Карцев В.Г.Избранные методы с-за и модифик. гетероциклов т.1 , 2003

гидрированные и конденсированные производные, многие из которых представляют практический интерес как аналоги природных веществ и лекарственных препаратов. Аннелирование соединений 1–3 используется также в синтезе пиримидинов, конденсированных с сернистыми гетероциклами 4, 5 (Х = S) и системами, включающими несколько гетероатомов (O, S, N), которые представлены сравнительно небольшим числом примеров.

Надстройка нового цикла в барбитуровых кислотах может осуществляться также через атом азота N1(N3). Реакции этого типа, приводящие к образованию систем 6 или 7, изучены на сегодняшний день в гораздо меньшей степени.

Доклад сделан по материалам обзора, полный текст которого опубликован: в кн. "Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов", под ред.

Карцева В.Г., М.: IBS PRESS, 2003, т. 2, с. 258.

Литература

1.Краснов К.А., в кн. Избранные методы синтеза и модификации гетеро-

циклов, под ред. Карцева В.Г., М.: IBS PRESS, 2003, т. 1, с. 314.

Генеральный спонсор и организатор – InterBioScreen Ltd.

307

Синтез 1,2-дигетарилэтенов и их тиенильных предшественников

Краюшкин М.М.

Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН 119991, Москва, Ленинский пр., 47

1,2-Дигетарилэтены 1 (А, В) представляют значительный интерес в качестве фотохромов [1–3] (схема 1).

Схема 1

		X Y Z					X Y Z
R''			R''	hν	R''			R''
R'	S	R R S	R'	hν1	R'	S	R R S	R'
		1A					1B

Структурно близкие им соединения 2 проявляют не только фотохромные свойства, но и являются биологически активными веществами [4–6]. Ниже представлены наши результаты по синтезу производных 1, в большинстве которых мостиковые фрагменты связаны с атомами 3 и 3' тиофеновых циклов.

Y

M W

RR

HN R'' R' HN

2

Дигетарилэтены, содержащие фрагмент перфторциклопентена, получают взаимодействием литиевых производных тиофена с октафторциклопентеном (схемы 2, 3). Такого типа взаимодействия приводят к продуктам как симметричного 3, 5, 6, так и несимметричного 7 строения.

308	Устные доклады

									Схема 2
Br							F
	N N		BuLi		N N			N N
S	O	Ar	F	Ar	O	S	S	O	Ar
							3

Исходными субстратами для построения такого типа систем, как правило, могут являться дибромпроизводные тиофенового ряда. Синтез соединения 5 из дибромида 4 иллюстрирует различия в реакционной способности атомов брома в разных положениях тиофеновых циклов.

Схема 3

Br							Br
Br			BuLi				Ar
			S		O
S							S
4			N		S Bu-t
					O
		F					F
	S	Ar	Ar	S		Ar	S	S	Ar
							Alk	Alk
		5					6
	F
					N N		N
							Ar =
S	Alk	S			O Ar		S
		Alk
		7

Усовершенствованы и разработаны новые оригинальные методы получения широкого круга полизамещенных производных тиофена, а также конденсированных продуктов 8, 10–14 – исходных синтонов для последующего синтеза дигетарилэтенов. Так, изомерные по строению тиенотиазолы 8 и 10 впервые получены окислением монотиооксамидов 9, которые образуются в результате взаимодействия соответствующих аминов тиофена с хлорацетамидом в присутствии элементной серы (схема 4).

Генеральный спонсор и организатор – InterBioScreen Ltd.

309

										Схема 4
		R			S				R
	S							N
		N			HN	R			S
	S				S			S
	Alk				Alk			Alk
	8				9			10
				R = CONH2
	R'			R'		S			H	R'
	S								N
	R"			S						R"
				Alk	S		S	Alk
	S		S						S
Alk		Alk						Alk
	11		12			13			14

Подробно изучены реакции ацилирования производных тиофена и предложены способы региоселективного введения ацильных остатков в различные положения циклов (схема 5).

						Схема 5
R O	R		R			S
HN	R' HN	HN		H		H
		O	R	N		N	R
S			S
		S			S	S
		Cl
O	O				O	O
	+	S
Cl	Cl			S		S
O	O			S	O
	+	S
Cl	Cl

O S

310	Устные доклады

На основе ацилтиофенов получены универсальные синтоны типа теноина 15, легко превращающегося в хлор- 17 и кетопроизводные 16 (схема 6).

Схема 6

		CuSO4	S	O
S	O			O	S
		S		16
	HO
	15	SOCl2	S	O
		Py
				Cl	S
				17

Трансформация с участием ацильных фрагментов позволила создать широкий набор продуктов, в которых тиенильные циклы связаны с самыми разнообразными мостиками, в том числе конденсированными.

R H R R N N

N N

N X N N N N

S S S S S S

X = NH, O, S

S S

N

N

S S

Интересно отметить, что продукты 18–20 обладают флуоресцентными свойствами.

Генеральный спонсор и организатор – InterBioScreen Ltd.

311

				O	Ar
						CN
N	N				N	N
O	R	HN		O	O	NH2
S	S	S	S	S		S
18			19		20

Мы показали, что взаимодействие ацилоинов и теноинов с 1,1-карбонилди- имидазолом приводит к образованию ожидаемых карбонатов 21, тогда как в реакции с 1,1-тиокарбонилдиимидазолом с хорошим выходом образуются оксатиолоны 22 (схема 7).

Схема 7

				O				S
	O		N	N	HO	O	N	N		O
	O	O	N	N			N	N	O	S
	R	R			R	R			R	R
	21				R = Ar, Het					22

Карбонат 21 легко модифицируется, образуя продукты 23 и 24. Взаимодействие теноина 15 с мочевиной приводит к образованию имидазолинона 25.

	O			S		O	O O
O	O	R	O	O		N	N
R			R		R	R	R
S	S		S	S		S	S
	23			24			25

R = Alk, Ac

Значительное внимание уделено синтезу продуктов, в которых тиенильные циклы связаны с легко модифицируемым циклобутендионовым мостиком (схема 8).

312	Устные доклады

										Схема 8
						O				O
	O		O		O					O
							Cl			Q
S
	Cl		Cl	R	S				R	S
R	S					S				S
						S	R			R
	Q =				; Me			; Me
		Me	S	Me		S			S	Me

Окисление продуктов реакции перекисью водорода практически количественно дает производные малеинового ангидрида 26. На основе реакции последних с ароматическими и алициклическими аминами получают N-замещенные малеинимиды 27. Подчеркнем, что ранее дитиенилэтены с обоими мостиками были практически недоступны. Взаимодействие циклобутендионов с гидроксиламином приводит к необычным продуктам перегруппировки Бекмана 28, сохраняющим цис-конфигурацию заместителей (схема 9). Богатый синтетический потенциал таких соединений очевиден.

Схема 9

O	OR	O	O	O	X	O
NC
		NH2OH		H2O2
		ROH		RNH2
S	S	S	S	S		S
28				26 X = O; 27 X = NR

Подчеркнем, что синтезированы аналоги упомянутых выше структур, содержащие вместо остатков 2,5-диметилтиофена фрагменты 8, 10–14.

Получены рентгено-структурные данные для дигетарилэтенов, в которых связующим мостиком между тиенильными фрагментами служат фрагменты перфторциклопентена, малеинового ангидрида и циклобутендиона. Установлено, что бензоксазольный и бензотиазольный заместители в положениях 2 тиенильных колец копланарны плоскости тиофеновых циклов. В то же время показано, что для открытой формы А всех дитиенилэтенов характерен значительный разворот тиенильных фрагментов относительно плоскости связующего цикла, в результате чего для ряда веществ расстояние между атомами C(2)-C'(2) тиенильных колец оказывается значительно больше нормального ван-дер-ваальсового контакта, что геометрически неблагоприятно для реакций фотоциклизации.

В связи с этим были разработаны подходы к синтезу 1,2-дитиенилэтеновой системы 29 с благоприятной для фотоциклизации конформацией, заключающийся

Генеральный спонсор и организатор – InterBioScreen Ltd.

313

в дополнительном химическом связывании мостика с одним из двух тиофеновых колец (схема 10).

Схема 10

O	O		O
O N R	O O		O N
	RNH2	H2NCH2CH(OMe)2
	CF3CO2H	CF CO H
		3	2

S	S	S	S	S	S
	30				29

Кроме того, было показано, что изменение объема заместителей R в мостике структуры 30 также сказывается на взаимной ориентации тиофеновых циклов.

Литература

1.Irie M., Сhem. Rev. 2000 100 1685.

2.Krayushkin M., Chem. Heterocycl. Comp. 2001 37 (1) 19.

3.Krayushkin M., Vorontsova L., Uzhinov B., J. Photoenergy 2001 3 (1) 25.

4.Seehra J., Mckew J., Lovering F., et al., USA Patent WO 1999-US3898 19 990 224; Chem. Abstr. 131 199619.

5.Asakai R., Sodeoka M., Fujita M., Katoh M., et al., Jpn. Patent WO 9 942 100 A1 19 990 826; Chem. Abstr. 131 165337.

6.Dhingra U., Huryn D., Ke J., et al., Switz. Patent WO 9 947 518 A1 19 990 923;

Chem. Abstr. 131 228648.

314	Устные доклады

Фурфурилиденарилиденцикланоны. Реакции с азотсодержащими нуклеофильными реагентами с сохранением и раскрытием фуранового цикла

Кривенько А.П., Николаева Т.Г., Бугаев А.А., Голиков А.Г.

Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского 410026, Саратов, ул. Астраханская, 83, корп. I

Фурфурилиден и арилиденцикланоны, содержащие в своем составе несколько различных реакционных центров, широко используются в органическом синтезе для построения карбо- и гетероциклических соединений. Известны они своей разнообразной биологической активностью и иными ценными свойствами [1–3].

Особенностью фурфурилиденцикланонов является способность вступать в реакции не только с участием С=С и С=О связей боковой цепи, но и с раскрытием фуранового цикла. Мы изучили их поведение в условиях гидроаминирования и гидразинирования с сохранением, либо раскрытием гетерокольца.

Гидроаминирование фурфурилиденцикло(пента)гексанонов 1a, b и дифурфурилиденцикло(пента)гексанонов 2а, b (100°С, 10 МПа, СН3NH2 или NH3, этанол, Ni ск.) протекает с сохранением фуранового цикла и образованием аминов 3а–d, 4а, b [4] (схема 1). Гидрогенизация последних в кислых водных растворах (рН 4–5, 100°С, 10 МПа, Ni/Ru) приводит к расщеплению одного или двух фурановых колец с образованием оксипропилзамещенных циклано(b)пирролидинов 5а–d [4] и цикланопирролизидинов 6а, b. Гидрометиламинирование фуранов 1a, b в кислых водно-спиртовых растворах (рН 4–5) в присутствии солянокислого метиламина (80°С, 8 МПа, Ni/Ru) дает сразу пиримидины 5b и d [5].

Схема 1

	RNH2, H2	OH
n( )
	Ni/Ru		O
O	n = 3
		7	MeNH2, H2
		n( )	Ni/Ru
O			H
1a n = 1;	RNH2, H2	NH	+		H
			H3O , H2
1b n = 2;		R	Ni/Ru n( )		( )3OH
	Ni Re			N
1c n = 3			H
		O		R
		3a n = 1, R = H;	5a n = 1, R = H;
		3b n = 1, R = Me;	5b n = 1, R = Me;
		3c n = 2, R = H;	5c n = 2, R = H;
		3d n = 2, R = Me	5d n = 2, R = Me
Генеральный спонсор и организатор – InterBioScreen Ltd.					315

	O		O		( )n
n( )	NH3, H2	n( )	NH2
	O				N
	Ni Re
	O		O	HO	( )3 3( ) OH
	2a n = 1;		4a, b		6a, b
	2b n = 2

При увеличении размера алициклического фрагмента в исходном кетоне 1c процессы рециклизации и гидроаминирования полностью подавляются гидрогенизацией олефиновой связи и карбонильной группы с образованием 2-фурфурил- циклогептанола 7.

Оба пути каталитического синтеза пирролидиновых спиртов 5b, d протекают стереонаправленно и приводят к идентичным продуктам с цис-ориентацией водорода при хиральных центрах. Для выявления механизма образования пирролидиновых спиртов 5 мы провели гидрометиламинирование кетона 1b в условиях дейтерообмена (С2Н5ОD–D2O–DCl, рН 4–5, 80°С, 8 МПа, Ni/Ru).

При сравнении 13С ЯМР спектров недейтерированного и дейтерированного аминоспиртов 5d и 5d в спектре последнего отмечено уменьшение интенсивности сигналов и появление рядом с ними мультиплетов сигналов атомов С(2), С(3), С(4), С(8), С(9), свидетельствующих о частичном изотопном обмене. Исчезновение синглетов сигналов атомов С(7), С(10), С(11) и появление мультиплетов свидетельствует о полном дейтерировании этих позиций. Исходя из расположения атомов дейтерия и учитывая легкость обмена протонов на дейтерий при гетероатомах активированных метиленовых и метиновых групп, можно представить возможную схему рециклизации фуранового кетона в пирролидиновый спирт (схема 2), включающую стадии дейтерирования атома кислорода карбонильной группы, кетоенольной таутомерии, нуклеофильного присоединения амина по экзоциклической связи С=С, раскрытие фуранового цикла и внутримолекулярное гидроаминирование.

Схема 2

	D3O+	D	D	MeND2
			D
		+ D		D
	O	D		D
		OD	O +	O
	O	O
	1b

316	Устные доклады