N-аминокатионы азотистых гетероароматических соединений: получение, строение и синтетическое использование тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

На правах рукописи

004606326

Воробьев Алексей Юрьевич

М-АМИНОКАТИОНЫ АЗОТИСТЫХ ГЕТЕРОЛРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ: ПОЛУЧЕНИЕ, СТРОЕНИЕ И СИНТЕТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

(02.00.03 - Органическая химия)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Новосибирск 2010

2 I, I* !0и ">Щ

004606326

Работа выполнена в Новосибирском институте органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН

Научный руководитель:

доктор химических наук, профессор Бородкин Г. И.

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, доцент Колтунов К. Ю.

кандидат химических наук Попов С. А.

Ведущая организация:

Омский государственный университет им. Ф. М. Достоевского

Защита состоится «18» июня 2010 г. в 15^ часов на заседании

диссертационного совета Д 003.049.01 при Новосибирском институте

органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН по адресу: 630090, г. Новосибирск, проспект акад. Лаврентьева, 9.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН.

Автореферат разослан мая 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д. х. и.

А

1

Петрова Т. Д.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Соли Ы-аминокатионов гетероароматических соединений являются перспективными реагентами для прямого аминирования аренов, используются как энергоемкие материалы, вещества для нелинейной оптики. Они выступают как исходные соединения для синтеза конденсированных гетероциклических соединений, труднодоступных другими методами, включая биологически активные вещества. На сегодняшний день, наиболее удобным методом получения солей Ы-аминокатионов является реакция прямого аминирования гетероциклических соединений О-замещенными гидроксиламинами. Несмотря на то, что данная реакция получила широкое распространение, ряд задач остались не решенными. Так, при наличии в молекуле субстрата нескольких неэквивалентных атомов азота или различных гетероатомов, способных к аминированию, возникает проблема региоселективности аминирования по тому или иному положению. Несмотря на то, что в реакцию М-аминирования вводился широкий круг самых различных гетероциклических соединений, их относительная реакционная способность систематически не исследовалась. В связи с этим актуальной задачей является изучение как субстратной, так и позиционной селективности ]Ч-аминирования различных азотистых гетероциклических соединений. Важным является выявление факторов, определяющих реакционную способность и региоселективность реакции, а также выявление структурно-кинетических закономерностей.

Цели работы. Изучение субстратной и позиционной селективности 1\!-аминирования различных азотистых гетероароматических соединений, выявление факторов, определяющих реакционную способность и региоселективность реакции. Исследование особенностей строения 1М-аминокатионов азинов методами ЯМР и РСА, а также разработка методов синтеза аннелированных производных 1,2,4-триазола исходя из Ы-аминокатионов гетероароматических соединений.

Научная новизна и практическая значимость. Исследовано Ы-аминирование 2-Х-замещенных пиразинов (X = Н, Ме, Е(, Рг, 1-Рг, I-Ви, СН(ОН)Ме, ¡\'Н:, ИНАс, ОМе, С1). Показано, что их взаимодействие с 0-мезитиленсульфонилгидроксиламином приводит к мезитиленсульфонатам 2-Х-1-амияо- и З-Х-1-аминопиразиниевых катионов, причем в случае X = ¡-Ви, ОМе, С! реакция М-аминирования осуществляется региоселективно с образованием 3-замещенного катиона. В случае пиразинов с сильными акцепторными заместителями (X = С02Ме, СТМ) продуктов Ы-аминирования не наблюдали. Строение Ы-аминокатионов установлено с помощью методов ЯМР

'Н, |3С и РСА. Заместитель X в 2-Х-замещенных пиразинах существенно влияет на региоселективность К-аминирования. В случае алкильных заместителей она определяется преимущественно стерическим эффектом заместителя X. В случае же гетероатомных заместителей, важную роль играют также и электронные эффекты: резонансный и индукционный. Методом БЯТ/РВЕ/Зг оценены активационные барьеры Ы-аминирования О-мезитиленсульфонил-гидроксиламином по атомам азота 2-Х-пиразинов. Найдена линейная корреляционная зависимость логарифма соотношения образующихся изомерных катионов от разности рассчитанных активационных барьеров аминирования 2-Х-пиразинов.

Рентгеноструктурное исследование мезитиленсульфонатов 1-амино-, 1,2-диамино-, 1-амино-З-хлор-, 1-амино-З-метокси- и 1-амино-З-ациламинопиразиниевых ионов показало, что заместитель существенно влияет на геометрию аминокатионов. Квантово-химические расчеты методом ОРТ хорошо воспроизводят их геометрию. Основными синтонами, определяющими кристаллическую структуру солей, являются фрагменты N-11...О, приводящие, в зависимости от заместителя, к супермолекулам или цепочкам/лентам.

В отличие от 2-метилтиопиридинов, аминирование 2-метилтиопиразина, 2-метилтиопиримидина и 2-метилтио-4,6-диметилпиримидина происходит как по атому азота, так и по атому серы. Соотношение скоростей аминирования данных азинов по атомам азота и серы зависит от расположения гетероатомов в цикле и экранирования реакционного центра. Разность активационных барьеров, оцененных методом ОРТ РВЕ/3 г, для И- и Б-а,минирования хорошо согласуется с относительными скоростями реакции.

Выявлены структурно-кинетические закономерности реакции аминирования азотистых гетероароматических соединений. Найдено, что активность 3- и 4-Х пиридинов (Х-ру) в реакции аминирования убывает в ряду: 4-ЫМегру > 4-ОМе-ру > 4-СН3-ру > 3-СН3-ру > ру > 3-С1-ру > З-Вг-ру >

> 4-СМ-ру > З-СРз-ру > 3-С1М-ру

Реакционная способность 3- и 4-замещенных пиридинов хорошо описывается уравнением Гаммета и его модификациями. Показано, что скорость аминирования азотистых гетероциклов существенно зависит от строения их остова и уменьшается в ряду:

1,10-фенантролин > изохинолин - пиридин > хинолин > 4,4'-бипиридил >

> 2,2'-бипиридил > пиразин

Показано, что логарифм относительной константы скорости Ламинирования коррелирует как с относительным сродством к нитрений-кагиону, оцененным

методами DFT/PBE/3z и DFT/B3LYP/L2, так и с разностью акгивационных барьеров, рассчитанных методом DFT/PBE/3z.

С использованием солей N-аминокатионов пиридина, 2,2'- и 4,4'-бипиридина, 8-гидроксихинолина и 2-аминопиразина предложены удобные методы синтеза аннелированных производных [1,2,4]триазола. Показано, что 1-амино- и 1-амино-2,3,5,6-тетраметилпиразиний мезитиленсульфонаты вступают в реакцию с перфторбензонитрилом и перфторпиридином с образованием N-перфторарилзамещенных N-иминов.

Изучение закономерностей N-аминирования азотистых гетероциклов имеет важное практическое значение, так как образующиеся N-аминокатионные соли широко используются в синтезе конденсированных полициклических гетероциклов, которые проявляют разнообразную биологическую активность: являются ингибиторами различных киназ, антагонистами адениновых, меланиновых и других рецепторов, рассматриваются как перспективные лекарства для лечения болезни Альцгеймера.

Аппробация работы. Основные результаты работы обсуждены на Объединенном семинаре НИОХ СО РАН, отдельные части работы были представлены на российских и международных конференциях.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 2 статьях в журналах списка ВАК, в 1 сборнике материалов конференции (Кисловодск, 2009) и 3 тезисах докладов (Новосибирск, 2007; Москва, 2006).

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 127 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературных данных, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка литературы (180 наименований). Работа содержит 71 схему, 13 рисунков и 10 таблиц.

Основное содержание работы

Во введении кратко обоснована актуальность работы, сформулированы цели, показаны научная новизна и практическая значимость работы.

Первая глава посвящена обзору литературы по теме диссертации. В ней рассмотрены методы генерирования N-аминокатионов гетероароматических соединений, а также их синтетическое использование.

Во второй главе рассматриваются вопросы региоселективности N-аминирования монозамещенных пиразинов, а также некоторых 2-метилтиозамещенных азинов. Кроме того, обсуждаются особенности строения X-1-аминопиразиниевых катионов.

Третья глава посвящена изучению относительной реакционной способности Ы-гетероароматических соединений в реакции Ы-аминирования и поиску структурно-кинетических закономерностей. Также в данной главе представлено синтетическое использование некоторых солей Ы-аминокатионов.

Четвертая глава - экспериментальная часть. В ней представлены данные по использованным реактивам, оборудованию, методикам проведения экспериментов.

В приложениях представлены данные рентгеноструктурного анализа мезитиленсульфонатов Х-1-аминопиразиний катионов, а также структуры переходных состояний реакции Ы-аминирования 2-замещенных пиразинов 0-мезитиленсульфонилгидроксиламином.

1.1. Получение Х-1-аминоииразиний катионов и установление их строения

Действием О-мезитиленсульфонилгидроксиламина (I) на 2-Х-замещенные пиразины 2а-л , в СН2С12 при 0°С получены мезитиленсульфонаты катионов Зад, ж, з и 4а-л. Пиразины 2м,и с акцепторными заместителями (X = СЫ, СООМе) в реакцию Ы-аминирования с реагентом 1 не вступают.

1

ч ^ч.

СН2С12

+

МезБО,'

МезБО-,'

Ш,

2а-н

N112

За-дт ж, з 4а-л

X = Н(а), Ме(б), Е^в), н-Рг(г), г-Рг(д), /-Ви(е), СН(ОН)Ме(ж), ЫН2(з), ЫНАс(и), ОМе(к), С1(л), СЫ (м), СООМе (н) Катион Зи непосредственно наблюдать не удалось, т.к. он в условиях реакции претерпевал быструю внутримолекулярную циклизацию с образованием 2-метил-[1,2,4]триазоло[1,5-а]пиразина 5.

цо

Зи 5

Строение катионов подтверждено данными спектроскопии ЯМР 'Н и 13С. Для отнесения сигналов в спектрах ЯМР 'Н использовали эффект Оверхаузера (МОЕвУ), который наблюдался между близко расположенными в пространстве

протонами группы NH2 и Н6 (Н2). Для отнесения сигналов в спектрах 13С ЯМР использовали 'Н-13С COSY спектроскопию (COLOC и НХСО). КССВ J('H, 'Н) определены, исходя из анализа соответствующих спиновых систем, сопоставлением симулированных и экспериментальных спектров ЯМР 'Н.

Строение катионов За,з и 4и-л подтверждено также данными РСА. Как видно из рис. I, остов катионов За,з, 4и-л практически плоский и, судя по валентным углам, атомы С и N имеют гибридизацию, близкую к sp2. Атом азота аминогруппы выведен из плоскости пиразинового кольца незначительно. Для всех катионов значения углов C2N'C6 превышают таковые углов C'N4C5, что находится в соответствии с правилом Бента. В катионах За,з, 4и,к аминогруппа имеет пирамидальную конфигурацию (сумма углов N'N7H7, N'N7!!7' и H7N7H7' меньше 180°), а в катионе 4л ее конфигурация близка к планарной. Во всех случаях, кроме катиона Зз, длина связи N'-NH2 (1.335-1.385 А) меньше таковой для одинарной связи NnjllHapH -N планарн. (1.401 А) или Ыпланарн -N пирамид (1.420 А), но существенно больше длины двойной связи N=N (1.25 А), что свидетельствует о слабом вовлечении неподеленной электронной пары аминогруппы в сопряжение с пиразиновым фрагментом. Это может быть отражено вкладом предельной структуры А в резонансный гибрид. Введение акцепторного заместителя в пиразиновое кольцо (X = 3-С1) приводит к укорочению связи N-NH2, благодаря увеличению сопряжения.

N4

On^N)

За 4к

Рис. 1. Геометрия катионов Ja,3,4и-л и аниона iViesbU; по данным

Зз

4 и

гз Cl'

4л

Противоион MesS03' соли катиона За

е

v.©-n

N Ъ<Н2

©nh2 nh2 nh2 nh2

A A, Б

Введение донорных заместителей в положение 2 должно приводить к

увеличению вклада структуры А' и понижению кратности связи N-N. Это

проявляется для катиона Зз: длина связи N1 NH2 (1.42 Â) близка к длине

ординарной связи N-N (1.44 À), тогда как связь C2-NH2 (1.31 À) укорочена и

близка по длине к обычной двойной связи Csp2=N (1.30 À). Последнее можно

объяснить существенным вкладом иминиевой структуры (Б) в резонансный

гибрид. Длины углерод-углеродных связей пиразинового кольца катионов За,з,

4и-л близки к таковым пиразина, при этом введение донорных заместителей в

положения 2, 3 приводит к удлинению связи между атомами С2 и С3.

Как полуэмпирические, так и неэмпирические методы дают геометрию

катионов, близкую к экспериментальной, однако, как правило, рассчитанные

длины связей несколько завышены. Наиболее близкие значения длин связей к

экспериментальным получены методом DFT [PBE/3z и B3LYP/6-31G++(2dp)],

среднее отклонение длин связей СС, CN, СО, NN и CCI от экспериментальных

значений составляет 0.014 и 0.016Â, соответственно. Расчеты методами AMI и

РМЗ дают средние отклонения несколько большие (0.033 и 0.038Â,

соответственно). Квантово-химические расчеты для всех катионов

предсказывают гибридизацию атома азота аминогруппы близкую к sp3.

Рассмотрение архитектуры кристаллов солей катионов За,з, 4и-л показало,

что основными синтонами, определяющими их кристаллическую структуру,

являются фрагменты N-H...O, приводящие к супермолекулам (0D архитектура)

в случае мезитиленсульфонатов катионов 4к и 4л, или цепочкам/лентам (1D

архитектура) для мезитиленсульфонатов катионов За,з, 4и. В случае катиона Зз,

благодаря водородным связям N8-H8...N4, ленты объединены в слои,

параллельные плоскости ab.

1.2. Региоселективность N-аминирования монозамещенных пиразинов

По данным ПМР установлен количественный состав смесей изомерных

катионов, образующихся в результате реакции аминирования 2-Х-пиразинов.

Соотношение 3/4 составило: 1 (Х=Н), 0.67 (X = Me), 0.32 (X = Et), 0.33 (X = п-

Рг), 0.095 (X = i-Pr), 0.33 (X = СН(ОН)Ме), 2.55 (X = NH2), 0.34 (X = NHAc).

Соотношение катионов 3 и 4 является кинетически контролируемым. Показано,

что не происходит переноса аминогруппы с катиона За на такие молекулы как

пиридин и мезитилен. Выдерживание катионов Зз, 4и,к,л в ДМСО при 100°С в течение 3 ч не приводит к появлению изомерного катиона.

Направление реакции Ы-аминирования монозамещенных пиразинов существенно зависит от природы заместителя. Роль стерического эффекта явным образом прослеживается в ряду алкилзамещенных пиразинов 2б-е. Соотношение 2-Х и 3-Х изомеров при Ы-аминировании 3/4 уменьшается с увеличением эффективного объема заместителя, а в случае X = г-Ви наблюдалось образование только 3-замещенного катиона 4е. В рамках принципа линейности свободных энергий (ЛСЭ) нами найдены корреляционные соотношения, связывающие значение 1§(3/4) со стерическими константами заместителей X (X = Н, Ме, Е1, н-Рг, ;-Рг): *

^ (3/4) = (-0.19±0.07) + (0.84±0.15) Е5° (1)

г = 0.958, 5 = 0.13, п = 5 ^ (3/4) = (-0.18±0.04) - (0.41 ±0.03) Р (2)

г = 0.990, 5 = 0.06, п = 5

Следует отметить, что рассчитанная по уравнению (1) для X = г-Ви доля катиона Зе весьма мала (~1%), что соответствует экспериментальным данным.

В случае остальных заместителей должны быть существенны также и электронные эффекты. В пользу этого свидетельствует следующее трехпараметровое уравнение, связывающее (3/4) с константами Е5°, 0ЯО и щ:'

¡ё (3/4) = (-0.24±0.08) + (0.87±0.98) а, - (1,03±0.60) + (0.94±0.11) Е5° г = 0.977, 8 = 0.12, п = 8 (3)

Данное уравнение удовлетворительно описывает поведение пиразинов 2а-и. Однако оно предсказывает образование 2-х изомеров при аминировании пиразинов 2к, л, что противоречит экспериментальным данным. Возможно, это связано с эффектом неблагоприятного взаимодействием не вовлеченных в пк-сопряжение неподеленных пар атомов хлора или кислорода заместителя X с электронными парами атома кислорода группы ОБОзМеэ в переходном состоянии реакции аминирования 2-Х-пиразинов по атому Ы'.

Константы Ез", свободные от эффектов сверхсопряжения а-С-Н и а-С-С связей, связаны с константами Е$ Тафта следующим уравнением: Е,°= Е5-0.33(3-пи) + 0.1 Зпс + Константы Еб" для заместителей МН> и ЫНАс получены исходя из принципа изостерности

Методом DFT с использованием функционала РВЕ в базисе 3z (программа PR1RODA) выявлено переходное состояние реакции аминирования пиразина с реагентом 1 (рис 2). Это состояние имеет одну мнимую частоту (368 см"1), а колебательный вектор отвечает движению группы NH2 от атома кислорода сульфогруппы к атому азота пиразина. При применении процедуры IRC, система приходила либо к продуктам реакции, либо к исходным реагентам. При поиске переходных состояний в случае замещенных пиразинов (X = СН3, СН2СН3,

СН(ОН)СН3, /-Рг, и-Рг, С1, ОСН3, Ш2, С1\г), рассматривались 4 варианта расположения заместителей в пиразиновом кольце, и были выбраны структуры с минимальной энергией. В тех случаях, когда переходное состояние имело несколько конформаций, выбор производился в пользу конформации с минимальной энергией. Во всех случаях атомы азота пиразина и аминогруппы и атом кислорода сульфогруппы лежат практически на одной линии (угол И-Ы-О = 173 - 176°), что характерно для реакций Б^-типа. Рассчитанные активационные энергии согласуются с экспериментальными данными, о чем свидетельствует наличие корреляционной зависимости между логарифмами соотношения 2-Х и З-Х-1-аминопиразиний катионов и разностью энергий активации их образования:

Расчеты предсказывают преимущественное образование 3-замещенного изомера в случае аминирования 2-Х-пиразинов, где X = С1, ОМе, (разность энергий активации образования изомеров довольно велика и составляет ~3.2 и ~5 ккал/моль, соответственно). Расчет также предсказывает высокий барьер активации при аминировании 2-цианопиразина, что согласуется с данными об инертности соединения 2м в реакции аминирования.

1.3. Особенности аминирования метилтиозамещенных азииов

Согласно литературным данным, алкилтиозамещенные пиридины при действии реагента 1 образуют соответствующие аминосульфониевые соли. В связи с этим представлялось интересным ввести в реакцию с реагентом 1 метилтиозамещенные азины. В качестве объектов исследования нами были

lg 3/4 =(-0.28±0.08) - (0.042±0.009) ДЕ#са|0 (4) г = 0.91, s = 0.21, п = 7

О-мезитиленсульфонилгидроксиламином

выбраны 2-метилтиопиразин (6), 2-метилтио- (7а) и 2-метилтио-4,6-диметилпиримидин (76).

Оказалось, что взаимодействие азинов 6 и 7а,б с О-мезитилен-сульфонилгидроксиламином приводит как к продуктам S-аминирования -аминосульфониевым катионам 8 и 10а,б, так и к продуктам N-аминироваиия -катионам 9 и 11а, б.

MesSOiONH,

MesSO,'

fflNH-,

®NH2

7a, б 10 a, б

Строение генерированных катионов установлено методом ЯМР 'Н и ЬС. Для отнесения сигналов в спектре ПМР катионов 8 и 9 использовали метод NOESY. Применение этого метода основано на обнаружении эффекта Оверхаузера между близко расположенными в пространстве протонами группы NH2 и Н2(6) в ионе 9, и протонами группы NH2 и СН3 в ионе 8. Для отнесения сигналов в спектрах ЯМР 13С ионов использовали двумерную протон-углерод спиновую корреляционную спектроскопию (НХСО).

Образование катионов 8-11 является, как и в случае аминирования пиразинов, кинетически контролируемым процессом. В пользу этого свидетельствует тот факт, что при выдерживании растворов мезитиленсульфонатов катионов 8, 10а,б в DMSO-d6 при температуре 60°С в течение 12 часов в спектрах ПМР не появляется сигналов второго изомера. Рассчитанные методом DFT/PBE/3Z значения энергетических барьеров внутримолекулярной перегруппировки катиона 10а в ион 11а и обратно - велики (279 и 290 кДж/моль, соответственно), что также отвечает кинетическому контролю реакции аминирования.

С учетом статистического фактора отношение парциальных констант скоростей образования катионов S- и N-типа равно 3.3:1 (8: 9). 17.8:1 (10а: 11а) и 29:1 (106: 116). Во всех случаях S-центр в азинах проявляет большую нуклеофильность по сравнению с N-центром. Меньшая относительная доля

катиона 116 по сравнению с ионом 11а, по-видимому, обусловлена большим стерическим экранированием N-центра по сравнению с Б-центром соседней группой СН3. Поскольку региоселективность аминирования по Ы- и 8-пути определяется разностью энергий соответствующих переходных состояний, нами проведен их поиск методом 1)1 Т/РВЕ/Зг. Сопоставление значений логарифмов парциальных констант аминирования по атомам Б и N с разностью соответствующих энергетических барьеров показало, что рассчитанные и экспериментальные данные соответствуют друг другу. Оценка на основе линейной экстраполяции отношения констант скоростей образования Б- и Ы-аминокатионов при аминировании 2-тиометилпиридина указывает на то, что доля Ы-аминопирвдиний катиона очень мала (<1%), что соответствует экспериментальным данным.

§ 2.1. Относительная реакционная способность 3- и 4-замешенных

пиридинов

При аминировании пиридинов 12а-к реагентом 1 в СН2С12 образуются соответствующие "Ы-аминопиридиниевые соли. Реакция Ы-аминирования пиридинов является кинетически контролируемой, т.к. не происходит переноса аминогруппы с ионов 13а,з,е на 4-диметиламинолиридин, а также с иона 13ж на 1,10-фенантролин в растворе в ДМСО-д6 вплоть до 100°С.

1

12а-к

СН2С12, о°с

МезБОз'

N42

13а-к

X = II (а), З-Мс (б), 4-Ме (в), 3-С1 (г), З-Вг (д), 3-СГ3 (е), 4-ОМе (ж), З-СЫ (з),

4-СЫ (и), 4-1УМе, (к)

Методом конкурентной кинетики были определены относительные

константы скорости Ы-аминирования замещенных пиридинов, они уменьшаются в ряду:

4-1ММе2 > 4-ОМе > 4-Ме > З-Ме > Н > 3-С1 > З-Вг > 4-СЫ > 3-СР3 > 3-С1Ч котн 22.8 3.12 1.81 1.75 1 0.081 0.079 0.057 0.048 0.030 Видно, что донорные заместители ускоряют реакцию, а акцепторные -замедляют, что характерно для реакции кватернизации пиридинов. Сопоставление логарифмов относительных констант скорости Ы-аминирования пиридинов с с-константами Гаммета дает следующую корреляционную зависимость (рис. 3):

1ё (Мсн) = (-0.170±0.071) + (-2.09±0.16) о

г = 0.978,5 = 0.22, N=10

При раздельном рассмотрении реакционных серий для 3-Х- и 4-Х-пиридинов в реакции аминирования качество корреляционных зависимостей улучшается:

^ (кц-х/кн) = (-0.041±0.027) + (-1.75±0.05) ар

г = 0.998, б = 0.06, N = 5 ^ (кз-х/кц) = (-0.009±0.043) + (-2.88±0.12) ам г = 0.997, б = 0.07, N = 6 Видно, что, как и в случае алкилирования и протонирования, константы ср переоценивают электронодо норный и недооценивают электроноакцепторный эффект заместителя в 4-ом положении. Это может быть объяснено тем, что

неподеленная электронная пара ' V пиридина, участвующая в реакции,

^ ^ 4-ОМе

находится в плоскости,

ортогональной я-системе кольца, и, соответственно, не может

х

вовлекаться в гс.л-сопряжение.

3"С'*Ч ■ 4-СИ

з-ср" X Использование полярных констант

(а+, а") не приводит к улучшению

•10 -О в 46 -04 42 ОО 0,2 0.4 0.6 0.6 / _

корреляционных зависимостей (г -Рис. 3. 0.936 и 0.849, соответственно).

Интересно было оценить относительные вклады резонансного и индуктивного эффектов в реакционную способность 3- и 4-Х-пиридинов. Так, обнаружены следующие корреляции логарифмов относительных констант скорости с константами о, и ок:

^ (кзос/кн) = (-0.034±0.222) + (-3.13±0.54) о, + (-2.17±0.55) оК

г = 0.970, в = 0.31, N-6 ^ (к4.х/кн) = (-0.096±0.082) + (-1,69±0.26) о, + (-2.88±0.26) сК г = 0.997, б = 0.11, N = 5 Как и следовало ожидать, в случае 4-Х-пиридинов большее влияние оказывает резонансный эффект (ра/р[ - 1.7). Для сравнения, в случае реакции этилирования 4-Х-пиридинов рк/р] ~ 0.83, а для протонирования ра/р! ~ 0.52. Для З-Х-пиридинов соотношение р]1/р1 близко для реакций И-аминирования, >1-метилирования, И-этилирования и протонирования и равно, соответственно, 0.69, 0.41, 0.43 и 0.43. Увеличение вклада резонансного эффекта в обеспечение реакционной способности пиридинов в реакции Ы-аминирования, по-видимому, обусловлено развитием положительного заряда на пиридиновом кольце при достижении переходного состояния. В пользу чего свидетельствует улучшение

качества корреляционных зависимостей при использовании констант ак+-констант заместителей вместо ок-констант.

^ (кэ-х/кн) = (-0.01±0.09) + (-2.93t0.23) о, + (-1,77±0.74) сК+

г = 0.991, б = 0.13, п = 6 ^ (к4_х/кн) = (-0.01±0.01) + (-2.20±0.03) о, + (-2.70±0.02) с/ г = 0.9999, 5 = 0.01, п = 5

§ 2.2. Относительная реакционная способность гетероароматических

соединении

При взаимодействии пиридина (12а), 2,2'-бипиридила (146), 4,4'-бипиридила (14в), хинолина (14г), изохинолина (14д), пиразина (14е), 1,10-фенантролина (14ж) с реагентом 1 образуются соответствующие мезитиленсульфонаты К-амипокатионов 12а, 15б-ж.

15в

15д

n

- I

N4

15е

15ж

Используя метод конкурентной кинетики, мы установили, что скорость аминирования азинов уменьшается в следующем ряду*:

14ж> 14д~ 12а > 14г> 14в> 146 > 14е к,,™ 9.57 1.06 1 0.537 0.375 0.149 0.0524 Сопоставление логарифмов относительных констант скорости аминирования и метилирования замещенных пиридинов дает следующее корреляционное соотношение хорошего качества:

^„(Ш;) = (-0.0094±0.026) - (1.21±0.04) 1ЕкотнМе г = 0.997, б = 0.04, п = 4 Аналогичная зависимость наблюдается и при сопоставлении логарифмов относительных констант скорости аминирования и этилирования: 18котн(ЫН2) = (-0.094±0.037) - (1.05±0.04) 1ёкотнЕ' г = 0.995, э = 0.10, п = 8

* При расчете относительной скорости учитывался статистический фактор.

Однако, расширение ряда N-гетероароматических соединений выявляет существенные различия для этих двух типов реакций. Как видно из рис. 4, точки, относящиеся к хинолину, 2,2'-бипирндилу и 1,10-фенантролину, существенно отклоняются от линии, отвечающей корреляционной зависимости для пиридинов. Аннелирование дополнительного ароматического кольца в случае хинолина приводит к большему снижению активности последнего в реакции метилирования, чем аминирования, что, по-видимому, обусловлено большим стерическим взаимодействием Mel с атомом Н8. В то же время, константы скорости аминирования пиридина и гоохинолина близки друг к другу, это показывает, что электронные эффекты аннелирования невелики. Примечательны значительно более высокие скорости N-аминирования 1,10-фенантролина и 2,2'-бипиридила, по сравнению с таковыми для метилирования. Такое поведение соединений 146, ж может быть связано с образованием внутримолекулярной водородной связи в переходном состоянии, что значительно снижает его энергию. В пользу этого свидетельствуют данные

квантово-химических расчетов переходных состояний (DFT PBE/3z) (рис. 5). Расстояния между соответствующими атомами азота гетероциклических соединений 146, ж и атомом водорода NH2-группы составляют 2.013 и 1.960 А, соответственно, что указывает на наличие водородной связи.

Сопоставление логарифмов относительных констант аминирования соединений 12а-к, 14г-е с величинами их сродства к протону (РА) приводит к следующей корреляционной зависимости:

IgkoxH. = (-21.4±1.8) + (0.0227±0.0020) РА г = 0.961, s = 0.26, п = 13 Данные о сродстве к протону соединений 146,в,ж в литературе отсутствуют.

Ранее показано, что региоселективность N-аминирования 1,10-фенантролинов коррелирует с относительной устойчивостью образующихся

lBk„(Me)

Рис. 4.

Рис. 5.

изомеров (Андреев Р. В. и др. ЖОрХ, 2004(40), с. 1426). Относительная устойчивость катионов 12а-г,е-к, 15б-ж нами была оценена из расчета методом БРТ/РВЕ/Зг с использованием изодесмической реакции:

N

1МН2 ын2

ДА(М12+) = Е(1- Ш2-Х-Ру) + Е(Ру) - Е(Х-Ру) - Е (1- 1ЧНгРу) Обнаружена удовлетворительная корреляция между логарифмами относительных скоростей аминирования (^котн) 11 относительной устойчивостью аминокатионов [ДА(ЫН2+)](рис. 6): *

^котн. = (-0.34+0.06) + (0.023±0.002)-ДА(№12+) г = 0.975, б = 0.21, п = 14 Аналогичное корреляционное соотношение было получено при использовании величин ДА(МН2+), рассчитанных методом ОЕТ/ВЗЬУР/Ь2: *

^котн. = (-0.3310.06) + (0.022+0.002)-ДА(МН2+) г = 0.969, 8 = 0.23, п= 14

Точка, соответствующая 2,2'-

х-»4-ММоа-ру

4-Ме-ру

З-Ме-ру,. ^

пиразнй'

щ'

З-СМ-ру

и 3-С1-ру З-С^-ру

4-ОМе-ру

Х * ИЗОХИНОЛИН

ш ■ хинолин 4,4'-бипиридил * 2,2'-бипирндил

ЛА(ИН2')

Рис. 6.

бипиридилу, значительно

отклоняется от данных зависимостей. Возможно, это обусловлено переоценкой

методами ЭРТ энергии водородной связи в основном состоянии аминокатиона 146.

Ранее было показано, что метод БРТ/РВЕ/Зг правильно описывает региоселективность в

реакции аминирования 2-Х-пиразинов. Нами были рассчитаны энергии активации взаимодействия (Еарасн) гетероциклических соединений 12а-г,е-к и 14б-ж с реагентом 1. Сопоставление ^кот„ с рассчитанными величинами энергий активации приводит к корреляционному уравнению (рис. 7): 1екотн = (4.36+0.21) - (0.087±0.004)- Еарасч г = 0.987, 5 = 0.148, п=15

Точка соответствующая 2,2'-бмпиридилу не взята в корреляционную обработку, т.к. отклонение этой точки от расчетного значения превышает 28.

1,00.5, 0,0-

.к

в -о,5--1,0-

я 4-ГШе;-ру

в 1,10-фенантролин

--V 4-ОМе-ру ч 4-Ме-ру З-Ме-ру"'

ИЗОХИИОПИН

хинолин" и , 4.4'-билиридил

РУ

2,2-бипиридип ■

N

3-С1-РУ' ^ 4-СМ-ру 4-СР -р/ -

3-СМ-ру

Е . ккал/моль

Рис. 7.

§ 2.3. Синтетическое использование солей 1Ч-ами но катионов

Ряд мезитиленсульфонатов катионов 13а, 15б-е и 1-амино-8-гидроксихинолиния (14з) нами был введен в реакцию с 2-цианопиридином в основных условиях. В случае солей 13а, 15б-в,з были выделены продукты циклоприсоединения 16а-в,з с выходами 40-60%, а для солей 15г,е - димеры Ы-иминов.

Соль катиона 13а в щелочных условиях была введена в реакцию с нитроксильным радикалом 17 и пиразинкарбонитрилом, в результате реакции были выделены продукты циклоприсоединения 18 и 19.

Мезитиленсульфонат За в подобные реакции 1,3-присоединения не вступает. Однако, взаимодействие За, а также 1-амино-2,3,5,6-тетраметилпиразиний мезитиленсульфоната с перфторпиридином и перфторбензонитрилом в ДМФ в присутствии К.2С03 приводит к образованию илидов 20а-г. В то же время менее электрофильные соединения, такие как перфторбензол и монохлорпентафторбензол, в данную реакцию не вступают.

Отличительной особенностью илидов 206,г является уширение линий в спектре ЯМР |9Р, что, по-видимому, связано с затрудненным, из-за метальных групп, вращением вокруг связи N-14'. Данные илиды являются малореакционоспособными соединениями и не вступают в реакцию с метилиодидом, диметилсульфатом, диметилацетилендикарбоксилатом и малеиновым ангидридом.

Триазолопиразины, аналогичные 16а, могут быть получены конденсацией альдегидов с 1,2-диаминопиразиниевым ионом Зз. В реакцию с мезитиленсульфонатом катиона Зз были введены бензальдегид, 4-(диметиламино)-бензальдегид, салициловый альдегид. При проведении реакции в спирте с избытком триэтиламина в качестве основания, либо в системе ацетонитрил-К2С03, получены триазолопиразины 21а-в.

При взаимодействии мезитиленсульфоната Зз с бензальдегидом в спирте в отсутствие основания был выделен гидразон 22.

К = РЬ (а), 2-ОН-С6Н< (6), 4-Ше2-С6Н4 (в) 21а-в 40-80%

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что заместитель X в 2-Х-пиразинах оказывает существенное влияние на региоселективность Ы-аминирования О-мезитиленсульфонилгидроксиламином. Для 2-алкилзамещенных пиразинов обнаружена линейная корреляция, связывающая логарифмы соотношений изомерных катионов со стерическими константами заместителя X. Для более широкого круга заместителей выполняется трехпараметровая корреляционная зависимость между логарифмами этих соотношений и константами заместителей X, характеризующими стерический, индукционный и резонансный эффекты. На основе квантово-химических расчетов предложен подход к предсказанию региоселективности М-аминирования азинов.

2. Обнаружено, что аминирование 2-метилтиоазинов, в отличие от 2-метилтиопиридина, осуществляется как по атому серы, так и по атому азота.

3. Методом РСА выявлены особенности строения 1-амино-Х-пиразиний катионов и кристаллической структуры их мезитиленсульфонатных солей. Геометрические параметры катионов, рассчитанные методом ОРТ, хорошо соответствуют экспериментальным данным.

4. Выявлены структурно-кинетические закономерности реакции аминирования азотистых гетероароматических соединений. Показано, что относительная реакционная способность замещенных пиридинов описывается в рамках уравнения Гаммета и его модификаций. Значения логарифмов относительных скоростей Т\[-аминирования широкого ряда азотистых гетероароматических соединений коррелирует с относительной устойчивостью образующихся 1-аминокатионов, оцененной методами БРТ/РВЕ/Зг и ОГ17ВЗ[.УР/Ъ2, а также с рассчитанными методом ОП/РВЕ/Зг энергиями активации.

5. С использованием солей Ы-аминокатионов пиридина, 2,2'- и 4,4'-бшшридина, 8-гидроксихинолина и 2-аминопиразина предложены удобные методы синтеза аннелированых производных [1,2,4]триазола. Показано, что 1-амино- и 1-амино-2,3,5,6-тетраметилпиразиний мезитиленсульфонаты вступают в реакцию с перфторбензонитрилом и перфторпиридином с образованием перфторарилзамещенных Ы-иминов.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Р.В. Андреев, Г.И. Бородкин, А.Ю. Воробьев, Ю.В. Гатилов, В.Г. Шубин. Молекулярная и кристаллическая структура 1-амино-Х-пиразиний мезитиленсульфонатов. // ЖОрХ. - 2008. - Т. 44. - Вып. 2. - С. 296-304.

2. G.I. Borodkin, A.Yu. Vorob'ev, M.M. Shakirov and V.G. Shubin. Regioselectivity in 2-X-pyrazine aminations by O-mesitilenesulfonylhydroxylamine. // Tetrahedron Letters. - 2009. - V. 50. -N. 49. - P. 6779-6782.

Основные результаты диссертации докладывались на следующих конференциях:

1. АЛО. Воробьев, Г.И. Бородкин, В.Г. Шубин. Относительная реакционная способность N-гетероароматических соединений в реакции аминирования О-мезитиленсульфонилгидроксиламином. Материалы Международной конференции «Новые направления в химии гетероциклических соединений». Кисловодск. 2009. С. 291.

2. A.IO. Воробьев, Г.И. Бородкин, Р.В. Андреев, М.М. Шакиров, В.Г. Шубин. О региоселективности аминирования производных пиразина. Тезисы докладов Всероссийской научной конференции «Современные проблемы органической химии», посвященной 100-летию со дня рождения академика H.H. Ворожцова. Новосибирск. 2007. С. 52.

3. Р.В. Андреев, Г.И. Бородкин, АЛО. Воробьев, Ю.В. Гатилов, В.Г. Шубин. Молекулярная структура 1-аминопиразиний-катионов. Тезисы докладов Всероссийской научной конференции «Современные проблемы органической химии», посвященной 100-летию со дня рождения академика H.H. Ворожцова. Новосибирск. 2007. - С. 51.

4. A.IO. Воробьев, Р.В. Андреев, Г.И. Бородкин, Ю.В. Гатилов, М.М. Шакиров, В.Г. Шубин. Пиразины - модель для изучения региоселективности аминирования азинов. Тезисы докладов IX Научной школы - конференции по органической химии. Москва. 2006. - С. 112.

Формат бумаги 60x84 1/16. Объём печати 1 печ. лист. Тираж 100 экз.

Отпечатано на ротапринте Новосибирского института органической химии им. Н.Н Ворожцова СО РАН 630090, г.Новосибирск 90, пр. ак. Лаврентьева 9

литературный обзор).

§ 1.1. Реагенты N-аминирования.

§ 1.2. N-Аминирование азотистых гетероциклов реагентами H2NOR.

§ 1.3. Использование N-аминокатионов и соответствующих N-илидов в органическом синтезе.

ГЛАВА II. ИЗУЧЕНИЕ РЕГИОСЕЛЕКТИВНОСТИ N-АМИНИРОВАНИЯ

МОНОЗАМЕЩЕННЫХ АЗИНОВ.

§ 2.1. Введение.

§ 2.2. Получение Х-1-аминопиразиний катионов и установление их строения методами ЯМР.

§2.3. Молекулярная и кристаллическая структура 1-амино-Х-пиразиний мезитиленсульфонатов.

§2.4. Региоселективность N-аминирования монозамещенных пиразинов.

§2.5. Особенности амшшрования метилтиозамещенных азинов

О-мезитиленсульфонилгидроксиламином.

ГЛАВА III. ОТНОСИТЕЛЬНАЯ РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ

АЗОТИСТЫХ ГЕТЕРОЦИКЛОВ В РЕАКЦИИ N-АМИНИРОВАНИЯ.

§ 3.1. Введение.

§ 3.2. Относительная реакционная способность 3- и 4-замещенных пиридинов

§ 3.3. Относительная реакционная способность N-гетероароматических соединений.

§ 3.4. Синтетическое использование солей N-аминокатионов.

ГЛАВА IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

Выводы.

Соли N-аминокатионов гетероароматических соединений являются перспективными реагентами для прямого аминирования аренов [1, 2], используются как энергоемкие материалы [3, 4, 5], вещества для нелинейной оптики [6]. Они выступают как исходные соединения для синтеза конденсированных гетероциклических соединений, труднодоступных другими методами [7, 8, 9, 10], включая биологически активные вещества [11, 12, 13, 14, 15]. Кроме того, такие соли могут быть легко переведены в N-илиды [16, 17], которые широко используются для получения различных гетероциклических соединений [18, 19]. Широкую доступность N-аминокатионные соли приобрели с введением в практику органического синтеза О-сульфогидроксиламинов [20, 21, 22, 23].

На сегодняшний день наиболее удобным методом получения 1-аминопроизводных является реакция прямого аминирования гетероциклических соединений различными О-замещенными гидроксиламинами [23]. Несмотря на то, что данная реакция получила широкое распространение [23], ряд задач остались не решенными. Так, при наличии в молекуле субстрата нескольких неэквивалентных атомов азота или различных гетероатомов, способных к аминированию, возникает проблема региоселективности аминирования по тому или иному положению. Кроме того, несмотря на то, что в реакцию N-аминирования вводился широкий круг самых различных гетероциклических соединений [23] их относительная реакционная способность систематически не исследовалась [24]. Отметим, что реакционная способность азотистых гетероциклических соединений по отношению к С-центрированым электрофилам, N-оксидирующим агентам и протону широко исследовалась [24, 25]. В связи с этим актуальной задачей является изучение как субстратной, так и позиционной селективности N-аминирования различных азотистых гетероциклических соединений.

Важным является выявление факторов, определяющих реакционную способность и региоселективность реакции аминирования. Изучение закономерностей N-аминирования азотистых гетероциклов имеет важное практическое значение, так как образующиеся N-аминокатионные соли широко используются в синтезе конденсированных полициклических гетероциклов, таких как производные пиразоло [ 1,5-я] пиридина, [ 1,2,4]триазоло[ 1,5-а]пиридина, [ 1,2,4]триазоло[ 1,5-я]пиразина, пиразоло [1,5-6]пиридазина и др. Эти соединения проявляют разнообразную биологическую активность: являются ингибиторами различных киназ [26], антагонистами адениновых, меланиновых и других рецепторов [12, 13, 27], рассматриваются как перспективные лекарства для лечения болезни Альцгеймера [12, 13].

Научная новизна работы заключается в получении информации фундаментального характера о региоселективности N-аминирования монозамещенных пиразинов и метилтиозамещенных азинов, исследовании относительной активности азотистых гетероароматических соединений в этой реакции, установлении структурно-кинетических закономерностей.

Данная работа является продолжением исследований, ведущихся в Лаборатории изучения механизмов органических реакций СО РАН, по изучению катионоидных реакций.

Целями настоящей работы являлись:

1. Генерирование N-аминокатионов N-гетероароматических соединений и установление их строения методами ЯМР 'Н, 13С и РСА.

2. Изучение региоселективности N-аминирования монозамещенных пиразинов, выявление факторов влияющих на направление реакции, поиск подходов к количественному описанию региоселективности в рамках принципа линейности свободных энергий и с использованием квантово-химических расчетов

3. Изучение особенностей аминирования 2-тиометилзамещенных азинов.

4. Исследование относительной реакционной способности в реакции N-аминирования в ряду 3- и 4-замещенных пиридинов, а также ряда азотистых гетероциклических соединений с различным строением остова.

5. Использование ряда N-аминокатионов в синтезе конденсированных гетероароматических соединений.

Взаимодействие 2-Х-пиразинов (X = Д Me, Et, Pr, i-Pr, t-Bu, CH(OH)Me, NH2, NHAc, OMe, CI) с О-мезитиленсульфонилгидроксиламином в среде хлористого метилена приводит к соответствующим 2-Х-1-амино- (X = Н, Me, Et, Pr, i-Pr, CH(OH)Me, NH2) и З-Х-1-аминопиразиниевым (X = H, Me, Et, Pr, i-Pr, t-Bu, CH(OH)Me, NH2> NHAc, OMe, CI) катионам, причем в случае X = t-Bu, OMe, CI реакция N-аминирования осуществляется региоселективно с образованием 3-замещенного продукта. В случае пиразинов с сильными акцепторными заместителями (X = Ac, CN) продуктов N-аминирования не образуется. Строение N-аминокатионов установлено с помощью методов ЯМР !Н, 13С и РСА.

Показано, что заместитель X в 2-Х-замещенных пиразинах (X = Н, Me, Et, Pr, i-Pr, t-Bu, CH(OH)Me, NH2l NHAc, OMe, CI) существенно влияет на региоселективность N-аминирования О-мезитиленсульфонилгидроксиламином. В случае алкильных заместителей региоселективность N-аминирования определяется преимущественно стерическим эффектом заместителя X. В случае же гетероатомных заместителей важную роль играют также и электронные эффекты: резонансный и индукционный. Методом DFT/PBE/3z оценены активационные барьеры N-аминирования О-мезитиленсульфонилгидроксиламином атомов азота 2-Х-пиразинов (X = Н, Me, Et, Pr, i-Pr, t-Bu, CH(OH)Me, NH2, OMe, CI, CN). Найдена линейная корреляционная зависимость, связывающая логарифмы соотношения образующихся изомерных катионов с разностями рассчитанных активационных барьеров аминирования 2-Х-пиразинов.

Рентгеноструктурное исследование мезитиленсульфонатов 1-амино-, 1,2-диамино-, 1-амино-З-хлор-, 1-амино-З-метокси- и 1-амино-З-ациламинопиразиния показало, что заместитель существенно влияет на геометрию аминокатионов. Квантово-химические расчеты методом DFT хорошо воспроизводят их геометрию. Основными синтонами, определяющими кристаллическую структуру солей являются фрагменты N-Н.О, приводящие, в зависимости от заместителя, к супермолекулам или цепочкам/лентам.

В отличие от 2-метилтиопиридинов [28, 29], аминирование 2-метилтиопиразина, 2-метилтиопиримидина и 2-метилтио-4,6-диметилпиримидина происходит как по атому азота, так и по атому серы. Соотношение скоростей аминирования этих азинов по атомам азота и серы зависит от расположения гетероатомов в цикле, и экранирования реакционного центра. Разность активационных барьеров, оцененных методом DFT PBE/3z, для N- и S-аминирования, хорошо согласуется с относительными скоростями реакции.

Найдено, что активность 3- и 4-Х-пиридинов (Х-ру) в реакции аминирования убывает в ряду:

4-NMe2-py > 4-ОМе-ру > 4-СН3-ру > 3-СН3-ру > ру > 3-С1-ру > З-Вг-ру >

4-CN-py > 3-CF3-py > 3-CN-py Относительная реакционная способность замещенных пиридинов в реакции N-аминирования хорошо описывается в рамках уравнения Гаммета и его модификаций.

Показано, что скорость N-аминирования азотистых гетероциклов существенно зависит от их строения, и уменьшается в ряду:

1,10-фенантролин > изохинолин ~ пиридин > хинолин > 4,4'-бипиридил >

2,2'-бипиридил > пиразин

С целью предсказания относительной реакционной способности азотистых гетероароматических соединений в реакции N-аминирования Омезитиленсульфонилгидроксиламином, нами были оценены методом DFT/PBE/3z их относительное сродство к нитрений-катиону и активационные барьеры реакции. Показано, что логарифм относительной константы скорости N-аминирования коррелирует как с относительным сродством к нитрений-катиону, оцененным методами DFT/PBE/3z и DFT/B3LYP/L2, так и с разностью активационных барьеров, рассчитанных методом DFT/PBE/3z.

Установлено, что 1-аминопроизводные пиридина, 2,2'- и 4,4'-бипиридила, 8-гидроксихинолина в основных условиях вступают в реакцию 1,3-диполярного циклоприсоединения с 2-цианопиридином с образованием триазолопиридинов, тогда как 1-аминопиразиниевый катион в данную реакцию не вступает. Производные триазолопиразина получены реакцией соли 1,2-диаминопиразиний мезитиленсульфоната с альдегидами в основных условиях. Взаимодействием 1-амино- и 1-амино-2,3,5,6-тетераметилпиразиний мезитиленсульфоната с перфторпиридином и перфторбензонитрилом получены соответствующе N-перфторарил-замещенные N-имины.

Соискателем проведена экспериментальная работа, обработка и анализ спектральных данных, выполнены квантово-химические расчеты. Постановка научных задач, обсуждение результатов, поиск структурно-кинетических закономерностей проводили совместно с научным руководителем.

В главе I представлен обзор литературных данных по получению 1-амино производных азинов и их синтетическому использованию. В главе II обсуждаются полученные данные по аминированию монозамещенных пиразинов, также рассматривается строение продуктов - Х-1-аминопиразиниевых катионов, установленное с помощью РСА и квантово-химических расчетов. Кроме того, в главе II рассмотрена региоселективность аминирования диазинов, содержащих тиометильный заместитель в аположении к атому азота, проведена интерпретация полученных результатов с привлечением квантово-химических расчетов методом DFT. В главе III рассмотрены структурно-кинетические закономерности реакции N-аминирования О-мезитиленсульфонилгидроксиламином 3- и 4- замещенных пиридинов и N-гетероароматических соединений с различным строением остова. Данные интерпретированы в рамках принципа линейности свободных энергий и с использованием квантово-химических расчетов. В главе IV (экспериментальная часть) описаны методики синтеза N-аминокатионов, получения данных об относительной активности N-гетероароматических соединений в реакции аминирования и проведения реакций N-аминокатионов с нитрилами, перфтораренами и альдегидами.

Автор выражает благодарность сотрудникам лаборатории физических методов исследования В. В. Кандауровой, Т. В. Маматюк, В. В. Чагиной и А. Б. Скоровой за съемки спектров ЯМР, М. М. Шакирову за регистрацию 2D-спектров ЯМР, а также д.ф.-м.н. Ю. В. Гатилову за проведение РСА.