AdN-реакции ненасыщенных кетонов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

Н м

¿.ОИг и ••■':<'> 7 »•

ил о ы

ь и V — и

На права* рукописи

КОРШУНОВ СЕРГЕИ ПЕТРОВИЧ

РЕАКЦИИ НЕНАСЫЩЕННЫХ КЕТОНОВ

02.00.03 - органическая химия

■ Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора химических наук

НИЖНИЙ НОВГОРОД 1997

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Яблоков В .А.

доктор химически* наук, профессор Егорочкин А.Н.

доктор химических наук, профессор Скоробогатова Е.В.

Ведущая организация: Московский государственный университет

им. М.В.Ломоносова, химический факультет

Защита диссертации состоится

У " <иИ?иЛ- 1997 Т.в4л

часов

на заседании диссертационного совета Д 063.85.05 в Нижегородском государственном техническом университете (Нижний Новгород, ул. Минина, 24)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного технического университета. Диссертация разослана "ЗО" <¡■¿■¿¿¿¿£1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Подп. к печ. 29.05.9?. Формат 60x84 '/и- Бумага газетная. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 2,0 . Тираж 80 экз. Заказ 217 . Бесплатно. _

Типография НГТУ. 603600, Н.Новгород, ул.Минина, 24.

кандидат химических наук, доцент

Т.Д.Сулимова

• 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность проблемы

Нуклеофильпые реакции органических соединений лежат в основе многочисленных промышленных и препаративных синтезов. Учитывая > определенную" общность и Бм-процессов, изучение закономерностей нуклеофилъного присоединения к соединениям с активированными кратными связями представляет ■ как практический, так и теоретический интерес. '

а, [З-непредельные кетоны.- интересный класс соединений с богатейшими синтетическими возможностями, представители которого зачастую обладают ценными для практического использования в медицине, сельском хозяйстве и промышленности" свойствами. Значительный интерес представляют также продукты взаимодействия непредельных кетонов с нуклеофильными реагентами. .

К началу настоящей работы подробно изученными были только реакции простейших активированных алкенов с нуклеофилами, причем ' большинство исследований имели препаративную , направленность, практически не касались теоретических аспектов реакций.

В основе настоящей- работы лежит изучение теоретических и препаративных сторон Лс1м-реакций в приложении к химии этиленовых, иолиеновых, ацетиленовых, винилацетиленовых кетонов ароматического и гетероциклического рядов, являющихся достаточно строгими и информативными моделями дм - выявления кинетических, стереохимических и других сторон указанных процессов.

1.2. Цель работы

Основной целью настоящей работы является установление общих закономерностей по влиянию структурных факторов субстрата, состояния

1

иуклеофильного реагента, природы катализатора и 4 растворителя на направление реакции непредельных кетонов с аминами и тиолами, на кинетические и стереохимические характеристики процессов для повышения синтетических' возможностей Ас1м-реакций, в частности для получения соединений,,обладающих высокой биологической активностью, и углублению представлений о нуклеофильуом присоединении по кратным связям.

1.3. Научная новизна

- Развито актуальное научное направление в области АсЫ-реакций с участием ацетиленовых и, этиленовых карбонильных соединений, заключающееся в выявлении ранее неизвестных явлений в региохимии, кинетике и стереохимии этих реакций, которые позволили углубить теоретические представления и повысить синтетический потенциал процессов Ас!к-типа. , -

Впервые найдена инверсия реакционной способности арилтиолов с диарилпропинонами лри варьировании концентрации катализатора — основания, которая согласно квантовохимических расчетов обусловлена предреакционным изменением состояний тиолов (граничные соединения типа Н — комплексов и тиофенолят — анионов). Выявлено также обращение реакционной способности аминов в реакции с диарипропинонами при увеличении концентрации аминов и при переходе от спиртовых растворителей к полярным апротонным (ДМФА, ДМСО, ацетонитрил). При увеличении концентрации нуклеофила и замене . протонного растворителя апротонными происходит рост частного порядка реакции по реагенту от первого до второго.

Найденные .особенности Айц- реакций подтверждает развиваемое представление о множественности форм нухлеофила, вовлекаемых б

реакции с непредельными соединениями. Прямым экспериментальным подтверждением этой концепции является найденное изменение соотношения- потоков , син — и' анти— присоединения .к

диарилпропинонам в различных состояниях (система тиол — амин, тиол — щелочь, тиофенолят калия — краун-эфир и т.д.),

Впервые реализована циклизация о-оксибензоилфенилацетиленов при действии три- и диалкиламинов, которая реализуется за счет внутримолекулярного катализа по типу присоединение - замещение, а также в реакциях диарилпропинонов с о-фенилендиамином и 4^а'мино-3-меркапто-1,2,4-триазолом.

Впервые получена каталитическая система (включающая сульфированный уголь с адсорбированной серной кислотой), которая обеспечивает хемоселективные конденсации с участием карбонильных соединений с образованием непредельных кетЬнов, сложных эфиров моно- и поликарбоновых кислот, а также труднодоступных для иных . методов хлорполиеновых и полиеновых карбонильных соединений.

1,4. Практическая ценность работы

Практическая значимость работы заключается в выявлении общих закономерностями по влиянию .различных факторов на важнейшие характеристики ЛсЗы-реакций, в том числе направление реагирования, позволяющих прогнозировать, 'а также управлять направлением реакций нуклеофильного. присоединения и реакций циклообразования' при взаимодействии непредельных кетонов с аминами и тиолами - наиболее важными представителями нуклеофильных реагентов.

1.5. Вклад автора в разработку проблемы

Личное ..участие автора выразилось в определении целей и содержания исследований, разработке оригинальных методик эксперимента, участии в экспериментальной работе, систематизации экспериментального материала, в теоретической обработке обобщении результатов и выводов совместно с И.В.Бодриковым.

В работе принимали участие сотрудники ТолПИ Коржова Н.В., Писарева B.C., Слюсарева.О.М., Стацюк В.Е., Зиганшина Э.Х., Утехина Н.В., Казанцева В.М. Квантовохимические расчеты проведены Важен Л.И. (НГТУ). В решении некоторых проблем с , помощью полярографии принимал участие акад. Латв. АН, проф.- Страдынь Я.П., измерении дипольных моментов и рКвн+ спектроскопическим методом проф.Орлов В.Д. (Харьковский госуниверситет), ЯМР 'Н спектров Краснов В.Л. (НГТУ), за что автор Приносит им свою благодарность.

Особую благодарность автор выражает заведующему кафедрой "Органическая химия и анализ веществ" НГТУ проф.Бодрикову И.В. за постоянную помощь в выполнении работы, формирование стратегии исследований и участие в обсуждений результатов.

Часть исследований, представленных в данной работе, выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований.

1.6. Апробация работы

Материалы работы и ее основные в.ыводы были доложены на конференциях в Ленинграде Ц980 г.), Ереване (1984 г.), Казани (1986 г.), Санкт-Петербурге (1995 г.), Саратове и Нижнем Новгороде (1996 г.).

1.7. Публикации

По теме диссертации опубликовано 33 работы в Журнале органической химии. Журнале.общей химии, Химии гетероциклических соединений, Известиях вузов и других изданиях. Получено 4 авторских свидетельства СССР. - - . • "

2. а, (5-НЕПРЕДЕЛЬНЫЕ КЕТОНЫ. МЕТОДЫ СИНТЕЗА, НЕКОТОРЫЕ СРИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

. В " качестве модельных непредельных кетонов были ийюльзованы этиленовые (1-3), ацетилено.вые (4-5), диеновые{6-9), винилацетиленовые (10-13), некоторые непредельные дикетоны (14 - 16).

(I) ^Р11СН = СНеОР11К2 . ' '

п\ ■

, (2) к,оос-\э<сосн==снрькг

П - - ■

(3) К100ССН = СН-Ч0/-СОСН = СНРЬК2

(4) ^РЪСнССОРЬКг • 1 (5) ^РЬОС-СО-Не!

(6) ^РМСН^СНЬСООНЯг

(?) а1рьсн=снсосн=снрья2 . -

(8) К1РЬС(С1)=СН-СН=СНСОР11К2

о

(9) КР^УУ"- РЬИ '

(10) - Р11СзССН = СНСОРЬН • '

(II) К,РЬСаССОСН = СНРЬН2 ¡12) Я,РЬС=ССОСН = СННе1 (13) РЬСН=СНС^ССОРЬ ,(14) К,РЬСОСН=СНСОР11К2

(15) 'а1Рьсосн2сосн=снР11Я2

(16) К1РЬСН=СНСОСН2СОСН = СНРЬН2

Соединения (1-16) были получены известными или модифицированными методами - щелочной конденсацией Клайзена-Шмидта, окислением непредельных карбинолов активной двуокисью марганца, дегидробромирова-нием дибромэтиленовых кетонов щелочью в присутствии . катализаторов межфазного переноса, . щелочной

конденсацией ацетиленовых метилкетонов (альдегидов) с альдегидами »

(дцетофенонами) в водноспиртовых смесях" определенной концентрации. Разработан новый метод кротоновой конденсации в неполярных а протонных растворителях в присутствии гетерогенного катализатора (специально приготовленного сульфированного угля).

Этот простой и удобный метод впервые предложен для синтеза халконов и других этиленовых кетонов (1-3),винилацетиленовых (11), диеновых (6-7,9), а также некоторых дикетонов (14,16).

И|РЬСОСНО + ^РЬАс К|РЬСОСН=СНСОРЬЛ2

СН3СОСН2СОСН3 + ИРЬСНО-^ЯРЬСН^СНСОСН2СОСН = СНРЬК

Сульфированный уголь может быть успешно применен как кислотный катализатор и в других синтезах, например:

1

с.

К,СООН 4- ИзОН ^^^СОСЖг *

ЯРЬСНО + НОСН2СН2ОН КРКСН\^_]

с.

К,РЬСОСН2Вг + ЯгРЬСНО ^РЬСН-СНСОРЫЪ

\ /

О

2.1. Физико-химические характеристики некоторых непредельных кетонов

Были измерены и систематизированы литературные данные ИК- и УФ-спектров ацетиленовых и винилацетиленовых кетонов ароматического и гетероциклического рядов. Выведены общие • закономерности, связывающие спектральные характеристики этих кетонов с их структурой. С применением квантово-"химических методов (метод ППП) проанализирован У'Ф-спектр 1,3-дифенил-1-пропин-3-она.

Бифункциональный характер непредельных кетонов обуславливает проявление ими как кислотных (электроноакцепторных),_а:ак и основных (электронодонорных) свойств, что отражается в специфических особенностях комплекса физико-химических характеристик, В этом плане особый интерес , представляет полярографическое восстановление, которое может рассматриваться как простейшая модель АсЫ-реакций. В . связи с этим нами было изучено злектровосстановление ацетиленовых кетонов методом классической полярографии при разных значениях рН среды. '

Зависимость потенциалов полуволн (Е1/2) и предельного тока* (¡) приведены на рис. 1 и 2.

Анализ полярографических данных ' показывает, что в сильнокислых средах 1,3-дифенил-1-пропин-3-он . (ДФП) восстанавливается в- 2 одноэлектронных диффузионных волны. Первая волна (А) соответствует восстановлению протонированной на поверхности электрода молекулы деполяризатора:

РЬСнССОРЬ + Н н=> РЬОССРЬ РЬСзССРЬ^^ РЬС=ССНРЬ

II I . I

+он . он он

Е 1 га ,шл

- Еш, В

10', тА

4 б 8 Ю 12

рН

1.5 г-

1.0

10

РН

Рис. 1. Зависимость ¡„р и Е1пр Рис. 2. Зависимость Е1/2 ЭВ ДФП

ЭВ фенилбензоилацетилена (ДФП) от рН среды,

от рН среды.. Волны А, Б, В, Г, Д.

В средах, близких й нейтральным, первая волна отражает, по-видимому, восстановление как протонированнОй, так и непротонированной форм деполяризатора:

1+

РЬОССОРГ

РЬОССНРЬ

р.Н

ЬОССРЬ

•"он

РЬОССРЬ!

он он

В щелочной среде реализуется смена механизма электровосстановдения - на первой стадии восстановлению подвергается преимущественно

ацетиленовая связь: . " ■ ~ ,

РЬ&ССОРЬ

•РЬСН = СНСОРЬ"

РЬСН2СН2СОРЬ

Измеренные во всех средах потенциалы полуволи ЭВ замещенных кетонов (4) удовлетворительно подчиняются уравнению Гаммета при использовании о-констант (табл 1).

г

в

. Таблица № 1. Данные рст-анализа ЭВ Р^РЬОССОРЬКг (волна А).

Условия Э8 Заместитель р„ ■ г Эо, %

рН 2.32 Я, 0.103 0.99В 2.3

• яг 0.149 0.997 2.6.

рН 6.71 Я, 0.128 0.993 5.6

Яг 0.166 0,994 4.5

рН 11.42 Я, . 0.133 0.998 2.9

я2 0.169 0.997 . 3.2

Ви4Ш Я, . 0.190 0.996 4.3

Яг 0.255 0.999 1.2

Обращает на себя внимание, что с уменьшением рН заметно снижается чувствительность реакционных серий к влиянию заместителей, подтверждая предположение о предварительном протонировании карбонильной группы деполяризатора в приэлектродном слое. . Протонирование резко увеличивает электрофильность карбонйла, что приводит к сдвигу потенциала восстановления в положительную сторону и снижению чувствительности процесса ЭВ к влиянию заместителей.

В средах, близких к нейтральным, концентрация Н+ оказывается недостаточной для предЬротонирования кетонов, значения Е1/2 волны Л становятся более отрицательными, а значения реакционной константы возрастают.

Сравнение полярографических характеристик замещенных халконов (1) и кетонов (4)- показало, что чувствительность к эффектам заместителей в ряду халконов заметно выше, чем ацетиленовых -кетонов. Это свидетельствует о меньшей проводимости ацетиленовой связью электронных эффектов* по сравнению с этиленовой.

Используя спектральные данные и потенциалы ЭВ халконов, бензофенонов и ацетиленовых кетонов, был оценен трансмиссионный

фактор ацетиленовой связи (0.40 ±0.05),что почти в 1.7 раза меньше,.чем. г-зтиленовой-

Учитывая предшествующее электровосстановлению в кислой среде протонирование карбонильной группы ацетиленовых кетонов (4),можно полагать, что величины Нг/2 ЭВ в этих . условиях являются мерой протонакцепторной активности этих соединений.

Непредельные кетоны - слабые основания, протонирующиеся • в заметной степени только в концентрированной серной кислоте. Однако, многие из ацетиленовых кетонов неустойчивы в таких условиях, что делает применение классического спектрофотометрического метода для определения основности (рКвн+) кетонов (4) невозможным. Сопоставляя известные для немногих из них величины рКвн+ с Еиг ЭВ в кислой среде (рН = 2.32),мы нашли, что "между этими величинами существует превосходная линейная ■ связь (г=0.9999, $о = 0.9%, уравнение 1), при • использовании которой были рассчитаны рКвн+ мя ряда ацетиленовых кетонов (табл.2). ■

Таблица № 2. Величины Е1/2 (рН = 2.32), Дуон и рКвн+

некоторых ацетиленкетонов ^РЬ&ССОРЬЯг.

•Вт, Ауон, - рКвн*

к» . В см"' литер.. тур. 1 . по ур. 2

1 2 3 4 5 6 7

З-Вг Н 0.69 167 - 7.14 6.72

4-Вг « 0.71 ■ 173 - ' 6.82 6.49

4-С1 « 0.71 173 - 6.82 6.49

Н « 0.73 175 6.51' 6.51 6.41

4-СН3 « 0.75 ! 178 6.18 ■ 6.18 6.29

4-СН30 « 0.76 183 - 6.02 6.09

Н 4-ЫОг 0.65 140 7.77 7.77; 7.77

« З-Вг 0.67 160 - 7.46 6.99

« ' 4-С1 0.70 ■ 168 - 6.98 6.68

1 2 | 3 ] 4 5 6 " 7

« 4-СНз 0.76 183 6.02 6.02 6.09

« 4-СНзО 0.77 200. - 5.86 . 5.43 •

Дополнительно было предпринято изучение протонакц'епторной активности ацетиленовых кетонов ИК-методом по смещению валентных колебаний ОН-группы фенолов при образовании Н-комплексов с кетонами. Оказалось, что полученные величины хорошо укладываются в известное уравнение (2):

• . рКвн+ = 0,039 Ауон - 13.23,

выведенное на основании большого массива данных для широкого круга карбонильных соединений. Именно последние данные представляются нам более надежными.

Винилацетиленовые кетоны (10-13) близки по основности к халконам и более основны, чем ацетиленовые кетоны, причем основность растет в ряду 11<13< 10 (табл. 3).

Таблица № 3. Дипольные моменты и рКвн+ винилацетиленовых кетонов КГРЬС^ССН = СНСОР11К2 (10), РЬСН = СНОзССОРЬ (13), К1РЬСаССОСН = СНРЬК2 (11). •

Кетон Я2 - рКвн* №эксп> &

1 2 3 4 5

10 Н н 6.05 ,4.22

" , 4-Вг 6.83 -

И 4-СН30 5.86 -

13 н Н 5.82 4.21

11 н Н 5.62 4.23 ■

н 2-ЫОг 5.74 4.20

Н- •• З-Вг 5.82 3.84

1 2 3 4 5

Н ■4-Вг 5.94 3.12

Н- 2-Р 5.66 -

Н 4-СНз - 5.10 4.86

Н 4-СНзО 5.27 4.50

4-Вг ■н 6.02 ■ -

Геометрия днойной связи кетонов { ¡0-12 ) соответствует, согласно данным ПК- и ПМР-спектров, Е-конфигурации, как. у всех этиленовых кетонов, полученных методом кротоновой конденсации. При этом в отличие от халконов доля этих кетонов в в-транс конформации по данным 1Ж-сисктров. (низкочастотное смещение Avco расщепленной при замене растворителя ССЦ на СНСЬ) в соответствии правилом Беллами является преобладающей в растворах и исключительной в твердом состоянии для всех типов винилацетнленовых кетонов.

/ ' Ч /

II #

О ^ /

Е-Б-ццс Е-Э-транс •

Е-Б-транс-структура винилацетнленовых кетонов, как следует из анализа моделей Бриглеба-Стюарта, является достаточно плоской и. отвечает требованиям компактности фрагментов молекулы в твердом состоянии, что служит причиной существования исследуемых кетонов в твердой фазе исключительно в з-транс-форме.

Будучи менее основными, чем халконы, диарилпропиноны (4) более полярны (табл. 4). В таблице приведены также расчетные значения дипольных моментов, вычисленных по векторно-аддитивной схеме с учетом'стандартных значений моментов групп.

Таблица № 4. Дипольные моменты ацетиленкетонов ^РЬСеССОРЬКг.

Г?, - «2 ' М.о

эксп. Расч.

З-Вг И 3.18 3.38 ■

4-Вг « - ' 2.90 2.73

4-С1 « 3.01 2.73

Н « 3.60 ■

4-СНз « 3.88 3.87

4-СН30 « . 4:19 4.08

Н 4-ЫОг - -

■ « ■З-Вг 3.69 3.73

« 4-С1 3.38 3.53

« 4-СН3 -

• « ' 4-СНзО 3.94 3.92

• «- 2-Р 3.79 4.06

« 4-И ■ 3.20 3.50

Большое значение момента ацетиленовой связи, определенное путем разложения цЗКаГ дифенилпропинона (1.0- О), при благоприятной его ориентации (угол 60°) по ■ отношению к карбонильной группе обуславливает высокую полярность молекул ацетиленовых кетонов. Хорошая согласованность экспериментальных и расчетных величин дипольных моментов. несомненно указывает на . слабое внутримолекулярное взаимодействие в молекулах ацетиленовых кетонов, что отражает низкую поляризуемость тройной связи и связано с ее невысоким трансмиссионным фактором.

8 ацетиленовых кетонах закономерно сочетаются низкая основность с высокой полярностью ■ молекул, что подтверждает известное' правило большей полярности, но более низкой поляризуемости тройной связи по сравнению с двойной.

Винилацетиленовые кетопы (10-13) являются Самыми высокополярными • .соединениями из всех изученных, причем тип размещения связей в молекуле не сказывается на величинах дипольных моментов соединений. Переход от дифенилпропинона к кетону (10)" сопровождается чначптельным увеличением дипольного момента, что следует'отнести не етслько влиянием вводимой двойной связи, сколько преимущественным содержанием в смеси более полярного Б-траяс-конформера этого кетона.

Количественная оценка заселенности конформаций кетонов (10-13) . затруднительна,4 поэтому расчет теоретических величин дипольных

моментов не проводился.

1 1 "

3, НАПРАВЛЕНИЯ Ас1м-РЕАКЦИЙ а,р - НЕПРЕДЕЛЬНЫХ КЕТОНОВ

Изучены синтетические особенности присоединения нуклеофильных реагентов по активированным кратным связям этиленовых, ацетиленовых, винилацетиленовых и диеновых кетонов:

-С=СС- + КиН.--> -С-СН-С-

II II','

О Ыи О

> -сн-сн2-с-• I II

Ыи О

В качестве нуклеофилов использовали амины, арилтиолы, фенолы и ароматические карбоновые кислоты, орто-фенилендиамин и тиомочевину. Во всех случаях присоединение протекает строго ч региоспецифично по [5-углсроду сопряженной с карбонильной группой кратной связи. 'Присоединение тиоЛов, фенолов и кислот проходит в большинстве случаев только в присутствии оснований. Строение продуктов

-СН = СНС- + ЫиН —

О

о

присоединения (1:1) доказано ' спектрально, встречными синтезами, •1.«>ментным.анализом и некоторыми химическими превращениями.

3.1. СТЕРЕОХИМИЯ ТИШ1ИРОВАНИЯ АЦЕТИЛЕНОВЫХ КЕТОНОВ

Стереохимия присоединения нуклеофилов к тройной связи ацетиленовых и винилацетиленовых кетонов'изучена на примере реакций тиилирования.

Присоединение нуклеофилов к тройной связи ацетиленовых и

винилацетиленовых кетонов изучено на примере их реакций с •филтиолами.

' кат КК /Н Я|ч ,ССЖ2

■ Я1«ХХ>1*2 + + ' >=<

•Язв СОК2 КгЪ н 2- Е-

Найдено, что в общем случае в реакциях в реакциях ацетиленовых и винилацетиленовых кетонов' с тиолами образуются аддукты 7. -и Е-конфигурации.

Конфигурационное, отнесение изомеров тиилировашшх кетонов выполнено но спектральным данным (ИК, УФ' и' ПМРС), а также идентификацией выделенных изомеров сравнением с эталонными образцами, например:

К,С6Н4х Н р'гнчкь ^СбН* Н.

С = КзСеНчЬ^а С = С/

Вг ^ '4 сос6н4к2 • ЯзСбН^ / 4 СОС6Н6К2

При тиилировании ацетиленовых кетонов в среде апро.тонных • растворителей в ряде случаев дробной кристаллизацией удается выделить Е- и г-изомеры, отличающиеся как до температурам плавления, так и по спектральным характеристикам. - Как видно из таблицы 5, частоты

валентных колебаний vCo в ИК-спектрах Z-изомеров лежат в области 1647-1625см~', a veo Е-изомеров - 1670-1665см'1.

В электронных спектрах изомерных р-тиовинилкетонов четко прослеживаются особенности, характерные для спектров соответствующих халконов: Хлвтах Z-изомеров 332-352 нм. (1дЕ= 4.18-4.39) батохромно смещена и более интенсивна по сравнению с 'аналогичной Полосой Е - изомеров (Хлвтах = 328-340нм, lg£= 3.98-4.28). В спектрах ПМР Z-и.чомеров сигнал винильного' протона перекрывается с сигналами протонов ароматических колец,' в спектрах E-изомеров соответствующий сигнал смещен в сильное поле (5 = 6.16-6.21 м.д.). Кроме того положение сигналов метальных групп в тиоарильном и ароильном (СНзРЬБ, СНзОРЬЗ, CH3PÍ1CO, СНзОРЬСО) фрагментах в спектрах изомерных продуктов заметно отличаются: сигналы протонов метильных групп, тиоарильных фрагментов в Z-изомерах смещены в сильное поле по сравнению с E-изомерами, а для сигналов аналогичных протонов ар ильнйх фрагментов наблюдается картина противоположного характера. Эти наиболее существенные различия в ПМР-спектрах изомеров и были использованы для определения количественных соотношений между ними.

Таблица '№ 5. Спектральные характеристики Z- и E-изомеров кетонов

PhC = CHCOPh и PhC = CHCOPhMe i I

SPhMe SPhMe

Кетон ■ Veo, CM~ (СН2С1г) W (Ig E) EtOH Хим. сдвиги 'H, м.д. (СН2СУ ■

1Z~ 1645 337 (4.30) 2.14 с (ЗН), 6.62-6.80 м (15Н)

1E 1665 . 328(4.28) 2.36 с (ЗН), 6.16 с (1Н'), 7.01-7.76 м (14Н)

22 1646 345(4.39) 2.11с (ЗН), 3.80 с (ЗН), 6.02-8.00 и (14Н)

2E 1666 340(4.28) 2.33 с (ЗН), 3.73 с (ЗН), 7.00-7.83 м (13Н)

В'условиях препаративного выделения продуктов возможны взаимные

■ переходы изомеров, поэтому препаративные данные могут необъективно отражать отвечающую кинетическом контролю реальную картину, стереонаправленности процесса. Поэтому была изучена относительная стабильность' изомерных (3-арилтиовинилкетонов в условиях реакции и

■ установлено, что при комнатной температуре Е-изомеры во всех изученных растворителях в заметной степени превращаются в г-изомеры. В апротонных растворителях этот процесс протекает значительно медленнее, чем в спиртах, где Е-изомеры за короткое время целиком превращаются в г-изомеры. Таким образом, состав препаративно выделенных продуктов действительно не отражает стереохимического хода реакции. И лишь при 203-213 К изомеры тиовинилкетонов достаточно устойчивы в условиях проведения реакции •. (в присутствии арилтиола и катализатора). Результаты изучения влияния заместителей в субстрате и реагенте, растворителя и формы реагента на стереонаправленность тиилирования ацетиленовых кетонов представлены а таблицах 6 и 7. . •

Таблица № 6. Влияние заместителей на стереонаправленность тиилирования алкинов. (213К, СН2О2)

• я» . Яг /?з Содержание изомеров, %

2 Е

1 2 3 .4 5

З-Вг Н 4-СНз 56 44

4-Вг « 4 « 52 48

4-СН20 « « 31 69

Н З-Вг 40 60 '

« 4-С1 « 40 •60

« 2-Я « 40 60

« . И * 1 40 60 -

« 2-НО « | -39 61

1 2 » I « 5

« 4-СНзО « 32 68

« 4-СН3 4-ЛГО? 30 70

« « Н 30 70

« 4-СН30 44 . 56

Таблица № 7. Влияние растворителя и реагента на "стереонаправленность тиилирования ДФП.

Реагент Растворитель .Темп., К Содержание изомеров, %

г £

То13Н-Н&3 СНгС12 213 40 60

« « 293 I 43 57

« СвНе « 42 58

« СНзСЫ « 56 44

ТоЯН-СцНиН СбНе « . 43 57

■ То&и СОзОО 213 77 23

- ТоЮЫа « « 77 23

То1БК • « « 81 19

То!ЗК-18~краун-6 « « 81 ■ 19

То/вК-18-краун-6-ТоЯН СН2С12 « 63 37

3.2. Г.ЕТЕРОЦИКПИЗАЦИЯ В Аам-ПРОЦЕССАХ НЕПРЕДЕЛЬНЫХ КЕТОНОВ

Необычно протекают нуклеофильные реакции с участием 3-(2-оксифенил)-1-пропин-3-она. Этот кетон присоединяет тиофенолы в апротонных растворителях только в присутствии аминов, в метаноле реакция проходит и в отсутствии оснований. При этом образуются нормальные ¡}-тиовинилхетоны. Но при проведении реакции с

тиокрезолятом калия наряду ними наблюдается образование заметных количеств флавона:

■ СьН5СаССОСбН4ОН-2 + KSC6H4CH3 .

\ ° . -»•СбН5С = СНСОСбН4ОК -Oll + CH3C6H4SH • • 4 ■ | . ■ . SC6H4CH3

Для ' выяснения деталей механизма, процесса было предпринято изучение реакции этого кетона с тиокрезолятом калия в присутствии эквимолекулярных добавок 18-краун-б в CCI4 при комнатной температуре методами ИК-, УФ- и ПМР-спектроскопии. Прослежено образование и превращение продуктов в ходе реакции. В ПМР спектре реакционной смеси сразу же после смешения компонентов появляются сигналы протонов, характерные для Е- и Z-изомеров арилтилвинилкетонов, и исчезает сигнал ОН-протона. По данным спектров на первой стадии реакции образуются эквимолекулярные количества изомеров. После 24-часового выдерживания смеси в спектрах ПМР полностью исчезают сигналы протонов E-изомера, а в ИК-спектрах - полоса валентных колебаний (veo) карбонильной группы этого изомера. Одновременно появляется veo. характерная для флавона. Осторожной обработкой из смеси удалось выделить (5-арилтиовинилкетон, тиокрезол и флавон в почти эквимолекулярных количествах. Аналогичные результаты получены и с другими о-оксибензоилфенилацетиленами.

Образование флaвoнá в изучаемой реакции идет по схеме .присоединение- внутримолекулярное замещение:

К>-<0>С^С-СО-(0):Я2 + • кз'С>>кз

НО

Г

й-

о = с ок

(Е)

/

Н х 4 БРЫ^з

С=С

I

РЬИГ

о=

ЭРИЯз

РЪЯ!

Й1РЬ ч . /БРЫ^з

ИаРЬБ'

\

СОРЩОН)!^

1*1 = ЬРг, Н .

К2 = Вг, Н

Лз = СНз, С1, N02

Судьба , изомеров тиовинилкётонов, образующихся в результате сопряженного присоединения тиофенолят-аниона и переноса протона гидроксильной группы на углерод кратной связи, контролируется взаимным расположением внутреннего и внешнего нуклеофилов. При благоприятном для внутримолекулярного замещения транс-положении фекокси-аниона по отношению к уходящей группе (Е-изомер) происходит самопроизвольное образование флавонового цикла. В 2-изомерах,где атака фенокси-анионом р-утлеродного атома затруднена, циклизация практически не происходит. Предложенный механизм хорошо согласуется с фактом почти полного превращения Е-арилтиовинилкетона во флавон при кипячении его в толуоле с металлическим калием.

В реакциях о-оксибензрилфенилацегиленов с аминами реализуется три направления:.

Я!РЬЧ

н

{УМН2

/

с<

^С-РЬ(ОН)112 :

Н- - о

^ Я2

но

РЬК,

• ИзЫ ■ Яг

п

*

РЬКг

При взаимодействии кетонов с первичными аминами (изопропиламин,

образуются нормальные продукты - р-Я-Зминовинилкетоны 2-структуры. При действии' вторичных аминов (морфолин, пиперидин, диэтиламин) реализуется иное направление - внутримолекулярная циклизация с образованием флавонов, а при действии третичных аминов (триэтиламин) имеет место образование аурона (бензилиденкумаранона),

Строение всех указанных продуктов доказано с помощью ИК-, УФ-, ПМР-спектров и встречными синтезами. •

При смешении эквимолярных количеств * кетона и пиперидина (растворитель ССЦ) в ампуле ПМР-спектрометра сразу же фиксируется исчезновение . сигнала прогона гидроксильной группы и появление сигналов, характерных для протонов Е- и г-изомеров (3-пиперидиновинилкетона. После трехчасового выдерживания эти сигналы полностью' исчезают, и единственным продуктом реакции оказывается флавон. •

Как известно, г-стереоизомеры р-аминовинилкетонов обладают

*

меньшей термодинамической устойчивостью и самопроизвольно превращаются в Е-изомеры. Различия в скоростях изучаемой

бутиламин, бензиламин, анилин) , во всех изученных растворителях

гетероциклизации в растворителях разной полярности объясняются

I

характерной для аминовинилкетонов различной легкостью конверсии 7.-конфи'гурации первичного продукта реакции в Е-конфигурацию, благоприятную для вытеснения внешнего нуклеофила (аминогруппы) внутренним (фенолят-анионом). Устойчивая г-конфигурация продуктов присоединения первичных аминов стабилизована образованием прочных Н-комплексов с участием карбонильной группы кетонов. В этом случае согласно данным ИК- и ПМР-спектроскопиии атом водорода успешно конкурирует с орто-гидроксильной группой в образовании водородных ■связей с карбонило_м. Указанная структура препятствует реализации ситуации, благоприятной для атаки гидроксильной группы. Лишь при нагревании этих соединений в ДМСО в' присутствии КОН имеет место образование флавона. В этих условиях происходит разрыв водородной связи-в группе МН-'0 = С-, вследствие чего 2-изомер частично переходит

в Е-изомер, обеспечивая тем самым возможность внутри-молекулярной.

»

циклизации.

. / . ЛМН2 Я.РЛ Н

^РЬС^С-СОЛО) . --> С=С/ _/к2

I • \ Н---С? /

I ад^н - .. н-о

Г

Г 1

• Я ' ■ «-о Я

о = с рьи, о=с о ы"

N ,_ \ X х

с = с к я

N ' Н РЬЯ1.

Е-изомер г-изомер

нг^

•и

При взаимодействии кетона - с триэтиламиком начальная стадия приводит к поляризации, а в крнечном счете к ионизации орто-гидроксильной группы. В результате этого генерируется активный внутренний нуклеофил, способный, как показал квантово-химический анализ, безбарьерно атаковать ацетиленовую связь в а-положение сопряжено -с переносом протона от аммонийного иона:

/ \ рьс-с-с о + Ег3ы

о-н

РЬОС-С х

0

©

Г-ЛЖз-

ое

©

Н-ЫЕ1з

рьс"чс-с

е

э<чЬ

о^с

р

+ Е^Ы

СНРЬ

" Это же направление реакции реализуется при обработке орто-оксибензоилацетиленов щелочами. Таким образом, механизм гетероциклизации этих. кетонов в присутствии триэтиламина принципиально отличается от схемы присоединение-внутримолекулярное ' замещение, характерного для реакций тиофенолов и вторичных аминов.

I'

Если в последних случаях процесс определяется атакой р-углерода тройной связи, то в случае триэтиламина внутренний нуклеофил атакует а-углеродный атом. Это', очевидно, связано с тем, что для внешнего нуклеофила более выгодной является атака р-углерода, а для внутримолекулярной атаки фенокси-аниона беизоильной группы

стерически благоприятна атака ближнего к нему а-углерода ацетиленовой связи. К тому же электронодонорность фенокси-аниона, вероятно, -приводит к некоторому перераспределению электронной плотности тройной связи, способствующему а-атаке.

Орто-йксибензоилфенилэтилен реагирует как с . первичными, так и с вторичными аминами с образованием единственного продукта флаванона: -

О

^РЬСНзНС-СО- \Ц)+ ШК2(Н2Ж) / НО

РЬ

Другим примером гетероциклизацни в AdN-peaкцияx непредельных кетонов является изученное нами взаимодействие ацетиленовых и гшнилацетиленовых кетонов с орто-фенилендиамином, приводящее к образованию 1.5-бензодйазепинов:

^.РЬЙ!

Н1Р11Сз=С-СОР1Ш2.+

. ' н2ы

-<

сн2

РЬК2

По данным-УФ-спектров реакционных смесей образование диазепинов идет по ступенчатой схеме: на первой стадии образуется соответствующий аминовинилкетон, который затем циклизуется в диазепин. . "

РЬЯ, '

- Н2Н ^ {^РЬОС-СОРЬИг + . Jy)-Н2Ы

РЬЯ2

^и н2о -с=с ~ "" О I с^ мн - о

ЫН2

=сх

В реакциях ацетиленовых кетонов с тиомочевиной природа образующихся продуктов определяется типом основного катализатора. В присутствии щелочей или алкоголятов щелочных металлов в абсолютном этаноле" имеет место образование производных меркаптопиримидина, в присутствии тризтиламина или пиридина в апротонных растворителях образуются

г

Р-дикетовинилсульфиды:

с=сн-с^

о

-ОС-С^ + Ц>М-р~Щ> Б

Шз

ЕЮ"

\

^осн-с^

о

т

Б

X

Получен широкий круг ' производных пиримидина в реакциях тиомочевины с халконами, Диэтиленовыми кетонами и диароилэтиленами.

^ ^ 16Г

V но

[О]

V

БАс

Г

БН

[Щ

ВзЫ

-о^с—с

о

\

-ср=сн-с;

о

нм. N

Т

Б

УУ

нч

п ■

Б

\

О

сн=сн-

нм.

,т

-Сэ

НЧ^Ы . ' Аг'

№1 Аг

Т

Было, изучено также взаимодействие 4-амино-3-меркапТо-1,2,4,-триазола (19) с некоторыми непредельными кетонами,

Э-СН-СНгСОРЬ кн2 ч Шч'Ог

(20)

N-N

N-N .

М-

с=снсошгг I I '

Ш2 И®]

(21)

ДМФА

N

Т ' ГЛ

№2

РЖ"]

(23)

N. ^

Г

А

N-N

'1 Д-Б-С=СНСОСН=СНАг

I I

гтг и

I „ СН=СНАг' ДМФА ц-ы"

Й1

- (25) (22) (24)

Установлено, что аминотиол (19) не реагирует ни с халконом, ни с его замещенными аналогами ( за исключением 4-нитрохалкона) ни при кислотном, ни при основном катализе! Лишь при длительном кипячении 4-нитрохинона в метаноле в присутствии триэтиламина с 67% выходом

образуется р-тиоаддукт (20), о чем свидетельствуют его ИК- и ПМР спектральные характеристики. В отличие от халконов (1) ацетиленовые (4) и винилацетиленовые (И) кетоны легко реагируют и в отсутствии оснований с аминотиолом (19) по меркаптогруппе, * образуя соответствующие р-тиоаддукты (21 и 22), строение которых подтверждено их ИК-, УФ- и ПМР-спектрами. г-структура аддуктов (21,22) способствует сближению амино- и карбонильной групп, что обуславливает внутримолекулярную циклоконденсацию с участием этих групп. И действительно, при нагревании . соединений (21 и 22) в ДМ СО образовались ранее не описанные типы - гетероциолов 112,4,-[3,4-Ь}-1,3,4-тиадиазепиньг (23 и 24). В ИК-спектрах полностью исчезают полосы, характерные для р-тиовинилкетонов и появляется полоса В ПМР спектрах 23,24 в ДМСО-Ое наблюдаются синглеты

метиновых протонов тиадиазепннового цикла (5.99 и 6.03 .м.д.), "триазольного 'цикла (8.30 и 8.32 м.д.). Образование бициклического соединения однозначно подтверждено масс-спектральным распадом соединения (23). В то же время диароилацетилены (26) с тиолом (19) дают исключительно продукты циклизации (25).

4. РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ сх,р-НЕПРЕДЕЛЬНЫХ КЕТОНОВ В А^-РЕАКЦИЯХ

»

Поставленной цели работы в полной мере отвечают такие нуклеофилы как тиолы, которые могут генерировать нуклеофилы с широким диапазоном характеристик за счет изменения состояния Б-Н связи, и амины, которые как нуклеофил представляют самостоятельный интерес из-за возможности образовывать ассоциаты и как катализатор в Ас^ -реакциях. •

4.1. Кинетика и ро - анализ данных реакции тиилирования этиленовых и ацетиленовых кетонов

Кинетика основного каталитического тиилирования халконов К.РЬСН = СНСОРЬГЬ арилтиолами КзРЬЗН в .апротонных неполярных (гексан, бензол), полярных (ацетонйтрил) и протонных (метанол, и.юпропанол, бензиловый спирт) растворителях изучалась спектрофотометрйческим методом в интервале температур 253-307К. Во всех случаях реакция имеет второй кинетический порядок (первый по 'субстрату и реагенту). Влияние концентраций аминов-катализаторов на скорость тиилирования показана на рис. 3 и 4:

Если для реакции в толуоле характерно пропорциональное увеличение кз с ростом концентрации катализатора, то в метаноле и ацетонитриле эта зависимость имеет иной характер. Прослеживаются две области реагирования арилтиолов:

• при относительно низких Скат величины кг возрастают пропорционально концентрации амина, и не зависят от температуры (табл.8) аналогично реакции в толуоле.

• при относительно высоких Сгат величины констант скоростей кг практически сохраняют свое постоянство, температурная зависимость кг хорошо описывается уравнением Аррениуса (рис.5).

Влияние заместителей И] и Кг в субстрате и Из в реагенте удовлетворительно описывается уравнением Гаммета с использованием а-констант, причем реакционные константы и в пределах ошибки определения (табл.9).

10"1 • кг, л моль"1 с'1

Рис. 3. Зависимость кг ОТ С-амина реакции халкона с СНзСбРЦЭН в толуоле при 273К в присутствии Ви2Ь!Н (1), ВиЫН2 (2), ЬРгЫНз (3), С6Н5СН2ЫН2 (4), Е13М(5).'

юоо/т

Рис. 5. Зависимость 1п к2-1000/Т реакции халкона с ТоБН в МеОН

при СыЕ1з= Ю"2 моль/л (1) и 0.2 моль/л (2) и в СНзСЫ, С№13=10"2 моль/л (3) и 0.5 моль/л (4).

к2,лмоль с'1 0.4 0.} 0.2 0.1

0.05 . - 0.1

К01Щ.

Рис. 4. Зависимость к2 реакции халкона с ЯзСбН^Н в МеОН при . 273К от концентрации Е1зЫ: З-Вг (1), 4-С1 (2), 4-СНз (3), 4-СНзО (4).

Волее сложной оказалась "зависимость к2 от констант заместителей Из в реагенте {табл.10). Для реакций в толуоле значения реакционных констант имеют . нехарактерные для нуклеофильных реакций положительные значения, • тогда как для реакций в метаноле и ацет'онитриле - отрицательные (рис.6). То есть при переходе от неполярных растворителей к полярным структурно-кинетические характеристики тии- ' лирования халконов претерпевают' принципиальные изменения. Изменяется характер, зависимости

скорости реакции от концентрации

катализатора и температуры и, что'

особенно интересно, наблюдается

инверсия реакционной способности

реагента.

Таблица № 8. Константы скорости, кг • Ю4, (л • моль'1 • с'1) реакции халкона с То1ЭН в присутствии

Р-ль Окат : Т, К АН"..- -ЛЭ',

\ моль/л 263 273 288 298 307 кДж/мопь э.е.

толуол 0.01[ 3.0 3.1 2.9 3.1 3.0 - 292

МеОН 0.01 740 601 640 800 710 - 268

« 0.2 1000 1950 4700 7600 11000 34.5 132

СН3СЫ 0.01 531 (25 ЗК) 560 531 (285К) 551 268

« 0.5 2000 (253К) 5200 8400 (285К). 13500 28.9 161

Таблица № 9. Реакционные константы по субстрату (рь рг) реакции

е^рьсн^снсоры^ с тошн, 2?зк.

Растворитель СнЕ13 . рг

■ С?Нв 0.01 1.9 . \ 1.80

¡-С3Н7ОН 0.1 1.9 1.99

СН3ОН 0.01 . 1.50 1.40 .

0.1 1.20 ' .1-15

СНзСЫ 0.01 2.10 2.40

« 0.5 2.20 2.6

Вероятно в толуоле реагенх вовлекается в реакцию с халконом в виде милополярных Н-комплексов, включающих одну или несколько молекул амина. Степень поляризации .в этой ситуации не обеспечивает предреакционного разрыва связи Б-Н в тиолах, поэтому реакционная способность тиолов определяется степенью растяжения указанной связи до их взаимодействия с халконом, которая закономерно возрастает с ростом электроноакцепторности заместителей Из. *

Следовательно для реакции в толуоле можно постулировать участие реагента в виде Н-комплекса и образование на скорость определяющей

стадии переходного состояния цвитгер-ионного типа. В пользу .этого свидетельствуют также значительный вклад стерических параметров аминов в контроль скорости реакции .и высокие отрицательные значения энтропии активации.

5" 5+ -И^РЬСН-СНСОРЬКг ЯзРЬЗН + ЛзРЬЗН-Ы-^ < ■ ■■ ? ■

5' ф ' ©

К,Р1\СН^СНСОРЬЕ2 ьЯзРЬ-Б-Н-Ы-^

^РЬ-СН-СНСОРЫ^

, - . I • ©• _»

| * продукты

КзРЬ-Б—С

Таблица № 10. Константы скорости кгЧО4 (л • моль"1 • с*1) реакции" халкона с ЯзРЬБН при 273К. Е1зЫ.

Р-Ль СЕ Яз

4-СНзО 4-СНз Н 4-С1 З-Вг Рз г %

С6Н,4 ю' - 0.49 - • - - - - - -

С7Н8 10' 3.0 3.1 6.2 13.6 22.8 1.42 0.993 5.9

С7Н8 + МеОН Мснэон=0.15 ю-' 107 68 65 129 84

СгН6 + МеОН ^сн3он=0.34 10 187 ■ 110 105 194 107

« 0.1 3300 2300 1700 1000 -0.70 0.96 15. 0

С6Н5СН2ОН ю-' 478 261 159 102 53 - 1.33 0.998 7-4

" ¡-СЗН70Н ю-' 9500 5200 3300 2800 1800 -0.96 0.95 13. 1

.СНзОН • 0.01 2000 600 250 '100 40 -2.38 0.986 8.0

« 0.2 4000 1960 - 590 270 -1.65 0.991 7.2

СН^ ю-' 900 560 570 - 400 - - -

« 0.5 - 5200 2100 870 440 - 1.88 0.998 3.6

Учитывая более чем 100-кратное увеличение скорости процесса при .переходе от гексана и толуола к метанолу и ацетонитрилу, можно предположить, что уже в первой области реагирования арилтиолов в . реакцию вовлекаются высокополярные комплексы, близкие-по степени деформации связи Э-Н к тесным ионным парам. Вследствие сильного растяжения указанная связь практически полностью разрывается еще до начала образования новой связи С-Б, то есть переходное состояние лимитирующей стадии реакции приобретает карбанионный характер. . Следовательно в рассматриваемом случае основным эффектом, определяющим реакционную способность реагента становится, его нуклеофильность, которая контролируется электронодонорными свойствами заместителей Яз. По этой причине реакционные константы рз по реагенту имеют отрицательные значения, увеличивающиеся по абсолютной величине с ростом полярности растворителя.' В смешанных растворителях невысокой полярности ' (толуол-метанол) активность . арилтиолов,практически постоянна, и величина рз неотличима'от нуля (табл.10). . • " ' ,

е © - © ©

•ЯзРЬЗН 4- Г< ЯзРЬЗ, ^^ ИзРЬЗЦН^

0 ■ © ИзР!^ 4- НЫС

• + И^СН = СНСОРЬЯг

Я|РЬСН^СНСОРЬК2

'■.(1-5У + -КзРЬ-Б Н1< .

^РЪСН-СНСОРЬКг НГ<-

I -* продукты

ЯзРЬЭ .

При относительно высоких Самина равновесие системы тиол-амин несомненно смещается в сторону образования диссоциированных тиофенолят-анионов. Это приводит к существенным изменениям активационных параметров реакции: резко увеличивается энтропия

активации, появляется умеренный ¿энергетический барьер. В контроль реакционной способности преобладающий вклад вносит энтропия активации. Однако, показатели' ра-анализа _(р 1 и рг) изменяются незначительно. В то же время положительные значения рз по реагенту, характерные для этой области реагирования тиолов, линейно связаны с величинами 1/Е растворителей (г=0.999, &о — 2.2%).

Таким образом-, исходя из полученных результатов, наиболее вероятной причиной инверсии реакционной способности активированных аминами 'арилтиолов при изменении соотношения между реагентом и катализатором является смена форм участия реагента в Айы-реакциях.

Кинетика реакции*-тиилирования серии замещенных 1,3-диарил-1-пропин-3-онов (4) арилтиолами в неполярном (толуол), полярном (ацетонитрил) апротонных растворителях и метаноле изучена спектрофотометрическим методом в интервале температур 261-ЗОЗК. Аналогично халконам скорость реакции описывается кинетическими уравнениями второго порядка. Влияние концентрации катализаторов на к2 реакций в метаноле и толуоле показана на рис. 7 и 8.

Для разных типов растворителей эта зависимость проявляется по-разному. . »-

Для реакции алхинов (4) в толуоле кг Изменяются пропорционально СКаг, для реакции в метаноле характерны две области реагирования арилтиолов. Такая же закономерность присуща и реакциям в " ацетонитриле. Влияние заместителей (И) и Иг) в субстрате во всех изученных растворителях удовлетворительно, описывается уравнением Гам мета с использованием сг-констант. Для учета влияния заместителей Из использовались нуклео-фильные сг-константы (рис. 9, табл.11-16)'.

104 • кг, .л-моль '-с"1 40 ■ 4

0.1 0.2 0.3 0.4

конц. амина

1д кк/кн

-0.1

-0.2

0.2

0.4

Рис. 7. Зависимость кг от СаМшга реакции ДФП с То15Н в толуоле при 273К 1з присутствии Е1зК (1), морфолина (2), ВиИНг (3), Ви2Ш И).

к2,л моль"1-с"1

- Рис. 9. Зависимость 1д кр/кц от сг" реакции ДФП с тиолами КзСбН4ЗН в СНзСЫ при 273К. Концентрация Е13№ 2-Ю"3 (1), 1.5-10"2 (2) моль/л.

конц. Е^Ы* 10 ,моль/л

Рис. 8. Зависимость Кг реакции тиофенолов Г^РЬБИ с ДФП от концентрации ЫЕ1з в МеОН при 273К. Яз = 4-1ЧЮ2 (1), 4-С1 (2), Н (3), 4-СНэ (4).

Таблица № 11. Константы скорости кг (л • моль'1 • с"1) и параметры активаций реакции РМ^ССОРЬКг с ТоКН.

я, Я2 Р-ль 1 7, К - Д Н, кДж /м -ЛЯ э.е.

Сн£13, I 261 273 288 298 303 318

н Н СгН$ 0.1 8-10"1 - 8-10' 3 - 7.91а 3 - - 285

« « МеОН 3-10 5 - ■ 0,35 0.40 0.37 - - - -

« X « ■0.7 3.6 е.о 24 36 39 83

н 2-ОН « 0 | 0.8 1.20 1.90 3.0 34 138

Таблица № 12. Константы скорости кг 104 (л • моль'1 • с"1) реакции Я^ЬСеССОРЬР^ с НзРЬБН. 273К, толуол. €n£13 = 0.1 моль/л.

Яг

Яз З-Вг 4-С1 Н 4-СНз 4-СНзО Рг

1 ■ 2 3 4 5 6 7

4-!Ю2 155 Ю4 . - 30-104 - 20 Ю4 1.3

4-С1 2600 1470 760 6 00 320 ■ 1.29

1 ■ 2 3 4 5 6 7

Н . 460 - 102 .- • 44 1-5

4-СНз , 340 220 80 54 40 1.45

• 4-СНзО 300 • 50 - 36 1.3

рз 2.52 2.51 2.56

И,

З-Вг 4-С1 Н 4-СНз Р1

4-СНз 281 186 80 49 ,139

Таблица № 13. Константы скорости, кг (л - моль'1 ■ с"1) реакции ^РЬСзССОРЬЯг с ИаРЬБИ в МеОН. 273К. СмЕ(з = 0.01 моль/л.

я* Р2

З-Вг 4-С1 Н 4-СНз 4-СНзО

1 2 3 4- .. 5 . 6 7

4-ЫОг | 5.5 2.3 1.48 0.74

1 .2 3 • 4 ; 5 6 | 7

4-С1 40 ' 12.7 5.6 ■3.4 1.34 2.0

И - - 6.9 - ' 1.7

4-СН3 56 • 14.8 8 4 2 2.0

4-СН30 - . - 10 , - 0.40 - 2.2 • ■

Рз ■ -0.31 -0.31 -0.30

* 1 1

Таблица № 14. Константы скорости, кг (л - моль • с ) реакции .{^РЬОССОРЪКг с 4-С1Р1тЗН. 273К. СН3СИ.

Сл/£(у 1 мопь/п ъ " . | р2

4-С1 Н 4-СНз ■ 4-СНэО |

-0.002 260 32 12 7 3.2

0.015 430 вз 40 20 2.6 .

Таблица № 15. Константы скорости кг (л - моль"' • с"1) реакции ДФП с толами КзРЬБН при 273К", N£13.

Р-ль Сетуу . Яз Рз

4-Ы02 З-Вг 4-С1 Н 4-СНз .4-СНзО

МеОН 3 ■ 10~5 1.30 0.55 0.42 . 0.35 0.33 0.5 6

« \ 2 ■ 10'2 2.3 - 5.6 6.9 8.0 10.0 г 0.40

СНзСЫ, 3 • 10~5 - - 0.525 .48 0.38 0.32 - 0.40

« 2 ■ 10г 65 . - ■ 83 90 126 I -0.49

Таблица № 16. Влияние структуры аминов на скорость реакции ДФП с То!БК в толуолё при 273К, Сгм = 0.1 моль/л.

Амин кг -ГО3 (л ■ моль'1 ■ с1)

пиперидин 3800

дибутиламин 530

бутиламин 300

морфолин 65

- В3Ы 8 •:.

В процессе тиилирования ацетиленовых кетонов, как и халконов, в толуоле .реагент участвует в виде Н-комплексов. Разрыв связи Б-Н происходит в переходном состоянии цвиттер-ионного типа, причем опережение разрыва связи в-Н по отношению к образованию новой связи С-Б в реакциях ацетиленов реализуется в большей степени,- чем в реакциях алкенов. Заметно большие величины рз и необходимость использования * нуклеофильных

ст-констант в ро-анализе активности арилтиолов свидетельствуют о наличии значительного заряда на Б-индикаторном центре переходного состояния реакции. Эквивалентность ароматических колец (^РЬ и ЯгРЬ) по отношению к реакционному центру, о чем свидетельствует равенство р! и Р2, возможна в том случае, если орбиталь с неподеленной парой злектронов (атом Се) является орбиталью р-тйпа, а переходное состояние лимитирую1цей стадии реакции имеет линейную структуру. Образующийся затем ■ линейный интермедиат превращается в энергетически более выгодные интермедиаты ангулярного типа, соотношение между которыми и определяет стереонаправленность реакции,

^РЬ^ССОРЬКг +

¡^РЬСН-^СНСОРЫ^

ХЛ-,5+ / '

ЯгРК • ед И1РЬ ыр - • К,РЬ . 0 / СОРИИг

-С = <^СОРЬК2 " = + ^С = С .4

йзРЬБ ИзРЬБ " СОРЬЛ2 ЛзРЬБ ^

^ продукты (Е-и г-изомеры)

Сравнивая скорости реакций кетонов (1 и 4) в толуоле, можно видеть, что активность ацетиленовой связи лишь немного выше этиленовой (в 2.5 раза) но чувствительность серии алкинов варьированию Я] и Яг в

субстрате заметна уступает чувствительности этиленовой серии. В то же время реакционная константа рз почти вдвое выше в ацетиленовой серии по сравнению с этиленовой.

Взаимодействие диарилпропинонов с тиолами в отсутствие катализаторов практически не происходит. Однако, реакция 1-фенил-3-(2-оксифенил)-1-пропин-3-она с арилтиолами в метаноле происходит с высокой скоростью и в отсутствии оснований. Таким образом, нам впервые удалось показать роль Н-комплексообразования с участием карбонильной группы в контроле нуклеофильного тиилирования непредельных кетонов.- Наличие внутримолекулярного каталитического влияния орто-гидроксильной группы подтверждается и кинетическими данными (табл. 11?. Следует отметить, что скорость некаталитического тиилирования в этом случае увеличивается с уменьшением концентрации реагента, что, очевидно, связано с переходом ди- или п-меркой формы тиола в более активную мономерную.

Принципиальные различия кинетических закономерностей реакции ацетиленовых, и этиленовых кетонов возникают при переходе от 'неполярных растворителей к полярным. Хотя зависимости к2-Скат имеют .одинаковый профиль для обоих типов кетонов, концентрации Е1зГ<1, при которых 'кг становятся-независимыми от'С^з. в 10-15 раз ниже для ацетиленовых- кетонов, чем для этиленовых. В реакциях кетонов (4) инверсия реакционной способности тиолов (переход от положительных р3 к отрицательным) имеет место при переходе от первой области реагирования метаноле (низкие С^з) ко второй (высокие Сж^) в отличие от реакции халконов. ■ -

Для реакции в метаноле и ацетонитриле при малых концентрациях триэтиламина наблюдается резкое уменьшение реакционных констант рз по сравнению с реакцией в толуоле, тогда как рг возрастают.

Сравнивая кинетические данные кетонов (1 и 4) с тиолами.в различных растворителях, можно видеть, что реакции этих кетонов по-разному откликаются на изменение полярности растворителей. Если в толуоле алкены в изучаемых реакциях менее в 2-5 раз менее активны чем алкины, то в полярных растворителях активность алкинов превышает таковую для алкенов в 100-1000 раз.

Выявленные, различия в поведений тиолов при взаимодействии с ацетиленовыми и этиленовыми кетонами являются подтверждением развиваемого нами подхода к рассмотрению реакций тиолов с непредельными соединениями. Действительно, благодаря высокой активности ацетиленов присоединение тиолов в полярных растворителях обеспечивается при очень низких Скат. то есть в ситуации, где ассоциаты комплексного реагента тиол-амин вовлекаются в процесс в основном в виде Н-комплексов, для Взаимодействия которых реакционная константа рз по реагенту положительна. Ввиду более низкой реакционной способности этиленовые кетоны вступают в реакцию с тиолами при более высоких, 1ем в - реакциях ацетиленов концентрациях триэтиламина, то есть эти реакции протекают далеко за "пороговой" концентрацией катализатора - в области, обеспечивающей вовлечение в реакцию комплекса- тиол-амин, только в форме ионных пар. (предреакционный разрыв связи Б- Н в реагенте).

4.2. КВАНТОВОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РЕАКЦИИ АЦЕТИЛЕНОВЫХ КЕТОНОВ С ТИОЛАМИ

Для выяснения сути обращения реакционной способности тиолов при взаимодействии с ацетиленовыми кетонами в присутствии аминов выполнен квантовохимический анализ (МЫОО, МЬ'БО/М в вр-базйсе) состояний тиол-амин-растворитель и реакций этих систем с

диарилпропинонами. В расчетах вероятных состояний этих систем,

электронные свойства заместителей в которых варьировались в широких пределах при постоянстве стерических помех. Сечения поверхности потенциальной энергии (ППЭ) рассчитывались для реакции 4-замещенных арнлтиоЛов с 1,3-дифенил-1-пропин-3-оном - базисным соединением выбранной серии этиленовых кетонов (4). Для сравнения'с базисным соединением были определены также квантовохймические характеристики и других представителей указанной реакционной серии. В качестве основного катализатора использовали аммиак, который согласно предварительно выполненным расчетам не вносит принципиальных изменений в характер активирования реагентов при действии их на диарилпропиноны в сравнении с использованными в экспериментальных условиях триэтиламином и другими алифатическими аминами.

В качестве модели растворителя использовали метанол, молекула которого включалась в систему тиол — аммиак. Общее влияние среды в различных "состояниях систем оценивали в рамках псевдоконтинуальной модели методом точечных диполей. В таблицах 17-22 приведены наиболее информативные Адя суждения о химических свойствах исследуемых, систем квантовохимиченских характеристик арилтиолов и ацетиленовых кетонов: длины связи Э-Н (Яэ-н). заряды нр атомах серы и водорода, энергия высшей заполненной молекулярной орбитали (ВЗМО), вклады атомной орбитали атома серы. в ВЗМО (характеристики реагента), энергии высшей заполненной и низшей вакантной _ молекулярных орбиталей (МО), заряды на атомах углерода • ацетиленовой связи, на

атомах С и О карбонильной группы (характеристики субстрата)."

*

Были рассчитаны сечения' ППЭ для- изучаемой реакции и получены квантрвохимические характеристики переходных состояний для граничных состояний системы тиол-аммиак-растворитель (Н-комплекс с

включением молекулы метанола и тиофенолят-анион) (табл.23-24). В качестве координаты реакции была выбрана длина связи С-Б. Барьеры реакции нуклеофильного тиилирования 1,3-дифенил-1-пропин*3-она Н-комплексами и тиофенолят-анионами КзРЬБН приведены на рис.9, а структура переходных состояний реакций на рис. 10-11.

Таблица 17 . Квантовохимические характеристики арилтиолов в метаноле

Заряды Вклад АО

Из Ъ-н. А' на атомах, ед.е Евзмо, зВ (Рг) атома Б

8 Н в ВЗМО, %

4-ОСНз 1.3023 . 0.158 -0.031 -8.69 33.68

4-СНз 1.3026 0.159 -0.030 -8.86 41.10

Н 1.3Ц26 0.156 -0.030 . -8.90 43.61

4-а 1.3025 0.167 -0.027 -9.09 41.59

4-N02 1.3031 0.189 -0.022 -9.67 51.57

Таблица 18 . Квантовохимические характеристики 1,3-диарил-1-пропин-3-онов (£) в метаноле.

Кз Энергия граничных орбиталей, эВ За ояды на атомах, ед.е

Са св С . О '

Евзно Енвмо

4-ОСНз -9.28 -0.51 -0.201 -0.010 0.400 -0.285

4-СНз -9.45 -0.51 -0.201 -0.009, 0.397 . -0.285

Н -9.43 ' -0.49 -0.201 -0.007 0.400 -0.287

4-С1 -9.53 -0.60 -0.204 0.001 0.392 -0.281

4-Н02 -9.67 -1.45 -0.220 0.017 0.393 0.271

Таблица 19. Квантов охимические характеристики состояний реагента в

. метаноле.

Евзмо, эВ Вклад АО атома 5 в ВЗМО, % Заряды на атомах, ед.е

Б Н

Н тиоля Н тиоля Н. тиолят Й

компл. т компл. т компл. анион компл

анион анион

4-ОСНз ■ -8.42 -3.42 36.73 61.13 0.106 -0.598 0.023

4-СНз -8.58 -3.46 43.85 61.99 0.106 -0.593 0.025

' Н ' -8.61 -3.41 46.25 63.13 0.103 •0.601 0.026

4-а -8.78 -3.73 43.85 . 60.94 0.111 -0.562 0.029

4-ЬЮг -9.34 -4.38 53.69 56.93 0.130 г -0.474 С. 039

Таблица 20. Квантоаохимические характеристики переходных состояний систем Н;Комплекс (4| -1,3-Дифенил-!-пропин-3-он.в метанолу.

«2 =н Эпергии граничных орбиталей, эВ Заряды на атомах, ед:е

Из Ецзми Енвмо О С. 1 С О 5 Н

4-ОСН , -6.75 0.55 0.196 -0.459 0.453 -0.373 . -0.469 0.367

4-СН з -6.78 0.55 0.196 -0.458 0.453 -0.373 -0.472 0.367

Н ■6.77 0.56 0.197' -0.459 0.453 -0.373 -0.472 0.367

4-С1 -6.92 0.35 0.192 -0.450 0.452 -0.372 -0.468 0.366

■ 4-ЫО 2 -7.24 -0.68 0.182 -0.430 0.450 -0.369 -0.454 0.365

Таблица 21 . Квантовохимические характеристики переходных состояний систем гиилят-анионов -1,3-дифенил-1-пропин-3-он в метаноле.

я,, я2 =н Энергии . граничных орбиталей, э& Заряды на атомах, ед.е V

Лг ■ Евзмо Енвмо О са С О . 5

4-ОСН з ■3.76 2.06 0.163 -0.379 0.431 -0.319 -0.514

4-СНз ■3.75 2.09- 0.170 -0.385 0.432 -0.321 -0.507

н ■3.75 2.11 0.174 -0.397 0.434 -0.323 -0.504

4-С1 -4.01 2.11 0.174 -0.415 0.436 -0.327 -0.456

4-НОз -4.47 1.69 0.165 ■0.415 0.435 -0.3 27 -0.384

КзС6Н4ЗН ... ОН ...1МН3 СН3

Яз

Рис. 9. Барьеры иуклеофильного тиилирования 1,3-дифенил-1-г>ропин-3-она реагентом в форме Н-комплекса с участием молекулы растворителя (а) и тиолят-анионов (б) в метаноле.

Рис. 10. Структура переходного состояния системы Н-комплекс ( ) — 1,3-дифенил-1-пропин-3-он в метаноле. ,

Рис. 11. Структура переходного состояния системы тиолят-анион ( ) - 1,3-дифенил-1-пропин-3-он в метаноле.

4.3 Кинетика и ра-анализ данных реакции ацетиленовых и винилацетиленовых кетонов с аминами.

Для изучения взаимодействия ацетиленовых и винилацетиленовых кетонов с малополярными нуклеофилами - аминами, был использован полярографический' метод. Как и в ранее описанных реакциях, во всех изученных растворителях сохраняются первые кинетические порядки по субстрату и реагенту. Но если в спиртовых растворителях константы скорости сохраняют свое постоянство при всех концентрациях аминов, то ' в апротонных растворителях константы скорости сложным образом зависят от Концентрации амино'в (рис. 12).

3 неполярных апротонных растворителях (гексан, бензол, диоксан) кг линейно увеличиваются с ростом Сам. В полярных апротонных (ацетонитрил, диметилформамид, диметилсульфоксид) растворителях константы скорости сохраняют постоянство до концентраций аминов 0.1 моль/л и.увеличиваются с ростом температуры по закону Аррениуса. При концентрациях амина выше 0.2 моль/л кг почти линейно возрастают с ростом Сам., но не зависят от температуры.

4 .1 .1

10• к.¿•моль .с

Рис. 12. Зависимость кг реакции ДФП с морфоли-ном при 294К от Сзм в: бензоле (1), циклогексане (2), ацетонитриле (3),' ДМФА (4) и . ДМСО(5).

0.6 0.7

конц. амина, моль/л

Эти кинетические особенности несомненно связаны с участием в реакции комплексносвязанного реагента. В неполярных растворителях, где реакции алкинов с аминами проходят с малыми скоростями при значительных концентрациях аминов, основной формой реагирования нуклеофила являются ассоциированные амины (димеры). Для.таких, ситуации характерен псевдовторой кинетический порядок по амину:

кгэф = кг' + кг" [амин].

В полярных апротонных растворителях в зависимости от концентрации аминов реагентом является либо комплекс амин - растворитель (при малых Сам).' либо комплекс амин - амин при высоких Сам. В протонодонорных спиртовых, растворителях единственной формой реагента становится комплекс амин-растворитель, а следовательно первый ' порядок по амину сохраняется.'

Таким образом, в изучаемой реакции ацетиленовых кетонов' с аминами могут существовать три кинетических потока:

-С = С-С-~ + ны:

>нкк.

продукты

- некаталитический (1), с участием растворителя (2) или второй молекулы амина (3). Лимитирующей стадией во всех случаях, как показал эксперимент, является нуклеофильная атака реагентом ацетиленовой ■связи субстрата.

Оценка влияния заместителей Г^ и Иг субстрата на скорость реакции с аминами на основе рст-анализа с использованием ст- констант приведена в таблице 22.

Таблица № 22. Реакционные константы (р, и р2 уравнения Гаммета)

реакции Я^ЬСеССОРЬЯг с аминами в различных растворителях.

Амин Растворитель Т, к Р1 Рг

ВиЫН2 НОСН2СНгОН 303.7 1.36 1.32

- V (СНз)зСОН 313.2 1.45 1.49

< « С2Н5ОН 313.2 1.28 1.28

« СНзСЫ 294 1.38 1.72

« ДМФА « 1.67 . 1.95 •

РЬСН2ЫНг С2И5ОН 323.2 1.09 1.13

Ви2МН « « 1.04 1.25 ,

АНгЫН « « 1.07 1.21

С4НдЫО НОСН2СН2ОН 303.7' ■ 0.71 1.00

« СН3ОН 323.2 0.82 0.99

« (СН2)2СНОН «• 1.05 1,44

« (СНз)эСОН 313.2 1.20 1.60

« CHзCN . 294 1.55 1.81

« ДМФА « 1.48 2.21

(НОСН2СН2)2ЫН ■ НОСН2СН2ОН « 1.10 1.10

« с2н5он ■298.2 1.10 1.15

Реакционные константы (рь рг) имеют умеренные положительные' значения, сравнимые с подобным константами для реакции тиилирования этих же кетонов."

Отличительной особенностью изучаемой реакции, является неравенство в некоторых случаях р| и рг в отличие от реакции тиилирования. Если в реакциях' алкиламинов и диэтаноламина (табл. 22) в спиртовых „растворах Р1=Р2 в пределах ошибки определения, то в реакциях вторичных аминов и анилина, а также в реакциях любых аминов в ацетонитриле и диметилформамиде рг>р1- При этом р>1 й рг различно, откликаются на изменение структуры и полярности растворителей. Реакционные константы по субстрату реакций кетонов (4) с морфолином и анилином

/

уменьшаются с ростом полярности растворителя, но чувствительность реакционной константы рг (заместители И]) к - изменению диэлектрической постоянной спиртов вдвое выше чем у р].

Как показал анализ кинетических данных, все ацетиленовые кетоны реагируют с каждым . из аминов по однородному механизму с эитальпийным контролем реакционной способности , (изокинетическая температура равна

650+ 30К).

Кинетические данные приведены в таблицах 23-25.

Таблица № 23. Константы скорости, кг • Ю4 (л - моль"1 • с"1) и параметры активации реакции ¡¡¡РЬОССОРЬКг с морфолином. ЕЮН.

т,к ЛНР, -АЭ',

Я, Яг 294 303.7 313.2 ■ 323.2 кДж/моль э.е.

З-Вг Н' 153 : 285 412 670 ■ 38.3 153

4-Вг « 96 169 276 444 39 151

4-С1 - « I 95 168 .270 441 39 152

4-СНз " 37 60 118 210 44 142

4-СН30 « -25 45' 81 139 44 145

Р1 1.14 1.10 1.03 0.97

Н 4-Ы02 770

« ' 3-Ы02 563

« З-Вг 170 211 440 690 35 158

« 4-Вг 110 ■ 195 320 ■ 450 36 160

« 4-С1 106 . 187 ■ 310 440 36 159

« . 4-Р 40 ■ 134 186 I 44 138

« 2-Р 230 414 47 124

« 3-СН, 42 73 132 210 42 149

« 4-СНз 32 56 92 158 40 155

« 4-СНзО 17.8 34.5 59 103 45 . 145

Р2 1.43 1.37 1.32 1.20

Таблица № 24, Константы скорости, кг • 104 (л - моль"1 ■ с"1) и

активационные параметры реакции ГЦРЬСыССОРЬКг с ВиКН2 в ЕЮН.

Т.К АН', кДж/моль -АЭ', э.е.

294 303.7 313.2 323.2

З-Вг Н . ! 46.8 87 170 268 • 46 135

4-Вг « \ 32.4 59 ■ 90. 151 38 161

Н « 16.4 30.5 58 ■ щ 47 137

4-СНз « 9.8 17.5 30 58 45 149

4-СНзО « 5.7 10.6 22 37 .49 140

Н З-Вг 46.9 90 168. 265 45 137

« 4-Вг 32 57 93 162 41 153

4-СНз 10 18.5 32 .56 ' 44- ' 153

'« 4-СН?0 5.6 11.4 23 37 Т • 49 . 139

р1.г 1.47 1.33 1.28 1.25 !

Таблица № 25. Константы скорости, кг ■ 104 (л • моль"1 • с'1) и активационные параметры реакции ДФЛ с ИзРЬГ^Нг в ЕЮН. -

Яэ . т.к. АН кДж/мопь -АЭ', э.е,

294 303.7 313.2 323.2

4-Вг | 0.20 0.33 0.58 0.92 39 202

4-С! I 0.21 0.32 0.54 0.91 37 207

2-СНз ■ 0.35 0.59 1.03 1.53 38 200

3-СНз ' 0.86 1.5 6 . 2.50 4.40 41 183

4-СНз 1.30 2.38 4.0 7.2 . 43 171

3-СНзО 0.35 0.62 1.06 1.68 40 194

4-СНзО 4.20 8.0 12.7 18.6 38 181

3-ЫН2 | 1.05 1.87 3.63 5.3 43 176

4-ЫН2 15.1 25 43 80 42 155

4-Ы(СНз)2 I 9.3 17.6 ■ 31.7 47 42 165

Анализируя данные по реакционной способности аминов визучаемой реакции, легко видеть, что их активность по отношению к ацетиленовым и винилацетиленовым кетонам меняется в относительно узких пределах и сложным образом зависит как от структуры аминов, так и природы и свойств растворителей.

В кислотно-основных равновесиях активность аминов контролируется структурными факторами соединений {индукционный и резонансный эффекты заместителей).- В реакциях с органическими- электрофилами . (кватернизация аминов, нуклеофильное замещение, реакции нуклеофильного присоединения) резко возрастает роль пространственных факторов. Поэтому в изучаемой реакции ряды основности (рКа в воде) и пуклеофн'лыюсти [1д кг) ■ не совпадают. Наибольшие отклонения от зависимости рК„-¡д кг в этаноле характерны для циклических иминов и аминов с объемными заместителями (¿-РгЫНг, вт.-ВиРШг, (-ВиГчГНг, 1-Ви2МН). Константа скорости анилина с дифенилпропиноном в этаноле в 5 раз выше, чем трет.-бутиламшга, хотя основность последнего в 10 выше.

Хотя в реакциях алифатических аминов обычно используют различные уравнения на основе принципа ЛСЭ (уравнения Тафта, Свена-Скотта' и др.), подобрать 'аналогичное уравнение, объединяющее весь массив кинетических данных, не удаюсь. Лишь в ряду замещенных анилинов удовлетворительно выполняется уравнение Гаммета (табл. 26) с использованием о-констант и уравнение Бренстеда с угловым коэффициентом, близким к 1 (г = 0.98, 50 = 7%).

Таблица № 26. Константы скорости, кг • Ю4 (л • моль'1 • с';) и активационные параметры реакции ^РЬСеССОРЫ^г'с ДзРЫЧНг. ЕЮН,

323.2К.

я2 Яз - рз

4-Вг Н 4-СНз 4-СНзО

З-Вг 4.1 10.6 40 280 -2.26

4-Вг 2.3 5.86 20.6 153 -2.23

Н 0.92 1.85 7.2 . 47 -2.14

4-СН3 .0.42 1.09 3.8 21.8 -2.11-

4-СНзО 0.26 0.60 2.0 12.8 -2.08

Рг 1.81 1.88 1.93 2.05

Экстратермодинамический анализ кинетических данных показал, что все константы скорости аминов с бензоилфенилацетиленом разбиваются на две реакционные серии: алкиламины с одной стороны, вторичные амины и анилины с другой. . .

Расчет изокинетических температур для этих серий дал величины 142±8 и 202 ±14 К соответственно, то есть эти группы аминов составляют в реакциях с ацетиленовыми 'кетонами две реакционные серии, контролируемые энтропией активации. Положение р (ниже области экспериментальных температур) несомненно обусловлено нуклеофильными эффектами сольватации, отличающимися, вероятно, для этих серий. Первичные алифатические (моноалкиламины) амины хотя и сольвагируются спиртами в большей степени чем вторичные, вследствие чего (увеличение объема атакующей частицы, необходимость • высвобождения дополнительных молекул растворителя в переходном состоянии реакции) активность в реакции с кетонами (4) понижена по сравнению с вторичными, предъявляют меньшие требования к пространственной структуре спирта-растворителя. В пользу этого свидетельствует изменение ряда активности аминов при замене этилового спирта на трет.-бутиловый, сольватация'аминов которым затруднена по, стерическим причинам. Если нуклеофильность первичных аминов при этом понизилась всего в два раза, то активность диалкиламинов - в 10 и более раз. В результате все изученные амины объединяются в единую реакционную серию с энтропийным контролем реакционной способности (р 230 ± ЗОК ,что совпадает с величиной (5 для реакции диалкиламинов в этаноле). •

Скорости реакций различных аминов (табл. 27) уменьшаются при замене растворителя (от этиленгликоля к трет.-бутанолу), но активность аминов при этом меняется в различной степени.

Анализ кинетических данных для реакции различных аминов с дифенилпропиноном при варьировании спиртов - растворителей показал наличие единой реакционной серии для каждого амина с энтропийным контролем^реакционной способности.

Изокинетические температуры для реакций всех ' изученных аминов близки к области экспериментальных температур. Так, прямые Лррениусовых зависимостей для реакции дифенилпропинона ' с. морфолином в разных спиртах пересекаются примерно при 260 К. Экспериментальная проверка этого показала, что при 263 К скорости реакций в метаноле, этаноле, пррпаноле и втор.-бутаноле* одинаковы в пределах ошибки определения, хотя при комнатной температуре различия в скоростях реакций'в метаноле и втор.-бутаноле различаются более чем . в 1.5 раза. К сожалению из-за экспериментальных трудностей продемонстрировать переход через эту изопараметрическую точку не удалось. ,

На скорость изучаемой реакции могут влиять как полярность, так и специфическая сольватация реактантов и переходного состояния

ч- *

спиртами, причем при образовании ассоциатов с ними спирты могут выступать как доноры, так и акцепторы H - связей. Для количественного учета учета этих эффектов было использовано мультипараметро'Вое уравнение Пальма - Коппеля:

!д к -!д к0 + у-У +»■£ + Ь В + р-Р, параметры которого приведены в таблице 28.

Меньшая чувствительность первичных аминов к изменению структуры спирта по сравнению с вторичными хорошо иллюстрируется зависимостью скорости реакции дифенилпропинона с бутиламином и морфолином в цикло1*ексане с добавками спиртов (рис. 14) от. концентрации последних.

Таблица 27

<М ■ ^ . I г з ш ■ i э Щ . . ( «м X г 3 т и Гч X г; 3 i о о X 2 X О £ О* 1 £ ш 1 а Щ X г Сч 3 щ 1 О* < 1 «м X м о о г X <о о О • г о> X о

10*-кг - . - - - - - .43 310 360 - 34 - 285

носн2снгон АН" - - - - - - 46 - зе- - - - - 49

-А8* - - ■ - - - ■ 158 - 149 - - - - 112

104-кг 7.0 71 - - - - 1.4 110 126 - - 35.9 - ' 102

МеОН ■АН' - 52 - . - - - 47 - 44 - - • - 40

- 125 - - . - - - 18 8 - 136 - - 4. - 154

104 к2 5.85 30 17.9 6.3 0.23 33.5 22.7 0.55 67.8 65 19- 29 34 280 .89

ВОН АН' 42 51 51 49 - 47 48 47 39 35 31 36 46 44 40

-АЭ* 170 125 129 144 - 138 138 190 .158 170 198 175 \141 130 150

10"-к2 3.1 17.6 9.7 4.0 - - 107 0.4 Г37 7.3 - 2.72 12.3 152 367

ВиОН АН' , - 43 43 - - . 40 - ■ - 26 - 24 • - 25

-Аё* - 157 157 - - - 169 - - 221 - 236 - 210

Таблица № 28 •

Показатели регрессии-уравнения Пальма-Коппеля для реакции дифенилпропинона с аминами в различных спиртах. •

Амин г 5о У е Ь Р

ВиЫН2 0.97 . 9.8 3.2 0.098 0.026 2.26

(8%) (41) (41) (10)

. Ви2ЫН 0.95 9.1 0.95 0.137 0.004 0.

(5) (89) (6)

■ С4Н9ЫО 0.90 14.6 3.9 0.052 0.002- 0

(23) (67) (10)

С6НьЫНг - . 0.96 ' 8.1 3.1 0.17 0.12 0

(9) (73) (18)

ЕЬЫН 0.90 18.2 1.0 0.109 0.05 0

В полярных апротонных . растворителях рост с увеличением концентрации добавляемого спирта носит нелинейный характер (рис. 13).

104 • кг, лмоль'с'1

4 - г

3-- А

2 1 V I 1 ' Сяон

4 - 0.05 0.1

3 1 ! . А-Г

1 2

1 г ( - о Срда>}

0.05 ' 0.1

1.9 2.0 2.1 2.2

0.2 0.4 0.6 0.8

КМеОН

Т Рис. 13. Зависимость 1д кг реакции ДФП с морфолином в смесях ДМСО-МеОН при 273К-ОТ ЫМеон: З-Вг (1), 4-С1 (2), 4-СНз (3), 4-СНзО (4).

Рис. 14. Зависимость кг. реакции ДФП с морфолином . (1), бутиламином (2) от ССПИрта: АЧ-ВиОН, Б-в-ВиОН, В-ЕЮН, Г-МеОН. 294К.

Как уже указывалось, для реакции ацетиленовых кетонов с аминами в полярных апротонных растворителях характерны две области реагирования аминов, отличающиеся чувствительностью реакции к вариации концентрации амина и температуры. При относительно низких Сам. к.2 увеличиваются с ростом температуры по закону Аррениуса (табл. 29)".

Изменяется и порядок нуклеофильной активности аминов: при общем росте активности всех изученных аминов в результате замены спирта ка ДМФА величины первичных аминов возрастают в большей степени нежели-вторичных аминов {табл. 30).

• Таблица № 29. Константы скорости к^Ю4 (л • моль'1 ■ с"1) и параметры

активации реакции РЬСеССОРЪ с аминами в полярных апротонных р-лях.

Температура, К АН*, -дг,

. Амин . Р-пь ' Сам 294. 303.5 313.2. 232.2 кДж/мопь - э.е.

ВиЫНг СНзСЫ 0.1 16.5 30.9 52.7 89, - 43 152

ДМФА 0.1 126 194 . 288 401 : 29 183

С<Н9ЛЮ СН3СЫ .0.1 19 24 30.6 38 16 241

ДМФА 0.1 40 48.5 57 75 14 225

ДМФА 0.5. 60 57 65 61 0 290

Таблица № 30. Константы скорости, кг 104 (л • моль'1 - с'1) реакции РЬСеССОРЬ с аминами в полярных апротонных растворителях. 294К, С»» =0.05 + 0.1 моль/л.

Растворитель-

Амин СН3СЫ ДМФА

¡-РгЫН2 4.4 42

ВиЫН2 16.5 126 .

РЬСН2ЫН2 - 37

ВигЫН 18.2 74

С4Н*Ы 81 -

С4Н9ЫО 19 40 .

С$Н„Ы ■ 26.5 146

Реакционная способность аминов описывается общими уравнениями : СНзСЫ: 1д к2 = - 3.31 Ест* + 1.04 ■ Еы (35%)

Я = 0.983; во =10.6%.

ДМФА: 1д к'2 = -2.40-ЕсГ +1.14 • Ец (40%) ' -

К =0.979; 50 = 11.7%.

Следует отметить и еще одну особенность изучаемой реакции в этих условиях: реакционные константы по субстрату р2>Р1 как для реакции дифенилпропинона с морфолином, так и с бутиламином.

Различия в механизмах взаимодействия первичных и вторичных аминов с кетонамп (4), обусловившие в спиртовых растворах разделение аминов на - две реакционные серии, проявляются, по-видимому, в различной структуре переходных состояний реакций. Кинетическая эквивалентность ароматических колец субстрата, малая чувствительность скорости к влиянию структуры спирта - растворителя и повышенные стерические требования к реагенту в реакциях первичных аминов свидетельствуют о реализации в этом случае линейного биполярного переходного состояния, стабилизованного ВМВС. Для диалкиламинов, являющихся стерически более загруженными нуклеофилами, более вероятно образование ангулярных цвиттер-ионных переходных соединений. В пользу последних свидетельствуют преобладание величин -Р2 по сравнению с рь определяющее влияние общей кислотности спирта и невысокая чувствительность к пространственной структуре реагента. Между тем, невысокие значения реакционных констант по субстрату для изучаемой реакции означают, что перенос протона от аммонийной группы к а-утлеродному атому тройной связи в переходном состоянии реакции является в значительной степени согласованным. Еще более выраженным является такой перенос протона в циклических переходных состояниях, характерных, по-видимому, для бимолекулярных по амину потоков реакции в апротонных растворителях. ,

Для реакции аминов^ с винилацетиленовыми ■ кетонами (II и 13) характерны подобные закономерностй (табл. 31 и 32).

Таблица N2 31. Константы скорости кг -Ю4 (л • моль'1 - с'1-) и параметры

активации реакции К^ЬС.гС-С-СН—СНРЬНг с анилином, ЕЮН:

• " II

О '

Температура, К АН*, • -дг*,

Я2 294 303.7 313.2 323.2 333.2 ^кДж/мопь э.е.

4-Вг н 0.63 1.08 1.9 3.8 ,46 170

4-СНзО н. 0.13 0.23 0.43 0.71 - - 44 ' 189

4-Вг З-Вг 2.00 3.00 4.5 6.9 - 30.9 210

Н ,3-Вг 1.30 2.0 3.5 5.4 - 37 195

4-Вг 0.70 1.20 2.00 3.8 - 43 179 ■

« Н 0.41 0.73 1.30 2.30 - 44.2 179

4-СНз 0.28 0.49 0.83 1.56 - 44 . 184

4-СН30 0.14 .0.26 0.50 0.80 1.49 46 181

« 4-Ы(СН3)г - -- • - .0.16 0.18 0.20 - \

рьсн=снс=ссорь 0.75 1.34 2.40 3.9 ■ - - 42 172

. Таблица № 32. Константы скорости, кг • 104 (л • моль"1 • с'1) и активационные параметры реакции РЬС=С-С-СН = СНРЬ с аминами в

. ЕЮН. °

Амин I Температура, К ЛН'. -46",

| 294 303.7 313.2 323.2 кДж/моль э.е.

■ ВиЫН2 10.4 18 30 55 42.2 158

С6Н,^Н2 I 4^ 8.1 . 15.4 ' 29.8 52 134

■ -а2л/н 34 72 110 - - 40.7 152

СбН5СН2Л/Н2 \ 6.3 - 12.8 23 42.1 48.7 140

ВигЫН 39 ' 72 112 185 39 158

м2ын 12.3 ?3.1 41.5 76 43.2 ■ 153

С4Н9ЫО 40 68 123 198 41.2 150

5. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

11с1 основании' полученных данных по влиянию структуры непредельных кетонов и активированных основаниями арилтиолов и условий проведения реакции на направление,. стереохимические й кинетические закономерности можно сделать некоторые обобщающие шключения о механизме ■ ' Ас1м-реакций.

В рамках приближения граничных орбигалей взаимодействие •непредельных кетонов с нуклеофильными реагентами можно представить как перенос электронной плотности с высшей заполненной молекулярной орбптали (ВЗМО) реагента на низшую валентную орбиталь (НВМО) с убстрата. Развитие такого процесса определяется разностью энергий двух МО, вкладами атомов нуклеофильного центра реагента в ВЗМО и злектроноакцепторного центра субстрата в НВМО (орбитальный член в энергии стабилизации1 реагирующих систем), а также величины суммарного заряда на этих центрах (кулоновский член в энергии стабилизации реагирующей системы). Кроме того, возможно репульсивное . взаимодействие заполненных орбиталей реагента и субстрата, которые согласно данных расчетов для арилтиолов и ■ днарилпропинонов оказались близкими к вырожденным. Поэтому роль -основного катализатора при тиилировашга кетонов по данным расчетов сводится к растяжению связи Б-Н в тиолах, обеспечивающей уменьшение разности энергий между взаимодействующими МО и увеличение вклада АО реакционного центра нуклеофила в ВЗМО.

По данным квантовохимических расчетов в системах тиол-амин-притонный растворитель возникает ряд состояний, в которых особенно четко проявляются состояния типа Н-комплексов с " включением растворителя (метапола)и тиолят-анионов, которые резко отличаются по важнейшим критериям реакционной способности. Отсюда следует, что арилтиолы в присутствии аминов могут существовать в виде нескольких

частиц, отличающихся - степенью растяжения Б-Н-связи и разделением' нарядов {возникновение динамического ансамбля состояний). ' . -

л

Экспериментально найденная инверсия, реакционной способности тиолов в реакциях с диарилпропинонами в метаноле' и ацетонитриле при варьировании концентрации амина является хорошим подтверждением

Л'

развиваемого представления о механизме Ас1,м-процессов. При малых -концентрациях амина тиол вовлекается в реакцию в основном в виде Н-комплекса, с увеличением концентрации катализатора равновесие -смещается в сторону более поляризованных форм реагента (в пределе в виде тиофенолят-аниона).

Квантовохимические расчеты показывают, ' что в реакциях тиолов с диарилпропинонами в этих двух формах заместители оказывают противоположное влияние: для реакции тиолов- в форме Н-комплексов энергетический барьер уменьшается с ростом акцепторной способности заместителей в реагенте (ускорение реакции), в то время как для реакции тиофеноляг-анионов с теми же субстратами наблюдается . обратное влияние заместителей на энергетический барьер переходного состояния.

Таким образом, инверсию реакционной способности, нуклеофильного реагента можно рассматривать как критерий участия в А<1м-процессах реагентов в различных сЬстояниях.

Развиваемые представления хорошо подтверждаются кинетическими результатами и данными ра-анализа катализируемых аминами реакций тиолов с халконами и аминов с диарипропинонами. . %

Как видно ¿13-табл.8 и рис.4 халконы реагируют с тиоламичв полярных растворителях лишь при высоких концентрациях амина, при которых тиолы „находятся в равновесии:

5~ 5+ -

АйН + N113 + СНзОН Аг5Н'<рН"Жз' Аг£\НМ*з

СНз

Аг<г|| 1^3 ' АгР + 1^3

в виде тиофенолят-анионов и как следствие это наблюдается типичное ■• д\я • Ады-процессов влияние заместителей реагента на скорость реакции при варьировании концентрации катализатора (отсутствие

инверсии). ,

При аминировании диарилпропинонов ■ в среде апротонных полярных растворителей амины могут находиться в состояниях с различной степенью ассоциации (в виде динамического ансамбля состояний: §_ 5+ §_ §+

ЖН + МН< == >МН-(№!<)„ -

При относительно низких концентрациях амины вовлекаются в реакцию в мономерной форме, откликом на которую. является обычное увеличение скорости реакции с ростом основности аминов и. строго первый частный порядок реакции по ним, при взаимодействии с диарилпропинонами при высоких концентрациях аминов равновесие состояний снижается в сторону ассоциированных форм реагента, обуславливая обращение зависимости: основность - ": реакционная способность и увеличение частного порядка реакции от первого до второго ( в предёле). '

Наличие нескольких каналов в реакциях тйолов с диарилпропинонами непосредственно подтверждается полученными данными по стереохимии . тиилирования ацетиленовых кетонов, где четко прослеживается изменение соотношения между син- и анти-интермедиатами при изменении состояния реагента.

Ускорение реакции тиилирования диарилпропинонов гидроксильной группой, находящейся в орто-положении ароматического кольца' в

' -61-

карбонильном фрагменте" субстрата (внутримолекулярный катализ), очевидно, реализуется за счет эффективного взаимодействия "протонированйого" водорода гидроксильной' группы в исходном состоянии и в ходе реакции. • .

О значительной степени поляризации Н-О связи гидроксильной группы , свидетельствует эффективное внутримолекулярное "вытеснение" присоединившегося внешнего нуклеофила (амино- и тиогрупп) атомом кислорода, орто-гидроксильной группы с образованием гетероциклических соединений с пирановым циклом.

6. БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ а,р-НЕПРЕДЕЛЬНЫХ КЕТОНОВ

Электрофильноактивированные кратные связи являются структурными ^ фрагментами многих биологически активных соединений, включая многие антибиотики растительного и животного происхождения.

Механизм биологического действия соединений этого рода определенно связан с их способностью вступать во взаимодействие с активными группами внутриклеточных органелл (-БН, -1ЧН, -ОН й др.). Такая зависимость представлялась нам столь очевидной, что была положена в основу направленного синтеза потенциальных медикаментов.

Испытания полученных в настоящей работе соединений проводились в Белорусском' НИИ эпидемиологии и микробиологии, на кафедре микробиологии Куйбышевского (Самарского) медицинского института (университета), а также в лаборатории первичного скрининга ВНЙИХСЗР. • • " •

Среди более 100 прошедших первичный скрининг соединений наиболее активными в отношении патогенных грибов оказались вещества, проявляющие высокую активность в Ас1\-реакциях с аминами и'тиолами -ацетиленовые (4, 5) и особенно винилацетиленовые (11-13) кетояы. При

умеренной токсичности эти соединения значительно превосходят ундециленовуго кислоту, на основе которой разработаны и используются несколько официальных антимикотиков (табл. 33). В то же время .малоактивные в присоединении халхоны (1-3), винилацЭтиленовые кетоны (10) практически лишены активности (фунгистатическая доза 200 мкг/л и более). . <

Таблица № 33. Сравнительная противогрибковая активность в отношении дерматофитов винилацетиленовых кетонов и ундециленовой кислоты.

Средняя фунгистатическая доза (мкг/мл) -

Тгус!юрЬ. ТгусЬорЬ. Тгус1юрЬ. М/сгозрогрп 1050

Соединение шЬгит теп1 var. дури- сап/э мг/

ШегсИдИ кг

1,5-дифенил-1- 1.24 ± 2.04 ± 1.31 ±0.39 2.09 ±0.87 78.3

пентен-4-ин-З-он 0.40 0.76

1 -фенил-5-фурип-1 - 1.50 ± 1.76 ± 1.76 ±0.03 1.76 ±0.03 47.5

пентен-4-ин-З-он 0.02 0.03

1 -(4- метоксифенил)-

5-фурил-1 -пентен- 1.90 ± 3.62 ± 3.30 ±0.50 5.40 ±0.40 82.5

4-ин-З-он 0.40 0.55

. ундециленовая •13.2 ± 16.3 ± 20.7 ±2.90 16.5 ±2.90 -

. кислота 2.60 2.80

Таким образом, группировка -СаС-СО-СН = СН- может рассматриваться как функционально активный - блок (фармакофор), обеспечивающий высокую антимикотическую активность соединений, могущих найти- применение для специфического лечения весьма распространенных дерматомикозов, вызываемых патогенными грибами рода трихофитон и микроспорон.

Среди прошедших во ВНИИХСЗР соединений выявлены вещества, проявляющие высокую фунгистати^ескую на уровне эталона и выше

(ТМДГ) активность, нематоцидную ' (на уровне . эталонов, гетерофоса и карбатиона) активность, высокую рострегулирующую и гербицидную активность. Среди них ацетиленовые (5) и винилацетиленовые кетоны (11-13), продукты "Присоединения к ним арилтиолов я анилинов, производные карбоксифурана (2-3).

ВЫВОДЫ

1. Впервые выявлены направления, стереохимия и "кинетические

ф

закономерности взаимодействия а,р- ненасыщенных карбонильных соединений (1,3-диарил- 1-пропин-З-онов, 1,3-диарил-1 -пропен-3-онов, 1,5-диарил-1-пентин-4-ен-3-онов, 1,5-дифенил-1-пентен-4-ин-3-она, и др. кетонов) с арилтиолами и аминами в различных растворителях и роль катализаторов (оснований) в этих реакциях.

2. Установлено, что' основными направлениями взаимодействия

- аминов и арилтиолов с непредельными кетонами являются

образование 1,2-продуктов присоединения и внутримолеку-

лярной циклизации по типу присоединение - замещение (образование флав'онов, ауронов, бензодиазепинов, триазолотиадиазепинов).

3. Найдено, что взаимодействие непредельных кетонов - с моно-, диалкил-, ариламинами и арилтиолами катализируется внутритоле-кулярно орто-гидроксильной группой ароматического кольца карбонильного фрагмента кетонов. Реакции других субстратов с арилтиоЛами протекают в присутствии "внешнего" катализатора (моно-, диалкил-, триалкиламины, щелочи).

4. При взаимодействии диарилпропинонов с тиолами образуются аддукты г- и Е- конфигурации, соотношение между которыми меняется в широком диапазоне в зависимости от формы реагента и

природы растворителя: в кинетически контролируемых условиях реагенты _ типа тиофенолят-анионов благоприятствуют анти- ' присоединению (образование 2-изомеров), реагенты типа Н-комплексоа - син-присоединению (образование Е-изомеров). Е-изомеры легко превращаются в 2- изомеры (термодинамический контроль) при кбмнатной температуре. '

' 5. Впервые найдена инверсия реакционной способности арилтиолов в • реакциях с диарилпропинонами при варьировании концентрации катализаторов . (аминов) в полярных растворителях: при низких концентрациях (CN ниже 0.01 моль/л). реакция .ускоряется электроноакцепторными заместителями арилтиолов (ряз > 0), при ■ относительно высоких - электронодонорными (раэ < 0) при сохранении нуклеофильного характера реакции по субстрату (рэив > 0).

С. Выявлено обращение реакционной способности аминов при их ' взаимодействии с диарипропинонами, обуславливаемое изменением концентрации реагента, заменой протонных растворителей полярными ■ апротонными (ацетонитрил, ДМ ФА, ДМСО). Наблюдаемое обращение сопровождается ростом частного порядка по реагенту от первого до второго.

7. Согласно результатам квантовохимических расчетов роль катализатора , в реакциях тиолов •с непредельными кетонами заключается в снижении репульсивного взаимодействия заполненных молекулярных орбиталей реагента и субстрата, в генерировании рсакционноспособных нуклеофилов в различном состоянии, вовлечение которых в реакцию контролирует кинетические закономерности (явХение инверсии)и стереохимический ход реакций. Развиваемые представления подтверждаются результатами взаимодействия диарилпропинонов с . аминами (обращение реакционной способности аминов и изменение порядка реакции с \ ' ' 65

ростом концентрации реагента и изменения природы растворителя, а также полученными стереохимическими зависимостями тиилирования тех же диарилпропинонов в различных условиях (изменение соотношения син- и анти-потоков присоединения при изменении формы вовлечения тиолов в Adiv -процесс.

8. Найдена каталитическая система, включающая

высокосульфированный активированный уголь и адсорбированную H2SO4 , которая обеспечивает хемоселективные конденсации с участием карбонильных соединений с образованием непредельных кетонов, сложных эфиров моно- и поликарбоновых кислот, а также труднодоступных для иных методов хлорполиеновых и полиеновых карбонильных соединений.

.9. Определены основные физико-химические характеристики непредельных кетонов (спектральные и полярографические зсарактеристики, относительная основность, рКвн+ и диполъные моменты), представляющие важную информацию для суждения о-состоянии этих субстратов в различных условиях й их биологической активности. В частности, важная информация заключается в . выявлении состояния субстратов при изменении рН среды, показавшая, что при низких значениях рН протоийруется и полярографически восстанавливается карбонильная группа, а при высоких - ацетиленовая связь.

10. Выявлены высокая активность в отношении возбудителей заболеваний человека, животных и сельскохозяйственных растений ацетиленовых, винилацетиленовых кетонов, р-амино- и (5-арилтио-

. винилкетонов, полученных в настоящей работе.

Содержание диссертации достаточно полно изложено в следующих

работах:

1. Коршунов СЛ., Кудрявцева H.A., Писарева B.C., Назарова A.A. Химия ацетиленовых карбонильных соединений. I. Кинетика взаимодействия 1,3-дифенил-пропинона -1 с морфолином в спирте. // ЖОрХ. 1971. Т. 7. Вып. 10. С. 2125-2127. :

2. ' Коршунов С П., Кудрявцева H.A., Шаляпина Г.И., Землянская A.B.,

Коржова~ Н.В. Химия ацетиленовых карбонильных соединений.

II. Кинетика взаимодействия 1,3-дифенил-пропинона с морфолином в апротонных растворителях. // ЖОрХ. 1972. Т. 8. Вып. 9. С. 1913-1916.• . •

3. Коршунов С.П., Кудрявцева H.A., Писарева B.C. О взаимодействии 1-фенил-3-(2-фурил)-пропинона с морфолином. // ХГС. 1972. № 2. С. 169. ' -

4. - Коршунов С.П., Кудрявцева H.A., Фролова Г.В., Коржова Н.В.

О взаимодействии 1- фенилбутинона-3 с некоторыми вторичными аминами. // Межвузовский сборник "Химия и технология элемент, орг.-соединений и полимеров" Казань, 1972. Вып. 1— 2. С. 45-47. 5 Коршунов С.П., Казанцева В.М., Вопилина Л.А., Писарева B.C., Утехина Н.В. О взаимодействии ацетиленовых кетонов с орто-фенилендиамином. // ХГС. 1973. № 10. С. ¡421-1422.

6. Писарева B.C., Коржова Н.В., Минаева В .А., Казанцева В.М.,

Коршунов С П. Химия ацетиленовых карбонильных соединений. (

III. Влияние заместителей ' на кинетику реакции фенилбензоилацетиленов с морфолином в спирте. // ЖОрХ. 1974.

. Т. 10. Вып. 9. С. 1900-1905.

7. Коржова Н.В., Писарева * B.C., Коршунов С.П., Кучеренко Д.Л. Химия ацетиленовых карбонильных соединений IV. Кинетика

реакции 1,3-дифенил-1-пропин:3-она с вторичными алифатическими

аминами. // ЖОрХ. 1974. Т. 10. Вып. 12. С. 2542-2546. \

8. Коржова Н.В., Писарева B.C., Коршунов С.П. Химия ацетиленовых карбонильных соединений. V. Кинетика реакции 1,3-дифенил-1-пропин-3-она с • замещенными анилинами. // ЖОрХ. 1975. Т. ,11.. Вып. 5. С. 1030-1034.

9. Писарева B.C., Коржова Н.В., Казанцева В.М., Коршунов С.П.' Химия ацетиленовых карбонильных соединений. VI. Влияние заместителей на кинетику реакции 1,3-дифенил-1-пропин-онов с морфолином в спирте. // ЖОрХ. 1975. Т.Н. Вып. 6. С. 1034-1037.

10. . Коржова Н.В., Писарева B.C., Слюсарева О.М., Казанцева В.М.,

Коршунов С.П. Хймия ацетиленовых карбонильных соединений. VIII. Кинетика взаимодействия 1,3-диарил-1-пропин-онов с аминами в трет.-бутиловом спирте. // ЖОрХ. 1975. Т. 11. Вып. И. С.'2255-2261. '

*

11. Коржова Н.В., Писарева B.C., Униковская Л.В., Коршунов С.П. кинетика реакции 1,3-дифенилпрошшона с аминами в этиловом и трет.-бутиловом спиртах. // Межвузовский сборник "Основной орг. синтез и нефтехимия". Ярославль, 1975. Вып. 2. С. 99-105.

12. Писарева B.C., Коршунов С.П., Ярцев М.Г. .Полярографическое восстановление некоторых 1,3-диарилпропин-3-онов и их реакционная способность. // Межвузовский сборник "Физико-химическое изучение неорганических соединений". Чебоксары, 1976. Вып. 4. С. 95-100.

13. Коржова Н.В., Коршунов С.П., Кинетика взаимодействия 1,3-дифеккл- 1-пропин-З-она с анилинами в- этиловом спирте. // Межвузовский сборник "Физико-химическое изучение неорганических соединений". Чебоксары, 1976. Вып. 4. С. 100-105.

14. Писарева B.C., Коржова Н.В., Казанцева В.М., Коршунов С.П. Химия ацетиленовых карбонильных соединений. IX. Кинетика взаимодействия замещенных - 1,3-дифенил-1-пропин-3-онов . с различными аминами в этаноле. // ЖОрХ. 1976. Т. 12. Вып. 5. С. 1026-1029.

f

15. Слюсарева О.М., Писарева B.C.; Коршунов С.П., Казанцева В.М. 'Химия ацетиленовых карбонильных соединений. X. Реакция дизамещенных 1,3-диарил-1-пропин-3-онов с бутиламином и морфолином в этаноле. // ЖОрХ. 1977: Т. 13. Вып. 11. С. 2285-2289.

16. Писарева B.C., Коржова Н.В., Слюсарева О.М., Ярцев 'М.Г., Коршунов С.П. . Химия ацетиленовых карбонильных соединений. X!. Кинетика взаимодействия 1-фенил-3-арил-1-пропин-3-онов с

_ анилинами. // ЖОрХ. 1977. Т. 13. Вып. 2. С. 350-353.

17. Слюсарева, О.М., Коржова Н.В., Коршунов С.П. Химия ацетиленовых карбонильных ■ соединений. XII. О влиянии растворителей на кинетику взаимодействия 1,3-дифенил-1-пропин-3-

- она с аминами. Алифатические спирты. // ЖОрХ. 1977. Т. 13. Вып. 5. С. 1015-1020.

1В Страдынь Я.П. Писарева B.C., Коршунов С.П. Химия ацетиленовых карбонильных соединений. XIII. Полярографическое восстановление и реакционная способность 1,3-диарил-1-пропин-3-онов. //. ЖОрХ. 1977, Т. 13. Вып. 4. С. 788-795.

19. Коржова Н.В., Писарева B.C., Слюсарева О.М., Коршунов С.П. Химия ацетиленовых карбонильных соединений. XIV. ■ О взаимодействии 1,3-дифенил-1-пропин-3-она с первичными

- аминами. // ЖОрХ. 1977. Т. 13. Вып. 12. С. 2555-2558.

20. Слюсарева " О.М., Коржова Н.В., Коршунов С.П. Химия ацетиленовых. карбонильных соединений. XIV. О влиянии

растворителей_ на скорость взаимодействия 1,3-диарил-1-пропин-3-онов с аминами. // ЖОрХ. 1978. Т. 14. Вып. 11. С. 2558-2565. -21. Стацюк В.Е., Коршунов С.П., Коржова Н.В., Бодриков И.В. Внутримолекулярный катализ в реакции присоединения, тиолов к a-ацетиленовым кетонам. // ЖОрХ. 1979. Т. 15. Вып. 9. С. 1998-1999.22. Стацюк В.Е. Коршунов С.П., Коржова Н.В., Бодриков И.В. Взаимодействие активированных ацетиленов с тиофенодами. // Тез. докл.Всесоюз.конф."Развитие орг.синтеза на основе изучения общих закономерностей и механизмов реакций". Ленинград. 1980. С.49. 23. Коржова Н.В., Коршунов С.П., Стацюк В.Е., Бодриков- И.В. Кинетические закономерности реакции нуклеофильного тиилирования диарилпропинонов. // Изв. вузов. Сер. Химия и хим. технол. 1982. Т.25. Вып. 7. С.813-818. '24. Стацюк В.Е.', Краснов В.Л., Коршунов С.П., Бодриков И.В. Нуклеофильное тиилирование диарилпропинонов. Стереохимия реакции,//ЖОрХ. 1983. Т. 19. Вып. 3. С. 468-475. . ■

25. Утехина Н.В., Писарева B.C., Казанцева. В.М., Коршунов С.П., Орлов В.Д., . С-уров Ю.у. Относительная основность и дипольные

' моменты 1,3- диарил-1-пропин-З-онов. // Тез. докл. VII Всесоюз. конф. до химии ацетилена. Ереван, 1984. С. 38.

26. Зиганшина Э.Х., Стацюк В.Е. Коржова Н.В.; Коршунов С.П.,

Бодриков И.В. Инверсия реакционной способности в

нуклеофильном тиилировании непредельных кетонов. // Тез. докл. f

VII Всесоюз. конф. по'химии ацетилена. Ереван, 1984. С. 87. " 27. Коршунов С.П., Стацюк' В.Е., Казанцева В.М., Бодриков И.В. г Образование 2-фенил-у-бензпирана (флавона) при нуклеофильном тиилировании 1-(2'-оксифенил)-3-фенилпропин-2-она-1. п-тиокрезо-лятом калия. // ХГС. 1986. № 5. С. 601-602.

28. Коршунов С П., Слюсарева О.М., Коржова Н.В., Казанцева В.М.

. Кинетические закономерности реакции 1,3-диарил-1-пропин-3-онов

с морфолином и бутиламином в полярных апрогонных растворителях.. // ЖОрХ. 1986. Т. 22. Вып. 5. С. 913-917.

29. Коршунов С.П., Корнилов A.C. Способ получения 2,5-фурандикарбоновой кислоты. // Авт. св. СССР № 287963, 1970.

30. Стацюк В.Е., Коршунов С.П., Казанцева В.М. Способ получения

■ флавона. // Авт. св. СССР № 736585, ДСП. 1978.

31. Коршунов С.П., Зиганшина Э.Х., Коржова Н.В., Казанцева В.М., Хтехина Н.В. Способ получения симметричных винилацетиленовых кетонов. //Авт. св. СССР № 1170740, ДСП. 1985.

32. Крршунов С.П., Казанцева В.М., Утехина* Н.В. Способ получения ацетиленовых кетонов, // Авт. св. СССР № 1287498, ДСП. 1987.

33 Коршунов С.П., Коржова Н.В., Казанцева • В.М., Краснов В,Л., Угехина Н.В., Бодриков .И.В. Реакция 1-арил-3-(2(4)-оксиарил)-1-пропин-3-онов в присутствии аминов. Два. типа циклизации с участием орто-гадроксильных групп. // ЖОрХ. 1986. Т. 22. Вып. 9. С. 1847-1853.*

31. Коршунов С.П., Слюсарева О.М., Коржова Н.В., Казанцева В.М.' Кинетика реакции алифатических аминов с 1,3-дифенил-1-пропин-3-оном в ацетонитриле и диметилформамиде. Влияние структуры аминов. // Изв. вузов. Сер. Химия и хим. технол. 1986. Т.29. Вып. 9. С. 40-44.

35. Утехина Н.В., Коршунов С.П., Орлов В.Д,, Суров Ю.Н., Казанцева В.М. Дипольные моменты и основность а-ацетиленовых кетонов. // ЖОХ. 1987. Т. 57. Вып. 6. С. 1362-1367.

36. Коршунов С.П., Бодриков И.В., Бажан Л.И., Стацюк В.Е. Коржова Н.В. Инверсия реакционной способности тиолов в AdN-реакциях.

■ ацетиленов. // ЖОрХ. 1988. Т. 24. Вып. 4. С. 679-682.

37 Утехина Н.В., Коржова Н.В., Казанцева B.M.-, Коршунов С.П., Суров Ю.Н., Орлов В.Д. 1,5-диарил-1 -пентен-4-ин-З-оны. // ЖОХ. 1988. Т. 58. Вып.З. С. 692-696.

38. Зиганшина Э.Х., Казанцева В.М.' Писареву B.C., Коршунов С.П. Синтез и биологическая активность кетонов ряда 2-карбоксифурана. // Изв. вузов. Сер. Химия и хим. технол. 1988. Т. 31. Вып. 11. С. 40-43. •

39. Колос H.H., Орлов В.Д., Слободина Е.К., Юрьева, Е.Ю, Коршунов С.П., Зыонг Ван Туэ. Конденсированные системы на основе 4-

• амино-3-меркапто-1,2,4-триазола. // ХГС. 1992. Вып. 2. С. 267-272.

40. Казанцева В.М, Коршунов С.П. Конденсация Клайзена-Шмидта в

\

апротонных растворителях. // ЖОрХ. 1995. Т. 30. Вып. 2. С. 313. " 41. Писарева B.C., Кудрявцева H.A., Казанцева В.М., Коршунов С.П. Сульфированный уголь — гетерогенный катализатор синтеза непредельных карбонильных соединений. // Тез. докл. симпозиума по органической химии. Санкт-Петербург, 1995. Т. 1. С. 49. 42. Бажан Л.И., Коршунов С.П., Бодриков И.В, Механизм внутримолекулярной циклизации диарилпропинонов. // Тез. докл. Всеросс. конф. "Карбонильные соединения в синтезе гетероциклов". Саратов, 1996. С .143. -

Отдельные разделы работы доложены на конференциях: Ленинград (1980), Ереван (1984), Казань (1986), Санкт-Петербург (1995), Саратов (1996), Нижний Новгород (1996).