1,1-дициано-2-циклопропилпропен в синтезе карбо- и гетероциклических енаминонитрилов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

РГ6 од

1 О МАЯ 1С93

! академия наук россии

ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н. Д. ЗЕЛИНСКОГО РАН

На правах рукописи УДК 547.821:547.551

ХОРОШ ИЛ ОВ Геннадий Евгеньевич

1,1 — ДИЦИАНО - 2 - ЦИКЛОПРОПИЛПРОПЕН В СИНТЕЗЕ КАРБО- И ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ ЕНАМИНОН ИТРИЛОВ

(02.00.03 — Органическая химия)

АВТОР ЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва — 1993

Работа выполнена и лаборатории гетерофункциональных соединений Института органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН и , Луганском . государственном педагогическом институте им.:Т. Г.: Шевченко.

Научные руководители: доктор химических наук, профессор

Ю. А. Шаранин,

доктор химических наук, профессор В. П. Литвинов.

Официальные оппоненты: д. х. п., профессор С. А. Шевелев

(ИОХ РАН, г. Москва), к. х. н., зав. лаб. В. И. Шведов (ВНИХФИ, , г. Москва).

Ведущее учреждение — Московский текстильный институт им. Косыгина (г. Москва).

Защита диссертации состоится «-¿4_» _клл-Сл-Ш_ {993 г

в _ часов ,,на , заседании специализированного совета

К 002.62.02 по присуждению степени кандидата химических наук Института органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН (117913, Москва, Ленинский пр., 47).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИОХ им. Н. Д. Зелинского РАН.

Автореферат разослан « &Р » 1993 г_

Ученый секретарь

специализированного совета

доктор химических наук Н. Я. ГРИГОРЬЕВ/

05ИАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность провлемч .

Одно из главных направлений тонкого ор< аничвскога синтеза -псчек реакционно—способных соединений для построения1 молекул о "»а— данными химичаскиг >1 и биологически! и свойствами . Перспективным и интенсивно разЕИвамнимся а последние годы направленном органический химии является синтез карбг- и гртероцикло» , содер» >.и.и>< циклопропилькый заместитель , что ойьяснягггся практической значимость» этого класса соэдинений . Одн„ко повышенная реакционная епоеобнодть циклопропана по отношению к элик-рофилам нв всегда позволяет вводить этот закозтитель в молекулы органичяскиу соэди-нэиия . Разработка реагентов . позволяющих родить поставленную задачу , открывает широкий спектр возможностей для поиска новых соединении о заданными химическими и Физиологическими свойства !И .

Большое место я органическом синтезе занимают нитрилы алифа ■ тических , алицикличэских , ароматических и гетероциклических р;,-доз • Использование нитрилов , а том числе и: непредельных анало-гоэ ( позволяет эначитольнс расширить экспериментальные возможности синтетической химии , получать ранее недоступные соединения, сократись количество стадий . Как показали исследования , щ введенные в последнее вр мя , непредельные нитрилы яяилио» удобным оЗьэктям для изучения стереоселективных синтезов ; основанных на реакции Михаэля .

Основываясь на т.^ , что циклопропилсодержаииа непредг/.чныа нитрилы-г синтв.е карбо- и гетероциклических снаминонитрилоа прак-тичзски не использовались , Зыло гк-/альт разработать нстые методы синтеза на основе данных нитрилое .

Цилс работы .

Создании простых , препаративных методов синтеза карво- и гетероциклических ен«минонитрил1_.а на основе 1,1-'ди«,иамо-^-циклолро-пилпропена . Исследование закономерностей данных регкций и на их оонс а разработка более совершенных методоя синтеза никлого опилэа-нтенных аэагвтероциклов .

Научная новизна и практическая ценность Впервые иооладоааны ооовеннооти взаииодвйствия 1,1-дииивно-2-циклопропилпропена с непредельными нитрилами . Показано . что в зависимости от отруктуры походных вечестг и условий реакция могут быть получаны разнообразные полизнсаые отруктуры карбо- и гете| оциклы «1,3,5-гекоатриену I,3-циклогвксадиены, анилины, дицианомет, ленпиридины . Устамовлэма взаимосвязь и п олед аательн<-сть образования всех вновь получ ;нкых соединений. На база полученного материала ьыл разработан метод синтеза иэонврных пиридине® п использованием илида пиридинил в качестве переносчика циклопропана • Установлена отерео. елективнооть реакций илила пиридиния о непредельными нитрилами •

йгровацит. работы .

Основное содержание диссертационной работы изложено в 13 публикации : . Материал диссертации обсуждался на Всесоюзной кон«. ->ен-цми по химии и технологии пиридинсодержаиих пяотицидов (Черноголовка , 19ЕЗ) , Всеосмэном оовРЧ.ании пс кинии , применена и механизму даяотвия инсектицидов и акарицидое (Мооква , 1990) , 2-й и 3-й конференциях молодых учь.шх-химиков (Донецк . 1990 . 14/91! , XVI икраинскои конференции по органической химии (Тернолол.ь • 1ЧЧ2) .

Структура и овьем рабе ы .

Диссертация изложена на 134 страницах маыик.писного твкота и ооотонт из введении . литературного сбз эа , оБсухдвния резу. .»та-

вя I экперимемтальной чаоти и выводов , содержит 2Ч тавлиц , лиоск цитируемой литературы из 131 наименования .

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ .

1. Синтез 1-вмино-З-арил-2,Ь,¿-трициано-3-циклопропил-1,3-циклогекоздиенов и их химические свойства .

взаимодействие арилметиленмалононитрилоз о алкилиде' 'налонп-¡мтрялами открывает широкие возможности синтез* аоединениЯ карво-1ИИЛИЧВОКОГО (замененные 1,3-ц.иклогексадивны и анилины) и гетероциклического рядов (замеченные пь-ридимы)

С палые дальнейшего изучения этих реакций , расширения границ, IX применимости , а также для получения труднодоступных замеиеннь.< 1НИЛИНС9 и пиридинов , содержащих циклопрог 1льный заместитель , («ми изучена взаимодействие 1.'-диц.иано-2-циклопропилпропена <1> с Филметиленналоьонитрилами (2а-э) , а также отроение и превращения Ч»одуктев этой реакции .

Взаимодейотоиэ С1:2дмнения (1) с нитрилами <2а-э) ос/*еотвляли > метаноле при 25 С под действием иорФолина. При этом установлено, 1ТО на направление реакции существенное влияние оказывает строение -юходных .>рилметиг.внпраиэводных малононитрмла (2) .Так, при св^дв-чии в рвелци« нитрилоа (2а-г) выделены производные иминоциклагвн-генсв (За-г). В случае нитри/юз <2д-ж> наблидается ое, азоовниэ ;оединвний , существующих в виде смеси двух таутомерии,. форм - эа-чецгнных имикоаиклогексенов (Зд-**) и г л«ноциклогексадие»- :о <4а-а). 1иыь из.'Йензилиденмалономитрила (2э) палуче 1 -аиима-3-«енил-2,6 63

■ри циено -З-циклопропил-1 3-циклсгексадиен

<4г) «табл.2.1.)

SC t*1 1Г

Me Ы

X

'it

(l)

<2а-з>

(За-к)

<4а-г>

Аг-2-СНъС6Н ц С 2а,3« > . 2-ClCiH1<<26.SJ) . 3-CjH,N (2s,3s> , 4-ClCfc Нц (2r,3i-> . t-BrCb Нц <2д,3д,4с> , 3-FCfe Hi, (2e,3e,46; . 4.-. CtHi, «2ж,3»,4в> , C(>HS<23,4г) .

Вызоды о отрознни ссздиненил (3) > (4) сделаны на основании спектральных ленных .

Строение эамецгнных амин-эциклогекоадиеноа (4) нами иоолвдсва-ио на примере изучения кристаллической с руктуры жецвотва (4г) о вида оольоата о метанолом (111) методом рентгеноатруктурного анализе •

Циклогекоадиеновое кольцо молекулы соединения <4г> макет быть

S 6

описано ком$ормацией полукреола, (рис. 1: : атомы С и С отклоняются

о о

ка 0.369 <2> и -И. 331<2> А от оохраиямнвйоя в пределах Е.ВЬ6'2> А

плоскости , проаадзнной меркл четыре остальные атомы цикла и включающей oSe эндоциклнч»ские кратные связи В тоае время . в цикле

гекоадиеногом кольце можно выделить даа приблизительно плоских

Ь л J 1 3 о

?раги®нта С U- С С (п/юснмй в пределах В.019<2> А> двугранный

угол нейду которыми <обусль' |лива«мый в основном скручиванием еск-

15'.- О

руг С -С > раоен 19.4 .

I i 1 I

Фрагмент N -С «С -С »N . в котором наблюдается сопрял-ние,

валягатоя плоским <» продс ->лк В.£13(2' й> . Координационная

О

плоокоеть плэскотригональнего атом» N 'оумна валентных у""лав 36Й >

гриСлизительно мопланарн? указанному «?^агманту , '.то благоприятно

1

для ^-л-оопр«»чния неподвлвннол электронной пары атома N о S-оио—

lili ° Т1»мой сэязи С "С . Связь С -N ук-^рочача до 1.330 <2> А по оравн. -

. О

ну,и во стандартной езячьм Ctso^í-N 1.432(4) Л и оовщадаат по длина

О

в гаслрякэннея гэязьм С (»о3") -N 1.33& А о унаотиэм плоскотригона/.ь— Harj атома аз^та .

Замвйэнниэ аииноциклогвксадигну <4> или их тгутомермы» смаси з соотчвтотву«*ими иминоциклогексенами (3) при нагревании а о-кои-пв. í? претерпевает злектрециклическуи р'-цмклиза^и!» о замецонныэ гэкидтрие' <ы (í>) .

Мож» з сделать некоторые заключения относительно рассматрип .с— locrt ргцикяизации . Так , отерическая перегруженность молекулы заметанного цикчог ексадиэна (4) , а текжв разлитая сиотема сопряжения диенового фрагмента с пнилегакыими к нему группировками приэо—

5 4

дят к увеличение длины связи С -С .. При подзодо энергии иззна

(Hfsrpeoanwo в о-конлола) пр с исходит повышение анутрвннай энергии

мэл®ку/, еоеди;.ения (4). Однако , потеря энергии путам первюда од—

:нвй коклорнацич в другую з данном случае невозможна . Именно это

пватоптэльство приводит к гомолитичэскому разрезу наименее прочной

5 &

сяггм , а именно связи С -С .При роциклимции соединения <-) проч ff 1 4

исходит инзерсия по связям С —С si С -С о оСразсванисм производного трана-циг гексатриена (<в> , ине-»щего тр^но-располоивнио протонов Н

ч

и Н , о чем оаи..этольотвует вяличина J-1A.5 Гц .

Зг ,д

4а, г

0-кс1ла0л

ш. .с»»

<г

ба-ь

Аг-4-С1С6Нч<Зг,6а) , 4-ВгС6Нц (Зд, 4а 6,6), С„Нз <4г,6в> .

«5 о

Это п"влпол«гоат инверсии по саязи -С на 11В вовнутрь относительно плоской шоти молекулы .1 переход от экваториального и поев-доакоивльного расположен я протонов Ни н с замененном циклогекоа— диана <4г> до трано-раоположения их в Зи.иен.енном гексатриеье <6о).

Наиболее *ероя'.но , ч. о электроцикличеокое раскрытие цикла вещества <4г) протекает дисротаторно , как пр«докаэг«чо для подобного типа реакций . Нт заоисимооть таутомерного равновесия (3 > (4) от характера ар ильного заместителя указывалось вы«е -Следует дополнмтольно отмоти-ь влияние природы арильиого заместителя в арилмвтилвнмалононитрилах (2и л) на характер их езаима-двйотвип о соеаимениам (15 (при этом получается трано- трано—гвкоатриэны <7а-г>) (мэтод А) .

Ы сМ ^ с!,'

д - х-

V СН>, А?

(I)

1и-л!

НС ей

с**

Лг

< 8а—а >

Аг-4-С,Н^СьИч(2и,7а,Ва) . 2-СкН30<2к,71 Ев) 2-СмНь5(2л,7а) , 4-СН}0СьН), (7г Зз) .

Вероятно , реакция протекает через г> чомежуточные 1,3-6утадпв-ни (8) , которые о малононитрилом обгазуьот идентичные гчксатриэны <7а,в,г) <ме од Б) .

Для злектроциклических реакций характерен высокий стереоотбор. По. тому замеченные циклогексадие) л (4) первоначально претерпев от циклозл! минирование в заь-'конные цио-трано-г«?коатри^ны (й> , которые находятся с динамическом равновесии с походными соединениями

(I1. По данным спектров ПМР , кинетическое равновесие (4г>---1бв>

в о-коилола устанавливается при соотношении Iii . Вещества (7) к подобным превращениям не способны . Они были получены из цикло-гексадиенсэ (4) другим путем , о чем речь пойдет ihkl' .

Состав и строение соединений (ба-в) и (7а-г> подт ерждены данными элементного анализа и ИК и ПМР слектног <опии .

Учитывая . что пространств"ннов отроение 1,3-циклогексадиеноз

5

(4! (атом водорода при атоме yrv-эрода С рагпогэжен аксиально , а одна из групп C^N при атоме-С находится в трансположении относительно пооледнего) благоприятно для трг с-злиминированил цнаноао-дорода , можно было допустить возможность осуществления э.ого процесса г ряду -'вмененных иминот.клогексенов (3) и замеченные амино-циклогексадиенов (4>. Действительно , "ри нагревании соединения (4г) или соединений <3) и (4) в диоксане а присутствии органического основания образуются производные аниЛ1.<<а (9а-д) , строение которых подтверждено спектральными характеристиками * .

№ ... НИ, , NH2

х^-ж:-- V

c>J си

ь v

(3 -ж) .С4а-г) (9а-ж) (2к.л)

Аг-С4. 15(4г,?а> , ¡Зе,4в,96> , <3я,4в,9в) ,

4-С1С6Н^<Зг-,9г> , 4-0гСйНй(Зд,4л,9д) , ¿-О, О<2к,7а) , г-С^Н* Б(2л, к) .

Ннтсреоно отметить , что в и^">нтичных условиях <>ур$урил (ти-

енил)ме иленмалонон.|Трилы <2к,л) с 1,1-дицианопропеном (1) также дв»т анилины (9е,и> .

Нагревание ¿мвои ооединэмий (3|—ж), (4е-в) или амина <4г) в о~ксилоля о приоу" .зтвии триэтиламина приводит к образованию 6-«рил-2-лициансм*тилан-3-цианс -4-циклопропил-1,2-диги»1рспиридиноа ПИа-д) (метод А). Соединения <1Ёа«г,д) образуются тахжа из замененных цио-тра» -гекоатриэноь (¿»а-в> ь аналогичных условиях (метод Е'>. Грано-транс--еко.-триены '7а-г> при кипячении в спирте о избыт-(ом п» пе* идина дают сходные 1,2-дигидропир> дины !10е-и> ( .етод В). Это сайд» зл^отвует о том , что рециклизаци?, соединений <3> и (4> в заначенные пиридины (10> протекает кок ряд последовательных процесс. ..в ч раз гекоатриены (6), возможно и ,/>.

СП си

НС

(Зг-ж)

10а—и)

(7а-г>

'«I см

(Аа-в)

Аг-СеНу<4г,йв, 10«) , З-РС^Щ (Зе,46 106> Н-РС^Н^ (Зж .4» , 1Е®> , 4-С1СьН|, <3г ,63, Ю<-> , 4—ВгС(»Н^<Зд, 4а , 1Вд) , 4-С2.Н5ОСьН<(<7а,10в) , 2-С,,Н 50 (76,1Ел) , 2-С|,Н»В (7о, Юз) , 4-СН3аС4Н^(7г,1Ви) .

2. Синтез 4-арил-2-дицианс метилеи-З-циэно- ,. б-циклопропил-1,2—дигидропиридинов .

Нами разработаны Более доступные о препаративном отношении ^этоды синтаэа изомерных соединений .1СЗ) - 4-арил-2-дицианомети-лэн—З-циано-6-циклопропил—1,2-дигидропиридинов .

Так , трехкомггом;»нтнэя конденсация ароматических альдегидов <11а-э) , 2-амино-1,1,З-трициано-1-пропена (12) и иодида 1-(цик-^опропилкарбокилматил)пиридиния (13) протекает о оёразоаанизм затаенных тотрагидрО!.иридииов (14л-е) .

СИ СН

гСНО + ^ * Р

о

(11а-в) (12) ' (13) 114а-е.

Аг«С4Н5(а) , 4-С1С4Нц(6) , 3-ГСьНц (в) , 2- (г) ,

4-ВгСьН|,(д) , 4-М0д.С4Н()(е) .

•Реакция протекает высоко стере^селективно - Образуки. <ася соединения (14а-е> стабилизирумтся о аиле еГегаинае с делокзлиэацией ггрицатальнг-о заряда во фрагменте МС и положительного

Кряда о пиридиниевом Фрагменте молекул эти* соединений . Это ггг.«-

водит к значительному понижении чаототи колебаний группу Сж.4 а ИК спектрах до 2К2-2193 ом ' и повышению интенсивности поглощения по срйанэник о пиридмнами Звмви,®нныв тетрагидрсго филины

подоВно циклогвковну, находятся « кон^ормаиии полукреола. При м«г~ реэгнии тетрагидропиридиноа (14в,е) в укауоной киолото е поиоутот-вии ацетата аммония образуются 4-арил-2-дмцианометм/эн-3-цменв-6~ циклопргпил-1,2-дигидропиридины <13 а,Й> изомерные пиридимам <1<Ва -и>.

В соотеютотаии а данными работ по изучению радкций халкомэ» о динаром и»лономитрила , непредельный кетон (16) с димарсм малоно нитрила (12> в абсолютном этаноле а поиаутотеии пиперидина , е последующей обработкой реакционной смеси соляной кмелотей , такие образует пиридин <1?а) .

С грсенив полученных пиридинео (15а,б) изучено ПК и ГТ1Р спект-роскопмчк кими методвии .

Р.Г .Аг СьН5

'уу ^Ех л"5 ,

иХ.^'-Й Акт I' " "

ЗГТЬ ТИП«

(14а,(I) (13а,в) (16)

Аг-СЛНт(е) , 4-ВгСсН„ (С) .

3. "интоз 2-«мино-6-арил-1,3-дициамо-4-циклспро-пил-1.З-циклогекс&диеноэ .

Ране» было по.'азана, что продуктами димери.. «щии арилметилен-«ийноунсуоныч ЭФироа с замененными 1,1-дш- 1анспроп >аки являит 1

1 О

1 -амико-2,6-дицилно-6-зтокси1'ар6они>1-1, 3- иклогвксодионы, которые далее могут подвергаться ароматизации (через декарбонилиооэания) о образованием соответств'/юцих им анм,иноэ . Нам i изучено взаимодействие агил(гетарил)метиленцианоуксусных эфиро» (17а-е> о 1,1-дициано-2~цикиопропилпропенои <1)- приводящее о отдельных c/w-чаях к г^едполагаемым 1-р. ;1ино-2 ,&-дпциано-6--этаксик*рбонил —1 ,3-цик-логекоадиенам (1С*,б). Соединение (IBS) находится в смеси о имино-Фо>-мой (19). Однако, в основном, н^акции протекают с Образованием смеси двух продуктов! анилинов (9) и 1,З-циклогекоадиенов <20а-э) (метод А). Аномальна протекает реакция с исходным реагентом (17»!, кс_-да образуется с количественным гчходом соединение (2а). 6-Z гоксикарбонь.лэамеценный 1,З-це/клсгексаднен (10а) и смес:> кдрбо-циклов (186) \и (19) при длительном выдерживан -и реакционной м^ссы такжг трансформируется а смесь продуктов (9в,д> и (23а,б). Разделение смесей производили на хром^тографичес ;ой колонке, хотi в отдельных случаях оказалась галезноЯ и дробная кристаллизация.

Аг»4-РСьНц(17а, 10«, 9в, 20а > , 4-0гСьНц (17Й, 16В, 19, 9д, 2^3! , СкН5(17о,9а,20а) , 4-С1С6Н!ч (17г, 9г, 2Вг), 2-СчН3О<17д,9е,20д) , г-МО^С^Н^(17ь,20а).

данные ИХ и ПМР спектроскопии подтверждают етровниэ ооодино-к.нй (16а,б) и (19) . Температуры плавления проб смешения внове» полученных анилинсэ о аналогичными соединэниямг , синтозиреаонными р&нсв , не оставляет оомнений □ отроении 2.6-дицианоаниликов (9а,в-е). Для подтверждения строения ш-лученных 1, 3-циклогекоадм-внов <23д-с?) II выяснения направления изучаемой реакции прооьдено рентгеиоотруктурное иоол». дозаниэ соединения (2С&) •

Заманенное циклсгаксадисногоа кольци молекулы (23з) имьат кон-

Г ь

формацию полукреола : атомы С и С откланяютоя на -0.319^2) и

о о

С.37Ъ(2) А от выполнямцейоя о пределах 0.В6о(1> А плоскости Л. ,

проведанной через оотальн- т атомы цикла и включающей обе зндоцик-

личеокиэ дэойкме сшрти . Крона того , о циклегс-аад, енооом кольце

ь I г 3

моино оыдэчить. два плоских «р-^агмента г С С С С (плоокил в продела«

о пи °

0.017(1) А ) и С С С С (плоский г преде ах В.011(1) А > , дзугран-

0

«ый угол мзжду которыми (19.1 ) определяется скручиванием вокруг связи из-за укороченные внутримолекулярных контактов . Анало-

гичная кон^орм^цив циклогвксадиакоеого цикла установлена нами рано» в отеричеоки перегрумея» ной могекуле 1-амино-2,6,6-трициа-но-5-<?енил-3-циклопропил-1,3-циклогекоади2на (4г) -

Продолжая исоледоэаниь о этом направлэнии , нами ъыла изучена реакция 4-орил-1,1-дмциано-2-циклопрспил-1,5-бутадиеноз (8а-е) о цианоумоуоным эфиром (метод Б) •

В олуч« Бутадиеном (Сб,1—е) , как и ожидалось , зыли выделаны смеси соединении (9а,г-' ;) и (2ВЗ-д) . При проведении реакции а спирте оредэ при комнатной тем1£Р^туре под действием оргзни-

чаоких основания выходы циклогекоадивнов <2Вб-г) колеблю;.я в предала» 42-43Х , л соотвитотеуичих им анилинов - 33—. Суммарный выход деотаточно выоок и оаотаэлявт ЕЗЯ-ЁЗХ.

3 алуча® бурильного эамвотитвлл выход конечных продукте» (9и> и <28л) резко сниляэтен . По мвтод Б оовдинонил (8а,о) о цмано-укоуонын эфиром н» реагируют , т.к. по-видимому , зяектронодонор-куэ аякокензамеотители ароматических ядер оиииают сктие^ооть Зуто-дианоэ (Я*,»> з реакции Иихаэля .

Овразооаниа циклсгоксадитмс»!» (23) можно обьяо'ить вгролтнк..-» диспэопорциониревинтерн^диатсо (2?). С целью опт имизации синтеза проведен? трехкомпенентная конденсация циэноукоу^ного зти-ра , 1,1-дициако-2-циклопропилпропвна (1) и арвматичьокого альдегида (11) . Использование небольшого изЗ^тка пиперидина сокращает время протекания реакции до 10-30 т.нут (метод В) . Арома*ическип альдегид (11*;) о циеноукоуоиым эфиром и пропэнем а этих условиях образует а (илин (9э) . Вероятно , о данном олучя» , интьрмадизт <21) на подвергается диопропорционироэачига .■ Реакция декерЗонили-реэания пвдет при этом только к анилину (9з).

V 11 СО-С.'Д,

\к V

г тич

сЫ к

<21)

&22Ы АгШ

СП

С04Сг«5

<11о,«,ж>

V

V

(9а,г-а,з)

120^-д)

ХЭ

fcr-Cjily (3r,9o, Ив,2Эа) , 4-C1C4H(. <йд,9г,11в, 2Eг) , 4-BrCfeH1| (Sa,9^,2SS) , 2-САН3О(66.9е,20д> , ••-C_.HyOC H (Bs) , 4-CHjOCfcHij (6s. 1 1»,9з) .

\

К:к отминалось еше, 1,З-бутадмини (Qa-a) в малононитрилом

cSpt>3V-»r трано-трфио-гекоатрийны (7а,С,r) , что моино объяснить эл8ктр№юдсиармы?*.и оаэйотаами замяотителай при кратной оэкзи . ö случае соединения (Sri нами получана смссь продуктов (7д) и(2Gs> (патод Г). При соотноьгании малоно> итрила о бутадигнои (Er) Iii в скеои остается ивпосра&гироа&виий гтороЛ исходный неагент оооткат— отеэьно. Двукратный избыток , поводимому , во-первых , увеличивает ¡еароптнзоть присоединения послэднего .то цианогруппв Бутадиена (8г> и, во-й"грых, является донором протонов интврмвдиата (22) > иомлю-чая, таким образом, возмошность получения анилина (9s).

Пгодположиа оСразсоанио в данной реакции интермэдиата (22) , мы бзиели ранэе .оинтеэирозанныэ 1 w-чиклогвкоадивны (4а ,г) в реакции о малононитрилом. Б результат® атой реакции выделены соединения (7д, а) и (20а,а). По-видимому, чаоть ооединимиг (4е,г) под дейотвиви основания образует интермедиат (22), который под действием малоно-нитрила тр«1Нп<рормирувтоя в циклогекоадиен (23а,ь) (метод Д) . Другая часть пр втор пса аат ретро-распад до Сутадменг (6), * эторый о иэСытко ( малононигрила реагирует по цианогрупп® по реакции Торпа о образованием транс-транс-i ексг.триена (7д,е). Эти соединения из способны к обратному преарацони» в карбоциклы <4), что характерно для их чу.—транс-изомеров (6) .

«I ей

1Г с^ н-лэд. г + < , —

СЫ

мм«,®, Д,

ей

( * ^

(6г >

(22)

Из,г)

ух

<2Ба,а)

м-'С

см

(7д,а)

Аг»С5Н5(4г,7л,Ег ,2Ьд) . 4-гС&Нц (4в , 7э, 2йа) .

4. Стераооелектианыя реакции Кмхлзлл на оонове 1-циклепропаноилмэтмленпмпидиний иодида .

11зя« -тн: ограниченное количества еинтезсэ по реакции Михаэля, пгстгкакких выоско стер"ооелективно. Поэтому интарэа1 о было изучить. еэаисэдгйэтиие 1-циклггроп ноилметиленгиридиний иодида (13) о разноовзазныни непредельными нитрилами . так нам именно они яеля • гатоя ндыими паотаянными ебьвктгни изучения • Соль пиридиния <13) , подобно Д1 .тин огзл» .-1 1 -к«Рбони-1метиленпиридиния • ^отупает а реакции о ссноэзниякч с оСразсчгнк илида г.•ридмнич (23>.

<13) <234

Поолвдуюцва взеимодяйотвиэ илида (23) а непредельными нитрилами протакает в различных направлениях в аависимавтм от отроения непредельного нитрила . Вэ«имод»йотвма илидв (23) о а=зилмвтил®мма-лононитрилами (21—з,м) протекает высоко отврсосвлектипно о оЗрвэо-в'аниэм аддуктоз Гихаэлл (2<5а-е) (таСл. 2.19.).-

г^ и У ь* }[ «*

4 |[ -—-V 2\-

-¡кикз > 01

сы

(23) (2г-э,м) (24а-о>

й?-=4-С1С6Н|) <2г,24а) , 4-ВгС&Нк(2д,24б) , З-ЯС^Нц <2а,24в) ,

4-РСйН^ (2ж,24г) , С5Н6(2з,24д) , 4-Ы01СвН(, <2м,24й) .

^ддукты (24а-е) стабилизируются в виде 1,4-илидов пиридиния о максимальным разделением и делокалиэацией положительного и отрицательного зарядов ь Ру+ и С(СО£ фрагментах молекул. Вследствие на-рьвномэрного перераспределения электронной плотнооти в С<СМ)£ Фра.!— мента и различного отеричоского окружения полосы поглощения циа-ногрупп о -1К спектрах соединений (24а-е) прояе тяются в виде доух

ге

выосчхоинттжсивных г.элоз ов<.ао-|И 2137- 2113 и 2160-216? ои . Сил л лгэо(5®®вмв пт 1ткя циклизации в оо^тввтоаунниэ татраги/яропиридимы

i

<235 оэадкивмия (24) пой д*яотви®м оврооод^рода , которая звкгччи-явев» неудачно из-.»« рчг.ла-оаола по Кмхазли . Следовательно исжмо г.и®*лзло>*ить, что оеакциенныэ центри С<СЫ»£ и СО—^ значительно удалены друг вт ару ."а и сим-клчмальмсв расположение замеотитэлвй С (С.ч)^ , Ру+ и А г , СО3^ в сзэАММвь-тк (24) ооэддет отч..'И"0оксо иапзякакия.что ктиосл5от»,'<т г^етв^ну«« ря-гро-релкции '.их&зли и пря-гатотвувт гвтег ецинлизам.ии в тетрагидрепиридикы . Э указанных увлоаиях р о акции пиклссропанеоый цикл сохраняется .

Соединения (23) были получены введаниа 11 а реакции о илнлом 423) арипмг»тил«мциг.нотиоацетлмидсэ (26а-г> (мгтод А) 4-Г.рил-2-гидрскои-3-циано-2-циклопрспил-3,4-трано-1,2,3,4-тетраги-д?опиридин-6-тиолатм (23а-д> получены такжэ дру. им иэтсдом - бчз предварительного оинтеза арилматилениианотиоацетвмида (26). Трех-квмлонентная конденсация илида (23), цивчотиоацвтсм |да и гронати-Ч9оких альдегидоа (11а,\,я<-и) приводит к пиридином (23а -д) о он-, хсдвм 23-627., (метод С) .

(23)

Лг СННд,

—\

ск

г)

■I к

Ч

(23а-д)

ЛгСНО , ЙССМИ!Ц

<11а,д,к-и'

Аг-С6Н5(и? .23а) , 4-ВгС6Н3<11д,23б,2£»а> , 4-СН30СьН5<1 и,23э, 266), 4-РС6Мц<11э,25г,26в), 3-СуНмЖ 11и,25д, 26г> .

Изученная реакция протекав"/ ьыооко отегзеовлектмвно с образованием замененных 3,4—грано-1гетрагидрзпиридинов <2За—д), который стабилизируются в виде бетаинов о далэкализг цией отрицательного и положительного зарядов в фрагменте М^С-С^С-з" и Ру+ мо-

лэкул :->тих соединений. Развитое электронное сопряжение, сукествую-

I 6 - £ *

148& в плоском фрагменте N -С (3) » С <СЫ)-С молекул (23) , приво-

-1

дит к понижению частоты колебаний группы СвМ дг 2176-2102 см . йанные ^изико-хим^чеокого анализа ч поотроени'а моделей по Ствгр-ту-Бриглебу оаидвтс.льотвует о том , что тетрагидролиридиновый цикл молекул ооэдинаний (25) находится в конформации полукреола, подобна ранее изученным солям 5-цмано-1,4,5.6-тетрагидропиридин6-дициа-' номэтилидов (14).

Кон<>оомация 4-арил-2-гидрокси-3-циано-2-цикло-пр опил- 5,4-тр анс-Д,2,3,4-тетрагидропиридин-б-тислатоо (2Еа-д) .

Ычитыэая отвреооелектиэнооть реакции илида (23) о зрилмяти-лэнмалононитри-1ами (2) можно отме ить , что высокая отереооалек-тизнсот* реакции образования замененных о,4-трано-1,2,3,4-тгтра-гидрпиридинов (14) , (23) . вероятно , определяется на первой стадии процесоа - отереосвлвктионь.п присоединением по ции Ми-

хаэля илида (23) к непредельном • нитрилу (27)

I) ^

¥ + А*.

(23)

(27)

(2ЕЗ) .

>♦ И Аг

(14),(23)

Х=3 , С(СЫ);,

Позлэдуикап внутримолекулярная циклизация интермедиата (23) П70тв<*от о еохранонигм зало»эннсР1 отераохимии и образованием за-•■•кченчых 3,4-трано-1,2,3,4-тетрагидрспиридиноэ (14), (25) .

Тетт ^гидропиридины (23) использоэаны в синтезе замененных пи-эмдин-2(1Н)-тианоо и анналироаанных гетероциклоа на их основ« . 1р и нагрева ним в укс-^енс.. киолста соединений (23а, 6) и приоут тоии млатата аммония получены пиридины (29а,б) (метод Л) . Строение ■¡оелгачих подтверждено данными физико-химического анализа , л так-ча встречным синтезом из 1,3-еутадиемоэ (8га) и цианотиопц.'темида (метод 3) .

Х9

жом« лая, а

<23а,е>

<2<?а-в)

(Вг-в)

Лг-С4Н5(Ог,23а,29а)

4-ВгС. Нц(ее,233,2?0>

В таких услсчиях циилопропановое кольца но раскрывается . Пи-ри^л :ч-2(Ш) -тионы (29а,6) в прис1- готаии зкеимолярного количества КОН в водной растворе ДМ9А региооелектиенэ алкилируютси га/.огкко-елканами (ЗИа-г) с образованием занесенных 2-алкилтиопиридинов (31а-з>.

"оед.шений (31) (, ССЮС4Н£, ) в п^иоутотанг* соис-

каний « ДМФА з высоким выходом циклизуитоя по реакции Торпа-Циглора о заманенные 3-аминотигноС2,3-03пиридинь (32е-д).

Аг-С^М^ <29a.31a-r.32a.Sl , 4-ВгС {, Н у <2<?в,3-д-з,32ь-д> » Г»СН=СН^_(30а,31а,Д( , СОКИ^ <306,31*%е ,32о) , СОСС^Н^ЗВв ,31в, ж,32а,г) , СОРМЗОг,31г,э,Г?б,д> .

ВЫЗОДЫ

1. Изучено взаимодействие 1,1-.,ициано—2~циклог,ропилпропена о арилметиленмалонони- илями . Показано , что направление цикл^нон-деноаиии зависит от природы заместителя а ар матиче~«ом ядро на-предс уьного гемдинитрила : ерилмэ-иленмалононитрилы регги -гат а 2—циклопропилпропеном по Михаэли о дальнейшей циклизацизй о амино-циклсгексадиены при наличии элек.ронс кце1 ,-орного либс нейтрального заместителя ) злектронодонорн » замаотители п ядре «зрилметилен-малг '^нитрилов способствуит образованию тргно- рамс-гехсатри чоэ .

2. Иотановл<?но , что в отличие от трано-цио-гексатриенов, та-ляицихоя продуктами внутримолекулярной трансформации 1,3-цикло-гекоадианов , образование трано-трано-гекатривнов протекает через взаимодействие промежуточных 1,1-д щиано-1,3 бутадиенов с налоно-нитрилом . .

"5. 1-Аминоциклогекоадивны , в зависимости от уоловий синтеза, способны либо посредством реакции дегидроциамир-вания пг двергаться ароматизации, либо претерпевать рециклизацию в соответствующие им 2-дицианометиленпиридины .

4. Показано , что димеризация 1,1-дициана-2-ц,и:лопропилпропе-на с арилметиленци-лноуксусныии эфирами приводит к 1-амино-2,6-дици-&на—6—этоксикарбони<1-1 ,3—циклогексадиечам , устойчивым в твердом состоянии , но быстро трансформирующихся в растворах в омеси

2-амино-6-арил-1,3-дициано-4-циклопропил-1,3-циклогексадиенов и соотретотвуклих им анилинов .

5. Изучено в за1 содействие 4-арил-Х , 1->-дициано-1,3-бутадиенов о цианоуксусным э<: ирам . Электронодонорные заместители в ароматическом ядре непредельных нитрилов полностью инактивируют реакционные центры исходных молекул .

6. На основании предпосылки окислитвльно-восстановительного пути обра.озания смеси 2-&мино-£-г ,->ил-1,З-цг.клогрксадиенов и соот-ветотвукдаих им анилине.* , была проведена успешная попытка получения 2 амино-6 -арил-1,3-д1 лмано-4-циклопропил-1,3-циклогекоадиена из сс тветствуюцего 1-анино-3-арил-2,6,6-трициано-3-циклопро-пил-1,3-циклогексддиена в присутствии активного донора протонов -малононитрила .

7. Используя 1-ииклопропилметиленпиридиний иодид и разнообразные непредельные нитрилы разработаны стереоселективные методы синтеза I, Г*,3, ^-тетрагидюпиридиг.ов . Показано , что стереоселек-т леность реакции определяется на первой стадии процесса — реакции

Михаэля . *

В. Ароматизация татрвгидропиридиноа ведат к получению 2<1Н)пиридинов , удобных полупродуктов для оинтвза I 'нялироо... они;: гвтероцикло» .

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Литвинов В.П. , Промгченкс» В.К., Хорошилов Г.Е. , Ыеран1-,г1 Ю.Д. , Ь'еотопалоз A.M. Новыя интоэ закй'-энных З-цилно-2(1:)-пири-динтиснов //Сб. 1ат-лоа Всеооюзн. конф. "Химия и технология пири-диноодержацих леотицидоо".-Черноголовка.-19ßB.~ C.IIS.

"!. Хорошилов Г.Е. , Промонвнков В.К^ , Ыаранин И. А. Новый синтез заманенных З-циано-2 <1Н)-лиг идинтиомов // CS. мат- лов Вс^соиэн. кон<р. "Химия и технологи;, гчридинсодержацих пастици-дои".-Черноголовка.-19ЭВ.-С.128.

3. Нестеров В.Н. , Шкловер В.Е., "аранин V3.A. , Хорошилов Г. 4 Е., Литвинов В.П. Синтез , отруктурные оообенноот., и оеойствй кар-боцикличеоких полииианоакимоэ // Сб. мат-лаз Богсоюзн, аовен. "Ди^ракц. методы а химии".-Суздаль.-1980.-С.63.

4. Lüpshhh (S.A., Хорошилов Г.Е., Нефедов О.М., Литвинов В.П. , Ывотопалоа A.M. Реакции циклизации нитрилои.XXXII.Новый подход к синтезам занесенных 2-лицианокетилем-3-цианопири«иноя //ЖОХ.-1989,-Т.25.-Вып.6.-С.1313-1322.

Л.Мастеров В.Н., Ыклсзер В.Е., Царанин Ю.А. , Стручке W.T. , Хорошилов Г.Е. Синтез, отроение и трансформация 1-амино-З-фе-нил-2,6,6-трициано-3-циклспропил-1,3 »икло.-сксадиена / Изя. АН СССР. Сер. хим.-1909.-N12.-С.277 -27ВИ.

6. Шэотопалоэ A.M., Яитсиноз В.П., Ыарйнин (J.A., Хор шилои Г.Е. Pi--ио- и отерэоселвктивн-!ать реакций илпдоя азимия о 1,3-tiy-

тедиенами // Доклады Академии наук СССР.-Т.312.-N3.- С 1156-1160.

7. Хорошилов Г.Е. О влиянии порядка введения в трехкомпонент-куга конденоацию непредельных гем-динитрил^э на конечные продукты // Тез.докл. "2-ч Конференция юлодых ученых - химик-эв"."Донецк. -1990. -С .207-203.

б» Хсрошилс:.! Г.Е. , Ыаранин К. А. , Литвинов В.П. Цчклопропилза-мэщенныо аминонитрилы // Тез.докл. Воеоомзн.споец. "Химия, применение и механизм действия инсектицидов и акарицидов".-Москва.-1990.-С. 1 1-12.

9. иаранин Ю.А., Хороиилов Г.Е», Ыестолалоз А.Г., Нестеров

D.M., Цкловер В."., Литвинов В.П., Стручков Ю.Т., Неф едов О.М. Реакции циклизации нитрилов.XLII.Синтез, структура и стереоаырож-денная трансформация 1-амино-5-арил-2,6,6-трицианс-3-циклолро-пил-1,3-циклогексадиенов // ЖОХ.-1991.—Т.27.-Вып.2.— С.299-312.

10. Хорошилов Г.Е. Получение тоуднодо-ггупных цикл апр опил заме -ценных 1,3-циклоге1 -адиеноз // Тез.докл. "3-я Конференция молодых

11.Нестеров В.Н., Хорошилов Г.Е., Иаранин Ю.А. Синтез и отроение 2-амино-1,З-дициано-6-<2-нитрофенил)-4-циклопропил-1,3-цикло-гексадиена // Тез.докл. Х"1 Укр. коно. по орган, химии.-Терно-поль.—19г>2.—С. 261.

12. Хорои'илов T.Z. , иаранин (O.A. Восстановительное дегидрирование *-амино-'',6,6-трицигчо-1,3-циклогексадиеноз // Тез. докл. XVI Ук?, конф. по орган, химии.-Тернополь.-1992.-С.262,

13. Нестеров В.Н., Хороыилов Г.Е. , Стручков Ю.Т., Иаранин (o.A. Синтез и ctf' t-'ние новых 2-амино-6-арил-1,3-дициа. io-4 циклоп-~о;.и,1-1,3-циклогекоадиенов //Изв. РАН.Се", хим.-1993.-N2.-С.

ученых - химиког".-Донецк.-1991.-С.162

Луг .нск,-о&1тга1огрф1й-1993. Тира-; 100. Захаз 271 &. 60x84/1»