Синтез и свойства производных 3-арил-2,1-бензизоксазола

• Автор: Котов, Александр Дмитриевич
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 253 с. : ил

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕР АТУ Р1ГЫЙ ОБЗОР

1.1. 2,1Бензизоксазолы антранилы

1.1.1. Методы синтеза 2,1бензизоксазолов антранилов

1.1.2. Свойства антранилов.

1.2. Ароматическое нуклеофильное

замещение

1.2.1. Конкурирующие направления в процессах ароматического нуклеофильного

замещения

1.3. Нуклеофильное замещение водорода

в ароматическом ядре.
1.3.1. Викариознос нуклеофильное замещение водорода
У8ьАЛ
1.3.1.1. Влияние структуры ароматического субарата на
процесс викариозного нуклеофильного замещения водорода.
1.3.1.2. Влияние структуры карбаниона на процесс УБнАг
1.3.1.3. Условия проведения реакций викариозного
нуклеофильного замещения водорода
1.3.1.4. Механизм викариозного нуклеофил ьного замещения
водорода.
1.3.1.5. Ориентация нуклеофильного замещения
водорода.
1.3.1.6. Викариозное нуклеофильное аминирование,
гидроксилированис и другие реакции.
1.3.2. Кипе и телезамещение водорода.
1.3.3. Окислительное нуклеофильное замещение
водорода.
2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
2.1. Синтез 2,1бензизоксазолов с использованием реакций нуклеофильного замещения водорода в
нитроаренах
2.1.1. Взаимодействие нитроаренов с арилацетонитрилами .
2.1.2. Взаимодействие 4нитрохлорбензола с замещенными
ацетонитрилами и другими СНкислотами
2.1.3. Влияние условий проведения реакции растворитель,
основание на направление процесса нуклеофильного замещения.
2.1.4. Взаимодействие динитроаренов с
арилацетонитрилами.
2.1.5. Ориентация нуклеофильного замещения водорода в
несимметричных нитроаренах
2.1.6. Кинетические закономерности процесса
2.1.6.1. Зависимость скорости реакции от начальной
концентрации 4нитрохлорбензола.
2.1.6.2. Зависимость скорости реакции от концентрации
фенилацетонитрила
2.1.6.3. Зависимость скорости реакции от концентрации
гидроксида натрия.
2.1.6.4. Зависимость скорости реакции от температуры
2.1.6.5. Зависимость скорости реакции от растворителя.
2.1.6.6. Зависимость скорости реакции от заместителя
2.1.6.7. Обсуждение кинетических данных
2.1.7. Исследование интермедиатов реакции с привлечением
квантовохимического моделирования
Критерий возможности протекания реакции
образования 2,1бензизоксазолов.
Строение 2,1 бензизоксазолов.
Спектры ЯМР Н антранилов.
Спектры ИК 2,1бензизоксазолов
Спектры УФ 2,1бензизоксазолов
ГЖХ анализ 2,1бензизоксазолов
Кван товохимическое моделирование строения
антранилов
Массспектры антранилов.
Свойства 2,1бензизоксазолов
Полярографическое поведение 2,1бензизоксазолов.
Восстановление 2,1 бензизоксазолов.
Преобразование функциональных групп в антранилах и их превращения в другие гетероциклические
соединения .
Биологическая активность антранилов.
Использование реакции ароматического нуклеофильного замещения для функционализации
нитрилов и других электронодефицитных аренов
ЭКСЕРИМЕНТ АЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Исходные продукты.
Методики проведения реакций.
Методики анализов.
Идентификация полученных соединений.
ЛИТЕРАТУРА


Из онитрофенилциклопропанов антранилы удастся получить с умеренным выходом через соответствующие ионы 2,1бензизоксазолиния, при действии на них галогеноводородных кислот . Дальнейшие превращения ионов 2,1бензизоксазолиния в значительной степени зависят как от заместителя в бензольном кольце, так и от природы реагента. Циклизация в присутствии серной кислоты происходит и для 2нитрофенилпропионовой кислоты . При действии на онигрофенилуксусные и онитрофенилоксиуксусныс кислоты концентрированной серной кислотой так же образуются соответствующие Зкарбоксизамещенные 2,1бензизоксазолы с невысоким выходом , , , . С точки зрения стехиометрии последней реакции ее можно отнести к реакциям внутримолекулярной дегидратации. Образование 3замещенных2,1бензизоксазолов происходит при внутримолекулярной дегидратации различных 2нитробензильных производных под действием трихлорметилсилана в присутствии триэтиламина ,1 или ного олеума . Для производных 2,6динитротолуола возможно проведение фотохимической циклизации в соответствующие антранилы . Основным недостатком этих методов получения внутримолекулярная дегидратация является низкий выход целевых соединений. Синтез 3рстирил2,1бензизоксазолов с хорошими выходами осуществлен окислением оаминохалконов гипервалентным йодом . Я, Я выход Н, Н МеО, Н С1, Н Ме, Н Вг, II МеО, МеО . Проведение аналогичной реакции для оаминоацетофенона завершается образованием соответствующего антранила с выходом только . С умеренными выходами неожиданно получаются 3К4,6диншро2,1бензизоксазолы при окислении анионных акомнлексов тринитробензола системой СиВгСС в присутствии краун6 . Для осуществления этого превращения необходимо наличие группы ЛЬИ. Некоторые 3арил2 Дбснзизоксазолы могут быть получены катализируемой кислотами конденсацией онитробензальдегидов с аренами
где И, Я Я выход Н, Н, Н Н, Н, ОН Н, Н, ИМе2 Н, Ы, Н Н, Ш2, Вг Н, Ж2,1 И, Ы, ОС . Недостатками данного метода являются длительное время до нескольких суток, низкие выходы конечных продуктов , только в отдельных случаях и значительные ограничения по структуре реагентов. В качестве кататизаторов используют серную. В реакциях, катализируемых хлороводородом, выделяются хлорированные антранилы . Предполагают, что интермедиатом в данном типе реакций является 2нитробензгидрол, что подтверждается образованием антранила из эфиров 2нитробензгидрола при обработке его тионилхлоридом или серной кислотой 7. Еще один распространенный способ получения 2,1бензизоксазолов нагревание азидопроизводных бензола. К

III
Процесс разложения азида ускоряется заместителем, находящимся рядом с азидной группой, при наличии сопряжения . СНгСЦ . Еще один метод синтеза 2,1бензизоксазолов заключается в преобразовании других гетероциклических соединений. В частности, известны примеры образования 2,1бензизоксазолов из производных 1оксобензоспиррола, бензофуроксанов и др. Фенилхинолин41Ноны при действии на них дихлоризоцианурата натрия в МеОН в присутствии ЫаОН превращаются в 3бснзоил5К2,1бензизоксазолы с выходами до . В
Производные изатина при действии гидроксидиона превращаются в 2,1бензизоксазолЗкарбоновые кислоты
ИОСОМе
Производные 4,5,6,7тетрагидро2,1бензизоксазолов могут быть получены с умеренным выходом циклизацией соответствующих Ргидроксикарбонильных соединений с гидроксиламииом в присутствии АсСЖа 6, . Возможно региоселективное проведение данной реакции . Еще одним методом получения производных тетрагидро2,1бензизоксазолов является окислительна циклизация, в которую вступают некоторые соединения с тройной связью

ос
В отдельных случаях процессы ароматического нуклеофильного замещения приводят к образованию 2,1бензизоксазольного цикла. Как побочные продукты антранилы образуются и в некоторых других реакциях . Однако все вышеописанные синтезы или достаточно сложны, или требуют труднодоступных реактивов. Кроме этого они зачастую дают низкие выходы целевых антранилов. Этот сложный процесс включает в себя реакции нуклеофильного замещения водорода и внутримолекулярной окислительной циклизации.