Реакции илидов азота с 2Н-азиринами в синтезе пиррол-содержащих гетероциклических ансамблей и конденсированных полигетероциклов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.03, кандидат наук Фунт Лия Дмитриевна
Фунт Лия Дмитриевна
кандидат наук
2020
- Специальность ВАК РФ02.00.03
- Количество страниц 499
Оглавление диссертации кандидат наук Фунт Лия Дмитриевна
2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
2.1. Получение #-гетероциклов
2.1.1. Производные пиррола
2.1.1.1. [а]-Конденсированные пирролы
2.1.1.2. [¿]-Конденсированные пирролы
2.1.2. Другие азолы
2.1.3. Циклы среднего размера
2.2. О- и ^-Гетероциклы
2.2.1. Фураны/дигидрофураны
2.2.2. Тиофены
2.3. Синтез карбоциклов реакциями циклоприсоединения и циклизации пиридиниевых илидов
2.4. Другие реакции
3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Реакции 2Н-азиринов с азолиевыми илидами. Синтез и свойства производных 3-азолилпирролов
3.1.1. Синтез и свойства производных 3-имидазолилпиррола
3.1.2. Синтез и свойства производных 3-триазолилпиррола
3.1.3. Синтез пирролотриазолоизохинолиновых систем Си-катализируемым и свободно-радикальным внутримолекулярным арилированием триазолов
3.2. Реакции 2Н-азиринов с пиридиниевыми илидами
3.2.1. Синтез и свойства новых гетероциклических бетаинов: 4-арил-5-(метоксикарбонил)-2-оксо-3 -(пиридин-1 -ий-1 -ил)-2,3-дигидро- 1#-пиррол-3 -идов
3.2.2. Синтез и свойства производных ^-амино-а-трифторметилпиррола
4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
5.1. Синтез исходных соединений
5.1.1. Синтез замещенных азолов
5.1.2. Бромирование ацетофенонов
5.1.3. Получение 3-арилизоксазол-5(4Н)-онов
5.1.4. Получение 3-арил-5-метоксиизоксазолов
5.1.5. Получение 2Н-азиринов
5.1.6. Синтез пиридиниевых солей 47Ь, с
5.2. Синтез #-фенацилимидазолиевых солей
5.3. Синтез 1Н-пиррол-3-илимидазолиевых солей
5.4. Получение илидов
5.5. Получение пирролилимидазолитионов
5.6. Восстановительное дебензилирование с получением 1-(1Н-пиррол-3-ил)-1Н-имидазолов
5.7. Синтез #-фенацилитриазолиевых солей
5.8. Синтез 1Н-пиррол-3-илтриазолиевых солей
5.9. Восстановительное дебензилирование 1Н-пиррол-3-илтриазолиевых солей
5.10. Получение пирролилтриазолтионов и пирролилтриазолселенона
5.11. Внутримолекулярная циклизация 2-бромпроизводных пирролилтриазолий бромидов
5.12. Восстановление #-бензил-#-(1Н-пирроло[3,2-с]изохинолин-5-ил)цианамидов
5.13. Получение пирролотриазолоизохинолинов 25 и
5.14. Дебензилирование пирролотриазолоизохинолинов 25 и
5.15. Получение бетаинов 49а-И и димера
5.16. Каталитическое восстановление пирролидов
5.17. Получение илидов 59а—
5.18. Каталитическое востановление илидов
5.19. ^-Метилирование илидов 59а—
5.20. Получение 3-амино-2-трифторметилпирролов 66а—
6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Введение
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Органическая химия», 02.00.03 шифр ВАК
Медь-промотируемые реакции [3+2]-аннелирования с нитроалкенами в синтезе азотсодержащих гетероциклов2021 год, кандидат наук Моторнов Владимир Алексеевич
Иминиевые илиды из фторкарбенов: свойства и применение в синтезе гетероциклических соединений2007 год, доктор химических наук Новиков, Михаил Сергеевич
Реакции 2-ацил-2Н-азиринов и их производных с Rh(II)-карбеноидами2015 год, кандидат наук Завьялов Кирилл Вадимович
Получение биологически активных производных индолизинов, пирролоизохинолинов и конденсированных азепинов2021 год, кандидат наук Невская Алиса Александровна
Новые направления в синтезе гетероциклических соединений на основе реакций циклоприсоединения и циклизации2023 год, доктор наук Степаков Александр Владимирович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Реакции илидов азота с 2Н-азиринами в синтезе пиррол-содержащих гетероциклических ансамблей и конденсированных полигетероциклов»
Актуальность темы
Развитие технологий в различных областях деятельности человека постоянно требует получения новых органических соединений, обладающих необходимыми свойствами для создания новых материалов, лекарственных средств, химических сенсоров, средств визуализации биологических процессов, органических полупроводников и др. В рамках этой общей проблемы синтез ансамблей гетероциклов и конденсированных полигетероароматических соединений занимает одно из важнейших мест. Лекарственные средства на основе соединений, содержащих несколько гетероциклов, входят в число наиболее продаваемых в мире. Большинство используемых в настоящее время флуорофоров также являются полигетероциклическими молекулами. Все это определяет необходимость разработки новых эффективных методов получения ансамблей гетероциклов и конденсированных полигетероциклов и отражается в растущем числе работ, посвященных этой проблеме. В частности, структурные единицы пиррола, имидазола, триазола и пиридина широко представлены в природных соединениях, препаратах медицинского и агрохимического назначения, а также прогрессивных материалах. Поэтому данное исследование было направлено на разработку новых методов синтеза ансамблей гетероциклов, содержащих пиррольные, имидазольные, триазольные и пиридиновые циклы, и поиск путей синтеза ряда ранее неизвестных конденсированных полигетероциклических систем, исходя из реакционной способности полученных соединений.
Степень разработанности темы исследования
Несмотря на то, что синтезы производных пиррола, основанные на реакциях 2Н-азиринов с нуклеофилами, такими как еноляты карбонильных соединений и их синтетические эквиваленты, достаточно хорошо исследованы [1-20], реакции с илидами как нуклеофилами до начала данной работы были практически не изучены. Так, был известен только один пример использования карбонил-замещенного илида фосфора в качестве нуклеофила в реакциях с 2Н-азиринами [21]. В рамках исследований, проводимых в нашей лаборатории и посвященных синтезу гетероциклов реакциями расширения напряженного трехчленного кольца 2Н-азиринов, недавно был найден подход к производным 1-(1Н-пиррол-3-ил)пиридина на основе реакций карбонил-замещенных пиридиниевых илидов с азиринами [22] (Схема 1). Пиридиниевые илиды широко используются в органическом синтезе [23-27], в частности, их применение в качестве нуклеофилов довольно подробно исследовано [23,26,28-30]. Напротив, карбонил-замещенные азолиевые #-илиды изучены мало, а их применение в качестве нуклеофилов упоминается лишь
в нескольких работах. Реакции азолиевых Ж-илидов с 2Н-азиринами до начала нашей работы не изучались.
Схема 1
Цель настоящей работы заключалась в создании эффективных методов синтеза новых ансамблей гетероциклов и конденсированных полигетероциклов, содержащих пиррольные, имидазольные, триазольные и пиридиновые структурные единицы на основе стратегии синтеза гетарилпирролов реакциями напряженных 2Н-азиринов и фенацилпиридиниевых илидов, путем варьирования гетероциклического фрагмента илида, типа заместителя у карбонильного атома углерода и заместителей в азирине:
Для достижения цели в работе были поставлены и решены следующие задачи: нахождение условий для генерирования имидазолиевых и триазолиевых илидов из N ароилметилазолиевых солей и разработка методов синтеза на основе их реакций с азиринами гетероциклических ансамблей пиррол-имидазол, пиррол-триазол; (Ь) нахождение условий для генерирования пиридиниевых илидов из #-алкоксикарбонилметилпиридиниевых и #-(2-оксо-3,3,3-трифторпропил)пиридиниевых солей и разработка методов синтеза на основе их реакций с азиринами новых производных пиррола, содержащих алкоксикарбонильную и трифторметильную группы; (с) получение пирролилтриазолиевых солей с орто-галогенфенильными заместителями и нахождение условий для их металл-катализируемой или свободно-радикальной циклизации как метода синтеза ранее неизвестных конденсированных полигетероциклических систем, содержащих пиррольные, триазольные и пиридиновые структурные единицы; модификация первичных продуктов реакций илидов с азиринами для получения синтетически полезных производных; синтез новых гетероциклических илидов и исследование равновесий илид - ^-гетероциклический карбен (NHC).
Вг
Цели и задачи работы
further reactions
Научная новизна и практическая значимость
В ходе работы были расширены границы применимости реакции илидов азота с 2Н-азиринами. Разработаны методы синтеза и получен широкий спектр новых пирролилимидазольных и пирролилтриазольных ансамблей, бетаинов нового типа (2-оксо-3-(пиридин-1 -ий-1 -ил)-2,3-дигидро- 1Н-пирролидов и (4-пиридин-1 -ий-1 -ил)-5-(трифторметил)-пиррол-1-идов). Разработан метод синтеза ^-амино-а-(трифторметил)-1Н-пирролов. Изучена реакционная способность полученных соединений, в частности, их каталитическое восстановление и реакции с халькогенами. Показано, что пирролилимидазолий и пирролилтриазолий бромиды являются предшественниками илидов, находящихся в таутомерном равновесии с ^-гетероциклическими карбенами. Получен первый пирролил-замещенный триазольный КИС. Медь-промотируемой и радикальной внутримолекулярной циклизацией орто-бромзамещенных пирролилтриазолий бромидов синтезированы новые гетероциклические каркасы с люминесцентными свойствами, пирроло[3,2-с][1,2,4]триазоло[3,4-а]изохинолины и пирроло[3,2-с][ 1,2,4]триазоло[5,1 -а]изохинолины.
Г! Л1 *
ГГ N
Т^н Г> Вг +
......
N л'
Аг
N N N Ы+ I 1
н'^Лу^о *
з и* у Г Т^н к - ^
(ч3о2с к20гс/ к202с к2о2с я2о2с 4
Методология и методы исследования
При разработке новых методов синтеза оптимальные условия реакций, ведущие к максимальным выходам целевых соединений, находили путем широкого варьирования растворителей, температуры и кислотно-основных параметров реакций с использованием хроматографии и ЯМР в качестве аналитических методов. Все новые соединения были охарактеризованы комплексом физико-химических методов анализа, а именно: с помощью масс-спектрометрии высокого разрешения с электроспрей ионизацией (HRMS/ESI), спектров 1H, 13C ЯМР и DEPT-135, для кристаллических продуктов измерены температуры плавления. Структура продуктов реакции была доказана с использованием двумерной ЯМР спектроскопии, а именно COSY, NOESY, HMBC 1H-13C, HSQC 1H-13C, HMBC 1H-15N, HSQC 1H-15N, а в некоторых случаях рентгеноструктурным анализом монокристаллов.
Структура и объем работы
Материал диссертации изложен на 254 страницах (русская версия) и включает 30 схем, 23 таблицы и 19 рисунков. Диссертация состоит из титульного листа, оглавления, введения, литературного обзора, обсуждения результатов, результатов и выводов, экспериментальной части и списка цитированной литературы (включающего 189 наименований). Литературный обзор посвящен реакциям пиридиниевых илидов и использованию их в синтезе различных типов соединений. Обсуждение результатов включает основные достигнутые результаты, схемы синтеза целевых соединений, исследование их реакционной способности и установление структуры. Экспериментальная часть содержит детальное описание методик синтеза, физических свойств и спектральные данные полученных соединений.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 16-33-00598) и Российского научного фонда (грант № 16-13-10036).
Апробация работы
По материалам диссертации опубликовано 5 статей в журналах, индексируемых Scopus:
1) Khlebnikov, A. F.; Tomashenko, O. A.; Funt, L. D.; Novikov, M. S. A simple approach to pyrrolylimidazole derivatives by azirine ring expansion with imidazolium ylides. // Org. Biomol. Chem., 2014, 12, 6598-6609 [31].
2) Funt L. D., Tomashenko O. A., Khlebnikov A. F., Novikov M. S., Ivanov A. Yu. Synthesis, transformations of pyrrole-and 1, 2, 4-triazole-containing ensembles, and generation of pyrrole-substituted triazole NHC // J. Org. Chem., 2016, 81, 11210-11221 [32].
3) Funt L. D., Tomashenko O. A., Mosiagin I. P., Novikov M. S., Khlebnikov A. F. Synthesis of Pyrrolotriazoloisoquinoline Frameworks by Intramolecular Cu-Mediated or Free Radical Arylation of Triazoles // J. Org. Chem., 2017, 82, 7583-7594 [33].
4) Funt L. D., Novikov M. S., Starova G. L., Khlebnikov A. F. Synthesis and properties of new heterocyclic betaines: 4-Aryl-5-(methoxycarbonyl)-2-oxo-3-(pyridin-1-ium-1-yl)-2,3-dihydro-1#-pyrrol-3-ides // Tetrahedron, 2018, 74, 2466-2474 [34].
5) Funt L. D., Tomashenko O. A., Novikov M. S., Khlebnikov A. F. An Azirine Strategy for the Synthesis of Alkyl 4-Amino-5-(trifluoromethyl)-1#-pyrrole-2-carboxylates // Synthesis, 2018, 50(24), 4809-4822 [35].
А также тезисы 5 докладов на научных конференциях:
1) VIII Всероссийская конференция с международным участием молодых ученых по химии «Менделеев-2014». Санкт-Петербург, 1-4 апреля 2014 г, стендовый доклад, тезисы стр. 14-15, mendeleev.spbu.ru;
2) VI Международная конференция молодых ученых «Органическая химия сегодня» InterCYS-2014. Санкт-Петербург, 23-25 сентября 2014 г, устный доклад, тезисы стр. 30, intercys.spbu.ru;
3) Кластер конференций по органической химии «0ргХим-2016». Санкт-Петербург (пос. Репино), 27 июня-1 июля 2016 г. Стендовый доклад, тезисы стр. 232, onlinereg.ru/orgchem2016;
4) Научная конференция грантодержателей РНФ "Фундаментальные химические исследования XXI века". Москва, 20-24 ноября 2016 г, стендовый доклад, тезисы стр. 571;
5) X Международная конференция молодых учёных по химии «Менделеев-2017». Санкт-Петербург, 4-7 апреля 2017 г. Стендовый доклад, тезисы стр. 252, http://mendeleev.spbu.ru.
2. Литературный обзор
Синтез гетероциклических соединений реакциями пиридиниевых илидов
Пиридиниевые илиды являются многоцелевыми синтетическими блоками гетероциклической химии. Их широкое использование в качестве исходных материалов для синтеза гетероциклов обусловлено как их доступностью, благодаря разработке нескольких общих стратегий их получения, так и высокой реакционной способностью как нуклеофилов, 1,3-диполей и электрофилов. После получения первого стабильного пиридиниевого илида Kшhnke в 1935 году [36] химия пиридиниевых илидов интенсивно развивалась, и ее успехи отражены в многочисленных обзорах. Последние подробные обзоры освещают теоретическое и синтетическое значение реакций пиридиниевых илидов вплоть до 2012 года [26,27]. В недавнем обзоре, посвященном пиридиниевым солям [37] упомянуто всего пять реакций пиридиниевых илидов, опубликованных в 2009-2015 годах. В настоящем обзоре обсуждаются новые исследования реакционной способности пиридиниевых илидов за период с 2012 по 2019 гг, хотя при необходимости цитируются и более ранние работы. Поскольку наиболее важные методы получения пиридиниевых илидов были описаны в обзоре N. De Kimpe [26], в настоящем обзоре этот вопрос не рассматривается, вследствие отсутствия сколько-нибудь значимых новых результатов в этой области.
Главные направления использования пиридиниевых илидов в органическом синтезе представлены на схеме 1. Они включают получение спиро- и конденсированных пирролов, фуранов и производных циклопропана.
Схема 1. Синтетическое применение реакций пиридиниевых илидов
ЕМв
\
Ми-АЬ^юп/СусИгайоп/ЕНггнпайоп (Ох1с1а1юп) ог 1,3-01ро!аг Сус!оас]с1Шоп/ЕНттайоп (ОхИайоп)
EWG = C(0)R
1Ми-А(Шюп/ 1,5-СусПга1юп
1,3-01ро1аг Сус1оас1с1Шоп/ I ЕПптпа1юп (ОхИайоп)
Е\Л/С
Е\Л/в
1\1и-Ас1с]Шоп/ 1.3-СусПгаНоп
2.1. Получение ^-гетероциклов
2.1.1. Производные пиррола 2.1.1.1. [а|-Конденсированные пирролы
Индолизины являются важным классом #-гетероциклов в связи с их широким спектром биологической активности. Были разработаны многочисленные синтетические подходы к индолизиновому скелету, но наиболее часто используемым является (2+3)-циклоприсоединение пиридиниевых илидов, полученных из а-галокарбонильных соединений и пиридинов, к электронодефицитным олефинам или алкинам. Реакции пиридиниевых илидов с алкинами в большинстве случаев идут по пути 1,3-диполярного циклоприсоединения с последующим окислением в производные индолизина, тогда как реакции с олефинами, приводящие к образованию индолизинов, могут протекать как по пути 1,3-диполярного циклоприсоединения с последующим элиминированием/окислением, ведущим к ароматизации, так и по пути нуклеофильного присоединения илида по двойной связи С=С, с последующей циклизацией и элиминированием/окислением. Металл-катализируемые реакции пиридиниевых илидов с ненасыщенными связями обычно протекают по более сложным механизмам.
Реакции с ацетиленами
Реакция илидов, полученных из трифлата 1-(1-цианоэтил)пиридиния 1 с диметилацетилендикарбоксилатом (DMAD) 2 в основных условиях, приводит к индолизину 3 через 1,3-диполярное циклоприсоединение илида и дальнейшее отщепление HCN (схема 2) [38]. Схема 2
СШ
X
+
см
С02Е1
С02Е1 2
КСМВи
омр о °с
3, 76%
Производные циклоприсоединения
индолизина могут быть получены путем 1,3-диполярного 1-(2'-бензимидазолилметил)пиридиниевых илидов к
электронодефицитным алкинам (схема 3) [39]. Аналогичным образом реакция 1-(хинолин-2-илметил)пиридиниевых илидов с DMAD 2 позволяет получить диметил-3-(хинолин-2-ил)индолизин-1,2-дикарбоксилат (схема 3) [40].
Схема 3
н С1 N
N
N
Е131Ч, СНС13
6, 30-45%
Ме02С
К = С02Ме, С02Е1, Н; = С02Ме, С02Е1
ОМАй 2
Е13М, СНС13
8, 32%
получены путем 1,3-диполярного циклоприсоединения пиридиниевых илидов к арил-, гетерил- и алкил-замещенным пропиоловым альдегидам. Данная методология позволяет синтезировать функционализированные индолизины в мягких условиях, широко варьируя структуру субстратов (схема 4) [41].
Индолизин-1 -карбальдегиды 11 были
сно +
R 9
R1
А'
Вг
+
+
Ar
Cs2CQ3 MeCN, rt
10
СНО 11, 54-84%
R = Ar, 2-Thienyl, Alk; R 1 = H, 4-Me, 4-Et, 4-CN
Пиридил-замещенные индолизины 16 были получены с помощью однореакторной трехкомпонентной реакции. В качестве исходных соединений использовались коммерчески доступные 2,2'-бипиридил 12, замещенные бромацетофеноны 13 и электронодефицитные алкины. Реакцию проводили в 1,2-эпоксибутане 15, который выполнял роль растворителя и поглотителя кислоты (схема 5) [42].
Схема 5
15
+ АгСОСН2ВГ +
О
Ь—Et
13
R = Me, ОМе, OEt
14
R
reflux, 40 h
16, 42-61%
Три возможных структурных изомера 4-(пиридил)пиримидина использовались для получения пирроло[1,2-с]пиримидинов и индолизинов путем 1,3-диполярного циклоприсоединения #-илидов, генерируемых in situ из соответствующих солей. Кватернизация 4-(3-пиридил)пиримидина 17 и 4-(4-пиридил)пиримидина 21 фенацилбромидом 13 происходит ожидаемо по пиридиновому атому азота и приводит к пиридиний бромидам и далее к индолизинам через промежуточные #-илиды пиридиния. Однако в случае 4-(2-пиридил)пиримидина 24 стерические затруднения направляют реакцию через #-илид пиримидиния, и, следовательно, к образованию пирроло[1,2-с]пиримидинов 26 (схема 6) [43].
\\ //"Л //
17
21
ArCOCH2Br 13
acetone reflux, 8 h
ArCOCH2Br 13 t
acetone reflux, 8 h
19
Br 18
Qi И reflux, 48 h
20, 45-68% R
О
reflux, 48 h
\\ //
24
ArCOCH2Br 13
acetone reflux, 8 h
19
reflux, 24 h
R = H, C02Me; E = Ac, C02Me, C02Et
Для получения ряда веществ со значимыми фармакологическими и фотоэлектрическими свойствами разработан иод-промотируемый вариант синтеза ацилиндолизинкарбоксилатов 29 с помощью 1,3-диполярного циклоприсоединения илидов к ацетиленкарбоксилатам с последующей ароматизацией (схема 7) [44].
Схема 7
C02R1
C02R1 l2, DMSO, rt, 2h
"X
+. N'
k
+
R
27
R2 28
R
29, 52-85%
R = АгС(О), СМ; X = I, С1; R1 = Ме, Е1; R2 = С02Ме, С02Е^ Н
Вероятный механизм реакции представлен на схеме 8. Сначала молекулярный йод -слабая кислота Льюиса - индуцирует образование резонансно стабилизированного енолят-аниона 31, который претерпевает нуклеофильное присоединение к алкину с образованием интермедиата 32. Последний циклизуется по пиридиновому кольцу с образованием промежуточного дигидропиррольного цикла 33. Молекула йода содействует ароматизации молекулы, что и приводит к ацилиндолизинкарбоксилатам 29 (схема 8) [44].
о 27
I -Hl
29
r2 ~c02r1 33
co2r1
Функционализированные 2-индолизин-3-ил-1,3-бензотиазолы 38 были получены с умеренными выходами реакцией 1-(1,3-бензотиазол-2-илметил)пиридиний иодидов 36 с ацетиленовыми эфирами 37 в ацетонитриле. При использовании изохинолинов в данных условиях получаются диалкил 3-(1,3-бензотиазол-2-ил)пирроло[2,1-а]изохинолин-1,2-дикарбоксилаты (схема 9) [45].
Схема 9
+ г%
N
34
35
N"" S
I
,'j
.О зе
37
r202c——r1
(/Pr)2NEt R1 = C02Alk; R2 = Alk
C02r2
38, 75-90%
1,3-Диарилиндолизины 43 получены с высокими выходами путем 1,3-диполярного циклоприсоединения илидов азота к замещенным пропинонам 42 (схема 10) [46]. Схема 10
О
О
Г О II 4 ^ ^
39 |2, (¡-рг)21че1
MeCN
n' r1 = н, 4-Br, 4-МеО; r2 = н, 2/4-Ме, 4-N02 43, 73-87%"
Синтез индолизинов из коммерчески доступных алкинов, пиридина и диазосоединений был описан Douglas с сотр. (схема 11). В методе используется образование #-илидов реакцией диазоэфиров с пиридинами катализируемой комплексом [Fe(TPP)Cl]. Реакция толерантна ко многим растворителям и требует всего лишь 0.25 mol% катализатора. Важно отметить, что
железо-катализируемая реакция совместима с электрофильными алкинами, при этом возможные побочные реакции практически не протекают [47]. Схема 11
_„ N2
ЕЮ2С^ 44
^М 40
+
Л2 5
[Ре(ТРР)С1] ОСМ, -20 °С 16 И
R = Н, Ме, МеО, Ас, СНО, СМ, Р11, На1;
= Н, С02А1к; Я2 = С02А1к, 302Р11, РЬ, Ме381
РЬ
[Ре(ТРР)С1] = РМНч /
Электронодефицитные инамиды 47, вступают в реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения со стабилизированным пиридиниевым илидам. Эти реакции открывают эффективный и общий подход к ряду разнообразных замещенных 2-аминоиндолизинов 48 (схема 12) [48].
Схема 12
П
X
+
46
М'
,EWG
К2С03
ОМЕ 11
47
К1
Е\ЛГС
К = А1ку1, Агу1; К1 = А1ку1, Агу1, Не1егоагу1, ОМе К1 = С02Е1, СОА1ку1, СОАгу1; (Ч3 = А1ку1, Агу1; EWG = Те, Вое
Новые азотсодержащие полициклические ароматические углеводороды 50 были синтезированы реакцией циклоприсоединения полициклических ароматических азометин-илидов к различным ацетиленовым диполярофилам 5 с последующим окислением интермедиатов в однореакторном режиме. Полученные соединения демонстрируют хорошие оптоэлектронные свойства, например, высокие коэффициенты экстинкции и квантовые выходы флуоресценции (схема 13) [49].
N + +
1) ТЕА, ОСМ, 11
2) ООО, ^>1иепе, 11
Л2 5
^ = *Ви, МеО; Н2 = С02Ме, С6Р5
Азотсодержащее производное кораннулена 54, 8-mреm-бутил-6b2-азапентабензо[Ъс,е/,Ы,к1,по]кораннулен, было получено 1,3-диполярным циклоприсоединением полициклического ароматического азометин-илида 52 к диариацетилену 51 с последующей палладий-катализируемой внутримолекулярной циклизацией (схема 14). Эта молекула представляет собой первый пример производных кораннулена, содержащих гетероатом внутри цикла, и обладающих уникальными структурными и физическими свойствами, обусловленными гетероатомом и более протяженным п-сопряжением [50].
Схема 14
омэо
[Рс1(РСуз)2С12] СэгСОз
ОМА
1Ви
Мезоионные гетероциклические бетаины 55^56, такие как производные хинолизиния, вступают в реакцию региоселективного (2+3)-циклоприсоединения с электронодефицитными производными ацетилена (схема 15) [51]. Схема 15
28
ТИР 11
ог
1о1иепе, А
14 = Ме, Вп, /Рг, МеСН=СН; И1 = Ме, ЕЪ Н2 = Н, Ме, СР3
57, 19-43%
И102С ^ 58
Реакции с алкенами
Электронодефицитные алкены гораздо более доступны, чем электронодефицитные алкины. Поэтому замена алкина на алкен может значительно расширить границы применимости реакции циклоприсоединения пиридиниевых илидов и снизить стоимость синтеза. В том случае, когда электронодефицитные алкены используются для получения индолизинов через (2+3)-циклоприсоединение, соответствующие индолизины могут быть получены из промежуточных тетрагидроаддуктов либо путем дегидрирования с использованием избытка окислителя, либо путем ароматизации через элиминирование (если алкены содержат легко отщепляющиеся группы).
Ж-Алкилирование пиридинов трифлатами циангидринов или а-галонитрилами дает 1-(1-цианоалкил)пиридиниевые соли 60, 63, которые могут вступать в реакции с нитроолефинами в основных условиях с получением полизамещенных индолизинов (схема 16). Индолизиновый фрагмент может быть собран из пиридина, двух альдегидов и нитроалкана, при этом в продукте не остается нежелательных функциональных групп. Когда для Ж-алкилирования пиридина использовался бромацетонитрил, были получены 3-индолизин-карбонитрилы 64. Пиридин в данном случае может быть заменен другими азинами, что открывает путь к другим гетероциклическим системам [38].
Схема 16
X = OTf, Cl
60, 64-98%
62, 21-77%
R = H, Alk, Ph; R1 = Alk, Ar; R2 = Ar, Alk, R3 = Me, Et
J
reflux
CN
64, 70-82%
NC
61
63
CN
Br
N02 Ag2C03
DMF, 0 °C
68, 80%
CI
Возможным объяснением различного поведения а-замещенных и а-незамещенных 1-(цианометил)пиридиниевых солей может быть CH-кислотность интермедиата 71, образующегося после согласованного или ступенчатого присоединения пиридиниевого илида 69 к нитроолефину 61 и последующего отщепления нитрита под действием основания (схема 17). При наличии заместителя в а-положении дегидроцианирование является единственным возможным путем для создания ароматической системы, тогда как для незамещенных производных депротонирование с последующим окислением становится преобладающим процессом [38].
Был разработан общий метод синтеза замещенных индолизинов с помощью промотируемого ацетатом меди(П) окислительного [3+2]-аннеллирования а-фторнитроалкенов с пиридиниевыми илидами, генерируемыми in situ. Применение системы ацетат меди(П)/2,6-лутидин открывает путь к различным 1-фториндолизинам с выходами до 81%. В этой реакции могут быть использованы как электроноизбыточные, так и электронодефицитные нитроалкены,
Схема 17
(R1 = Н ) -Н+
наряду с различными пиридиниевыми и изохинолиниевыми солями. Более того, было обнаружено, что медь-промотируемое аннелирование применимо и для других а-замещенных нитроалкенов (алкил, хлор, алкоксикарбонил), что дает возможность получать соответствующие индолизины (схема 18) [52].
Схема 18
R
Ar
NO,
74
EWG
+ N
Hai
Cu(0Ac)2»H20
2,6-lutidine DCE, MS 4Ä, 0°C-rt
75
R = H, Me, PhthN, Br, benzo; EWG = C02Et, CN
Cu(0Ac)2*H20
61
NO,
NC
+ N _ J Br
63
2,6-lutidine DCE, MS 4А, 0°C-rt
R1 = H, Ar, Alk; R2 = H, Alk, COzEt
Пиридиниевые илиды, генерируемые из пиридиниевых солей Py+CH2EWG X- (EWG = CO2Et, CONEt2, CN, Ac, Bz) в присутствии основания, реагируют с акцепторами Михаэля Ar-CH=C(CO2Et)(EWG') (EWG' = CO2Et, Ac, SO2Me, CONH2) при комнатной температуре с образованием циклоаддуктов ступенчатого [3+2]-циклоприсоединения. При определенных условиях можно зафиксировать промежуточные аддукты Михаэля. Обработка реакционных смесей 1 эквивалентом хлоранила и кислородом воздуха в присутствии гидроксида натрия приводит к 1-(этоксикарбонил)индолизинам через дегидрирование и элиминирование электроноакцепторной группы (EWG'). Хорошие выходы индолизинов также дают Py+CH2CN Br-и /Pr-CH=C(CO2Et)2, что свидетельствует о том, что данный метод не ограничивается ароматическими акцепторами Михаэля. Структурно схожие изохинолиниевые соли реагируют с акцепторами Михаэля аналогичным образом с образованием пирроло[2,1 -а]изохинолинов (схема 19) [53].
Схема 19
ах
78
C02Et
EWG Et02C.X02Et DCM/aq. NaOH (32%) 20 °C
2. chloranil, DCM, air 20 °C
DCM/aq. NaOH (32%) _20 °C_„
2. chloranil, DCM, air 20 °C
Br
R02C
63 CN
+
XI
77
1. DCM/aq. NaOH (32%) EWG 20 °C
ri 2. chloranil, DCM, air
20 °C
С1Ч 81, 34-82%
^ et я1. описывает однореакторный метод синтеза полизамещенных индолизинов из а-галокарбонильных соединений, пиридинов и электронодефицитных алкенов в присутствии ацетата натрия как основания и моногидрата ацетата меди в качестве окислителя (схема 20). Реакционные условия позволяют получать продукты с широким набором функциональных групп, включая альдегидную. Полизамещенные индолизины также могут быть получены этим методом в граммовых количествах [54].
Схема 20
R
О
N + Ph
solvent Br_free
13
40
R
Br-
Nt
Ph "O 10
^"C02Et 82
-
Cu(0Ac)2'H20
NaOAc, DMF 80 °C, 4 h
C02Et
R = H, Me, CN, C02Me, NMe2, Cl, benzo
Было исследовано влияние природы растворителя на реакции пиридиниевых илидов с (E)-1,2-ди(алкилсульфонил)-1,2-дихлороэтенами 84. Обнаружено, что в апротонных растворителях (CHCl3, DMF, MeCN) эти реакции протекают как 1,3-диполярное циклоприсоединение с последующим двойным элиминированием HCl с образованием замещенных 1,2-ди(алкилсульфонил)индолизинов 86 (схема 21). В протонных растворителях (EtOH) в присутствии избытка Et3N реакции замещенных пиридиниевых солей с E-1,2-ди(алкилсульфонил)-1,2-дихлороэтенами протекают одновременно по пути 1,3-диполярного циклоприсоединения и пути присоединения-отщепления, приводя к 1,2-ди(алкилсульфонил)индолизинам и 4,5-ди(алкилсульфонил)фуранам соответственно [55].
Схема 21
~ " r1
+N
Et,N
Br
Ar
-Et3NH+Br"
10
Ar
R, R1 = H, Me; R3 = Et, Pr
О 41
r3o2s cl
>=< , cl 84 s02r3
50 °C, 40 min
-2Et3NH+Cr
SOiR"3
Ar S°2RJ 86, 62-75%
Нагревание замещенных пиридиниевых и изохинолиниевых солей (Е)-1,2-ди(алкилсульфонил)-1,2-дихлороэтенами 84 либо в хлороформе, либо в ацетоне в присутствии
трехкратного избытка EtзN позволило получить замещенные 1,2-ди(алкилсульфонил)индолизины 86 и 1,2-ди(алкилсульфонил)пирроло[2,1-а]изохинолины 88 с высокими выходами. Было обнаружено, что присутствие электронодонорных или электроноизбыточных заместителей в пиридиниевом илиде благоприятствует образованию 8-замещенных или 6-замещенных 1,2-(диалкилсульфонил)индолизинов соответственно (схема 22) [56].
Схема 22
+ 1
ю д
Br EfaN, снс13 or acetone
+ï
V
0 41
1 -
r2o2s cl
cl 84 soap2
reflux, 40 min
or/and
r2o2s so2r
R 02S S02R^
R = Me, NH2, Ac, CONH2; R1 = Ar, OMe; NH2; R2 = Et, Pr
86, 36-75%
Br
Et3N
acetone
87 о
R202S Cl
Cl 84 s02r^ reflux, 40 min
S02R2
R1 = Ar, OMe, NH2
R1 S02R^ 88, 68-74%
Промотируемая основанием трехкомпонентная домино-реакция in situ генерируемых пиридиниевых илидов с а-оксокетендитиоацеталями 90, проводимая в однореакторном режиме, приводит к синтезу тио-замещенных производных индолизина 91 (схема 23) [57]. Схема 23
R
N 40
.EWG + f THF ,
Br 10 h, rt 89
Br
Г
N +
EWG
О SMe О
АА
SMe
90
vSMe R1
NaH, THF, 65 °C
75
EWG
R = H, Ме, NMe2, EWG = CN, C02Et; R1 = Me, Ar
Двойное [3+2]-циклоприсоединение илидов, генерируемых из фенацилпиридиний бромидов 10, к малеимидам 92 позволяет диастереоселективностью синтезировать трициклический скелет алкалоида 261С 94 (схема 24) [58].
4-метокси-Ж-с высокой
Схема 24 ОМе
N'
Br
Ar 10
92
О
^N-R1 О
DBU, DCM
rt, 24 h R1 =Me, Ph
О О Ar 93
О О Ar 94, 23-61%
1
93
Ar О 97
Коммерчески доступные комплексы железа(Ш) и меди(Г) катализируют многокомпонентные реакции между диазосоединениями, пиридинами и электрофильными алкенами, ведущие к образованию тетрагидроиндолизинов алкалоидного типа с высокими выходами и диастереоселективностью (схема 25). Эти реакции подразумевают каталитическое генерирование пиридиниевых илидов через металлокарбены и дальнейшее in situ циклоприсоединение их к алкенам [59].
Схема 25
ею2с
О-
R
+
N 40
N2
ЕЮ2С^ 44
у [Fe(TPP)CI], toluene
92 О rt, 1 h
R = CF3, CN, Br, MeO
О
98, 66-94%
44 о
[(MeCN)4Cu]PF6 DCM, rt
Обработка 5-бромо-2-(бромоацетил)тиофена изохинолином приводит к изохинолиниевой соли 101, которая реагирует с производными акриловой кислоты в присутствии EtзN и MnO2 с образованием 3-[(5-бромотиофен-2-илкарбонил]пирроло[2,1-а]-изохинолинов 104 (схема 26) [60].
Похожие диссертационные работы по специальности «Органическая химия», 02.00.03 шифр ВАК
Rh(II)-Катализируемые реакции 1-сульфонил-1,2,3-триазолов с азиринами и азолами со слабыми связями N-O и N-N в синтезе азотсодержащих гетероциклов2021 год, кандидат наук Стрельникова Юлия Олеговна
“1-Гидроксиинолизины Свойства и синтетический потенциал”2022 год, кандидат наук Нечаев Илья Васильевич
Каталитическое аннелирование циклических енолов 2H-азиринами как путь к новым орто-конденсированным гетероциклам2021 год, кандидат наук Сахаров Павел Алексеевич
«Превращения соединений, содержащих аллиламинные и β-аминокетонные фрагменты: окисление, сигматропные перегруппировки и взаимодействие с алкинами»2017 год, кандидат наук Малкова Анастасия Владимировна
Синтез азиринодибензазепинов и оксазепинов и их применение в качестве источников азометин-илидов2011 год, кандидат химических наук Петровский, Петр Петрович
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Фунт Лия Дмитриевна, 2020 год
6. Список литературы
[1] F. Palacios, A.M.O. de Retana, E.M. de Marigorta, J.M. de los Santos, 2H-Azirines as Synthetic Tools in Organic Chemistry, European J. Org. Chem. 2001 (2001) 2401-2414. doi:10.1002/1099-0690(200107)2001:13<2401::AID-EJOC2401>3.0.CO;2-U.
[2] F. Palacios, A.M.O. de Retana, E. Martinez de Marigorta, J. Manuel de los Santos, Preparation, Properties and Synthetic Applications of 2H-Azirines: a Review, Org. Prep. Proced. Int. 34 (2002) 219-269. doi:10.1080/00304940209356770.
[3] L. Tchissambou, M. Benechie, F. Khuong-Huu, Alcaloides imidazoliques—VI, Tetrahedron. 38 (1982) 2687-2695. doi:10.1016/0040-4020(82)80023-9.
[4] N.S. Narasimhan, H. Heimgartner, H.-J. Hansen, H. Schmid, Thermische Reaktionen mit 3-Phenyl-2H-azirinen; 1,3-dipolare Cycloadditionen und En-Reaktionen, Helv. Chim. Acta. 56 (1973) 1351-1370. doi:10.1002/hlca.19730560419.
[5] M.J. Alves, T.L. Gilchrist, J.H. Sousa, Reactions of methyl 2-aryl-2H-azirine-3-carboxylates with nucleophiles, J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1. (1999) 1305-1310. doi:10.1039/a901145e.
[6] C. Alonso-Cruz, R. Freire, M. Rodriguez, E. Suarez, Synthesis of Mono- and Bis-C-glycosylated 2,3,4-Trisubstituted 1H-Pyrroles as Cyclo- and Acyclo-C-nucleoside Analogues, Synlett. 2007 (2007) 2723-2727. doi:10.1055/s-2007-991061.
[7] S. Chiba, Y.-F. Wang, G. Lapointe, K. Narasaka, Synthesis of Polysubstituted #-H Pyrroles from Vinyl Azides and 1,3-Dicarbonyl Compounds, Org. Lett. 10 (2008) 313-316. doi:10.1021/ol702727j.
[8] E.P.J. Ng, Y.-F. Wang, B.W.-Q. Hui, G. Lapointe, S. Chiba, Orthogonal synthesis of pyrroles and 1,2,3-triazoles from vinyl azides and 1,3-dicarbonyl compounds, Tetrahedron. 67 (2011) 77287737. doi:10.1016/j.tet.2011.08.006.
[9] X. Qi, Y. Jiang, C.-M. Park, Divergent reactivity of a-oximino carbenoids: facile access to 2-isoxazolines and 2H-azirines, Chem. Commun. 47 (2011) 7848. doi:10.1039/c1cc11683e.
[10] F. Palacios, A.M. Ochoa de Retana, A. Velez del Burgo, Selective Synthesis of Substituted Pyrrole-2-phosphine Oxides and -phosphonates from 2H-Azirines and Enolates from Acetyl Acetates and Malonates, J. Org. Chem. 76 (2011) 9472-9477. doi:10.1021/jo201932m.
[11] K.W. Law, T.-F. Lai, M P. Sammes, A.R. Katritzky, T.C.W. Mak, The synthesis and chemistry of azolenines. Part 2. A general synthesis of pyrrole-2-carboxylic acid derivatives by the reaction of 2H-azirines with enamines, and the crystal and molecular structure of ethyl 3-phenyl-4,5,6,7-tetrahydroindole-2-carboxylate, J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1. (1984) 111. doi:10.1039/p19840000111.
[12] N. V. Rostovskii, M.S. Novikov, A.F. Khlebnikov, S.M. Korneev, D.S. Yufit, Cu(II)-catalyzed
domino reaction of 2H-azirines with diazotetramic and diazotetronic acids. Synthesis of 2-substituted 2H-1,2,3-triazoles, Org. Biomol. Chem. 11 (2013) 5535. doi:10.1039/c3ob40708j.
[13] A. Padwa, Aziridines and Azirines: Monocyclic, in: Compr. Heterocycl. Chem. III, Elsevier, 2008: pp. 1-104. doi:10.1016/B978-008044992-0.00101-2.
[14] A.F. Khlebnikov, M.S. Novikov, Recent advances in 2H-azirine chemistry, Tetrahedron. 69 (2013) 3363-3401. doi:10.1016/j.tet.2013.02.020.
[15] S. Sato, H. Kato, M. Ohta, Azirines. I. The Reaction of 2-Phenylazirine with Carbanions, Bull. Chem. Soc. Jpn. 40 (1967) 2936-2938. doi:10.1246/bcsj.40.2936.
[16] A. Laurent, P. Mison, A. Nafti, N. Pellissier, Synthese de 2H-pyrroles et de pyrroles: action de carbanions sur des 2H-azirines ou des sels de #,#,#-trimethylhydrazonium, Tetrahedron. 35 (1979) 2285-2292. doi:10.1016/0040-4020(79)80123-4.
[17] A. Padwa, Y. Kulkarni, Synthesis and thermal rearrangement of 2-allyl substituted 2-pyrrole derivatives, Tetrahedron Lett. 20 (1979) 107-110. doi:10.1016/S0040-4039(01)85895-0.
[18] A. Laurent, P. Mison, A. Nafti, N. Pellissier, Thermolyse de trans-crotyl-2 2H-pyrroles : competition entre rearrangements de cope et d'aza-2 claisen, Tetrahedron Lett. 23 (1982) 655658. doi:10.1016/S0040-4039(00)86914-2.
[19] Y. Mei, P.A. Bentley, W. Wang, A selective and sensitive chemosensor for Cu2+ based on 8-hydroxyquinoline, Tetrahedron Lett. 47 (2006) 2447-2449. doi:10.1016/j.tetlet.2006.01.091.
[20] P.F. dos Santos Filho, U. Schuchardt, Nickel(II)-Catalyzed Synthesis of Pyrroles from 2H-Azirines and Activated Ketones, Angew. Chemie Int. Ed. English. 16 (1977) 647-648. doi:10.1002/anie.197706471.
[21] G. L'abbé, P. Van Stappen, J.-P. Dekerk, Reactions of a 2H-azirine with electron-rich olefins; synthesis of dimethyl pyrrole-2,3-dicarboxylates, J. Chem. Soc., Chem. Commun. (1982) 784785. doi:10.1039/C39820000784.
[22] A.F. Khlebnikov, M. V Golovkina, M.S. Novikov, D.S. Yufit, A Novel Strategy for the Synthesis of 3-(#-Heteryl)pyrrole Derivatives, Org. Lett. 14 (2012) 3768-3771. doi:10.1021/ol3016594.
[23] P.M. Zugravescu I., N-Ylide Chemistry, McGraw-Hill, New York, 1976.
[24] Litvinov V. P., Pyridinium ylides in organic synthesis. Part 1. General aspects: methods of generation, structure, and physicochemical characteristics, Russ. J. Org. Chem. 29 (1993) 1722.
[25] A.G. Mikhailovskii, V.S. Shklyaev, Pyrrolo[2,1-a]isoquinolines (review), Chem. Heterocycl. Compd. 33 (1997) 243-265. doi:10.1007/BF02253103.
[26] J. Jacobs, E. Van Hende, S. Claessens, N. De Kimpe, Pyridinium Ylids in Heterocyclic Synthesis, Curr. Org. Chem. 15 (2011) 1340-1362. doi:10.2174/138527211795378209.
[27] A. Kakehi, Reactions of pyridinium #-ylides and their related pyridinium salts, Heterocycles. 85 (2012) 1529-1577. doi:10.3987/REV-12-735.
[28] V.P. Litvinov, Pyridinium ylides in organic synthesis. Part 2. Pyridinium ylides as nucleophilic reagents, Russ. J. Org. Chem. 30 (1994) 1658.
[29] V. P. Litvinov and A. M. Shestopalov, Pyridinium ylides in organic synthesis. Part 4. Pyridinium ylides in nucleophilic addition-elimination (Adw-E) reactions, Russ. J. Org. Chem. 33 (1997) 903.
[30] D.S. Allgäuer, P. Mayer, H. Mayr, Nucleophilicity Parameters of Pyridinium Ylides and Their Use in Mechanistic Analyses, J. Am. Chem. Soc. 135 (2013) 15216-15224. doi:10.1021/ja407885h.
[31] A.F. Khlebnikov, O.A. Tomashenko, L.D. Funt, M.S. Novikov, A simple approach to pyrrolylimidazole derivatives by azirine ring expansion with imidazolium ylides, Org. Biomol. Chem. 12 (2014). doi:10.1039/c4ob00865k.
[32] L.D. Funt, O.A. Tomashenko, A.F. Khlebnikov, M.S. Novikov, A.Y. Ivanov, Synthesis, Transformations of Pyrrole- and 1,2,4-Triazole-Containing Ensembles, and Generation of Pyrrole-Substituted Triazole NHC, J. Org. Chem. 81 (2016). doi:10.1021/acs.joc.6b02200.
[33] L.D. Funt, O.A. Tomashenko, I.P. Mosiagin, M.S. Novikov, A.F. Khlebnikov, Synthesis of Pyrrolotriazoloisoquinoline Frameworks by Intramolecular Cu-Mediated or Free Radical Arylation of Triazoles, J. Org. Chem. 82 (2017). doi:10.1021/acs.joc.7b01341.
[34] L.D. Funt, M.S. Novikov, G.L. Starova, A.F. Khlebnikov, Synthesis and properties of new heterocyclic betaines: 4-Aryl-5-(methoxycarbonyl)-2-oxo-3-(pyridin-1-ium-1-yl)-2,3-dihydro-1#-pyrrol-3-ides, Tetrahedron. 74 (2018) 2466-2474. doi:10.1016/j.tet.2018.03.071.
[35] L.D. Funt, O.A. Tomashenko, M.S. Novikov, A.F. Khlebnikov, An Azirine Strategy for the Synthesis of Alkyl 4-Amino-5-(trifluoromethyl)-1#-pyrrole-2-carboxylates, Synth. 50 (2018). doi:10.1055/s-0037-1610840.
[36] F. Kröhnke, Über Enol-Betaine (I. Mitteil.), Berichte Der Dtsch. Chem. Gesellschaft (A B Ser. 68 (1935) 1177-1195. doi:10.1002/cber.19350680637.
[37] S. Sowmiah, J.M.S.S. Esperan9a, L.P.N. Rebelo, C.A.M. Afonso, Pyridinium salts: From synthesis to reactivity and applications, Org. Chem. Front. 5 (2018) 453-493. doi:10.1039/c7qo00836h.
[38] M. Kucukdisli, T. Opatz, A modular synthesis of polysubstituted indolizines, European J. Org. Chem. (2012) 4555-4564. doi:10.1002/ejoc.201200424.
[39] R. Belguedj, S. Bouacida, H. Merazig, A. Belfaitah, A. Bouraiou, 1-(2'-Benzimidazolylmethyl)-pyridinium ylide in the one-pot synthesis of indolizine and benzimidazo [1,2-a]pyridine derivatives, Zeitschrift Fur Naturforsch. - Sect. B J. Chem. Sci. 70 (2015) 555-561. doi:10.1515/znb-2015-0016.
[40] R. Belguedj, A. Bouraiou, S. Bouacida, H. Merazig, A. Chibani, Pyridinium ylides in the one-pot synthesis of a new quinoline/indolizine hybrid, Zeitschrift Fur Naturforsch. - Sect. B J. Chem.
Sci. 70 (2015) 885-887. doi:10.1515/znb-2015-0118.
[41] T. Gao, X. Chen, L. Jiang, M. Wu, H. Guo, J. Wang, S. Sun, J. Oiler, Y. Xing, General and Direct Synthesis of Indolizine-1-carbaldehydes by 1,3-Dipolar Cycloaddition of Phenylpropiolaldehyde with Pyridinium Ylides, European J. Org. Chem. 2016 (2016) 4957-4960. doi:10.1002/ejoc.201600945.
[42] E. Georgescu, F. Dumitrascu, F. Georgescu, C. Draghici, L. Barbu, A Novel Approach for the Synthesis of 5-Pyridylindolizine Derivatives via 2-(2-Pyridyl)pyridinium Ylides, J. Heterocycl. Chem. 50 (2013) 78-82. doi:10.1002/jhet.997.
[43] M.M. Popa, E. Georgescu, M.R. Caira, F. Georgescu, C. Draghici, R. Stan, C. Deleanu, F. Dumitrascu, Indolizines and pyrrolo[1,2-c]pyrimidines decorated with a pyrimidine and a pyridine unit respectively, Beilstein J. Org. Chem. 11 (2015) 1079-1088. doi:10.3762/bjoc.11.121.
[44] J. Liu, P. Yan, Y. Li, Z. Zhou, W. Ye, J. Yao, C. Wang, Iodine-promoted synthesis of acylindolizine derivatives from acetylenecarboxylates and pyridinium, isoquinolinium, or quinolinium ylides, Monatshefte Fur Chemie. 145 (2014) 617-625. doi:10.1007/s00706-013-1120-6.
[45] I. Yavari, K. Ghafouri, M. Naeimabadi, M.R. Halvagar, A Synthesis of Functionalized 2-Indolizin-3-yl-1,3-benzothiazoles from 1-(1,3-Benzothiazol-2-ylmethyl)pyridinium Iodide and Acetylenic Esters, Synlett. 29 (2018) 243-245. doi:10.1055/s-0036-1590910.
[46] I. Yavari, J. Sheykhahmadi, M. Naeimabadi, M.R. Halvagar, Iodine-mediated sp3 C-H functionalization of methyl ketones: a one-pot synthesis of functionalized indolizines via the 1,3-dipolar cycloaddition reaction between pyridinium ylides and ynones, Mol. Divers. 21 (2017) 18. doi:10.1007/s 11030-016-9720-9.
[47] T. Douglas, A. Pordea, J. Dowden, Iron-Catalyzed Indolizine Synthesis from Pyridines, Diazo Compounds, and Alkynes, Org. Lett. 19 (2017) 6396-6399. doi:10.1021/acs.orglett.7b03252.
[48] J. Brioche, C. Meyer, J. Cossy, Synthesis of 2-aminoindolizines by 1,3-dipolar cycloaddition of pyridinium ylides with electron-deficient ynamides, Org. Lett. 17 (2015) 2800-2803. doi:10.1021/acs.orglett.5b01205.
[49] R. Berger, M. Wagner, X. Feng, K. Müllen, Polycyclic aromatic azomethine ylides: A unique entry to extended polycyclic heteroaromatics, Chem. Sci. 6 (2015) 436-441. doi:10.1039/c4sc02793k.
[50] S. Ito, Y. Tokimaru, K. Nozaki, Benzene-Fused Azacorannulene Bearing an Internal Nitrogen Atom, Angew. Chemie - Int. Ed. 54 (2015) 7256-7260. doi:10.1002/anie.201502599.
[51] A. Gebert, M. Barth, A. Linden, U. Widmer, H. Heimgartner, Novel synthesis of 2-alkylquinolizinium-1-olates and their 1,3-dipolar cycloaddition reactions with acetylenes, Helv.
Chim. Acta. 95 (2012) 737-760. doi:10.1002/hlca.201200038.
[52] V.A. Motornov, A.A. Tabolin, Y. V. Nelyubina, V.G. Nenajdenko, S.L. Ioffe, Copper-mediated oxidative [3+2]-annulation of nitroalkenes and pyridinium ylides: general access to functionalized indolizines and efficient synthesis of 1-fluoroindolizines, Org. Biomol. Chem. 17 (2019) 14421454. doi:10.1039/C8OB03126F.
[53] D.S. Allgäuer, H. Mayr, One-pot two-step synthesis of 1-(ethoxycarbonyl)indolizines via pyridinium ylides, European J. Org. Chem. (2013) 6379-6388. doi:10.1002/ejoc.201300784.
[54] H. Hu, J. Feng, Y. Zhu, N. Gu, Y. Kan, Copper acetate monohydrate: A cheap but efficient oxidant for synthesizing multi-substituted indolizines from pyridinium ylides and electron deficient alkenes, RSC Adv. 2 (2012) 8637-8644. doi:10.1039/c2ra21213g.
[55] N.E. Dontsova, V.N. Nesterov, A.M. Shestopalov, Effect of solvent nature on the regioselectivity of the reactions of pyridinium ylides with £-1,2-di(alkylsulfonyl)-1,2-dichloroethene. from the reaction of 1,3-dipolar cycloaddition to the reaction of nucleophilic addition-elimination (Adw-E1,5), Tetrahedron. 69 (2013) 5016-5021. doi:10.1016/j.tet.2013.03.098.
[56] N.E. Dontsova, A.M. Shestopalov, Synthesis of substituted disulfonyl-containing polycyclic azines with the bridgehead nitrogen atom. Effects of the structure of 3-substituted pyridinium ylides on the regioselectivity of their reactions with £-1,2-di(alkylsulfonyl)-1,2-dichloroethenes, Russ. Chem. Bull. 66 (2017) 1030-1043. doi:10.1007/s 11172-017-1851-3.
[57] V. Ramesh, N.S. Devi, M. Velusamy, S. Shanmugam, Catalyst free Synthesis of Highly Functionalized Indolizines from In Situ Generated Pyridinium Ylides via One-Pot Multicomponent Reaction, ChemistrySelect. 4 (2019) 3717-3721. doi:10.1002/slct.201900665.
[58] R. Liu, X. Wang, J. Sun, C.G. Yan, A facile synthesis of tricyclic skeleton of alkaloid 261C by double [3+2] cycloaddition of pyridinium ylide, Tetrahedron Lett. 56 (2015) 6711-6714. doi:10.1016/j.tetlet.2015.10.049.
[59] J. Day, B. McKeever-Abbas, J. Dowden, Stereoselective Synthesis of Tetrahydroindolizines through the Catalytic Formation of Pyridinium Ylides from Diazo Compounds, Angew. Chemie - Int. Ed. 55 (2016) 5809-5813. doi:10.1002/anie.201511047.
[60] K.M. Dawood, M.B. Elamin, A.M. Farag, Microwave-Assisted Synthesis of Arylated Pyrrolo[2,1-a]Isoquinoline Derivatives via Sequential [3+2] Cycloadditions and Suzuki-Miyaura Cross-Couplings in Aqueous Medium, J. Heterocycl. Chem. 53 (2016) 1928-1934. doi:10.1002/jhet.2508.
[61] Y. Liu, H. Hu, J. Zhou, W. Wang, Y. He, C. Wang, Application of primary halogenated hydrocarbons for the synthesis of 3-Aryl and 3-Alkyl indolizines, Org. Biomol. Chem. 15 (2017) 5016-5024. doi:10.1039/c7ob00980a.
[62] F. Shi, Y. Zhang, Z. Lu, X. Zhu, W. Kan, X. Wang, H. Hu, Transition-Metal-Free Synthesis of
Indolizines from Electron-Deficient Alkenes via One-Pot Reaction Using TEMPO as an Oxidant, Synth. 48 (2016) 413-420. doi:10.1055/s-0035-1560973.
[63] J. Krishnan, B. Vedhanarayanan, B.S. Sasidhar, S. Varughese, V. Nair, NHC-Mediated Synthesis of Pyrrolo[2,1-a]isoquinolines and Their Photophysical Investigations, Chem. - An Asian J. 12 (2017) 623-627. doi:10.1002/asia.201601683.
[64] J. An, Q.Q. Yang, Q. Wang, W.J. Xiao, Direct synthesis of pyrrolo[2,1-a]isoquinolines by 1,3-dipolar cycloaddition of stabilized isoquinolinium N-ylides with vinyl sulfonium salts, Tetrahedron Lett. 54 (2013) 3834-3837. doi:10.1016/j.tetlet.2013.05.053.
[65] W.M. Shu, J.X. He, X.F. Zhang, S. Wang, A.X. Wu, TFA-Mediated DMSO-Participant Sequential Oxidation/1,3-Dipolar Cycloaddition Cascade of Pyridinium Ylides for the Assembly of Indolizines, J. Org. Chem. 84 (2019) 2962-2968. doi:10.1021/acs.joc.8b02755.
[66] Y. Tokimaru, S. Ito, K. Nozaki, Synthesis of Pyrrole-Fused Corannulenes: 1,3-Dipolar Cycloaddition of Azomethine Ylides to Corannulene, Angew. Chemie - Int. Ed. 56 (2017) 1556015564. doi:10.1002/anie.201707087.
[67] C. Tan, P. Yan, W. Ye, J. Yao, W. Wu, C. Wang, Iodine-Promoted Synthesis of 1-Alkyl-3-aroylindolizines from #-(Aroylmethyl)pyridinium Salts and Aliphatic Aldehydes, Heteroat. Chem. 25 (2014) 72-81. doi:10.1002/hc.21137.
[68] M. Kucukdisli, T. Opatz, Two-step synthesis of 2-aminoindolizines from 2-alkylpyridines, European J. Org. Chem. 2014 (2014) 5836-5844. doi:10.1002/ejoc.201402618.
[69] G.E. Khoroshilov, N.M. Tverdokhleb, V.S. Brovarets, E. V. Babaev, Simple stepwise route to 1-substituted 2-amino-3-ethoxycarbonylindolizines, Tetrahedron. 69 (2013) 4353-4357. doi:10.1016/j.tet.2013.02.049.
[70] N.M. Tverdokhleb, G.E. Khoroshilov, V. V. Dotsenko, Cascade synthesis of pyrido[3,2-a]indolizines by reaction of Kröhnke-Mukaiyama salts with malononitrile dimer, Tetrahedron Lett. 55 (2014) 6593-6595. doi:10.1016/j.tetlet.2014.10.046.
[71] M. Abaszadeh, M. Seifi, Ultrasound-assisted 1,3-dipolar cycloaddition and cyclopropanation reactions for the synthesis of bis-indolizine and bis-cyclopropane derivatives, Org. Biomol. Chem. 12 (2014) 7859-7863. doi:10.1039/c4ob01305k.
[72] F. Penteado, C.S. Gomes, G. Perin, C.S. Garcia, C.F. Bortolatto, C.A. Brüning, E.J. Lenardao, Regioselective Synthesis of 1-Sulfanyl- and 1-Selanylindolizines, J. Org. Chem. 84 (2019) 71897198. doi:10.1021/acs.joc.9b00871.
[73] J. Sun, F. Wang, H. Hu, X. Wang, H. Wu, Y. Liu, Copper(II)-catalyzed carbon-carbon triple bond cleavage of internal alkynes for the synthesis of annulated indolizines, J. Org. Chem. 79 (2014) 3992-3998. doi:10.1021/jo500456d.
[74] F. Wang, Y. Shen, H. Hu, X. Wang, H. Wu, Y. Liu, Copper(II)-catalyzed indolizines formation
followed by dehydrogenative functionalization cascade to synthesize 1-bromoindolizines, J. Org. Chem. 79 (2014) 9556-9566. doi:10.1021/jo501626b.
[75] J. Xu, H. Hu, Y. Liu, X. Wang, Y. Kan, C. Wang, Four-Component Reaction for the Synthesis of Indolizines by Copper-Catalyzed Aerobic Oxidative Dehydrogenative Aromatization, European J. Org. Chem. 2017 (2017) 257-261. doi:10.1002/ejoc.201601272.
[76] W. Wang, J. Han, J. Sun, Y. Liu, CuBr-Catalyzed Aerobic Decarboxylative Cycloaddition for the Synthesis of Indolizines under Solvent-Free Conditions, J. Org. Chem. 82 (2017) 2835-2842. doi:10.1021/acs.joc.6b02455.
[77] S. Liu, X. Hu, X. Li, J. Cheng, Facile synthesis of pyrido[2,1-a]isoindoles via iron-mediated 2-arylpyridine C-H bond cleavage, Synlett. 24 (2013) 847-850. doi:10.1055/s-0032-1318495.
[78] I. Yavari, M. Naeimabadi, M.R. Halvagar, FeCb-catalyzed formation of indolizine derivatives via the 1,3-dipolar cycloaddition reaction between azomethine ylides and chalcones or dibenzylideneacetones, Tetrahedron Lett. 57 (2016) 3718-3721. doi:10.1016/j.tetlet.2016.07.004.
[79] T.Q. Nguyen, T.G. Le Nhat, D. Vu Ngoc, T.A. Dang Thi, H.T. Nguyen, P. Hoang Thi, H.H. Nguyen, H.T. Cao, K. Abbaspour Tehrani, T. Van Nguyen, Synthesis of novel 2-aryl-3-benzoyl-1#-benzo[/]indole-4,9-diones using a domino reaction, Tetrahedron Lett. 57 (2016) 4352-4355. doi:10.1016/j.tetlet.2016.08.042.
[80] M. Oda, A. Sugiyama, R. Takeuchi, Y. Fujiwara, R. Miyatake, T. Abe, S. Kuroda, Synthesis, molecular structure, and properties of 2-(2-hydroxyphenyl)-1-azaazulene, European J. Org. Chem. 6 (2012) 2231-2236. doi:10.1002/ejoc.201101831.
[81] J. Day, M. Uroos, R.A. Castledine, W. Lewis, B. McKeever-Abbas, J. Dowden, Alkaloid inspired spirocyclic oxindoles from 1,3-dipolar cycloaddition of pyridinium ylides, Org. Biomol. Chem. 11 (2013) 6502. doi:10.1039/c3ob41415a.
[82] D. Zhang, L. Lin, J. Yang, X. Liu, X. Feng, Asymmetric Synthesis of Tetrahydroindolizines by Bimetallic Relay Catalyzed Cycloaddition of Pyridinium Ylides, Angew. Chemie - Int. Ed. 57 (2018) 12323-12327. doi:10.1002/anie.201806630.
[83] F. Shahrekipour, R. Heydari, B. Tahamipour, H. Saravani, C. Graiff, Efficient synthesis of new stable 1,4-diionic organosulfurs and corresponding mesoionic compounds from ^-heterocyclic ylides, Phosphorus, Sulfur Silicon Relat. Elem. 189 (2014) 263-273. doi: 10.1080/10426507.2013.819866.
[84] A. Kamal, C.N. Reddy, M. Satyaveni, D. Chandrasekhar, J.B. Nanubolu, K.K. Singarapu, R.A. Maurya, Cu(OAc)2-Et3N mediated oxidative coupling of a-azido ketones with pyridinium ylides: utilizing in situ generated imines for regioselective synthesis of imidazo[1,2-a]pyridines, Chem. Commun. 51 (2015) 10475-10478. doi:10.1039/C5CC00815H.
[85] L.G. Voskressensky, O.A. Storozhenko, A.A. Festa, V.N. Khrustalev, T.T.A. Dang, V.T. Nguyen, A. V. Varlamov, A novel domino condensation - Intramolecular nucleophilic cyclization approach toward annulated imidazo-pyrrolopyridines, Tetrahedron Lett. 56 (2015) 6475-6477. doi:10.1016/j .tetlet.2015.10.003.
[86] L.G. Voskressensky, O.A. Storozhenko, A.A. Festa, R.A. Novikov, A. V. Varlamov, Synthesis of Chromenoimidazoles, Annulated with an Azaindole Moiety, through a Base-Promoted Domino Reaction of Cyano methyl Quaternary Salts, Synth. 49 (2017) 2753-2760. doi:10.1055/s-0036-1589496.
[87] L.G. Voskressensky, N.T. Dao, T.A. Li, A.A. Festa, A. V. Aksenov, A. V. Varlamov, Synthesis of chromenoimidazocarbolines by a reaction of quaternary iminium salts with o-hydroxybenzaldehydes, Chem. Heterocycl. Compd. 53 (2017) 501-503. doi:10.1007/s10593-017-2083-z.
[88] M.A. Topchiy, E. V. Babaev, On cyclization of 2-chloro-#-phenacylpyridinium ylides by the action of aryldiazonium salts, Chem. Heterocycl. Compd. 52 (2016) 727-729. doi:10.1007/s10593-016-1955-y.
[89] I. Yavari, G. Khalili, F. Sadeghizadeh, A synthesis of highly functionalized pyrido[2,1-d][1,2,5]triazepines, Synlett. (2012) 557-558. doi:10.1055/s-0031-1290354.
[90] Y.F. Zhang, W. Di Duan, J. Chen, Y. Hu, Base-Promoted Cascade Reactions of 3-(1-Alkynyl)chromones with Pyridinium Ylides to Chromeno[2,3-d]azepine Derivatives, J. Org. Chem. 84 (2019) 4467-4472. doi:10.1021/acs.joc.8b03210.
[91] V.A. Osyanin, D. V. Osipov, Y.N. Klimochkin, Novel method of synthesis of 2,3-dihydro-furo[3,2-^]quinolines, Chem. Heterocycl. Compd. 48 (2012) 993-996. doi:10.1007/s10593-012-1090-3.
[92] V.A. Osyanin, D. V. Osipov, Y.N. Klimochkin, Reactions of O-quinone methides with pyridinium methylides: A diastereoselective synthesis of 1,2-dihydronaphtho[2,1-b]furans and 2,3-dihydrobenzofurans, J. Org. Chem. 78 (2013) 5505-5520. doi:10.1021/jo400621r.
[93] C.P. Chuang, K.P. Chen, N-Phenacylpyridinium bromides in the one-pot synthesis of 2,3-dihydrofurans, Tetrahedron. 68 (2012) 1401-1406. doi:10.1016/j.tet.2011.12.035.
[94] B.M. Vinosha, S. Perumal, S. Renuga, A.I. Almansour, Facile domino reactions for the stereoselective assembly of highly functionalized bz's-(trans-2,3-dihydrofuranyl) sulfides, Tetrahedron Lett. 54 (2013) 2837-2840. doi:10.1016/j.tetlet.2013.03.088.
[95] Q. Fu, C.G. Yan, Molecular diversity of cycloaddition reactions of the functionalized pyridinium salts with 3-phenacylideneoxindoles, Tetrahedron. 69 (2013) 5841-5849. doi:10.1016/j.tet.2013.05.034.
[96] Z. Liu, J. Fang, C. Yan, Efficient synthesis of spiro[furan-3,3'-indoline] derivatives via reactions
of pyridinium salts with isatinylidene acetoacetates, Chinese J. Chem. 31 (2013) 1054-1058. doi:10.1002/cjoc.201300407.
[97] T. Bade, R.R. Vedula, Synthesis of 2-(4-hydroxy-6-methyl-2-oxo-2#-pyran-3-carbonyl)-6,6-dimethyl-3-phenyl-3,5,6,7-tetrahydro-2#-benzofuran-4-one derivatives via multicomponent reaction, Synth. Commun. 44 (2014) 3183-3188. doi:10.1080/00397911.2014.931434.
[98] S. Ahadi, T. Kamranifard, M. Armaghan, H.R. Khavasi, A. Bazgir, Domino Knoevenagel condensation-Michael addition-cyclization for the diastereoselective synthesis of dihydrofuropyrido[2,3-d]pyrimidines via pyridinium ylides in water, RSC Adv. 4 (2014) 7296. doi:10.1039/c3ra45795h.
[99] L. Dutta, M. Sharma, P.J. Bhuyan, Regioisomeric synthesis of dihydrofuro[2,3-d]pyrimidines in a diastereoselective manner involving nitrogen ylides in one-pot three-component reaction, Tetrahedron. 72 (2016) 6654-6660. doi:10.1016/j.tet.2016.08.084.
[100] J. Wei, B.J. Nie, R. Peng, X.H. Cheng, S. Wang, P. He, A facile synthesis of benzofuro[2,3-c]quinolines via a multicomponent reaction and Staudinger-aza-Wittig-dehydroaromatization sequence, Synlett. 27 (2016) 626-630. doi:10.1055/s-0035-1561274.
[101] V.S. Tangeti, R. Varma K, G. V. Siva Prasad, K.V.V.V. Satyanarayana, Synthesis of C3-dihydrofuran substituted coumarins via multicomponent approach, Synth. Commun. 46 (2016) 613-619. doi:10.1080/00397911.2016.1159696.
[102] V.S. Tangeti, G. V. Siva Prasad, J. Panda, K. Ramesh Varma, One-pot multicomponent diastereoselective synthesis of novel dihydro-1#-furo[2,3-c]pyrazoles, Synth. Commun. 46 (2016) 878-884. doi:10.1080/00397911.2016.1174781.
[103] A. Yazdani-Elah-Abadi, R. Mohebat, M.T. Maghsoodlou, Theophylline as the catalyst for the diastereoselective synthesis of: 7rans-1,2-dihydrobenzo[a]furo[2,3-c]phenazines in water, RSC Adv. 6 (2016) 84326-84333. doi:10.1039/c6ra18750a.
[104] M.I. Flores-Conde, F.N. de la Cruz, J. López, J.Ó.C. Jiménez-Halla, E. Peña-Cabrera, M. Flores-Álamo, F. Delgado, M.A. Vázquez, Unexpected reactivity of pyridinium salts toward alkynyl Fischer complexes to produce oxo-heterocycles, Appl. Organomet. Chem. 32 (2018) 1-12. doi:10.1002/aoc.4202.
[105] R. Baharfar, R. Azimi, Z. Asdollahpour, Efficient microwave-assisted diastereoselective synthesis of indole-based 4,5-dihydrofurans via a one-pot, three-component reaction in water, Environ. Chem. Lett. 16 (2018) 677-682. doi:10.1007/s10311-017-0686-3.
[106] V.S. Tangeti, B.H. Reddy, K.S. Evangeline, One Pot Multicomponent Synthesis of Antiinflammatory Active Tetrahydrofuro[3,2-c]pyridinone-2-carboxylate Derivatives, Asian J. Chem. 30 (2018) 403-410. doi:10.14233/ajchem.2018.21039.
[107] R. Vatanchian, M.H. Mosslemin, M. Tabatabaee, A. Sheibani, Synthesis of trans-
dihydroindeno[1,2-b]furans via nano y-Fe2O3-quinuclidine-based catalyst in an aqueous medium, J. Chem. Res. 42 (2018) 598-600. doi:10.3184/174751918X15411641337056.
[108] V.S. Tangeti, K.V.V.V. Satyanarayana, Synthesis of Sulfonated Dihydrofuropyrazoles Derivatives as Antimicrobial Active Agents, Asian J. Chem. 31 (2019) 773-779. doi:10.14233/ajchem.2019.21623.
[109] J. Sun, W. Jiang, C.G. Yan, Convenient construction of dibenzo[b,d] furanes and 2,6-diaryl-4-(2-hydroxyphenyl)pyridines via domino reaction of pyridinium ylides with 2-aryl-3-nitrochromenes, Org. Chem. Front. 6 (2019) 1428-1432. doi:10.1039/c9qo00079h.
[110] A. Yazdani-Elah-Abadi, N. Simin, R. Morekian, H. Heydari-Dahoei, Microwave-Promoted Facile and Rapid Access to Novel Spirooxindole-furo[2,3-c]pyrazole Derivatives Using Pyridinium Ylide-Assisted Domino Reaction, Polycycl. Aromat. Compd. 0 (2019) 1-10. doi:10.1080/10406638.2019.1570948.
[111] M. Adib, S. Rajai-Daryasarei, R. Pashazadeh, M. Jahani, R. Yazzaf, M. Amanlou, A Consecutive Four-Component Synthesis of Polysubstituted Thiophenes in Aqueous Medium, European J. Org. Chem. 2018 (2018) 3001-3016. doi:10.1002/ejoc.201800361.
[112] J. Banothu, S. Basavoju, R. Bavantula, Pyridinium Ylide Assisted Highly StereoselectiveOne-Pot Synthesis of /raws-2-(4-Chlorobenzoyl)-3-aryl-spiro[cyclopropane-1,2'-inden]-r,3'-diones and Their Antimicrobial and Nematicidal Activities, J. Heterocycl. Chem. 52 (2015) 853-860. doi:10.1002/jhet.2059.
[113] L.J. Lu, Q. Fu, J. Sun, C.G. Yan, Synthesis of complex dispirocyclopentanebisoxindoles via cycloaddition reactions of 4-dimethylamino-1-alkoxycarbonylmethylpyridinium bromides with 2-oxoindolin-3-ylidene derivatives, Tetrahedron. 70 (2014) 2537-2545. doi:10.1016/j.tet.2014.02.050.
[114] L. Lu, C. Yan, Synthesis of Dispirocyclopentyl-3,3'-bisoxindoles via Domino Cycloaddition Reactions of 4-Dimethylaminopyridinium Bromides with 3-Phenacylideneoxindoles, Chinese J. Chem. 33 (2015) 1178-1188. doi:10.1002/cjoc.201500438.
[115] J. Sun, Y. Zhang, R.G. Shi, C.G. Yan, Selective synthesis of spirooxindoles via a two-step reaction of N-phenacylpyridinium bromide, 1,3-indanedione and N-alkylisations, Org. Biomol. Chem. 17 (2019) 3978-3983. doi:10.1039/c9ob00166b.
[116] M. Seifi, S.Y. Ebrahimipour, J. Simpson, M. Dusek, V. Eigner, H. Sheibani, Combination of pyridinium and isoquinolinium ylides with phenylisocyanate and isothiocyanates: Synthesis, characterisation, and X-ray crystal structures of mesoionic monosubstituted 3-oxo-propanamides or thioamides, Aust. J. Chem. 68 (2015) 1577-1582. doi:10.1071/CH15113.
[117] X. Xu, P.Y. Zavalij, M.P. Doyle, Catalytic asymmetric syntheses of quinolizidines by dirhodium-catalyzed dearomatization of isoquinolinium/pyridinium methylides-the role of catalyst and
carbene source, J. Am. Chem. Soc. 135 (2013) 12439-12447. doi:10.1021/ja406482q.
[118] P. Zheng, C. Li, C. Mou, D. Pan, S. Wu, W. Xue, Z. Jin, Y.R. Chi, Efficient Access to 2-Pyrones via Carbene-Catalyzed Oxidative [3+3] Reactions between Enals and Nitrogen Ylides, Asian J. Org. Chem. (2019) 1067-1070. doi:10.1002/ajoc.201900153.
[119] L. Zhang, X.-M. Peng, G.L. V. Damu, R.-X. Geng, C.-H. Zhou, Comprehensive Review in Current Developments of Imidazole-Based Medicinal Chemistry, Med. Res. Rev. 34 (2014) 340437. doi:10.1002/med.21290.
[120] K. Shinohara, T. Bando, H. Sugiyama, Anticancer activities of alkylating pyrrole-imidazole polyamides with specific sequence recognition, Anticancer. Drugs. 21 (2010) 228-242. doi:10.1097/CAD.0b013e328334d8f9.
[121] F. Yang, N.G. Nickols, B.C. Li, G.K. Marinov, J.W. Said, P.B. Dervan, Antitumor activity of a pyrrole-imidazole polyamide, Proc. Natl. Acad. Sci. 110 (2013) 1863-1868. doi:10.1073/pnas.1222035110.
[122] T.G. Edwards, K.J. Koeller, U. Slomczynska, K. Fok, M. Helmus, J.K. Bashkin, C. Fisher, HPV episome levels are potently decreased by pyrrole-imidazole polyamides, Antiviral Res. 91 (2011) 177-186. doi:10.1016/j.antiviral.2011.05.014.
[123] Aronov, A.; Bandarage, U. K.; Lauffer, D. J. Pyrrole compositions useful as inhibitors of c-met. PCT Int. Appl. WO2005/016920A1, Feb 24, 2005.
[124] P. C. Tang, J. Y. Ramphal, G. D. Harris and A. S. Nematalla, PCT Int. Appl., WO 98/27092 A1, 1998.
[125] Abrams, T.; Barsanti, P. A.; Ding, Y.; Duhl, D.; Han, W.; Hu, C.; Pan, Y.; Triazole compounds as KSP inhibitors. PCT Int. Appl. WO2011/12838 A1, Oct 20, 2011.
[126] Nevill, D. J.; Steck, B. Microbicidal compositions. U.S. Patent US4940720, July 10, 1990.
[127] M. Botta, V. Summa, R. Saladino, R. Nicoletti, A Useful Methodology for the Regioselective Deprotection of 1,3-Dibenzyluracils, Synth. Commun. 21 (1991) 2181-2187. doi:10.1080/00397919108055451.
[128] E.E. Galenko, O.A. Tomashenko, A.F. Khlebnikov, M.S. Novikov, Metal/organo relay catalysis in a one-pot synthesis of methyl 4-aminopyrrole-2-carboxylates from 5-methoxyisoxazoles and pyridinium ylides, Org. Biomol. Chem. 13 (2015) 9825-9833. doi:10.1039/C5OB01537E.
[129] A. V. Galenko, A.F. Khlebnikov, M.S. Novikov, M.S. Avdontceva, Synthesis of 3-(1,2-dioxoethyl)- and 2,3-dicarbonyl-containing pyrroles, Tetrahedron. 71 (2015) 1940-1951. doi:10.1016/j.tet.2015.02.030.
[130] A.F. Khlebnikov, M.S. Novikov, V. V. Pakalnis, R.O. Iakovenko, D.S. Yufit, Domino reactions of 2H-azirines with acylketenes from furan-2,3-diones: Competition between the formation of ortho-fused and bridged heterocyclic systems, Beilstein J. Org. Chem. 10 (2014) 784-793.
doi:10.3762/bjoc.10.74.
[131] V.R. Yatham, W. Harnying, D. Kootz, J.-M. Neudorfl, N.E. Schlorer, A. Berkessel, 1,4-Bis-Dipp/Mes-1,2,4-Triazolylidenes: Carbene Catalysts That Efficiently Overcome Steric Hindrance in the Redox Esterification of a- and P-Substituted a,P-Enals, J. Am. Chem. Soc. 138 (2016) 2670-2677. doi:10.1021/jacs.5b11796.
[132] D. Tapu, D.A. Dixon, C. Roe, 13C NMR Spectroscopy of "Arduengo-type" Carbenes and Their Derivatives, Chem. Rev. 109 (2009) 3385-3407. doi:10.1021/cr800521g.
[133] V.F. Ferreira, D.R. da Rocha, F.C. da Silva, P.G. Ferreira, N.A. Boechat, J.L. Magalhaes, Novel 1H-1,2,3-, 2H-1,2,3-, 1H-1,2,4- and 4H-1,2,4-triazole derivatives: a patent review (2008 - 2011), Expert Opin. Ther. Pat. 23 (2013) 319-331. doi:10.1517/13543776.2013.749862.
[134] S. Maddila, R. Pagadala, S. Jonnalagadda, 1,2,4-Triazoles: A Review of Synthetic Approaches and the Biological Activity, Lett. Org. Chem. 10 (2013) 693-714. doi: 10.2174/157017861010131126115448.
[135] Thakur, A.. P. A.; Gupta, P. S.; Shukla, P. K.; Verma, 1,2,4-Triazole Scafolds: Recent Advances and Pharmacological Applications, Int. J. Curr. Res. Aca. Rev. 4 (2016) 277-296.
[136] A. Diaz-Ortiz, P. Prieto, J. R. Carrillo, R. Martin, I. Torres, Applications of Metal-Free 1,2,4-Triazole Derivatives in Materials Science, Curr. Org. Chem. 19 (2015) 568-584. doi:10.2174/1385272819666150309234921.
[137] C. Dave, R. Shah, Annellation of Triazole and Tetrazole Systems onto Pyrrolo[2,3-d]pyrimidines: Synthesis of Tetrazolo[1,5-c]-pyrrolo[3,2-e]-pyrimidines and Triazolo[1,5-c]pyrrolo-[3,2-e]pyrimidines as Potential Antibacterial Agents, Molecules. 7 (2002) 554-565. doi:10.3390/70700554.
[138] M.S. Mohamed, A.E. Rashad, M.E.A. Zaki, S.S. Fatahala, Synthesis and antimicrobial screening of some fused heterocyclic pyrroles, Acta Pharm. 55 (2005) 237-249.
[139] S.A. Abdel-Mohsen, Synthesis, reactions and antimicrobial activity of 2-amino-4-(8-quinolinol-5-yl)-1 -(p-tolyl)-pyrrole-3 -carbonitrile, Bull. Korean Chem. Soc. 26 (2005) 719-728. doi:10.5012/bkcs.2005.26.5.719.
[140] E. V. Vorob'ev, E.S. Kurbatov, V. V. Krasnikov, V. V. Mezheritskii, E. V. Usova, Synthesis and rearrangements of 7H-pyrrolo[3,2-e][1,2,4]triazolo[1,5-c]-and 7H-pyrrolo[3,2-e][1,2,4]triazolo[4,3-c]pyrimidines, Russ. Chem. Bull. 55 (2006) 1492-1497. doi:10.1007/s 11172-006-0445-2.
[141] D.A. Abou El Ella, MM. Ghorab, E. Noaman, H.I. Heiba, A.I. Khalil, Molecular modeling study and synthesis of novel pyrrolo[2,3-d]pyrimidines and pyrrolotriazolopyrimidines of expected antitumor and radioprotective activities, Bioorg. Med. Chem. 16 (2008) 2391-2402. doi:10.1016/j.bmc.2007.11.072.
[142] M.S. Mohamed, R. Kamel, S.S. Fatahala, New condensed pyrroles of potential biological interest, Eur. J. Med. Chem. 46 (2011) 3022-3029. doi:10.1016/j.ejmech.2011.04.034.
[143] M.S. Mohamed, R.H. Abd El-Hameed, A.I. Sayed, S.H. Soror, Novel Antiviral Compounds against Gastroenteric Viral Infections, Arch. Pharm. (Weinheim). 348 (2015) 194-205. doi:10.1002/ardp.201400387.
[144] P.G. Baraldi, G. Saponaro, M. Aghazadeh Tabrizi, S. Baraldi, R. Romagnoli, A.R. Moorman, K. Varani, P.A. Borea, D. Preti, Pyrrolo- and pyrazolo-[3,4-e][1,2,4]triazolo[1,5-c]pyrimidines as adenosine receptor antagonists, Bioorg. Med. Chem. 20 (2012) 1046-1059. doi:10.1016/j.bmc.2011.11.037.
[145] A. Krutosikovâ, J. Kovâc, M. Dandârovâ, Synthesis and reactions of furocondensed derivatives, Collect. Czechoslov. Chem. Commun. 49 (1984) 65-70. doi:10.1135/cccc19840065.
[146] M. Friedman, K.E. Frank, A. Aguirre, M.A. Argiriadi, H. Davis, J.J. Edmunds, D.M. George, J.S. George, E. Goedken, B. Fiamengo, D. Hyland, B. Li, A. Murtaza, M. Morytko, G. Somal, K. Stewart, E. Tarcsa, S. Van Epps, J. Voss, L. Wang, K. Woller, N. Wishart, Structure activity optimization of 6H-pyrrolo[2,3-e][1,2,4]triazolo[4,3-a]pyrazines as Jak1 kinase inhibitors, Bioorg. Med. Chem. Lett. 25 (2015) 4399-4404. doi:10.1016/j.bmcl.2015.09.020.
[147] Y. Sato, Y. Shimoji, H. Fujita, H. Nishino, H. Mizuno, S. Kobayashi, S. Kumakura, Studies on cardiovascular agents. 6. Synthesis and coronary vasodilating and antihypertensive activities of 1,2,4-triazolo[1,5-a]pyrimidines fused to heterocyclic systems, J. Med. Chem. 23 (1980) 927937. doi:10.1021/jm00182a021.
[148] O.A. Tomashenko, M.S. Novikov, A.F. Khlebnikov, NHC as the Guiding Factor in a Copper-Catalyzed Intramolecular C Arylation of Pyrrolylimidazolium Salts: Synthesis of Luminescent Heterotetracyclic Frameworks, J. Org. Chem. 82 (2017) 616-623. doi:10.1021/acs.joc.6b02627.
[149] V.N. Konyukhov, L.N. Dianova, T.G. Koksharova, N. V. Volkova, V.A. Bakulev, O.S. Anisimova, Aminonitrile rearrangement of s-triazolo[1,5-c]pyrimidines upon reaction with aryl (alkyl) halides, Chem. Heterocycl. Compd. 21 (1985) 355-358. doi:10.1007/BF00506680.
[150] B. V. Paponov, O. V. Shihkin, S. V. Shishkina, Y.A. Kovach, S.A. Kravchenko, A.O. Doroshenko, Hydrazine-1-carbonitriles: new synthesis approach to and reactions with carbonyl compounds, Monatshefte Für Chemie - Chem. Mon. 140 (2009) 1337-1342. doi:10.1007/s00706-009-0184-9.
[151] M. Pellei, V. Gandin, M. Marinelli, A. Orsetti, F. Del Bello, C. Santini, C. Marzano, Novel triazolium based 11th group NHCs: synthesis, characterization and cellular response mechanisms, Dalt. Trans. 44 (2015) 21041-21052. doi:10.1039/C5DT02934A.
[152] R.R. Fraser, T.S. Mansour, S. Savard, Acidity measurements in THF. V. Heteroaromatic compounds containing 5-membered rings, Can. J. Chem. 63 (1985) 3505-3509. doi:10.1139/v85-
[153] O. Daugulis, Palladium and Copper Catalysis in Regioselective, Intermolecular Coupling of CH and C-Hal Bonds, in: 2009: pp. 57-84. doi:10.1007/128_2009_10.
[154] K. Grychowska, G. Satala, T. Kos, A. Partyka, E. Colacino, S. Chaumont-Dubel, X. Bantreil, A. Wesolowska, M. Pawlowski, J. Martinez, P. Marin, G. Subra, A.J. Bojarski, F. Lamaty, P. Popik, P. Zajdel, Novel 1 H -Pyrrolo[3,2-c]quinoline Based 5-HT 6 Receptor Antagonists with Potential Application for the Treatment of Cognitive Disorders Associated with Alzheimer's Disease, ACS Chem. Neurosci. 7 (2016) 972-983. doi:10.1021/acschemneuro.6b00090.
[155] S. Purser, P.R. Moore, S. Swallow, V. Gouverneur, Fluorine in medicinal chemistry, Chem. Soc. Rev. 37 (2008) 320-330. doi:10.1039/B610213C.
[156] P. Kirsch, Modern Fluoroorganic Chemistry: Synthesis, Reactivity, Applications, Wiley-VCH: Weinheim, 2013.
[157] O. V. Nenajdenko, V.; Muzalevskiy, V. M.; Serdyuk, Chemistry of Fluorinated Pyrroles, in: V. Nenajdenko (Ed.), Fluor. Heterocycl. Chem., Springer: Switzerland, 2014: pp. 55-116.
[158] H. Sommer, M. Braun, B. Schröder, A. Kirschning, 4-Ethoxy-1,1,1-trifluoro-3-buten-2-one (ETFBO), a Versatile Precursor for Trifluoromethyl-Substituted Heteroarenes - a Short Synthesis of Celebrex® (Celecoxib), Synlett. 29 (2018) 121-125. doi:10.1055/s-0036-1589097.
[159] F. Rahmani, A. Darehkordi, Synthesis of Trifluoromethylated Pyrroles via a One-Pot Three-Component Reaction, Synlett. 28 (2017) 1224-1226. doi:10.1055/s-0036-1588732.
[160] C. Huang, Y. Zeng, H. Cheng, A. Hu, L. Liu, Y. Xiao, J. Zhang, A One-Pot Construction of Halogenated Trifluoromethylated Pyrroles through NXS (X = Br, I) Triggered Cascade, Org. Lett. 19 (2017) 4968-4971. doi:10.1021/acs.orglett.7b02427.
[161] G. Cirrincione, G.; Almerico, A. M.; Aiello, E.; Dattolo, Aminopyrroles, in: R.A. Jones (Ed.), Chem. Heterocycl. Compd. Pyrroles, Pt. 2, John Wiley & Sons, Inc: Chichester, 1992: pp. 299523.
[162] E. Vitaku, D.T. Smith, J.T. Njardarson, Analysis of the Structural Diversity, Substitution Patterns, and Frequency of Nitrogen Heterocycles among U.S. FDA Approved Pharmaceuticals, J. Med. Chem. 57 (2014) 10257-10274. doi:10.1021/jm501100b.
[163] E.E. Galenko, A. V. Galenko, A.F. Khlebnikov, M.S. Novikov, J.R. Shakirova, Synthesis and Intramolecular Azo Coupling of 4-Diazopyrrole-2-carboxylates: Selective Approach to Benzo and Hetero[c]-Fused 6#-Pyrrolo[3,4-c]pyridazine-5-carboxylates, J. Org. Chem. 81 (2016) 8495-8507. doi:10.1021/acs.joc.6b01662.
[164] E.E. Galenko, A. V. Galenko, M.S. Novikov, A.F. Khlebnikov, I. V. Kudryavtsev, M.A. Terpilowski, M.K. Serebriakova, A.S. Trulioff, N. V. Goncharov, 4-Diazo and 4-(Triaz-1-en-1-yl)-1#-pyrrole-2-carboxylates as Agents Inducing Apoptosis, ChemistrySelect. 2 (2017) 7508-
7513. doi:10.1002/slct.201701538.
[165] O. V Starikova, G. V Dolgushin, L.I. Larina, P.E. Ushakov, T.N. Komarova, V.A. Lopyrev, Synthesis of 1,3-Dialkylimidazolium and 1,3-Dialkylbenzimidazolium Salts, Russ. J. Org. Chem. 39 (2003) 1467-1470. doi:10.1023/B:RUJ0.0000010563.79902.47.
[166] PCT Int. Appl. WO 2009/095394 A1, 2009.
[167] A. Horvath, Michael Adducts in the Regioselective Synthesis of ^-Substituted Azoles, Synthesis (Stuttg). 1995 (1995) 1183-1189. doi:10.1055/s-1995-4054.
[168] Owen C. P.; Patel C. H.; Dhanani S.; Ahmed S. Synthesis and Biochemical Evaluation of a Range of Non-Substituted Phenyl Alkyl Triazole-Based Compounds as Potential Inhibitors of the Enzyme Complex 17a-Hydroxylase/17,20-Lyase (P450i7a), Letters in Drug Design & Discovery. 3 (2006) 761-765. doi: 10.1055/s-0029-1218794
[169] S. Holm, A. Siegle, C. Loos, F. Rominger, B. Straub, Preparation and #-Alkylation of 4-Aryl-1,2,4-triazoles, Synthesis (Stuttg). 2010 (2010) 2278-2286. doi:10.1055/s-0029-1218794.
[170] C. Ainsworth, Substituted heterodiazoles, US2702803 (A), 1955.
[171] J. Feldman, G.D. Vo, C D. McLaren, T.C. Gehret, K.-H. Park, J.S. Meth, W.J. Marshall, J. Buriak, L.M. Bryman, K.D. Dobbs, T.H. Scholz, S.G. Zane, Highly Quantum Efficient Phosphorescent Sky Blue Emitters Based on Diastereomeric Iridium(III) Complexes of Atropisomeric 5-Aryl-4#-1,2,4-triazole Ligands, Organometallics. 34 (2015) 3665-3669. doi:10.1021/acs.organomet.5b00198.
[172] R.E. Lutz, R.K. Allison, G. Ashburn, P.S. Bailey, M.T. Clark, J.F. Codington, A.J. Deinet, J.A. Freek, R.H. Jordan, N.H. Leake, T.A. Martin, K.C. Nicodemus, R.J. Rowlett, N.H. Shearer, J.D. Smith, J.W. Wilson, Antimalarials. a-Phenyl-^-Dialkylamino Alcohols 1, J. Org. Chem. 12 (1947) 617-703. doi:10.1021/jo01169a001.
[173] A.G. Hortmann, D.A. Robertson, B.K. Gillard, Convenient procedure for the preparation of 2-arylazirines, J. Org. Chem. 37 (1972) 322-324. doi:10.1021/jo00967a033.
[174] G. Smolinsky, Vinyl Azene Chemistry: Formation of Azacyclopropene, J. Am. Chem. Soc. 83 (1961) 4483-4484. doi:10.1021/ja01482a055.
[175] F.W. Fowler, A. Hassner, L.A. Levy, Stereospecific Introduction of Azide Functions into Organic Molecules, J. Am. Chem. Soc. 89 (1967) 2077-2082. doi:10.1021/ja00985a019.
[176] S. Chiba, G. Hattori, K. Narasaka, Rh(II)-catalyzed Isomerization of 2-Aryl-2#-azirines to 2,3-Disubstituted Indoles, Chem. Lett. 36 (2007) 52-53. doi:10.1246/cl.2007.52.
[177] A. Hercouet, M. Le Corre, A Convenient Synthesis of Alkylphosphonium Salts, Phosphorus. Sulfur. Silicon Relat. Elem. 48 (1990) 279-280. doi:10.1080/10426509008045910.
[178] A.G. O'Brien, F. Levesque, P.H. Seeberger, Continuous flow thermolysis of azidoacrylates for the synthesis of heterocycles and pharmaceutical intermediates, Chem. Commun. 47 (2011)
2688-2690. doi:10.1039/C0CC04481D.
[179] D. Knittel, Verbesserte Synthese von a-Azidozimtsäure-estern und 2H-Azirinen, Synthesis (Stuttg). 1985 (1985) 186-188. doi:10.1055/s-1985-31149.
[180] D. An, X. Guan, R. Guan, L. Jin, G. Zhang, S. Zhang, Organocatalyzed nucleophilic addition of pyrazoles to 2H-azirines: asymmetric synthesis of 3,3-disubstituted aziridines and kinetic resolution of racemic 2H-azirines, Chem. Commun. 52 (2016) 11211-11214. doi:10.1039/C6CC06388H.
[181] N. Rostovskii, A. Agafonova, I. Smetanin, M. Novikov, A. Khlebnikov, J. Ruvinskaya, G. Starova, Metal-Catalyzed Isomerization of 5-Heteroatom-Substituted Isoxazoles- as a New Route to 2-Halo-2H-azirines, Synthesis (Stuttg). 28 (2017) 4478-4488. doi:10.1055/s-0036-1590822.
[182] N.S.Y. Loy, A. Singh, X. Xu, C.M. Park, Synthesis of pyridines by carbenoid-mediated ring opening of 2H-azirines, Angew. Chemie - Int. Ed. 52 (2013) 2212-2216. doi:10.1002/anie.201209301.
[183] J.O. Ruvinskaya, N. V. Rostovskii, I.P. Filippov, A.F. Khlebnikov, M.S. Novikov, A novel approach to 5H-pyrazino[2,3-6]indoles via annulation of 3-diazoindolin-2-imines with 2H-azirines or 5-alkoxyisoxazoles under Rh(II) catalysis, Org. Biomol. Chem. 16 (2018) 38-42. doi:10.1039/C70B02637D.
[184] Y.-Z. Zhao, H.-B. Yang, X.-Y. Tang, M. Shi, Rh(II)-Catalyzed [3+2] Cycloaddition of 2H-Azirines with #-Sulfonyl-1,2,3-Triazoles, Chem. - A Eur. J. 21 (2015) 3562-3566. doi:10.1002/chem.201406460.
[185] T. Sakai, Y. Liu, H. Ohta, T. Korenaga, T. Ema, Lipase-Catalyzed Resolution of (2R*, 3S*)- and (2R*, 3R*)-3-Methyl-3-phenyl-2-aziridinemethanol at Low Temperatures and Determination of the Absolute Configurations of the Four Stereoisomers, J. Org. Chem. 70 (2005) 1369-1375. doi:10.1021/jo048243n.
[186] A.M. Mehranpour, S. Hashemnia, F. Azamifar, Synthesis and Characterization of y-Heteroaryl-substituted Pentamethine Cyanine Dyes with Carboxy or Methoxycarbonyl Substituents at the Two Heterocyclic End Groups, J. Heterocycl. Chem. 51 (2014) 1457-1462. doi:10.1002/jhet.1816.
[187] H. Wittmann, E. Ziegler, K. Peters, E.M. Peters, H.G. von Schnering, Über Reaktionen mit Betainen, 17. Mitt. Synthese und Kristallstruktur von Pyridinium-di-trihalogenacyl-methyliden, Monatshefte Für Chemie / Chem. Mon. 114 (1983) 1097-1106. doi:10.1007/BF00799034.
[188] P. Woisel, M. Lehaire, G. Surpateanu, New Synthesis of 1H-[1,2,4]Triazolo[3,4-a]isoindoles by Intramolecular Condensation of 1-Substituted-1,2,4-triazol-4-ium Methylides, Tetrahedron. 56 (2000) 377-380. doi:10.1016/S0040-4020(99)01006-6.
[189] P. Woisel, G. Surpateanu, F. Delattre, M. Bria, Dual Synthesis of 1H-[1,2,4]Triazolo[3,4-
a]isoindoles and New 1H-[1,2,4]Triazolo[5,1-a]isoindoles - Experimental and Theoretical Approaches, European J. Org. Chem. 2001 (2001) 1407-1412. doi:10.1002/1099-0690(200104)2001:7<1407::AID-EJOC1407>3.0.CO;2-N.
Saint Petersburg State University
Manuscript copyright
Liya D. Funt
Reaction of nitrogen ylides with 2H-azirines in the synthesis of pyrrole-containing heterocyclic ensembles and fused polyheterocycles
02.00.03 - Organic chemistry
Dissertation is submitted for the degree of candidate of chemical sciences
Translation from Russian
Supervisor: Professor, Doctor of Science Khlebnikov A.F.
Saint Petersburg 2020
Contents
1. INTRODUCTION..........................................................................................................................258
2. LITERATURE REVIEW..............................................................................................................263
2.1. Synthesis of #-Heterocycles.....................................................................................................264
2.1.1. Pyrrole derivatives..........................................................................................................264
2.1.1.1. [a]-Fused pyrroles...................................................................................................264
2.1.1.2. [è]-Fused pyrroles...................................................................................................289
2.1.1.3. Spiro-fused pyrroles................................................................................................291
2.1.2. Other azoles....................................................................................................................293
2.1.3. Medium ring systems.....................................................................................................296
2.2. O- and S-Heterocycles..............................................................................................................298
2.2.1. Furanes/dihydrofuranes..................................................................................................298
2.2.2. Thiophenes.....................................................................................................................311
2.3. Synthesis of carbocycles by cycloaddition and cyclization reactions of pyridinium ylides .... 312
2.4. Miscellaneous...........................................................................................................................315
3. RESULTS AND DISCUSSION.....................................................................................................318
3.1. Reactions of 2H-azirines with imidazolim ylides. Synthesis and properties of 3-azolylpyrroles derivatives............................................................................................................................................318
3.1.1. Synthesis and properties of 3-imidazolylpyrrole derivatives.........................................320
3.1.2. Synthesis and properties of 3-triazolylpyrrole derivatives.............................................326
3.1.3. Synthesis of pyrrolotriazoloisoquinoline frameworks by intramolecular Cu-mediated or free radical arylation of triazoles......................................................................................................342
3.2. Reactions of 2H-azirines with pyridinium ylides.....................................................................357
3.2.1. Synthesis and properties of new heterocyclic betaines: 4-aryl-5-(methoxycarbonyl)-2-oxo-3-(pyridin-1-ium-1-yl)-2,3-dihydro-1#-pyrrol-3-ides..............................................................357
3.2.2. Synthesis and properties of ^-amino-a-trifluoromethyl pyrrole derivatives..................369
4. CONCLUSIONS.............................................................................................................................377
5. EXPERIMENTAL PART.............................................................................................................381
5.1. Synthesis of starting materials..................................................................................................382
5.1.1. Synthesis of substituted azoles.......................................................................................382
5.1.2. Bromination of acetophenones.......................................................................................385
5.1.3. Synthesis of 3-arylisoxazol-5(4H)-ones.........................................................................386
5.1.4. Synthesis of 3-aryl-5-methoxyisoxazoles.......................................................................387
5.1.5. Synthesis of 2H-azirines.................................................................................................389
5.1.6. Preparation of pyridinium salts 47b, c...........................................................................396
5.2. Synthesis of #-phenacylimidazolium salts 1............................................................................397
5.3. Synthesis of 1#-pyrrol-3-ylimidazolium salts 3......................................................................400
5.4. Preparation of ylidess 4............................................................................................................406
5.5. Synthesis of pyrrolylimidazolethiones 5..................................................................................409
5.6. Reductive debenzylation of salts and ylides with formation of 1-(1#-pyrrol-3-yl)-1#-imidazoles.............................................................................................................................................410
5.7. Synthesis of #-phenacyltriazolium salts...................................................................................414
5.8. Synthesis of 1#-pyrrol-3-yltriazolium salts.............................................................................420
5.9. Reductive debenzylation of 1#-pyrrol-3-yltriazolium salts.....................................................433
5.10. Synthesis of pyrrolyltriazolethiones and pyrrolyltriazoleselenone........................................436
5.11. Intramolecular cyclization of 2-bromosubstituted pyrrolyltriazolium bromides...................445
5.12. Reduction of #-benzyl-#-(1#-pyrrolo[3,2-c]isoquinolin-5-yl)cyanamides 21.....................452
5.13. Synthesis of pyrrolotriazoloisoquinolines 25 and 31.............................................................453
5.14. Debenzylation of pyrrolotriazoloisoquinolines 25 and 31.....................................................456
5.15. Preparation of betaines 49a-h and dimer 50..........................................................................458
5.16. Catalytic reduction of pyrrolides 49.......................................................................................462
5.17. Preparation of ylides 59a-j.....................................................................................................464
5.18. Catalytic hydrogenation of ylides 59......................................................................................468
5.19. ^-Methylation of ylides 59a-j...............................................................................................473
5.20. Synthesis of 3-amino-2-trifluoromethylpyrroles 66a-j..........................................................477
6. REFERENCES...............................................................................................................................483
1. Introduction
Relevance of the research topic
Technological progress in various fields of activity constantly requires generation of new organic compounds possessing properties, which are essential for the creation of new materials, drugs, chemical sensors, means of visualization of biological processes, organic semiconductors, etc. Within this problem synthesis of heterocyclic ensembles and fused polyheteroaromatic compounds plays crucial role. Drugs based on substances, that contain polyheterocycles, are among the best selling ones. The majority of currently used fluorophores are also polyheterocyclic molecules. All this establishes the necessity of the development of new effective synthetic methodologies for heterocyclic ensembles and fused polyheterocycles and is reflected in the growing number of papers, dealing with this issue. In particular, structural units of pyrrole, imidazole, triazole and pyridine are widely represented in natural compounds, drugs, agrochemicals and progressive materials. Therefore, current research is directed to creation of new methods of synthesis of heterocyclic ensembles, containing pyrrole, imidazole, triazole and pyridine rings and to finding synthetic approaches to earlier unknown fused polyheterocyclic systems, based on studying the reactivity of new heterocyclic ensembles.
The extent of the elaboration of the research topic
Although synthesis of pyrrole derivatives via reactions of 2H-azirines with nucleophiles, such as carbonyl compounds enolates and their synthetic equivalents, is well studied [1-20], reactions of ylides as nucleophiles have been little investigated until recently. Thus, only one example of employing carbonyl-substituted phosphorous ylide as nucleophile in the reactions with 2H-azirines was known [21]. In the framework of our research concerning the synthesis of aza heterocycles by ring expansion of strained azirines, we have recently developed an effective approach to 1-(1H-pyrrole-3-yl)pyridine derivatives based on the reactions of carbonyl-substituted pyridinium ylides with azirines [22] (Scheme 1). Pyridinium ylides are widely used in organic synthesis [23-27], in particular, their use as nucleophiles have been studied quite extensively [23,26,28-30]. On the contrary, carbonyl-substituted azolium N-ylides are little investigated, and their application as nucleophiles is mentioned only in a couple of works. Reactions of azolium N-ylides with 2H-azirines have not been studied prior to our work.
Br
Ar.
O
+ N
Et3N
Ar
Ar
Aims and objectives of the research
The aim of this work was to develop effective methods for synthesis of new heterocyclic ensembles and fused polyheterocycles, containing pyrrole, imidazole, triazole and pyridine structural units based on recently discovered in our laboratory approach for the synthesis of hetarylpyrroles via reactions of strained 2H-azirines and phenacylpyridinium ylides, by varying heterocyclic fragment and type of a substituent at the carbonyl carbon in the ylide, and substituents in 2H-azirine:
To achieve the main goal of the research the following tasks were formulated and solved: (a) finding the conditions for the generation of imidazolium and triazolium ylides from N-aroylmethylazolium salts and the development of methods for the synthesis of pyrrole-imidazole and pyrrole-triazole heterocyclic ensembles, based on reactions of ylides with azirines; (b) finding the conditions for the generation of pyridinium ylides from N-alkoxycarbonylmethylpyridinium and N-(2-oxo-3,3,3-trifluoropropyl)pyridinium salts and introducing them into the reaction with azirines for the creation of synthetic methodologies for the new pyrrole derivatives, containing alkoxycarbonyl and trifluoromethyl moieties; (c) preparation of pyrrolyltriazolium salts with ortho-halophenyl substituents and search for the conditions for their metal-catalyzed or free radical cyclization as synthetic strategy for earlier unknown fused polyheterocyclic systems, containing pyrrole, triazole and pyridine structural units; (d) modification of the primary products of the reactions of ylides with azirines for the preparation of the synthetically useful derivatives; (e) synthesis of new heterocyclic ylides and investigation of equilibrium between ylides and N-heterocyclic carbenes.
Scientific novelty and practical significance
During the work the scope of applicability of the new reaction of nitrogen ylides with 2H-azirines was widened. Methods of synthesis were developed and the broad range of new pyrrolylimidazole and pyrrolyltriazole ensembles, betaines of new type (2-oxo-3-(pyridin-1-ium-1-yl)-2,3-dihydro-1H-pyrrolides and (4-pyridin-1-ium-1-yl)-5-(trifluoromethyl)-pyrrol-1-ides) was obtained. A synthetic approach to ^-amino-a-(trifluoromethyl)-1H-pyrroles was designed. Reactivity of obtained compounds was investigated, in particular, their catalytic hydrogenation and reaction with chalcogens. It was shown that pyrrolylimidazolium and pyrrolyltriazolium bromides are precursors for the N-heterocyclic ylides, which are in tautomeric equilibrium with N-heterocyclic carbenes. The first pyrrole-substituted triazole NHC was obtained. New heterocyclic frameworks possessing luminescent properties pyrrolo[3,2-c][1,2,4]triazolo[3,4-a]isoquinolies and pyrrolo[3,2-c][1,2,4]triazolo[5,1-a]isoquinolines were synthesized via copper-mediated and free radical intramolecular cyclization of or^o-bromosubstituted pyrrolyltriazolium bromides.
R
Br
N
r3
a
N
NH XN
R2 // " R2
R
N
r3
NH
Ph
NH
N' ^S
r3
R1
NH Br"
/T~N
a
N
R
NH Br
r2 n r3
n-n
J)
N
NH
r2
NH
r2
«1 N^S(Se) r3
NH j_NH f nh
k2 P- n;ji * * ^ R2
r2o2c
Ar
w
NH
N
O R1
N N N+ "N" "N+" I" 1 .
, , ) NH N /—NH y-N r2Q V \
r3o2c r2o2c r2o2c r2o2c r2o2c \
Methodology and research methods
While elaborating new synthetic approaches, optimal reaction conditions leading to maximal yields of target compounds were found by varying solvents, reaction temperatures and acid-base reaction parameters using chromatography and NMR spectroscopy as analytic tools. All new compounds were characterized by means of set of analytic methods, namely: high-resolution mass-spectrometry with electrospray ionization, 1H, 13C NMR and DEPT-135 spectroscopy, melting points were measured for crystalline compounds. Structure of reaction products was proved using two-dimensional NMR spectroscopy, such as COSY, NOESY, HMBC 1H-13C, HSQC 1H-13C, HMBC 1H-15N, HSQC 1H-15N, in some cases X-ray diffraction analysis was performed.
Structure of the work
The thesis material is presented on 245 pages (English version) and includes 30 schemes, 23 tables and 19 figures. The thesis is composed of the following parts: cover page, contents, introduction, literature review, results and discussion, conclusions, experimental part and references (contains 189 references). Literature review is devoted to reactions of pyridinium ylides and their use in the synthesis of different types of compounds. Results and discussion include main results, synthetic schemes of target compounds, study of their reactivity and establishing their structure. The experimental part contains the detailed description of synthetic procedures, physical properties and spectral data of obtained compounds.
The research was carried out with the financial support of Russian Foundation for Basic Research (Grant № 16-33-00598) and Russian Science Foundation (Grant № 16-13-10036).
Work approbation
The main results of the work were reported in 5 articles in journals reviewed in Web of Science and Scopus database:
1) Khlebnikov, A. F.; Tomashenko, O. A.; Funt, L. D.; Novikov, M. S. A simple approach to pyrrolylimidazole derivatives by azirine ring expansion with imidazolium ylides. // Org. Biomol. Chem., 2014, 12, 6598-6609 [31].
2) Funt L. D., Tomashenko O. A., Khlebnikov A. F., Novikov M. S., Ivanov A. Yu. Synthesis, transformations of pyrrole-and 1, 2, 4-triazole-containing ensembles, and generation of pyrrole-substituted triazole NHC // J. Org. Chem., 2016, 81, 11210-11221 [32].
3) Funt L. D., Tomashenko O. A., Mosiagin I. P., Novikov M. S., Khlebnikov A. F. Synthesis of Pyrrolotriazoloisoquinoline Frameworks by Intramolecular Cu-Mediated or Free Radical Arylation of Triazoles // J. Org. Chem., 2017, 82, 7583-7594 [33].
4) Funt L. D., Novikov M. S., Starova G. L., Khlebnikov A. F. Synthesis and properties of new heterocyclic betaines: 4-Aryl-5-(methoxycarbonyl)-2-oxo-3-(pyridin-1-ium-1-yl)-2,3-dihydro-1#-pyrrol-3-ides // Tetrahedron, 2018, 74, 2466-2474 [34].
5) Funt L. D., Tomashenko O. A., Novikov M. S., Khlebnikov A. F. An Azirine Strategy for the Synthesis of Alkyl 4-Amino-5-(trifluoromethyl)-1#-pyrrole-2-carboxylates // Synthesis, 2018, 50(24), 4809-4822 [35].
The results of the dissertation were reported and discussed at the following conferences:
1) VIII Russian Conference of young scientists with international participation on chemistry «Mendeleev-2014». Saint Petersburg, April 1-4, 2014, pp. 14-15, mendeleev.spbu.ru;
2) VI International conference of young scientists «Organic chemistry today» InterCYS-2014. Saint Petersburg, September 23-25, 2014, p. 30, intercys.spbu.ru;
3) Cluster of conferences on organic chemistry «OrgChem-2016». Saint Petersburg (Repino), June 27-July 1, 2016, p. 232, onlinereg.ru/orgchem2016;
4) Scientific conference of RCF Grants holders "Fundamental chemical research of XXI century". Moscow, November 20-24, 2016, p. 571;
5) X International conference for young chemists « Mendeleev-2017». Saint Petersburg, April 4-7, 2017, p. 252, http://mendeleev.spbu.ru.
2. Literature review
Synthesis of heterocycles by cycloaddition and cyclization reactions of pyridinium
ylides
Pyridinium ylides are versatile building blocks for synthetic heterocyclic chemistry. Their extensive use as starting materials for the synthesis of heterocycles is provided both by their accessibility due to the development of several common strategies for their preparation and high reactivity as nucleophiles, 1,3-dipoles and electrophiles. Since the first synthesis of stable pyridinium ylide by Krohnke in 1935 [36], the chemistry of pyridinium ylides was repeatedly reviewed. The most recent comprehensive reviews cover the theoretically and synthetically important reactions of pyridinium ylides up to beginning of 2012 [26,27]. In recent review devoted to pyridinium salts [37] only five reactions of pyridinium ylides published in 2009-2015 were mentioned. In the present comprehensive review, we have placed particular emphasis on discussing the new developments in reactivity of pyridinium ylides for the period from 2012 until the end of 2019, although earlier works are occasionally mentioned, where relevant. Since the most important methods for the preparation of pyridinium ylides were described in a review by N. De Kimpe [26], we do not discuss this topic due to absence of new significant results.
The main use of pyridinium ylides in the organic synthesis is presented on the scheme 1. It involves preparation of pyrrole, fused and spiro-pyrrole, furan and cyclopropane derivatives.
Scheme 1. Synthetic application of pyridinium ylide reactions.
EWG
R
Nu-Addition/Cyclization/Elimination (Oxidation) or 1,3-Dipolar Cycloaddition/Elimination (Oxidation)
X
,5-Cyclization I Elimination (Oxidation)
EWG
EWG
Nu-Addition/ 1,3-Cyclization
R
2.1. Synthesis of N-Heterocycles
2.1.1. Pyrrole derivatives
2.1.1.1. [a|-Fused pyrroles
Indolizines are an important class of #-heterocycles due to their wide range of biological activities. Numerous synthetic approaches to the indolizine skeleton have been devised, but the most frequently employed synthetic approach to the indolizine skeleton is the (2+3)-cycloaddition of pyridinium ylides, derived from a-halocarbonyl compounds, with electron-deficient olefins or alkynes. While the reaction of pyridinium ylides with alkynes mostly involves 1,3-dipolar cycloaddition pathways, followed oxidation to indolizine derivative, reactions with olefins, leading to the formation of indolizines, can proceed both as 1,3-dipolar cycloaddition, followed by elimination/oxidation leading to aromatization, as well as nucleophilic addition of the ylide to the C=C bond, followed by cyclization and elimination/oxidation. Metal-catalyzed reactions of pyridinium ylides with unsaturated bonds usually involve much more complex reaction mechanisms.
Reactions with acetylenes
Reaction of ylide derived from 1-(1-cyanoethyl)pyridinium triflate 1 under basic conditions with dimethyl acetylenedicarboxylate (DMAD) 2 affords indolizine 3 via ylide 1,3-dipolar cycloaddition/HCN elimination pathway (scheme 2) [38]. Scheme 2
OTf
+ N
+
CN
C02Et
C02Et 2
KOfBu
DMF, 0 °C
3, 76%
Indolizine derivatives were obtained by 1,3-dipolar cycloaddition of 1-(2'-benzimidazolylmethyl)pyridinium ylide with electron-deficient alkynes (scheme 3) [39]. Analogously the reaction of 1-(quinolin-2-ylmethyl)pyridinium ylide with dimethyl acetylenedicarboxylate afforded dimethyl 3-(quinolin-2-yl)indolizine-1,2-dicarboxylate (scheme 4) [40].
Cl
N
-R1
N
Et3N, CHCI3
R1 = C02Me, C02Et, H; R = C02Me, C02Et
DMAD 2
Me02C
C02Me
Et3N, CHCI3
8, 32%
Indolizine-1-carbaldehydes 11 were synthesized by 1,3-dipolar cycloaddition of pyridinium ylides to aryl, heteryl, and alkyl substituted propiolaldehydes. The methodology afforded functionalized indolizines under mild reaction conditions and with wide substrate scope (scheme 4) [41]. Scheme 4
CHO
R 9
R1
+
Br
COAr
O
Ar
Cs2C03 MeCN, rt
10
CHO 11, 54-84%
R = Ar, 2-Thienyl, Alk; R 1 = H, 4-Me, 4-Et, 4-CN
Pyridyl-substituted indolizines 16 were synthesized by an one-pot three-component procedure starting from commercially available materials such as 2,2'-dipyridyl 12, substituted bromoacetophenones 13, and electron-poor alkynes in 1,2-epoxybutane 15 as reaction solvent and acid scavenger (scheme 5) [42].
Scheme 5
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.