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

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА 01СТЯБРЬСК0И РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО знамени ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В. ломоносова

хюжческии факультет

На правах рукописи

удк 547.655-831'833: 542.958.3

аванасьева татьяна анатольевна

ароматическое нуклеокиьное зашцение алкокси- и пщроксигрупп в полицщических и гетероциклических системах в условиях кислотного катализа ( Специальность 02.00.03 - органическая химия )

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва 1993

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

Ичучнне руководители:

Офи"иальные оппоненты:

Ведущее учреждение:

доктор химических наук, профессор А.Л.Курт кандидат химических наук, доцент В.И.Тереш'Л

доктор химических наук, профессор д.В»Аншияов доктор химических наук, профессор А.Г.Дедов

Московский государственный педагогический университет ■¡имени В.И.Ленина, кафедра органической химии

Заш1та состоится " $ " 1993 г. в час.

на заседании специализированного Ученого Совета 1 053.05.58 по химическим наукам при московском Государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу: П9899., ГСП-3, Москв" В-234. МГУ, Химический факультет, ауд.3зт.

с

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

Автореферат разослан "3 " МЩп 1993 г.

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

Шокова

•сацдя адАКТЕРКСТИКА. РАБОТЫ.

Актуальяссть ттройлеш.

Нуклео&иьнае замещение в ароматическом ряду относится к вахте?,агм типам 'реакция органической химии. Это определяет постоянный «н.арес к изучению механизма таких' превращения. Классическая двухстадийная схема, предполагающая обратимое лриссиэдан'гшге заряженного «уклеофила к ароматическому фрагменту с .образованием аыиснноро о- аддукта и последующим отщеплением ух-одааей группы« служит основой для систематизации и датерпретацш огромного числа экспериментальных дашшх, прежде всего в области активированного ароматического нуклео^ильного аамещешя, Достаточно подробно изучены реакции замещения, где активирующую роль играют нитро- ' , сульфо- или дпазогруппа. Активирующее - влияние иминиевоП группы в ' ароматическом цукдеофилыюм замещения, а также влияние кислотного катализа на эамедение алкокси- и гидрокснгруппы в полициклических и гетероциклических системах изучены мало.

Цели» работы.

Целью настоящей работы явилось изучение • реакции ауинодеметоксилщюваиия а полици'слических и гетероциклических системах, таких кгда хшюлшш, изохинолшш и нафталины.

.Научная новизна и практическая значимость работы.

Исследоваиц ашЗенкосга нуклеофильного ароматического замещений при адогивцрувдем блиянин иминиевой грушш в ьдатаксипршзеодуцх нафтальдегвда. Показано, что при переходе от Моиошиш-часкУ'Х к бицикмическим ароматическим системам ойаерчлетсз замещение цетокснгруяпы на алкиламиногруппу за счет адаелиродания бшзольшэго каЬьца.

Кэ-талошруемое хлсрэдсм смушия замещение метоксигрупш на метиламиног-рулпу в ЗИ-даподюизохинодонах происходит в том случае, когда мвтоксигрупна находится в п- • положении к вдвогрзнщэ, явлшадеЯса структурным фрагментом бицикличеокоа сцс-темн- В. т-ом случае, когда щшногруппа является фрагментом тс-суст-емы реФерашкдичвскоО молекулы (хшюлин, изохинолин) в у-сло^идх ^ге^отаого катадиз-а имеет место неселектиьное ОКГОРУРЗ^дее гуцизцие протошцювецного пиридинового кольца на

шшелированное бензольное ядро. Способность метоксигруппы замещаться алкиламинами в хинолинах и, изохинолинах значительно ниже, чем в 3,4-дигидроизохинолинах. Замещение в этом случае протекает не по механизму s¡.Ar, а идет с первоначальным образованием Фенолов и последующим замещением гидроксильной группы на алкиламиногруппу.

Показано, что соли 1- метилизохинолиния, содержащие метоксигрупиу в бензольном ядре, под действием метиламина перегруппировываются в производные нафталина. В процессе реакции метоксигрупа, находящаяся в п- положении к образующейся в ходе реакции иминиевой груше, способна замещаться на метиламиногруппу. Найдены условия, при которых алкокси- и гидроксипроизводные нафталина превращаются в аминопроизводные с практически количественным выходом.

Апробация работы.

Основные положения работы доложены на конференции молодых ученых химического факультета МГУ (Москва, 1987), всесоюзной конференции молодых ученых (Иркутск, 1988), всесоюзной конференции "Ароматическое нуклеофильное замещение" (Новосибирск, 1939).

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 замещения в фенолах и простых зфирах фенолов, обсуждения полученных результатов, экспериментальной части и списка цитируемой литературы. Работа изложена на страницах машинописного текста, содержит -Í0 таблиц, 9 рисунков. Слисок цитируемой литературы включает Ц6 наименований.

Содержание работы.

I. Ашгкодеметоксилирование в алкоксинафгальЕг-гидах.

4-Ллкокси-1-мафтальдегида (1а,б) аналогично п-алкоксибензальдегидач вступают в реакции аминодеметокпилирования тфи действии на них алифатических аминов в присутствии хлорида аммония или гидрохлорида метиламина (запаянная ампула, 140'с). Е

качестве еминов использовались метил- , Оутил- и гексиламин. Продукта реакщш ввделяли в виде 4-алкиламино-1-нафтальдегидов (II а-в) после кислотного гидролиза реакционной смеси и ее хроматографического разделения на колонке.

'r.2MH, ,ЫН,С{

hc = NHR

И С,- NR.

+

нс = ыне'

нс^ ЫНЙ

6)R2=C4H9.

• I a)R1=CH3> <5)R1=C2H5

с HO

н2о

NHR

II a)R2=cii3,

B)R-==C6f[13.

Нагревание в течение 10 часов 4-метокси~1-нафтальдегида (la) с гидрохлоридом метиламина в 30% спиртовом растворе метиламина приводит к 46» выходу продукта замещения (На), который практически не изменяется при увеличении времени проведения реакции. Использование в качестве протонирующего агента хлористого юлмоння позволяет повысить выход продукта замещения до 603. Этоксигруппа замещается легче метоксигруппы; при действии на 4-этокси-1-Н' фтальдегид (16) метиламина в присутствии хлористого аммония выход нафтальдегида (На) достигает 65Х. Оптимальное соотношение реагентов в данном превращении: альдегид: гозш: хлористая аммоний = 1: 30: 2, температура 140 'с, время psoiajmi 10 часов.

liait ь для дпугих реакций ароматического нуклеоФильного замещения, выходы продуктоь сличаются при переходе от низших к EHcriai оп;Гатическ5!?4 етшач. Так, выход бутиламинонафтапьдегида

(Пб) составил 30%, а выход гексиламинонафтальдегида (Ив) в тех ~ ке условиях - 18%. Следует отметить, что в аналогичных условиях в иминиевых производных анисового альдегида через 40 часов выход продукта замещения метокси- на ме тал аминогруппу и бутиламкногруппу составляет 37 и 5% соответственно.

Таким образом, при переходе от п- алкоксибензальдегидов к 4-алкокси-1-нафтальдегидам облегчается замещение алкокси- на алкиламиногруппу при активирующем влиянии иминиевой группировки. Отсутствие продуктов замещения при проведении реакции без гидрохлори"а азотистого основания подтверждает активирующее действие иминиевой группы в данном превращения.

2. Нуклеофильное замещение ыетоксигруппа дигидроизохинолинах.

3,4-Дигидроизохинолины представляют собой ."циклические аналоги бензальдиминов и бензкетиминов, в которых аминогруппа является структурны?,! фрагментом бицнклической системы, что г.:о::ет приводить к ■ ее большей стабильности по сравнению,, с бензальдиминами и бензкегиминами в реамшях нуклеофилыюго замещения алкоксигруппы и, соответственно, к увеличена» выхода продуктов реакции. С целью изучения влияния структурных и электронных факторов на процесс нуклеофильного замещения был синтезирован ряд 3,4- дигидроизохннолинов, содержащих метоксигруппу в различных положениях бензольного ядра, а такие в ri-положении I-гопильного заместителя.

Взаимодействие 1-метил-6 летокси-3,4-диП!Дроизохиколина (Illa) со спиртовым раствором метиламина пли0 димет:1ламина в присутствии хлорида аммония (запаянная ампула, 150*0) приводит к замечен;:» метоксигруппы ha аминогруппу с более высокими выходами (lva-69%, IV6-48%), чем для его нециклического аналога п-метоксиацетофенона (выход п-метиламиноацетофенона составляет 10%). -

В отличие от соединений Illa, где' метоксигру:ла находится в п- положении к иминогруппе в I-ыетил-7-метокси-З,4-дагидроизохинолине (Шб) в вышеуказанных условиях замещение метоксигруппы на метиламиногруппу. не происходит. Этот результат согласуется с данными квантово- химических рассчетоь, выполненных

cvuo.

сн

3

ÜiA (

HNRiRi, NH^Ci C, (V OH

IV

CH,

АО

IY a)R1=H, R2=CH3; 6)R1=R2=CH3

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

В 1-метил-(э,7-диметокси-3,4-дигидроизохинолине (Шв) лишь одна метоксигр^пла замещается на метиламиногруплу. Выход аминопроизводного IVB составляет 65%. Из сопоставления химических сдвигов протонов Н-5 н-8 в спектрах ПМР исходного и конечного соединений следует, что замещается только 6-метоксигрушп.

сн^о

СНдО

Оч

C^Mj-OH

Clt.o

ül Tb

IN Ъ

• Анализ моделей Стюарта показал, что в молек^.е 1-(4' -!гат0ксифенил)-3,4-д:1гидрс1га0хин0лина (Шг) имииогруппа выведена из сопряжения с бензольным ядром, содержащим п-метоксигруппу,и не долина актизирозать нуклеофллыюе замещение метокснгруппн. Действительно, при нагревании соединения Шг со' спиртовым раствором метиламина (150'с, 15 часов) продукт замещения не образуется.

В то хэ время 1-(4,-метоксифзнил)-3,4-дигидроизохинолин (Шд) вступает в реакцию с метиламином и за 15 часов образуется с здходсм 48$ 1-(4'-метокси(Т">нил)-6-метиламимо- 3,4-

- е-

дигидроизохинолин (1УД).

Таким образом, катализируемо! хлоридом аммония замещение метоксигруппы на алкиламиногруппу в 3,4-дигидроизохинолинах происходит в тех случаях, когда иминогруппа находится в сопряжении с ароматическим кольцом, содержащим ь п-положенил метоксигруппу.

3. Ашнодеметокси пирование в изохинолинах.

Изохинолин представляет собой гетероцикл, в которо:, иминогруппа является составной частью и-электрокноЯ арсчатическо! системы.

Кзантово-хишческие рассч<гты по методу Хюккеля, выполнении! для протонированной молекулы изохинолина с метокслгруппой ] различных положениях ароматического кольца показывают, что 1 отличие от моноциклических систем, сопржаэдх иминиевуы группу где энергия анионной локализации о-оддукта при замеаени метоксигруппы на метиламиногруппу для п-положения ниже, чем дл м-положения по отношению к иминиевой группе, в изохинодиново системе энергия анионной локализации а-аддукта для положений 6 7 практически одинакова и выше, чем для положения I.

Нами исследовано замещение метоксигруппы в 6- и V- мэтокси I- метилизохинодиназс (Уа.б). Оказалось, что реакционна

способность I- метил-6-метоксиизохинолина (Va) значительно ниже, чем его да гидроаналога (Illa). 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 метоксигруппы на метиламиногруппу становится возможным лишь при дальнейшем повышении температуры до 200'с. Результаты проведенных реакций представлены в таблице I.

си.

4- НО

XI а ,6"

vii а 6-

V а)6-ОСН3, б)7-0СН3. VI a)6-NHCH3, б)7-Ь'НСН:1 VII а)6-он, б)7-0Н.

Таблица 1

Взаимодействие метоксинзохинолцна V с метиламином.

Исходное Температура Время Продукт Выход,

соединение реакции,'с реакции,ч реакции » л

va 170 20 - -

va . 170 40 Vila 37

va 200 Ю via 16

Vila 23

va 200 15 via 23

Vila 14

va 200 25 via 74

V6 170 40 VII6 28

V6- 200 15 VI6 19

VI16 16

70 200 25 VI6 73

Во всех случаях, когда реакция не доходит до конца, в реакционной смеси присутствует соответствующий гидрокс«изсхинолин vil.'.. Аналогично протекает замещение метоксигруппы :.а метиламиногруппу в 1-метил-7- метоксиизохинолине 'V6). При 170*с образуется лишь гидроксипроизводное VI16. Длительное нагревание (25 часов) при 200*с реакционной смеси приводит к аминопрсизводному YI6.

В молекуле 1,3-диметил-6,7-диметсксиизохинолина (vb) удалось заместить обе метоксигруппы. Выход 1,3-диметил-6,7-диметилам-шоизохинолина (vib) за 40 часов нагревания реакционной а-еси при 200*с составил 4G3».

СН

Иь

Полученные данные говорят о том, что в молекулу изохмнолина в отличие от его 3,4-дигидроаналога имеет место неселективное активирующее влияние протонированного пиридинового ядра на аннелированное бензольное ядро, и механизм замещения становится отличным от Sjj/о". Замещепе метоксигруппы на кетилгйшногруппу г изохинолинах происходит с первоначальным деметилированием, образованием гидроксиизохиноличов и последующим замещенаеб гидрокси группы на метиламиногруппу. В гсзлом реакционна; способность метоксигруппы в изохинолинах значительно №хе, чей i 3,4- дигидроизохинолинах.

4j_Трансформация метоксизамеценных солрй 1.2-диметилизохинолиния.

В отличие от метоксиизохинолинрв У в солях кзохииолши villa,б нуклеофил атакует не атом углерода С6 или С^, связанный i метоксигруппой, а . атом углерод с3 с разрывом связи С3-Н Дальнейшее замыкание связи сэ~сэ приводит к образовшию ноьоп бензольного ядра по реакции Коста-Сагитуллииа.

В результате реакции иодида I,2-диметил-7

Y^Y5^"-5 , NH^Cl

сноп

a • k гг ±ь

мвтоксиизохкнолиния (Viiid) с метиламином (150°с,20 часов) образуется 1-метиламино-7- метоксинафталин (1X6) с выходом 72%.

СН3С

CHjNHa

•Hv

СИ»

Г-н,

NHtH,

МНСН,

vu» g

IX б"

При взаимодействии иодида 1,2-диметил-6- метоксиизохинолиния (Villa) g метиламином были выделены два соединения:. 1-метиламино-6- метошжафталш (1Ха) (4%) и 1,6-диметиламинонафталин (1Хв) 1615.).

сн,о

СН3МН2

Ж

СН-,

СИ,

VIII а

< ч + 2

NHCH,

Q-^NH

ЫНСН,

ЫНСН,

NHCH,

ЫНСн,

IX в

Нафталин' 1Ха является продуктом ■.перегруппирог ;и Коста-Сагитуллина. Образование нафталина 1Хв обусловлено параллельно протекающим замещением метоксигруппы в положении 6 на 1?ети л аминогруппу. Такое замещение может происходить " как в исходной соли villa за счет кватернизации пиридинового цикла, так :i на стагт ациклического интермедиата, когда образующаяся в процессе реакции иминиевая группа активирует замещение stJAr типа находящейся к неЯ з пера-полояении метоксигруппы.

В пользу того, что замещение метоксигруппы протекает на

стадии ациклического интермедиата, а не в исходной соли, говорит тот Факт, что не удается осуществить з?:.лещение метокструпгш как в 6- так и в 7-метокси-1-мзтилизохинолине под действие.,: спиртового метиламина в присутствии хлорида аммогмя при 150*с. Такое замещение протекает лишь при более высоких температурах. Так, при 200*с замещение 6- и 7-метокедгругаш протекает практически с одинаковым выходом 73-74%. Таким образом, трансформация соли 1,2-диметил-6- метсхсиизохинолиния (villa), в 1,6-диметиламинонафталин (ixb) протекает по АШЖС-механизму, включающем;, раскрытие пиридинового ядра с образованием элечтроноакцепторной иминиевой группы, активирующей нуклеофильное замещение метоксигруппы на метнламиногруппу и последующее замыкание бензольного ядра.

5. Замещение метокси- и гидроксигруппы на метиЛаминогруппу в хинолинах.

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

Таблица 2

Взаимодействие метоксихинолинов Х'с метиламином.

Исх. в-во Сисх. НОЛЬ/Л ССН,Ш<, моль/л СГШ .С!, ЫОЛЪУЛ Т-ра, •с Время, ч , ВЫХОД,«

аи::н XI фенол XII

ха 0,4 9 0 170 40 0 55

0,4 9 1 17С 40 25 25

0,3 9 2 200 15 40 If

0,3 9 1 200 20 60 ♦5

0,2 12 1 200 20 100 0

Хб 0,4 9 1 170 4.0 15 25

0,4 12 1 200 ' 2-0 100

хв 0,4 9 1 . 200 20 53 ¥>

... . _____

хТгч-?. хнгч-л

. X ' а)б-ОСН.3,К=Н; 0)Г-ОСН3,К=Н; В)8-ОС:13,К--=СН3;

XI а)б-тюн3,н=н; б)7-мнсн3,н=н; в)э-:;ксн3,н=сн1;

XII а)б-ОН,Н=Н; б)7-0Н,К=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 гидроксихичолнны XII. Количество их увеличивается с понижением температуры. Выходы метиламинохинплинов XI возрастают с поведением температуры и концентрации метиламина и почти не завися? от природы субстрата и концентраций хлористого аммония и исходных веществ. При проведении реакции без катализатора образуется лиаь гидрокснхкнолкн.

Известно, что фенолы значительно труднее, чем простые эфнрн фенолов, вступают в типичные реакции ароматического нуклеофильного замещения. Однако реакционная способность гидроксипроизводных хинолинсв по сравнении с соответствующими мётохскпроизводными в услвиях проводимой нами реакции оказалась

вызе. Получеиные результаты представлены в таблице 3.

НО

УН л-г

XI

хи

а)б-ЛНСН3,й=Н; б)7-4МСМ3,К=1и В)8-ШСН3,К=СН3; Г)0-ИНСН3,Я=Н; Л)6-0Н,К=Н; „)7-ОН,Р.=Н; В)8-0Н,Н=С1Ц; Г)8-0Н,И=Н

Таблица 3.

Взаимодействие гидроксихинолинов XII с метиламином.

Исх. в-во снсх. моль/л ССН,Ш0 МОЛБХЛ'- СГ1Н,С1 А10Лй/Я Т-ра, 'с Время, Ч АШШО- прояз- водаво, Я Выход» %

ХИа 0,4 9 1, 170 40 XI« 65

0,4 9 1 200 20 1^0

ХПб •' 0,02 12 1 170 20 Х16 60

XI16 . 0,02 9 1 200 20 ХЬб 100

хнв . 0,4 9 200 20 7,1В 60

хнг 0,4 12 1 200 20 хи* ео

Реакционная способность изомеров с гидроксильной группой р положениях 6,7 вьше реакционной способности соединений с гидроксильной группой в положении 8, что наблюдается такке и в реакции Вухерера.

6. Замещение г.гдрокси- и метонсигруппы на аминогруппу в нафталинах.

Было изучено взаимодействие а- и р-нафтолов, являющихся классическими субстратами в реакции Бухерера, с различными аминами в спиртовой, водной и воДно-спиртсвой среде. Полученные

результаты представлены в таблице 4. •

но"си си;Ри■

, £> и20

XIII а)1-ОН; б)2-ОН; •

XIV а)1-Ж1К2,К1=Н, К2=СН3; С)2-Ш1112,К1=Н, 112=СН3} В) 1 -МИ1 И2,I*1 =й2=сн3; Г)2-Щ1Н2,Н1=и2-СН3:

Таблица л

Взаимодействие нафголов XIII с амина1.;». *

Исх. АМИН Раство- самина. т-ра, Врем!', Амнно- Виход

в-во ритель моль/л *с ч г_оиз- амнно-

водное произ-

XIV ВОДИОГО

XIV.»

хша СК3?Ш2 с^ок а 180 25 хт 31

XII 1а СН3Г1Н2 С2НдОН 12 200 25 Х1Уа • 60

ХШб сн3гга2 С2Н5ОН 12 200 25 Х1\'б 30«*

ХШб СН3Г1Н2 С2Н5ОН 8 180 25 Х1У0 86

ХШб СН3ГП12 с2н5он .12 200 25 XIV,:; 100

•хша (СН3)2!.11 <уцон 6 200 35 Х1\ГВ 7

ХЩб (СН3)2КН с^сн 6 200 35 хг/г 2Г>

хша КК3 СоН5ОЦ 6 180 25 XI УД следи

хша Ш3 «2° 13 200 35 хг.'д 15

ХШа КН3 Н20-С2Н50И 10 200 35 XI УД след»

ХШб КНз С2К50Н б 200 40 Х1Уе 45 |

ХШб 1И3 н20 13 200 40 Х1Уе 70

ХШб КН., К^О-^Н^ОН 10 200 40 Х1\'е 65 ! I

'Концентрации реагарухшх веществ (моль/л) составляют: ¡•.сходное соединение - 0,4; хлорид аммония - 0,9.

"Реакция проводилась без ш4сх.

Кз представленных данных видно, что реакция нафтолоз с аканаьм такте катализирует я хлоридом а-,копия, как протонирувщим агентом, а реакционная способность р-:.аятолл выще реакционной способности сысфгода. Выхс-у алюш- и диалкиламинонафтадиноз возрастает с повизениеа концентрации соответствующего ¿«на и тенпераччгри реакции. л закономерно снижаются при переходе от первичных аншов ко вторячшгд.

Более низкий выход аккненафталинов по сравнению с алкнламинонафтаяинзми, по-видимому,можно объяснить меньшей нуклеа^идьностыз аммиака 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 обида для замещения алкоксигруппы 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) следующие: исходное соединение (0,1), метиламин (12), хлористый аммоний (I)).

Н^А.б- ^а,6' ¿¡»л,6"

XV а)1-0СН3, б)2-0СК3; XI а)1-ШСН3, б)2-ШСНэ;

хш а)1-он, б / 2-он.

Выход аминов составил 89 (Х1аГи 8655 (Х1б), выход фенолов-4% (ХШа) и 0,2% (ХШб). Выходы продуктов реакции в данном случае определяли с помощью газо-жидкостной хроматографи" (ГЖХ) из сравнения интенсивностей • пиков /сходных и полученных соединений, без предварительной калибровки по чувствительности детектора к каждому соединению и введения внутреннего стандарта.

7. Механизм аминодеметоксилирования в неактивированных ароматических субстратах.

Была изучена кинетика замещения гидрокси- и метоксигрупп на метиламиногруппу в 6-гидроксихинолине (хна) и 0-нафтоле (Х1П6), а также 6-метоксихинолине (ха), 7-метоксихинолине (Хб) и 2-метоксинафталине (ХУб). Реакции проводили в автоклавах из нержавеющей стали, которые через определенные промежутки времени быстро схлаздали, вскрывали, и из них выделяли смесь веществ, анализировавшуюся с помощью ГЖХ. Такой способ проведения кинетических . измерений имеет ряд погрешностей, связанных с непостог ютвом концентртций метиламина при проведении

эксперимента. По этой причине невозможно получить достоверные зда^елия констант скоростей изучаемых превращений, тем не менее для оцелкП различий реакционных 'способностей субстратов вполне Достаточно сравнения кинетических кривых. Начальные концентрации рге.аЛГррВД1Х веществ (моль/л) были следующими: исходное соединение 0,1Г метиламин 12, хлористый аммония I. Температура реакции ШО'с. Кинетические кривые приведены на "рис. I. . к

Время, час

ГисЛ. Кинетические кривые.

1. Содержание б-метидамннохннолина (исх.- 6-оксихинолин).

2. Содержите г^метиламинонафталина (исх.-.(3-наФтол).

3.Содержание б-метилаот.нохинолйна (исх.-б-метоксихиноЯ'.н). т • V'--

3 . Содержание 6-оксихинолипа (исх.- б-метоксихиномти).

4.Удержание 7-метилг.мииохинолина (исх.-7-метоксихинолин). 4*. Содержание 7-оксихкнолина (исх.- 7-метоксихинолин).

5.Содержание 2-метияашнонафталина (исх.-2-метоксинл?талшО. 5*. Содертшк р-^с^гола (исх.- 2-метоксина5талкн).

Как видно из представленных данных, скорость реакции существенно выше для фенолов, чем для метиловых эфиров фенолов, пр- чем (3-нафтол реагирует быстрее 6-гидроксихинолина. Количество образующегося гидроксильного производного наименьшее в случае 2-метоксинафталина и каи-<5элыиее в случае £метоксихинолина. В реагсциях метиловых эфиров ха,б и ХУб с метиламином концентрация гидроксилышх производных вначале повышается, достигая максимума, а затем снижается, что является типичным для промежуточных продуктов последовательных реакций.

Полученные результаты позволяют предлок:ть схему механизма аминодеметоксилирования в неактивированных ароматичепсих и гетероароматических субстратах, которая рассмотрена на примере взаимодействия 6-метоксихинолина с метиламином.

н<-ч

им

о

сидЫЙ2

-и4- О

и

о^пн

СМ^КН.

йен 1

но

Снанц

Ск.ын

то

оум н01

ПервоЛ стадией реакции является s;,2 атака нуклеофила по тому углерода метоксильной группы, приводящая к деметилироваиип образованием соответствующего фенола. В пользу образования «нолов в результате 3„2 деметилирования, а не ^„лг гидролиза, ■оворит образование бутилметиламина в реакции б-метоксилшолина с ij гид амином, регистрировавшееся Гд'Х.

Кислотный катализ реакции Бухерера и родственных [рэвращений позволяет предположить, что следующей стадией ¡вдяется электрофильноо протонпрование кольца образовавшегося )еиолз. Далее возмояки два направления атаки нуклеофила: по сарбонильиоЛ груше и в мета- положение к ней, что приводит ¡; сонечном итоге к аминопропзводнсму.

Выводы.

1. Показано, что нуклеофнльное замещение метоксигрушш на уисиламиногруппу в неактивироьанных ароматических и гетероароматических субстратах протекает путем бимолекулярного зуклеорлльного замещения у насыщенного атома углерода с образованием фенолов и последующим замещением гидроксильной группы ка алкиламиногруппу.

2. Установлено, что катализируемое хлоридом аммонии замещение метоксигруппы на алкиламиногруппу в з.-s-днгпдронзсхннолинах происходит в том случае, когда иминогруппа, являющаяся структурны:.! фрагментом бициклическсй системы, находится з пара-, но не в мета- положении к замещаемой группе.

3. Показано, что замещение метоксигруппы в солях г.гог,шолини.я протекает по ажоис- механизму, включающему раскрытие под действием метиламина пиридинового ядрз с образованием импнкевол группы, активирующей нуклео^илыюе замещение, и последуем заиканием бензольного кольца.

4. Найдено, что «ензаннелирсв.?н!:е способствует нуклоо^ильнсму : гамещснню алкоксигруппы на алкиламинс'/руппу, с;гг.:вируемс:гу ¡:мпн;;евоП группоЯ..

5. НаЯдени условия, позволяющие синтезировать с-гипспрсизгодные хннолнновсго и нафталинового ряда из их алкокси-и гидрокснпроизводиил с практически количественны™.! выходом.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Афанасьева Т.А., Блохин A.B. Нуклеофильное замещение а.';..оксигруппы в кминиевых производных 4-замещенныл нафтальдегидов // Материалы конференции молодых ученых хи:. фак. МГУ, Москва,1987. Деп. ВИНИТИ, » 5772-В, 1987.

2. Блохин A.B., Афанасьева Т.Д., Курц А.Л., Бундель Ю.Г, Замещение алкоксигруппы в иминиевых производных 4-замещенны: алкоксинафтальдегидов под действием алифатических аминов // Вестн. Моск. Ун-та. Сер.2, Химия.- 1988.- Т.29, ü I.- С.81-83.

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

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

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

6. Теренин В.И., Курц А.Л., Афанасьева I.A., Герасимеш В.А., Бундель Ю.Г. Замещение гидрокси- и алкоксигруппы t аминогруппу в гидрокси- и алкоксипроизводных ряда нафть.шна хинолина // Вестн. Моск. Ун-та. Сер.2, Химия.- 1990.- Т.31, J I.- С.68-72.

7. Теренин В.И., Афанасьева Т.А., Курц А.Л., Блохин А.В Бундель Ю.Г. Нуклеофильное замещение метоксигруппы в 3,< дигидроизохкнолинах // Вестн. Моск. Ун-та. Сер.2, Химия.- I99I.' Т.32, Л 4.- С.397-402.

8. Теренин В.И., Афанасьева Т.А., Курц А.Л., Тадкир А.В Бундель Ю.Г. Нуклеофильное замещение метоксигруппы изохииолинах // Вестн. Моск. Ун-та, Сер-2, Химия,- 1991,- Т.32 Л 5.- С.504-507.

9. Геренин В.И., Афанасьева Т.А., Курц А.Л., Бундель Ю. Кециклизация метоксизамещенных содей 1.2-диметшшзохинолшия / ХГС.- 1991.- » 6.- С;851.

10. геренин В.И., Афанасьева Т.А., Курц А.Л.. Бундель ЮЛ лминодеметоксилирование в 3,4-дигидроизохинолинах, изохинолина) ипохинолиниевых солях // ЖОрХ.- 1992.- Т.28.- Вып.4. - С.836-84]