Образование связи B-N и B-O в палладий-катализируемых реакциях иод-карборанов

• Автор: Кабытаев, Куаныш Зейнуллович
• Шифр специальности: 02.00.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 103 с. : ил.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
Реакции по атому углерода
Синтез производных карборанов со связью С-И и С-О
Азотпроизводные карборанов
Гидроксипроизводные карборанов
Электрофильные реакции по атому бора
Иодониевые соли карборанов
Синтез производных карборана со связью В-И и В
Аминопроизводные карборанов
Гидроксироизводные карборанов
Палладий-катализируемые реакции образования связи С-С и С-гетероатом
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Аминирование 2-иод-пара-карборана и 9-иод-мета-карборана
Аминирование N11 гетероциклами
Аминирование ароматическими аминами
Аминирование морфолином
Амидирование 2-иод-пара-карборана и 9-иод-мета-карборана
Реакция 2-иод-пара-карборана с О-нуклеофилами
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Аппаратура
Подготовка растворителей и реагентов
Проведение скрининга лигандов для реакции аминирования
Проведение подбора медного катализатора для реакции аминирования
Проведение подбора основания для реакции аминирования пара-анизидином
Общая методика препаративного получения аминопроизводных карборана
И-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)бензимидазол
Ы-( 1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)индол
N-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)имидазол
Ы-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)карбазол
К-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)-4 -метоксибензамин
N-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)-4-хлорбензамин
И-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)бензамин
Н-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)морфолин
N41,7-дикарба-клозо-додекаборан-9-ил)бензимидазол
Ы-(1,7-дикарба-клозо-додекаборан-9-ил)индол
К-(1,7-дикарба-клозо-додекаборан-9-ил)карбазол
М-(1,7-дикарба-клозо-додекаборан-9-ил)-ия/и7-метоксибензамин
N-(1,7-дикарба-клозо-додекаборан-9-ил)-ия/ад-хлорбензамин
М-(1,7-дикарба-клозо-додекаборан-9-ил)морфолин
Общая методика получения амидов карборанов в малых количествах
Общая методика препаративного получения амидных производных карборана
Н-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)ацетамид
М-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)-иаря-метилбензамид
N-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)капролактам
N-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)пирролидин-2-он
N-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)-2-фенилацетамид
М-( 1,7-дикарба-клозо-додекаборан-9-ил)ацетамид
Н-(1,7-дикарба-клозо-додекаборан-9-ил)-2-фенилацетамид
№(1,7-дикарба-клозо-додекаборан-9-ил)-няра-метилбензамид
Проведение скрининга лигандов для реакции тиофенола с 2-иод-пара-карбораном
Методика получения малых количеств ариловых простых эфиров пара-карборана
Общая методика препаративного получения ариловых простых эфиров карборана
2-(4-метилфенокси) -1,12-дикарба-клозо-додекаборан
2-(фепокси)-1,12-дикарба-клозо-додекаборан
2-(а-нафтокси)-1Д 2-дикарба-клозо-додекаборан
2-(3-метил-4-хлорфенокси)-1,12-дикарба-клозо-додекаборан
2-(3,4-диметилфенокси)-1,12-дикарба-клозо-додекаборан
2-((3-нафтокси)-1,12-дикарба-клозо-додекаборан
2-метокси-1,12-дикарба-клозо-додекаборан
2-гидрокси-1,12-дикарба-клозо-додекаборан
ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Хотя клозо-карбораны известны уже более 40 лет, интерес к этим соединениям не ослабевает. Причина этого кроется, во-первых, в широком использовании этих молекул в самых разнообразных областях, начиная от медицины и кончая молекулярными устройствами. И, во-вторых, в необычных свойствах этих молекул, многие из которых до сих пор не находят объяснения.
В последнее время растет интерес к применению производных карборанов в бор-нейтроно-захватной терапии рака. Поскольку среди N11-гетероциклов, ароматических и алифатических аминов, фенолов много физиологически активных веществ, введение соответствующих фрагментов в молекулу карборана может оказаться перспективным для их применения в данной области.
Замещенные по атому бора, но свободные по атому углерода производные карборанов, интересны для супрамолекулярной химии, поскольку С-Н связи карборанов способны образовывать водородные связи, создавая различные межмолекулярные архитектуры.
До настоящего времени отсутствовали общие методы получения В-И и В-О производных карборанов. Единичные их представители получали трудоемкими, многостадийными синтезами с низкими выходами. Цель настоящей работы состояла в разработке новых, простых и эффективных методов создания связи бор-кислород и бор-азот в карборанах.
Хотя палладий-катализируемое сочетание борзамещеных иод-карборанов с С-нуклеофилами впервые осуществлено более 20 лет назад, до сих пор практически не известны реакции кросс-сочетания с участием гетероатомных нуклеофилов. Несомненно, что создание общих методов гетеросочетания иодкарборанов с Г4- и О-нуклеофилами, приводящих к получению функциональных производных по атому бора, является актуальной задачей.
Данная диссертационная работа посвящена разработке универсального метода синтеза азот- и кислородсодержащих производных карборанов, в которых связующим звеном между карбораном и органическим остатком является связь бор-азот (В-ЫНЯ, В-Т4-НЩ, В-ЛИСОВ) или бор-кислород (В-ОН, В-ОА1к, В-ОАг).
Впервые проведено каталитическое аминирование 2-иод-«д/?а-карборана и 9-иод-.иета-карборана представителями различных классов Ы-нуклеофилов: N14 гетероциклами, ариламинами и морфолином. Выполнено систематическое изучение влияния природы

При использовании лигандов Бухвальда селективность улучшается, но снижается конверсия (он.6,7). Наилучшие результаты были получены с лигандом РВи‘3'НВР4, выход продукта аминирования составил 43 % (препаративный выход 33 %) (оп.8). Попытка замены диоксана на толуол (оп.9) или Рс1(с1Ьа)2 на ацетат палладия привела к снижению выхода целевого продукта (оп.Ю).
В найденных оптимальных условиях (Рб((1Ьа)2/РВиУНВР4/Вц'ОМа) было проведено аминирование 9-иод-л/сшд-карборана морфолином, однако препаративный выход в этом случае составил только 23 %.
Амидирование 2-иод-пара-карборана и 9-иод-мета-карборана
В продолжение изучения реакций получения В-И производных карборанов, мы разработали синтез их В-амидопроизводных. В качестве каталитической системы для амидирования была выбрана ранее найденная нами система (Рс1(<ІЬа)2/ВШАР/Ви'ОКта) однако выход, определенный по спектру ЯМР ПВ составил всего 77% (табл.9, оп.1). Поэтому с учетом того, что амиды являются более сильными ЫН-кислотами, чем амины, на примере реакции с ацетамидом была проведена попытка заменить Ви'ОЫа на другие основания.
При использовании оснований, часто применяемых в реакции амидирования арилгалогенидов (СягСОз и К3РО4), выходы продукта оказались очень низкими 10 % и

°В;°ВН;осН;
23 %
Уравнение 8. Реакция морфолина с 9-1-,иешд-карбораном.
Уравнение 9. Реакция ацетамида с 2-1-ияря-карбораном.