Нуклеофильное замещение в ГХЦПД предельными одно-, двухатомными спиртами, тиолами и аминами (стр. 3 )

  Высокая склонность ГХЦПД к образованию устойчивого арома-тического пентахлорциклопентадиенильного аниона при взаимодейст-вии с соединениями трехвалентного фосфора и металлорганическими соединениями открыла новый эффективный путь к получению функ-циональнозамещенных галогенциклопентадиенов [162-164] и стала толчком к развитию области «галогенофильных» реакций [12]. По предложенному механизму [165] указанная реакция представляет двустадийный процесс; на первой стадии происходит отрыв аллиль-ного хлора нуклеофилом с образованием аниона пентахлорциклопен -

логической химии и химии функциональнозамещенных каркасных соединений [9, 179].

  В температурном интервале 160 – 170 єС ГХЦПД реагирует с PBr3, образуя 5-бром-1.2,3,4,5-пентахлорциклопентадиен [181]. Указанная реакция с BBr3 в присутствии каталитического количества AlBr3 при-водит к последовательному замещению атомов хлора на бром [182, 183]. Однако в этих работах не рассматривается вопрос об изомерии смешанных полигалогенциклопентадиенов и авторы однозначно при-писывают синтезированным соединениям структуры с атомами брома при C5. Для доказательства структур применена спектроскопия ЯМР №іС [179]. По данным спектроскопии надежно установлено, что продуктами реакции являются 5-бром-1,2,3,4,5-пентахлорциклопента-диен (134), 5,5-(135), 1,5-(136), 2,5-дибромтетрахлорциклопентадиен (137) и в минорном количестве продукт глубокого бромирования:

  Соединения (135), (136) и (137) получены бромированием тетра-хлорциклопентадиена гипобромитом натрия или взаимодействием тетрахлордиазоциклопентадиена  с бромом [179]: 

Глава 4

  Нуклеофильное замещение в 5,5-диметокситетрахлорцик-

  лопентадиене непредельными спиртами аллильного ряда

  В предыдущей главе 2 показали, что нуклеофильное замещение в ГХЦПД (1) аллиловым спиртом и его производными одновременно приводит к аддуктам реакции внутримолекулярного[4+2]-циклоприсо-единения и перегруппировки Кляйзена. Синтетически особенно прив - разделе, содержит ~3% примеси, придающей ему характерный жел-тый цвет и приводящей к побочным продуктам в последующих реакциях, хотя видимая область для него по расчету Вудворда должна быт прозрачной [188]. Впервые был разработан практичный и простой способ очистки этого диена [96].

примесного соединения (4) кроме показателей методов спектроскопии  была доказана его спонтанной реакцией внутримоле-кулярного [4+2]-циклоприсоединения и вследствие чего оно представ-ляло с собой 5-метоксипентахлорциклопентадиен (см. схемы 2 и 3).

  Более практичный способ очистки этого диена (2) заключается [189] в кипячении его в растворе метанола. При этом примесное соединение превращается в целевой диен (2) за 5 ч и прозрачный диен (2) получается с количественным выходом:

ного кольца представлены одиночным узким синглетом при.10 м. д., сигналы двух метоксигрупп диастеретопны и сильно отличаются по химическим сдвигам – они резонируют при.90 и 3.52 м. д., а протоны СН2-группы дают сигнал при.29 м. д. в виде дублета (ІЈ 2.0 Гц). Данные спектра ЯМР №іС также согласуются со структурой (208).

  Аналогичная реакция диена (2) с р-метилфенолят-анионом привела к обычному неперегруппированному соединению (209). Инересно то, что и в случае взаимодействия диена (2) с бензиловым спиртом также не обнаружен in situ промежуточный интермедиат-енолэфир (205). Причину отсутствия перегруппировки в случае фенолят-аниона автором объясняется меньшей стабильностью фенильного катиона по сравнению с бензильным при внутримолекулярном замещении и таким образом, наблюдаемое превращение происходит не по маршруту [3,3]-сигматропной перегруппировке, а путем [1,3]-сигма-тропного сдвига бензильного фрагмента по схеме:

 

  Впервые , и было проведено нуклеофильное замещение винильного атома хлора  в ДМОТХЦПД (2) на пропинолят-анион [209] и в отличие от аллилат - и бензилат-анионов, с высоким выходом (94%) был выделен стабильный продукт – пропаргиловый эфир (210), который в ходе вакуумной перегонки претерпевал гладкую и количественную изоме-ризуется в аллен (211) [209]: 

каждом из указанных случаев были выделены разные продукты. Так, дехлорирование (152а-с) цинком в метаноле при комнатной темпера-туре в течение 12 ч с хорошими выходами привело к дихлорпроизвод-ным (214а-с). Структуры соединений (214а-с) были установлены методами ЯМР С№і, №Н, ИК и масс-спектроскопии. Для них характе-ристичным в спектрах ЯМР №іС является дублетные сигналы кольце-вого атома С5 при д 55 м. д. 

  В случае триазола были выделены изомерные аддукты (236h) и (236i) в равных соотношениях (по данным ЯМР №Н). Образование последних связано с возможностью реализации для триазола в ходе реакции замещения двух равновесных изомерных форм (1Н и 4Н) с 1,3-сдвигом атома водорода [237]. Структуры соединений (236h) и (236i) установлены на основании данных их ЯМР №Н спектров. Так, в спектре изомера (236h), снятого в CDCl3, протоны триазольного кольца резонируют при.25 и 8.93 м. д. в виде синглета, в то же время протоны триазольного фрагмента соединения (236i) из-за химической эквивалентности имеют вид одиночного синглета при.95 м. д., что указывает на симметричное расположение двойных связей триазола по отношению к тетраэдрическому азоту.

  Аномально протекает реакция хлоркетона (152а) с вышеуказанны-ми нуклеофилами в присутствии трехмольного избытка пиридина [238, 239]. В данном случае наряду с ожидаемыми енаминохлоркето-нами (236a-l) имело место образование более полярного на силикагеле соединения, которому на основании спектральных данных и встречного синтеза авторами была приписана структура (237). Соотношение енаминокетонов (236a-l) и (237) по данным ГЖХ составляло 1:1. Следует отметить, что при использовании вместо вто-ричных аминов их гидрохлоридов преимущественно образуются со-единение (237) (60-70%), а также минорный продукт триметокси-производного (238), охарактеризованный данными спектроскопии ЯМР №Н и С13.

ми подхода к 13-азапростаноидам удалось разработать простой и удобный метод гидролиза вышеупомянутого фрагмента енамино-хлоркетона [246]. Это стало возможным благодаря подбору субстрата и реализации «эффекта анхимерного содействия». Так, осуществле-ние стандартного перехода «кетон-имин-амин» [247] с участием несопряженной С=О группы енаминохлоркетонов (267а, b) привело с хорошими выходами (70-90%) к таутомерной смеси кето-енолов (268a, b) и (269a, b) в примерно равных соотношениях.

моселективность и с суммарном выходом 93% образовалась смесь эпимеров (302) и (303) в соотношении 9:1.

  Трихлорциклопентенон (152а) с илидом (304) в зависимости от условий реакции образует разнотипные соединения (305-310) [253]. В принципе, образование в данной реакции аномальных соединений (305) и (307) не совсем ясно.

  Интересное поведение трихлорциклопентенона (152а) наблюда-ется в условиях купратного синтеза [254]. В результате взаимодейст-вия енона (152а) с 2.5 экв. Me2Cu(CN)Li2  с суммарным выходом (50%) образуется смесь соединений (311) и (312) в соотношении 7:1. По мере увеличения количества вводимого в реакцию купратного реаген-та до 4 экв. повысился суммарный выход продуктов до 95%. При хранении соединения (311) со временем происходит медленное нека-тализируемое  образование дикетона (315). По всей вероятности, пос-ледний образуется из высокореакционноспособного циклопентадиен-она (314), который генерируется из (311) гомолитическим отщеплени-ем MeOCl.

пии ряда циклопентенонов (236а, 274а, 261а, 273а, 231, 356, 324а, 327, 328, 333а, 335а, 371 и т. д.), имеющих енаминохлоркетонную функцию[295].

  Анализ спектральных данных показал (табл.1), что сигналы протонов N-диметильных групп в однотипных соединениях (236а), (274а), (261а), (273а), (330), (356), (324а),), не содержащих экзоциклическую двойную связь в положении 5, имеют вид одиноч-ного узкого синглета, что говорит об их изохронности и, по всей вероятности, им соответствует структура А. В то же время диастерео-топные диметоксигруппы в этих соединениях анизохронны и пред-ставлены отдельными узкими синглетами. Аналогичная картина наблюдается также в их спректрах ЯМР №іС. В спектрах соединений (294, 295, 320 321, 290, 291, 334, 334а), имеющих экзоциклическую двойную связь при С5, сигналы гем-диметоксигрупп резонируют в виде одиночного синглета, т. е. они изохронны, из-за отсутствия хирального центра в соседнем положении 5, при этом конфигурация экзоциклической двойной связи не влияет на их химическую эквива-лентность. С другой стороны, сигналы N-диметильных групп соедине-ний (331, 332, 356, 357, 327, 328, 371, 371а) заметно отличаются от таковых соединений (236а), (274а), (261а), (273а), (330), (356), (324а) [295]. В спектрах енаминокетонов (331, 332, 327 и 328) сигналы N-диметильных групп представляют собой одиночные уширенные син-глеты, а сигналы гем-диметоксигрупп – синглеты; для Z-(356) и Е-(357) альдегидов сигналы N-диметильных групп имеют вид двух малоамплитудных синглетов [Д,.15 м. д. для (357) и Д.10 м. д. для (358)]. Уменьшение амплитуды сигналов указанных групп и их удвоение можно объяснить усилением резонанса в енаминокетонном фрагменте за счет дополнительного сопряжения электронов с электро-ноакцепторной альдегидной группой. Видимо, для альдегидов (356) и (357) реализуется структура В, т. е. (356а) и (357а). Примечательно то, что эти сигналы в спектре ЯМР №Н кислоты (371) разрешены и прояв-ляются в виде двух узких синглетов (Д.18 м. д.), что свидетельству-ет об их анизохронности. Диастереотопность этих же групп наблюда-ется также в спектре ЯМР №іС (д 42.45 и 42.29 к, м. д.). При повышении температуры образца выше комнатной (54єС) наблюдается уменьше-ние амплитуды и уширение сигналов N-диметильных групп в спектре ЯМР №Н, что связано с усилением вращения этих групп вокруг связи С-N. Оценка барьера вращения псевдодвойной связи С-N по прибли-женной формуле: