Ароматическое нуклеофильное замещение алкокси- и гидроксигрупп в полициклических и гетероциклических системах в условиях кислотного катализа тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

ЮВСШГ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЩИ ^ ^даЦЗ^ОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М.В. ЛОМОНОСОВА

ХИМИЧЕСКИИ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

УДК 547.655*831*833: 542.958.3

АФАНАСЬЕВА /7 . -

ТАТЬЯНА АНАТОЛЬЕВНА

АРОМАТИЧЕСКОЕ НУКЛЕОФИЛЬНОЕ ЗАМЕЩЕНИЕ АЛКОКСИ- И ГИДРОКСИГРУПП В ПОЛИЦЖЛИЧЕСИИХ И ГЕТЕШШКЛЙЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

в условиях кислотою катализа ( Специальность 02.00.03 - органическая химия )

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата хи/нческмх наук

Москва 1993

Работа выполнена на кафедре органической химии Химического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.

Научные руководители:

Офи,!иальные оппоненты:

Ведущее учреждение:

доктор химических наук, профессор А.Л.Курщ кандидат химических наук, тоцент В.'Л.Теренин

доктор химических наук, профессор А.влнкскмов доктор химических наук, профессор А. Г.Ледов

Московский государственный педагогический университет даени В.И.Ленина, кафедра органически химии

Защита состоится " <5 " ЩУЧУ-МЛ 1993 г. в У/

ЯГРТТЯИМИ РЛРПИЯ ПЧЧНЛПКЯННПРП '\ио«ллп Плпотя П ПЯГ*

/Г

час.

на заседании специализированного'Ученого Совета 1 053.05.58 по химическим наукам при Московском Государственно?.! университете им. М.В. Ломоносова по адресу:. 119899., ГСП-3, Москв*4 В-234, МГУ, Химический факультет, ауд.

г

С диссертацией можно ознакомиться .в-библиотеке Химического факультета МГУ им.М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан'"

1993 Г.

Ученый секретарь специализированного Ученого Совета кандидат химических .наук, с.н.с.

шокава

■садя ШШСГЕРИСТККА РАБОТЫ.

Актупдьно'Угь проблемы.

Нукаерфильноэ еамещепие в ароматическом ряду относится к важнейнгм т-ипам -реакций органической химии. Это определяет постоянный «н-.грес к изучен;;» механизма таких' превращений. Классическая дв-ухстаднй-ная схема, предполагающая обратимое присоедшкше заражанюро нуклесфила к ароматическому фрагменту с .образован-нем анионного о~ аддукта и последующим отщеплением уходааей группы, служит основой для систематизации и щотерпрстадаи огромного числа экспериментальных данных, прежде всего £3 области активированного ароматического нуклеофильного аамещени-я. Достаточно подробно изучены реакции' замещения, где активирующую роль цгрдют нитро- ' , сульфо- или диазогруппа. Активир-у-кзде-е - влияние иминиевоП группы в ' ароматическом цу-клеофлльнам замещении, а также влияние кислотного катализа на замещение алко-кси- и гндрокспгруппы в полицшишческих и гетероциклических системах изучены мало.

Цель работы.

Целью иастояк-'й работы явилось изучение ■ реакции аршодеметотшфоваыия в полици'слических и гетероциклических системах, таких как хшодгаш, изохшюлины и нафталины.

. Г'аучкая новизна и практическая значимость работы.

Исследованы особенности нуклеофильного ароматического здиещ&нвя при активирующем слиянии иминиевой группы в иртоиширпааводишс нафтальдегида. Показано, что при переходе.от «ошзщпидаческизс к бицинлическим ароматическим системам ОблеР'тетсз замещение цетоксмгруппы на алкиламиногруппу за счет адаелфовдния бензольного з'.оЛьда.

- Кд-таллапруаше хлоридом аммония замещение метсксигруплы на ме-т-илдащнорру-тцг в 3,4-дагадрсшдхино.гшнах происходит в том случае, когда мйтокшт-р-упна находится в п- ■ положении к эдндгрэнщэ, даладаейсв структурным фрагментом бициютческоп с^е-теш. Э. <г-оу случае., когда вминогру-тша является фрагментом %-системы реФерсадклическоО молекулы (хиколин, изохинолин) в у.сдодидх кислотного катализе имеет место неселективное зктивир.#аде^ аярячие прстонурсщедного пиридинового кольца на

аннелированное бензольное ядро. Способность метоксигруплы ~ замещаться алкилачинами в хинолинах и, изохинолинах значительно ниже, чем в 3,4-дигидроизохинолинах. Замещение в этом случае протекает не по механизму s,Ai\ а вдет с первоначальным образованием фенолов и последующим замещением гидрохсильной группы ка алкиламиногруппу.

Показано, что соли 1- метилизохинолиния, содержащие метоксигруппу в бензольном ядре, .под действием метиламина перегруппировываются в производные нафталина. В процессе реакции метоксигру-па, находящаяся в п- полозсении к образующейся в ходе реакции иминиевой группе, способна замещаться на метшшиногруппу. Найдены условия, при которых алхокси- и гидроксипроизводные нафталина преврчаалтся в аминопроизводные с практически количественным выходом.

Апробация работы.

Основные положения работы доложены на конференции молодых ученых химического факультета МГУ (Москва, 1987), всесо/езной конференции молодых ученых (Иркутск, 1988), всесоюзной конференции "Ароматическое нуклеофильное замещение" (Новосибирск, 1989).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 7 статей, 2 тезисов докладов, депонирована в ВИНИТИ 1 рукопись.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из вь дения, обзора литературы . по реакциям нуклеофильного замецеиия в фенолах и просшх эфирах фенолов, обсуждения полученных результатов, экспериментальной части и списка цитируемой литература. Работа изложена ка 4 страницах машинописного текста, содерг:ит таблиц, рисунков. Стшсок цитируемой литературы включает'//^ наименований.

Содеряание работы.

I. Атгнодеметоксилировакие в алкоксинафгалы/тидах.

4-Алкокси-1-нафтальдегиды (1а,б) аналогично п-алкоксибензальдегидгл вступают в реакцир аминодеметоксилнрования при действии на них алифатических аминов в присутствии хлорида аммония или гикрохлорида метиламина (запаянная ампула, ио'с). В

качестве аминов использовались метил- , оутил- и гексиламин. Продукты реакции выделяли в виде 4-алкиламино-1-нафтальдегидов (II а-в) после кислотного гидролиза реакционной смеси и ее хроматографического разделения на колонке.

<5)R2=C4H9.

' I a)R1=cn3, 6)R1=c2h5

II а)Г-=сн3>

B)R2=C(-H

Нагревание в течение 10 часов 4-ыетокси-шафтальдегида (la) с гадрохлоридсм метиламина в 30% 'спиртовом растворе метиламина приводит к 46% выходу продукта замещения (На), который практически не изменяется при увеличении времени проведения реакции. Использование а качестве протонирующего агента хлористого ашония позволяет повысить выход продукта замещения до 603. Этокснгрупна замещается легче метоксигрупгш; при действии ¡m 4-этокси-1-Н'фтальдегид (16) метиламина в присутствии хлористого аммония выход нефтальдегида (На) достигает 65%. Оптимальное соотношение реагентов в данном превращении: альдегид: сяш: хлористый е?.мониЯ = i: 30s г, температура мо °с, время реакция Ю ч'асоа.

liait h для дпугих реакций ароматического нуклеофилыюго замещения, выходы продуктов снижаются при переходе от низших к Eucami алифатическим аминам. Так, выход бутиламинонафталъдегида

(116) составил 30%, а выход гексиламинонафтальдегида (Ив) в тех ~ же условиях - 18%. Следует отметить, что в аналогичных условиях в иминиевых производных анисового альдегида череа 40 часов выхоп продукта замещения метокси- на метилачиногруппу и бутилачкногруппу составляет 37 и 5% соответственно.

Таким образом, при переходе от п- алкоксибензальдегвдов к 4-алкокси-1-нафтальдегвдач облегчается замещение алкокси- на алкиламиногруппу при активирующем влиянии иминиевой группировки. Отсутствие продуктов замещения при проведении реакции без гидрохлорипа азотистого основания подтверздает активирующее действие шинкевой групш в данном превращен«'.'.

2. Нуклеофнльное замещение мбтоксигрутга s 3,4-дигидроизохинолинах.

3,4-Дигидроизохинолины представляют собой .-циклические аналога бензальдаминов и бензкетимииов, в которых иданогруппа является структурным фрагментом бишпслической систему, что «osar приводить к . ее большей стабильности по сравнение с бензальдиминами и бензкегиминами в реакциях нуклеофилыюго замещения алкокоигруппы и, соответственно, к увеличению выхода продуктов реакции. С целью изучения влияния структурных электронных факторов на процесс иуклеофильного замещения Сил синтезирован ряд 3,4- дигидроизохннолиноз, содержащих метоксигруппу в различных положениях бензольного ядра, а таю;:е в п-положении I-фенильного заместителя.

Взаимодействие 1-метил-6 .4етоксн-3,4-длгндро:!зог.И!:одинй (Illa) со спиртовым раствором метиламина или, даетхяамяна в присутствии хлорида аммония (запаянная ампула, 150'с) приводит к замещению метоксигрупш ьа аминогруппу с Солее высокие выходами (lva-69%, IY6-48S), чем для его нециклического аналога п-метоксиацетофенона (выход п-ыетилакиносцетофенона составляет 10%). •

В отличие от соединения Ша, где' ыетохсигру:ла находится в п- положении к шиногругак? в 1-кетш!-7-метокси-3,4-дигкдроизохинолине (Шб) в вышеуказанных условиях замещение метоксигрупш на метиламиногруппу. не происходит. Это? результат согласуется с даннши квантово- химических рассчетоь, ододиенише

cu,

сн

3

iii-Л t

HNR1!*2, NH^Ci C2,HS- OH

o2/

H

CH-,

,1.

=CII3; 6)R -H1"

=CH.

3

IV а)п1=н, п2;

для моноциклических систем, которые показали, что иминиевая группа активирует нуклеофильное ароматическое замещение алкоксигрупш в п-положении, но не в м-положении бензольного кольца.

В 1-метил-ь',7-дшетокси-3,4-дигидроизохинолине (Шв) лишь одна метоксигр^ппа замещается на метиламиногруппу. Выход аминопроизводного 1ув составляет 65%. Из сопоставления химических сдвигов протонов н-5 н-8 в спектрах ПЫР исходного и конечного соединений следует, что замещается только б-метоксигруппа.

С^О

снло

Сн,

В. 2»

С2Н5-°Н

CHiO

N Ъ

Анализ моделей Стюарта показал, что в молекуле 1-(4'~ мотокспфен11л)-3,4-д»гидроизохинолина (Шг) иминогруппа выведена из сопряжения с бензольны?.! ядром, содержащим п-метоксигруппу,и не долгиа активировать нуклеофильное замещение метоксигруппы. ДеЯстштельно, при нагревании соединения IIIг со спиртовым раствором «етилклина (150*с, 15 часов) продукт замещения не образуется.

В то ze время 1-(4'-метокс11фенил)-3,4-дигидроизохинолш1 (Шд) вступает в реакции с метиламином и за 15 часов образуется с гаходом 48S 1-(4»-метокси(Г"^ннл)-6-метиламш10- 3,4-

-

дигидроизохинолин <1УД).

Таким образом, катализируемо! хлоридом аммония замещение метоксигруппы на алкидоминогруппу в 3,4-дигидроизохинолинах происходит в тех случаях, когда аминогруппа находится в сопряжении с ароматическим кольцом, содержащим ъ п-полоа:ении метоксигруппу.

Э. Аминодеметоксипирование в изохинолинах.

Изохинолин представляет собой гетероцикл, в котором иминогруппа является составной частью я-эдектроиноЯ &рсчатмческоП системы.

Кзантовэ-хишческие рассч^ти по методу Хюккеля, выполненные для протонированной молекулы изохшолина с ыетокслгруппой в различных положениях ароматического кольца показызают, что в отличие от моноциклических систем, со/"?ркащ:х кьикаевуи группу, где энергия анионной локализации о-аддукта при замещении метоксигрушш на метиламиногруппу для п-положенвя ниже, чем для м-полохения по отношению к иминиевой группе, в изохинодиновоЯ системе энергия анионной локализации а-аддукта для положений 6 и 7 практически одинакова я выше, чем дла положения I,

Нами исследовано замещение метоксигруппы в 6- и 7- мэтохси-I- метализохинолинах <Уа,б). Оказалось, ' что реакционная

способность I- метил-6-метоксиизохинолина (va) значительно ниже, чем его дигидроаналога (Ша). Так, за 20 часов при 150"с замещение не протекает. Повышение температуры до 170*с и увеличение времени реакции до 40 часов приводит к образованию гидроксипроизводного Vila с выходом 37%. Замещение метоксигрупгш на метиламиногруппу становится возможным лишь при дальнейшем повышении температуры до 200*С. Результаты проведенных реакций представлены в таблице I.

V а)б-осн3, б)7-оснэ. vi а)б-мнснэ, си-мшц. VII а)б-он, б)7-он.

Таблица I

Взаимодействие метоксиизохинодцна v с метиламином.

Исходное Температура Бремя .Продукт Выход,

соединение реакции,*с реакции,ч реакции %

va 170 го - -

va . 170 40 Vila 37

va 200 10 via 16

Vila 23

va 200 15 via 23

Vila 14

va гоо 25 via 74

V6 170 40 VII6 28

V6 ■ гоо 15 VI6 19

VII6 16

V6 гоо 25 VT6 73

Во всех случаях, когда реакция не доходит до конца, в реакционной смеси присутствует соответсгвукщий гвдрокс«изохинолин vil . Аналогично протекает замещение метоксигрупш ;.а метиламиногруплу в 1-метил-7- метоксиизохинолине 'V6). При 170'с образуется лишь гидроксипроизводное YII6. Длительное нагревание . (25 часов) при 200'с реакционной смеси приводит к аминопрсизводному VI6.

В молекуле I,з-диметил-6,7-диметсксиизохинолина (vb) удалось заместить обе метоксигруппы. Выход 1,3-даыетил-6,7-диметилам.1ноизохинолина (VIb) за 40 часов нагревания реакционной смеси при 200*с составил 40%.

СНа СЯдЦН^ , NH^ci t . CH¿NH

***

ñb

Полученные данные говорят о том. что в молекулу изохинолина в отличие от его 3,4-дигидроаналога имеет место неселектавное активирующее влияние протонированного пиридинового ядра на аннелированное бензольное ядро, и механизм замяа.няя становится отличным от snat. Замецепе метоксигрупш на кетилаяиногруппу в изохинолкнах происходит с первоначальным декетил^ованяеи. образованием гидроксиизохинолучов и последующа! ззмоданаеи гидроксигруппы на мётиламиногруппу. В целом реакционная способность метоксигруппы в изохинолинах значительно пике, чеа в 3,4- дигидроизохинолинах.

Трансформация иетоксизанещенных солйй 1.2-диметилнзохшолиния.

В отличие от метоксиизохинолинов У в солях изотюяшш vina,б нуклеофил атакует не атом углерода С6 иди С^. связанный с метоксигруппой, а . атом углерода с3 с разриасы связи с3-Н. Дальнейшее замыкание связи с3-с9 приводит к образовав ноього бензольного ядра по реакции Коста-Сагитуллияа.

В результате реакции яодида 1,2-дкм.етил-7-

мвтокеиизохинолиния (vnid) с метиламином (I5Q°c,20 часов) образуется 1-метиламино-7- метоксинафтапин (1X6) с выходом 72%.

СНзО

СИ^МНа

'Nv

Г-н,

ннсн.

CHjO

К1НСН,

VIM tf

IX е-

При взаимодействии иодвда 1.2-даметил-6- метоксиизохинолиния (vnia) с иеталакином били выделены два соединения:. 1-метиламино-0- метонейнафталнн (ixa) U%) и 1,6-диметиламинонафталин (ixb) t&lSJ.

оуЭ

СНдНИа

. ' I"' ■ - I».

см,

Си,

VIII Л

ынси.

CHjMH

шсн.

NHCH^

ННСМ,

IХь

Нафталин' ixa является продуктом -.перегруппирог ;и Коста-Сагитуллина. Образование нафталина ixb обусловлено параллельно протекающим замещением метоксигруппы в положении s на металашюгруппу. Такое замещение может происходить • как в исходаоЯ соли villa за счет кватернизации пиридинового цикла, так я на стадии ациклического интермедиата, когда образущаяся в процессе реакции иминиевая группа активирует замещение s^Ar типа находился к ней а пьра-полокении метоксигруппы.

В пользу того, что замещение метоксигруппы протекает на

стадии ациклического интермедиата, а не в исходной соли, говорит тот факт, что не удается осуществить замещение метокструппы как в б- так и в 7-метокси-1-метилизохинолине иод действие:,: спиртового метиламина в присутствии хлорида аммокмя при 150'с. Такое замещение протекает лишь при более высоких температурах. Так, при 200° с замещение 6- и 7-метокс*1 группы протекает практически с одинаковым выходом 73-74&. Таким образом, трансформация соли 1,2-диметил-6- ыетсхсиизохинол^ния (Villa) в 1,6-диметиламинонафталин (1Хв) протекает по AiJRORC-механизму, включающем;, раскрытие пиридинового ядра с образованием элечтроноакцепторной импниевой группа. активирующей нуклеофильное замещение метоксигруппы на метилачиногруппу и последующее замыкание бензольного ядра.

5. Замещение метокси- и гидроксигруппы ка нетиЛаминогруппу в хинолинах.

Бициклическая система хинолина родственна структуре изохинолина. Было изучено катализируемое хлоридом аммощш замещение метоксигруппы на аминогруппу в производных хинолина ха-в, содержащих метоксигруплу в положении 6, . 7 и 8. Варьировались температура, время piearamn, концентрация реагирующих веществ.Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2

Взаимодействие метоксихинолинов Х'с метиламином.

Исх. в-во Сисх. ЫОЛЪУЛ ССН,!(Но ИОЛЬУЛ - ■' ■'■ ctm.ci,i иОЛЬУА Т-ра, 'С Время» * ч Выход,i'

гкх XI фенол XII

ха 0,4 9 0 170 40 0 55

0,4 9 1 170 40 25 25

0,3 9 2 200 15 40 if

0,3 9 1 200 20 60 ♦5

0,2 1? 1 200 20 10Q 0

Хб 0,4 170 40 15 25

0,4 1£ 1 200 ' 20 100 <3

хв 0,4 9 1 • 200 20 . 55 ю

«"»-СО,-

хТ ^'гч-ь

X ' а)б-ОСН3,Н=Н; б)7-0СН3,Е=Н; в)8-0СН3,В-си3;

XI а>б-ШСН3,К=Н! б)?-ГП{СН3,Н=Н; В)8-Г4ксн3,и=сн3:

XII а)б-ОН,К=Н; 6)7-011,Н=Н; В)'8-0Н,К=СН3;

Как видно из представленных данных, во всех случаях, когда реакция не доходит до конца, в реакционной смеси присутствуют соответствующие гидроксихичолини XII. Количество их увеличивается с понижением температуры. Выхода метиламинохинолинов XI возрастают с повелением температуры и концентрации метиламина и почти не зависят от природа субстрата и концентраций хлористого ашония и исходных веществ. При проведении реакции без катализатора образуется лишь гидроксихинолин.

Известно, что фенолы значительно труднее, чем простые эфирн фенолов, вступают в типичные реакции ароматического нуклеофяльного ад.;екення. Однако реакционная способность гидроксипроизЕОДНЫХ хинолинов по сравнению с соответствующими уётохсипроизводаыми в усльиях проводимой нами реакции оказалась гцгэ. Пслучешгг.'г результаты представлены в таблице 3.

*г>.-ь

но-& н —с нгСн ' ^м. ^

_ . Ру.

УЙ^-Г XI гч-Г

XI а)б-кнсн3.к=П; б)7-етсиэ,к=н; в)а-шсн3,н-сн3; Г)ОШСН3,й=Н;

XII Л)6-0Н,Н=Н{ о)7-011,Р.=Н; В)8-0Н,К=СНЭ; Г)Э-ОН,К=Н

Таблица 3.

Взаимодействие гидроксихинолинов XII с метиламином.

Исх. в-во ci:cx. моль^л CCH,NK0 МОЛБ^Л" CNH.C1 ■МОЛоЛЛ T-pa, 'c Время, 4 Амино-пройа- ВОДООВ. и "I ■ - *

Xlla 0,4 9 170 40 66

0,4 9 1 200 20

XIIö • ' 0,02- 12 1 170 20 ХХб 60

XII6 . 0,02 9 1 200 20 XI6 1Ш

xiib . 0,4 9 200 20 XlB . eo

Х11Г 0,4 12 1 200 20 XIT §0

Реакционная способность изомеров с гидроксильной группой р положениях 6,7 вше реакционной способности соединений с гидроксильной группой в положении 8, что наблюдается таюкэ и в реакции Бухерера.

б. Замещение гг-дрокси- и метоксигрупгод на аминогруппу в нафталинах.

Было изучено взаимодействие а- и ß-нафтолав, являющихся классическими субстратами в реакции Бухерера, с различиями аминами в спиртовой, водной и воДно-спиртовой среде. Подученный результаты представлены в таблице 4.•

н20 -

мл,?

XIII a)1-OH; Ö)2-0H; . *

XIV a)1-NR1R2,R1=R, R2=C1I3; <3)2-NR1R2,B1=H, R2=CHjJ 3)1-NR1R2,R1=R2=CH3i r)2-m1R2,R1=R2=--ClI3;

Д) 1 -NR 1R2,R'=R2=H; e ¡г-р^.Н1^^

Таблица 4

Взаимодействие нафтолов XIII с аминами.*

Исх. Амии . раство- самина. т-ра. Вреш', Амино- Выход

в-во ритель моль/л 'с ч Г,ОИЗ- амино-

водное произ-

XIV водного

XIV, Я

хша СНЭ1Ш2 с^он 8 130 25 хт 31

XII 1а снуш2 С2Н5ОН 12 200 25 х1Уа ■ 60

ХШб СН31Ш2 С2Н5ОН 12 ■ 200 25 Х1У6 30»*

ХШб СН.!Ш2 СгН50Н 8 180 25 XIV.-) 86

хто сн31ш2 С2Н5ОН .12 200 25 Х1У6 100

•хша (СН3)гЛК С^ЦОН 6 200 35 Х1УВ 7

ХЩб (СН3)2Ш С^СН 6 200 35 Х1УГ 2Г7

ХШа КН3 6 180 25 Х1УД следы

хша Ш3 Н2° 13 200 35 XI УД 15

ХШа Ш3' НзО-С^ОН 10 200 35 Х1УД следи

ХШб КЦз с2н5он 6 200 40 Х1Уе 45

ХШб да3 н20 13 200 . 40 Х1Уе 78

ХШб ГМ, НдО-С2Н5ОН 10 200 40 Х1\'е « |

*Кокцектраш5И реагарухшх веществ (моль/л) составляют: исходное соединение - 0,4; хлорид аммония - 0,3.

^Реакция проводилась без ш4С1.

Нэ представленных данных видно, что реакция народов с еканаиа такя* катализирует я хлоридом аммония, как протонируадим агентом, а реакционная способность р-ьафтола высе реакционной способности а-нгфгола. Быхсы алкил- и диалккламинонафталинов возрастает с повшени«я концентрации соответствующего и

теяйераттри реаяш, л занономерно сникаются при переходе от первячанх агатов ко вторэтгьк».

Более гглзкпЛ выход ампнснафталинов по сравнению с адшлатюнафтаяинами, по-видимому .мокно объяснить меньшей иуклвофилыюсты» екмяака по сравнению с метиламином.

Полученные результаты говорят о том, что образование»фенолов ~~ и ^минирование является последовательным, а не • параллельным процессом, причем такой механизм, вероятно, является общим для самевдния агасоксигрупгш на аминогруппу в неактивированных ароматических соединениях • в условиях кислотного катализа. Дополнительным аргументом в пользу приведенного утверждения служат реакции I- и 2- метоксинафталинов (ХУа и ХУб) со спиртовым раствором метиламина (20 ч, 200 *с, концентрации реагирующих веществ (моль/л) следущие: исходное соединение (0,1), метиламин (12), хлористый аммоний (I)).

- - »-со

XV а)1-0С.Ч3, б)2-ОСК3; XI а)1-ИНСН3, б)2-ШСН3;

XIII а)1-ОН, 0/2-0Н.

Выход аминов составил 89 (Х1а)'"и 86% Шб), выход фенолов-4% (НШ) и 0,2:« (ХШ6). Выхода продуктов реакции в данном случае определяли с помощью газо-вдкостной хроматограф«" (ГЖХ) из сравнения интенсиЕностей • пиков .входных и полученных соединений, без предварительной калибровки по чувствительности детектора к каздому соединению и введения внутреннего стандарта.

7. {Механизм аммодеметоксилирования в неактивированних ароматических субстратах.

Была изучена кинетика замещения гидрокси- и ыетоксигрупп на метиламиногруппу в 6-гидроксихинолине (ХПа) и ^-нафтоле (ХШб), а также 6-метоксихинолине (Ха), 7-метоксихинолине (Хб) и 2-метоксинафталине (ХУб). Реакции проводили в автоклавах из нержавеющей стали, которые через определенные промежутки времени бистро схлаздали, вскрывали, и из них выделяли смесь веществ, лкалийироваЕшуюся с помощью ГКХ. Такой способ проведения кинетических . измерения имеет ряд погрешностей, связанных с непостог 5стеом концентг ">Ш1й метиламина при . проведении

эксперимента. По этой причине невозможно получить достоверные зда?.еда1 констант скоростей изучае.мых превращения, тем не менее дао оцелкй различий реакционных ' способностей субстратов вполне Достаточно сравнения кинетических кривых. Начальные концентрации ргедафуютх веществ (моль/л) были следующими: исходное соединение 0Л,. метиламин 12, хлористый аммоний I. Температур?! реакции Кинетические кривые приведены на" рис Л. . к

"> Время, час

.РисЛ. Кинетические кривые.

1. Содержание б-^тилпмннохннолина (исх.- 6-оксихинолин).

2. Содерж-шке ^метилами нонафталкн а (исх.- (}-нафтол).

3.Содержание б-метиламкнохинолина (исх.-6-метоксихино:дш). 3*. Содержание 6-оксихинолина (исх.- б-метоксихинолК«У.

4. .Содержание 7-метиламинохшшина (исх.-7-метоксихинолин). 4*. Содержание 7-с:сс:ш:иолнна (исх.- 7-метоксихинолин).

5.Содержание 2-метилгшнонафталииа (исх.-2-метоксинафталин). 5*. Содергашю р-кс5тла (исх.- 2-метокснна<фталии).

Как видно из представленных данных, скорость реакции ' существенно вше для фенолов, чем для метиловых эфиров фенолов, пр-чем р-нафтол реагирует быстрее 6-гидроксихинолина. Количество образующегося гидроксильного производного наименьшее в случае 2-метоксинафталина и наиймыиее в случае ^метоксихинолина. В реакциях метиловых эфиров ха.б и т/б с метиламином концентрация гидроксильных производных вначале повышается, достигая максимума, а затем снижается, что является типичным для прсиехсуточних продуктов последовательных реакций.

Полученные результаты позволяют предложить схему механизма аминодеметоксилирования в неактивированных ароматически и гетероароматических субстратах, которая рассмотрена на примере взаимодействия 6-метоксихинолина с метиламинам.

ИС1

^ к

• н+ О

с^нн

СН^МН.

Сн^мн

йс1 !

но,

-И, О

Сн^МЙ -Н+- Сн^ИЦ

оцын Н01

Первой стадиеЯ реакции является 5^,2 атака нуклеосп.ча по атому углерода метоксильной группы, приводящая к деметилировашт с образованием соответствующего Фенола. В пользу образования фенолов в результате з{{2 деметилирования, а не гидролизт,

говорит образование бутилметилачина в реакции б-метоксилиюлшт с б;, гиламшом, регистрировавшееся ПХХ.

Кислотный катализ реакции Бухерера и родственных превращений позволяет предположить, что следующей стадией является электрофильноо протонирование кольца обргповаьшегося фенола. Далее возшвш два направления атаки по

карбонильной груше и з мета- положение к ней, что приводит ¡: конечном итоге к ачиногсроизводнсму.

Вывода.

1. Показано, что нуклеофильное замещение метоксигруппы на алкилачиногруппу в неактивированных ароматических и гетерозроматнчсскнх субстратах протекает путем бимолекулярного нуклеофильного замещения у насыщенного атома углерода с образованием фенолов к последующим замещением гидроксильной группы на алкилачиногруппу.

2. Установлено, что катализируемое хлоридом аммонии замещение метоксигрушш на алкиламиногрушу в 3,-1-дигидроизохинолинах происходит в том случае, когда иминогруппа, являющаяся структурно.'. Фрагментом бициклической системы; находится з пара-, но не в мета- положении' к замещаемой группе.

3. Показано, что замещение метоксигруппн в солях г.зохпнолиийя протекает по дг.тюпс- механизму, включающему раскрытие под леЯствием метиламина пиридинового ядра с образованием имшневоЯ группы, актчвирувдеЯ нуклеофильное замещение, и последующ» заиканием бензольно го кольца.

4. Найдено, что бензаннелиров^'.е сцосс'стЕует иуклеоЗильисзд .' замещен:;» аякоксигруппы на алкиламиногруппу, еггг.гвируег.'а.гу и:.'.:ш;:евсЯ группой..

5. Найдеки условия, позволяющие синтезировать а'лшопропззодныэ хгаюляювого и нафталинового ряда из их алкокси-н гидрокеппроизвода^х с .практически количественным выходом.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Афанасьева Т.А., Блохин A.B. Нуклеофильное замещение алкоксигруппы в иминиевых производных 4-зачещенных нафтальдегидов // Материалы конференции молодых ученых хи:. фак. МГУ, Москва,1987. Деп. ВИНИТИ, № 5772-В, 1987.

2. Блохин A.B., Афанасьева Т.А., Курц A.JI., Бундель Ю.Г. Замещение алкоксигруппы в иминиевых производных 4-замеще>шых алкоксинафтальдегидов под действием алифатических аминов // Вести. Моск. Ун-та. Сер.2, Химия.- 1988.- Т.29, Л I.- С.81-83.

3. Афанасьева Т.А., Герасименко В.А. Нуклеофильное замещение алкоксигруппы в бензазинах под действием алифатических аминов // Всесоюзн. коиф. мол. ученых: тез.докл.- Иркутск, 1988.- С.6.

4. Теренин В.И., Герасименко В.А., Курц А.Л., Афанасьева Т. Л., Бундель Ю.Г. Амикодеметоксилирование в хинолинах и нафталинах. // Всесоюзн. конф. "Ароматическое нуклеофильное замещение": тез, докл.- Новосибирск, 1989.- С.108.

5. Теренин В.И., Герасименко В.А., Никишова Н.Г., Курц А.Л., Афанасьева Т.А., Бундель Ю.Г. Аыинодеметоксилирование в хинолинах и нафталинах // ЗКОрХ.- 1990.- Т.26.- Вып.10.- C.2I9I-2I98.

6. Теренин В.К., Курц А.Л., Афанасьева Т.А., Герасименко В.Л., Бундель Ю.Г. Замещение гидрокси- и алкоксигруппы на аминогруппу в гидрокси- и алкоксипроизводных ряда нафтг..ша и хинолина // Вести. Моск. Ун-та. Сер.2, Химия.- 1990.- Т.31, £ I.- С.68-72.

7. Теренин В.И., Афанасьева Т.А., Курц А.Л., Блохин A.B., Бундель Ю.Г. НуклеоЛильное замещение метоксигруппы в 3,4-дигидроизохинолинах // Вестн. Моск. Ун-та. Сер.2, Химия.- 1991.-Т.32, Л 4.- С.397-402.

8. Теренин В.И., Афанасьева Т.А., Курц А.Л., Тадаор A.B., Бундель Ю.Г. Нуклеофильное замещение метоксигругаш в изохинолинах // Вестн. Моск. Ун-та, Сер.2, Химия.- IS9I.- Т.32, » 5.- €.504-50?.

9. Геренин В.И., Афанасьева Т.А., Курц Л.Л., Бундель Ю.Г. Рециклизация метоксизамещенных солей 1.2-диметилизохинол1Шия // ХГС.- IS9I.- M 6.- С;851.

Ю. теренин В.И., Афанасьева Т.А., Курц А.Л, Бундель Ю.Г. 'Лминодеметоксилирование в 3,4-дигидроизохинолинах, изохинолинах м изохинолиниевых солях // ЖОрХ.- 1992.- Т.28.- Вып.4. - C.836-84I.