалкилбарбитуровых кислот и ароматических альдегидов.
2.7. Каскадный мультикомпонентный синтез замещенных 2арил4,6,8триоксо5,7диазаспиро2.5октан1,1дикарбонитрилов из ароматических альдегидов, малононитрила и Я,Ядиметилилбарбитуровой кислоты.
Глава 3. Экспериментальная часть
3.1. Трансформация замещенных бензилиденмалононитрилов и малононитрила в замещенные 1,1,2,2 тетрацианоциклопропаны.
3.2. Трансформация карбонильных соединений и малононитрила в замещенные 1,1,2,2 тетрацианоциклопропаны.
3.3. Каскадный синтез 3замещенных тетрацианоциклопропанов из
замещенных бензилиденмалононитрилов и малононитрила под действием брома.
3.4. Каскадный синтез 3замещенных 1,1,2,2 тетрацианоциклопропанов из карбонильных соединений и малононитрила.
3.5. Каскадный синтез замещенных 2арил4,6,8триоксо5,7диазаспиро2.5октан1,1дикарбонитрилов из замещенных бензилиденмалононитрилов и барбитуровых кислот.
3.6. Каскадный синтез замещенных 1,5дигидро2,спирофуро2,3с пиримидин6,5пиримидин2,2,4,4,,6Г,3,3,пентонов.
3.7. Мультикомпонснтный синтез функционально замещенных циклопропанов из ароматических альдегидов, малононитрила и ароматических альдегидов.
Выводы
Список литературы


Начало химии циклопропанов положено в г. А. Фрейндом . В арсенале современной органической химии имеется большое разнообразие методов по построению циклопропанового кольца . Настоящий обзор посвящн краткой систематизации и обобщению основных методов получения производных циклопропана. В нм суммированы данные по рассматриваемому вопросу по год включительно. Реакции 1,3элиминирования. Начало химии циклопропанов было положено в году, когда немецкий химик А. Фрейнд установил что при обработке 1,3дибромпропана натрием образуется углеводород состав СзНб, изомерный пропилену, но резко отличающийся от последнего по реакционной способности . Схема 1. ЕГ
Хотя в классических условиях реакции Вюрца и удается проводить внутримолекулярное дегалогенирование с образованием циклопропанов, во многих случаях более удобен вариант реакции с заменой натрия на цинк суспензия цинковой пыли в спирте . Схема 2. По аналогичному методу при введении Ргалогенацеталей во внутримолекулярную реакцию Гриньяра получены алкоксициклопропаны с выходом . Схема 3. ТНР
1,3Элиминирование имеет широкое применение в синтезе разнообразных циклопропилкетонов. Например, при кипячении 1,7дихлоргептан4она в водном растворе ИаОН с выходом образуется дициклопропилкетон . Схема 4. При дегидратации кетолов под действием дициклогесил или дифенилкарбимида получают циклоиропилкетоны с выходом . Схема 5. Реакция дсгидрогалогенирования используется также в синтезе разнообразных гетероциклических систем, содержащих циклопропановый фрагмент . Схема 6. Анионная циклизация 1,3дигалогенпроизводных под действием алкиллитиевых реагентов оказалась одним из наиболее удобных путей синтеза пропелланов, содержащих циклопропановые кольца . Схема 7. Известна реакция 3,4эпоксибутил олова и эфирата трехфтористого бора с образованием циклопропанолбората, дальнейший гидролиз которого приводит к циклопропанолу. Реакция протекает с суммарным выходом . Схема 8. Получаемые альдольной реакцией бистрибутилстаннилпропанолы из бистрибутилстаннилпропионатов и альдегида циклизуются с высокими выходами в соответствующие циклопропаны . Я. . Хн

1. ВипГ СМе
Таким образом, простота и эффективность метода синтеза циклопропанов по схеме 1,3элиминирования обеспечивает его использование для решения самых разнообразных синтетических задач. Циклоприсоединение. Наиболее распространенным путем синтеза циклопропанов является циклоприсединение, протекающее при взаимодействии с двойной связью карбенов или их эквивалентов карбеноидов. Карбеноиды частицы которые, не являясь производными двухвалентного углерода, взаимодействуют с алкенами по схеме циклоприсоединения. Подобными эквивалентами являются четырехвалентные производные, содержащие у атома углерода металл и уходящую группу, а также короткоживущие карбеновые комплексы переходных металлов. Реакция Симмонса Смита. Эффективный и экспериментально простой метод получения производных циклопропанов основан на взаимодействие олсфинов с йодистым метиленом в присутствии цинкмедной цинксеребрянной пары. Данная методология была впервые применена Г. Симмонсом и Р. Смитом в году . Так 3,4диметил пентенЗон2 и 4метилпентен3он2 циклопропанируются в этих условиях с выходами . Схема . Си
Позже было установлено, что активация цинка может осуществляется с помощью ультразвука, что во многих случаях позволяет значительно повысить эффективность процесса . Реакция Симмонса Смита получила широкое распространение. Развитием данной методологии стало использование диэтилцинка и этилцинк иодида . Моландер осуществил циклопропанирование аллиловых спиртов дииодметаном в присутсвии самария с выходом . Схема . Энантиоселективное циклопропанирование прохиральных аллильных спиртов требует проведение реакции Симмонса Смита в присутствии хиральных соединений. Для решения данной задачи использовалось стехиометрическое количество хирального диоксоборолана . Схема . Также энантиоселективный синтез циклопропанов был проведен при использование хирального основания Шиффа, содержащего сульфонамидную группу . Схема .