Катализируемое комплексами палладия и меди образование связи углерод-азот в синтезе арилпроизводных полиаминов и макрополициклических соединений на основе азакраун-эфиров

• Автор: Анохин, Максим Викторович
• Шифр специальности: 02.00.03, 02.00.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 298 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
1. ВВЕДЕНИЕ
2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. Медь-катализируемое аминирование

арилгалогенидов
2.1. Каталитические системы на основе !т,М-бидентатных лигандов
2.2. Каталитические системы на основе А, О-бидентатных лигандов.
2.3. Каталитические системы на основе О,О-бидентатных лигандов
2.4. Каталитические системы на основе фосфор- и серусодержащих лигандов
2.5. Безлигандные каталитические процессы
2.6 К вопросу о механизме медь-катализируемого образования связи углерод-

азот
3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬАТОВ
3.1 Синтез макробициклических соединений на основе азакарун-эфиров.
3.2. Макробициклические соединения на основе диазакраун-эфиров
3.2.1. Макробициклические соединения, содержащие бензильные спейсеры
3.2.2. Макробициклические соединения, содержащие пиридильные спейсеры
3.2.3. Макробициклические соединения, содержащие бензоильные спейсеры
3.3. Трисмакроциклы и макротрициклы-криптанды цилиндрической формы -производные диазакраун-эфиров
3.4. Медь-катализируемое арилирование ди- и полиаминов

3.4.1. Синтез линейных М-арилпроизводных ди- и полиаминов
3.4.2. Медь-катализируемое арилирование полиаминов в синтезе макробициклических соединений
3.5. Исследование связывания катионов металлов макроциклическими соединениями методом ЯМР-титрования
3.5.1. Связывание катионов Zn(lI), Сс1(П), РЬ(Н) и Н(П) линейными полиаминами и оксадиаминами 8-12
3.5.2. Связывание катионов СД(П), РЬ(Н), Щ(П) и Т1(1) аза- и диазакраун-эфирами

3.5.3. Связывание катионов 2п(П), Сс1(П), РЬ(И) и Hg(II) 107 бисмакроциклами 19,21,27
3.5.4. Связывание катионов 2п(П), Сс1(Н), РЬ(Н), Щ(И) и Т1(1) 113 макробициклами 46, 48, 50, 64
4. ВЫВОДЫ
5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
5.1 Ситнез исходных производных аза- и диазакраун-эфиров
5.2. Синтез макрополициклических соединений
5.3 Медь-катализируемое арилирование ди- и полиаминов
5.4. Синтез макробициклических соединений с помощью медь-катализируемого 193 арилирования полиаминов
5 Исследование связывания катионов металлов макроциклическими
соединениями методом ЯМР-титрования
6 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
7 ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Получение новых макроциклов является одним из интенсивно развиваемых направлений современной органической химии. Особое место среди этих соединений занимают полиазамакроциклы, а также аза- и диазакраун-эфиры. Комбинация этих циклов позволяет получить бис- и полимакроциклические соединения с интересными свойствами и способностью к координации катионов, анионов и нейтральных молекул. Важньм шагом в развитии этой области является введение в цикл различных функциональных групп, а также ароматических и гетероароматических фрагментов, что позволяет модифицировать физико-химические свойства молекул и создавать на их основе оптические и флуоресцентные сенсоры. Особенный интерес представляет введение ароматического фрагмента с прямой связью С(8р2)-Ы непосредственно в макроцикл.
В настоящей работе мы осуществили синтез нескольких семейств новых полимакроциклических систем, в которых фрагмент аза- или диазакраун-эфира связан с одним или более макроциклами, содержащими связь С(зр2)-]М. Решение этой задачи потребовало разработки каталитических методов арилирования ди- и полиаминов. Исследования, проводимые в лаборатории ЭОС Химического факультета МГУ, показали, что палладий-катализируемое арилирование оксадиаминов и полиаминов по Бухвальду-Хартвигу является удобным методом синтеза полиазамакроциклов, содержащих прямую связь С(зр2-Х). В настоящей работе данный подход впервые применен для получения семейства полимакроциклических соединений на основе аза- и диазакраун-эфиров.
Современным направлением в металлокомплексном катализе является все более широкое применение дешевых и доступных комплексов одновалентной меди в реакциях образования связи углерод-гетероатом вместо дорогостоящих комплексов палладия. В связи с этим мы впервые изучили закономерности медь-катализируемого арилирования ди- и полиаминов и разработали новый метод получения М-арилпроизводных линейных оксадиаминов и полиаминов. Полученные результаты позволили показать принципиальную возможность осуществления макроциклизации при катализе комплексами меди.
Поскольку в данной работе было выполнено исследование медь-катализируемого арилирования ди- и полиаминов в литературном обзоре обощены данные по катализируемому комплексами меди образованию связи углерод-азот.

2- и 3-бромтиофенов в случае вторичных аминов различается не очень сильно, а по сравнению со вторичными циклическими аминами для превращений с участием вторичных алифатических аминов требуется большее количество смеси Си - Си1 - от 30 до 40 мол. % и 4 эквивалента амина. Авторы отмечают нестабильность полученных 2-аминотиофенов (Схема 23).
Впоследствии эти же авторы применили деанол в качестве лиганда для арилирования как а-аминокислот, так и ю-аминокислот [73], а также аминоспиртов, не содержащих аминогруппу в (3-положении. Целевые продукты выделены с выходами от хороших до практически количественных.
Возможность А-арилирования аминоспиртов без применения лиганда и растворителя показана в работе [74]. Авторы показали, что диамины, такие как 1,2-диаминоэтан, 1,3-диаминопропан, 1,4-диаминобутан также можно ввести в реакцию моноарилирования. В качестве источника меди наилучшие результаты получены при использовании СиС1, а в качестве основания - гидроксида калия. Реакции с арилиодидами протекают при
80°С, 48 ч
На1=Вг
30-40% Си+Си1 2 экв К3Р04*Н20
Ы.М-диметиламноэтанол (деанол)
80”С, 48 ч'

85°С, 60 ч

80°С, 24 ч 81%
80“С, 24 ч 90%

80°С, 72 ч 31%
80°С, 45 ч 45%
при последующем ацилироавнии - 81%
Схема