Карцев В.Г. - Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов. Том 1 (2003)(ru)

	H O		Ar
	N				N	Ar
N	N	O		N	N	O O
	H				H
	29a				29b
	H				H	O O
	N	O	O		N
N	N		Ph	N	N	Ph
	H
	O		Ph		O	Ph
	30a				30b

Взаимодействие АПК и их производных с несимметричными 1,2-диаминами во многих случаях протекает региоселективно, что является ценным достоинством таких циклизаций. Известны данные о получении (Z)-2-гетероилметилен-1,2,3,4- тетрагидропиридо[2,3-b]пиразин-3-онов (29: R = Het) реакцией 4-(2-фурил)- и 4-(5- тиазолил)-2,4-диоксобутановых кислот 1e c 2,3-диаминопиридином [2, 84, 86, 93] (схема 5). Структура соединений 29 ранее была принята без доказательства, по косвенным данным, а механизм реакции и причины региоселективности в статьях [86, 93] не обсуждались. Нами было подробно исследовано взаимодействие как самих АПК 1a, c (R = t-Bu, Ar), так и их производных – 5-арил-2,3-дигидрофуран- 2,3-дионов 4 (X = H, PhCO) – с 2,3-диаминопиридином и выделены соответствую- щие(Z)-2-ацилметилен-1,2,3,4-тетрагидропиридо[2,3-b]пиразин-3-оны29 (R = t-Bu, Ar) и изомерные (Z)-3-ацилметилен-1,2,3,4-тетрагидропиридо[2,3-b]пиразин-2-оны (30: X = H, PhCO) [21, 59, 83] (схема 10). Соединения 29 и 30 обладают выраженной бактериостатической активностью по отношению к штаммам золотистого стафилококка и кишечной палочки [21, 86].

Подробно описано взаимодействие ароилпировиноградных кислот 1c (R = Ar, X = H) с 4-амино-5-метиламино- и 4,5-диамино-1,6-дигидропиридазин-6-онами, 4,5-диамино-3-метил-1-фенилпиразолом, 1,2-диаминобензимидазолом и 1,2-ди- амино-4-метил-1,6-дигидропиримидин-6-оном [2]. На основе этих реакций получены производные 1,6-дигидропиридазин-6-она 31 и 1,2,5,6-тетрагидро- пиразино[2,3-d]пиридазин-2,5-диона 32 (ошибочно названного продуктом циклоприсоединения [2]), 5-аминопиразола 33 и продуктов его превращений – пиразоло- [3,4-b][1,4]диазепин-5-карбоновой кислоты 34 и пиразоло[3,4-b]пиразин-6-она 35, [1,2,4]триазино[2,3-a]бензимидазол-3(4H)-она 36 и пиримидо[1,2-b][1,2,4]триазин- 3,8-диона 37 (схема 5). К этому материалу можно добавить не вошедшие в обзор [2] сведения о синтезе производных имидазо[1,5-b]пиридазин-2-карбоновой кислоты 38 реакцией АПК 1c (R = Ar) с 1,2-диамино-4-фенил-1H-имидазолом [94] (схема 11).

Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 1

271

Схема 11

NH2

O

H2N N

N

Ar

Ph

Ar

OH

Ph

N

O

O

−H2O

O

N

H

N

NH2

1c

OH

38

Ar = Ph

N

H

Ph

O

S

N

NH

N

H2N

S

N

OH

N

−H2O

N

H

40

N

NH2

Ph

N

N

H

N

N

O

41

OH

OH

N

Ph

NH2

Ph

O

N

N

O H O

H

O

−H2O

N

N

1c

N

42

OH

Ph

NH2

N

N

H

N

N

O

43

OH

Интересно отметить, что в этой реакции диамин взаимодействует с кислотами

1c не как N,N-, а как 1,3-N,C-бифункциональный агент. Альтернативная 1,4-N,N-

гетероциклизация в данных условиях не реализуется.

Реакции АПК с 1,3-N,N-динуклеофилами – производными мочевины и

гуанидина – изучены не так подробно. Среди таких реакций известно взаимо-

действие ароилпировиноградных кислот 1c (R = Ar, X = H) с мочевиной, которое

осуществляется при сплавлении реагентов и приводит к (Z)-5-ароилметилен-

272

Серия монографий InterBioScreen

имидазолидин-2,4-дионам 39 [2] (схема 5). Соединения 39 мало токсичны, обладают противосудорожной активностью и угнетают деятельность микросомальных ферментов печени [2, 3]. Данные о других реакциях АПК 1 с 1,3-N,N-динуклео- филами мы впервые обобщаем в данном обзоре. Гуанидины с экзоциклической группой -NHC(=NH)NH2, например 2-бензотиазолилгуанидин, реагируют с бензоилпировиноградной кислотой 1c (R = Ph), образуя замещенные 2-(2-бензо- тиазолиламино)пиримидин-6-карбоновые кислоты, например, соединение 40 [95]. Циклические аналоги гуанидина – 2-аминобензимидазол и 2-аминонафтоимид- азолы – вступают в конденсацию с кислотой 1c (R = Ph), приводя к производным пиримидо[1,2-a]бензимидазол-2-карбоновой кислоты 41 или, соответственно, пиримидо[1,2-a]нафтоимидазол-2-карбоновых кислот 42 и 43 [96] (схема 11). Конкуренция между кольчатым амидиновым и гидразиновым фрагментами 2-гидразинобензимидазолов в реакциях с ароилпировиноградными кислотами 1c (R = Ar) ведет к значительному разнообразию продуктов – образуются [1,2,4]три- азино[4,3-a]бензимидазол-4(1H)-оны 44, изомерные соединения 36, а также производные 1-(1H-бензимидазол-2-ил)-1H-пиразол-3-карбоновой кислоты 45 и 1H-[1,2,4]триазепино[4,3-a]бензимидазол-3-карбоновой кислоты 46 [97] (схема 12). Отметим, что функционализованное гуанидиновое звено присутствует также в указанных выше реагентах – 1,2-диаминобензимидазоле и замещенном 1,2-ди- аминопиримидине, реакции которых с АПК приводят к структурно близким конденсированным азинам 36 и 37 [2].

Схема 12

							O O	Ar
							N
			N	NH2		N	N N
			N			44	R
O			N	R				O
			H			H
Ar			R = H, Alk				N
	OH					N		OH
							N
O H O			−H2O		R = H	N
							Ar
1c						45
	N						Ar
−H2O		NH2
	N						N	O
	NH2					N	N N	OH
		N	O
	N					46	R

NN O Ar H

36

Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 1

273

Заключение

На основе перспективных "конструкционных блоков" – легко доступных реакционноспособных ацилпировиноградных кислот – осуществляется целенаправленный тонкий органический и комбинаторный синтез разнообразных азотсодержащих гетероциклических соединений. Исследование химических превращений и биологического действия АПК и их производных в настоящее время продолжается.

Литература

1.Салоутин В.И., Бургарт Я.В., Чупахин О.Н., Успехи химии 1999 68 (3) 227.

2.Перевалов С.Г., Бургарт Я.В., Салоутин В.И., Чупахин О.Н., Успехи химии

2001 70 (11) 1039.

3.Шуров С.Н., Андрейчиков Ю.С., в сб. Химия пятичленных 2,3-диоксогетеро-

циклов, Пермь: Пермский ун-т, 1994, с. 5.

4.Колленц Г., в сб. Химия пятичленных 2,3-диоксогетероциклов, Пермь:

Пермский ун-т, 1994, с. 55.

5.Некрасов Д.Д., ХГС 2001 (3) 291.

6.Некрасов Д.Д., в сб. История химии: область науки и учебная дисциплина. К 100-летию профессора Н.А. Фигуровского, М.: МГУ, 2001, с. 133.

7.Масливец А.Н., Андрейчиков Ю.С., в сб. Химия пятичленных 2,3-диоксо- гетероциклов, Пермь: Пермский ун-т, 1994, с. 91.

8.Пименова Е.В., Андрейчиков Ю.С., в сб. Химия пятичленных 2,3-диоксо- гетероциклов, Пермь: Пермский ун-т, 1994, с. 188.

9.Laćan M., Šarac-Arneri R., Croat. Chem. Acta 1971 43 (4) 215.

10.Clark B.P., Ross W.J., Todd A., Заявка Великобритании 2 123 813; РЖХим. 1984 23О12П.

11.Андрейчиков Ю.С., Методы синтеза биологически активных гетероциклических соединений, Пермь: Пермский ун-т, 1989.

12.Парфенов О.В., Артемьев С.А., Хамаев В.Х., Тез. регион. совещ. респ.

Ср. Азии и Казахстана по хим. реактивам, Ташкент, 1990, т. 1, ч. 2, с. 292.

13.Stiles M., Selegue J.P., J. Org. Chem. 1991 56 (12) 4067.

14.Подвинцев И.Б., Шуров С.Н., Андрейчиков Ю.С., Косвинцева Л.С., Пермский ун-т, Пермь, 1997, с. 14, Деп. в ВИНИТИ 24.09.97, № 2906-В97; РЖХим. 1998 4Ж156Деп.

15.Шуров С.Н., Подвинцев И.Б., Косвинцева Л.С., Андрейчиков Ю.С., ЖОрХ

1997 33 (8) 1192.

16.Подвинцев И.Б., Автореф. дисс. канд. хим. наук, Пермь: Пермский ун-т, 1997.

17.Янборисов Т.Н., Жикина И.А., Андрейчиков Ю.С. и др., Хим.-фарм. журн.

1998 32 (9) 26.

18.Козьминых Е.Н., Дисс. д-ра фарм. наук, Пермь: Пермская фарм. акад., 1999.

19.Козьминых В.О., Игидов Н.М., Березина Е.С. и др., Изв. АН, Сер. хим. 2000

(9) 1564.

20.Березина Е.С., Козьминых В.О., Игидов Н.М. и др., ЖОрХ 2001 37 (4) 574.

21.Софьина О.А., Игидов Н.М., Козьминых Е.Н. и др., ЖОрХ 2001 37 (7) 1067.

274	Серия монографий InterBioScreen

22.Cooke R.G., Merrett B.K., O'Loughlin G.J., Pietersz G.A., Aust. J. Chem. 1980 33 (10) 2317; РЖХим. 1981 13Е183.

23.Mounier C.E., Shi J., Sirimanne S.R., et al., J. Biol. Chem. 1997 272 (8) 5016.

24.Walker G.N., US Patent 3 449 350; Chem. Abstr. 1969 71 70595.

25.Перевозчикова С.А., Перевозчиков Л.А., Козлов А.П., Труды Междунар. науч.

конф. "Перспективы развития естественных наук в высшей школе", Пермь:

Пермский ун-т, 2001, т. 1, с. 88.

26.Kollenz G., Kappe C.O., Nabey H.A., Heterocycles 1991 32 (4) 669.

27.Беляев А.О., Козьминых Е.Н., Козьминых В.О., Мат. межвуз. юбил. науч.-

практ. конф., посвящ. 85-летию высшего образования на Урале "Актуальные проблемы фармацевтической науки и образования: итоги и перспективы",

Пермь: Пермская фарм. акад., 2001, с. 32.

28.Козьминых Е.Н., Игидов Н.М., Козьминых В.О., Мат. юбил. межвуз. науч.-

практ. конф., посвящ. 275-летию г. Перми и 80-летию фарм. образования на Урале "80 Лет фармацевтическому образованию и науке на Урале: итоги и перспективы", Пермь: Пермская фарм. акад., 1998, с. 54.

29.Козьминых Е.Н., Игидов Н.М., Колотова Н.В. и др., в сб. Химия для медицины и ветеринарии, Саратов: Саратовский ун-т, 1998, с. 90.

30.Козьминых Е.Н., Чупилова Е.А., Игидов Н.М., Козьминых В.О., Мат. юбил.

межвуз. науч.-практ. конф. "Актуальные проблемы фармацевтической науки

и образования: итоги и перспективы", Пермь: Пермская фарм. акад., 2000, с. 59.

31.Алиев З.Г., Шуров С.Н., Некрасов Д.Д. и др., Журн. структ. хим. 2000 41

(6)1255.

32.Игидов Н.М., Софьина О.А., Широнина Т.М. и др., Тез. докл. Междунар.

науч. конф. "Органический синтез и комбинаторная химия", Москва, 1999, с. 106.

33.Ширинкина С.С., Игидов Н.М., Березина Е.С. и др., Труды Междунар. науч.

конф. "Перспективы развития естественных наук в высшей школе", Пермь:

Пермский ун-т, 2001, т. 1, с. 150.

34.Battesti P., Battesti O., Sélim M., Bull. Soc. Chim. Fr. 1974 (9–10) 2214.

35.Козлов А.П., Рябова В.В., Козлова Г.А., Андрейчиков Ю.С., ЖОрХ 1997 33

(3)413.

36.Шапетько Н.Н., Хатипов С.А., Андрейчиков Ю.С. и др., ЖОХ 1985 55 (3) 661.

37.Козлов А.П., Рябова В.В., Андрейчиков Ю.С., ЖОрХ 1987 23 (8) 1665.

38.Козлов А.П., Рябова В.В., Козлова Г.А., Андрейчиков Ю.С., ЖОрХ 1997 33

(3)406.

39.Колотова Н.В., Козьминых В.О., Долбилкина Э.В., Козьминых Е.Н., Изв. АН,

Сер. хим. 1998 (11) 2317.

40.Колотова Н.В., Козьминых В.О., Долбилкина Э.В. и др., Хим.-фарм. журн.

1998 32 (9) 32.

41.Козлов А.П., Автореф. дисс. д-ра хим. наук, Саратов: Саратов. ун-т, 1996.

42.Рубцов А.Е., Ковыляева Н.В., Залесов В.В., в кн. Азотистые гетероциклы и алкалоиды, под ред. Карцева В.Г., Толстикова Г.А., М.: Иридиум-Пресс, 2001,

т. 2, с. 257.

43.Салоутин В.И., Базыль И.Т., Скрябина З.Э. и др., Изв. АН, Сер. хим. 1994

(2)299.

Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 1

275

44.Рубцов А.Е., Махмудов Р.Р., Ковыляева Н.В., Залесов В.В., Труды Междунар.

науч. конф. "Перспективы развития естественных наук в высшей школе",

Пермь: Пермский ун-т, 2001, т. 1, с. 171.

45.Рубцов А.Е., Залесов В.В., ХГС 2001 (8) 1130.

46.Küster W., Erfle E., Ber. Bunsen-Ges. Phys. Chem. 1926 59 1015.

47.Софьина О.А., Козьминых В.О., Игидов Н.М. и др., Тез. докл. участников школы молодых ученых "Органическая химия в XX веке", М.: МСХА, 2000, с. 110.

48.Козьминых Е.Н., Колотова Н.В., Игидов Н.М. и др., в сб. Карбонильные соединения в синтезе гетероциклов, Саратов: Саратовский ун-т, 1996, с. 128.

49.Масливец А.Н., Смирнова Л.И., Иваненко О.И., Андрейчиков Ю.С., ХГС 1991

(5) 697.

50.Широнина Т.М., Козьминых Е.Н., Березина Е.С., Козьминых В.О., Тез. докл.

участников школы молодых ученых "Органическая химия в XX веке", М.:

МСХА, 2000, с. 106.

51.Широнина Т.М., Козьминых Е.Н., Игидов Н.М. и др., Пермская фарм. акад.,

Пермь, 2001, с. 12, Деп. в ВИНИТИ 15.05.01, № 1252-В2001; РЖХим. 2001 01.21-19Ж.179Деп.

52.Широнина Т.М., Козьминых Е.Н., Игидов Н.М., Козьминых В.О., Труды Междунар. науч. конф. "Перспективы развития естественных наук в высшей школе", Пермь: Пермский ун-т, 2001, т. 1, с. 145.

53.Игидов Н.М., Широнина Т.М., Козьминых Е.Н. и др., Мат. юбил. науч.-

практ. конф. "Актуальные проблемы фарм. науки и образования: итоги и перспективы", Пермь: Пермская фарм. акад., 2000, с. 45.

54.Широнина Т.М., Козьминых В.О., Игидов Н.М. и др., Тез. докл. Молодежн.

науч. школы-конф. "Актуальные проблемы органической химии",

Екатеринбург: УрО РАН, 2001, с. 327.

55.Корзун А.Е., Пермь: Пермский ун-т, 2000, Website: http://geg.chem.usu.ru/win/conf/organ/Tez_organ.html.

56.Глебова Е.А., Пулина Н.А., Катаев С.С., Залесов В.В., Тез. докл. Молодежн.

науч. школы по органической химии, Екатеринбург: УрО РАН, 2000, с. 199.

57.Курковская Л.Н., Шапетько Н.Н., Андрейчиков Ю.С., Сараева Р.Ф.,

Журн. структ. хим. 1975 16 (1) 139.

58.Якимович С.И., Зерова И.В., ЖОрХ 1978 14 (1) 42.

59.Трапезникова Н.Н., Автореф. дисс. канд. хим. наук, Пермь: Пермская фарм.

акад., 2002.

60.Махмудов Р.Р., Труды Междунар. науч. конф. "Перспективы развития естественных наук в высшей школе", Пермь: Пермский ун-т, 2001, т. 1, с. 158.

61.Гаврилова Н.Е., Глебова Е.А., Залесов В.В. и др., Мат. Всерос. науч. конф.,

посвящ. 95-летию Уфимского НИИВС им. И.И. Мечникова "Актуальные вопросы разработки, производства и применения иммунобиологич. и фармацевтич. препаратов", Уфа, 2000, ч. 2, с. 48.

62.Ковыляева Н.В., Махмудов Р.Р., Катаев С.С., Залесов В.В., Тез. докл. 5 Моло-

дежн. науч. школы-конф. по органич. химии, Екатеринбург: УрО РАН, 2002, с. 291.

63.Беляев А.О., Козьминых Е.Н., Игидов Н.М. и др., Тез. докл. 5 Молодежн. науч.

школы-конф. по органич. химии, Екатеринбург: УрО РАН, 2002, с. 87.

276	Серия монографий InterBioScreen

64.Уэда А., Окума К., Заявка Японии 54 157 539; РЖХим. 1980 22О65П.

65.Рубцов А.Е., Ковыляева Н.В., Залесов В.В., Тез. докл. 5 Молодежн. науч.

школы-конф. по органич. химии, Екатеринбург: УрО РАН, 2002, с. 374.

66.Ridi M., Ann. Chim. 1959 49 (5–6) 944; РЖХим. 1960 4 13443.

67.Васянин П.Н., Толмачева И.А., Павлова Е.Ю. и др., в сб. Новые достижения в химии карбонильных и гетероциклических соединений, Саратов: Саратовский ун-т, 2000, с. 38.

68.Касаткина Ю.С., Игидов Н.М., Широнина Т.М. и др., Тез. докл. областной конф. молодых ученых и студентов "Проблемы химии и экологии", Пермь:

Пермский технич. ун-т, 2002, с. 20.

69.Березина Е.С., Игидов Н.М., Касаткина Ю.С., в кн. Азотистые гетероциклы и алкалоиды, под ред. Карцева В.Г., Толстикова Г.А., М.: Иридиум-Пресс, 2001,

т. 2, с. 41.

70.Козьминых В.О., Игидов Н.М., Ильенко В.И. и др., Хим.-фарм. журн. 1992 26

(7–8) 28.

71.Милютин А.В., Игидов Н.М., Амирова Л.Р. и др., в сб. Актуальные проблемы фармации, Барнаул: Алтайский мед. ун-т, 1995, с. 121.

72.Милютин А.В., Амирова Л.Р., Крылова И.В. и др., Хим.-фарм. журн. 1997 31

(1)32.

73.Трапезникова Н.Н., Козьминых Е.Н., Широнина Т.М., Козьминых В.О., в кн.

Азотистые гетероциклы и алкалоиды, под ред. Карцева В.Г., Толстикова Г.А., М.: Иридиум-Пресс, 2001, т. 2, с. 309.

74.Милютин А.В., Амирова Л.Р., Колла В.Э. и др., Хим.-фарм. журн. 1998 32

(8)24.

75.Касаткина Ю.С., Игидов Н.М., Козьминых В.О., Мат. юбил. межвуз. науч.-

практ. конф. "Актуальные проблемы фармацевтической науки и образования: итоги и перспективы", Пермь: Пермская фарм. акад., 2000,

с. 46.

76.Андрейчиков Ю.С., Кольцова С.В., Жикина И.А., Некрасов Д.Д., ЖОрХ 1999

35 (9) 1567.

77.Bodforss S., Liebigs Ann. Chem. 1965 681 89; РЖХим. 1965 22Ж192.

78.Милютин А.В., Сафонова Н.В., Голенева А.Ф. и др., Хим.-фарм. журн. 1994

28 (12) 37.

79.Милютин А.В., Сафонова Н.В., Махмудов Р.Р. и др., Хим.-фарм. журн. 1996

30 (3) 42.

80.Милютин А.В., Сафонова Н.В., Махмудов Р.Р. и др., Хим.-фарм. журн. 1998

32 (1) 27.

81.Наседкин В.И., Метелева Е.В., Курдина Л.Н. и др., Пермская фарм. акад.,

Пермь, 1991, с. 7, Деп. в ВИНИТИ 12.03.91, № 1193-В91.

82.Софьина О.А., Игидов Н.М., Козьминых Е.Н., Козьминых В.О., Тез. докл.

Молодежн. науч. школы по органич. химии, Екатеринбург: УрО РАН, 2000, с. 166.

83.Трапезникова Н.Н., Козьминых Е.Н., Игидов Н.М. и др., Пермская фарм.

акад., Пермь, 2001, с. 11, Деп. в ВИНИТИ 16.10.01, № 2172-В2001.

84.Машевская И.В., Толмачева И.А., Кольцова С.В., Масливец А.Н., в сб. Новые достижения в химии карбонильных и гетероциклических соединений,

Саратов: Саратовский ун-т, 2000, с. 155.

Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 1

277

85.Смирнова И.В., Масливец А.Н., Труды Междунар. науч. конф. "Перспективы развития естественных наук в высшей школе", Пермь: Пермский ун-т, 2001,

т. 1, с. 127.

86.Машевская И.В., Толмачева И.А., Воронова Э.В. и др., Хим.-фарм. журн.

2002 36 (2) 33.

87.Масливец А.Н., Красных О.П., Конюхова Н.А., в кн. Азотистые гетероциклы

иалкалоиды, под ред. Карцева В.Г., Толстикова Г.А., М.: Иридиум-Пресс, 2001, т. 1, с. 409.

88.Iwanami Y., Inagaki T., J. Heterocycl. Chem. 1976 13 681.

89.Масливец А.Н., Машевская И.В., Востров Е.С., в кн. Азотистые гетероциклы

иалкалоиды, под ред. Карцева В.Г., Толстикова Г.А., М.: Иридиум-Пресс, 2001, т. 2, с. 418.

90.Sanna P., Carta A., Loriga M., et al., Farmaco (Amsterdam) 1999 54 (3) 169.

91.Буканова Е.В., Березина Е.С., Игидов Н.М., Козьминых В.О., Мат. конф. "Медицина в XXI веке: эстафета поколений", Курган, 2001, с. 90.

92.Карцева Т.В., Предводителева Г.С., Шведов В.И. и др., Хим.-фарм. журн.

1978 12 (7) 89.

93.Машевская И.В., Толмачева И.А., Масливец А.Н., ХГС 2000 (9) 1277.

94.Кругленко В.П., Повстяной В.М., Повстяной М.В., Клюев Н.А., в кн.

Азотистые гетероциклы и алкалоиды, под ред. Карцева В.Г., Толстикова Г.А., М.: Иридиум-Пресс, 2001, т. 1, с. 378.

95.Шихалиев Х.С., Крыльский Д.В., Герман Е.А., Стебенева И.А., Тез. докл.

третьего Всероссийского симпозиума по органической химии "Стратегия и тактика органического синтеза", Ярославль, 2001, с. 117.

96.Ried W., Müller W., J. Prakt. Chem. 1959 8 (3–4) 132; РЖХим. 1959 23 82330.

97.Повстяной М.В., Федосенко Е.Н., Кругленко В.П., Укр. хим. журн. 1990 56

(10) 1089.

278	Серия монографий InterBioScreen

Синтез стабильных гетероароматических карбенов ряда бензимидазола и 1,2,4-триазола и их прекурсоров

Коротких Н.И.1, Раенко Г.Ф.1, Киселев А.В.1, Книшевицкий А.В.1, Швайка О.П.1, Каули А.Г.2, Джонс Дж.Н.2, Макдональд Ч.Л.Б.2

1Институт физико-органической химии и углехимии НАН Украины им. Л.М. Литвиненко 83114, Донецк, ул. Р. Люксембург, 70 2Техасский университет, Остин, США

Department of Chemistry & Biochemistry,

the University of Texas at Austin, Austin, 78712, USA

Введение

Химия стабильных нуклеофильных карбенов, начало которой положено в работах Бреслоу и Ванцлика, и развивавшаяся долгое время в экспериментах in situ [1], получила новый импульс, когда Бертран [2, 3] и Ардуэнго [4, 5] выделили первые представители фосфанилсилилкарбенов и имидазолин-2-илиденов, соответственно, и доказали экспериментально стабильность синглетных нуклеофильных карбенов при нормальных условиях. Впоследствие был синтезирован ряд новых классов стабильных карбенов, в т.ч. ациклические диаминокарбены [6], 1,2,4-три- азолин-5-илидены [7], тиазолин-2-илидены [8] и др. Большинство из полученных до сих пор соединений относится к гетероциклическим карбенам, а наиболее стабильные из них – к гетероароматическим карбенам (ГК), которым свойственна ароматическая делокализация в кольце с участием вакантной орбитали карбенового атома углерода.

Развитие получили также несколько методов синтеза стабильных карбенов. К способу Ардуэнго [4, 5], который в сущности является модификацией способа Ванцлика [9], и состоит в депротонировании азолиевых солей гидридами или алкоголятами металлов в тетрагидрофуране, добавились способ Куна [10], заключающийся в восстановительной десульфуризации имидазолтионов под действием калия в тетрагидрофуране, а также способ Эндерса [7, 11], в котором путем депротонирования 1,3,4-трифенил-1,2,4-триазолиевой соли в спирте получается 1,3,4-трифенил-5-метокси-5Н-1,2,4-триазолин, превращающийся при нагревании в соответствующий карбен с элиминированием метанола. Олдер и сотр. модифицировали способ Ардуэнго, применив для депротонирования такие реагенты как бис- диизопропиламид лития, бис(триметилсилил)амид калия и др., и обнаружили впервые комплексование карбеном ионов щелочных металлов [6, 12]. Херрманн и соавт. доказали применимость для синтеза имидазолин-2-илиденов и бискарбенов этого ряда амидов металлов в жидком аммиаке и его смесях с бис-карбенов тетрагидрофураном [13, 14]. Позднее было проведено множество работ, в которых синтезированы новые типы стабильных карбенов и бискарбенов (напр., пиридинсодержащие бискарбены [15]). Однако, авторы, похоже, не ставили перед собой

Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 1

279

цель получения чистых кристаллических карбенов и растворы карбенов, приготовленные in situ, использовали в синтезе комплексов металлов. Все опубликованные способы получения стабильных нуклеофильных карбенов требуют специальных условий эксперимента в отсутствие влаги и кислорода с использованием сухого бокса или техники Шленка.

В изучении свойств стабильных нуклеофильных карбенов центральное место занимают реакции с электрофилами, особенно с разнообразными соединениями металлов. Образование карбеновых комплексов металлов привлекает значительное внимание из-за их высокой стабильности (большей, чем стабильность известных комплексов с другими лигандами) и каталитических свойств этих соединений. Вместе с тем, обнаружен ряд новых реакций с органическими субстратами, которые стали возможны лишь благодаря работе с индивидуальными стабильными карбенами. Наиболее полно синтез и свойства стабильных карбенов изложены в обзорах [16, 17], более ранние данные по химии ГК приведены в статье [1].

Следует отметить, что здесь мы упомянули только о стабильных нуклеофильных, преимущественно гетероароматических карбенах, которые являются в основном состоянии синглетными, в то время как химия триплетных карбенов представляет особую область, получившую в последнее время также значительное ускорение (здесь наибольший вклад внесли работы Томиоки и сотр. [18]). Однако, устойчивость триплетных карбенов пока не может идти в сравнение с нуклеофильными синглетными карбенами (время жизни наиболее стабильного триплетного карбена (2-бром-4-трет-бутил-6-дурилфенил)(2,6-бис-трифторметил-4- трет-бутил)карбен – до 16 мин при комнатной температуре в бензольном растворе [18], в то время как многие синглетные карбены хранятся месяцами без заметных изменений). Особую область представляют также гетероароматические электрофильные карбены, среди которых пока не найдено стабильных вариантов, но идет поиск таких структур и способов их получения.

Синтез гетероароматических монокарбенов ряда бензимидазола и 1,2,4-триазола

Среди известных классов гетероароматических карбенов производные бензимидазола оставались до недавнего времени неизученными. Из 1,2,4-триазолин- 5-илиденов было получено только одно 1,3,4-трифенилзамещенное соединение. Между тем, 1,2,4-триазолин-5-илиден представляет необычную систему, которая при меньшем уровне основности и нуклеофильности по сравнению с имидазолин- 2-илиденовой обладает повышенной устойчивостью. Только в одной работе [19] описан кристаллический трис(имидазолин-2-)илиден, однако, его кристаллическая структура и химические свойства не исследовались. Как уже упоминалось, в ряде работ бисимидазолин-2-илидены получались in situ, но не выделялись в чистом виде. Интерес представляло развитие методов синтеза стабильных карбенов, менее зависящих от специальных условий эксперимента.

В настоящей работе мы приводим новые данные о синтезе и свойствах стабильных гетероароматических монокарбенов или бискарбенов ряда бензимидазола и 1,2,4-триазола, а также их предшественников, полученные преимущественно авторами статьи.

280	Серия монографий InterBioScreen