Электрохимическое окисление N-оксидов 3-имидазолина, 2Н- и 4Н-имидазола и нитроксильных радикалов на их основе тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

На правах рукописи

РГБ ОД

Я л Г ''7 :

ИРТЕГОВА Ирина Геннадьевна

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ 1Ч-ОКСИДОВ З-ИМИДАЗОЛИНА, 2Н- И 4Н-ИМИДАЗОЛА И НИТРОКСИЛЬНЫХ РАДИКАЛОВ НА ИХ ОСНОВЕ

(02.00 03 — органическая химия)

,)

'7

л'

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических нау1:

НОВОСИБИРСК - 2000

Работа выполнена в Новосибирском институте органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН

Научные руководители:

доктор химических наук, с.н.с. Григорьев И.А. кандидат химических наук, с.н.с. Стариченко В.Ф.

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Поленов Е.А. кандидат химических наук, с.н.с. Рябинин В.А.

Ведущая организация: Южно-Российский государственный

технический университет (Новочеркасск)

Защита состоится 20 октября 2000 года в 915 часов на заседании диссертационного совета Д 002.42.01 при Новосибирском институте органической химии СО РАН — 630090, г. Новосибирск, проспект академика Лаврентьева, 9.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского института органической химии СО РАН

Автореферат разослан^/^^^5^^7000 года

Ученый секретарь диссертационного совета доктор химических наук ^ -Т-Д. Петрова

гБЧб.Уъ^о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Циклические нитроны (1\1-окиси неароматических гетероциклических соединений) применяются в качестве спиновых ловушек и в синтезе стабильных нитроксильных радикалов (НР), использующихся как спиновые метки и зонды, хелатирую-щие лиганды, катализаторы окисления, стабилизаторы мономеров и т.д. Окисление 1^-оксидов 4Н-имидазола и альдонитронов ряда 2Н-имидазола и 3-имидазолина в присутствии нуклеофилов является новым препаративным способом получения стабильных НР с заместителями, отличными от алкильной группы в «-положении к радикальному центру, обладающих новыми спектральными и химическими свойствами.

Потенциалы электрохимического окисления (ЭХО) циклических нитронов являются важной характеристикой при использовании этих соединений как в качестве спиновых ловушек, так и в синтезе НР. Данные по ЭХО 1\]-окисей гетероциклических соединений ограничены гетероароматическими соединениями ряда пиридина, пиразина, их гомологами и некоторыми производными пирролина. В связи с этим, актуальной задачей является измерение потенциалов ЭХО [\1-оксидов ряда 2Н-, 4Н-имидазола и 3-имидазолина, а также НР с нетрадиционным окружением радикального центра, образующихся при химическом окислении циклических нитронов в присутствии нуклеофилов, поскольку ЭХО НР изучено в основном в ряду соединений с тетраалкильным окружением нитроксильной группы. Особый интерес вызывает изучение механизма реакции ЭХО циклических нитронов в апротонных растворителях в присутствии нуклеофиль-ного реагента при помощи методов циклической вольтамперометрии (ЦВА) и спектроскопии ЭПР. Представляется актуальной разработка электрохимического синтеза НР, содержащих в а-положении к радикальному центру функциональную группу, отличную от ал-

кильной, путем ЭХО циклических нитронов в присутствии нуклео-фильного реагента. Ранее электросинтез стабильных НР осуществлялся электроокислением а-тетраалклзамещенных гидроксилами-нов, либо электрохимической модификацией имеющихся в молекуле НР функциональных групп, удаленных на несколько сг-связей от радикального центра.

Цель работы. Целью данной работы является изучение ЭХО 1\1-оксидов 4Н-, 2Н-имидазола, 3-имидазолина и ИР ряда 2-, 3-имидазолина и имидазолидина методом ЦВА, анализ влияния эффекта заместителей и структуры цикла на потенциалы окисления указанных соединений, изучение механизма ЭХО циклических нитронов в апротонных растворителях в присутствии нуклеофильного реагента методами ЦВА и спектроскопии ЭПР и разработка способа электросинтеза стабильных НР с нетрадиционным окружением радикального центра.

Научная новизна. Исследовано ЭХО замещенных 1\1-оксидов 2Н-, 4Н-имидазола, 3-имидазолина и ряда НР, содержащих функциональную группу в а-положении к радикальному центру. Описана зависимость величин потенциалов ЭХО широкого ряда 1\1-оксидов 3-имидазолина от индуктивного и резонансного эффекта заместителя в 4 положении цикла при помощи двухпараметровых корреляционных уравнений. Показано, что окисление З-имидазолин-З-оксидов может протекать по нитронной группе или атому азота в первом положении в зависимости от акцепторных свойств заместителей в цикле. Методами ЦВА и спектроскопии ЭПР при окислении некоторых 1\1-оксидов 4Н-имидазола и 2Н-имидазола впервые зафиксировано образование катион-радикалов (КР) и установлено, что окислительное метоксилирование Ы-оксидов 4Н-имидазола происходит через первоначальное образование соответствующих КР с последующим присоединением нуклеофильного реагента — метилового спирта. Впервые электрохимическим препаративным синтезом по-

лучены стабильные НР с метоксигруппами у радикального центра.

Практическая значимость. Измерены потенциалы ЭХО широкого ряда замещенных 1\1-оксидов 4Н-, 2Н-имидазола, 3-имидазолина и НР с функциональными группами у о-углерода радикального центра. Разработан электрохимический метод синтеза а-метоксизамещенных стабильных НР.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на Международной конференции по нитроксильным радикалам (Новосибирск, 1989), на XII Всесоюзном совещании по электрохимии органических соединений (Караганда, 1990), на 14 международном конгрессе по химии гетероциклических соединений (Антверпен, 1993).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 статьи, одно краткое сообщение и тезисы трех докладов.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав и выводов, изложена на 142 страницах, включая 26 таблиц и 15 рисунков. Список цитируемой литературы содержит 128 наименований.

1. Электрохимическое окисление замещенных З-имидазолин-З-оксидов

На ЦВА большинства соединений 1-5 наблюдается один необратимый пик окисления, что обусловлено малой устойчивостью образующихся при окислении КР. Величины потенциалов окисления замещенных З-имидазолин-З-оксидов 1-5 приведены в табл. 1.

В ряду замещенных З-имидазолин-З-оксидов с одинаковым заместителем в 4 положении 1-метилзамещенные соединения 2 окис-

Табл. 1: Потенциалы ЭХО З-имидазолин-З-оксидов 1-5

Я Е^.В Я Е&.В Я Е&.В

1а Н 1,52 2м 1чн2 1,19 4д СНВг2 2,19

16 СН3 1,43 2н ОСН3 1,13 4ж СНО 2,22

1в с2н5 1,49 2о БСНз 1Д5 4з СООСНз 2,20

1г РЬ 1,36 За Н 1,42 4и соон 2,28

2а Н 1,17 36 СН3 1,40 4к С01МН2 2,15

26 СН3 1,09 Зв с2нй 1,42 4л см 2,42

2в с2н5 1,13 Зг РЬ 1,46 4н ОСНз 1,33

2г РЬ 1,18 Зд СНВг2 1,58 4о БСНз 1,30

2д СНВг2 1,25 Зе СНС12 1,57 5а Н 1,98

2е СНС12 1,28 Зк С01\1Н2 1,50 56 СНз 1,81

2ж сно 1,29 Зл СМ 1,94 5в С2Н5 1,92

2з СООСНз 1,26 4а н 1,94 5г СНВг2 2,25

2и соон 1,24 46 СНз . 1,75 5ж сно 2,41

2к С01\1Н2 1,20 4в С2Н5 1,80 5з СООСНз 2,27

2л его 1,40 4г РЬ 1,83 5л см 2,58

Примечание: а)Р1>электрод, н.к.э., 0.1 М Е14КСЮ4 в МеС1Ч, 1^=0,08 В/с.

ляются наиболее легко (в пределах от 1,01 до 1,40 В). Введение в положение 1 сильных акцепторов — нитрозо- и нитрогрупп — приводит к повышению значений до 2,0-2,5 В. При одинаковом заместителе в четвертом положении цикла (например, Р=Н, Ме, СМ) значения Е**2 возрастают в порядке: 2<1<3<4<5. Потенциалы окисления 1-нитрозо- и 1-нитрозамещенных альдонитронов 4а, 5а превышают потенциалы окисления наиболее распространенных спиновых ловушек ДМПО и ФБН (1,57 В и 1,41 В) на 0,3-0,5 В.

Сравнением потенциалов ЭХО соединений 1-5 и модельных соединений, содержащих только один реакционный центр (атом азота с неподеленной электронной парой или нитронную группировку) показано, что потенциалы окисления Ы-метилзамещенных соединений 2 и третичных аминов (Е^ = 0, 85 - 1,15 В) близки, в то время как нитронная группировка в соединениях 7, 8 окисляет-

Табл. 2: Потенциалы электроокисления некоторых третичных аминов и альдонитронов

Соединение ЕР/2.В

6 2,2,5,5,-тетраметил-

-З-имидазолин-З-оксид-1-оксил 1,15

7 5,5-диметилпирролин-1-оксид 1,57

8 3,3,5,5-тетраметилпирролин-1-оксид 1,61

9 а-Фенил-КМ-бутилннтрон 1,41 ■

10 2,2,6,6-тетраметилпиперидин 0,84

11 1-нитрозо-2,2,6,6-тетраметилпиперидин 1,67

Примечание: а) в MeCN относительно н.к.э.; б)Щукин Г.И., Рябинин В.А. и др. Журнал общей химии, 1986, т.56, стр. 855-862.: B)McInt,ire G.L., Blount H.N. et al. Canadian J. Chem., 1982, v.60, p.1621-1626.

ся при более высоких потенциалах (табл. 2), что свидетельствует о протекании окисления З-имидазолин-З-оксидов 2 по третичному атому азота.

Для производных 2, 4 и 5 нами получены двухпараметровые соотношения (1) - (4) между Е^'/'о и индукционными и резонансными константами заместителей, находящихся в положении 4 имидазоли-нового цикла:

Е^о = 1.153 + 0.403<7i + 0.163<7р, где п=11, r=0.97. (1)

Характер зависимости Е1,", соединений 2 от заместителя у С4, аналогичный зависимости Е1,", для ИР (см. ссылку "б" к табл. 2) подтверждает предположение о том, что окислению в 2 подвергается третичный атом N1. Включение в выборку соединений, содержащих в 4 положении амино-, метокси- и метилтиогруппы, приводит к снижению коэффициента корреляции до г=0.822, что может быть связано с переносом реакционного центра на нитронную группировку при введении сильных +М-заместителей в 4 положение.

В уравнении (2) для 1-нитрозо-производных 4 величины кон-

станты чувствительности р превышают аналогичные величины в уравнении (1) для соединений 2, причем величина коэффициента р, отражающая вклад сг^ возрастает в пять раз:

Е^з = 1.932 + 0.654(7! + 0.8420-ц, где п=10, г=0.95. (2)

Включение в выборку анализируемых З-имидазолин-З-оксидов 4 метокси- и метилтиозамещенных соединений не приводит к уменьшению коэффициента корреляции в уравнении (3). Резонансная константа чувствительности возрастает при этом до 1.404, в то время как индукционная константа уменьшается до 0.251, что отражает возросший вклад +М-заместителей:

Е^з = 1-944 + 0.251<Т1 + 1.404<тк, где п=12, г=0.9б. (3)

Для 1-нитрозамещенных соединений 5 получено двухпарамет-ровое уравнение (4) с коэффициентами р, близкими аналогичным величинам в уравнении (2):

Е^а = 2.009 + 0.829О-1 + 0.768сгк, где п=7, г=0.99. (4)

Повышение чувствительности производных 4 и 5 к характеру заместителя у С4 подтверждает предположение о предпочтительном окислении нитронной группировки указанных соединений.

2. Электрохимическое окисление 14-оксидов 4Н-имидазола

На ЦВА 1\]-оксидов 4Н-имидазола 12-14 наблюдался один необратимый пик окисления, за исключением 12ж,13ж,м, содержащих легкоокисляемые третичные аминогруппы (табл.3). Потенциалы окисления возрастают при переходе от 4Н-имидазол-3-оксидов 13 к 1,3-диоксидам 12 и 1-оксидам 14 (с одинаковыми заместителями во 2 и 5 положениях) примерно на 0,15 - 0,20 В.

*

о 12

Табл. 3: Потенциалы ЭХО М-оксидов 4Н-имидазола

В1 Р2 Ер/2- В 1 И1 & ЕР?2. В

12а РЬ Н 1,38 13а РЬ Н 1,29

126 РЬ Ме 1,33 136 РЬ Ме 1,18

12в РЬ РЬ 1,41 13в РЬ РЬ 1,28

12г РЬ 2-РСбН4 1,31 13д РЬ о-ОНС0Н4 1,26

12ж РЬ 4-(Ме)31\1- 0,79 13е РЬ Р-ОНСсН4 0,93

- С6Н4

12з РЬ 3-N02C6H4 1,48 13ж РЬ р-Ме21\1- 0,65

-сйн4

12к РЬ 2-Фурил 1,27 13м РЬ 1^С5Н1„ 0,49

12л РЬ 2-Тиенил 1,31 13н РЬ ОМе 0,82

12о о-Ру РЬ 1,40 13р 2-Фурил РЬ 1,16

12п о-Ру т-Ру 1,51 13с 2-Фурил р-Ру 1,17

12р 2-Фурил РЬ 1,16 13ш СЫ Н 1,92

12т 2-(5-Ме)- Ме 1,02 13щ СН=МОМе Н 1,48

-Фурил

12у 2-(5-Ме)- РЬ 1,05 146 РЬ Ме 1,52

-Фурил

12ф 2-(5-Ме)- 3-1\102С6Н4 1,12 14в РЬ РЬ 1,56

-Фурил

12х 2-Тиенил РЬ 1,20

Примечание: а) 0.1 М Е1^С104 в МеС1\1, «=0,08 В/с, н.к.э., б)частично обратимые пики ЭХО, у= 0,33 В/с; в)обратимые пики ЭХО «=0,08 В/с

1

О

13 14

Методом ЦВА при -80" - -40"С в СН2С12 зафиксированы обратимые пики окисления соединений 12в,г,л и 13в до соответствующих устойчивых КР (рис. 1,А). Анодный пик 1А отвечает окислению соединения 12в до КР, катодный пик 1К при обратной развертке потенциала соответствует восстановлению КР 12в до исходного соединения. Данные ЦВА подтверждены регистрацией спектров ЭПР КР указанных соединений в электрохимической ячейке, помещенной в резонатор спектрометра ЭПР (табл. 4). Добавление МеОН в ячейку с раствором 12в приводит к исчезновению пика 1К (рис. 1,Б) в результате взаимодействия КР(12в) с МеОН и появлению пика 2К восстановления окисленной формы продукта ме-токсилирования — оксоаммони-евого катиона — до нитронил-нитроксильного радикала

(ННР) 19в (рис. 1,Б). При повторной развертке потенциала в анодном направлении на ЦВА регистрируется пик

______2А окисления ННР 19в до

Примечание: а) оксоаммониевого катиона.

Отнесение пиков 2А и 2К на рис. 1,Б подтверждено эксперимен-

1

О

0.5

1.0 Е, В

Рис. 1: ЦВА 5-10 3 М раствора 12в в 0,1 М п-Ви4ШР4, СН2С12 при -70" С (А), с 5% МеОН (Б), 2,5-Ю"3 М 19в, 20в (В)

Таблица 4: Константы СТВ КР 1М-оксидов 4Н-имидазола

Р1 я2 алг

12в РЬ РЬ 6,76 4,72

12в РЬ РЬ 9,46 4,72

12г РЬ 2-РС6Н4 5,80 3,73

12л РЬ 2-Тиенил 4,76 4,76

том с заведомыми продуктами метоксилирования 19в и 20в (рис. 1,В). а также фиксированием спектров ЭПР указанных НР с константами СТВ, соответственно, а^=Эдг= 7,13 Гс и а^=12,52 Гс при ЭХО 12в в системе СН2С12 - МеОН(5%). Согласно данным ЦВА и ЭПР, аналогичным образом реагируют с МеОН и КР соединений 12г,л и 13в. Полученные результаты свидетельствуют о протекании окислительного метоксилирования М-оксидов 4Н-имидазола через стадию одноэлектронного окисления указанных соединений до соответствующих КР, подвергающихся далее нуклеофильной атаке МеОН с образованием о-метоксизамещенных НР (схема 1).

Схема /

л

о

и,

,0

МеОН

"Е^ -1Г

К1 * МсСХ1 ^

о 12

Н О

КР(12)

N

I

О-

19

•Ч /

N

I

О 20

ОМс

Таблица 5: Электросинтез а-метоксизамещенных НР 19 и 20

и, 0, Выход, %

В Р/моль 12 19 20

15в 1,4 2,55 7 53 25

15в 1,4 3,09 0 67 31

15г 1,3 2,51 5 43 21

15з 1,4 2,49 25 30 10

12з 1,4 1,69 9 44 25

12з 1,4 1,89 4 45 26

12з 1,4 2,56 0 36 18

12к 1,35 1,59 15 34 10

15р 1,25 3,36 0 18 37

12х 1,35 1,82 7 68 0

На основании полученных данных по потенциалам ЭХО 1\1-оксидов 4Н-имидазола и механизму окислительного метоксилирования указанных соединений разработан метод препаративного электрохимического синтеза а-метоксизамещенных НР 19,20 путем анодного метоксилирования 1М-оксидов 4Н-имидазола (табл. 5). В качестве исходных соединений использованы как 1\1-оксиды 4Н-имидазо-,

Примечание: а) II отн. н.к.э.

ла, так и их синтетические предшественники — 1-гидрокси-З-ими-дазолин-3-оксиды 15. Выходы и соотнршения продуктов электро-

лиза в целом соответствуют аналогичным величинам в реакции окислительного метоксилирования 1\1-оксидов 4Н-имидазола действием РЬОг1. При электролизе 1\1-оксидов 4Н-имидазола 12з,к,х количество пропущенного электричества 0>1 Р/моль в связи с окислением продуктов электролиза при используемом потенциале рабочего электрода II. Электролиз гидроксиламинов 15в,г,р является трехэлектронным процессом (<3=ЗР/моль). Пропускание 0 менее 3 Р/моль при электролизе 15в,г приводит к неполному превращению промежуточных нитронов в соответствующие НР-

3. Электрохимическое окисление 1Ч-оксидов 2Н-имидазола

Методом ЦВА изучено ЭХО Г\1-оксидов 2Н-имидазола 16-18. На ЦВА большинства 1\1-оксидов 2Н-имидазола 16-18 наблюдается один пик окисления (табл.6), необратимый до скорости развертки потенциала 0,33 В/с, за исключением дифенилзамещенного соединения 17г.

Л'к

О 18

Наиболее легко в данном ряду окисляются 1М,1\1-диоксиды 2Н-имидазола 17. При переходе к Г\1-оксидам 2Н-имидазола 16 и, далее, к 3-метил-2Н-имидазолий-1-оксидам 18 потенциал пика окисления Ера возрастает по сравнению с соединениями 16 на 0,5 В и 0,9-1,0 В, соответственно.

В ряду 2Н-имидазол-1-оксидов значительное влияние на потенциал окисления указанных соединений оказывает эффект заместителя Р1 в четвертом положении. Потенциалы окисления циа-

Ч^А. Григорьев и др., Изв. АН СССР, Сер. хим., 1989, 1624

16 17

и

Табл. 6: Потенциалы ЭХО N-оксидов 2Н-имидазола

R1 R2 Ep/2'B R1 R2

16a Me H 1.79 ICk CH=NOH H 1.92

166 Me Ph 1.64 16л CN H 2.25

16b Me o-N02C6H4 1.91 17a H Ph 1.34

16r Me p-no2c6h4 1.91 176 Me Me 1.11

16д Ph H 1.87 17b Ph Me 1.22

16e Ph OMe 1.36 17r Ph Ph 1.28

16ж p-M02CGH4 H 1.96 18a Me Ph 2.25

16з CH2CBrMe2 H 1.94 186 Ph H 2.22

16и CH2C0(l\102)Me2 H 2.02 18b Ph Me 2.12

Примечание: а)Р1-электрод, н.к.э., 0.1 М Et4NCI04 в MeCINI, г^=0,08 В/с; б)обратимый пик ЭХО

нозамещенного 16л на 0.3 В больше потенциала окисления фенил-замещенного соединения 16д. Метоксигруппа в пятом положении 4-РЬ-2Н-имидазол-1-оксида 16е понижает потенциал окисления на 0,3 В по сравнению с потенциалом окисления 5-незамещенного соединения 16д.

На ЦВА 17г наблюдается обратимый пик ЭХО, что свидетельствует об устойчивости образовавшегося КР. Зафиксирован спектр ЭПР КР 17г с константами СТВ на атомах азота адг=1,б5 Гс, что согласуется с низкими значениями констант СТВ на атомах азота КР 1\1,1\1-диоксидов гетероароматических соединений симметричного строения2. При окислении 17г в присутствии МеОН катодный пик воспроизводится на ЦВА, фиксируется спектр ЭПР метоксиза-мещенного HP низкой интенсивности, не увеличивающийся с течением времени. Это может быть связано с протеканием реакции КР 17г с метанолом по пути отрыва атома Н от МеОН, предложенному

2Nishikida К. et al. J. Magn. Resonance, 1972, p.260-271

ранее для КР 1\1,1\1-диоксидов гетероароматических соединений3.

4. Электрохимическое окисление нитроксильных радикалов ряда 2-имидазолина, 3-имидазолина и имидазолидина

Для большинства исследованных НР 20-30, содержащих в сс-положении к радикальному центру функциональную группу, на ЦВА наблюдались анодные необратимые одноэлектронные пики, что свидетельствует о неустойчивости образующихся оксоаммониевых катионов. ННР 19,21, нитроксильная группа которых сопряжена с 7г-системой нитронной группировки, окисляются обратимо (табл.7).

я1 о

А

19 Х=ОМс 21 Х=МН->

О

>=Ь'

N I

а

20 Х=ОМс

22 Х=ЫН2

23 Х=КНМс

N I.

О

24

ОМс ОМс

МсО. МсО'

О ■Л

N I.

О

25

РЬ О

МсО

27 Х=ОМс, Я'=Я2=МС

а 26

N I

N0 27-30

28 Х=М112,к'=112=Ме (а),

к'+к2=-(сн2)5- (б)

29 Х=ЫНМс, К.'=й2-Мс

30 Х=Р, к'=к2=Мс

Величины нитроксильной группы в циклических НР зависят от следующих факторов: 1)природы цикла, включающего нитрок-сильную группу, 2)электронного эффекта заместителей в различных положениях цикла. Амино- и метоксизамещенные ННР 19,21 окисляются одинаково легко (Е^ ~ 0, 8 В), что свидетельствует о протекании окисления по сопряженной системе нитронной и нитроксильной групп. Потенциалы ЭХО 3-имидазолиновых НР 20-23

'Кулаковская С.И. и др. Электрохимия.-1993.-Т.29.-1.-С.48.

Табл. 7: Потенциалы электроокисления замещенных НР 19-30

Р1 R2 ЕР/=' В К1 Я2 В

19в РЬ РЬ 0,84 22р 2-Фурил РЬ 0,96

21и РЬ 7Д-Ру 0,80 . 22ц 2-(5-Ме)тиенил РЬ 0,96

21с 2-Фурил 7М-Ру 0,76 23ч 2-(5-Ме)тиенил т-Ру 1,02

206 РЬ Ме 1,33 24а РЬ 1,38

20в РЬ РЬ 1.31 246 2-(5-Ме)тиенил 1,30

20г РЬ о-РС0Н4 1,38 25 РЬ 1,24

20з РЬ т-1\Ю2СбН4 1,45 26а РЬ 1,08

20н РЬ тп- Ру 1,37 266 Н\ю2с6н4 1,16

20с 2-Фурил т-Ру 1,27 27 РЬ 1,26

20ф 2-(5-Ме)фурил о-1М02С6Н4 1,30 28а РЬ 0,54

20х 2-Тиенил РЬ 1,35 286 РЬ 0.58

20ц 2-(5-Ме)тиенил РЬ 1,32 29 РЬ 0,51

20ч 2-(5-Ме)тиенил т-Ру 1,31 30 РЬ 1,69

Примечание: а)0.1 М Е14ЫСЮ4 в МеСМ, и=0,08 В/с, н.к.э.; б)обр. пики ЭХО

лежат в более анодной области (Е^2=0,9б—1,45 В), чем аналогичные величины для ННР 19,21. НР 22р,ц,23ч, замещенные во втором положении цикла амино- или метиламино-группой, окисляются при Ер/2 - 1 В (на ~ 0,25 В меньше потенциала окисления соответствующего а-тетраметилзамещенного НР4), что может быть обусловлено участием аминогруппы в процессе окисления. Замена одной 2-метильной группы а-тетраметилзамещенного НР на меток-сигруппу (НР 206) приводит к увеличению Е1,^ на 0,17 В, введение второй метоксигруппы (НР 24) еще на 0,07 В сдвигает потенциал в анодную область. Влияние эффекта заместителей Их и И2 на потенциалы окисления радикалов 20 проявляется небольшим сдвигом потенциала в анодную область при усилении акцепторного характера Я1=РЬ, Ру-т, СсН41\102-т (ДЕя/2=0,06-0,08 В) и Р2=2-фурил, 2-(5-метил)тиенил, РЬ (ЛЕ;)/2=0,04-0,0б В).

Устойчивость к окислению НР 27-30 в большой степени определяется характером заместителя в 4 положении цикла. Потенци-

4Щукин Г.И., Рябинин В.А. Журнал общей химии, 1986, т.56, стр.855.

ал окисления 4-аминозамещенного соединения 28а (Е^ = 0,54 В) на ~0,3 В меньше потенциала окисления 4-аминозамещенного ННР 21, хотя в его цикле присутствует сильный акцептор — нитрозо-группа. При переходе к 4-метоксизамещенному соединению 27 потенциал электроокисления возрастает на 0,72 В (Е1,^ = 1,26 В). Введение атома фтора в четвертое положение (НР 30) приводит к возрастанию величины потенциала окисления до 1,69 В, что сопоставимо с величиной ~ 1,67 В электроокисления [\!-нитрозо-фрагмента соединения 11 (см. гл.1).

Практически все меток-сизамещенные НР окисляются легче исходных циклических нитронов (см. табл.8), что необходимо принимать во внимание при использовании циклических нитронов как в качестве исходных соединений НР, так и спиновых ловушек.

ВЫВОДЫ

1. Проведено систематическое изучение электрохимического окисления 1\1-оксидов неароматических гетероциклов — замещенных N-oкcидoв 3-имидазолина, 4Н- и 2Н-имидазола и получены данные, характеризующие их относительную легкость окисления в зависимости от структуры цикла, количества и расположения 1\1-оксидных групп и заместителей в различных положениях цикла, а также данные об относительной устойчивости образующихся при электрохимическом окислении катион-радикалов.

2. Показано, что электрохимическое окисление 1-^-4-^-3-имидазолин-3-оксидов в ацетонитриле и хлористом метилене в усло-

Таблица 8: Потенциалы ЭХО некоторых а-метоксизамещенных НР и исходных циклических нитронов (ЦН)

цн Е^.В НР Е^.В АЕ';;2, В

4г 1,83 27 1.26 0,57

16е 1,87 26а 1,08 0,79

16ж 1,36 26а 1,08 0,28

16з 1,96 266 1Д6 0,8

17а 1,34 25 1,24 0,1

12а 1,38 24 1,38 0

12в 1,41 19в 0,84 0,57

20 в 1,31 од

виях метода циклической вольтамперометрии, необратимо вследствие неустойчивости первичных продуктов окисления и определяется природой заместителей в первом и четвертом положениях цикла. Зависимость полученных с помощью циклической вольтамперометрии величин потенциалов окисления производных 1\1-оксидов 3-имидазолина от эффекта заместителя в четвертом положении цикла описана линейными двухпараметровыми уравнениями с использованием стандартных значений 07 и ац, на основании которых, в совокупности с другими полученными данными, сделано заключение об электрохимически окисляемой группе в имидазолиновом кольце (нитронная группа или атом азота в первом положении).

3. Методом циклической вольтамперометрии установлено, что электрохимическое окисление 1\1,[\1-диоксидов 2-Н1-5-Р2-4,4-диметил-4Н-имидазола при низких температурах протекает обратимо, что позволило впервые зафиксировать спектры ЭПР их катион-радикалов и изучить их электронное строение.

4. Впервые методами циклической вольтамперометрии и спектроскопии ЭПР изучено взаимодействие катион-радикалов 1\1-оксидов 2-К1-5-Р2-4,4-диметил-4Н-имидазола с метиловым спиртом и экспериментально показана возможность образования нитроксильных радикалов путем взаимодействия катион-радикалов 1\1-оксидов неароматических гетероциклических соединений — 1\1,1\1-диоксидов 4Н-имидазола с нуклеофильным реагентом — метиловым спиртом.

5. Впервые разработан метод препаративного электросинтеза а-метоксизамещенных нитроксильных радикалов ряда 2- и 3-имидазолина путем анодной функционализации 1\1,1\1-диоксидов 4Н-имидазола.

6. Установлено, что для замещенных 1\1-оксидов и 1\1,[\1-диоксидов 2Н-имидазола, за исключением 1\1,1М-диоксида 4,5-дифенил-2,2-диметил-2Н-имидазола, электрохимическое окисление является необратимым вследствие малой устойчивости первичных продуктов

окисления в масштабе времени метода циклической вольтамперо-метрии. Показано, что N-оксиды 2Н-имидазола окисляются значительно труднее (1,64 - 2,25 В) изомерных N-оксидов 4Н-имидазола (1,16 -1,52 В), тогда как величины потенциалов окисления N,N-диоксидов 2Н-имидазола и изомерных 1\1,1\1-диоксидов 4Н-имидазола весьма близки, однако, в отличие от последних, взаимодействие катион-радикалов ГМ,Г\1-диоксидов 2Н-имидазола с метанолом приводит к нитроксильным радикалам с очень низким выходом, что может быть обусловлено высокой степенью делокализации неспарен-ного электрона в катион-радикалах 1\1,Г\1-диоксидов 2Н-имидазола.

7. Методом циклической вольтамперометрии показано, что в отличие от нитроксильных радикалов с традиционным тетраалкиль-ным окружением радикального центра, нитроксильные радикалы с функциональной группой в а-положении к нитроксильной группе окисляются необратимо и значительно легче исходных циклических нитронов. Легкость окисления нитроксильных радикалов с заместителями ОСН3, IMH2, NHCH3, F в а-положении к нитроксильной группе определяется характером заместителя: метоксильная группа и атом фтора приводят к увеличению, а аминная и диметиламин-ная группы — к уменьшению потенциалов окисления а-замещенных нитроксильных радикалов.

Основное содержание диссертационной работы изложено в следующих публикациях:

1. Kursakina I.G., Starichenko V.F., Kiriljuk I.A. Electrochemical oxidation of 3-imidazoline, 2H- and 4H-imidazole N-oxides.// International Conference On Nitroxyl Radicals. Novosibirsk.-1989.- P35.

2. Курсакина И.Г., Стариченко В.Ф., Григорьев И.А., Володарс-кйй'Л.Б. Катион-радикалы 4Н-имидазол-Г\1,Г\1-диоксидов.///Гзв. АН СССР. Сер. хим..-1989,- 12.-С.2878.

3. Курсакина И.Г., Стариченко В.Ф., Григорьев И.А. Электрохимическое окисление 4Н-имидазол-1\1,Г\1-диоксидов.// Новости элек-

Список сокращений

Введение

1 Электрохимическое окисление ненасыщенных азотистых гетероциклических соединений (обзор литературы)

1.1 Пятичленные гетероциклы ряда пиррола, индола, карба-зола и их производные

1.2 Шестичленные ге.тероароматические азотсодержащие соединения и их Г\т-оксиды

1.3 Дигидропиридины.

1.4 Пуриновые основания.

1.5 Электроокисление циклических нитроксильных радикалов

1.6 Электрохимическое окисление соединений с изолированной альдонитронной группировкой.

2 Электрохимическое окисление замещенных 1Ч-оксидов 3-имидазолина

3 Электрохимическое окисление ГЧ-оксидов 4Н-имидазола

4 Электросинтез стабильных нитроксильных радикалов с метокси-группами у п-атома углерода радикального центра

5 Электрохимическое окисление N-оксидов 2Н-имидазола

6 Электрохимическое окисление нитроксильных радикалов ряда 2-имидазолина, 3-имидазолина и имидазоли-дина с нетрадиционным окружением радикального центра

7 Экспериментальная часть

7.1 Исходные вещества.

7.2 Инструментальные методы анализа

7.3 Квантово-химические расчеты.

7.4 Вольтамперометрические исследования.

7.5 Генерирование катион-радикалов.

7.6 Электрохимический синтез а-метоксизамещенных нитроксильных радикалов 2- и 3-имидазолина и кулономе-трические измерения

Выводы

Циклические нитроны (]М-оксиды неароматических гетероциклических соединений) широко применяются в качестве спиновых ловушек короткоживущих радикалов, а в последние годы и в синтезе стабильных нитроксильных радикалов (НР), использующихся в качестве спиновых меток и зондов для исследования макромолекуляр-ных и биологических систем, хелатирующих лигандов, катализаторов окисления, стабилизаторов мономеров и т.д. Окисление ]Ч-оксидов 4Н-имидазола и альдонитронов ряда 2Н-имидазола и 3-имидазолина в присутствии нуклеофилов является новым перспективным способом получения стабильных НР с заместителями, отличными от алкиль-ной группы в «-положении к радикальному центру, обладающих новыми спектральными и химическими свойствами. Знание окислительно-восстановительных свойств циклических нитронов и полученных из них НР, а также структурных особенностей, влияющих на эти свойства, позволит осмысленно подходить к выбору циклических нитронов в качестве спиновых ловушек и исходных соединений для получения новых НР.

Данные по электроокислению ]М-оксидов гетероциклических соединений ограничены ароматическими системами типа 'азины' и некоторых производных пирролина. В связи с этим актуальной задачей является изучение электрохимического окисления 1Ч-оксидов неароматических гетероциклов ряда 3-имидазолина, 4Н- и 2Н-имидазола, а также НР с нетрадиционным окружением радикального центра, образующихся при химическом окислении циклических нитронов в присутствии 5 нуклеофилов, поскольку электроокисление НР изучено в основном в ряду соединений с тетраалкильным окружением нитроксильной группы. Особый интерес вызывает изучение механизма реакции электрохимического окисления циклических нитронов в апротонных растворителях в присутствии нуклеофильного реагента при помощи методов циклической вольтамперометрии (ЦВА) и спектроскопии ЭПР. Представляется актуальной разработка электрохимического синтеза НР, содержащих в а-положении к радикальному центру функциональную группу, отличную от алкильной, путем электроокисления циклических нитронов в присутствир1 нуклеофильного реагента. Ранее электросинтез НР осуществлялся путем электроокисления ск-тетраалкилзамещенных ги-дроксиламинов до соответствующих НР, либо электрохимической модификацией имеющихся в молекуле НР функциональных групп, удаленных на несколько <т-связей от радикального центра.

В связи с вышеизложенным, целью настоящей работы является изучение электрохимического окисления замещенных 1Ч-оксидов 3-имидазолина, 4Н-, 2Н-имидазола и НР ряда 2-, 3-имидазолина и ими-дазолидина методом ЦВА и спектроскопии ЭПР, исследование влияния заместителей и структуры цикла на величины потенциалов окисления указанных соединений, изучение механизма электрохимического окисления циклических нитронов в апротонных растворителях в присутствии нуклеофильного реагента методами ЦВА и спектроскопии ЭПР и разработка способа электросинтеза стабильных НР с нетрадиционным окружением радикального центра.

Диссертация состоит из введения, литературного обзора, обсуждения полученных результатов, экспериментальной части и списка литературы. В литературном обзоре рассмотрены данные по электрохимическому окислению гетероциклических азотсодержащих арома

ВЫВОДЫ

1. Проведено систематическое изучение электрохимического окисления ]М-оксидов неароматических гетероциклических соединений — замещенных 1Ч-оксидов 3-имидазолина, 4Н- и 2Н-имидазола и получены данные, характеризующие их относительную легкость окисления в зависимости от структуры цикла, количества и расположения 14-оксидных групп и заместителей в различных положениях цикла, а также данные об относительной устойчивости образующихся при электрохимическом окислении катион-радикалов.

2. Показано, что электрохимическое окисление 1-К1-4-К2-3-ими-дазолин-3-оксидов в ацетонитриле и хлористом метилене в условиях метода циклической вольтамперометрии, необратимо вследствие неустойчивости первичных продуктов окисления и определяется природой заместителей в первом и четвертом положениях цикла. Зависимость полученных с помощью циклической вольтамперометрии величин потенциалов окисления производных ]Ч-оксидов 3-имидазолина от эффекта заместителя в четвертом положении цикла описана линейными двухпараметровыми уравнениями с использованием стандартных значений 07 и <тд, на основании которых, в совокупности с другими полученными данными, сделано заключение об электрохимически окисляемой группе в имидазолиновом кольце (нитронная группа или атом азота в первом положении),.

3. Методом циклической вольтамперометрии установлено, что электрохимическое окисление КД-диоксидов 2-111-5-112-4,4-диметил-4Н-имидазола при низких температурах протекает обратимо, что по

123 зволило впервые зафиксировать спектры ЭПР их катион-радикалов и изучить их электронное строение.

4. Впервые методами циклической вольтамперометрии и спектроскопии ЭПР изучено взаимодействие катион-радикалов ]Ч-оксидов 2-К1-5-К2-4,4-диметил-4Н-имидазола с метиловым спиртом и экспериментально показана возможность образования нитроксильных радикалов путем взаимодействия катион-радикалов 14-оксидов неароматических гетероциклических соединений — ]М,]М-диоксидов 4Н-имидазола с нуклеофильным реагентом — метиловым спиртом.

5. Впервые разработан метод препаративного электросинтеза а-метоксизамещенных нитроксильных радикалов ряда 2- и 3-имидазолина путем анодной функционализации ]Ч,]М-диоксидов 4Н-имидазола.

6. Установлено, что для замещенных ]М-оксидов и ]М,]Ч-диоксидов 2Н-имидазола, за исключением ]М",]Ч-диоксида 4,5-дифенил-2,2-диметил-2Н-имидазола, электрохимическое окисление является необратимым вследствие малой устойчивости первичных продуктов окисления в масштабе времени метода циклической вольтамперометрии. Показано, что 1Ч-оксиды 2Н-имидазола окисляются значительно труднее (1,64 - 2,25 В) изомерных 1Ч-оксидов 4Н-имидазола (1,16 -1,52 В), тогда как величины потенциалов окисления 1Ч,]Ч-диоксиды 2Н-имидазола и изомерных 1Ч,]Ч-ди оксидов 4Н-имидазола весьма близки, однако, в отличие от последних, взаимодействие катион-радикалов N,14-диоксидов 2Н-имидазола с метанолом приводит к нитроксильным радикалам с очень низким выходом, что может быть обусловлено высокой степенью делокализации неспаренного электрона в катион-радикалах N,14-диоксидов 2Н-имидазола.

7. Методом циклической вольтамперометрии показано, что в от

124 личие от нитроксильных радикалов с традиционным тетраалкильным окружением радикального центра, нитроксильные радикалы с функциональной группой в «-положении к нитроксильной группе окисляются необратимо и значительно легче исходных циклических нитронов. Легкость окисления нитроксильных радикалов с заместителями ОСН3, N112, N£[0133, Е в «-положении к нитроксильной группе определяется характером заместителя: метоксильная группа и атом фтора приводят к увеличению, а аминная и диметиламинная группы — к уменьшению потенциалов окисления а-замещенных нитроксильных радикалов.

125

1. Манн Ч., Барнес К. Электрохимические реакции в неводных системах. Гл.10.- Ароматические гетероциклические и другие азотсодержащие соединения.-М.:Химия, 1974.-С.276-320.

2. Encyclopedia of Electrochemistry of the Elements. Organic Section. V.ll. Hydrocarbons and Hydroxycompounds. /Eds. Bard A.J., Lund H. N.-Y.: Dekker M., 1973.-P.72-156.

3. Encyclopedia of Electrochemistry of the Elements. Organic Section. V.15. Derivatives of Ammonia Heteroatomic Compounds. /Eds. Bard A.J., Lund H. N.-Y.: Dekker M., 1973.-P.93.

4. Marcoux L., Adams R.N. Anodic oxidation of aromatic aza hydrocarbons. // Electroanal. Chem. Interfac. Electrochem.-1974.-V.49.-P.111-122.

5. Bard A.J., Ledwith A., Shine H.J. Formation, properties and reactions of cation radicales in solutions. //Adv. Phys. Org. Chem.-1967.-№13.-P. 155-278.

6. Морковник А.С., Охлобыстин О.Ю. Гетероциклические катион-радикалы. // Химия гетероциклических соединений.-1980.-№8.-С. 1011-1029.

7. Есида К. Электроокисление в органической химии. М.:Мир, 1987.-С.55-126.

8. Эберсон ЛАтли Дж. Окисление углеводородов. // Органиче126екая электрохимия. Т.1. /Ред. Байзер М.М., Лунд Х.-М.: Химия, 1988.-С.398-420.

9. Эберсон Л., Атли Дж. Анодное замещение. // Органическая электрохимия. Т.2. /Ред. Байзер М.М., Лунд Х.-М.: Химия, 1988.-С.744-773.

10. Bobbitt J.M., Kulkarni C.L., Willis J.P. The electrooxidation of pyrrole, indole, carbazole and their derivatives. // Heterocycles-1981.-V.15.-№1.-P.495-516.

11. Andrieux C.P., Audebert P., Hapiot Ph., Saveant J.-M. Observation of the cation radicals of pyrrole and of some substituted pyrroles in fast-scan cyclic voltammetry. Standard potentials and lifetimes. // J. Amer. Chem. Soc.-1990.-V.112.-P.2439-2440.

12. Andrieux C.P., Audebert P., Hapiot Ph., Saveant J.-M. Observation of some reactive pyrrolic radical-cations by use of fast volyammetry at ultra-microelectrodes. // Synthetyic Metalls.-1991.-V.43.-№l-2.-P.2877-2880.

13. Beaver В., Teng Y. et al. Mechanisms of oxidation of 1,2,5-trimethylpyrrole: kinetic, spectroscopic and electrochemical studies. // J. Phys. Chem., Ser.A.-1998.-V.102.-P.6121-6128.

14. Andrieux C.P., Hapiot Ph. et al. Substituent effects on the electrochemical properties of pyrroles and small oligopyrroles. // Chem. Mater.-1997.-№9.-P.723-729.

15. Andrieux C.P., Audebert P. et al. Identification of the first steps of the electrochemical polymerization of pyrroles by means of fast potential step techniques. // J. Phys. Chem.-1991.-V.95.-P.10158-10164.127

16. Weinberg N.L., Brown E.A. The anodic oxidation of anodic compounds. l.The electrochemical oxidation of 2,6-dimethoxypiridine and N-methyl-pyrrole. //J. Org. Chem.-1966.-V.31.-№12.-P.4054-4058.

17. Tedjar F., Ymmel S., Landa M. et al. Electrochemical oxidation of pyrrole derivatives in alcoholic medium. // Collect. Czech. Chem. Commun.-1989.-V.54.-P.-1299-1305.

18. Yoshida K. Regiospecific anodic cyanation of pyrroles and indoles. // J. Amer. Chem. Soc.-1977.-V.99.-P.6111-6113.

19. Yoshida K. Regiocontrolled anodic cyanation of nitrogen heterocycles. Pyrroles and indoles. // J. Amer. Chem. Soc.-1979.-V. 101.-P.2116-2121.

20. Eberson L. Studies on anodic substitution reactions. XV. Anodic side-chain substitution of 1,2,5-trimethylpyrrole is preceeded by 2,5-addition of cyano-groups. // Acta Chem. Scand., Ser.B.-1980.-B 34.-№10.-P.747-751.

21. Kolely F., Hamann C.H., Martens J. Anodishe oxidation von 1,5-dimethyl-2-pyrrolcarbonitril. // Tetrahedron Letters-'1989.-V.30.-№ 8.-P.925-928.

22. Filardo G., Gambino S. et al. Electrochemical oxidation of substituted pyrroles. Anodic oxidation of 4,5-diphenyl-2-(p-tolyl) pyrrole. 11 Gazz. Chim. Ital.-1987.-V.117.-P.751-754.

23. Petruso S., Caronna S. et al. Electrochemical oxidation of substituted pyrroles. 3. Anodic oxidation of 2,5-diphenyl-3-acetylpyrrole. //J. Heterocycl. Chem.-1991.-V.28.-P.793-796.128

24. Silvestri G., Gambino S. et al. Electrochemical oxidation of substituted pyrroles. 4.The influence of soluble bases. // J. Heterocycl. Chem.-1992.-V.29.-P.1847-1850.

25. Cauquis C., Genies M. Oxydation electrochimique de quelques pentaphenylpyrrolesen milieu organique. Radicaux cations correspondants. // Bull. Soc. Chim. Fr.-1967.-№9.-P.3220-3227.

26. Libert M., Caullet C. Oxydation electrochimique du tetraphenyl-2,3,4,5-pyrrole dans le nitromethane. // Bull. Soc. Chim. Fr.-1971.-№6.-P.1947-1951.

27. Libert M., Caullet C., Longchamp S. Oxydation electrochimique du tetraphenyl-2,3,4,5-pyrrole dans divers solvants organiques. // Bull. Soc. Chim. Fr.-1971.-№6.-P.2367-2370.

28. Libert M., Caullet CHuguet J. Oxydation electrochimique du tetraanisyl-2,3,4,5-pyrrole. // Bull. Soc. Chim. Fr.-1972.-№9.-P.3649-3645.

29. Libert M., Caullet C., Barbey J. Oxydation electrochimique du tetratolyl-2,3,4,5-pyrrole. // Bull. Soc. Chim. Fr.-1973.-№2.-P.536-540.

30. Libert M., Caullet C. Oxydation electrochimique d'une serie de N-alkyl tetraaryl-2,3,4,5-pyrroles dans le nitrometane. // Bull. Soc. Chim. Fr.-1974.-№4.-P.800.

31. Longchamp S., Caullet C., Libert M. Oxydation electrochimique du tetraphenyl-l,2,3,5-pyrrole dans l'acetonitrile. // Bull. Soc. Chim. Fr.-1974.-№3.-P.353-356.129

32. Cauquis G., Grossi P.-J. et al. Obtention de radicaux nitroxides pyrroliques par vole electrochimique. // Tetrahedron Letters.-1973.-№21.-P.1863-1866.

33. Holze R., Hamann C.H. Electrosynthetic aspects of anodic reactions of anilines and indoles. 11 Tetrahedron.-1991.-V.47.-№4-5.-P.737-746.

34. Cheek G.T., Nelson R.F. Anodic oxidation of 2,3-diphenylindole. // J. Org. Chem.-1978.-V.43.-№6.-P.1230-1232.

35. Cheek G.T., Nelson R.F. et al. Electrochemical oxidation of the 2,3-diphenylindole system. Elucidation of the coupling position and analagous behaviour for the N-substituted system. // J. Org. Chem.-1987.-V.52.-№23.-P.5277-5280.

36. Janda M., Srogl J., Holy P. Electrochemical oxidation of methylindoles. // Coll. Czech. Chem. Commun.-1981.-V.46.-P.3279-3285.

37. Culcarni C.L., Scheer B.J., Rusling J.F. Potential-sweep and pulse voltammetric investigations of the anodic dimerization of tetrahydrocarbazoles. //J. Electroanal. Chem.-1982.-V.140.-P.57-74.

38. Bobbitt J.M., Skola P.M., Culcarni C.L., et a,I. Anodic dimerization of 1,2,3,4-tetrahydrocarbazole and some of its derivatives. // Heterocycles.-1986.-V.24.-№3.-P.669-678.

39. Ambrose J.F., Nelson R.F. Anodic oxidation pathways of carbazoles. l.Carbazole and N-substituted derivatives. // J. Electrochem. Soc.-1968.-V.115.-№11.-P.1159-1163.

40. Ambrose J.F., Carpenter L.L., Nelson R.F. Electrochemical and spectroscopic properties of cation-radicals. 3.Reaction pathways of carbazolium radical ions. //J. Electochem. Soc.-1975.-V.122.-№7.-P.876-893.

41. Tabba H.D., Smith K.M. Anodic oxidation potentials of substituted pyrroles: derivation and analysis of substituent partial potentials. // J. Org. Chem.-1984.-V.49.-P.1840-1845.

42. Toorney J.E. Synsesis of pyridines by electrochemical methods. Sec.III. Anodic reactions. // Adv. Heterocycl. Chem.-V.37.-P.-203-215.

43. Marcoux L., Adams R.N. Anodic oxidation of aromatic aza hydrocarbons. // Electroanal. Chem. Interfac. Electrochem.-1974.-V.49.-P.111-122.

44. Weinberg N.L., Brown E.A. The anodic oxidation of organic compounds. I.The electrochemical methoxylation of 2,6-dimethoxypyridine and N-methylpyrrole. // J. Org. Chem.-1966.-V.31.-№12.-P.4054-4058.

45. Miyazaki H., Kubota Т., Yamakawa M. Cyclic voltammetry of aromatic amine N-oxides in non-aqueous solvents and stability of the free radicals produced. // Bull. Chem. Soc. Jap.-1981.-V.54.-№12.-P.3850-3853.

46. Nishikida K., Kubota T. et al. Electron spin resonance studies of the cation radicals of phenazine, quinoxaline and pyrazine di-N-oxides. // J. Magn. Reson.-1972.-№7.-P.260-271.

47. Кулаковская С.И., Бердников В.М. и др. Закономерности электрохимической активации С-Н связи при окислении органических соединений в присутствии медиаторов — ароматических N-оксидов. // Электрохимия.-1996.- Т.32.-№7.-С.851-856.

48. Колдашева Е.М., Гелетий Ю.В. и др. Электрогенерируемые катион-радикалы гетероароматических N-оксидов и индуцируемое ими окисление циклогексанола. // Изв. АН СССР, Сер. хим.-1990.-С.994-999.

49. Ечмаева Т.А., Кулаковская С.И. и др. Термодинамические характеристики катион-радикала N-оксида пиридина и его реакция с метанолом. // Изв. АН СССР, Сер. хим.-1989.-№11.-С.2438-2441.

50. Кулаковская С.И., Шамаев С.Н., Бердников В.М. Каталитиче132ские токи при окислении N-оксида пиридина в присутствии спиртов. // Изв. АН СССР, Сер. хим.-1989.-№11.-С.2441-2443.

51. Кулаковская С.И., Шалаев С.Н., Бердников В.М. О механизме окисления циклогексана катион-радикалом N-оксида пиридина. // Изв. АН СССР, Сер. хим.-1990.-№7.-С.1488-1491.

52. Koldasheva Е.М., Geletii Yu.V. et al. Phenazine di-N-oxide radical cation reactions with secondary amines. Evidence for oxygen cation transfer. // Mendeleev Commun.-1993.-P.142-143.

53. Koldasheva E.M., Geletii Yu.V. et al. Phenazine di-N-oxide radical cation reactions with bases. Evidence for oxygen cation transfer. // New J. Chem.-1993.-V.17.-P.421-424.

54. Страдынъ Я.П., Бейлис Ю.И., Улдрике Я.Р. и др. Вольтам-перометрия производных 1,4-дигидропиридина. 2.Электронные и стерические эффекты при электроокислении 4-замегценных 1,4-дигидропиридинов. // Химия гетероцикл. соед.-1975.-№11.-С.1525-1529.

55. Огле Я.В., Страдынъ Я.П., Дубур Г.Я. и др. Изучение электроокисления 2,6-диметил-3,5-диэтоксикарбонил-1,4-дигидропиридинов в ацетонитриле методом вращающегося дискового электрода с кольцом. // Химия гетероцикл. соед,-1980.-JY29.-C. 1263-1267.133

56. Stradins J., Ogle J., Kadish V. et al. Electrochemical oxidation of N-substituted 1,4- and 1,2-dihydropyridine derivatives. Studies using the rotating ring-disk electrode and ESR. // Journal of Electroanalytical Chemistry.-1987.-V.226.-P.103-116.

57. Ludvik J., Volke J., Klima J. Electrochemical oxidation mechanisms of different type 1,4-dihydropyridine derivatives in acetonitrile. // Electrochimica Acta.-1987.-V.32.-№7.-P.1063-1071.

58. Пальм В.А. Основы количественной теории органических соединений.-Гл.7. Количественные закономерности индукционного взаимодействия. // Ленинград:"Химия". -1967.-С.89-172.

59. Skala V., Volke J. et al. Electrochemical oxidation of 3,5-difunctional 1,4-dihydropyridine derivatives. // Collect. Czech. Chem. Commun.-1977.- V.42.-P.292-305.

60. Pavlikova-Ralkova F., Kutan J. Substituent effect in electrochemical and ferricyanide oxidations of para-substituted l-benzil-3-carbamoil-1,4- dihydropyridines. // Collect. Czech. Chem. Commun.-1983.-V.48.-№5.-P.1408-1421.

61. Klima J., Kurfurst A. et al. Electrochemically generated radical cations of 1,4-dihydropyridine derivatives in solutions. // Tetrahedron Letters.- 1977.-V.31.-P.2725-2728.134

62. Trazza A., Andruzzi R., Carelli I. On the electrochemical behaviour in aprotic media of dihydropyridines and tetrahydrobipyridines derived from NAD+ model compounds. // Electrochimica Acta.-1982.-V.27.-№3.-P.347- 354.

63. Moiroux J., Elving Ph.J. Mechanistic aspects of the electrochemical oxidation of dihydronicotinamide adenine dinucleotide (NADH). // J. Amer. Chem. Soc.-1982.-V.102.-№21.-P.6533-6538.

64. Ludvik J., Klima J. et al. Electrochemical oxidation of substituted1.4-dihydropyridines in non-aqueous acetonitrile. // J. Electroanal. Chem. Interfac. Electrochem.-1982.-V.138.-P.131-138.

65. Klima J., Ludvik J. et al. Spin trapping in electrochemical processes. Trapping of radical intermediates in the electrooxidation of substituted 1,4-dihydropyridines. // J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem.-1984.-V.161.-P.205-211.

66. Огле Я.В., Баумане JI.X. и др. Электроокисление 2,6-диметил3.5-ди(этоксикарбонил)-1,2-дигидроииридинов в ацетонитриле на платиновом электроде. // Химия гетероцикл. соед.-1984.-№5.-С.651-658.

67. Вгока КStradins J. Homogeneous electron transfer between 3,5-dicyano-1,2- and -1,4-dihydropyridines. // Latv. Kimijas Zurnals.-1993.-№2.-P.245-247.135

68. Sono M., Toyoda N. et al. Functionalization including fluorination of nitrogen-containing compounds using electrochemical oxidation. // Chem. Pharm. Bull.-1996.-V.44.-№6.-P.1141-1145.

69. Limoges В., Degrand Ch. Electrocatalytic oxidation of hydrogen peroxide by nitroxyl radicals. //J. Electroanal. Chem.-1997.-V.422.-№l-2.-P.7-12.

70. Yamaguci M., Miyazava T. et al. Application of redox system based on nitroxides to organic syntheses. // Pure and appl. chem.-1990.-V.62.-№2.-P.217-222.

71. Kashivagi Y., Yanagisava Y. et al. Enantioselective electrocatalytic oxidayion of racemic alcohols on a TEMPO-modified graphite felt electrode by use of chiral base. // Chem. Commun.-1996.-V.24-P.2745-2746.

72. Xia H., Li H.-L. Electrooxidation of hydrazine catalized by 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxyl (TEMPOL). // J. Electroanal. Chem.-1997.- V.430.-№l-2.-P.183-187.

73. Щукин Г.И., Рябинин В.А. и др. Электрохимическое окисление циклических нитроксильных радикалов. //Ж. общей хим.-1986.-Т.56.-№4.-С.855-862.

74. Alberti A., Andruzzi R., et al. Chemical and electrochemical synthesis of quinoneimine N-oxides from indolinone 3-arylimino nitroxides radicals. // Tetrahedron.-1988.-V.44.-№5.-P.1503-1510.

75. Andruzzi R., Trazza A., Berti C., Greci L. Chemical and electrochemical oxidation of 2,2-disubstituted 3-oxoindolin-l-oxyls and some C-5 and C-7 derivatives. // J. Chem. Res. Synop.-1982.-№7.-P.178.136

76. Зубарев В.Е. Метод спиновых ловушек.-М.:Изд-во МГУ, 1984.-С.4-36.

77. Jansen E.J., Davis E.R. Detection of free radicales by spin-trapping using the nitroxyl method. / Free radicals and cancer.-N.-Y., 1982.-P.397-422.

78. Сосонкин И.М., Белецкий B.H., Строгое Г.Н. Селективность спиновых ловушек. Окислительно-восстановительные реакции. // Ж. орг. хим.-1982.-Т.18.-№7.-С.1804-1811.

79. Chandra Н., Symons M.C.R. Hydration spin-trap cations as a source of hydroxyl adducts. //J. Chem. Soc. Chem. Commun.-1986.-№16.-P.1301-1302.

80. Mclntire G.L., Blount H.N. et al. Spin trapping in electrochemistry. 2.Aqueous and nonaqueous electrochemical characterization of spin traps. // J. Phys. Chem.-1980.-V.84.-№8.-P.916-921.

81. Walter Т.Н., Bancroft E.E. et al. Spin trapping in heterogeneous electron transfer processes. // Canadian J. Chem.-1982.-V.60.-P.1621-1636.

82. Григорьев И.А., Щукин Г.И., Храмцов В.В. и др. Превращение нитроксильных радикалов З-имидазолин-З-оксида в нитронилни-троксильные радикалы. // Изв. АН СССР, Сер. хим.-1985.-№10.-С.2342-2351.

83. Grigor'ev I.A., Volodarsky L.B., Starichenko V.F. et al. Route to stable nitroxides with alkoxy groups at a-carbon — the derivatives of 2- and 3-imidazolines. // Tetrahedron Lett.-1985.-V.26.-№41.-P.5085-5088.137

84. Кирилюк И.А., Григорьев И.А., Володарский Л.В. Синтез 2Н-имидазол-1-оксидов и стабильных нитроксильных радикалов на их основе. // Изв. АН ССС, Сер. хим.-1991.-№9.-С.2113-2122.

85. Кирилюк И.А., Григорьев И.А., Володарский Л.В. Синтез нитроксильных радикалов — производных 5,5-диметокси-З-имидазолин-З-оксид-1-оксила на основе 2Н-имидазол-1,3-диоксидов. // Изв. АН ССС, Сер. хим.-1991.-№9.-С.2122-2126.

86. Keana J.F. V. Newer aspects of the synthesis and chemistry of nitroxide spin labels. // Chem. Rev.-1978.-V.78.-№l.-P.37-64.

87. Aurich H.G., Weiss W. Formation and reactions of aminiloxides. // Topics in Current Chemistry / Ed. Bochke F.L.-Springer Verlag.-N.-Y.-1975.-V.59.-P.65-182.

88. Aurich E.G. Nitroxides // The Chemistry of Functional Groups. Suppl. F. The Chemistry of Amino, Nitroso and Nitro Compounds and their Derivatives. / Ed. Patai S.-Chichester, UK: John Willey & Sons.-1982.-Pt.l.-P.586-698.138

89. Володарский Л.Б., Григорьев И. А. Гетероциклические нитрок-сильные радикалы. Методы получения. // в кн. Имидазолиновые нитроксильные радикалы / под ред. Молина Ю.М.-Новосибирск: Наука.-1988.-Гл.1.-С.9-36.

90. Volodarsky L.B., Grigor'ev I.A. Synthesis of heterocyclic nitroxides. // In: Imidazoline Nitroxides / Ed. Volodarsky L.-Boca Raton, Fla.-CRC Press.-1988.-V.l.-P.5-38.

91. Скубневская Г.И., Дулъцева Г.Г. и др. Влияние рН на спектры ЭПР радикальных аддуктов новой спиновой ловушки 1,2,2,5,5-пентаметил-З-имидазолин-З-оксида. // Изв. АН СССР. Сер.хим.-1987.-№2-С.312.

92. Талзи Е.П., Володарский Л.Б. и др. Образование спиновых аддуктов при взаимодействии суперкомплексов палладия и титана со спиновыми ловушками. // Изв. АН СССР. Сер. хим.-1989.-№6.-1260.

93. Blasig I.E., Volodarsky L.B., Tosaki A. Nitrone spin traps compounds. Mode of cardioprotective action. // Pharm. Pharmocol. Lett.-1993.-№3.-P.135-138.

94. Eberson L. Inverted spin trapping. Reactions between the radical cation of a-phenyl-N-ieri-butylnitrone and ionic and neutral nucleophiles. // J. Chem. Soc. Perkin trans., 2.-1992.-P.1807-1813.

95. Eberson L. Inverted spin trapping. Part III. Further studies of the chemical and photochemical oxidation of spin traps in the presense of nucleophiles. // J. Chem. Soc. Perkin trans., 2.-1992.-P.1807-1813.

96. Khramtsov V.V., Weiner L.M., Gogolev A.Z. et al. ESR and139

97. H NMR studies of a new class of nitroxyl, nitronylnitroxyl and iminonitroxyl radicals. // Magn. Reson. Chem.-1986.-V.24.-199-207.

98. Щукин Г.И., Стариченко В.Ф., Григорьев И. А. и др. Образование метоксинитронов и стабильных нитроксильны радикалов с гем-диметоксигруппами у «-атома углерода при окислении альдонитронов в метаноле. //Изв. АН СССР, Сер. хим.-1987.-С.125-131.

99. Grigor'ev I.A., Volodarsky L.B. et al. Synthesis of stable nitroxides with amino-groups and fluorine atoms at «-carbon of the radical centre. // Tetrahedron Lett.-1989.-V.30.-№6.-P.751-754.

100. Курсакина И.Г., Стариченко В.Ф., Григорьев И.А. Электрохимическое окисление З-имидазолин-З-оксидов.// Изв. РАН. Сер. хим.-1992.-№11.-С.2545-2550.

101. Ехпег О.A. Critical compilations of substituent constants. // Correlation analysis in chemistry /Eds. Chapmen N.B., Shorter S.-N.-Y.: Plenum Press.-1978.-P.439.

102. Курсакина И.Г., Стариченко В.Ф. и др. Катион-радикалы 4Н-имидазол-1М,]Ч-диоксидов. // Изв. АН СССР. Сер. хим.-1989.-№12.-С.2878.

103. Курсакина И.Г., Стариченко В.Ф., Кирилюк И.А. и др. Электрохимическое окисление N-оксидов 4Н-имидазола. // Изв. АН СССР. Сер. хим.-1991.-№9.-С.2009-2014.

104. Chow Yu. L., Danen W.C., NeLsen S.F. et al. Nonaromatic aminium radicals. // Chem. Rev.-1978.-V.78.-№3.-P.243-274.140

105. Gillon В., Ellinger Y. Theoretical spin density in nitroxides. II.The effect of alkyl substitutions on the hyperfine tensors. // Mol. Phys.-1988.-V.63.-№6.-P.967.

106. Луцкий A.E., Бейлис Е.И., Федорченко В.И. Электронное взаимодействие функциональных групп и потенциалы полярографического окисления замещенных анилинов. //Ж. общей хим.-1972.-Т.42.-Вып.4.-С.2535-2539.

107. Луцкий А.Е., Бейлис Е.И., Федорченко В.И. Соотношение между потенциалами ионизации, электронной плотностью и потенциалами полярографического окисления некоторых замещенных фенолов. // Ж. общей хим.-1973.-Т.43.-Вып.1.-С.101-104.

108. Latta В.М., Taft R. W. Substituent effects on the hyperfine splitting constants of N,N-dimethylaniline cation radicals. // J. Amer. Chem. Soc.-1967.- V.89.-№20.-P.5172-5178.

109. Brunn P., Waegell B. 6. Synthetic applications and reactivity of alkoxyl radicals. // Reactive intermediates.-V.3. /Ed. Abramovich R.A.-N.-Y. & L.: Plenum Press.-1989.-P.367-426.

110. Авруцкая И.А., Каган Е.Ш., Смирнов В.А., Фиошин М.Я. Электрохимический синтез нитроксильных радикалов. // В кн. "Ни-троксильные радикалы: синтез, химия, приложения" / Ред. Розанцев Э.Г., Жданов Р.И.-М.: Наука.-1988.-С. 42-56.

111. Курсакина И.Г., Стариченко В.Ф., Григорьев И.А. Электрохимическое окислительное метоксилирование 4Н-имидазол-1,3-диоксидов в а-метоксизамещенные нитроксильные радикалы. // Изв. РАН. Сер. хим.-1994.-№3.-С.469-471.141

112. Страдынъ Я.П., Гавар P.A. /В кн. Прогресс электрохимии органических соединений -М.: Наука, 1969.-С.7.

113. Гордон А., Форд Р. Спутник химика.-М.: Мир.-1976.-С.459.

114. Розанцев Э.Г. Свободные иминоксильные радикалы. М.: Химия.-1970.-220 с.

115. Мартин В.В., Володарский JJ.Б. Синтез и некоторые реакции пространственно затрудненных З-имидазолин-З-оксидов. // Химия гетероцикл. соед.-1979.-№1.-С.103.

116. Щукин Г.И., Григорьев И.А., Володарский Л.Б. Удобный способ превращения нитроксильных радикалов в О-метилгидроксиламины. // Изв. АН СССР, Сер. хим.-1983.-№10.-С.2357.

117. Григорьев И.А., Щукин Г.И. и др. Спектры ЯМР13Сциклических нитронов. 2. 1- и 4-замещенные 2,2,5,5-тетраметил-З-имидазолин-З-оксиды. // Химия гетероцикл. соед.-1985.-№2.-С.252.

118. Щукин Г.И., Григорьев И.А., Володарский Л.Б. Реакции нитрилов производных 3-имидазолина и З-имидазолин-З-оксида с ну-клеофильными реагентами. // Изв. СО АН СССР.-1984.-№11.-Вып.4.-С.81.142

119. Мартин В.В., Володарский Л.Б., Щукин Г.И. Кислотно-катализируемые реакции алкилнитронов — производных 3-имидазолин-3-оксида. // Изв. АН СССР, Сер. хим.-1985.-№1.-С.161.

120. Григорьев И.А., Кирилюк И.А., Володарский Л.Б. Спектры ЯМР циклических нитронов. 4.Синтез и спектры ЯМР ХЗС N-оксидов и КД-диоксидов 4Н-имидазола. // Химия гетероцикл. соед.-1988.-Ш2.-С.1640.

121. Дикалов С.И., Кирилюк И.А., Григорьев И.А., Володарский Л.Б. 2Н-имидазол-1Ч-оксиды как спиновые ловушки. // Изв. АН РАН, Сер. хим.-1992.-№5.-С.1064-1067.