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

Схема 15

Ph								O	O
				O
						основание	Ph		O
	N	+			O
+			O				N	N	O
N
Br		O	O					Ph	O
52	Ph		26					53

1,4-Диазиниевые (пиразиниевые) илиды рассматривают в литературе как 1,3-динуклеофилы достаточно часто, но, как правило, выходы продуктов реакции малы из-за неустойчивости такого рода илидов. Так, присоединение илида 54 к ацетилендиметилдикарбоксилату 26 приводит к двум продуктам 55, 56 с низким выходом (схема 16) [26].

Схема 16

						O
N	+	+				O
			O
	N	−
54 Ph		O		O	26
	O	O				O	O
N		O		+	N		O
	N	O				N	O
	O	Ph				O	Ph
	55 (3%)					56 (6%)

В аналогичной реакции N-фенацил-2,5-диметилпиразиниевого илида 57 главным продуктом является диметил-1,4-диметилпирроло[1,2-a]пиразин-7,8- дикарбоксилат 59, образующийся, вероятно, за счет отщепления бензальдегида от неароматизированной системы (схема 17) [27].

Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 1

401

Схема 17

					O
N	+		+		O
N		−		O
Ph			O	O
57					26
		O	O		O	O
N			O	+	N	O
N			O		N	O
		O	Ph
	58 (5.2%)				59 (16%)

Циклоприсоединение илида 60 к дегидробензолу 61 сопровождается элиминированием синильной кислоты (схема 18) [14].

Схема 18

N	+		N
+		−HCN	N
N
−	N		N
N		61	62
60

Хинолин и ряд его производных, по сравнению с моноциклическими основаниями, образует более устойчивые илиды, которые являются эффективными реагентами по отношению к большому числу диполярофилов. Получены продукты циклоприсоединения хинолиниевых илидов к таким соединениям, как малеимиды [12], акрилонитрил [28], цианоацетилен [29], ацетилендикарбоксилаты [30], транс- 1,1-дициано-1,3-бутадиены [31].

Реакции илидов хинолиния и изохинолиния с различными диполярофилами достаточно изучены. Из последних можно отметить малеимиды [12, 13, 15], диметилацетилендикарбоксилат [30], цианоацетилены [29], акрилонитрил [15, 28], эфиры фумаровой и малоновой кислот [15], нитростиролы [15], арилиденпроизводные малононитрила [15].

6,7-Диметокси-3,4-дигидроизохинолин, основание неароматического типа, также образует илиды 63, круг реакций присоединения которых оказался даже шире, чем в случае илидов изохинолиния. Помимо присоединения к стандартным реагентам – малеимидам [32], халконам [33], эфирам фумаровой и малеиновой кислот [34], они реагируют с основаниями Шиффа 64 и 3-фенил-2H-азирином 65

(схема 19) [34].

402	Серия монографий InterBioScreen

Схема 19

			O
			O	N+	−
R2			63	O	O	N
N							Ph
	R1
						65
64
		O	O			O	O
	N		R2			N	Ph
		N				N
O		R1			O
	O					O
	66					67

В ряду хинолиновых производных интересный пример представляет илид 20, получаемый из 8-аминохинолина и фенацилбромида. Реакции этого трициклического диполя 20 с малеимидами 36, эфирами фумаровой 69 и малеиновой 68 кислот, ацетилендиметилдикарбоксилатом 26 приводят к соответствующим продуктам

70–73 (схема 20) [10, 11].

Схема 20

O

H

H

O

N

N

O

O

O

N

R1

N

H

N R1

R

O 26

O

N

O

H

O

R

O

70

O

O

36

71

68

O

+

O

O

69

O

O

O

N

O

N

O

−

R

H O

20

H O

N

O

N

O

N

N

R

H

O

R

H

O

O

O

72

73

Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 1

403

Фталазиниевые илиды, структурно подобные изохинолиниевым аналогам, как реагенты более удобны, ввиду большей стабильности как исходных, так и конечных продуктов. В работе [35] описано взаимодействие илида 74 с малеиновым ангидридом 75, ацетилендиметилдикарбоксилатом 26, азодиметилдикарбоксилатом 76 и фенилизоцианатом 77 (схема 21).

O

Ph N N O

O

O

78

O OO

75

O

O N N O

76	O
O	Ph

N	N	O
		N
	N
		O
	O	O
	80

Схема 21

					O	Ph
			N	N		O
						O
					O	O
		O				79
		O			O
N	+		26	O
N		−
O		Ph		O
74		Ph	N		77
					O	Ph

N N

O

N

Ph

81

Используя фталазиниевый илид 82, впервые удалось осуществить реакции диполярного присоединения с такими соединениями, как арилиденпроизводные кислоты Мелдрума 83 и барбитуровой кислоты 84 (схема 22) [36].

404	Серия монографий InterBioScreen

Схема 22

O				N					O
				N+
O	Ar				−			HN		Ar
O	O			O		O	O		N	O
									H
83				82					84
			N	O				N		O
			N					N
	O					O
				O						O
	O			Ar		HN			Ar
		O		O			N	O
						O	H
		85					86
В работе [37] описаны реакции илида хиназолиния 87 с рядом диполярофилов
(схема 23).
										Схема 23
							Ar		O
				R2
		N
				+		N N
			+						R2
		N
				−
				R1				R1
		Ar		O
	87						88
	R1 = CO2Me, CO2Et, COPh
	R2 = H, CO2Me, CO2Et, COPh
Реакции циклоприсоединения бензо[g]изохинолиниевого										илида 89 и его

7,8-диметилпроизводного 89 к диметилацетилендикарбоксилату 26 рассмотрены в работе [38] (схема 24).

Схема 24

R					O
				+ O
R		N+	−		O
		Ph		O	O
	89				26
Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 1						405

O O

O O

O

R

N Ph

R

90

Илиды на основе 2- и 4-азафлуоренов [39] представляют особую группу мезаионных соединений с маловыраженным цвиттер-ионным характером. Доминирование стабильной мезомерной формы 91b и незначительный вклад мезоионной структуры 91a определяют относительно невысокую реакционную способность таких динуклеофилов и низкий выход продуктов реакции с ацетилендиметилдикарбоксилатом 26 (схема 25).

							Схема 25
	+		+
−	N		N	−		N
91a	O	Ph	O	Ph	91b	O	Ph
		O		O
		O	26	O
			N	O
		O		Ph
				O
		O	O
		92
3,4-Дигидро-β-карболиниевые илиды, среди которых особый интерес пред-
ставляют илиды азометинового типа 93,			присоединяются		к диметилфумарату
и фумаронитрилу с образованием пирроло-β-карболиновых						систем	94 (схе-
ма 26) [40].
406				Серия монографий InterBioScreen

Схема 26

R R

N	N+	−	N		N
		CH2
H			H	H
93			94	R	R

R = CO2Me, CN

Илиды бензоциннолиния вступают в стандартные реакции (схема 27), но особенностью присоединения 95 к ацетилендиметилдикарбоксилату 26 является образование полностью восстановленного пиразольного цикла в аддукте 96 [41, 42].

Схема 27

	O	N N+ −		O
				N O
O		O		O N
		Ph	O
O				O
	26
		95		76

N N		O	N N
O	O		N	O
O	Ph			N
			O	Ph
O	O		O	O
	96		97

В стандартных условиях 1,3-диполярного циклоприсоединения внутримолекулярно кватернизованный тетрациклический илид 98 присоединяет одновременно две молекулы диполярофила 26 (схема 28) [43].

Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 1

407

Схема 28

O		O	O	O			O
N	−	+		O	N	N	O
	N +			O			O
		O	O	O		O	O
98			26			99

Илиды имидазолиевого ряда отличаются своеобразной реакционной способностью. Так, илид 100 реагирует с этилпропиолатом 101 по обычному направлению, но с низким выходом 102 (схема 29) [44].

Схема 29

	O			O	Ph
Ph	−
			O	N
	N+	+
			O
	N			N
					O
				O
	100		101	102 (14%)

В то же время при взаимодействии этого же илида 100 с азодиэтилдикарбоксилатом не удается выделить ожидаемый продукт циклоприсоединения. Процесс сопровождается элиминированием метилимидазола [45]. Напротив, взаимодействие илида 103 с ацетилендиметилдикарбоксилатом 26 протекает с высоким выходом, однако образующееся соединение представляет собой продукт не 1,3-, а аномального 1,4-циклоприсоединения (схема 30) [44].

Схема 30

N		N		O		N	N
−
N	+	+	O	O		N	O
					N
N				O
						O O O
103				26		104 (70%)

408	Серия монографий InterBioScreen

Илид 1-метилбензимидазолия реагирует с этилпропиолатом, как и его метилимидазольный аналог (схема 29), но с еще более низким выходом конечного про-

дукта 102 (4%) [46].

В отличие от имидазолиевых производных, илид тиазолия 105 присоединяется к метилмалеимиду 36 и диметилмалеату 68 по стандартной схеме, выходы 106 и 107 при этом близки к количественным (схема 31) [47].

Схема 31

			O
		O	−
O			N+		O
					O
N			S
					O
			105
O					O 68
36				O
		O			O
	H
S	N	N	N		O
H			S		O
	H
		O	H		O
	O
O
				O
106			107

1,3-Циклоприсоединение N-фенацилида 4-метилтиазолия к N-фенилмалеими- ду протекает с умеренным (36%) выходом [48].

Присоединение илидов 5-гидроксиэтил-4-метилтиазолия 108, как правило, сопровождается дополнительной циклизацией, приводя в конечном итоге к трициклическим системам 109 (схема 32) [48, 49].

					Схема 32
	O			R2
R	−	R2
					S
	N+ +		R1	N
		R1
	S		R		O
				O
HO
	108			109
Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов, том 1					409

Илиды бензотиазолиевого ряда 110 в реакциях 1,3-диполярного присоединения изучены еще более подробно, чем моноциклические тиазолиевые аналоги. Образование продуктов циклоприсоединения описывается стандартной схемой

(схема 33) [12, 15, 52–54].

Схема 33

X −		R2		R2
					S
N+	+		R1
					N
		R1
S				X
110					111
Ph	OH S				O
				N
S		N
					Ph
	N	O		S
					OH
		Ph
	112			113

В качестве побочных продуктов в этих реакциях образуются незначительные количества димера илида бензотиазолия 112 и продукта перегруппировки 113 [52].

Относительно небольшое число работ посвящено илидам 1,2,4-триазолиевого и 1,2,4-триазиниевого ряда. Бромид 1-фенацил-4-фенил-1,2,4-триазолия 114 вступает в реакцию с акрилонитрилом и метилакрилатом в условиях основного ката-

лиза [55, 56] (схема 34).

Схема 34

	O					O
Ph							Ph
		N+	X	основание N
	N				N
		N	+	N
Br					H		X
		Ph		Ph
	114			115
X = CO2Me, CN

При действии триэтиламина на 1-алкил-5-фенил-1,2,4-триазиниевые соли 116 получают необычные азометиновые илиды 117. Существование таких диполей обусловлено сильным электроноакцепторным эффектом триазинового цикла,

410	Серия монографий InterBioScreen