Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Синтез гетероциклических соединений со спироуглеродными атомами на основе реакции Реформатского с участием алкиловых эфиров 1-бромциклоалканкарбоновых кислот Кириллов Николай Федорович

Синтез гетероциклических соединений со спироуглеродными атомами на основе реакции Реформатского с участием алкиловых эфиров 1-бромциклоалканкарбоновых кислот
<
Синтез гетероциклических соединений со спироуглеродными атомами на основе реакции Реформатского с участием алкиловых эфиров 1-бромциклоалканкарбоновых кислот Синтез гетероциклических соединений со спироуглеродными атомами на основе реакции Реформатского с участием алкиловых эфиров 1-бромциклоалканкарбоновых кислот Синтез гетероциклических соединений со спироуглеродными атомами на основе реакции Реформатского с участием алкиловых эфиров 1-бромциклоалканкарбоновых кислот Синтез гетероциклических соединений со спироуглеродными атомами на основе реакции Реформатского с участием алкиловых эфиров 1-бромциклоалканкарбоновых кислот Синтез гетероциклических соединений со спироуглеродными атомами на основе реакции Реформатского с участием алкиловых эфиров 1-бромциклоалканкарбоновых кислот Синтез гетероциклических соединений со спироуглеродными атомами на основе реакции Реформатского с участием алкиловых эфиров 1-бромциклоалканкарбоновых кислот Синтез гетероциклических соединений со спироуглеродными атомами на основе реакции Реформатского с участием алкиловых эфиров 1-бромциклоалканкарбоновых кислот Синтез гетероциклических соединений со спироуглеродными атомами на основе реакции Реформатского с участием алкиловых эфиров 1-бромциклоалканкарбоновых кислот Синтез гетероциклических соединений со спироуглеродными атомами на основе реакции Реформатского с участием алкиловых эфиров 1-бромциклоалканкарбоновых кислот
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Кириллов Николай Федорович. Синтез гетероциклических соединений со спироуглеродными атомами на основе реакции Реформатского с участием алкиловых эфиров 1-бромциклоалканкарбоновых кислот : Дис. ... канд. хим. наук : 02.00.03 : Пермь, 2004 156 c. РГБ ОД, 61:04-2/746

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Применение реакции Реформатского для гетероциклизации органических соединений (литературный обзор). 7

1. Применение реакции Реформатского в синтезе лактонов. 9

1.1. Получение |3-лактонов. 9

1.2. Получение у-лактонов. 10

1.2.1. Синтез замещенных бутанолидов . 10

1.2.2. Синтез замещенных бутенолидов. 15

1.2.3. Синтез а-метилен-у-бутанолидов. 17

1.3. Получение 6-лактонов, 19

1.3.1. Синтез пентанолидов. 19

1.1.3.2. Синтез пентенолидов, 22

1.1 А. Получение макроциклических лактонов. 26

1.2. Применение реакции Реформатского в синтезе лактамов . 28

1.2.1. Получение р-лактамов. 29

1.2.2. Получение у-лактамов. 32

1.2.3. Получение 5-лактамов. 35

1.3. Применение реакции Реформатского в синтезе спиросоединений. 36

1.3.1, Получение спиролактонов. 40

1.3.2. Получение спиролактамов. 43

Глава 2. Синтез 2,3,5,6-тетрагидропиран-2,4-дионов, содержащих в положениях 3, 5 спироуглеродные атомы . 44

2.1. Взаимодействие реактивов Реформатского, полученных из алкиловых эфиров 1-бромциклоалканкарбоновых кислот и цинка, с ацилхлоридами. 44

2.1.1. Синтез алкиловых эфиров 3-оксоалкановых кислот, содержащих в положении 2 пентаметиленовый радикал. 47

2.1.2. Синтез метиловых эфиров 3-оксоалкановых кислот, содержащих в положении 2 тетраметиленовый радикал . 48

2.2. Синтез замешенных 2,3,5,6-тетрагидропиран-2,4-дионов.1 содержащих в положении 3 пента- или тетраметиленовые радикалы. 49

2.2.1. Синтез 3-К-4,4-диметил-, 3-арил-4-алкил-2-оксаспиро[5,5]-ундекан-1,5-дионов. 52

2.2.2. Синтез 16-арил-15-оксадиспиро[5,1,5,3]гексадекан-7,14-,

15-арил-14-оксадиспиро[4,1,5,3]пентадекан-6,13-дионов. 69

2.2.3. Синтез 8-арил-9,9-диметил-7-оксаспиро[4,5]декан-6Д0-,13-арил-14-оксадиспиро[4Д,5,3]пентадекан-6Д5-, 12-арш>13-окса-диспиро-[4,1,4,3]тетрадекан-6,14-дионов. 74

2.3. Синтез 3,4,5,6-тетрагидро-2Н-пиран-2,4-дионов, содержащих в положении 5 пента или тетраметиленовые радикалы. 77

Глава 3. Взаимодействие реактивов Реформатского, полученных из метиловых эфиров 1 -бромциклоалканкарбоновых кислот и цинка, с карбонильными соединениями и их азотсодержащими аналогами. 89

3.1. Реакция с ароматическими альдегидами. 89

3.2. Реакция с бензоином. 94

3.3. Реакция с салициловым альдегидом. 98

3.4. Реакция с арилглиоксалями, 1-фенилпропан-1,2-дионом и бензилом . 99

3.5. Реакция с азометинами и азинами ароматических альдегидов. 104

3.6. Реакция с фенил- и бензоилгидразонами ароматических альдегидов. 109 Глава 4. Экспериментальная часть. 114

Выводы. 129

Литература

Введение к работе

Актуальность проблемы. В настоящее время наблюдается повышенный интерес к химии цинкорганических реагентов - интермедиатов реакции Реформатского. Это обусловлено разработкой новых методик генерирования цинкорганических реагентов, установлением их структурных особенностей, определением условий регулирования их реакционной способности и вьшвлением новых возможностей их синтетического применения. Найденные методы позволяют осуществлять взаимодействие цинкорганических реагентов практически со всеми электрофилами и получать разнообразные функциональные соединения.

Значительное место в исследованиях по методологии изучаемой реакции занимает синтез циклических и гетероциклических веществ. Внутримолекулярные циклизации промежуточных продуктов реакции Реформатского играют важную роль в синтезе, например, тетрагидронафталинонов, фенантренонов, гидро-пиренонов, инденонов, тетрагонов, бутенолидов, тетрагидрокумаринов, лакта-мов, изохинолинов, тио- и селенонафтенов ит.д.

Однако в этом плане практически не изучены цишорганические интерме-диаты, полученные на основе алкиловых эфиров 1-бромциклоалканкарбоновых кислот. Участие таких реагентов в реакции Реформатского позволяет разработать новые подходы для получения новых труднодоступных гетероциклических соединений, содержащих спироуглеродные атомы. Развитие стратегии синтеза новых спиросоединений с гетероциклическими структурными элементами, с использованием алкиловых эфиров 1-бромциклоалканкарбоновых кислот является актуальной и перспективной задачей синтетической органической химии.

Цель работы. Разработка методов синтеза новых гетероциклических систем, содержащих спироуглеродные атомы, на основе реакции Реформатского.

Научная повизна. Впервые проведено систематическое исследование реакции реактивов Реформатского, образованных из алкиловых эфиров 1-бромцик-логексан- и 1-бромциклопентанкарбоновьж кислот и цинка, с электрофильными реагентами.

Впервые проведено детальное изучение возможностей использования в данном взаимодействии в качестве электрофилов хлорацилов. Установлено, что в среде малополярных растворителей осуществляется С-ацилирование хлорацидами цинкорганических интермедиатов с образованием исключительно замещенных 3-оксоалкановых кислот. На основе указанной реакции разработан новый общий подход к синтезу замещенньж 2,3,5,6-тетрагидропиран-2,4-дионов, содержащих в положениях 3 или 5, а также одновременно в положениях 3 и 5 пента- и тетраметиленовые радикалы.

Впервые с целью получения новьж типов спиросоединений изучено взаимодействие указанных реактивов Реформатского с рядом карбонильных соединений и их азотсодержащих аналогов - бензоином, салициловым альдегидом, арилглиоксалями, бензилом, азометанами, азинами, фенил- и бензоилгидразона-ми ароматических альдегидов. Изучено влияние электронных и стерических факторов на ход и результат реакции. Разработаны подходы к получению различных типов моно- и билактонов, лактамов и пиразолонов, содержащих спироуглеродные атомы.

Практическая пенность работы. Разработаны новые эффективные методы получения 3-11-4,4-диметил-, 3-арил-4-алкил-2локсаспиро[5,51ундекан-1,5-ди-

РОС. НАЦИОНАЛЬНО* і
БИБЛИОТЕКА і

онов; 14-арил-15-оксадиспиро[5Д,5,3]гексадекан-7,16-, 15-арил-14-оксадиспиро-
[4,1,5,3]пентадекан-6,13-дионов; 8-Я-9,9-диметил-7чжсаспиро[4,5]декан-6,10-,
13-арил-14-оксадиспиро[4,1,5,3]пентадеканл6,15-, 12-арил-13-оксадиспиро-

[4,1,4,3 ]тетрадекан-6,14-дионов; 5-11-2,2-диметил-4-оксаспиро[5,5]ундекан-1,3-,
10-арил-, 10-арил-2,3-бензо-7,7-диметил-9-оксаспиро[4,5]декан-6,8-дионов;

4-гидрокси-2-окса-3,4-дифенилспиро[4,5]декан- и спиро[4,4]нонан-1-онов,
3,4-бензо-5-гидрокси-2-оксаспиро[5,5]ундекан-1-онов, За-арил-3,3,6,6-бис(пента-
метилен)- и За-арил-3,3,6,6-бис(тетраметилен)тетрагидрофуро[3,2-Ь]фуран-2,5-
дионов; метиловьж эфиров 1-[1-гидрокси-2-(2,4-диметилфенил)-2-

оксоэтил]циклогексан- и циклопентанкарбоновых кислот, 4-гидрокси-3-(1-метоксикарбонилциклогексил)-2-окса-3,4-дифенилспиро[4,5]декан- и 4-гид-рокси-3-(1-метоксикарбонилциклопентил)-2-окса-3,4-дифенилспиро[4,4]-нонан-1-онов, 2-аза-2,3-диарилспиро[3,5]нонан- и 2-аза-2,3-Диарилспиро[3,4]октан-1-онов, З-арил-2-фениламино- и 3-арил-2-бензоиламиноспиро[3,5]нонан- и сииро[3,4]октан-1-онов, 2-фенил-4-фурил-2,3-диазаспиро[4,5]декан-1-она.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на международных и всероссийских конференциях (Саратов, 2000; Суздаль, 2000; Черноголовка, 2001; Пермь, 2001; Москва, 2003). на международной конференции молодых ученых (Санкт-Петербург, 1999) и на школах (Екатеринбург, 2000, 2002). По материалам диссертации опубликовано 19 работ, из них б в центральной печати.

Автор благодарит за проведение квантово-химических расчетов доцента кафедры органической химии ПГУ Шурова С. Н.

Структлра и объем диссертации. Диссертационная работа общим объемом 156 листов машинописного текста состоит из введения, литературного обзора (глава 1), обсуждения результатов собственных исследований (главы 2, 3), экспериментальной части (глава 4), выводов и списка литературы, включающего 242 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Диссертация содержит 20 таблиц.

Работа поддержана РФФИ (гран*04-03-96036).

Синтез замещенных бутанолидов

Реакцию Реформатского можно определить в современном понимании как взаимодействие галогензамещенных органических соединений, содержащих электроноакцепторные группы, с цинком и электрофильными реагентами [1, 2]. Цинк внедряется в активированную электроноакцептор-ной группой связь углерод - галоген, которая находится чаще всего в а-положении по отношению к галогенированному углероду или отделена двойной связью. Полученный интермедиат (реактив Реформатского) взаимодействует практически со всеми электрофилами. Огромное число всевозможных модификаций реакции, охватывающее практически все классы органических соединений, дает право трактовать ее как универсальный синтетический метод, позволяюший не только конструировать углеродный скелет, но и вводить в органические молекулы различные функциональные группы [3, 4]. Одной из областей применения реактивов Реформатского является получение циклических продуктов. Они могут образовываться непосредственно при проведении реакции Реформатского, а также реакция Реформатского может быть одной из ключевых стадий в многостадийном синтезе, итогом которого служат циклы.

К трехчленному циклу приводит взаимодействие этилового эфира бромцианоуксусной кислоты, цинка и ароматических альдегидов [5, 6]. Реактивы Реформатского из зтилдибромацетата [7], диэтилдиброммалона-та [8] и цинка с этиловыми эфирами алкилиденмалоновых кислот образуют производные циклопропана. Взаимодействие цинк-енолятов, полученных из 1-арил-2,2-дибромбутанонов и цинка, с метиловым эфиром 6-бром-2-оксохромен-З-карбоновой кислоты приводит к образованию интермедиа 8 тов, которые циклизуются, давая метиловые эфиры 1-ароил-6-бром-2-ок-со-1 -этил-1 а,7Ь-дигидро-1 Н-циклопропа[с]хромен-1 а-карбоновой кислоты [9]. Подобным образом реагирует и метиловый эфир 3-оксобензо[і]хро-мен-2-карбоновой кислоты [10].

Реакция Реформатского является начальной стадией получения конденсированных систем с пятичленным циклом. Так ароматические кетоны были использованы для синтеза замещенных инданонов и инденонов [11 16]. Полигидроаценафтены были получены, исходя из различно замещенных тетралонов [17, 18]. Соответствующие полициклические соединения были синтезированы из феналенонов [19], бензпиренонов [20], бензогепта-нонов [21 - 23].

Для получения конденсированных систем с шестичленным циклом были использованы несколько различных типов синтеза. Реакция Реформатского из р-непредельных кетонов, цинка и этилбромацетата была первой стадией получения тетрагидронафтолов [24]. Применение а-нафтилке-тонов в реакции Реформатского позволило получить замещенные пери-нафтеноны [14, 25]. Производные 2-арилциклогексанона служили исходными соединениями для синтеза замещенных гидрированного фенантре-нона [26 - 28], а соответствующие тетралоны - хризенов [29]. Используя в реакции Реформатского замещенные гидрированного 4-оксофенантренона, были получены замещенные полигидропиреноны [30 - 32].

Удлинением углеродной цепи после реакции Реформатского арил-кетонов с цинком и этилбромацетатом были получены соответствующие тетралоны [33], а из последних пери-нафтаноны [34]. Наряду с тетралона-ми в подобной реакции были использованы тетрагидробензофенантреноны [19], -флуореноны [35], -феноленоны [36].

После удлинения углеродной цепи продуктов взаимодействия циклических кетонов, этилбромацетата и цинка на два углеродных атома и циклизации с тем же ядром были получены конденсированные системы. В ка 9 честве кетонов по этому пути были взяты производные тетралона [18, 29], инданона [37], октагидроантраценона [38], тетрагидрофенантренона [3].

Эфиры замещенных непредельных дикарбоновых кислот, полученные взаимодействием замещенных этиловых эфиров 3-(2-оксоциклогек-сил)пропановых кислот с цинком и а-бромэфирами, после конденсации Дикмана образуют циклические конденсированные (3-оксоэфиры [39-41].

Семичленное циклическое соединение - 4-фенил-2,3-бензогептанон был получен из продукта реакции бензофенона, цинка и метилового эфира у-бромкротоновой кислоты [42]. Этот же эфир послужил исходным соединением в синтезе гидрированного фенантренона [43]. Большее значение реакция Реформатского имеет для синтеза таких гетероциклических структур, как лактоны и лактамы.

Применение реакции Реформатского в синтезе лактамов

Лактамы обладают различной биологической активностью. (З-Лак-тамный цикл входит в состав многих антибиотиков, в том числе и пенициллина [129]. Эти антибиотики представляют собой важнейший класс медицинских препаратов, используемых для лечения инфекционных заболеваний. Антимикробные свойства (3-лактамных антибиотиков основаны на способности селективно подавлять активность ферментов, ответственных за синтез стабилизирующей решетки клеточной стенки бактерии. Эффективность действия таких антибиотиков определяется их способностью проникать через слой клеточных мембран и устойчивостью по отношению к Р-лактамазам, расщепляющих азетидиновый цикл. Хотя 3-лактамные препараты прочно заняли ведущее место в обширном ряду антибиотиков, их биологическое действие не ограничивается только антимикробной активностью. Так уже ЇЧ-бензил-азетидин-2-он оказывает антиконвульсивное действие, а рацемические 3-моно-, 1,3-, 3,3-дизамещенные азетидиноны обладают сильными седативным и гипнотическим свойствами. Действие этих азетидинонов на центральную нервную систему связано с наличием (3-лактамного кольца, в котором природа и стереохимия заместителей оказывает решающее влияние на эффективность и селективность действия препаратов по отношению к биологическим субстратам [130]. 4-(Бутенил-3)азетидин-2-он не проявляет активности, а полученный из него карбопенам усиливает умственную деятельность.

Известны противоопухолевые гликопептидные препараты семейства блеомицина, также содержащие в качестве структурного фрагмента азети-диноновый цикл [131].

Реактив Реформатского, полученный из этилового эфира бромуксус-ной кислоты и цинка, реагирует с основанием Шиффа, образуя продукт присоединения, который при низкой температуре после гидролиза дает замещенный [3-аминоэфир. При нагревании вследствии нуклеофильной атаки атома азота на карбонильный атом углерода с отщеплением цинк-бромэтилата образуется замещенный [З-лактам [132].

Вопросам влияния строения радикалов эфиров а-бромкарбоновых кислот на стереохимическое направление реакции Реформатского с бен-зальнилином посвящены работы [133 - ] 39].

Было определено, что получаются два стереоизомера 1,2-дифенил-3-11-1-азациклобутан-4-она, в которых фенильная группа и заместитель R расположены в транс- или цис- положении относительно плоскости цикла. Содержание транс - формы повышается с увеличением объема R, что связано с увеличением взаимного отталкивания между R и фенильной группой.

При использовании альдегидов CsHjFeCsbitCHO и (СО)зМпС5Н4СНО в азометинах были получены азетидиноны с соответствующими металлор-ганическими группами [140].

Взаимодействие этилового эфира дифторуксусной кислоты с цинком и основаниями Шиффа приводит к р-лактамам с атомами фтора [141]. Применение N-триметилсилилимина позволило получить Р-лактамы с атомами водорода у азота [142].

Азетидиноны с различными заместителями были описаны в работах [143 - 147]. Замещенные амино-Р-лактамы, являющиеся удобными промежуточными соединениями в синтезе природных р-лактамных антибиотиков были получены по следующей схеме [148, 149].

Для получения Р-лактамов реакцией Реформатского были использованы также триметилсилил-еноляты [150 - 153]. а, Р-Непредельные азометины с этиловыми эфирами замещенных бромуксусных кислот и цинком образуют Р-лактамы с непредельными заместителями, а именно 1-R-30C-R1 -4-(1 -метил-2-фенилпропенил)азетидин-2-оны, из которых далее получают соответствующие карбапенемовые соединения [154].

Циннамилиденамины реагируют с этил-а-бромизобутиратом и цинком с образованием продуктов как 1,2-присоединения, так и 1,4-присоеди-нения, причем состав продуктов реакции зависит от природы R и условий проведения реакции [155]. Продукты 1,2-присоединения циклизуются в Р лактамы.

С карбодииминами RN=C=NR! реактив Реформатского из этил-а-бромизобутирата взаимодействует различно. При R = R1 = циклогексил; R =Ph, R1 = Bu, t-Bu, i-Pr; R = R1 = п-толил реагирует одна та или другая двойная связь и образуется смесь соответствующих Р-лактамов, при R = R = 4-нитрофенил реакция не идет [156].

Синтез метиловых эфиров 3-оксоалкановых кислот, содержащих в положении 2 тетраметиленовый радикал

На первой стадии было проведено взаимодействие этих реактивов Реформатского с хлорацидами. В отличие от реакций цинкорганических соединений с альдегидами и кетонами взаимодействие с хлорангидридами изучено значительно меньше. Хлорангидриды карбоновых кислот являются высокореакционными электрофильными реагентами широко применяемыми в органическом синтезе [195]. В реакциях мономолекулярного нук-леофильного замещения они значительно более активны, чем галогеналка-ны и а-хлорэфиры [196]. В то же время, значительный дробный положительный заряд на углероде карбонильной группы молекулы хлорангидрида [197] благоприятствует и атаке нуклеофильного реагента по механизму SN2. Для объяснения их высокой реакционной способности было привлечено представление о специфическом геминальном взаимодействии в С1 - С = О, выражаемом передачей дополнительной электронной плотности с неп оделенных пар атома кислорода карбонильной группы на разрыхляющую орбиталь С - С1 связи [196]. По отношению к амбидентным нук-леофилам хлорангидриды карбоновых кислот в соответствии с классификацией Пирсона [198, 199] являются сравнительно "жесткими" электрофильными реагентами, склонными к предпочтительной атаке "жестких" нуклеофильных центров амбидентных соединений.

Реактив Реформатского как в своем классическом варианте, так и в большинстве реакций рассмативается как С - металлированное производное карбениатного типа (А). Такой вывод основан на аналогии в свойствах реактива Реформатского и реактива Гриньяра, а также на данных ЯМР спектров [200 - 205].

Однако, имеется ряд свойств, которые находятся в согласии с ено-лятным типом реактива, представленного О-металлированной структурой типа (В) (отсутствие полосы поглощения карбонила сложноэфирной группы в области 1700 см" в ИК спектре, особенности стереохимического протекания реакций и т. д.) [206 — 210]. Природа растворителя очень сильно влияет на выход реактива Реформатского и определяет структуру интер-медиата. На основании литературных данных [211 - 215], полученных современными физико-химическими методами исследования (ЯМР спектроскопия, рентгеноструктурный анализ), установлено, что цинкорганический реактив, образованый из а-бромэфира, в малополярных, слабосольватиру-ющих растворителях и в твердом состоянии находится в форме ассоциата в виде димера (С) - восьмичленного неплоского цикла с нормальными длинами ординарных Zn - О и Zn - С связей, а в высокоосновных, сильно-сольватирующих растворителях - в мономерной форме (D) в виде С-метал-лированного производного:

ДМЭ, ДММ ГМФТА Согласно результатам теоретических расчетов структуры реактива Реформатского методом MNDO [214] термодинамически предпочтительная димерная структура цинкорганического соединения диссоциирует под действием карбонилсодержащего соединения и на скорость определяющей стадии переходит из С- в О-металлированный продукт.

В связи с этим реактивы Реформатского взаимодействуют с хлорангидридами карбоновых кислот в зависимости от условий реакции с образованием как О — производных [216 - 218], так и С — производных [1, 218 -223].

Как показали наши исследования, реакция интермедиатов типа (А) с хлорацидами, проведенная в среде малополярных растворителей, проходит по единому реакционному пути и приводит к алкиловым эфирам 3-оксоал-кановых кислот типа (Б).

В согласии с общей схемой реактивы Реформатского (1а,б) реагируют с хлорангидридами алкановых, циклогексан- и циклопентанкарбоновых кислот, образуя алкиловые эфиры 3-оксоалкановых кислот, а именно эфи-ры 1-изобутирил (За,б), 1-ацетил (4), 1-пропионил (5), 1-бутирил (6), 1-цик-логексилкарбонил- (7) и циклопентилкарбонил- (8) циклогексанкарбоно-вых кислот. Alk = Me (За), Ei (36); R= H (4), Me (5), Et (6).

При взаимодействии реактива Реформатского (II) с хлорангидридами изомасляной кислоты, циклогексан- и циклопентанкарбоновых кислот были получены соответственно эфиры 1-изобутирил- (9), циклогексилкарбо-нил- (10) и циклопентилкарбонил- (11) циклопентанкарбоновых кислот.

Строение алкиловых эфиров 3-оксоалкановых кислот (За,б - 11) подтверждено методами ИК и ЯМР н спектроскопии (таблица 1). В ИК спектрах присутствуют полосы поглощения валентных колебаний кетонных карбонильных групп в области 1715 - 1720 и 1725 - 1730 см " и сложно-эфирных карбонильных групп в области 1735 - 1745 и 1750 - 1760 см " . Наличие нескольких полос можно объяснить тем, что, вследствие близких объемов этих заместителей (конформационная свободная энергия группы СОМе равна 1,17, а группы СООМе - 1,27 ккал/моль [224]), каждый из них может находиться как в экваториальном, так и в аксиальном положениях и поглощать при разных частотах [225].

Реакция с арилглиоксалями, 1-фенилпропан-1,2-дионом и бензилом

В цинкбромалкоголяте, полученного при взаимодействии реактива Реформатского из алкилового эфира 1-(а-бромизобутирил)циклогексан-карбоновой кислоты и альдегидов, отсутствуют атомы водорода у углерода соседнего с OZnBr, поэтому невозможно образование кратной связи и получены с хорошим выходом соответствующие пирандионы.

Строение соединений (52 - 59) подтверждено методами ИК и ЯМР Н спектроскопии. В ИК спектре замещенных пирандионов (52 - 57) присутствуют полосы поглощения в области 1715 - 1720 см и 1740 - 1750 см " , принадлежащих карбонилам кетонных и лактонных групп соответственно, а в ИК спектрах непредельных оксоэфиров в области 1690 - 1695 см "] и 1735 см " , принадлежащих карбонильным группам кетона и сложного эфира.

В ЯМР Н спектрах непредельных оксоэфиров имеются сигналы протонов циклогексанового кольца (1,30 - 2,08 м.д.), метоксильных групп (3,65 - 3,67 м.д.), а также протонов у атомов углеродов с двойной связью в области 7,12 - 7,13 м.д. и 7,55 - 7,57 м.д. с константой спин - спинового взаимодействия 15 Гц, что соответствует Е-изомеру. Спектры ЯМР ]Н пирандионов (52 - 57) свидетельствуют о том, что они получаются в виде одного геометрического изомера, причем константа спин — спинового взаимодействия J не5 - с6н составляет « 11 Гц.

С целью получения дополнительной информации о строении 5-ме-тил-3,3-пентаметилен-6-фенил-2,3,5,6-тетрагидропиран-2,4-диона проведен расчет геометрических характеристик всех стереоизомерных форм этой молекулы полуимперическим методом ССП МО ЛКАО в приближении MNDO-PM3 [226]. Согласно расчетам все стерео изомерные формы имеют сопоставимые величины энтальпий образования (Д Щ, интервал изменения которых находится в пределах ошибки данного приближения. В формах с экваториальной ориентацией метильной и фенильной групп (52а - 526) диэдрический угол Н-С(5)-С(6)-Н имеет значения, близкие к 153, что соответствует величине вициальной константы JHH да 10,9 Гц.

Как следует из расчетов, гетероциклический фрагмент молекулы рассчитанного соединения представляет собой уплощенную ванну, в которой атомы 0(1), С(2), С(3), С(5), С(6) лежат в одной плоскости с точностью ± 0,09 А (52а) и + 0,06 А (526). Атом углерода С (4) выходит из плоскости приблизительно на 0,62 - 0,63 А. Таким образом, можно заключить, что полученные соединения (52 - 57) соответствуют структуре (52а и 526).

В результате бромирования метилового эфира 1-циклогексилкарбо-нилциклогексанкарбоновой кислоты (7) был получен метиловый эфир 1-(1-бромциклогексилкарбонил)циклогексанкарбоновой кислоты (60).

Подобным же образом из метилового эфира 1 -циклопентилкарбо-нилциклогексанкарбоновой кислоты (8) синтезирован метиловый эфир 1-(Ьбромциклопентилкарбонил)циклогексанкарбоновой кислоты (61).

Физические константы и спектральные характеристики соединений (60, 61) приведены в таблице 7. При взаимодействии бромоксоэфира (60) с цинком и ароматическими альдегидами были получены 16-арил-15-оксадиспиро-[5,1,5,3]гексаде-кан-7,14-диоиы (62 - 65) (таблица 8).

Выходы соединений (62 - 65) с циклогексильной группой, стоящей рядом с арильным радикалом, значительно ниже (10 - 53 %), чем выходы соответствующих соединений (18, 21, 23, 24) с двумя метильными группами у этого же атома углерода (55 — 81 %), что можно объяснить большим стерическим влиянием циклогексильной группы по сравнению с метильными. В тоже время циклопентильный радикал создает меньшие пространственные затруднения по сравнению с циклогексильным и выходы соединений (66 - 68) (54 — 75 %) близки к соответствующим соединениям (18, 22, 28) с метильными радикалами (57 -78 %).

В ИК спектре соединений (62 - 68) имеются полосы поглощения в области 1715 - 1720 и 1745 - 1760 см"1, принадлежащие валентным колебаниям кетонных и лактонных карбонильных групп соответственно. В спектре ЯМР ]Н диспиросоединений метиновые протоны находятся в области 5,51 - 5,77 м.д., т. е. в более сильном поле, чем в моноспиросоедине-ниях (5,75 - 6,10 м.д.).

Взаимодействием 3-оксоалкановых кислот (9 - 11) с бромом были получены соответствующие бромпроизводные (69 - 71). Спектральные данные бромоксоэфиров приведены в таблице 7. При взаимодействии метилового эфира 1-(2-бром-2-метил-3-оксо-пропил)циклопентанкарбоновой кислоты (69) с цинком и ароматическими альдегидами были получены 8-арил-9,9-диметил-7-оксаспиро[4,5]-декан-6,10-дионы (72 - 77) (таблица 9).

Строение синтезированных соединений подтверждено методами ИК и ЯМР }Н спектроскопии. В спектрах ЯМР Н сигналы метиновых протонов находятся в области 5,29 - 5,63 м. д., т.е. в более сильном поле, чем сигналы метиновых протонов соответствующих соединений с циклогек-сильньш заместителем (5,48-6,10 м. д.). При действий цинка и ароматических альдегидов на бромоксоэфир (70) синтезированы 8-арил-7-оксадиспиро[4,1,5,3]пентадекан-6,15-дионы (78-80).

Похожие диссертации на Синтез гетероциклических соединений со спироуглеродными атомами на основе реакции Реформатского с участием алкиловых эфиров 1-бромциклоалканкарбоновых кислот