Реакции арилгидразонотиоацетамидов с активированными ацетиленами и олефинами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.03, кандидат химических наук Дерябина, Татьяна Геннадьевна

• Дерябина, Татьяна Геннадьевна
• кандидат химических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат химических наук Дерябина, Татьяна Геннадьевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 РЕАКЦИИ ГИДРАЗОНОВ С АЦЕТИЛЕНАМИ И ОЛЕФИНАМИ.

1.1 Присоединение гидразонов по кратным связям ацетиленов и олефинов.

1.1.1 Образование аддуктов аза-Михаэля (N-присоединение гидразонов к активированным алкенам и алкинам).

1.1.2 Образование аддуктов Михаэля (С-присоединение гидразонов к активироваиным алкенам и алкинам).

1.1.3 Реакции циклизации гидразонов с активированными алкенами и алкинами

1.2 Реакции [4+2] циклоприсоединения гидразонов с олефинами и ацетиленами.

1.2.1 Реакции [4+2] циклоприсоединения гидразонов, содержащих 1-аза-1,3-бутадиеновую систему с олефинами и ацетиленами.

1.2.1.1 Влияние заместителей на активность 1-амино-1-аза-1,3-бутадиеиов.Л

1.2.1.2 Межмолекулярные реакции [4+2] циклоприсоединения гидразонов с олефинами и ацетиленами.

1.2.1.3 Внутримолекулярное циклоприсоединение I-амино-1 -азадиенов.

1.2.2 Методы синтеза и реакции [4+2] циклоприсоединения 1,2,4-триаза-1,3-бутадиенов.

1.2.3 Гидразоны как диенофилы в реакциях Дильса-Альдера.

1.3 Методы синтеза и реакции циклоприсоединения 1,2-диаза-1.3-бутадиенов.

1.3.1 Реакции межмолекулярного циклоприсоединения 1,2-диазо-1,3-бутадиенов

1.3.2 Внутримолекулярные реакции [4+2] циклоприсоединения 1,2-диаза-1,3-бутадиенов с кратными углерод-углеродными связями.

1.4 Реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения гидразонов.

1.4.1 Методы генерации и реакции азометиниминов на основе гидразонов.

1.4.1.1 Межмолекулярные реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения азометиниминов.

1.4.1.2 Реакции внутримолекулярного циклоприсоединения азометиниминов.

1.4.2 Методы получения и реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения нитрил им инов.

1.4.2.1 Реащии меэ1смолекулярного циклоприсоединения нитрилиминов с алкенами и алкинами.

1.4.2.2 Реащии внутримолекулярной циклизации нитрилиминов.

1.5 Реакции электроциклизации гидразонов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Реакции арилгидразонотиоацетамидов с активированными ацетиленами и олефинами»

Актуальность. Гидразоны представляют собой универсальный класс химических соединений, способных выступать в роли электрофилов и пуклеофилов, а также подвергаться различным типам окислительных или восстановительных трансформаций. Особый интерес представляют гидразоны как субстраты перициклических превращений. В этом случае они являются источником разнообразных активных' интермедиатов реакций Дильса-Альдера или [3+2] диполярного циклоприсоеди нения, взаимодействующих с различными типами диенофилов и диполярофилов с образованием новых гетероциклических систем, играющих важную роль в химии природных соединений, биологически активных соединений, в качестве хиральных лигандов и катализаторов асимметрического синтеза.

Тиокарбамоильныс производные гидразонов являются интересными, хотя и малоизученными объектами исследования в реакциях с соединениями, содержащими активированные кратные связи, поскольку создают новые возможности для синтеза гетероциклов, содержат альтернативные нуклеофильные центры, а также позволяют использовать различные варианты заместителей у атома азота и могут быть легко модифицированы реакциями с электрофильными агентами.

К несомненным достоинствам тиоамидов относится и легкость их превращения в тиоимидаты при взаимодействии с алкилирующими агентами. Это приведет к трансформации 1-аминоазадиеновой системы сопряженных связей гидразонов в 1.2-диаза-1,3-бутадиеновую и позволит исследовать особенности их реакций с соединениями, содержащими активированные кратные связи.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты №01-03-33173а, № 04-03-32926а).

Целью работы является изучение реакций функционализированных гидразонов, содержащих тиоамидную группу, с активированными олефипами и ацетиленами и определение влияиия различных факторов на возможность реализации для этих соединений новых механизмов гетероциклизации, разработке новых методов синтеза азотсодержащих гетероциклов.

Научная новизна работы. В результате проведенного исследования изучена реакция гидразопотиоамидов с активированными олефинами и ацетиленами и показано, что тиоамидная группа в а-положении гидразонов способствует в реакциях с алкенами и алкинами образованию только продуктов циклоконденсации, в отличие от структурных аналогов - З-арил-2-циантиоакриламидов, для которых получены продукты [4+2] циклоприсоединения — тиопираны.

Впервые изучена реакция арилгидразонотиоацетамидов с различными алкилирующими агентами. Показано, что генерируемая в продуктах алкилирования 1,2-диаза-1,3-бутадиеновая система не активна в реакциях с малеимидами, диметилмалеатом, ДМАД. Полученные 3-алкилсульфанил-2-арилазо-3-пирролидин-1-ил-акрилонитрилы реагируют с электронодефицитными диенофилами с образованием продуктов 1,3-Дшюлярного циклоприсоединения: пирроло[3,4-я]пирролизинов, гексагидропирролизинов и 6,7-дигидро-5//-пирролизинов. На основании экспериментальных данных и квантово-химических расчетов предложен новый механизм генерирования азометинилидов, включающий процесс переноса протона от пирролидинового цикла к азогруппе 3-алкилульфанил-2-арилазо-3-пирролидин-1-ил-акрилонитрилов.

Обнаружена новая реакция внутримолекулярной циклизации 3-аллил- и 3-(пропинил-3)-сульфанил-2-арилазо-3-пирролидин-1-ил-акрилонитрилов, ключевой стадией которой является 1,6-электроциклизация триазатриеновой системы, образующейся в результате элиминирования молекулы пропена или пропина.

Получен ряд новых азот- и серусодержащих гетероциклических соединений: октогидропирроло[3,4-а]пирролизины, гексагидропирролизины, 6,7-дигидро-5//-пирролизины, 1,4,6,7,8,8а-гексагидропирроло[2,1-с][1,2,4]триазины, 4Я-гиопираны. 4,4а,5,6,7,7а-гексагидротиопирано[2,3-с]пирролы, тиазоло[3,2-я]индолы, 3,4-дигидро-2//-[1,3]тиазины и 4-оксотиазолидины.

Практическое значение работы. Разработаны препаративпо-удобиые методы синтеза арилгидразонотиоацетамидов, содержащих пирролидиновый цикл в тиоамидном фрагменте, и их алкилированпых производных: 3-метил-, 3-аллил- и 3-(пропинил-3)-сульфанил-2-(4-арилазо)-3-(пирролидин-1-ил)-акрилонитрилов.

Проведено детальное исследование реакции гетероциклизации арилгидразонотиоамидов и 3-алкилсульфанил-2-арилазо-3-(пирролидин-1 -ил)-акрилонитрилов и предложены препаративно-удобные методы синтеза ряда новых азот- и серусодержащих гетероцилических производных: октогидропирроло[3,4-«]пирролизинов, гексагидропирролизинов, 6,7-дигидро-5//-пирролизинов, 1,4,6,7,8,8а-гексагидро-пирроло[2,1 -с][1,2,4]триазинов, 4Я-тиопиранов, 4,4а.5,6,7,7агексагидротиопирано- [2,3-с]пирролов, тиазоло[3,2-«]индолов, 3,4-дигидро-2Л-[1,3]тиазинов и 4-оксотиазолидинов.

Предложен новый метод аннелирования 1,2,4-триазинового цикла к пирролидину.

Публикации и апробация работы. По материалам диссертации опубликовано 6 статей. Результаты работы доложены и обсуждены с опубликованием тезисов докладов на международных и Российских конференциях по органической и гетероциклической химии (VI молодежная научная школа - конференция по органической химии, Новосибирск, 2003; Российская студенческая научная конференция, посвященная 80-летию со дня рождения профессора В.Ф. Барковского "Проблемы теоретической и экспериментальной химии", Екатеринбург, 2004; студенческая научная конференция «Студент и научно-технический прогресс». Екатеринбург, 2004; V отчетная конференция молодых ученых, Екатеринбург. 2004; 7th международный семинар "Scientific Advances in Chemistry: Heterocycles, Catalysis and Polymers as Driving forses", Екатеринбург, 2004; XV Российская молодежная научная конференция "Проблемы теоретической и экспериментальной химии", посвященная 85-летию Уральского государственного университета им. А.М. Горького. Екатеринбург, 2005; VII отчетная конференция молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 2005; VIII научная школа-конференция по органической химии, Казань, 2005; XVI Российская молодежная научная конференция "Проблемы теоретической и экспериментальной химии", Екатеринбург, 2006; X научная конференция по органической химии, Уфа, 2007).

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 175 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и приложения. Работа содержит 188 ссылок на литературные источники и 12 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Органическая химия», Дерябина, Татьяна Геннадьевна

1.6 Заключение нуклеофильных центров и связи С=8, сопряженной с двойной азометиновой связью. Кроме того, гидразонотиоацетамиды могут быть модифицированы в тиоимидиевые производные, что способствует изменению системы сопряженных связей в 1,2-диаза-1,3-бутадиеновую.

Поэтому целью настоящей работы явилось изучение реакций функционализированных гидразонов, содержащих тиоамидную группу с активированными олефинами и ацетиленами, определение влияния различных факторов на возможность реализации для этих соединений новых механизмов гетероциклизации, разработка новых методов синтеза азотсодержащих гетероциклов.

ГЛАВА 2 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Анализ литературных данных показал, что как гидразоны, так и их различные производные могут эффективно взаимодействовать с ацетиленами и олефинамп, в том числе участвовать в перициклических превращений с образованием широкого круга гетероциклических продуктов. Однако в этих превращениях практически не использовались производные гидразонов, содержащие у атома углерода реакционно-способные функциональные группы. Такой тип модификации может изменить активность гидразонного фрагмента, а также позволит расширить синтетический потенциал этих соединений при разработке новых, более эффективных методов синтеза гетероциклических соединений, представляющих практический интерес, а также синтезировать новые гетероциклические системы.

Особый интерес в реакциях с активированными олефинами и ацетиленами, с нашей точки зрения, представляют гидразоны, содержащие тиоамидную группу. Химические свойства этих соединений исследованы мало, что может быть следствием их меньшей доступности по сравнению, например, с соответс! вующими карбоксамидными производными. В литературе представлено лишь несколько примеров их реакций с бисэлектрофилами [127-129], единичные примеры реакции дегидрирования [130-133] и взаимодействия с диметиловым эфиром ацетилендикарбоновой кислоты [30, 134]. Однако, на наш взгляд, синтетический потенциал этих соединений значительно шире. Наличие нескольких нуклеофильных центров и системы сопряженных связей создает предпосылки для реализации в реакциях с активированными олефинами и ацетиленами различных химических превращений: реакций присоединения, циклоконденсации и циклоприсоедипеппя (схема 1).

Кроме того, присутствие нескольких нуклеофильных центров в одной молекуле позволит сравнить их реакционную способность, определить возможности изменения механизма реакции, направления взаимодействия или циклизации в зависимости от строения исходных реагентов.

Важным фактором для проведения исследований является возможность модификации молекулы гидразонов для изменения активности нуклеофильных центров, электронного состояния сопряженных двойных связей. Как показал анализ литературных данных, изменение заместителя у атомов азота или углерода практически всегда существенно влияет на результаты их реакций с олефинами или ацетиленами. С этой точки зрения достоинством гидразонотиоацетамидов типа А, Б, В является возможность введения различных структурных фрагментов, отличающихся

12 3 электронной природой или пространственным эффектом (Я , К , Я). Тиоамидная группа может быть частью гетероциклической системы (Б). Такое варьирование заместителей, а также условий реакций позволит определить основные особенности реакционной способности этих соединений в реакциях с активированными ацетиленами и олефинами и сравнить с уже известными результатами. Кроме того, при алкилировании гидразонопроизводных типа В происходит образование 1,2-диаза-1,3-бутадиеновой системы сопряженных связей Г, которая, по данным литературы, эффективно участвует в реакциях Дильса-Альдера. Примеры такого способа генерации азоалкенов в научной литературе отсутствуют.

Для определения возможных закономерностей взаимодействия арилгидразонотиоацетамидов с олефинами и ацетиленами в первую очередь мы запланировали синтезировать широкий круг гидразонов с тиоамидной группой, отличающихся по электронному эффекту заместителей в ароматическом цикле, заместителем во втором положении тиоацетамидного фрагмента и различными по электронным и пространственным эффектам заместителями у атома азота тиоамидной группы, а также включением тиоамидной группы в структуру гетероциклического фрагмента.

2.1 Синтез 1Ч-замещенных арилгидразоноциантиоацетамидов

В литературе представлено лишь несколько примеров синтеза и использования гидразонов, содержащих тиоамидный фрагмент 5 [135, 136]. Причем выбор используемых заместителей был существенно ограничен особенностями метода введения тиоамидной группы через изотиоцианаты 2 (схема 2). Получить тиоамиды, содержащие алифатические заместители, пе удалось из-за пониженной реакционной способности соответствующих алкилизотиоционатов.

Схема 2 о^я2 1

С2Н5ОШ + Аг'ИСБ » 3

Аг2М2С1

Аг Н N Я

ШАг

Я1 = СОСЖ, К02, СОМе, СОШ2

Более широкие возможности для введения различных заместителей в тиоамидный фрагмент представляет метод, основанный на тионировании арилгидразоноцианацетамидов, полученных сочетанием солей арилдиазония с соответствующими цианацетамидами [137]. Мы использовали тионирование реактивом Лавессона (ЛР) в тетрагидрофуране или толуоле в условиях, обычно используемых для тионирования карбоксамидов [138]. Арилгидразонотиоацетамиды 12-16 были получены в виде желтых или оранжевых кристаллических продуктов с выходами 60-90 % (схема 3).

СхвАма 3

ПС1 №N0,

АгЫН,

АГК,С1 ] + МССН2С(ЖК.,К.2 аАЫ сы я' I

N0

ЛР

7-11 а-м О

Аг // II

Н.

12-16 а-м

7, 12 N11'Я2 = = ЫНМе Аг = : 4-ЕЮОСС6Н4 (а). 4-С1С6Н4 (б), РЬ (в),4-МсС6114 (г), 4-МеОС(,Н4 (д).

4-ЕЮС6Н4(е)

8, 13 N11^2 = ШС6Нп-сус/о Аг = 4-С1С6Н4 (а), РЬ (б), 4-МеС6Н4 (в), 4-МеОС6114 (г), 4-ЕЮС6Н4 (д)

9, 14 ШС7Н13-сус/о Аг = 4-ЕЮОСС6Н4

10, 15 NR1R2 = Ш-С6Н4ОМе-4 Аг = 4-С1С6Н4(а), 4-МсОС6Н4 (б)

11, 16 пирролидин-1-ил Аг = 4-Ш2С6Н4 (а), 4-ЕЮОСС6Н4 (б), 4-СР3С6Н4(в), 2-СР,С6Н4 (г).

2,4-С12С6Н3 (д), 4-С1С6Н4 (е), 2-С!-4-МеС6Н3(ж). РЬ (з). 4-МеС6Н, (н), 4-МеОС6Н4 (к), 4-ЕЮС6Н4(л), 2,4-Ме,С6Н3 (м)

Строение полученных соединений 12-16а-м было подтверждено спектральными данными и данными элементного анализа.

Присутствие в молекуле гидразонов 12-16а-м двойной связи создает возможности для геометрической изомерии. Однако анализ спектров ЯМР 'Н полученных соединений показывает, что для большинства из них характерно существование в форме одного изомера, поскольку имеется лишь один набор сигналов протонсодержащих групп (рисунок 1).

Рисунок 1 - Спектр ЯМР 'Н 3-(пирролидин-1-ил)-3-тиоксо-2-[(4-трифторметилфенил)-гидразопо] -пропионитрила 16в

Это можно объяснить наличием в структуре полученных соединений внутримолекулярной водородной связи между атомом серы и протоном гидразониой группы в ^-изомере (схема 4), как это было отмечено для гидразонов 1,3-дигидроиндол-2-тионов при рентгеноструктурном анализе [134].

Схема 4 1 2 к\ 2 КС ы-я: N0 N—к \/

А^./Н = Л

Б 1т— н

Н н

Аг

-изомер г-изомер

Следует отметить, что изменение заместителя в ароматическом цикле от электроноакцепторного (N02, СРз; СООЕ!) до электронодонорного (ОМе, ОЕ1;) приводит к смещению сигналов ЫН-групп гидразонного и тиоамидного фрагментов соответствующих гидразонов в область более сильного поля. Таким образом, варьирование заместителя по электронным свойствам приводит к изменению распределения электронной плотности на реакционных центрах, что может повлиять как на скорость взаимодействия, так и на механизм и направление этого взаимодействия.

2.2 Исследование реакции 1Ч-замещенных арилгидразоноциантиоацетамидов с диметиловым эфиром ацетилендикарбоновой кислоты

Реакции тиоамидов с активированными ацетиленами и олефинами давно привлекают внимание химиков-синтетиков. Особенно интересны соединения, содержащие дополнительные нуклеофильные центры, такие, например, как тиомочевины, тиоакриламиды, тиоацетамиды, а также . гетероциклические производные. При этом возможно образование различных гетероциклических систем при реализации различных механизмов: циклоприсоединения [139, 140], циклокондснсации [141] и присоединения [142].

В литературе имеется лишь один пример подобного исследования, в котором представлено взаимодействие двух гидразонов с незамещенной тиоамидной группой, а именно: 3-(морфолин-4-ил)- и 3-(пиперидил-1-ил)-3-оксо-2-(и-толилгидразоно)-тиопропионамидов с диметиловым эфиром ацетилендикарбоновой кислоты (ДМАД), что не позволяет сделать вывод о влиянии строения исходного гидразонопроизводного на механизм реакции [30].

При взаимодействии арилгидразонотиоацетамидов 12-15 с ДМАД возможно образование широкого круга продуктов (схема 5) как по механизму реакции Дильса-Альдера (1,4-тиазины 17), так и циклоконденсации с образованием различных гетероциклических систем типа тиазолидинонов 18, 1,3-тиазинонов 19 и, что наименее вероятно, образование циклов большего размера - 1,4,5-тиадиазепинов 20 и 1.4,5-тиадиазоцинов 21.

Мы провели исследование взаимодействия арилгидразонотиоацетамидов 12-15 с ДМАД в метаноле, хлороформе, бензоле, при нагревании, в присутствии триэтиламина и без него. В случае отсутствия основания образование продуктов не происходит ни в одном из использованных растворителей. Добавление основания во всех случаях приводит к образованию единственного продукта (ТСХ). Причем процесс завершается быстрее и с лучшими выходами при использовании метанола в качестве растворителя.

Схема 5

Данные масс-спектров и элементного анализа полученных соединений позволили исключить образование Ы-аминотиазинов 17, поскольку величина пика молекулярного иона в масс-спектре полученных продуктов соответствует массе продуктов циклизации с выделением одной молекулы метанола. Данные ИК и ЯМР 'н спектров также подтверждают реализацию превращения по механизму циклоконденсации. Так, в ИК спектре полученных соединений наряду с полосами в области 2860-2940 см"1 и в области 2210-2220 см-1 появляется интенсивная полоса поглощения в области 17001720 см"1, характерная для валентных колебаний С=0 связи карбонильной группы. Таким образом, в результате исследуемой реакции произошло образование продуктов 18 или 19 (схема 6).

Схема 6

18,19 АГ = 4-С1С6Н4 Аг = 4-МеС6Н>

18а-о

19 СООМе Я=Мс (а), С6Нп-сус1о (б), 4-МеОС6Н4(в) Я=Ме (г), С6Нп-с>г/о (д) Я=Ме (е), С6Н1 х-сус1о (ж), 4-МеОС6Н4 (з), РЬ (и) Я=Мс (к), С6Яп-сус1о (л) Я=Ме (м), С6Н, х-сус1о (н) Аг = 4-ЕЮОСС6Н4 Я=С7Нхъ-сус1о (о)

Аг = 4-МеОС6Н4 Аг = РЬ

Аг = 4-ЕЮС6Н4

При установлении структуры продуктов циклизации, образующихся при взаимодействии ДМАД с тиоамидами согласно литературным данным, определяющими факторами являются:

1) положение винильного протона С(6) (для тиазолов 8 = 6.75-7.0 м.д.) или С(5) (для 1,3-тиазинов 5 = 7.33-7.52 м.д.) в спектрах ЯМР 'Н;

2) величина КССВ взаимодействия протона С(6) с карбонильным атомом углерода С(4) и карбонильным атомом углерода сложноэфирной группы в

13 спектрах ЯМР С [31, 143-145]. Для продуктов с экзоциклической двойной связью (тиазолов) ./с(7)-нс(б) = 5.2-5.8 Гц, в то время как в случае образования 1,3-тиазинового цикла взаимодействие между этими атомами не наблюдается совсем [144].

13

В спектрах ЯМР С полученных соединений (рисунок 2) сигнал С(4) регистрируется в виде дублета в области 164.4-164.9 м.д. 2/с(7)-нс(б)= 5.4-5.8 Гц. Все это позволяет сделать вывод, что продуктами исследуемой реакции являются тиазолидиноны 18, а не 1,3-тиазиноны 19.

Л « \ „у г- /\ г > ■ 1 н 3 п р- • / " /Т оо 1 -61 1и ач ^ N. уС00Ме Ме 0 ~о 63 л< .л ё ? г- Зин 1 31 ав / } ■> о а N N ^ г-1 о « в а о п о ) п А М Ы N «1 «. . ^ ¡р 1 (^3 04 I I 1 ' 1 ' 1 1 1 1 ' ' 1 ' 1 I I . -.1 7 6 5 л 1 РРМ

Рисунок 2 - Спектр ЯМР метилового эфира [3-метил-4-оксо-2-(циано-я-толилазометилен)-тиазолидин-5-илиден]-уксусной кислоты 18в

Следует также отметить, что в спектрах тиазолидинов 18а-о наблюдается двойной набор сигналов некоторых протонсодержащих групп. Поскольку в молекуле полученных соединений 18а-о присутствует несколько двойных связей, то возможно образование нескольких пар геометрических изомеров (схема 7). Наличие только одной пары Z- и ^-изомеров для соединений 18, причем преимущественно в форме одного изомера (соотношение изомеров обычно составляет 1:4), может быть связано с возможностью существования внутримолекулярных взаимодействий между атомом азота азогруппы (или кислорода СООМе-группы) и атомом серы гетероцикла 27, что характерно для тиапенталенов [146, 147].

Схема 7

N0 Я

Аг Н

СООМе

18 Е,2,Е-изомер

Аг МеООС 18 Е,2,2-изомер

Образование такой связи, по-видимому, достаточно жестко фиксирует структуру тиазолидинонов 18. Остается лишь одна возможность реализации геометрической изомерии относительно связи С(5)=С(6). Причем образование изомера является более предпочтительным, поскольку в этом случае возможна дополнительная стабилизация за счет образования водородной связи [30].

Следует отметить, что введение циклоалкильных фрагментов к атому азота тиоамидной группы часто затрудняет взаимодействие из-за пространственного эффекта, снижающего доступность этого нуклеофильного центра. Например, в реакциях арилгидразонотиоацетамидов с галогенокетопами [127-129] введение циклогексилыюй группы изменяет направление реакции. В случае реакции с ДМАД пространственные затруднения, вызываемые циклоалкильным заместителем, не являются существенными. Атака карбонильного атома в линейном интермедиате 22 достаточно легко реализуется и в случае присутствия рядом циклогексильного и циклогептильного заместителя в соединениях 186,д,ж,к,м,о.

Более важным моментом оказалась замена цианогруппы во втором положении арилгидразонотиоацетамидов 12-15 на карбоксанилидную группу. Реакция гидразопа 23 с ДМАД приводит к образованию кристаллического продукта, характеристики спектра ЯМР 'Н и ЯМР |3С которого несколько отличались 01 аналогичных характеристик тиазолидин-5-илиденов 18 (схема 8).

Схема 8

Так, сигнал С(5)Н протона регистрируется в виде сингле га при 6.96 м.д., а сигнал карбонильного атома углерода С(4) проявляется в виде синглета в области 161.6 м.д., что указывает на отсутствие сгшн-спинового взаимодействия с атомом водорода при С(5). Карбонильный атом углерода сложноэфирной группы С(7) проявляется в виде квартета в области 166.04 м.д., причем взаимодействия с протоном при С(5) также не обнаружено. Таким образом, мы можем сделать вывод, что происходит образование продукта 1,3-тиазипового типа 24.

Наличие одного набора сигналов в спектрах тиазина 24, как и в предыдущих случаях, свидетельствует о внутренней стабилизации в этом соединении за счет реализации внутримолекулярных взаимодействий, возможностей для образования которых достаточно в обеих конформациях (схема 9). Точно установить особенности структуры соединения 26 может только рентгеноструктурный анализ [148, 149].

Схема 9

О.

РЬ I

МеО

МеО

24 Е,2-ил>мер

24 Е, Е-изомер

Другим вариантом исследования влияния структуры арилгидразонотиоацетамидов на механизм их взаимодействия с ДМАД является использование в реакции гидразопопроизводных 25, в которых тиоамидная группа является частью гетероциклической системы. В этом случае циклический фрагмент может фиксировать геометрию конъюгированных двойных связей.

Синтез исходных 3-гидразоно-1,3-дигидроиндол-2-шопов 25 проводили по описанной в литературе методике [134]. Следует отметить, что варианты гетероциклических структур, образование которых предполагается в этой реакции, также разнообразны, как и для арилгидразонотиоацетамидов 12-15. Наиболее вероятным процессом, как показали наши предыдущие исследования, является формирование тиазоло[3,2-а]индолов 26 или 1-тио-4а-аза-флюоренов 27 (схема 10). Однако поскольку структура гидразонов 25 существенно отличается от структур 12-15 как пространственным расположением нуклеофильных центров, так и их активностью (присутствие алкильных заместителей повышает нуклеофильность ЫН-гидразоппон группы, в то время как МН-фрагмент тиоамидной группы включен в гетероциклическую систему индола), то не исключено и образование гетероциклов с участием гидразонной группы: 9-тио-5,6,10-триазабензо[а]азуленов 28, 10-тио-5,6,11-триазациклоокта[д]инденов 29, а также продуктов циклоприсоединения: 1-тио-4,9-диазафлюоренов 30.

27

25-30 Я = Ме (а), Вп (б), РЬ (в)

N 28

Мы провели исследование взаимодействия 3-гидразоно-1,3-дигидроиндол-2-гионов 25 с ДМАД в метаноле, хлороформе, бензоле в присутствии триэтиламина и без него. Как и для арилгидразонотиоацетамидов 12-15, реакция протекает быстрее и с лучшими выходами при использовании метанола в качестве растворителя и триэтиламина. Продукты взаимодействия были выделены фильтрованием с выходом 50-60 %.

Пик молекулярного иона в масс-спектре полученных соединений соответствует образованию продуктов циклоконденсации с потерей одной молекулы метанола. В спектрах ЯМР 'Н сигнал С(6)Н протона регистрируется в области 7.1-6.7 м.д. В спектре ЯМР 13С сигнал углерода С(4) проявляется в виде дублета при 113.5 м.д. с ./= 5.4 Гц. На основании этих данных можно сделать вывод, что в результате взаимодействия происходит образование -тиазоло[3,2-а]индолов 26 даже в том случае, когда исходными соединениями являются алкилгидразонопроизводные 25а,б.

Окончательно структура полученных соединений была подтверждена с помощью РСА кристалла одного из продуктов взаимодействия: метилового эфира (9-бензилазо-3-оксо-тиазоло[3,2-а]индол-2-илиден)-уксусной кислоты 266 (рисунок 3). л]индол-2-илиден)-уксусной кислоты 266 по данным РСА

Следует отметить, что по данным РСА (таблица 1) все гетероциклические фрагменты и азогруппа в соединении 266 лежат в одной плоскости, по-видимому, благодаря серии слабых внутримолекулярных взаимодействий, и представляет собой конденсированную полициклическую систему.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Дерябина, Татьяна Геннадьевна, 2008 год

1. G.-L. Zhao, М. Shi, "DABCO-catalyzed reactions of hydrazones with activated olefins", Tetrahedron, 2005, 61, 7277-7288.

2. Ю. П. Китаев, Б. И. Бузыкин, "Гидразоны", М.Ж «Паука», 1974, 416.

3. К. Morita, Z. Suzuki, Н. Hirose, "A Tertiary Phosphine-catalyzed Reaction of Acrylic Compounds with Aldehydes", Bull. Chem. Soc. Jpn., 1968, 41, 2815-2819.

4. B. Baylis, M. E. D. Hillman, "Reaction of Acrylic Type Compounds with Aldehydes and Certain Ketones", German Patent, 2155113, 1972

5. D. Perdicchia, K. A. Jorgensen, "Asymmetric Aza-Michael Reactions Catalyzed by Cinchona Alkaloids", J. Org. Chem. 2007, 72, 3565-3568.

6. S. Pratapan, P. M. Scaria, K. Bhattacharyya, P.K. Das and M.V. George, ''Photochemical Transformations of (E)-l-(2'-Arylidene-r-phenylhydrazinyl)-l,2-dibenzoylalkenes", J. Org. Chem. 1986, 15, 1972-1976.

7. В. M. Черкасов, И. А. Насыр, В. Т. Цыба, "Взаимодействие эфира ацетилендикарбоновой кислоты с формазанами", ХГС, 1970, 12, 1704-1705.

8. R. Fernandez, С. Gasch, J.-M. Lassaletta, J.-M. Llera, "Asymmetric Synthesis of Functionalized Nitrocompounds through Michael addition of formaldehyde Samp Hydrazone to Nitroolefins", Tetrahedron Lett., 1994, 35, 471-472.

9. J.-M. Lassaletta, R. Fernandez, E. Martin-Zamora, E. Diez, "Enantioselective Nucleophilic Formylation and cyanation og conjugated Enones via Michael Addition of Formaldehyde Samp-Hydrazone", J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7002-7003.

10. D. Enders, R. Maazen, J. Runsink, "First asymmetric nucleophilic displacement reactions on chiral a-substitited aldehyde hydrazones", Tetrahedron: Asymmetry, 1998, 9,2155-2180.

11. D. Enders, J. Vazquez, G. Raabe, "Diastereo and enantioselective synthesis of 2,8-dioxabicyclo3.3.0.octan-3-on e derivatives", Chem. Comm., 1999, 701-702.

12. J. Vazquez, A.Prieto, R. Fernandez, D. Enders, J. Lassaletta, "Asymmetric Michael addition of formaldehyde N,N-dialkylhydrazones to alkylidene malonates", Chem. Comm., 2002,498-499.

13. J. Vazquez, A.Prieto, R. Fernandez, D. Enders, J. Lassaletta, "Diastereo- and enantioselective synthesis of 2,8-dioxabicyclo3.3.0.octan-3-one derivatives", Chem. Comm., 1999, 701-702.

14. D. Monge, E. Martin-Zamora, J. Vazquez, M. Alcarazo, E. Alvarez, R. Fernandez, J. M. Lassaletta, "Enantioselective Conjugate Addition of N,N-dialkylhydrazones to a-Hydroxy Enones", Org. Lett., 2007, 9, 2867-2870.15.