Бензилциклопропаны: синтез и некоторые превращения тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В. ЛОМОНОСОВА

Химический факультет

' А

„ | , |' На правах рукописи

'Л

Арчегов Борис Петрович

БЕНЗИЛЦИКЛОПРОПАНЫ: СИНТЕЗ И НЕКОТОРЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ

(02.00.03 - органическая химия)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва - 2005

Рабо1а выполнена на кафедре органической химии Химического факультета МГУ им М В Ломоносова

Научный руководитель:

Официальные оппоненты.

Ведущая организация:

доктор химических наук, профессор Мочалов С. С.

доктор химических наук, профессор Беленький Л. И. доктор химических наук, главн научн сотр. Ковалев В. В.

Институт Физиологически Акжвных Веществ РАН (г. Черноголовка)

Защита состоится «23» ноября 2005г. в Д часов на заседании диссертационногоо совета Д 501.001.69 по химическим наукам при Московском государственном университете им М.В Ломоносова по адресу: 119992, ГСП-2. Москва, Ленинские горы, МГУ, Химический факультет, аудитория 337.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Химического факультета МГУ.

Автореферат разослан «¿*/» октября 2005г.

"'ченный секретарь Диссертационного совета / \

доктор химических наук - Магдесиева Т.В.

1006-4 АШЪ

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Циклопропаны, как объекты мноюплановых исследований в органической химии широко используются с середины прошлого столетия С тех пор интерес к ним практически не ослабевает, а в последние I оды даже значительно усилился. Это произошло после того, как выяснилось, что соединения ряда циклопропана имеют свою специфику в химическом поведении и могу г широко использоваться в синтезе веществ самых различных классов и самого разнообразною практического назначения Подтверждением лому могут служить, например, превращения функционально замешенных фенилцикломроианов, которые не только внести значительный вклад в теорию ор| анических реакций, но и 01крыли широкие '.озможности синтеза как продуктов трансформации трехуглероднот о цикла, так и разнообразных гетероциклических соединений, доступ к которым иными путями и более сложен и проблематичен.

Анализ литературы пока5ывает, что основная масса работ, касающихся химии циклопропилсодержащих аренов, выполнена на производных фенилциклопропана, в которых циклопронановый фрагмент непосредственно связан с бензольным кольцом (находится в сопряжении) В то же время химия бензилпиклопропанов в которых трехуглеродный цикл удален от бензольного кольца (нарушена система сопряжения) изучена крайне отраничено Вместе с тем систематическое исследование поведения бензилциклопроианов в реакциях, характерных для фенилциклопропанов позволило бы не юлько выяснить осооенности, отличающие химию производных указанных углеводородов, но и определить возможности использования бензилциклопроианов в органическом синтезе.

Цель работы. Цель исследования состояла в разработке общих методов синтеза замещенных бензилциклопропанов, изучении их поведения в реакции с нитрующими реагентами и в кис потно-катализируемых реакциях, сопровождающихся модификацией трехуглеродного никла, а гакже гетероциклизацией

Научная новизна и практическая ценность работы. Разработан ряд новых синтетических подходов к функционально замещенным бензилциклопропанам Впервые систематически изучено нитрование замещенных бензилциклопропанов под действием азотной кислоты в уксусном ангидриде и ЫгОд в хлористом мелилене ''становлено, что пара-замещенные бензилциклопропаны при нитровании азотной кислотой в уксусном ангидриде претерпевают главным образом нитродеаткилирование (мисо-замсщение) С преимущественным ■угимянирпияяиям нщлтопропипме! ипьного

заместителя.

Показано, что степень чпсо-ьамещения циклопропилметильного заместителя при электрофильном нитровании может быть значительно снижена пол влиянием электронных и стерических факторов заместителей, находящихся в ароматическом ядре или в трехуглеродном цикле исходного бензшщиклопропана и в результате основными продуктами оказываются нитрозамещенные бензилциклопропаны

Найдено, что в реакции с диазотгетраоксидом превращение бензилциклопропанов определяется отношением исходных субстратов к одноэлектронному окислению реагентом бензилциклопропаны не способные окисляться нитрозил-катионом, образующимся из диазоттетраоксида, превращаются в продукты модификации циклопропанового кольца, а предрасположенные к окислению под действием того же реагента превращаются в продукты замещения в ароматическом ядре (по 8Ы -механизму).

Изучено восстановление нитрозамещенных бензилциклопропанов с использованием различных восстановителей и осуществлен синтез ряда новых ачинобензилциклопропанов, на основе которых синтезированы Ы-ациламино- и >1-тиоациламинобензил циклопропаны объекты для исследования общей иммуно формакологической активности.

Осуществлено систематическое исследование поведения 2-(1Ч-ациламино)- и 21, М-тиоаиилами1ю)бензилцикло1[ропанов в условиях кислотно-катализируемых реакций. Установлено, что, а) 2-СЫ-ациламино)бензилциклопропаы под действием либо трифторуксусной кислоты, либо концентрированной серной с высоким выходом перегруппировываю гея в соответствующие 4Н-3,1-бензоксазины, это первый пример перегруппировки функционально замещенных бензилциклопропанов в стабильные гетероциклические соединения. Найденная реакция является удобным и эффективным методом синтеза замещенпых 4Н-3,1-бензоксазинов - важных объектов для изучения биологической активное!и; б) в отличие от К-ациламинофенилциклопропанов и М-ациламинобензилциклопропанов соответствующие тиоацильные аналоги указанных соединений не вступают в реакцию с трифторуксусной кислотой, но под действием концентрированной серной кислоты перегруппировка осуществляется, при этом, как из М-тиоациламинофенилциклопропанов, так и из ^тиоациламинобепзилциклопропанов с высоким выходом образукися замещенные 4Н-3,1-бензотиазины Таким образом найдена еще одна новая кислотно-катализируемая перегруппировка в ряду орто-«мешенных фенил- и бензилциклопропанов, которая по существу представляет собой общий метод синтеза 4Н-3,1-бензотиазинов - соединений, биологическая акшвноегь ко I орых интенсивно изучается

Апробация работы. Результаты работы докладывались на 4-й международной конференции молодых ученых «Современные тенденции в органическом синтезе и проблемы химического образования» (Санкт-Петербур] 2005) и па Международной конференции студентов и «спирантов но фундаментальным наукам «Ломоносов 2005» , Москва 2005)

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 3 статьи и 3 тезисов докладов.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литера! уры.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 Синтез замещенных бензилциклопропанов

Преследуя цель осущес!вить синтез о/7/ио-функционально замещенных бензилциклопропанов. у -старых циклопропилметильный заместитель соседствовал бы с функциональной группой, была поставлена задача синтезировать ряд пара-замешенных бензилциклопропанов и изучить их поведение в реакциях ншрояания

Необходимые бензилциклопропаны получали как представлено в схеме 1

Схема 1

N8. СНзОН К^'^¡Г^^Т? абс., эф. *

19-24

Р?=Н, Р=СН3 (1,7, 13, 19) 1-Рг (2, 8, 14, 20), 1-Ви (3, 9,15, 21), ОСНз (4,10,16, 22), Р(= ОСН3 (5, 11, 17, 23),

ОСНг-СНгО (6,12,18, 24)

Важно подчеркнуть, что синтезировать по приведенной схеме галотензамешенные бензилциклопропаны не представляется возможным - на стадии восстановления соответствующих дихлорциклопропанов "снимаются" все атомы галогена и в результате с высоким выходом получаются незамещенный бензющиклопропан (25).

По этой причине один из галогенсодержащих бензилциклопропанов - 4-хлорбензилциклопропан (27) был синтезирован восстановлением 4-хлорбензилциклопропилкетона (26) по Кижнеру (схема 2).

С1'

26

\!Н;\Н;, ДОТ 200° С

С1'

27

2 Превращения бензилциклопропанов при нитровании азотной кислотой в уксусном ангидриде.

Известно, что нитрование иа/ю-замещенных фенилциклопропанов аналогов синтезированных нами беншлциклопропанов (19-24. 27) азотной кислотой в уксусном ангидриде протекает с сохранением циклопропанового кольца и вступлением нитрогруппы в орто-положение к малому циклу.

Как было установлено в настоящей работе, 4-изопропил-(20), 4-тре/я-бутил-(21) и 4-хлор-(27)-бензилциклопроианы - структурные аналоги соответствующих фенилциклопропанов превращались в соответствующие орто-нитроароматические производные с низкими выходами (9-17%); главным направлением реакции в данном случае оказалось замещение циклопропилметильного заместителя нитрогруппой (мясо-замещение) (см. схему 3 и табл. 1).

Схема 3

[Л

с х+ и + и

V V "N02 V

X х N0*2

34-36 37,38 39

X = 1 Рг (20,28,31,34,37); I Ви (21,29,32,35), С1 (27,30,33,36,38)

Габлица 1. Состав продуктов реакции пара-замещенных бет и. ¡циклопропанов (20, 21, 27) с

НШзвАсгО.

Исходное соединение, (№) Продукт реакции, № (%)

20 31 (86) 34(4) 37 (5.5) 39 (3.5)

21 32 (90) 35(8) - -

33 (76) 36(6) 38 (11) -

Высокий выход продуктов нитродеалкилирования (см. таблицу 1) убедительно свидетельствует о том, что, во-первых, в принятых условиях нитрования известная тенденция преимущественного образования ипсо-бензолониевых ионов из пара-замещенных алкилбензолов проявляется и в случае соответствующих бензилциклопропанов и. во-вторых, что наиболее важно, из двух альтернативных типов мпсо-о-комплексов в принципе способных образоваться из 1,4-замещенных бензилциклопропанов, комплексы, содержащие циклопропилметильный радикал и нитрогруппу в геминальном узле (28-30) и образуются легче и легче элиминируют указанный ал кил-катион, по сравнению с иясо-с-комплексами, несущими в геминальном узле алкильные группы иного типа В полыу последнею свидетельствует, например, соотношение продуктов нигродеалкилирования, образовавшихся в результате нитрования 4-изопропилбснзилциклопропана (20) (схема 4).

N0

шо3

Ас20

Схема 4

Ш86%)

(Ме)2С^

39 (3,5%)

1-Рг 40

При нитровании 4 ,лорбензилциклопропана (27), как мы полагаем, кроме ипсо-о-комплексов (30), о!вечающих за нитродеалкилирование, обратился и ипсо-а-комплексы. содержащие в 1еминальном узле атом хлора и нитрогруппу (41) (схема 5). Однако, поскольку с-комплексы (41), очевидно, также как подобные ыясо-о-комплексы, формирующиеся из 4-хлортолуола, не способны элиминировать аюм хлора из геминальною положения в виде положительно заряженной частицы они превращаются в З-нигро-4-хлорбензилциклопропан (38) за счет 1,2-сдвша нитрогруппы. На это указывает и аномально высокое соотношение нитробензилциклопропанов (38 и 36).

Литературные данные

39

-а*/4 -

1,2 мо2+

Как удалось установить в данной рабо[е, нитрование 4-метоксибензилцикчопроплна (22) - гомолога 4-меюксифенилциклопропана в принятых условиях протекает иначе; главными продуктами реакции в этом с ту чае являются 4-нитро-(43) и 2,4-динитро-(44)-анизолы - продукты ипсо-замещения, а продукты нормального электрофильного замещения в ароматическом ядре образуются в значительно меньших количествах (см. схему 6). Этот результат показывает, что формирующиеся в условиях нитрования из метоксибензилциклопропана (22) ипсо-а-комплексы (шпа 42), в оттичие от подобных ипсо-а-комплексов образующихся в тех же условиях из 4-метоксифенилциклопропана, способны элиминировать из геминального положения алкильный фрагмент.

Схема 6

N02 Т N02

ОМе

47 (15 5 %)

Обнаруженная относительная легкость элиминирования

циклопропилметильного фрагмента из геминального положения ипсо-о-комплексов типа (28-30) , очевидно, обусловлена большей устойчивостью отщепляющегося циклопропилметил-катиона, по сравнению с алкил- или циклопропил-катионами и коюрая может быть сопоставима с устойчивостью аллил- или бензил-катионов Последнее, вообще говоря, давало основание предположить, что при нитровании пара-замещенных аллилбензолов и дифенилметанов в условиях, принятых для пара-замещенных бензилциклопропанов (20. 21. 22. 271, будут реализоваться ппоиессы нитродеаллилирования или нитродебензилирования

С тем, чтобы проверить высказанное предположение мы изучили нитрование азотной кислотой в уксусном ангидриде 4-июпропил-(8), 4-треда-бутил-(9)-аллилбензолов и 4,4-дифтордифенилмстана (59) и показали, что в принятых условиях превращения указанных субстратов действительно осуществляются с преобладанием процессов нитродеалкилирования (см схемы 7-8).

Схема 7

АН Ы02

♦ '

1-Рг 50 (14%)

ьРг

+

N02

М02 I—Рг 53(115%) 54(5.7%)

N0?

55 (3 8%)

СНгОАс СНгОЩ,

Р Р

62(54%) 63(11%) Однако, наличие в молекуле 1,4-дизамещенного бензола аллильной группы, которая способна легко элиминировать из гемипального узла соответствующего ипсо-ст-комплекса, может сказаться недостаточным условием протекания реакции мясо-замещения Например мы установили, что структурный анало! 4-изопропилаллилбензола (8) 4-циклопропилаллилбензол (65), в принятых условиях не давал продуктов нитродеалкилирования, в результате реакции утлеводорода (65) образовывались только 2-^9) и 3-(68)-нитро-4-циклопропилаллилбензолы (см.схему 9)

Схема 9

68-

69 ^ЯГ

Полученный результат мы объясняем тем, что несомненно формирующиеся при нитровании углеводорода иисо-сг-комплексы (65 и 67) не способны элиминировать в одном случае (комплекс 66) пиклопропановый фрагмент (что является вообще говоря причиной отсутствия продуктов нитродециклопропилирования в случае нифования в стандартных условиях большого числа фенилциклопропанов), в другом аллильный фра1 мент (комплекс 67), в последнем случае способность к элиминированию снижена, очевидно, из-за значительной делокализации положительного заряда в ст-комплексе с участием циклопропановог о ммегтитетя

Интересно что при нитровании у[леводорода (65) соединения с нитрогруппой, расположенной в орто-положении к циклопропильному радикалу (68), образуется в - 6 раз больше, чем изомера с нитрогруппой, расположенной рядом с аллильным заместителем (69) Мы полагаем, что в соединении (65) активация готсо-положения к атке катиона N02* трехуглеродным циклом значительно превосходит аналошчную активацию аллильным заместителем и но этой причине ипсо-а-комплексы типа (66) образуются в преобладающем количестве. Неспособность последних элиминировать пиклопропановый фрагмент из геминального узла обусловливает образование из них 4-аллил-2-нитрофенилциклопропана (68).

В отличие от соединений 20-22, 27 из которых в условиях нитрования азотной кислотой в уксусном ангидриде образуются павным образом продукты замещения чиклопропилметильного фрагмента нитрогруппой, бензитциклопропаны содержащие в положении 3 и 4 электронодонорные заместители (23 и 24) в тех же условиях дают в основном продукты нитрования с сохранившимися никлопропилмегильными группами.

Схема 10

23, 24 73 ( 72%)

74(83%)

К=И'= ОСН3 (23,73) 0СН2СН?0 (24,74)

Этот результат по видимому можно объяснить изменением ыавною направления атаки электрофила (МОг+ - катиона), обусловленным согласованным действием имеющихся заместителей' т.е. согласованная ориентация циклопропилметичьною заместителя и алкоксифрагмента делает положение 2 бензил циклопропанов 23 и 24 более активным к электрофильной атаке, нежели положение 1, в котором находится алкильный заместитель.

2.1 1,1-Дихлор-2-6ензилциклопропаны в реакции с азотной кислотой в

уксусном ангидриде.

Ранее, при изучении поведения иара-замещенных фенилциклопропанов в реакции с азожой кислотой в уксусном ангидриде было установлено, что ипсо-атаку КСЬ-катиона по атому углерода, связанному с циклопронилметильным фрагментом можно значительно ограничив или даже свести на нет, если этому способствует пространственные или электронные факторы заместителя.

Принимая во внимание эти данные, мы предположили, что степень ипсо-атаки на атом углерода несущий циклопропилметильный заместитель может быть существенно снижена если в реакции в качестве субстратов использовать пара-замещенные бензилциклопронаны, в малом цикле которых содержатся электроноакцепторные заместители.

С тем чтобы проверить насколько наши предположения обоснованны мы изучили поведение 1,1-дихлорбензилциклопропанов (13,15-18) в принятых условиях нитрования.

Оказалось, что при нитровании всех 1,1-ДИХЛорциклопропилметиларенов (13,1518) в основном образуются нитроароматческие продукты реакции, в которых дихлорциклопропилмегильный фрагмент сохраняется Неожиданным, однако, оказалось то, что при нитровании 2-(4-метилбензил)-1,1-дихлорциклопропана (13) образуется в основном нитросоединение с нитрогруппой, расположенной в орто-положении к метальной, а не к дигалоциклопропилметильной группе

Схема 11

Я = СНз 75 (80%) = ОСНз 76 (65%)

1олько при нитровании 2-(4-трет-бугалбензил)-1,1-дихлорциклопропана (15) удалось получи гь преобладающее количество 2-нитрозамещенно1 о дихлорбензилциклопропана (78). Причем даже в этом случае нитрование в орто-положение к трет-бутильной фуппе протекае! в значшельнои степени, при общем высоком выходе 2- и 3-нитроизомеров (78, 79) соотношение указанных соединений составляет 1 5:1, соответственно.

no2

79 (32%)

Cl

15

78 (48%)

В отличие от тег/лз-замещенных дихлорциклопропилбензилциклопропаиов (13 1 "!,16) диалкоксизамещенные дихлорбензилциклопропаны (17 и 18) при нитровании в принятых условиях давали практически только ароматические нитропроигодные с нитротруппами, расположенными в орто-положении к дихлорциклопропилметильному радикалу.

R1 = R2 = ОСНэ (17, 80)

R1-R2 = 0СН?СН-,0 (18. 81)

Таким образом, поведение яара-замещенных бензилциклопропанов в условиях электрофильного нитрования разительно отличается от поведения шро-умещенных фенилциклопропанов. Рели из фенилциклопропанов при нитровании азотной кисло тй в уксусном ангидриде образуются нигроароматические производные в коюрых циклонропановый фрагмент сохраняется, то в тех же условиях cooi ветствующие бензилциклопропаны обпязуют продукты замещения циклопропилметильной группы .а нифогруппу (ш?со-замещение). Однако, если способность циклопропилметильной группы к замещению понизить, или уменьшить вероятность формирования ипсо-с-комплексов, ответственных за imco-замещение, то нитроароматические соединения с циклопропилметильным фрагментом в составе могут бьпь получены реакцией электрофильного нитрования

2.2 Взаимодействие бензилциклопропанов с диазоттетраоксидом.

Ранее было установлено, что реакция фенилциклопропана и его пара-алкил- или шг/м-бромзамещенных аналогов с диазоттетраоксидом (N2O4) в хлористом метилене протекав! только по Tpexyiлеродному циклу. В отличие от этого 6-циклопропил-1,4-'"■ен юдиоксан и его 7-бромзамещенный аналог в тех же условиях взаимодействуют с N2O4 по ароматическому ядру с сохранением циклопропанового фраг мента.

Схема 13

17,18

80 (73%)

81 (82%)

На примере реакций углеводорода (20) и замещенных бенмлциклопропанов (17.18 и 23,24) с диазоттетраоксидом в хлористом метилене нам удалось показать, что в данной реакции бензилциклопропаны ведуг себя подобно фенилциклопропанам Так если циклопропилсодержащий субстрат не предрасположен к одноэлектронному окислению нитрозил-катионом, возникающим из диазоттетраксида в данной реакции, он реагирует по циклопропановому кольцу, образуя в результате бензилзамещенные изоксазолины (типа 82).

Схема 14

К'аМ02,

"СР3соон —

82 (72%)

Если же такое окисление бснзилциклопронанов возможно - реакция завершается образованием соответствующих нитроароматических соединений.

Схема 15

» —I

+

N62

N0,

Р=РГ= ОСНз, Х=Х=Н (23, 73) И-ГС= ОСНгСНгО Х=Х=Н (24, 74) Р!=К= ОСНз, Х=Х=С1 (17, 80) ОСНгСНгО, Х=Х=С1 (18, 81)

Я

73 (75%)

74 (95%) 80 (80%) 81 (81%)

Следует отметить, что в данной реакции дихлорциклопропилметильный радикал, снижая способность субстратов (17 и 18) к одноэлектронному окислению, тем не менее не раскрывается под действием нитрозил-катиона, хотя известно, что дихлорфенилциклопропаны, более устойчивые к элекчрофильному раскрытию, чем дихдорбенчи л циклопропаны, при действии борфторида нитрозония дают продукты модификации дихлорзамещенного циклопропана.

Важный, как в теоретическом, так и в практическом плане результат был пол>чен нами при изучении поведения аллилзамещенных диметоксибензола (11) и 1,4-бензодиоксана (12) в реакции с диазоттетраоксидом

Мы предпо южили. что окислительные потенциалы аллилбензолов (82 и 83) не должны значите 1ьно отличаться от значений соответствующих бсизилциююнропанов (73 и 74) и что в таком стучае в реакции с диазоттетраоксидом аллитбенюлы (82 и 83) будут вести себя подобным образом

Дежмвитсльно. удалось показать, что 3,4-,1иметоксиаллилбензол (11) и 6-аллил-1,4-бензодиоксан (12) в реакции с диазоттетраоксидом ведут себя подобно бензилциклопропанам (23 и 24) - с высокими выходами образуется соответствующие нитроароматические производные (83, 84).

Схема 16

1+

Я'

N,04,

СН2С12,-5(ГС

11,12

Р=Я'=ОСНз 83 (62%) К=№=0СН2СН20 84(81%)

Это первый пример синтеза нитрозамещенных аллилбензолов в условиях, в которых сохранить двойную С>С связь считалось невозможным

3. орто-Амиио-, амидо- и тиоамидобензилциклопропаны: синтез и кислотно-катализируемые превращения.

Из сравнений структур фенилциклопропана и бензилциклопропана нетрудно видеть, что из сходно построенных орто-замещенных производных указанных углеводородов в условиях кислотно-катализируемых реакций должны, на первом -лапе, генерироваться ионы бензильного и гомобензильного типа, соответственно

(Г

X "X "X "X

В связи с Э1им следовало ожидать специфической химии бензилциклопропанов, которая по нашему мнению, может значительно расширить 1ранииы использования циктопропилсодержащих аренов в органическом синтезе

3.1 Синтез орто-аминобензилциклопропанов и изучение их поведения в условиях кислотно-катализируемых реакций.

Бы то показано, что под действием таких восстановителей как ги тразин-гилрат (в присутствии №-Рснея) боргидрид натрия (в присутствии С^БО-О систем -

№гСОз, Ре - Н20, Ре804-7Н20 - ЫЕЦОН нитробензилциклопропаны способны восстанавливаться до соответствующих аминобензилциклопропанов

73, 74

N(>2 о-85 + п-86(1 1)

[Н]

к1'" " мь

89,90

С

NN7

о-87 + п-88 (1 1) Схема 18

Р=К1=ОСН3 (73,89) = 0Сн2Сн20 (74, 90)

Схема 19

80,81

а

1Н)

С1

91,92

Г| N8, СН3ОН 89(77%) Эффир 90 (84%)

Р!=Р!1=ОСНз

(80,91)

= 0СН2СН20 (81,92)

Как видно из приведенной ниже [аблицы наиболее высокие выходы аминозамещенных бетилпиклопропанов при восстановлении соответствующих нитросоединений достигаются с использованием гидразин-1 идрата, боргидрида натрия и системы Ре/НтО в бенчот-

Таблица 2 Результаты восстановления нитробетилциклопропанов 73, 74, 80,

Продук1 восстановления , №; выход, % Восстановительная система

1*Щ2- М12Н2СШ1(Кс) КаВН„/ Си2804 N328204/ 1Ча2С03 Ке/Н20 Гс504 7Н20/ N1^011

орто-87+пара-88 (1:1) 95 - - 61 ~з~сГ -

89 96 94 58 -

90 97 93 60 18 -

91 Сложная смесь продуктов 89 54 89 7

92 - 91 58 ' 91 9

* Возврат исходного нитробепзилциклопропана

Интересно отметить, что аминозамещенные дихлорбснзилциклопропаны (типа 91, 92) могут быгь легко восстановлены действием натрия в эфирно-метанольной среде (см. схему 19) до не содержащих в малом цикле атомов хлора амииосоединений.

Изучение поведения о/тоо-аминобензитциклопропанов в условиях кислошо-катализируемых реакций мы проводили с использованием 2-аминобензилциклопропана (87), 4,5-диметокси-2-аминобснзилциклопропана (89) и 4,5-этилсндиокси-2-аминобензилциклопропапа (90)

Известно, что дезактивированный к раскрытию циклопропанового кольца 2-нитробензилциклопропан ле1ко присоединяет фрагменты трифторуксусной кислоты, образуя соответствующий трифторацетат.

Нам удалось установить, что в отличие от нитробензилциклопропанов аминобензилциклопропаны (87, 89, 90) под действием трифторуксусной кислоты не дают ни продуктов внутримолекулярного взаимодействия (схема 20, направление I), ни продуктов присоединения к трехуглеродному циклу (направление 2), даже при нагревании.

Схема 20

Сравнивая поведение 2-аминобензилциклопропанов (87, 89, 90) с поведением 2-нитробензилциклопропана в их реакции с трифюруксусной кислотой можно предположить, что квартернизованный азот о/даго-аминогрупп соединений (87, 89, 90) не способен оказывать нуклеофильное содейавие раскрытию трехуглеродного цикла Даже в концентрированной серной кислоте, в которой 2-нитробензилпиклопропан количественно превращается в гетероциклические ионы бензоксазиния, 2-аминобензилциклопропан (87) не давал продуктов внутримолекулярного взаимодействия- большая часть исходного амина (87 до 70%) возвращалась из реакции, а частично происходило образование растворимых в воде продуктов присоединения к трехуглеродному циклу (30%).

С тем чтобы проверить, способен ли 2-аминоалкенилбензол. алкенильный фрагмент которо1 о может быть источником карбениевого иона гомобензильного типа (который априори должен легче образовываться по сравнению с аналогом образующимся из бензилциклопропана), давать продукт внутримолекулярной циклизации при взаимодействии, например, с полифосфорной кислотой (ПФК) мы синтезировали подобный алкениламин (93) и изучили его поведение в реакции с ПФК.

Оказалось, что соединение (93) также не образует продуктов кислотно-катализируемой реакции при действии Г1ФК - возвращается исходное соединение

3.2 Превращения 2-(!У-ацил)аминобензилциклсяропанов под деИстнислг протонных кислот.

Ишестно, что ^-ациламиногруппа, расположенная в бензольном ко шце по соседству с заместителем - потенциальным источником карбениевого иона бензильною типа, способна к внутримолекулярному взаимодействию в условиях, в которых указанные карбенисвые ионы образую 1ся. Результатом такого взаимодейивия являе1ся образование 4Н-3,1-бензоксазинов.

Представлялось важным выяснить. способны ли к подобным внутримолекулярным реакциям орто-ациламинобензилциклопропаны, углеводородный заместитель, в котором является потенциальным источником ионов 1 омобензильного типа, и если способны, то каков будет результат таких взаимодействий.

Чтобы получить 01вет на поставленные вопросы мы синтезировали ряд ациламинобензилциклопр„ланов (см схемы 23-25) и изучили их поведение в условиях кислотно-катализируемых реакций

1*С0С1

и. ЗЫ ШОП, диоксан кх,

87

ОС^

94-99 О

N И Выход % N Я Выход %

94 п-ВгРЬ 92 97 п-СН,РЬ 94

95 п-Ж^РЬ 90 98 С3Н5-ЦИКЛ0 96

96 п-СНзОРЬ 89 99 РЬ 94

Схема 24

КС0С1 сн

1| V зТЖаЩдйоксан

СН

89

тчнс-я

I!

о

100 Р=п-СН30-РИ (83%)

Схема 25

^(У^4 3^аОН,диоксан|

90

NH-C-R II

101-106 о

N И Выход % N И Выход %

101 РЬ 89 104 п-СНзОРЬ 91

102 „-ЗгРЬ 93 105 п-СНзРЬ 92

103 п-М02РЬ 87 106 1-С3Н7 88

Принимая во внимания уже установленные закономерности кисло гно-катилизируемых превращений замещенных фенил- и бензилциклопропанов мы предположили, что под действием кислоты из 2-ациламинобензилциклопропанов будут генерироваться карбениевые ионы гомобензильного типа и при последующем их взаимодействии с атомом кислорода амидной группы может реализоваться процесс образования циклических ионов бензоксазениния, (107а'-116а\ схема 26) депротанированием которых под действием основания могу г быть получены соответствующим образом замещенные бензоксазепины (гипа Г) - представители неизвестного до сих пор класса гегероциклов

Однако, оказалось чго, под действием как трифторуксусной так и концентрированной серной кислот все без исключения ациламинобензилциклопропаны в качестве главных продуктов реакции давали не бензоксазспины. а соответствующие 4Н-3.1 -бензоксазины (107-116):

N И я' я2 Выход %

107 Н н РЬ 69

108 II н п-ВгРЬ 72

109 н н п-СНзРЬ 76

110 ОСНз ОСНз п-СНзОРЬ 71

111 осн2сн2о РЬ 67

112 0СН2СН20 п-ВгРЬ 71

113 осн2сн2о п-Ж)2Р1т 57

114 осн2сн2о п-СНзРЪ 72

115 осн2сн2о п-СНзОРИ 65

116 осн2сн2о 1-С3Н7 63

Поскольку продукты перегруппировки - соответствующие 4-пропил-4Н-3,1-бензоксазины (107-116) не могли образоваться непосредственно из 2-

ациламинобензилциклопр^.анов, и являются результатом вторичных процессов суть которых заключается в изомерном переходе иона гомобензильного типа в ион бензильною типа, следует предположить, что обязанные неизбежно формироваться на начальном этапе перегруппировки циклические ионы 3,1-бензоксазепиния (107а'-116а') как термодинамически значительно менее стабильные, быстро изомерезуются в ионы шсстизвенной структуры (см 107а-116а, схема 26).

Изомеризация ионов типа (107а'-116а') в ионы типа (107а-116а), как мы считаем, осуществляется через обратимые стадии формирования ионов обрытой структуры (А и Б см схему 26) Причем имеются экспериментальные данные указывающие на то, что изомерный переход ионов (А и Б) друг в дру]а осуществляется через общии интермедиат - алкен (В), а не за счет гидридпых сдвигов соответствующих атомов :-одорода в ионах (А и Б)

С тем чтобы выяснить, носит ли этот "аномальный", на первый взгляд, тип перегруппировки орто-ациламинобензилциклопропанов обший характер, мы изучили превращение алкенильных аналогов последних, углеводородный фрагмент в которых в условиях кислотного катализа также способен генерировать карбеиисвый ион гомобензильного шпа

Модельные 2-ациламиноалкенилбензолы были синтезированы аналогично 2-аци ламинобензилциклопропанам.

Схема 27

N К Выход %

117 п-ВгРЪ 83

118 п-Ш2РЬ 90

119 1-С3Н7 96

На примере амидоаллилбензолов (117, 119) нам удалось показать, что в принятых условиях они также дают только соответствующие 4Н-3,1-бензоксазины (120, 12!)

N И Выход %

120 п-ВгРЬ 79

121 ¡-С3Н7 65

Следует отметить, чю найденная перегруппировка ациламино-аллилбепзодиоксанов (117. 119) в соответствующие бензоксазины (120, 121) адекватна превращению в те же самые гетероциклы соответствующих 6-ациламино-7-циклопропилбензодиоксанов Но поскольку синтез последних и более сложен и менее эффективен, предпочтение, как методу синтеза бензоксазинов (типа 120. 121). следует отдать перегруппировке аллилзамещенных ациламинов (тина 117, 119).

3.3 Кислотно-катализируемая гетероциклизция 2-тиоациламино-феншщиклопропанов и 2-тиоациламинобензилцикюпропанов.

Известно, что в сходно построенных органических кислород- и серосодержащих соединениях нуклеофильность атома серы выше, чем у атома кислорода

Принимая во внимание этот факт мы предположили, что серосодержащие гетероциклические соединения, отвечающие непосредственному взаимодействию карбениевых ионов бензильного и гомобензильного типа с нуклеофильным серосодержащим ор/ло-заместителем, из соответствующих тиоамидов ряда фенил- и бензилциклопропана, во-первых, будут образовываться легче, чем из соответствующих амидов и, во-вюрых, будут стабильнее, чем их кисчородные анало! и

В связи с эгим мы синтезировали целый ряд М-тиоацилзамещенных 2-аминофенилциклопролана и 2-аминобен)илциклопропана (см. схему 29, 30) и изучили их превращения под действием кислот, использовавшихся в реакциях с К'-ациламинофенил- и \-ациламинобензилциклопропанами.

Схема 29

N И Выход, % N к Выход, %

128 РЬ 75 130 п-М02-РИ 77

129 п-С1-РЬ 55 131 п-СНчО-РЬ 67

Схема 30

007

^^КИ-С-

II

132,133 8

N К Выход, %

132 п-Вг-РЬ 75

133 п-СНЗО-РЬ 82

N И Выход, %

134 п-Вг-РЬ 77

135 п-СНзО-РЬ 66

Было показано, что в отличие от ациламинофенил- и ациламинобензилциклопропанов ни М-гиоациламинофеншщиклопропаны (128-13!), ни К-тиоациламинобензилцикломроманы (132-135) не подвергаю!Ся перегруппировкам под действием трифторуксусной кислоты - из реакции во ¡вращаются исходные

соединения В отличие от этого концентрированная серная кислота инициирует реакцию даже при -20°С При этом М-тиоацчл-2-циклопропиланитины (128-131) с '■ысоким выходом перегруппировывались в соответствующие 4Н-3,1-бенюгиазины (136-139) - продукты прямого взаимодействия катиона бензильного шпа, непосредственно возникающего в процессе раскрытия трехуглеродного цикла, с внутренним нуклеофилом (см схему 31).

Схема 31

>и, ТО*"

20 С N11—-С—Я

128-131 8

2 №2С03

136-139

N К Выход, % N И Выход, %

136 РЬ 81 138 п-М02-РЬ 67

137 п-С1-Р1т 62 139 п-СН30-Р1т 82

В тех же условиях !Я-1иоацилами1юбензилцик.юпропаны (132-135) в качестве главных продукте реакции давали 4Н-3,1-бспзотиазины (140-143, см схему 32), а ожидаемые семизвенные гетероциклы - соответствующие 3,1-бензотиазепины (144147) образовывались лишь в незначительных количествах

Схема 32

1. Н2504 З.Ка2С03 К

5

132-135

4 ЛП Л 4 4

144-147

¡V Я И' И" Выход % N II | И' Я" Выход %

140 Н Н п-СНзОРЬ 64 142 0СН2СН20 п-СНзОРЬ 69

141 Н н п-ВгРИ 66 143 осн2сн2о п-ВгРЬ 68

144 Н н п-СН3ОР1т 6 146 осп2сн2о п-СН3ОР1т 7

145 н н п-ВгРЪ 7 147 осн2сн2о п-ВгРЬ 8

Этот результат доказывает, что превращение тиоацилбензилциклопропанов осуществляется по сущьчву аналогично тому, как это имело место для кислотно-катализируемой перегруппировки Ы-ациламинобензилциклопропанов (94-106, см. схему 26).

Таким образом найденная кислотно-катализируемая трансформация орто-тиоациламинофенилциклопропанов и орто-тиоацилбеншлциклопропанов может рассматриваться как просюй и эффективный метод синтеза функционально замещенных 4Н-3,1 -бензотиазинов

ВЫВОДЫ

1. Разработаны методы синтеза углеводородов ряда бензилциклопронана и их функционально замещенных производных.

2. Выполнено систематическое исследование реакции замещенных бензилциклопропанов с нитрующими реагентами. Установлено, что;

а. /мра-замешенные бензилциклопропаны, в шличие от аналогично замещенных фенилциклопропанов. количественно претерпевают замещение

циклопропилсодержащего фрагмента на нитрогруппу (иисо-замещение); найденная реакция носит общий характер - 1,4-дизамещенные бензолы, содержащие в составе заместители, способность к элиминированию которых, из ипсо-ст-комплексов сравнима с таковой для циклопропилметил-катиона (аллильньгй или бензильный фрагмен гы) также леп"~ претерпевают нитродсалкилирование, »,. при нитровании лора-замешенных 1,1-дихлор-2-бензилциклпропанов нитрогруппа вступает в бензольное кольцо и дихлорциклопропилметильный фрагмент сохраняется в молекуле,

в. циклопропилметильный заместитель не подвергается кясо-замещению при нитровании если ориентирующее влияние заместителей в субстрате не способствует формированию ипсо-а-комплексов, содержащих циклопропилметильный фрш мен г и нитрогруппу в геминальном узле; количественно образуются орто-нитрозамещенные бензилциклопропана;

г. в реакции с диазоттетраоксидом (N204) бензилциклопропаны веду! себя подобно соответствующим фенилциклопропанам' как и в случае фенилциклопропанов циклопропилметилзамещенные субстраты, не способные к одноэлектронному окислению нитро шл-катионом, под действием N204 превращаются в продук1ы трансформации трехуглеродного цикла - соответствующие бензилзамешенные изоксазолины, а способные окисляться нитрозил-катионом, по вЕТ-механизму превращаются в нитроароматические производные бензилциклопропанов.

3 Изучено восстановление нитрозамещенных бензилциклопропанов с

использованием различных восстановителей и осуществлен синтез ря 1а новых аминобензилциклопропанов; на основе последних синтезированы М-ациламино- и

N-i иоациламинобснзилциклопропаны - новые объекты для исследования общей иммуно - формакологической активности.

4. Изучено поведение 2-(Ы-ациламиио)- и 2-(N-

тиоациламино)белзилпиклопропанов в условиях кисло гно-катализируемых реакций. Установлено, что:

а. 2-(Ы-ациламино)бензилциклопропаы под действием либо грифшруксусной кисло 1Ы, либо концентрированной серной с высоким выходом перегруппировываются в соответствующие 411-3,1-бензоксазины; это первый пример перегруппировки функционально замещенных бензилциклопропанов в стабильные гетероциклические соединения. Найденна» реакция является удобным и эффективным методом синтеза замещенных 4Н-3,1-бензоксазинов - важных объектов для изучения биологической активности.

б. в отличие от N-ациламинофенилциклопропанов и N-ациламинобензилциклопропанов соответствующие тиоацильные анало! и укашнных соединений не вступают в реакцию с трифторуксусной кислотой, но под действием концентрированной серной кислоты перегруппировка осуществляется, при этом, как из N-тиоациламинофенилциклопропанов, так и из N-тиоациламинобензилциклопропанов с высоким выходом образуются умещенные 411-3,1-бензотиазины Таким образом найдена новая кислотно-катализируемая перегруппировка в ряду ор/яо-замещенных фенил- и бензилциклопропанов, которая по существу представляет собой общий метод синтеза 411-3,1-бензотиазинов веществ, биологическая активность которых интенсивно изучается

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях:

1. Мочалов С С., Федоюв А Н , Газзаева Р А , Арчегов Б П, Трофимова Г; В Зефиров

Н.С. Необычно легкое нитродезалкилирование при нитровании пара-замещенных бензилциклопропанов//ЖОрХ 2001 Т.37 Вып 6. С 935-936.

2. Мочалов С.С., Газзаева P.A., Федотов А.Н , Арчегов Б.П , Трофимова Ь В . Шабаров

Ю.С., Зефиров НС. О превращениях пара-замещенных бензилциклопропанов. аллилбензолов и дифенилметанов в условиях нитрования азожой кислотой в уксусном ашитриде.//ЖОрХ. 2005 Т41 Вып. 3. С.415-424

3. Газзаева Р А., Арчегов Б П., Федотов А Н., Трофимова F В . Мочалов С С , Шабаров Ю С. О нитровании 1,1-дихлорциклопропилметилбензолов и синтезе 2-аминобензилциклопропанов.// Вестник МГУ Сер.2 2005 Т 46 №5. С349-357

4. Арчегов Б.П., Трофимова Е В., Федотов А Н, Мочалов С С Первый пример

перегруппировки в ряду функционально замещенных бензилциклопропанов

Тезисы докладов 4-и международной конференции молодых ученых «Современные тенденции в органическом синтезе и проблемы химического образования», Санкг-Пегербург, 2005л 1, с.99 Федотов А II. ВоткоЕа II Р Арчегов Б Л Трофимова Ь В., Мочалов С С' 4Н-3.1-Бензогиазины из 2-тиоациламинофенил- и 2-тиоациламкнобснзилциклопропанов Тезисы докладов 4-й международной конференции молодых ученых «Современные тенденции в органическом синтезе и проблемы химического образования», Санкт-Петербург. 2005, т1 с 244

Арчеюв БП 7-Ациламино-6-алтип-1,4-бенюдиоксаны в синтезе 4Н-3.1-бензоксазинов 1езисы докладов международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов 2005». Москва, 2005, т 1. с 136

12 19078

РНБ Русский фонд

2006-4 15093

Принято к исполнению 17/10/2005 Заказ № 1132

Исполнено 18/10/2005 Тираж- 100 экз

ООО «11-й ФОРМА I» ИНН 7726330900 Москва, Варшавское ш., 36 (095) 975-78-56 (095) 747-64-70 www.autoreferat ru.

ВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕНЗИЛЦИКЛОПРОПАНОВ

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР).

1.1. Реакции бензилциклопропанов, в которых не затрагивается трехуглеродный цикл.

1.2. Реакции бензилциклопропанов, протекающие с раскрытием циклопропанового кольца.

1.2.1. Превращения бензилциклопропанов, протекающие с раскрытием циклопропанового кольца в которых не участвует орто-заместитель. щ 1.2.2. Кислотно-катализируемые превращения бензилциклопропанов с внутримолекулярным участием орто-заместителей.

ГЛАВА 2. БЕНЗИЛНИКЛОПРОПАНЫ: СИНТЕЗ И НЕКОТОРЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ).

2.1 Синтез замещенных бензилциклопропанов.

2.2. Превращения замещенных бензилциклопропанов в условиях нитрования.

Ц 2.2.1. Превращение бензилциклопропанов при нитровании азотной кислотой в уксусном ангидриде.

2.2.2. 1,1-Дихлор-2-бензилциклопропаны в реакции с азотной кислотой в уксусном ангидриде.

2.2.3. Взаимодействие бензилциклопропанов с диазоттетраоксидом.

2.3. орто-Амино-, амидо- и тиоамидобензилциклопропаны: синтез и кислотно-катализируемые превращения. i» 2.3.1. Синтез орто-аминобензилциклопропанов и изучение их поведения в условиях кислотно-катализируемых реакций.

2.3.2. Превращения 2-(^ацил)аминобензилциклопропанов под действием кислот.

2.3.3. Кислотно-катализируемая гетероциклизция 2-тиоациламинофенилциклопропанов и 2-тиоациламинобензилциклопропанов.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

3.1. Синтез исходных соединений.

3.2. Нитрование бензилциклопропанов азотной кислотой в уксусном ангидриде.

3.3. Превращения бензилциклопропанов (89, 90,104, 105) под действием диазоттетраоксида.

3.4. Восстановление нитробензилциклопропанов (89, 90,104, 105, 109, 110) до соответствующих аминосоединений.

3.5. Синтез орто-ациламинобензилциклопропанов (118-130,141-143) и орто-ациламинофенилциклопропанов (161-164).

3.6. Синтез орто-тиоациламинобензилциклопропанов (169-172) и орто-тиоациламинофенилциклопропанов (165-168).

3.7. Внутримолекулярные превращения орто-циклопропилметил-(131-140) и орто-аллилзамещепых (144,145) ариламидов в концентрированной серной и трифторуксусной кислоте.

3.8. Внутримолекулярные превращения орто-циклопропил- и орто-циклопропилметилзамещеных арилтиоамидов в концентрированной серной кислоте.

ВЫВОДЫ.

Циклопропаны как объекты многочисленных исследований широко используются в органической химии с середины прошлого столетия. С тех пор интерес к ним практически не ослабевает, а в последние годы даже значительно усилился. Повышенный интерес появился после того как выяснилось, что соединения ряда циклопропана часто ведут себя специфически в условиях классических реакций и могут широко использоваться в синтезе веществ самых различных классов и самого разнообразного практического назначения. Подтверждением сказанному могут служить, например, превращения фенилциклопропана и его функционально замещенных, которые не только внесли значительный вклад в теоретическую органическую химию, но и открыли широкие возможности синтеза как продуктов трансформации трехуглеродного цикла, так и разнообразных гетероциклических соединений, доступ к которым иногда и более сложен и проблематичен.

Литературный анализ показывает, что основная масса работ, касающихся химии циклопропилсодержащих аренов, выполнена на производных фенилциклопропана, в которых циклопропановый фрагмент непосредственно связан с бензольным кольцом (находится в сопряжении). В то же время химия бензилциклопропана, в которых трехуглеродный цикл удален от бензольного кольца на метиленовое звено и тем самым нарушена система сопряжения, изучена крайне ограничено. По существу делались лишь отдельные попытки в плане синтеза бензилциклопропанов и изучения их химических свойств.

В месте с тем систематическое исследование поведения бензилциклопропанов, по крайней мере в реакциях характерных для фенилциклопропанов, позволило бы не только выяснить особенности, отличающие химию указанных углеводородов, но и определить возможности использования производных бензилциклопропана в органическом синтезе.

В соответствии со сказанным в настоящей работе была поставлена задача разработать общий метод синтеза функционально замещенных бензилциклопропанов, детально изучить их поведение под действием нитрующих реагентов и в условиях кислотно-катализируемых реакций.

Обсуждению собственных результатов предшествует литературный обзор, по существу отражающий современное состояние химии бензилциклопропанов.

выводы

Разработаны методы синтеза углеводородов ряда бензилциклопропана и их функционально замещенных производных.

Выполнено систематическое исследование реакции замещенных бензилциклопропанов с нитрующими реагентами. Установлено, что; пара-замещенные бензилциклопропаны, в отличие от аналогично замещенных фенилциклопропанов, количественно претерпевают замещение циклопропилсодержащего фрагмента на нитрогруппу (ипсо-замещение); найденная реакция носит общий характер - 1,4-дизамещенные бензолы, содержащие в составе заместители, способность к элиминированию которых из ипсо-а-комплексов сравнима с таковой для циклопропилметилкатиона (аллильный или бензильный фрагменты) также легко претерпевают нитродеалкилирование, при нитровании пара-замещенных 1,1-дихлор-2-бензилциклпропанов нитрогруппа вступает в бензольное кольцо и дихлорциклопропилметильный фрагмент сохраняется в молекуле, циклопропилметильный заместитель не подвергается ипсо-замещению при нитровании если ориентирующее влияние заместителей в субстрате не способствует формированию ипсо-а-комплексов, содержащих циклопропилметильный фрагмент и нитрогруппу в геминальном узле; количественно образуются орто-нитрозамещенные бензилциклопропана; в реакции с диазоттетраоксидом (N204) бензилциклопропаны ведут себя подобно соответствующим фенилциклопропанам: как и в случае фенилциклопропанов циклопропилметилзамещенные субстраты, не способные к одноэлектронному окислению нитрозил-катионом, под действием N204 превращаются в продукты трансформации трехуглеродного цикла - соответствующие бензилзамещенные изоксазолины, а способные окисляться нитрозил-катионом, по SET-механизму превращаются нитроароматические производные бензилциклопропанов.

3. Изучено восстановление нитрозамещенных бензилциклопропанов с использованием различных восстановителей и осуществлен синтез ряда новых аминобензилциклопропанов; на основе последних синтезированы N-ациламино- и N-тиоациламинобензилциклопропаны — новые объекты для исследования общей иммуно -фармакологической активности.

4. Изучено поведение 2-(Ы-ациламино)- и 2-(Ы-тиоациламино)-бензилциклопропанов в условиях кислотно-катализируемых реакций. Установлено, что: а. 2-(М-ациламино)бензилциклопропаы под действием либо трифторуксусной кислоты, либо концентрированной серной с высоким выходом перегруппировываются в соответствующие 4Н-3,1 -бензоксазины, а не в ожидаемые 3,1-бензоксазепины; это первый пример перегруппировки функционально замещенных бензилциклопропанов в стабильные гетероциклические соединения. Найденная реакция является удобным и эффективным методом синтеза замещенных 4Н-3,1-бензоксазинов - важных объектов для изучения биологической активности. б. в отличие от N-ациламинофенилциклопропанов и N-ациламинобензилциклопропанов соответствующие тиоацильные аналоги указанных соединений не вступают в реакцию с трифторуксусной кислотой, но под действием концентрированной серной кислоты перегруппировка осуществляется, при этом, как из N-тиоациламинофенилциклопропанов, так и из N-тиоациламино-бензилциклопропанов с высоким выходом образуются замещенные 4Н-3,1-бензотиазины. Таким образом найдена новая кислотно-катализируемая перегруппировка в ряду орто-замещенных фенил- и бензилциклопропанов, которая по существу представляет собой общий метод синтеза 4Н-3,1-бензотиазинов - веществ, биологическая активность которых интенсивно изучается.

1. Новокрещенных В.Д., Мочалов С.С., ШабаровЮ.С. О механизме реакции 1,1-дигалоген-2-арилциклопропанов с метилатом натрия в метиловом спирте.// ЖОрХ. 1979, т.15, вып.З, с. 485-492.

2. Deno N.C., Richey H.G., Liu J.S., Hodge J.D., Houser J.J., Wisotsky M.J. Phisical properties of the tricyclopropylmethyl cation.// J. Am. Chem. Soc. 1962, v. 84, № 10, p. 2016-2017.

3. Яновская Л.A. В кн.: Современные теоретические основы органической химии.// М.: Химия 1978, с. 240.

4. Bollinger J.M., Comisarov М.В., Cupas С.А., Olah G.A. Sable carbonium ions. XLV. Benzyl cations.// J. Am. Chem. Soc. 1967, v. 89, № 22, p. 5687-5691.

5. Olah G.A., Schleyer R. Carbonium ions.// Willey. New York. 1973, v. 4, p. 1501-1578.

6. Pittman C.U., Olah G.A. Sable carbonium ions. XIV. Cyclopropylcarbonium ions.// J. Am. Chem. Soc. 1965, v. 87, № 13, p. 2998-3000.

7. Deno N.C., Liu J.S:, Turner J.O., Lincoln D.N., Fruit R.E. The direct observatinon of dicyclopropylcarbonium ions.// J. Am. Chem. Soc. 1965, v. 87, № 13, p. 3000-3002.

8. Friedrich E.C. Reactivity studies in bree-radical a-bromination of cyclopropyl compounds bu N-bromosuccinimide.// J. Org. Chem. 1969, v. 34, № 3, p. 528534.

9. Bennet J.G., Bunce S.C. Cyclopropyl analogs of hexestrol and diethylstilbestrol.// J. Org. Chem. 1960, v. 25, № 1, p. 73-79.

10. Close W.J. An improved synthesis of cyclopropyl phenyl ketone and ralated substances. // J. Am. Chem. Soc. 1957, vol., 79. № 6, p. 1455-1458.

11. Шабаров Ю.С., Потапов B.K., Левина Р.Я. Орто- и пара-замещенные фенилциклопропаны.// ЖОрХ. 1964, т.34, вып.9, с. 3127-3128.

12. Шабаров Ю.С., Мочалов С.С., Новокрещенных В.Д., Волков Е.М., Ермишкина С.А. Галогензамещенные фенилциклопропаны в реакции нитрования.// ЖОрХ. 1975, т.11, вып.9, с. 1907-1913.

13. Jones W.W., Russell M. The Effect of temperature on the proportions of isomers formed in the mononitration of toluene.// J. Chem. Soc. 1947, № 7, p. 921-923.

14. Шабаров Ю.С. Исследование в области арилциклопропанов и арилциклобутанов. Дисс. докт. наук. М., 1964.

15. Мочалов С.С. Превращения арилциклопропанов в условиях нитрования. Использование нитроарилциклопропанов в органическом синтезе. Дисс. докт. наук. М., 1984.

16. Leermakers Р.А., Vesley G.F. Thermal and photochemical decomposition of cyclopropylphenylmethane.// J. Chem. Soc. 1965, v. 30, № 2, p. 539-541.

17. Lambert J.B., Napoli J.J., Johnson K.K., Taba K.N., Packard B.S. Scope, limitations and mechanism of the homoconjugate electrophilic addition of hydrogen halides.// J. Org. Chem. 1985, v. 50, № 8, p. 1291-1295.

18. Deno N.C., Billups W.E., LaVietes D., Scholl Ph.C., Schneider S. Protonated cyclopropane intermediates in the reactions of cyclopropanecarboxylic acids.// J. Am; Chem. Soc. 1970, v. 92, № 16, p. 3700-3703.

19. Шабаров Ю.С., Сагинова JI.F., Веселовская C.B. Взаимодействие арилциклопропанов с тиофенолами в условиях кислотного катализа. // ЖОрХ. 1986, т.22, вып.4, с. 768-772.

20. Powell K.G., McQuillin F.J. Reactions of cyclopropanes with dicarbonylchlororhodium: carbonyl insertion and isomerisation.// Chem. Communs. 1971, № 16, p. 931-932.

21. Сурмина Jl.C., Формановский А.А., Болесов И.Г. Скелетная перегруппировка при дегидрохлорировании 1,1-дихлор-2-бензилциклопропана. // ЖОрХ. 1978, т. 14, вып.4, с. 883-884.

22. Формановский А.А. Материалы Юбилейной научной конференции, посвященной 60-летию Великой Октябрьской социалистической революции. М.: МГУ, 1978, с. 9-10.

23. Левина Р.Я., Шабаров Ю.С., Мочалов С.С., Благодатский С.А. // Вестн. МГУ. Сер. хим., 1972, №6, С. 689-692.

24. Федотов А.Н., Трофимова Е.В., Мочалов С.С., Шабаров Ю.С. Бензил-, 2-и 4-нитробензилциклопропаны и их взаимодействие с органическими кислотами. ЖОрХ. 1988, т.24, выи.7, С. 1413-1417.

25. Е.В. Трофимова, А.Н. Федотов, С.С. Мочалов, Ю.С. Шабаров, Н.С. Зефиров// Катион 3,4-дигидро-КГ-оксо-3-этил-2,1-бензоксазиния в синтезе р- и у-замещенных арилбутанов и 1-арилбут-2-енов. ХГС. 1992, с. 550-554.

26. Мочалов С.С., Трофимова Е.В., Федотов А.Н., Шабаров Ю.С., Зефиров. Н.С. Кислотно-катализируемые превращения 1-хлор-2-нитробензилциклопропанов. Первые стабильные ионы N-okco-2,1-бензоксазепиния. // ЖОрХ. 1996, т.32, вып.6, С. 852-860.

27. Г29. Мочалов С.С., Ермишкина С.А., Эрглис С.К., Шабаров Ю.С. О синтезе и изомеризации динитро-1,4-дициклопропилбензолов. // ЖОрХ. 1975, т.11, вып.7, с. 1409-1415.

28. Шабаров Ю.С., Мочалов С.С., Степанова И.П. Внутримолекулярные превращения фенилциклопропанов. Изомеризация орто-нитрофенил-циклопропана под действием серной кислоты. Докл. АН СССР, 1969, т. 189, №4, с. 1028-1030.

29. Дайнеко В.И., Чертков В.А., Мочалов С.С., Шабаров Ю.С. Изучение структуры катионов, генерируемых из 1-метил-1-(орто-нитрофенил)-циклопропанов в серной кислоте методом ЯМР 13С. // ЖОрХ. 1974, т. 10, вып. 12, с. 2536-2542.

30. Федотов А.Н., Е.В. Трофимова, С.С Мочалов, Шабаров Ю.С. О перегруппировке орто-нитрозамещенных бензолов в о-нитрозокетоны и о синтезе производных 2,1-бензоксазина.// ЖОрХ. 1988, т.24, вып, 11, с. 2403-2408.

31. Трофимова Е.В., Федотов А.Н., Мочалов С.С., Шабаров Ю.С. Циклические ионы из 2-нитрофенилбутанолов и 1-(2-нитрофенил)-1-бутена и их изомерные превращения во фторсульфоновой кислоте. // ЖОрХ. 1991, т.27, вып. 16, с.1193-1197.

32. Мочалов С.С., Кутателадзе Т.Г., Федотов А.Н., Шабаров Ю.С. Циклические катионы из 2-нитрофенилциклопропанов и их изомерные превращения во фторсульфоновой кислоте. // Докл. АН СССР, 1988, т. 298, №6, с. 1397-1401.

33. Мочалов С.С., Кутателадзе Т.Г., Федотов А.Н., Шабаров Ю.С. циклические ионы из 1-(2-нитрофенил)-2- метилциклопропанов и их изомерные превращения во фторсульфоновой кислоте. // ЖОрХ. 1989, т.25, вып. 7, с.1396-1402.

34. Кутателадзе Т.Г., Мочалов С.С., Шабаров Ю.С. Ковалентные фторсульфонаты- из нитрозамещенных арилциклопропанов. // ЖОрХ, 1990, т.26, вып. 7, с. 1471-1476.

35. Трофимова Е.В. Бензилциклопропан, их синтез и кислотно-катализируемые превращения. Дисс. канд. наук. М., 1990.

36. Мочалов С.С., Газзаева Р.А., Федотов А.Н., Шабаров Ю.С., Зефиров Н.С. Новый путь синтеза замещенных 4Н-3,1-бензоксазинов. // ХГС. 2003, № 1, с.922-929.

37. Шабаров Ю.С., Мочалов С.С., Федотов А.Н., Плоткин В.А. Новая перегруппировка азоксибензолов под действием концентрированной серной кислоты.// ЖОрХ. 1980, т. 16, вып.З, с.612-620.

38. Шабаров Ю.С., Мочалов С.С., Федотов А.Н., Шишкина И.Н., Суботин Н.С. .Новые устойчивые органеические катионы из орто-замещенных арилциклопропанов.// ЖОрХ. 1987, т.23, вып.1, с.112-117.

39. Федотов А.Н., Шишкина И.Н., Кутателадзе Т.Г., Мочалов С.С., Шабаров Ю.С. Внутримолекулярные превращения 2-циклопропилазобензолов под действием протонных кислот.// ХГС. 1987, № 8, с.112-117.

40. Klonwen М.Н., Boelens Н. Alkil substituted benzaldehides. // Rec. Trav. Chim. 1960, v. 79, p. 1022-1033.

41. Kobe К.A., Langworthy E.M. Mononitration of p-cymene.// Ind. Eng. Chem. 1957. vol. 49, №5, p. 801-806.

42. Olah G.A., Kuhn S.J. Aromatic substitution. XX. Intact and dealkylation migration of propylated and butylated alkylbenzenes with nitronium tetrafluoroborate.// J. Am. Chem. Soc. 1964, vol. 86, № 6, p. 1067-1071.

43. Hahn R.C., Strack D.L. ipso-Nitration. II. Novel products and true positional selectivities in nitration of p-cymene.// J. Am. Chem. Soc. 1974, vol. 96., № 13, p. 4335-4337.

44. Fischer A., Roderer R.Nitration of p-cymene. Exchange and rearomatization reactions of p-cymene adducts.// Can. J. Chem. 1976, vol. 54, № 3, p. 423428.

45. Moodie R.B., Schofield K., Weston J.B. Electrophilic aromatic substitution. Part XV. The kinetics, mechanism, and products of nitrodebromintion in sulphuric acid. // J. Chem. Soc. Perkin Trans. II. 1976, vol. 9, p. 1089.

46. ЖОрХ. 1973, т. 9, № 1, с. 56-58. Г51. Шабаров Ю.С., Мочалов С.С. О деметилировании циклоалкил- и алкиланизолов при нитровании. // ЖОрХ. 1973, Т. 9, № 10, с. 2044-2047.

47. Карпова В.В., Мочалов С.С., Шабаров Ю.С. Поведение 2-замещенных 4-циклопропиланизолов при нитровании азотной кислотой в уксусном ангидриде.//ЖОрХ. 1982, вып.2,т. 18, с.310-322.

48. Moodie R.B., Schofield К. ipso-Attack in aromatic nitration.// Acc. Chem. Res.1976, vol. 9, № 4, p. 287-292.

49. Смирнова M.M., Гейдерих А.В., Мочалов C.C., Шабаров Ю.С. пара-Алкилзамещенные фенилциклопропаы в реакции с диазоттетраоксидом. // ЖОрХ. 1988, т. 24, вып. 6, с. 1189-1195.

50. Мочалов С.С., Кузьмин Я.П., Федотов А.Н., Трофимова Е.В., Газзаева Р.А., Шабаров Ю.С., Зефиров Н.С. О превращении арилциклопропановпод действием диазоттетраоксида. // ЖОрХ. 1998, т. 34, вып. 9, с.1379-1387.

51. Мочалов С.С., Газзаева Р.А., Атанов В.Н., Федотов А.Н., Шабаров Ю.С., Зефиров H.G. Замещенные 7-циклопропил-1,4-бензодиоксаны в реакции с диазоттетраоксидом // ХГС. 1999, № 3, с. 324-329.

52. ГаззаеваР.А., Шабаров Ю.С., Сагинова Л.Г. Замещенные фенилциклопропаиы в синтезе 2-изоксазолинов. // ХГС. 1984, № 3, с. 309-313.

53. Lin S.T., Kuo S.H., Yang F.M. Reaction of halogenated cyclopropanes and nitrosyl cation: Preparation of isoxazolen. // J. Org. Chem. 1997, vol. 62, p. 5229-5231.

54. Belzecki C. Stereochemmestry of artain addition reactions propenylbenzene I. Addition of nitrogen tetoxid. // Bull. Acad. Polom. Sci., Ser. Chem. 1963, vol. 11, №3, p. 121-127.

55. Grinwold A.A., Starcher P.S. The synthesis of 2-nitrocyclohexanone and the reaction of acetyl nitrate with cyclohexene. // J. Org. Chem. 1966, vol. 31, № 2, p. 357-361.

56. Shoendbrunn E.F., Gardner J.H. Oxidation of isobutylene with dinitrogen tetroxide. // J. Am. Chem. Soc. 1960, vol. 82, № 18, p. 4950.

57. Brand Y., Stevens I. Mechanism and stereochemistry of the addition of nitrogen dioxide to olefins. // J. Chem. Soc. 1958, № 2, p. 629.

58. Мочалов C.C. Газзаева P.А. Арилциклопропаны в синтезе азот- и кислородосодержащих гетероциклов. // ХГС. 2003, № 8, С. 1123-1138.

59. Хасанов М.И. Замещенные 4Н-3,1-бензоксазины на основе 1,4-бензодиокасна и 1,2-диметоксибензола. // Материалы Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов-2005". Секция химия. М. 2005 том 1, с. 188.

60. Hari A., Wellr B.L. Rapid and Efficientt Synfhesis of 2-Amino-4H-benzothiazines.// Org. Lett. 2000, vol. 2, p. 3667-3670.

61. Бумагин H.A., Пономарев A.B., Белецкая И.Г. Реакции мелаллоорганических соединений, катализируемые комплексами переходных металлов. //ЖОрХ. 1987, т. 23, с.1354-1364.

62. Wenkert Е., Fernades J.B., Vichelott T.L., Swindell С.S. The synthesis of naturally occurring C6-C3 and C6-C3-C6 substances by the use of low-valent nickel-mediated grignard reactions. // Synthesis. 1983, v. 9, p. 701-703.