Введение к работе
Актуальность темы. Циклизация вш/.-ацетиленовых производных арилдиа-зониевых солей как способ получения [с]-аннелированных пиридазинов (реакция Рихтера) по ряду объективных причин, среди которых доминирующей, по-видимому, является труднодоступность исходных виг/.-ацетиленшлзамещенных ароматических аминов, изучена недостаточно. В последнее время благодаря развитию способов введения ацетиленовой группы в ароматический цикл появилась возможность систематического исследования реакции Рихтера как фундаментальной осноиы синтеза гетероциклических соединений.
При этом, введение в синтетическую практику реакции Рихтера невозможно Со разработки основ синтеза новых еш^.-аминоацетилениларенов и -гетаренов на б.-пе наиболее доступных органических продуктов. Поэтому изыскание принципиально новых синтетических путей к исходным егл/.-ацетиленилзамещенным ароматическим аминам и их предшественникам - соответствующим ароматическим иод-иронзподным - в сочетании с развитием уже известных способов получения этих соединений представляется актуальной задачей.
Цель работы заключалась в разработке удобных методов сиыгеза орто-ацешлениланилинов и виг/.-аминоацетиленилпиразолов и в изучении особенностей реакции гетероциклизации, полученных на их основе, opmo-ацетиленшібензол- и (уш^.-ацетиленилпиразолдиазониевых солей.
Научная новизна. В диссертационной работе впервые изучены различные подходы к синтезу ключевых аминоацетиленов, предложены наиболее оптимальные, а п некоторых случаях оригинальные способы получения этих соединений и их предшественников. Один из них - способ синтеза 4-нитроиодпиразолов, в том числе функциональнозамещенных, путем нитродезиодирования 3,4-дииод-, 4,5-дииод- и 3,4,5-трииод-1-метилпиразолов. На основании анализа обширного экспериментального материала показано, что реакция ipso-тпроваиия иод- и полииод-пиразолов имеет общий характер, протекает легко и только по положению 4 пира-зольного цикла. Подробно рассмотрено влияние заместителей на скорость реакции ніпродезиодирования; обсуждены причины резкого ускорения этого процесса при введении в пиразольный цикл нитрогруппы.
Найден простой способ получения 3- и 5-(ацетиламино)-4-иод-1-
алкилпиразолов, состоящий в последовательном ацилировании и иодировании со
ответствующих аминопиразолов без выделения промежуточных
(ацетиламино)пиразолоз.
При проведении восстановления доступных (благодаря предложенному нами нитродезиодированию полииодпроизводных пиразола) 4-шггро,иод- и 4-
нитродииодпиразолов SnCl2 в НС1 отмечено образование в значительном количестве продуктов дезиодирования. Предложен модифицированный способ восстановления 4-нитроиодпиразолов, при котором выходы целевых аминоиодидов достигают 90%.
Систематически изучены особенности конденсации амино-, ацетиламинои-одпиразолов, обладающих низкой реакционноспособностыо, с терминальными ацетиленами или их медными солями, определены границы препаративных возможностей каждого метода (каталитический, ацетиленидный). Обнаружено, что известный общий метод кросс-сочетания арилгалогенидов с терминальными ацетиленами в присутствии комплексов Pd не пригоден для получения ацетиленовых производных из 4-иодацетиламинопиразолов. Реакция в этом случае сопровождается дезио-дированием и образованием дизамещенного бутадиина. На основе моделирования промежуточных стадий и побочных направлений конденсации сделаны выводы о возможном механизме реакции дезиодирования. Вместе с тем, те же 4-иодпиразолы достаточно реакционноспособны в ацетиленидном синтезе.
Установлено, что, в противоположность общепринятому представлению диа-зотирование o/wio-ацетилениланшшнов в концентрированной НС1 и последующая циклизация приводят к образованию не только 4-гидроксициннолинов, но и 4-хлорциннолинов; соотношение получаемых хлор- и гидроксипроизводного зависит от строения исходного соединения и условий реакции. Показано, что 4-хлорциннолины гидролизуются в условиях реакции в 4-гидроксипроизводные. На базе этих новых данных разработан метод синтеза 4-хлор- и неизвестных ранее 4-бромциннолинов; выявлены некоторые ограничения метода.
Выяснены особенности реакции Рихтера в ряду выг/.-ацетиленовых производных 1-алкилпиразолдиазониевых солей с любым возможным расположением взаимодействующих групп. Установлено, что соли 4-ацетиленилпиразолил-5-диазония циклизутотся с образованием производных 4-хлор- или 4-бром-1Я-пиразоло[3,4-с]пиридазина; гетероциклизация хлоридов 5-ацетиленилпиразолил-4-диазония и З-ацетиленилпиразолил-4-диазония приводит к замещенным 7-хлор-Ш-пиразоло[4,3-с]п'кфидазинам; циклизация галогенидов 4-ацетиленилпиразолил-З-диазония дает преимущественно 6-гидрокси-2#-пиразоло[3,4-с]пиридазины.
При изучении гетероциклизации хлоридов 3-ацетиленил-5-метилпиразол-4-диазония обларужено образование продуктов межмолекулярного взаимодействия метальной и диазониевой групп. На основе этого разработан способ получения новых азополипиразольных соединений: 1-метил-5-(1,5-диметил-311-пиразолил-4-азо)мстил-ЗИ-пиразол-4-диазоний хлоридов и 6-(1,5-диметил-311-пиразол-4-ил)азо-1-метил-311-4#-пиразоло[4,3-с]пиразолов.
Практическая ценность. В результате настоящей работы были отработаны оптимальные синтетические последовательности для получения 4-хлор-, 4-бромцишголинов, галогенсодержащих пнразолопиридазинов, а так же дипиразолов, связанных азометильной группой и пиразолилазо-4#-пиразоло[4,3-с]пиразолов.
Апробация работы. Отдельные разделы диссертации докладывались на 14 Международном конгрессе по химии гетероциклов (Антверпен, 1993), 15 Международном конгрессе по химии гетероциклов (Тайпей, 1995), Международном конгрессе но химии стран тихоокеанского бассейна (Гонолулу, 1995) и Международном симпозиуме, посвященном памяти Георга Витгига (Гайдельберг, 1997г)..
Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 6 статьях и тезисах 4 докладов на международных конференциях.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 130 страницах машинописного текста и состоит из введения, литературного обзора на тему: "Синтез конденсированных гетероциклических структур на основе циклизации ароматических диазониевых солей и диазосоединений", обсуждения полученных результатов, жепернментальной части, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 195 наименований.