Меркурирование арилциклопропанов с электроноакцепторными заместителями в ароматическом ядре и некоторые реакции полученных аддуктов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН ИНСТИТУТ ХИМИИ им. В. И. НИКИТИНА

На правах рукописи

ЭШНАЗАРОВ ЮСУПАЛИ ХУДОЙБЕРДЫЕВИЧ

УДК 547.512+547.545 ¡ 547.254.9

МЕРКУРИРОВАНИЕ АР ИЛ ЦИКЛОПРОПАНОВ С ЭЛЕКТРОНОАКЦЕПТОРНЫЛ1И ЗАМЕСТИТЕЛЯМИ В АРОМАТИЧЕСКОМ ЯДРЕ И НЕКОТОРЫЕ РЕАКЦИИ ПОЛУЧЕННЫХ АДДУКТОВ

Специальность 02.00.03 — органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

ДУШАНБЕ — 1992 г.

Работа выполнена на кафедре органической и биологической химии Душанбинского ордена Дружбы народов гос-педннститута имени К. Джураева.

Научные руководители: кандидат химических наук, доцент Бандаев С. Г.; доктор химических наук, доцент Мочалов С. С.

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор Собиров С. С.; кандидат химических наук, старший научный сотрудник Исобаев М. Д.

Ведущая организация — Ташкентский государственный университет имени В. И. Ленина.

Защита диссертации состоится г.

в часов на заседании специализированного Ученого

Совета К 013.02.01 по присуждению ученой степени кандидата химических наук при Институте химии им. В. И. Никитина АН Республики Таджикистан и о адресу: 734063, Душанбе, ул. Айни, 299/2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института химии им. В. И. Никитина АН Республики Таджикистан.

Автореферат разослан « / & » 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат химических паук Г. С. Санюкович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В последние годы арищпслопропаны привлекают к себе внимание многих исследователей. Указанные' соединения представляют интерес как системы, в которых непосредственно связанные мезду. собой фрагменты - малый цикл и бензольное кольцо образуют уникальную в химическом отношении молекулу. Под взаимным влиянием циклопропановое кольцо и фенилышй радикал приобретают свойства, резко отличающие их от тех, которые проявляют эти фрагменты, будучи автономными.' Например, бензольное кольцо в арилцик-лопроданах йод влиянием указанного заместителя становится весьма активным в реакциях электрофильного замещения. В свою очередь, малый цикл в прилциклопропанах приобретает значительную устойчивость к действию электрофильных реагентов.

Указанные особенности арилциклопропанов делают их весьма перспективными в тонком, органическом синтезе. Подтверждением сказанному служат, например, многочисленные кислотно-катализируемые превращения орто-нитрозамещенных аршгшшгопропанов,. позволяющие легко трансформировать указанные нитросоединения в весыда реакционно-способный класс шгрозоацилбензолов, химия которого вообще говоря, ввиду трудной, доступности последних, изучена довольно ограничено.

Однако, несмотря на значительные успехи в химии замещенных арилциклопропанов, число реакций, в которых затрагивается трехуг-леродный цикл, пока невелико. Одной из реакций, которая на наш взгляд, еще недостаточно изучена, является сопряженное меркуриро-вание соединений ряда фешьлциклоцропана (реакция Р.Я, Левиной).

Действительно, полученные до наших работ реакции арилциклопропанов с солями ртути отражали в основном реакции углеводородов или фенялциклопропанов, содержащих в ароматическом кольце или в малом цикле электронодонорше группы. Вместе с тем широкий диапа-

зон превращений, полученных из фенилцяклоропанов ртутьсодер^щих аддуктов,свидетельствовал о большом синтетическом потенциале данной реакции.

Целью работы является изучение поведения в реакции сопряженного меркурпровааяя таких арилцяклороланов, которые содержала бы в своем составе элептроно-акцёптораые группы, особенно нигро^еЕал-циклопропааов, поскольку имеющиеся способы трансформация .нптрогруп-пк обещали многоплановую химия ртутьсодер^адах аддуктов.

Научная новячаа и практическая пеанодть. Доказано, что сольмер-курарование аралцпклопропанов с электроно-акцепторшпа замсетите-лямя. в ароматическом ядре мояно осуществить в системе "ацетат, ртутя + муравьиная кислота" шя "нитрат ртути + уксусная кислота?

Разработаны методы получения широкого ассортимента ^-.'»ердурл-рования спиртов и эмиров с различными функцяанальннмя заместителями и выявлены новые варианта и схемы их синтетического использования. Найден метод блокировка ароматической натрогруппой ртуть-содер?лщих фрагментов в металлоорганическом соединенна, который открывает широкие возможности для синтеза новых ртутьорганаческих соединений, доступ к которым иными путями весьма слонен.

Найдена новая реакция е рэду орго-натро^еннлсодетна'цях меркур-сольЕоаддуктов аралцпклопропаноЕ-одкостадгйяая трансформация пос-' ледних под действием концентрированной серной кислого (или олеуг-.'л) в неизвестные ранее £ -замененные 2-китрозопроплофенони.

Синтетическая полезность целевых о-нитрозопропаофенонов как многоцелевых синтонов показана синтезом на их основе труднодоступных беязо[с]язоксазолов я нового 1,4-бенздяазепанонона-2 важных полупродуктов для тонкого органического синтеза а получение блологи-ческа активных соединений.

Публикации. Основные содержание работы азлозено в 6 публикациях в том числе авторское свидетельство.

Апробация работа. Материал диссертации докладывались на УШ Молодежной конференции по синтетическим и природным физиологически активным соединениям ( Ереван, 1986г.), на Ш Региональном совещания по химически« реактивам республик Средней Азии и Казахстана (Ташкент,1990г.).

Структура и объем работа. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литература, прилогения. Диссертация изложена на 123 страницах машинописного текста, содержит 18 рисунков и 10 таблиц. Список цитируемой литературы Еклпчает НО наименований.

В первой главе рассмотрены литературные данные, касающиеся реакции меркурирования арилзамещенных циклопропанов, механизма раскрытия цкклопропанового кольца при меркурирования и восстановления ртутьорганических аддуктов боргидридом натрия.

Вторая глава посвядена обсуждению экспериментальных данных по меркурирования фенилциклопропаяов, содержащих электронодонор-ные заместители в бензольном ядре.

Третья глава содержит обсуждение экспериментальных данных/ По использовании сольвоаддуктов 2-нитрофеналциклопропанов с соля-■!АИ ртути (П) в органическом синтезе.

В четвертой главе изложен экспериментальный материал работы. .

Контроль за ходом реакции, а такке идентификации полученных соединений осуществляла с помощью ПМР, а такяе ИК- и 7Ф спектроскопии. Состав всех полученных соединений подтверзден элементным анализом, •

СОДЕР£АНИЕ РАБОТЫ ■

1. МЕРКУРИРОВАНИЕ ФШИЯЩШЮПРОПАНОВ, СОДЕРЖАЩИХ ЭДЕКТРОНО-" АКЦЕПТОРНЫЕ ЗАШ2ТИТШ В БЕНЗОЛЬНОМ ЯДРЕ

1.1. Меркумровакде монозамещенны-с йдншштелстгропанор •

Арилциклопронаны с электроноакцепторнши заместителями в аро- ' матичеоком-ядре Устойчивы к. действию ацетата ртути в условиях, которые применимы к фенилциклопропанам с донорными заместителями. Они претерпевав? сопряженное меркурированне (но с невысоким выходи,О как в'метаноле, так и в уксусной кислоте только в присутствии. каталитических количеств хлорной кислоты.

Мы -предпалсашш, что активность арилциклопропанов, содержащих в ароматическом ядро электроноакпепторные группировки, в реакции сопряженного меркурирования мскно усилить^ увеличивая эле-ктрофильный характер ртутной соли за счет изменения характера аниона при атоме ртути и уменьшения нуклеофильности среды.

В соответствии с .этим было изучено меркурирование о- и п-нитрофендлцшсяопропанов (.1,2) и 4-ацетилфенилциклопропана (3) под действием нитрата ртути в использовавшихся ранее растворителях (СН30Н, СН3СООН) и ацетата ртутя (Л) в более полярной (и менее нуклеофильной), чем использовавшиеся ранее, растворителе - муравьиной кислоте. Оказалось, что в отличие от ацетата ртути Ш), нитрат ртути Ш) реагирует с- соединением (1-3) как в метаноле, так я в уксусной кислоте с образованием простых и сложных эфиров соответствующих ^-меркурированных спиртов (12-17)»: причем, что очень важно, в отсутствие катализатора - хлорной кислоты.

) ^Иа; ROM л) Na.Ce, Ня0

QR

R

0C"H9Ce

J.-3

l

12-J7

R=H02> R=H, R=GH3 (12); R=H, R =I02, R =CH3 (J3); R=H, в! =CH3G0, BÜ=CH3 (14); S=H02, R1 =H, R=Ac (15); R=H, Í=H02, -Ac (16); B=H, R1 =CH3C0, R=Ac (17)

Полученные результаты показывают, что природа анлона соли ртути действительно может играть решавдув роль в реакции меркурирова-ния арилциклопропанов, способствуя либо легкой диссоциации соли ртути и формированию меркуриругацего иона, либо поляризации соответствующих связей в исходной соли, обусловливающих полокительный заряд на атоме металла.

Далее было показано, что соединения Ц,3) удивительно легко . взаимодействуют с ацетатом ртути (П) если реакции проводить в муравьиной кислоте?

Так, если в уксусной кислоте реакция арилцшиюпропанов Ц,3) .с ацетатом ртути (Л) не вдет в течение 24 ч даже при 100°С, то в муравьиной кислоте за 2 ч и при 20°С превращение исходных субстратов достигало SO/Ó. ...

OCHO

í}Hg(pi% НСООН

. L II

•R.

£ Na.Ce, Н20

HgCt

1-3

18-20

R=H02, а!.=Н;(18); S=H, R.=H02 (j9); В=Н, b1=GH3C0 (20)

м 1*уравьиная кислота ранее не использовалась в качестве растворителя при меркурировании арилциклопропанов.

Отмечая столь сильное различие в поведения субстратов Ц-3) при шс взаимодействии с ацетатом ртути (П) в уксусной и муравьиной, кислотах, ш полагаем, что оно обусловлено двумя факторами: -переходом менее активного меркурирупцего агента ацетата ртути. (П) в муравьиной кислоте в более активную форму формаата ртути (И) в влиянием растворителя на реакционную способность меркурирующего агента.

Далее оказалось, что арилцикяопропаш, содержание менее сильные злектроноакцепторные грушш, по сравнению с нитро- иди ацетильной, меркурируются легче. Так, 4-бенэоил- и 4-бромфенглцикло-пропаны (4,5) в среде муравьиной кислоти образуют- соответствующие аддукты практически с количественным выходом и за существенно меньшее время реакции.

д OCHO

fY* ^H9(0ft4,HCQ0H j^Y^^HgCt .

4¿5 21,22

R = C&H5C0 (4,21); Br (5,22)

Строение ртутноорганическнх соединений (J2-22) подтверндено физико-химическими методами. Дополнительное подтверждение строения ртутнооргаштческях соединений (12,22) было получено превращение:.; их в соответствующие галогензакещеннке производные (23-38) и анализом спектров 1ШР последние.

or"

12,J6 23-26

Е=Н02, ít=H, К'=СК3 (23); В=Н, R=H02, К'=сн3 (24); Й=Ш2, Й=Н, R"=C0CH3 (25); R=H, в!=Я02, BMJOCÜj (26)

ocuo 0CH0 0H

18-22 27-31 32-35

R=H02, B!=H (27,32); E=H, R=S02 (28,33); E=H, в!=С0СНз (29,34); E=H, R=C6H5C0 (3C.35); H=H, a!=Br (31,36)

Ваяно отметить, что галодемеркурированяе метокси- (12,13) и ацетоксизамещенных (15,16) металлоорганическяг соединений протекает без осложнений. В тех лее условиях форьшгидроксипроизводкке (18-22) наряду с заменой ртутьсодерзащего фрагмента на бром претерпевав? частичнуи трансформацию слсяно-эфврной группы в спирто-, вуи (32-36). Одним из объяснений иоает служить то, что в указанных случаях присутствует альдегидная группа,как фрагмент муравьиной кислоты, которая как известно, обладает восстановительными свойствами. Очевидно, при действии окислителя (Вг2) формилгидрок-сигруппа соединений (18-22) по этой причине частотно трансфорип-pveTCH, образуя гцдроксилъшй фрагмент, и GOg. Аналогичным обра-.эом протекает и хлордемеркурирование ртутьорганического соединения (18).

OCHO

je

Таким образом на примере нитрофенилщдагопропанов (1,2), а тагосе циклопропанов (3,5) было показано, что меркурированяе фенил-циклопропанов, содергалузх электроноакцептерные заместители в аро-штическом кольце, молно осуществить в метаноле шш в уксусной кислоте под действием нитрата ртутя.- Показано такае,.что исполь-

осно он

снсе5 ^^NOg,

37 38

зование в качестве растворителя, в реакции сопряженного меркуриро-вания арилцикяопропанов муравьиной кислоты приводит к значительно-; • му увеличению реакционной способности соответствующей соли ртути (ацетата ртути), что позволяет практически с.количественны:,i выходом осуществлять мех-курирование арилциклопропанов, содержащих в ароматическом кольце электроноакцепторные заместители.

1.2.' Метжутогоованп'е замененных г-нитостренплцпклоггоопан'ов

Необычное усиление реакционной способности ртутной соли, в муравьиной кислоте побудило нас . изучить в найденных нами условиях поведение замещенных 2-нитрофенилциклопропанов, устойчивых к действию ртутных солей в метаноле ила уксусной кислоте luxii слабо реагирующее в этих условрсс. ■.-.-.

Було установлено, что сопряженное- ыеркуркпованке 4-изопропил- . к 4-трет-бутил-2-Ш1тройенилциклопропаны (6,7) в муравьиной кислоте протекает без катализатора при 20°0 и полная конверсия исходного, субстрата осуществляется практически за 2. часа '(соединения 39, 40). Далее ш изучили поведение 2-нетррсшплдпклопронаноа (8-11)," у которгсс в положении 4 содержатся электроноакцепторные замести- • тели, которые, как нами было установлено в настоящей работе, совершенно .не изменяется при обработке их ацетатом ртути в метаноле или' в уксусной кислоте, sm при нагревании, ки с добавкой катализа- ' тора.

Оказалось, что в муравьиной кислоте 4-бром-1-нитро®енплц11Кло-пролан (8) легко реагирует с ацетатом ртути (П), образуя в результате соответствующий аддукт (41), 'хотя-время-реакции з этом случае несколько увеличивалось (4 ч), по сравнению с меркурирозанием соединений (6,7) я она протекала лишь на 85$..Добавление каталитических количеств хлоркой кислоты привело, к тому, что время реакции сократилось вдвое (2 ч) и исходное вещество реагировало полностью.

Аналогично нитросоединению (§) протекала реакция я с 4-бен-.зош1-2-нитрофеиилциклопропаном (9).

i) Hg(OAc);L| НСООН

ocho

R

NOz ¿)HcxCt, H^O p¡_

i

6-11

39-44

В^зо-СзНг, (6,39); трет-с4Н9 (7,40); Вг (8,41) CgHgCO (9,42); ch3co (JO,43); H02 (11,44)

4-Ацетцл-2-нитрофенидциклопропан( 10) и 2,4-дшштрофенилцикло-. пропан (Д) такке реагировали с ацетатом ртути в муравьиной кислоте и образовывали продукты сопрякенного меркурировання (43,44).

. субстратов в принятых условиях, даяе при значительном увеличении времени реакции (24 ч) достигала лишь 24-28$, соответственно. Последняя возрастала до- 45-58?, если.реакции соединений (10,11) проводить в присутствии хлорной кислоты.

Интересно сравнить результаты меркурирования 4-ацетил (10) и 4-бензоил- (9) 2-нитрофешшщклопропаноз. Циклопропан (9) по реакционной способности.намного превосходит ацетильное производное (10). Так, за 4 ч соединение (9) цретерпевает превращение на 76$, давая в результате адцукт (42). В то яе время 4-ацетил-2-нитрофенилцик-лопропан (10) за это время прореагировал лишь на 5-7%. Такое различие в реакционной способности мояно объяснить тем, что ацетильная группа в большей степени дезактивирует цикяопроплновое кольцо к электрофильной реакции, чем бензильная. По-ввдимому, в силу того, что карбонильная группа ацетильной функции сопряжена с бензольным кольцом, она мокет проявлять сильный -М эффект наряду с эффектом. Для п-замещёняых бензофенонов сопряжение карбонильной группы не столь характерно и отрицательный мезомерный эффект црак-

Однако в отличие от соединений (8,9) степень превращения исходных

тически не проявляется.

Нам удалось доказать, что наряду с основным направлением реакции - сопряженным меркурированием малого цикла - в орто-нитро-фенилциклопропанах (1,6-Д),реализуется минорное направление, в котором стабилизации развивающихся карбениевых интермедиатов. (А и В) осуществляется внутренним нуклеофилом - орто-нитрогруппой а не растворителем. .Это. подтверадаегся тем, что процесс превращения соедшений (1,6-11) в принятых условиях во всех случаях сопровождается образованием соответствующих нитрозоацилбензолов (типа Г). Однако выделить образующиеся нитрозосоедннения не удалось, поскольку с течением времени они претерпевают кислотно-катализируемые превращения. В то яе время данные У^-спектров реакционных смесей, записанные в первый момент реакции, однозначно указывали на

В Г

Образование нлтрозосоединенпй, по-видимому, является той причиной, которая обусловливает сравнительно низкш выход аддуктов сопрякенного ыеркуряровашш (43,44), образующихся из орто-нитрофе-нилщшюпропанов с сильными электроноакцепторными группировкам»! в ароматическом ядре (10,Д).

- 11 -

Строение полученных продуктов солъвомеркурщюванЬя подтвер-лдалось данными ПК- и ЯМР % спектрами, а также химическими превращениями некоторых из них.

При бровдемеркурировашш аддуктов (40,41), так же как и в случае аддуктов (18-22) наряду с основными продуктами броэдемер-курирования (45,45) происходит побочный процесс - образуется значительные количества (23-25$) 3-брощропанолов (47,48).

OCHO OCHO ОМ

R-^NO^ СНзОИ fc^NO*

40,41 45,46 47,48

a = трет-С4Нд (40,45,47); Br (41,46,48)

Таким образом, результаты сольвомеркурярования замещенных 2-нитрофенилциклоцропанов (6-Д) показывают, что система ацетат рту-ти(П) - муравьиная кислота монет с успехом использоваться в реакции сопряженного меркурирования циклопропанов, не способных яод-Е-ргаться действию ртутных. солей в изученных до сих пор растворителях. Наряду с этим установлено, что последовательность реакции - сопряжение меркурирования аршпщклопрошнов в муравьиной кислоте - галоидмеркурирование в метаноле можно широко использовать в синтезе труднодоступных, полифункционально замещенных алкилбензолов.

2. НЕКОТОРЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРОДУКТОВ. СОЛЬВОдаКУРИРОВАЫИ АРШЦИКЛОПРОПАНОЗ ,

2.1. Восстановление боргядридом натрия

До сих пор было известно, что восстановление ртутнооргани-ческих соединений комплексными гдцрдцами металлов или другими вое-

сгановлтеляш протекает с обязательны:.! удалением ртутного остатка из молекулы (восстановительное демеркурирование). Это свойство ртутьсодержацих производных широко использовалось и как способ подтверждения строения последних, и как метод перехода к не содержащим ртути органическим соединениям - простым и слоишм эфи-рам, спиртам, амидам и т.д.

Однако имелись указания на то, что ртутьсодеряащие аддукгы, кмекиоо в своем составе нитрогруппу, могут сохранить ртутный фрагмент при действш! восстановителя ШаВН^) если в исходной молекуле имеются другие фрагменты, способные восстанавливаться.

С тем .чтобы выяснить, нойпт ли ото превращение общий характер, ш изучили восстановление ртутьорганическпх соединений (.18, 39-41,44) боргидридом натрия и показали, что нитрофенплзамещешше ртутьоргашяеские соедигения действительно могут восстанавливаться таким образом,, что ртутный остаток при этом в продуктах реакции сохраняется. При этом образовались только ЗГ-меркурлровашше-нитроароматнческие спирты (49-53). Выход целевых веществ в дашом случае составил от 70-до .90/5.

ОСЙО он

Я-Ч^НОЙ,

43-53

К=Н (18,49); 1-зо-С3Н7 (39,50): трет-С4Нд (40-51); Вг (£1,52); К02 (44,53)

Принимая во внимание тот. факт, что нитрогруппа монет координироваться с атомом ртути, правомерно допустить, что за счет подобной координация ртутный фрагмент в соединениях (18,39-41,441 с одной стороны экранирован клтрогруппой, а с другой имеет поникен-

ную сопособность к восстановлению, поскольку частичный положительный заряд на атоме ртути погашен под влиянием нитрогрушш. Оба указанных эффекта способствуют тому, что связь С-Н^ в формиатах 08,39-41,44) сохраняется. При этом мы предположит, что координация нитрогрушш с атомом ртути осуществляется в основном в результате межмолекулярных взаитлодействий.

Для подтверждения этого предположения нами было изучено восстановление форшшоксизамещенных ртутноорганических производных (59-63), в которых не содержатся нятрогруйпн и которые специально rjir.ui получены Haj.ui сорг.ишгилроксшеркурнрованием соответствующих фенкздпклопропаноэ (54-58).

54-58 59-63

Н=Н С54,5Э>; СН3 (55,60); сн3со (56,61); трет-С4?д (57,62);

С6Н5 (58,63)

Оказалось', что взаимодействие 1-арил-З-хлормеркурпропилшор-икатоз (59-63) с боргидридом натрия осуществляется по различии,! направлениям в зависимости от того, тлеется ли в реакционной среде ароматическое ндтросоедаяение (нитробензол) или нет. Так, при проведения реакции в отсутствие нитробензола из форшатов' (59-63) образуются-только соответствующие продукты демеркурлрозания (6468). Если не в реакционную смесь добавить эквимолекулярное исходны:.! соединениям (59-63) количество нитробензола, то преобладающим становится процесс образования соответствующих ртутьсодерзащих карбинолов (69-73),

OCHO • OC«Q OH

64-§8 59-63 69-73

2=H (64,69); CH3 (65,70); CHgCO (66.Д); трет-С4Нд (67,72); C6% (68,73)

Интересно, что ^-меркурированные эфиры, в которых нет других фрагментов, склонных к восстановлении кроме хлормеркургрушш (метоксипроизводные 74,75), в присутствии эквимолекулярного количества нитробензола претерпевают обычное демеркурирование, но со значительно меньшей скоростью, чем в его отсутствие. Так, при проведении реакции в смеси метилового спирта и эфира в соотношении 3:1 при температуре кипения растворителей даже через 3 часа значительные количества исходных веществ возвращались из реакции неизмененными, хотя в отсутствие нитробензола реакция заканчивается -уже через 1 час.

5СИ* осн3

fY^^-^ НаВИу ^yV + 21.25 R-Ч^11 CgHeMQa .

74,75 7&-Т7

R=H (74,76); C% (75,77)

С тем, чтобы еще раз подтвердить общность метода блокировки ртутного остатка ароматической нитрогруппой при восстановлении ртутьорганических соединений боргидридом натрия, а также показать, . что любое ароматическое нитросоеданение может участвовать в качестве блокатора ртути, мы изучили также восстановление 1-(4-ацетил-.

йенил)-3-хлормеркурпропилформиа а (20) в присутствии нитррбензола, а не о-нитрофенялциклопропана, как это было описано ранее. При проведении реакции в принятых наш условиях меркурпроизводное (20) претерпевало в основном расщепление сложно-эфирной связи и главными продуктами реакции в этом случае оказывались ртутьорганяческие соединения (78) и (79).

OCWO NaBHíc ОН он

¿ СН3С \АС J О

20 0 78 79

При восстановлении соединения (20) без добавления нитробензола дрешлущественно' образовывались продукты деиеркурирования (80). Однако наряду с этим в значительной степени расщеплялась и слокно-эфярная связь (79,81,).

OCHO OCHO ОН + 79

3 ¡i "С.

0 20 80 81

Таким образом, получены данные, показывающие, что метод блокировки ароматической нитрогруппой ртутьсодеряащих фрагментов в металлоорганическом соединении открывает широкие возможности для синтеза новых ртутьоргашнескях соединений, доступ к которым иными путями весьма сложен.'

2.2. Ртутьсодетокащие аддукты арюдшкяоптопзнов в синтезе. ■ о-нигтэозоптюгшойенонов

орто-Нитрозоацилбензолы являются весьма важными полупродуктами для тонкого органического синтеза. Проблема их получения связана по-существу с проблемой•создания двух электроноакцепторных грушщровок в соседних положениях бензольного кольца. Один из способов синтеза указанных нитробензолов является кислотно-катализируемая перегруппировка орто-нятрофенилциклоцропанов.

H

А

II

о

о

Н20

Нетрудно видеть, что ключевой стадией этой перегруппировки является формирование циклических ионов типа А, которые образуются в результате внутримолекулярной стабилизации нитрогрулпой карбеше-вых .ионов, возникающих при-кислотно-катализируемом раскрытии малого цикла.

Ыы. предположили, что интермедиаты типа А могут быть получены из адцуктов, образующихся из нитроарилциклопроданоэ при сольвомер-курировании и, следовательно, в результате могут быть синтезированы о-нитрозоацилбензолы с иным составом заместителей в конечном продукте. Hait удалось установить, что под действием Э8%-о& серной кислоты в интервале температур ^ 0 до 10°С с последующей обработкой ледяной водой как 1-(2-нитрофенил)-3~хлормеркурпроианолы-1 (49-51.), так и их формкаты (18,39,40) , содержащие электронодонор- . ные заместители в ароматическом ядре, способны превращаться в соответствующие .-металлированкые нитрозокетоны (82-84).

. О к

R-^NO^ 2)НаО

J8,39,40,49-51

Но се,

н

о

82-84 ' Й=Н (82)

Н=Н, а=СНО (18); й=а=Н (49); Я^лзо-Сз^, в!=СНО (39); Н^изо-СдН,,, Я =Н(50); fcmo^Hy (83) °=трет-С4Н9,як;К0 (40);1^хрет-С4Нэ,й!=Н (51) %=трет-С4Нэ (84)

3 отлично от этого в принятых условиях ни 1-(4-бром-2-нитро-фенпл)-3-хлормеркурпропакал-1 (.52) и его формнат (41), ни 1-(4-ацеки-2-Н11трсхпен1.!л)-3-хлорыеркурпрош1лфор1.а1ат (43) и 1-(2,4-да-нлтрофен:1л)-3-хлормеркурпрош!лфорг'1иат (44), а такие пропанол (53) не реагировали с 96^-ой серной кислотой даже при 30-35°С - возвращались исходные вещества. Полагая, что (41,43,44 и 52,53) в их реакции с 96/3-ой серной кислотой может быть остаточное содержание воды з последней и низкое содержание свободного серного ангидрида ( £о3), способного выступать в качестве катализатора отщепления, спиртовой или сложно-эфирной функция из бснзильного положения ртутьорганическях соединений (41,43,44,52,53) мы провели реакцию не в 26$-ой серной кислоте, а в олеуме (cLl.88).

Оказалось, что под действием олеума соединения (41,43,44,52, 53) способны трансформироваться в соответствующие нитрозосоеди-нзния (85-87).

оя

я^чЛно^ (cti.es)"

41,43,44,52,53

3=Вг, К =СН0 (41); К=Вг, в! =Н (52);

ВРСН3С0, ¿=СН0 (43);

В=Н02, Д?СН0 (44); Н=Н02, II =Н (53)

НоСС/

а=Вг (85) • й=С%С0 (86) а=Н02 (87)

Интересно отметить, что 3~галоген-1-(2-нитрофенлл)пропанолы-1 (32,38,48) и их шоркиаты (27,37,46) не требуют обработки олеумом и гладко превращаются в соответствующие нитрозоацилбензолы (88-90) под действием концентрированной серной кислоты.

ОН

о осно

32,38,48 88-90 27,37,46

Й=Н, Х=3г (27,32,88); Н=Х=Вг (46,48,89) В=Н, 2=С1 (37,38,30)

Таким образом найден новый подход к синтезу о-нитрозоацилбен-золов, который позволяет значительно расширить возможности синтеза ароматических нитрозосоединений, получение которых иными путями весьма затруднительно.

2.3. Р-Мер?гутягрованные о-нитрозопропиойеноны в синтезе бензоСс")-изоксазолов. о-ациламинов. бензодиазепинонов

В целях поиска путей использования полученных аддуктов в ор-

ганическом синтезе нами показано, что ^-галоген и £ -хлормеркур-замещенные 2-нитрозопротгофеноны могут легко дезоксидироваться под действием таких реагентов как трифенилфосфин или бисульфит натрия, причем во всех случаях ^-заместители боковой цепи в ходе реакция не затрагиваются.

Так, при действии трифенилфосфина на ^-замещенные о-нитрозо-пропиофеноны (82-90) в бензоле с высокими выходами образуются соответствующие бензо с изоксазолы (91-99), заместители, находящиеся в ароматическом ядре исходного субстрата, практически оказывает влияние только на скорость реакции, а не на ее направление,причем нитрозопропиофеноны с электроноакцепторныш заместителями реагируют значительно медленнее, чем с электронодонорными.

л-Н^С1, Й=Н (82,91); Х=Н^С1, Ц^пзо-СзНу (83,92); Х=Н^С1, 11=трет-С4Нэ (84,93); Х=Нс)С1, Я=Вг (85,94)I Х=!1^С1, Я=СН3С0 (86,95); Х=Нср, -%:Н02 (87,96); Х=3г, Д=Н (88,97); Х=Ц=Вг (89,88); Х=С1, (90,99)

При восстановительной циклизации о-нитрозопцилбензолов (82-£0) под действием тркфешзлфосфина восстановителем является атом фосфора, предоставляющий свои электроны атому кислорода нитрогруп-пн. При этом ваяю отметить, что в условиях реакции меркурхлорид-кая группа не затрагивается, несмотря на то, что трифекклфосфян способен образовывать комплексы с солями тялгелых металлов я, вообще говоря, мог бы з нашем случае активировать связь углерод-ртуть к гетеролизу.

0

82-90

91-99

- 20 - ' . .'/•;

' Подобную восстановительную способность, как известно, может проявлять и атом серы в бисульфит-доне. Мы изучили взаимодействие этого восстановителя с ^-замещенными о-нитрозопропиофенонами (82-90) и показали, что при этом последние также превращаются в соответствующие бензо[с]изоксазолы (91-99). Однако в отличие от реакции с трифенилфосфином восстановительная циклизация ^ -хлор-меркурзамещенных -о-нитрозопропиофенонов (82-90) и -галогенсо-держащих о-нитрозопропиофенонов (88-90) под действием бисульфита натрия протекает различно. Если из соответствующих меркурирован-ных нитрозосоединений бензо[с]изоксазолы (91-99) образуются с выходами даже превышающими таковые при использовании трифенилфосфа-на, то выходы соответствующих бензо[с]изоксазолов из ^"-галогени-ровашшх (88-90) существенно ниже и при этом значительная часть исходных субстратов осмоляется. Мы полагаем, что под действием би-сулхфит-иона, способного проявлять свойства основания, исходные соединения (88-90) отщепляют галогенводород, трансформируясь в соответствующие, весьма лабильные, вйнилнитрозофенилкетоны (100-101). Последние и являются причиной образования значительных количеств смолообразных продуктов реакции.

100-101 88-90 ' 97-99

Х=Вг, И=Н .(88,97,100); Х=И=Вг '89,98,101); Х=С1, Ц=Н' (90,99)

Тот факт, что из ^-галогенпропильных фрагментов соединений (88-90)' действительно легко может элиминироваться -молекула галсад-водорода косвенно подтверждается легкостью образования З-винийТЪ]-изоксазолов (102,103). Оказалось, что даае.при попытке очистить

^>-галогенэтилбензо[с]изоксазаш- (95,96) на колонках с АД^Од большая часть указанных веществ превращается в /3-винилбензо[с]кзокса-золы (102.103).

-X

о

97-99

Х=Вг, 'Й=Н (97); Х=Е.-Вг (93);

Х=С1, Й=Н (99)

102,103/

а=н (юг)

а=Бг (103)

С тем, чтобы еще раз проиллюстрировать синтетические возможности аддуктов, образующихся в реакции сольвомеркурирования арил-циклолропанов, мы осуществили синтез нового 1,4-бенздиазешшона-2 на основе одного из них.

Бензодиазепиноны до настоящего времени представляют интерес в плане поиска среди представителей этого класса-медицинских препаратов различного назначения, в частности транквилизаторов центральной нерыгой системы.

ОСНО осно о

18

N=0

27

88

ТФФ

N СНзСООН

м'

О

т2

В^ сесосн3в^

97

104

О г—МН2» _^ ^у^^Ьь ЦЦЗ/спирт

* н О

105 ' 106

Таким образом, восстановительное дезоксидирование ^Ь-замещен-ных 2-нитрозопропиофенонов является эффективным методом синтеза бензо с изоксазолов, представляющих интерес как в качестве объектов для биологических исследований, так и в качестве полупродуктов для тонкого органического синтеза.

ВЫВОДЫ'

1. Найдены новые эффективные системы сольвомеркурирования арилциклопропанов (реакция Р.Я. Левиной), содержащих электроноак-цепторные заместители в ароматическом ядре. Показано, что эти системы (ацетат ртути + уксусная кислота) могут использоваться и дая сольвомеркурирования арилциклопропанов с электронодонорными заместителями в ароматическом ядре; реакции в этом случае протекают значительно быстрее и с более высокими выходами, чем с участием солей ртути (П) в использовавшихся ранее растворителях.

2. Установлено, что взаимодействие о-нитрозамещенных арилциклопропанов с меркурацетагом (пли нитратом) в муравьиной кислоте протекает по двум направлениям: основное направление - это. сопряженное меркурирование малого цикла с участием внешнего нуклеофила (растворителя) и минорное направление, в котором стабилизация развивающихся карбениевых интермедиатов осуществляется внутренним нук-леофилом - орто-нитрогруппоЁ. Первое направление приводит к 1,3-сольвоаддуктам циклопропана, второе - к ^Ь-меркурзамещенным 2-нит-

розопропиофеноншл.

3. Найдена ношя реакция в ряду сольвоадцуктов арилцяклопро-панов - одностадийная трансформация 1-(2-Еитрофеншг)-3-хлормеркур-пропая-1-олов и их форматов под действием серной кислота Саля олеума) в неизвестные ранее J> -меркурзамсщенкке 2-нитрозопропио-:Теяони. На основе указанных нитрозоацилбэкзолов разработан спо-со5 синтеза Jß> -хлормеркурэтилбензо[с^чзоксазолоЕ.

4. доказано, что аддукты, образующиеся из орто-аятро^еннл-циклопропаьлЕ и солей ртутя (II) з муравьиной кислоте, могут широко использоваться в синтезе труда од о ступнях бензо[с]язоксазолоз, орто-ациланплпноз, 1,4-беяздиазепинонов-га"Нкх полупродуктов для гонкого органического синтеза а для получения бнологичзскя активных ооедяае'аяй.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Заадаев С.Г..Заяазаров а.Х.,Кя:латов Р..Влияние природы растворителя я соли ртути на скорости меркурирования аралциклопроиа-нов// УИ ;.5олоде-ная конференция по синтетическим и природным физиологически активным соединениям.: Тез. докл. - Ереван, 1Э86. -3. 8.

2. Заядаев З.Г.,Зпшазаро2 D.X..Насиров И.М..Мочалов .Шабаров D.J. 0 иеркурироЕаааи арилциялопропаноз с элеятроноакцепторны-мн заместителям в ароматическом ядре // Е, орг. химии. - 1988. - Т. 24, 3 4. -J. 733-737.

3. ¿андаев «.Г.,Зшназаров О.Х.,Наси?ов И.И..Ыочалов С.5.,Шабаров Ю.З. О новых реакциях ртутьсодеркащих адяуктов арилциклолрода-ное // Металлоорган. химия. - 1983. - Т.2. № 6. -2. 1323-1327.

4. Пат. 4939597/04 (044572) СССР, МХИ 5 0070 207/00, 207/04.

• Способ получения 2-нлтрозоацдлбеазолов // Мочалов 0.0.,Баядаев Эпказаро» D.I.,

С.Г.,Шабаров D.O..Зефиров H.С. .(СССР); МГУ им.М.В.Ломоносова, химический фак-т. - Полож. решение от 24.12.1991.

5. Эшазаров Ю.Х.,Бандаев С.Г.,Абдуллаеь Ф.А. Взаимодействием арилциклопропааов с, ацетатом ртути в среде мз'равьиной кислоты // Ш. Регион. соЕещ., по хим. реактивам республик Средней Азид и Кахахстана: Тез. докл. - Ташкент, - 1990. T. I - С.265.

6. Эшазаров Ю.Х.,Бандаев С.Г.,Насаров И.М. Влияние ароматичской нитрогруппы на восстановительное демеркурарование ^ -йерку-рированых эфиров боргидридом натрия. Душанбинский госпединститут им.Т.Г.Шеьченко. - Душанбе, 1991. - 18 с. - Рукопись деп. в Таджик НИИНТИ I июля 1991. Л 20(773) Та-91.

Подписано в печать 21.®Эвраля 1992 года Заказ Ж82 Тирая 100 экз. Учетно иэдат. печатных листа1 Типография Ж)ЗУ УД Кабинета Министров Таджикистана