Исследование аминоперегруппировки кляйзена N-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина и превращения пара-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

На правах рукописи

ИСМАГИЛОВ РИНАТ РАФАЭЛЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ АМИНОПЕРЕГРУППИРОВКИ КЛЯЙЗЕНА N-(1 -МЕТИЛБУТЕНИЛ-2)-2,5-ДИМЕТИЛАНИЛИНА И ПРЕВРАЩЕНИЯ ПАРА-(1-МЕТИЛБУТЕНИЛ-2)-2,5-ДИМЕТИЛАНИЛИНА

02.00.03 - Органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Уфа - 2004

Работа выполнена в Институте органической химии Уфимского научного центра РАН.

Научный руководитель:

доктор химических наук, профессор Абдрахманов И.Б.

Официальные оппоненты:

доктор химических наук,

профессор

Талипов Р.Ф.

кандидат химических наук, старший научный сотрудник Вафина Г.Ф.

Ведущая организация: Уфимский государственный нефтяной

технический университет

Защита состоится 28 мая 2004 года в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 002.004.01 в Институте органической химии УНЦ РАН по адресу: 450054, Башкортостан, г. Уфа, проспект Октября, 71.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Уфимского научного центра РАН.

Автореферат разослан 27 апреля 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор химических наук

Валеев Ф.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Аминоперегруппировка Кляйзена (АПК) является эффективным методом орто-алкенилирования ариламинов. Региоселективность, простота технологического процесса, доступность исходных компонентов и катализаторов делают АПК весьма привлекательной в синтетическом плане. Благодаря практической реализации АПК, стал доступным широкий круг непредельных ариламинов, производные которых обладают рядом полезных свойств, в частности, пестицидной, антиоксидантной, антикоррозийной активностью. Кроме того, наличие в ароматическом ядре продуктов АПК стерически сближенных NH2-группы и алкенильного радикала с реакционноспособной двойной связью обусловливает использование их в синтезе широкого круга азотсодержащих гетероциклических соединений (производных индола, карбазола, хинолина, хиназолина, бензоксазина).

Исследованию АПК посвящено значительное количество работ, однако следует отметить, что, в отличие от одноименного превращения аллилфениловых эфиров, механизм АПК еще не получил однозначной интерпретации. Совершенно не изучена орто-пара-перегруппировка 2,5-дизамещенных ^аллиланилинов, которые выделяются по своим свойствам в АПК из ряда других аминов. Поэтому выяснение механизма перегруппировки ^(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина являетя необходимым этапом в понимании процесса АПК в целом. В связи с этим данные исследования представляются актуальными.

Работа выполнена в рамках плановых исследований Института органической химии Уфимского научного центра Российской академии наук, проведенных в соответствии с темой «Разработка новых методов направленной гетероциклизации алкенилариламинов» (№ государственной регистрации 0120.00 13597), Гранта президента РФ № НШ-1488.2003.3 «На поддержку молодых российских ученых и ведущих научных школ».

Цель работы. Комплексное исследование механизма кислотнокатализируемой АПК ^(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина, включающее синтетические эксперименты, изучение кинетических закономерностей (установление влияния температуры, природы растворителя, начальных концентраций исходного вещества и катализатора), квантовохимические расчеты. Изучение способов функционализации кратной связи 4-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина - продукта ядра-перегруппировки.

Научная новизна и практическая ценность. Впервые систематически изучена кислотнокатализируемая АПК 2,5-дизамещенного ^алкениланилина как совокупность взаимосвязанных внутримолекулярных и межмолекулярных процессов. На основании полученных результатов предложен механизм исследуемой реакции. Установлено, что характер перегруппировки

растворителя — в среде 2,5-диметиланилина на начальных стадиях реакции в образовании пара-изомера участвует растворитель. Выявлено, что перегруппировка ^(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина в среде 2,5-диметиланилина сопровождается реакцией переалкилирования. Установлено, что амины понижают скорость перегруппировки ^(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина, вероятно, в связи с образованием неактивных комплексов состава амин:катализатор (2:1).

Впервые проведено квантовохимическое исследование отдельных стадий ЛПК методом RHF/MP2/6-31G(d), результаты которого удовлетворительно согласуются с предложенным механизмом.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации доложены, на Молодежной научной конференции «Актуальные проблемы органической химии» (Екатеринбург, 2000; 2002; Новосибирск, 2001), на IV Всероссийской конференции молодых ученых «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии» (Саратов, 2003), на II Конкурсе научных работ молодых ученых УНЦ РАН и АН РБ(Уфа, 2003). По теме диссертации опубликовано 3 статьи и 4 тезиса докладов на научных конференциях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литературы из 129 наименований. Диссертация изложена на 140 страницах, содержит 11 таблиц и 16 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Исследование механизма аминоперегруппировки Кляйзена N-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина

Анализ литературных данных показывает, что между классической перегруппировкой Кляйзена аллилфениловых эфиров и ее аза-вариантом -перегруппировкой ^аллиланилинов (аминоперегруппировка Кляйзена — АПК) существуют значительные различия, которые проявляются в роли катализатора и степени его влияния на данные процессы, в температурных условиях реакций, в составе и соотношении продуктов.

По аналогии с окси-перегруппировкой в литературе предполагаются два возможных механизма протекания каталитической АПК — так называемый, внутримолекулярный, представляющий собой одностадийную согласованную [3,3]-сигматропную перегруппировку протонированной формы аллилариламина, с перициклическим переходным состоянием, и межмолекулярный, состоящий из последовательных стадий элиминирования аллильного карбокатиона (с образованием либо п-комплскса в клетке растворителя, либо сольватноразделенной ион-

молекулярной пары) и электрофильной атаки в орто- или /юра-положение ароматического ядра ариламина.

Одним из наиболее интересных объектов для изучения аминоперегруппировки Кляйзена является К-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилин (1а), уникальность которого заключается в необычной легкости образования как орто- (2а), так и пара-изомеров (3).

1а, Ь 2а,Ь 3 4

К=Ме(а);Ы(Ъ)

Каталитическая аминоперегруппировка Ы-(1-метилбутенил-2)-2,5-

диметиланилина (1а) протекает в присутствии гидрохлорида ~№-(1-метмпбутениа-2)-2,5-диметиланилина или 2,5-диметиланилина, при температуре 150-200°С в течение 1-4 часов. В процессе перегруппировки образуются орто-( 1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилин (2а), пара-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилин (3) и 2,3-дигидро-2-этил-3,4,7-триметилиндол (4). Орто-изомер 2а претерпевает дальнейшие превращения, вероятно, в пара-изомер 3 и индолин 4 и на исчерпывающей стадии перегруппировки продуктами являются пара-изомер 3 (~70%) и индолин 4 (3-5%). При использовании в качестве растворителя анилина наблюдается образование до 20% продуктов переалкилирования - К-(1-метилбутенил-2)-анилина (1Ъ) и орто-(\-метилбутенил-2)-анилина (2Ъ). Причем на исчерпывающей стадии перегруппировки К-(1-метилбутенил-2)-анилин (1Ъ) полностью расходуется в орто-(1-метилбутенил-2)-анилин (2Ъ). Выделенный из реакционной смеси орто-( 1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилин (2а) в неполярной среде (гептадекан) не подвергается перегруппировке даже при 250 °С, а образует продукты циклизации 2,3-дигидро-2-этил-3,4,7-триметилиндол (4) и 2-этил-3,4,7-триметилиндол. Нагревание орто-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина (2а) в присутствии НС1 в среде 2,5-диметиланилина при 170 °С ведет к образованию пара-( 1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина (3) и индолина 4. При замене растворителя на анилин, кроме упомянутых выше, образуются продукты переалкилирования и, видимо, последующей перегруппировки («перекрестной перегруппировки») на анилине - Ы-(1-метилбутенил-2)-анилин (1Ь), орто-(1-метилбутенил-2)-анилин (2Ъ), а также 2,5-диметил анилин.

Представленные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что аминоперегруппировка Кляйзена - сложный многостадийный процесс. При этом, имеющихся сведений явно недостаточно, чтобы однозначно утверждать: протекает ли АПК исключительно по внутримолекулярному сигматропному или

межмолекулярному механизму или возможно конкурентное сосуществование обоих процессов, каковы их доли.

С целью выяснения механизма АПК нами проведен ряд синтетических, кинетических и квантовохимических экспериментов.

1.1. Синтетические исследования аминоперегруппировки Кляйзена

Внутримолекулярная [3,3]-сигматропная и межмолекулярная перегруппировки обладают различной региоселективностью. В первом случае образуется единственный продукт, в котором аллильный радикал связан с ароматическим ядром Ст-атомом, т.е. происходит инверсия аллильного радикала. Для межмолекулярного механизма характерно образование смеси региоизомеров с

связями. Перегруппировка соединений, подобных К-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилину (1а), с симметричным аллильным радикалом не позволяет наблюдать наличие его инверсии в продуктах. В связи с этим было синтезировано соединение 5.

58% 81% 9%

7 5

Конденсацией изомасляного альдегида с ацетоном в условиях основного катализа получен кетол 6. Взаимодействие 6 с избытком 2,5-диметиланилина в

бензоле при азеотропной отгонке воды приводит к образованию имина 7, восстановлением которого борогидридом натрия получен преимущественно 5.

Продуктами перегруппировки К-(1,4-диметилпентенил-2)-2,5-диметиланилина (5) в среде 2,5-диметиланилина являются соединения 8,9 и 10.

Образование единственного орто-изомера с инвертированным аллильным радикалом 8 указывает на внутримолекулярный механизм орто-перегруппировки. И наоборот, образование двух пара-изомеров 9 и 10 (с инверсией аллильного радикала и без) указывает на преобладание межмолекулярного пути перегруппировки.

Для оценки вклада межмолекулярного и внутримолекулярного маршрутов в перегруппировку, синтезирован Ы-(1-метилбутенил-2)-2-дейтерометил-5-

метиланилин(11).

Реакцией дейтерообмена в орто-метильной группе 2,5-диметилнитробензола (12), получена смесь соединений 13 и 14, содержащих по данным ЯМР 'Н спектроскопии ~80 ат.% дейтерия в орто-метильной группе. Восстановление смеси нитросоединения 13 до аминопроизводного 14 и последующее алкилирование 4-хлор-2-пентеном в триэтиламине привело к целевому продукту 11.

5

8

9

10

65%

72%

12

13

90% 14

И

Испытание меченного аллилариламина 11 в условиях АПК показало, что уже при степени превращения 30%, и исходный ^изомер 1а, и образовавшиеся орто- и пара- изомеры 2а и 3 практически полностью теряют изотопную метку, что свидетельствует о быстрой NN миграции аллильного карбокатиона к молекуле растворителя, для которой можно предположить SN2 механизм, принимая во внимание отсутствие среди продуктов реакции ^(1,4-диметилпентенил-2)-2,5-диметиланилина ^изомера с инвертированным аллильным радикалом.

11 1а 2а 3

На основании результатов проделанных экспериментов можно предположить следующие особенности механизма АПК ^(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина. Перегруппировка представляет собой сложный процесс, сочетающий в себе как внутримолекулярную, так и межмолекулярную стадии. Орто-изомер образуется по согласованному [3,3]-сигматропному механизму. Для лора-изомера преобладает межмолекулярный маршрут образования из Ы- и opmo-изомеров, но не исключен параллельный канал, представляющий собой последовательные сигматропные орто-пара-перегруппировки. В процессе реакции протекает относительно быстрая миграция аллильного радикала между аминогруппами ариламинов. Данный процесс не оказывает влияния на состав продуктов перегруппировки в случае использования растворителя аналогичного анилиновому фрагменту исходного ^изомера.

1.2. Исследование кинетических закономерностей АПК N-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина*

Кинетические закономерности кислотнокатализируемой АПК JV-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина (1а) изучены в среде нитробензола и 2,5-диметиланилина, в присутствии НС1 в температурном интервале 150-190°С. Катализатор вводился в реакционную систему в виде гидрохлорида 1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина или 2,5-диметиланилина. Типичные кинетические кривые расходования ^(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина (1а) в

* Данная часть исследования выполнена под руководством д х.н Борисова И М

среде нитробензола и накопления продуктов реакции - орто-( 1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина (2а) и пара-( 1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина (3) — представлены на рис. 1.

О 5 10 15 20 25

Ьмин

Рис. 1. Кинетические кривые расходования К-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина и накопления орто-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина и пара-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина ([М]0=[НС1]0=1.О7 моль/л, 170°С, нитробензол).

Анализ кинетических кривых позволяет предположить, что АПК в среде нитробензола представляет собой последовательный процесс превращений N-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилин -> орто-изомер пара-изомер. При этом наблюдается низкий выход (-40%) «ара-продукта в конце реакции. Очевидно, в ходе перегруппировки К-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина орто-изомер образуется по внутримолекулярному согласованному механизму. Вклад в образование пара-изомера межмолекулярного механизма, через элиминирование аллильного карбокатиона и последующую атаку в пара-положение образующегося 2,5-диметиланилина, несущественен ввиду низкой концентрации последнего. При этом возрастает вероятность побочных процессов, например, депротонирования аллильного карбокатиона с образованием пиперилена, вследствие чего и наблюдается невысокий выход конечного продукта.

Стадия изомеризации орто-изомера в пара-изомер изучена в модельных опытах. Так, при нагревании орто-( 1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина при 170°С в присутствии НС1 в среде углеводорода (гептадекан) наблюдается лишь осмоление реакционной массы, а в среде 2,5-диметиланилина образуются «ара-изомер и 2,4,7-триметил-3-этилиндолин. Взаимосвязанное изменение скоростей расходования орто-и накопления «ара-изомеров и отношение концентрации накопившегося «ара-изомера к убыли концентрации орто-изомера ([л]/Д[о]),= 0.43 свидетельствует о том, что «ара-изомер является продуктом превращения орто-изомера.

Результаты синтетических исследований (см. гл. 1.1) и модельных опытов позволяют сделать вывод, что используемый в качестве растворителя ароматический амин вовлекается в процесс АПК по межмолекулярному механизму.

С учетом сказанного, дальнейшие исследования кинетики и механизма АПК N (1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина проводили в среде 2,5-диметиланилина.

Рис. 2. Кинетические кривые расходования К-(1-метилбу1енил-2)-2,5-диметилаиилина и накопления о/>то-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина и пара-(1-метилбу1енил-2)-2,5-диметиланилина (170°С, [ЛР-]о=[НС1]о=1.07 моль/л, 2,5-диметил анилин).

Типичные кинетические кривые расходования К-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина (1а) в среде 2,5-диметиланилина и накопления орто-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина (2а) и пара-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина (3) представлены на рис. 2.

Рассмотрение величины материального баланса исследуемой реакции и значений выходов орто- и пара-изомеров показывает, что перечисленные соединения являются основными продуктами перегруппировки.

Из кинетических кривых (рис. 2) следует, что максимальные скорости расходования Ы- и накопления орто- и пара-изомеров наблюдаются на начальной стадии реакции. Важно отметить, что на кинетической кривой накопления пара-изомера отсутствует точка перегиба, характерная для опыта в среде нитробензола. Более того, на начальных участках кинетических кривых отношение концентраций орто- и пара-изомеров изменяется незначительно (табл. 1).

Таблица 1

Зависимость отношения концентраций орто- и пара-изомеров при перегруппировке N-(1-метибутенил-2)-2,5-диметиланилина от времени реакции (170°С, ^]о=[НС1]о=1.07 моль/л,

2,5-диметил анилин)

Взаимосвязанное изменение скоростей расходования исходного вещества и накопления продуктов реакции и данные табл. 1 позволяют предположить, что в начале реакции в среде 2,5-диметиланилина орто- и пара-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилины накапливаются параллельно. Наличие максимума на кинетической кривой накопления орто-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина (рис. 2) свидетельствует о том, что этот изомер является промежуточным продуктом АПК N-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина и в среде ароматического амина.

При всех изученных условиях эксперимента (варьирование температуры и концентрации ^изомера и катализатора) кинетические кривые расходования N-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина линеаризуются в координатах уравнения реакции первого порядка

1п[ЛГ-],= 1п[ЛЧо-кэф.1 (1)

где к^ - эффективная константа скорости расходования №(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина; [N-0 и [N-]t — начальная и текущая концентрации N-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметил анилина.

Эффективные константы скорости расходования ^(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина описываются аррениусовской зависимостью, откуда вычислена эффективная энергия активации расходования ^(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина (табл. 2). Начальные скорости накопления орто- и пара-изомеров также линейно зависят от температуры в координатах Аррениуса, откуда были оценены значения энергий активации образования орто-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина и пара-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина (табл. 2).

Необходимо отметить, что близкие значения эффективных энергий активации расходования N- и накопления орто-изомеров, вероятно, указывают на совпадение лимитирующих стадий соответствующих превращений, что скорее характерно для согласованной [3,3]-сигматропной перегруппировки. Значение 1gA стадии образования орто-изомера хорошо согласуется с известной величиной для перегруппировки аллилвинилового эфира, для которой по литературным данным принят согласованный [3,3]-сигматропный механизм (табл. 2). Стадия образования ядра-изомера характеризуется более низкими значениями предэкспоненциального множителя и энергии активации (табл. 2). Вероятно, это связано с тем, что

лимитирующей стадией образования «ара-изомера является бимолекулярная реакция с участием растворителя 2,5-диметиланилина.

Таблица 2

Активационные параметры стадий перегруппировки Ы-( 1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина и некоторых мономолекулярных реакций

Процесс ДЕ", кДж/моль lgA

Расходование ЛГ-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметил анилина 113.8±22.4 —

Накопление орто-( 1 -метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина (начальная стадия) 116.3±73.1 П.0±2.0

I Скопление пара-( 1 -метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина (начальная стадия) 79.8±36.5 6.5±1.3

*Аллилвиннловый эфир —► аллилацетальдегид 106.4 11.7

^Литературные данные.

Изучены зависимости скоростей расходования Ы- и накопления орто- и пара-изомеров от начальных концентраций К-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина ([К]0) и хлороводорода ([НС1]0). С ростом начальной концентрации N-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина наблюдается снижение эффективной константы скорости расходования исходного вещества. Данная зависимость имеет линейный характер и описывается уравнением:

к'эф=-(2.30±0.29)-100[ЛГ-]о + (5.94±0.27) -Ю"3 (R=0.996)

(2)

Начальные скорости накопления образующихся в параллельных стадиях орто-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина и пара-(1-метилбутенил-2)-2,5-

диметиланилина, найденные как результат полиномиального анализа, возрастают с повышением начальной концентрации исходного ^(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина (рис. 3).

Рис. 3. Зависимость начальных скоростей накопления орто-(1 -метилбутснил-2)-2,5-диметиланилинаи пара-(\-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина от начальной концентрации Ы-(1 -метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина ([НС1]о=1.О7 моль/л, 170°С).

Аминоперегруппировка Кляйзена ^(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина является кислотнокатализируемой реакцией. Введение в реакционную- смесь катализатора НС1 ускоряет реакцию расходования ^изомера (рис. 4), а также реакцию расходования opтo-изомера, на что указывает рост степени расходования орто-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина после достижения максимального выхода.

Рис. 4. Зависимость эффективной константы скорости расходования М-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина от концентрации катализатора (170 ^,[N^=^07 моль/л).

Хлороводород также катализирует и процессы образования орто- и пара-изомеров (рис.5).

Рис. 5. Зависимость начальных скоростей накопления орто-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина и пара-(1-метилбутенил-2 )-2,5-диметиланилина от начальной концентрации катализатора (^-]о=1.О7 моль/л, 170°С).

Необычный характер зависимостей эффективной константы скорости расходования ^изомера и начальных скоростей накопления орто- и пара-изомеров от начальной концентрации исходного субстрата и катализатора, вероятно, связан с тем, что избыток свободного амина ведет к образованию неактивного комплекса

состава амин:НС1 = 2:1, вследствие чего снижается каталитический эффект НС1. Кроме того, в случае исследуемой реакции, основность N-изомера соизмерима с основностью растворителя (2,5-диметиланилина), благодаря чему, катализатор ассоциируется не только с исходным соединением, а распределяется согласно основностям и концентрациям между N-изомером и 2,5-диметиланилином, что также ведет к уменьшению концентрации активной формы исходного соединения.

Принимая во внимание более высокую основность ArNHR (рКа» 4.5-5.5) по сравнению с анионом СГ (рКа = —7), можно предположить, что весь хлороводород в реакционной системе находится в ассоциированной форме, т.е. равновесно связан ЛЛ-изомером (N) и 2,5-диметиланилином (К).

N + KH* ii NH4K

Константа равновесия данного процесса выражается формулой = [Л7ГЫЛ ^ (ИСХ0ДЯ „з рк/= 5.63 и рК/=4.69 в воде),

принимая, что

получим выражение для K1:

к - [iWl-ffiCb -ГДРЦ, +fiwy*D 1 ([M-[^t])([//c/]-[w/*])w

(3)

Взаимодействие протонированной формы ^(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина со «свободным» N-изомером и 2,5-диметиланилином описывается уравнением

Nil+ + D BHN+ (где В - N-изомер (N) или 2,5-диметиланилин (К))

Учитывая, что основность 2,5-диметиланилина в 10 раз меньше N-изомера, можно полагать, что в образовании комплекса KHN* участвует десятая часть концентрации 2,5-диметиланилина ([K]/10). Тогда константа равновесия для суммарной реакции ассоциации равна [BHN*],

(индексамир и д обозначеныравновесные концентрации),

[МПЛВ],

где [ВН!Г]р = [ШГ] - [Л'Я*]* [В]р = [В] - [ЙЯЛГ]„ [В] = [//] + [ЦП 0.

Произведя соответствующие замены, получим выражение для величину которой для ароматических аминов согласно литературным данным можно принять равной ~ 10:

шн*\-\ж*л.

(4)

Решением системы уравнений (3) и (4) является действующая начальная концентрация протонированного №-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина

Уравнения зависимостей начальных скоростей расходования ТУ-изомера и накопления орто- и пара-продуктов от действующей начальной концентрации протежированного К-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина представлены в табл. 3.

Таблица 3

Сравнительная таблица зависимостей , полученных в

параллельных экспериментах

Примечательно, что данные двух серий опытов (рис. 3-5) дают практически совпадающие уравнения зависимостей У0 = /([МН*^) (табл. 3). Этот факт можно рассматривать как подтверждение концепции об активной и неактивной формах N-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина в АПК. Видимо, в АПК активен комплекс (N-изомер)(Н+), а неактивными являются комплексы ^-изомер)(Н+)(амин) и 2^-изомер) (Н+).

Автор благодарен к.х.н. Нигматуллину Н.Г. за участие в обсуждении результатов.

13. Квантовохимическое исследование АПК

Полученные экспериментальные данные позволяют предположить механизм АПК ЛЦ1-метилбугенил-2)-2,5-диметиланилина (1а)> включающий следующие стадии:

1) образование протежированной формы исходного диметил анилина;

2) согласованная [3,3]-сигматропная перегруппировка Л^протонированного N-{1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина с образованием а-комплекса орто-(1-метилбутенил-2) -2,5 -диметиланилина;

3) (а) ослабление -связи в протонированном и локализация

частичного положительного заряда на атоме углерода аллильного радикала или ее разрыв с образованием ионизованной пары молекулы 2,5-диметиланилина и аллильного карбокатиона, вызванное поляризующим действием растворителя;

(b) элиминирование пиперилена вследствие депротонирования атлильного карбокатиона;

(c) бимолекулярное нуклеофильное замещение (синхронный механизм) у Са-атома аминогруппой молекулы растворителя (2,5-диметиланилина) — реакция переал кэширования;

(с1,е) электрофильное замещение в ароматическом ядре 2,5-диметиланилина аллильным карбокатионом. Образование новой связи может происходить как с атакующего катиона, поскольку для аллильных систем характерно образование -комплексов с делокализованным зарядом, стабилизованных дополнительным перекрыванием я-орбиталей нуклеофила и электрофила;

4) каталитическая перегруппировка орто-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина в пара-( 1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилин путем либо согласованной перегруппировки (а), либо элиминирования аллильного катиона (Ь) и последующей электрофильной атаки в пара-положение ароматического ядра с образованием с-комплекса;

5) депротонирование соответствующих ст-комплексов под действием основания

приводящее к продуктам перегруппировки.

Для подтверждения справедливости предложенного механизма проведены квантовохимические исследования перегруппировки ограниченным методом Хартри-Фока с поляризационным валентно-расщепленным базисным набором 6-310(ф и учетом электронной корреляции в рамках теории Меллера-Плессета второго порядка, реализованного в программе ОЛМЕ88.

Модельным соединением для расчетов является гомолог N-(1 -метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина ^протонировапный N-аллиланилин (NН+-аллиланилин).

Рассчитаны геометрии и полные энергии основных и переходных состояний, соответствующих лимитирующим стадиям (2, Зс-е и 4). Геометрии всех основных состояний найдены путем конформационного анализа.

Переходное состояние (НС2), соответствующее [3,3]-сигматропной перегруппировке (стадия 2), имеет характерную для подобных процессов кресловидную шестичленную циклическую геометрию с делокализованным положительным зарядом и межатомным расстояниями

соответственно (рис. 6).

В расчетах переходных состояний, соответствующих межмолекулярным процессам (стадии Зс-е), в качестве модели одной из участвующих молекул ариламина использовали аммиак. Несмотря на существенную разницу в основности

и стерические отличия, данная модель позволяет на качественном уровне сопоставить энергии исследуемых стадий.

Геометрия и энергия переходного состояния для реакции переалкилирования (ПС3') (бимолекулярное нуклеофильное замещение) и электрофильного замещения в пара- и орто-положения бензольного ядра ариламина (ПСМ) и (ПС3*) представлены на рис.6.

Рис.6 Геометрии переходных состояний.

На рис.7 представлен энергетический профиль АПК МН+-аллиланилина соответствующий предложенному механизму.

Рис. 7. Энергетический профиль внутримолекулярного согласованного [3,3]-сигматропного (сплошная линия) и межмолекулярного (пунктирная линия) механизмов АПК М[-аллиланилина.

Из сопоставления данных табл. 2 и рис. 7 видно, что экспериментальные кинетические данные (на рисунке приведены в скобках) и результаты квантовохимических расчетов удовлетворительно согласуются для стадий образования орто-изомера по [3,3]-сигматропному механизму и пара-изомера по межмолекулярному механизму. Близкие значения ДЕ переходных состояний орто- и пара-о-комллексов предполагают равновероятную возможность их образования по этому механизму. Однако, экспериментальные величины ДЕ* указывают на предпочтительное образование орто-изомера по согласованному сигматропному

механизму. Вероятно, это связано с влиянием аминогруппы атакуемой молекулы. Во-первых, она создает стерические затруднения для ор/ио-о-комплекса («орто-эффект»), во-вторых, обладая значительной нуклеофильностью, успешно конкурирует с бензольным ядром за аллильный карбокатион. Последний процесс представляет собой, по сути, реакцию переалкилирования, низкое значение переходного состояния которого (ПС30, рис. 7) хорошо согласуется с экспериментальными данными о быстрой миграции аллильного радикала к аминогруппе молекулы растворителя (гл. 1.1).

2. Превращения пара-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина

В работе также изучена возможность применения 4-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина в синтезе синтонов для построении изохинолинового фрагмента аналогов алкалоида эллиптицина. При этом рассмотрены варианты изохинолинового синтеза по Бишлеру-Напиральскому и Риттеру.

С целью функционализации кратной связи в К-ацетил-2,5-диметил-4-(1-метилбутенил-2)-анилине (15) проведено ее озонолитическое расщепление пропусканием стехиометрического количества озона в метанольный раствор при —10 °С. При обработке реакционной смеси Ме28 получен 2-(2,5-диметил-4-ацетамидофенил)-пропаналь (16) (выход 93%). Добавление в реакционную смесь привело к образованию вместо ожидаемого оксима 17 метилового эфира 2-(2,5-диметил-4-ацетамидофенил)-пропановой кислоты (18) с выходом 95%. Целевой 2-(2,5-диметил-4-ацетамидофенил)-пропаноксимин (17) получен в случае проведения озонолиза при -70°С и последующей обработке реакционной массы

Попытка восстановительного амииирования альдегида 16 аммиаком и водородом на скелетном никеле в метаноле при 60 атм. привела к образованию смеси 2-(2,5-диметил-4-ацетамидофенил)-пропанола (19) и 1-амино-2-(2,5-диметил-4-ацетамидофенил)-пропана (20) в соотношении 1:1 с общим выходом 81%. Продуктом гидрирования оксима 17 на скелетном никеле (50 атм., 50°С) также является амин 20, выход которого не превышает 66%. Ацилированием последнего ангидридом уксусной и хлорангидридом бензойной кислот получены соответственно 1-ацетамидо- и 1-бензамидо-2-(2,5-диметил-4-ацетамидофенил)-пропаны (21) и (22), являющиеся исходными соединениями в синтезе 3,4-дигидроизохинолинов по Бишлеру-Напиральскому.

Более эффективной является реакция Рйттера алкениланилина (3) с CHзCN в среде концентрированной H2SO4, основными продуктами которой являются 1,1,4,7-тетраметил-6-аминоиндан (23) и 1-(2,5-диметил-4-ацетамидофенил)-2-ацетамидо-2-метилбутан (24), полученные в соотношении 3:2 с общим выходом 65%. Необходимо отметить необыкновенную легкость метильного сдвига - в боковой цепи алкениланилина даже при 0-5°С.

Лучшие выходы аминоиндана 23 и амида 24 (соотношение ~2:3, с общим выходом 84%) получены при введении в данную реакцию винильных производных 25 и 26, синтезированных с общим выходом 85% нагреванием 2,5-диметил-4-(1-метилбутенил-2)-анилина с /-Е"Ю№ при 280°С

25 (£), 26 (2)

Выход амида 24' увеличивается (до 63%) при повышении концентрации нитрила и увеличении интенсивности перемешивания. Реакция в полифосфорной кислоте независимо от концентрации нитрила ведет к образованию преимущественно

аминоиндана 23, что, вероятно, связано с затруднением диффузии в вязкой ПФК и преобладанием внутримолекулярной циклизации.

Длительное (2-4 часа) выдерживание амида 24 в условиях реакций Бишлера-Напиральского или Риттера (Р2О5 или копц. Ы2804) ведет к аминоиндану 23. Введение в изохинолиновый синтез Бишлера-Напиральского К-ацетопроизводных 21 и 22 привело к сложной смеси продуктов, не поддающейся идентификации.

27 (£,2) 28 29

Попытка получения 3,4-дигидроизохинолинов по Ригтеру взаимодействием соединений 27 с защищенной аминогруппой и активированного нитрила 28 также не увенчалась успехом. Из смеси образовавшихся продуктов удалось изолировать с выходом 43% и идентифицировать лишь амид 29.

ВЫВОДЫ

1. На основании результатов кинетических и квантовохимических исследований, а также синтетических экспериментов предложен механизм аминоперегруппировки Кляйзена К'-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина, согласно которому орто-( 1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилин образуется из N-{1 -метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина путем внутримолекулярной [3,3]-сигматропной перегруппировки, пара-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилин образуется из орто-( 1 -метилбутенил-2)-2,5-диметиланил ина.

2. Установлено, что характер перегруппировки существенно зависит от применяемого растворителя. В среде 2,5-диметиланилина на начальных стадиях реакции пара-{ 1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилин и орто-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилин накапливаются параллельно из К-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина по межмолекулярному и внутримолекулярному [3,3]-сигматропному механизмам соответственно; в образовании лора-изомера участвует данный растворитель.

3. Выявлено, что перегруппировка К-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина в среде 2,5-диметиланилина сопровождается реакцией переалкилирования, представляющей собой межмолекулярный перенос аллильного фрагмента к аминогруппе растворителя (предположительно по 8К2 механизму).

4. Установлено, что амины (2,5-диметиланилин и ^(1-мегилбутенил-2)-2,5-диметиланилин) понижают скорость перегруппировки ^(1-метилбутенил-2)-2,5 диметиланилина, вероятно, в связи с образованием неактивных комплексов состава амин:катализатор (2:1).

5. Изучены способы функционализации кратной связи пара-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина путем озонолитического расщепления' и дальнейших превращений и реакции Риттера.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Мустафин А.Г., Халилов И.Н., Исмагилов P.P., Байметов З.М., Спирихин Л.В., Абдрахманов И.Б., Толстиков ГА Внутримолекулярная циклюация орто-(циклогес-2-енил)-анилинов. Модифицированный синтез эллиптицина // Изв. АН. Сер. хим. - 1999. - №7. - С. 2144-2149.

2. Исмагилов P.P., Абдрахманов И.Б. пара-Алкенилариламины в синтезе 3,4-дигидроизохинолинов // Башк. хим. журн. — 2003. - Т. 10. №1. - С. 31-33.

3. Шкляев Ю.В., Исмагилов P.P., Нифонтов Ю.В., Абдрахманов И.Б., Толстиков А.Г. Синтез производных 6,7-тетраметилен- и 6,7-триметилен-3,3-диметил-3,4-дигидроизохинолина // Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. - 2002. - №7. - С. 67-69.

4. Исмагилов P.P., Нигматуллин Н.Г., Абдрахманов И.Б. Квантовохимическое исследование механизма аминоперегруппировки Кляйзена // Тез. докл. Молодежной научной школы-конф. по органической химии. - Екатеринбург, 2000. -С. 189.

5. Исмагилов P.P., Мустафин А.Г., Абдрахманов И.Б. Синтез, дигидроаминоизохинолинов - прекурсоров аналогов эллиптицина // Тез. докл. молодежной научной конф. «Актуальные проблемы органической химии». -Екатеринбург, 2001. - С. 122.

6. Исмагилов P.P., Мустафин А.Г., Абдрахманов И.Б пара-Алкенилариламины в синтезе дигидроаминоизохинолинов // Тез. докл. V Молодежной научной школы-конф. по органической химии. - Екатеринбург: УрО РАН, 2002. - С. 206.

7. Ялалов Д.А., Исмагилов P.P., Хурсан СЛ., Абдрахманов И.Б. Исследование амино-перегруппировки Кляйзена N-протонированного К-(пропенил-2)-анилина с применением квантохимических методов // Тез. докл. IV Всероссийской конф. молодых ученых «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии». - Саратов, 2003. - С. 279.

Отпечатано с готовых диапозитивов ООО "Принт+" Тираж 100 экз. Заказ № 20 450054, г. Уфа, пр. Октября, 71

»-8 6 9 3

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПЕРЕГРУППИРОВКА КЛЯЙЗЕНА (литературный обзор)

1.1. Перегруппировка Кляйзена аллилфениловых эфиров.

1.1.1. Основные принципы исследования механизма перегруппировки Кляйзена.

1.1.2. Перегруппировка Кляйзена аллилфениловых эфиров, катализируемая кислотами Бренстеда или Льюиса.

1.2. Перегруппировка Кляйзена JV-аллиланилинов

1.2.1. Термическая перегруппировка iV-аллиланилинов.

1.2.2. Перегруппировка Кляйзена Л^аллиланилинов, катализируемая кислотами Бренстеда или Льюиса.

1.3. Квантовохимические расчёты в исследовании перегруппировки

Кляйзена.

2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

2.1. Исследование механизма аминоперегруппировки Кляйзена N

1 -метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина.

2.1.1. Синтетические исследования аминоперегруппировки Кляйзена.

2.1.2. Синтез модельных соединений

2.1.2.1. Синтез N-(1,4-диметилпентенил-2)-2,5-диметиланилина.

2.1.2.2. Синтез N-( 1 -метилбутенил-2)-2-дейтерометил-5-метиланилина.

2.1.3. Исследование кинетических закономерностей аминоперегруппировки Кляйзена N-( 1 -метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина.

2.1.4. Квантовохимическое исследование аминоперегруппировки

Кляйзена.

2.2. Превращения пара-( 1 -метилбутенил-2)-2,5-диметил-анилина. 94 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Синтетическая часть.

3.2. Методика кинетического эксперимента

Ф 3.2.1. Исходные вещества и реагенты.

3.2.2. Методика хроматографического анализа.

3.2.3. Методика эксперимента.

3.3. Методика квантовохимических расчетов.

ВЫВОДЫ.

Аминоперегруппировка Кляйзена (АПК) является эффективным методом орто-алкенилирования ариламинов. Региоселективность, простота технологического процесса, доступность исходных компонентов и катализаторов делают АПК весьма привлекательной в синтетическом плане. Благодаря практической реализации АПК, стал доступным широкий круг непредельных ариламинов, производные которых обладают рядом полезных свойств, в частности, пестицидной, антиоксидантной, антикоррозийной активностью. Кроме того, наличие в ароматическом ядре продуктов АПК стерически сближенных NH2-rpynnbi и алкенильного радикала с реакционноспособной двойной связью обусловливает использование их в синтезе широкого круга азотсодержащих гетероциклических соединений (производных индола, карбазола, хинолина, хиназолина, бензоксазина).

Исследованию АПК посвящено значительное количество работ. Несмотря на то, что традиционно принято проводить аналогии между окси- и аминоперегруппировками, можно утверждать, что перегруппировка Кляйзена аллилфениловых эфиров и ее амино(аза)-вариант - перегруппировка N-аллиланилинов имеют существенные различия, которые проявляются в роли катализатора и степени его влияния на данные процессы, в температурных условиях реакций, в составе и соотношении продуктов. Так, в частности, не укладывается в классическую схему механизма окси-Кляйзена модифицированный вариант аминоперегруппировки, заключающийся в проведении реакции в среде ариламина, что позволяет существенно повысить выходы целевых продуктов и технически упростить процесс. Также необычна орто-и<я/?а-перегруппировка 2,5-дизамещенных iV-аллиланилинов, которые выделяются по своим свойствам в АПК из ряда других аминов. Таким образом, в отличие от одноименного превращения аллилфениловых эфиров, механизм АПК еще не получил однозначной интерпретации. Поэтому выяснение механизма перегруппировки Лг-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина является необходимым этапом в понимании процесса АПК в целом. В связи с этим данные исследования представляются актуальными.

Работа выполнена в рамках плановых исследований Института органической химии Уфимского научного центра Российской академии наук, проведенных в соответствии с темой «Разработка новых методов направленной гетероциклизации алкенилариламинов» (№ государственной регистрации 01.20.00 13597), Гранта президента РФ № НШ-1488.2003.3 «На поддержку молодых российских ученых и ведущих научных школ».

Целью данной работы является комплексное исследование механизма кислотнокатализируемой АПК N-( 1 -метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина, включающее синтетические эксперименты, изучение кинетических закономерностей (установление влияния температуры, природы растворителя, начальных концентраций исходного вещества и катализатора), квантовохимические расчеты. Изучение способов функционализации кратной связи 4-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина - продукта пара-перегруппировки.

В настоящей работе впервые систематически изучена кислотнокатализируемая АПК 2,5-дизамещенного АГ-алкениланилина как совокупность взаимосвязанных внутримолекулярных и межмолекулярных процессов. На основании полученных результатов предложен механизм исследуемой реакции. Установлено, что характер перегруппировки существенно зависит от применяемого растворителя - в среде 2,5-диметиланилина на начальных стадиях реакции в образовании пара-томсра. участвует растворитель. Выявлено, что перегруппировка N-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина в среде 2,5-диметиланилина сопровождается реакцией переалкилирования. Установлено, что амины понижают скорость перегруппировки N-( 1 -метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина, вероятно, в связи с образованием неактивных комплексов состава 2(амин):катализатор.

Разработаны методы функционализации двойной связи 4-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина путем озонолитического расщепления и дальнейших превращений и реакции Риттера.

Впервые проведено квантовохимическое исследование отдельных стадий АПК методом RHF/MP2/6-31 G(d), результаты которого удовлетворительно согласуются с предложенным механизмом.

ВЫВОДЫ

1. На основании результатов кинетических и квантовохимических исследований, а также синтетических экспериментов предложен механизм аминоперегруппировки Кляйзена N-( 1 -метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина, согласно которому орто-( 1 -метилбутенил-2)-2,5-диметиланилин образуется из N-( 1 -метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина путем внутримолекулярной [3,3]-сигматропной перегруппировки, пара-{\-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилин образуется из орто-( 1 -метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина.

2. Установлено, что характер перегруппировки существенно зависит от применяемого растворителя. В среде 2,5-диметиланилина на начальных стадиях реакции идра-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилин и орто-{ 1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилин накапливаются параллельно из N-( 1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина по межмолекулярному ' и внутримолекулярному [3,3]-сигматропному механизмам, соответственно; в

• образовании иа/?я-изомера участвует данный растворитель.

3. Выявлено, что перегруппировка N-( 1 -метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина в среде 2,5-диметиланилина сопровождается реакцией переалкилирования, представляющей собой межмолекулярный перенос аллильного фрагмента к аминогруппе растворителя (предположительно по Sn2 механизму).

4. Установлено, что амины (2,5-диметиланилин и N-( 1 -метилбутенил-2)-2,5-диметиланилин) понижают скорость перегруппировки N-(\-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина, вероятно, в связи с образованием неактивных комплексов состава 2(амин):катализатор.

5. Изучены способы функционализации кратной связи пара-{ 1 -метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина путем озонолитического расщепления и дальнейших превращений и реакции Риттера.

1. Вейганд-Хильгетаг. Методы эксперимента органической химии. М.: Химия, 1968.-С. 863.

2. Claisen L. Uber Umlagerung von Phenol-ally 1-athern in C-allyl-phenole // Ber. Deutsch. Chem. Ges. 1912. - B. 45. - S. 3157.

3. Luts R.P. Catalysis of the Cope and Claisen rearrangement // Chem. Rev. -1984. Vol. 84. - P. 206-247.

4. Bartlett P.A. Stereocontrol in the synthesis of acyclic systems: applications to natural product synthesis // Tetrahedron. 1980. - Vol. 36. - P. 1-72.

5. Fleming I. Pericyclic reactions // Oxford Univ. Press. Oxford, 1999. - P. 71.

6. Moody C.J. Claisen rearrangements in heteroaromatic systems // Adv. Heterocycl. Chem. 1987. - Vol. 42. -P. 203-244.

7. Kincaid J., Tarbell D. The Claisen rearrangement. I. A kinetic study of the rearrangement of allyl p-tolyl ether in diphenyl ether solution // J. Am. Chem. Soc. 1939. - Vol. 61. - P. 3085-3089.

8. Schmid H., Schmid K. The Claisen rearrangement. II. Experiments with carbon // Helv. Chim. Acta. 1953. - B. 36. - S. 489-500.

9. Kalberer P., Schmid H. The Claisen rearrangement // Helv. Chim. Acta. -1957.-Vol. 40.-P. 13-26.

10. Marvell E.N., Burrenson В J., Crowdall T. Influence of alkyl groups on the rate of the para-Claisen rearrangement // J. Org. Chem. 1965. - Vol. 30. -P.1030-1032.

11. Marvell E.N., Richardson В., Anderson В., Stephenson J.L. Claisen rearrangement of allyl 2-alkylphenyl ethers // J. Org. Chem. 1965. - Vol. 30.-P. 1032-1035.

12. Bruce J.M., Roshan-Ali Y. Claisen Rearrangement of metasubstituted allyl-phenyl ethers // J. Chem. Soc. B, Perkin I. 1981. - P. 2677-2681.

13. White W.N., Schilitt R., Tife N. The effect of substituents on therearrangement of allyl p-X-phenyl ethers. // J. Amer. Chem. Soc. 1958. -Vol. 80.-P. 3271-3277.

14. Woodward R.B., Hoffman R. Selection rules for sigmatropic reactions // J. Am. Chem. Soc. 1965. - Vol. 17. - P. 2511-2513.

15. Hurd C.D., Schmerling L. Observations on the rearrangement of allyl aryl ш ethers // J. Am. Chem. Soc. 1937. - Vol. 59. - P. 107-112.

16. Hurd C.D., Pollak M.A. Mechanisms for the rearrangements of ethers: y-ethylallyl phenyl ether and y-ethylallylvinylether // J. Org. Chem. 1939. -Vol.3.-P. 550-554.

17. Lauer W.M., Filbert W.F. The Rearrangement of Phenyl Allyl Ethers // J. Am. Chem. Soc. 1936. - Vol. 58. - P. 1388-1392.

18. Rhoads S.J., Raulins R., Reynolds R.D. On the para-Claisen rearrangement // J. Am. Chem. Soc. 1953. - Vol. 75. - P. 2531-2536.

19. White W.N., Wolfarth E.F. The or/o-Claisen rearrangement. IX. Theeffect of solvent on the substituent effect // J. Org. Chem. 1970. -Vol. 35.-P. 3585-3590.

20. Ryan J.P., O'Connor P.R. The Claisen rearrangement of phenyl allyl ethers, labeled with carbon-14 // J. Am. Chem. Soc. 1952. - Vol. 74. - P. 5867.

21. Schmid H., Schmid K. Zur Kenntnis der Claisen-Umlagerung I // Helv. Chim. Acta. 1952. - B. 35. - S. 1879-1882.

22. Alexander E.R., Kluiber R.W. Stadies on the mechanism of the Claisen rearrangement of allyl aryl ethers // J. Am. Chem. Soc. 1951. - Vol. 73. - P.• 4304-4306.

23. Mumra O., Hornhardt H., Diederichsen J. Experiments on the theory of the allyl rearrangement // Ber. Deutsch. Chem. Ges. 1939. - B. 72. - S. 100.

24. Tarbell D.S. The Claisen Rearrangement // Chem. Rev. 1940. - Vol. 27. -P. 495-546.

25. Tarbell D.S., Kincaid J.F. Claisen rearrangement. A kinetic study of the v rearrangement of allyl 2,6-dimethylphenyl ether in diphenyl ether solution //

26. J. Am. Chem. Soc. 1940. - Vol. 62. - P. 728-731.

27. Брюсов JI.Я., Иоффе М.А. Синтез эвгенола // Журн. Общ. Химии. 1941. №11.-С. 722-728.

28. Fahrni P., Habich A., Schmid Н. Einwirkung von Bortrichlorid auf Aryl-allyl-ather: meta-Umlagerung von Mesityl-allyl-ather. // Helv. Chim. Acta. -1960.-B. 43.-S. 448^152.

29. Gerrard W., Lappert M.F., Silver H.B. A boron trichloride catalyzed ortho-Claisen rearrangement // Proc. Chem. Soc. London 1957. - P. 19-20.

30. Марч Дж. Органическая химия. Реакции, механизмы и структура.

31. Углубленный курс для университетов и химических вузов: В 4-х т. Т. 1. Пер. с англ. М.: Мир, 1987. - 381 с.

32. Schmid Н. Allyl compounds // Gazz. Chim. Ital. 1962. - Vol. 92. - P. 968982. // Chem. Abstr. - 1963. - A. 8882.

33. Jefferson A., Scheinmann F. Abnormal Claisen rearrangement of 3,3-dimethyllallyl estrone ether // J. Chem. Soc. 1969. - P. 243-245.

34. Widmer U., Hausen H.-I., Schmid H. Notiz betrffend ladungsinduzierte «г Umlagerung von Allyl-aryl athern mit Trifluoressigsaure // Helv. Chim. Acta.- 1973. B. 56. - S. 2644-2648.

35. Svanholm U., Parker V.D. Acid catalyzed ort/zo-Claisen rearrangment of allyl aryl ethers in trifluoroacetic acid // J. Chem. Soc. Perkin. Trans. 2. 1974. -P. 169-173.

36. Зб.Мартынова В.П., Бунина-Криворукова Л.И., Бальян X.B.

37. Конденсация ароматических соединений с галогенидами аллильного типа.1.. Алкенилирование нитрофенолов 4-хлор-2-пентеном -Журн. орган, химии. 1970. - Т. 6. - С. 775-781.

38. Бунина-Криворукова Л.И., Ягодин В.Г., Бальян Х.В. Конденсация ароматических соединений с галогенидами аллильного типа. XVI. О перегруппировках кротилового и а-метилаллилового эфиров w-крезолов // Журн. орган, химии. 1972. - Т. 8. - С. 140-143.

39. Феоктистов В.М., Бунина-Криворукова Л.И., Бальян Х.В. Влияние природы кислот Льюиса на механизм превращений алкенил-ариловых эфиров // Журн. орган, химии. 1975. - Т. 11. - С. 8-11.

40. Piers Е., Brown R.K. The zinc chloride catalyzed migration of halogen in the Claisen rearrangement // Can. J. Chem. 1963. - Vol. 41. - P. 329-334.

41. Dain F.B., Brewster R.Q., Blair J.S., Thompson W.C. The substituted thionreas. III. The synthesis of thiazolidine and thiazane derivatives // J. Am. Chem. Soc. 1922. - Vol. 44. - P. 2637-2643.

42. Carnahan F.L., Hurd C.D. Pyrolysis of Allylanilines // J. Am. Chem. Soc. -1930. Vol. 52. - P. 4586-4595.

43. Marcinkiewicz S. Rearrangement of iV-allylamines. II. Pyrolysis of iV-allyl-2-naphthylamine, iV-allyl-m-nitroaniline and TV-allyl-m-phenylenediamine // Bull. Acad. Pol. Sci., Ser. Sci. Chim. -1971. Vol. 19. - №10. - P. 603-608.

44. Marcinkiewicz S., Green J., Mamalis P. The relation between, the Claisen rearrangement of allyl ethers and their electronic structure. Rearrangement of iV-allylamines // Tetrahedron. 1981. - Vol. 34. - P. 208-222.

45. Marcinkiewicz S., Green J., Mamalis P. The Claisen rearrangement of N-allylamines // Chem. and Ind. 1961. - Vol. 14. - P. 438-439.

46. Marcinkiewicz S. Rearrangement of iV-allylamines. III. Pyrolysis of N>N-diallylnaphthylamines I I Bull. Acad. Pol. Sci., Ser. Sci. Chim. 1971. №10. -P. 609-613.

47. Green J., Hale D.M. Claisen rearrangement of 1-substituted 2-naphthyl allyl ethers // Chem. and Ind. 1964. - P. 1801-1802.

48. Inado S., Ikado S., Okazaki M. The amide-Claisen rearrangement. III. The thermal rearrangement of 7V-allyl-7V-tosylaniline // Chem. Lett. 1973. №11. -P. 1213-1216.

49. Inado S., Ikado S., Okazaki M. The thermal rearrangement of N-allyl-TV-tosylaniline // J. Synth. Org. Chem. Jap. 1975. - Vol. 33. - P. 55-60 // Chem. Abstr. - 1978. - Vol. 88. - A. 151779 d.

50. Jolidon S., Hausen H.-I. Untersuchungen uber aromatische Amino-Claisen-Umlagerunger // Helv. Chim. Acta. 1977. - B. 60. - S. 978-1032.

51. Jolidon S., Haussen H.-I. Thermische und saurekatalysierte Umlagerung von jV-(a,a-dimethylallyl)anilinen // Chimia. 1976. - B. 30. - S. 21-23.

52. Jolidon. S., Hausen H.-I. Thermische und saurekatalysierte Umlagerung von N-allyl-anylinen und derivaten // Chimia. 1977. - B. 31. - S. 46-49.

53. Абдрахманов И.Б., Сараева 3.H., Нигматуллин Н.Г., Толстиков Г.А. Термическая перегруппировка Кляйзена iV-аллиланилинов // Изв. АН СССР, Сер. хим. 1986. №2. - С. 383-385.

54. Frater G., Habich A., Hausen H.-I., Schmid H. Zur Stereochimie der aromatischen Claisen-Umlagerung // Helv. Chim. Acta. 1969. - B. 52. - S. 335-361.

55. Jolidon S., Hausen H.-I. Meckanismus der photochemischen Metanol-Addition au 2-allylierte Aniline // Helv. Chim. Acta. 1979. - B. 63. - S. 2581-2612.

56. Jolidon S., Hausen H.-I. Thermische und saurekatalysierte Umlagerung o-substitutierter //-(a-methylallyl)aniline // Chimia. 1976. B. 30. - S. 23-25.

57. Wehrli R., Heimgarter H., Schmid H., Hausen H.-I. Thermische (E),(Z)-Isomerisierungen bei substituierten Propenylbenzolen // Helv. Chim. Acta. — 1977.-B. 60.-S. 2034-2061.

58. Bader H., Hausen H.-I. Bestrahlung von 4-allylierten 2,6-dimethylanilinen in Methanol // Helv. Chim. Acta. 1979. - B. 62. - S. 2613-2629.

59. Hurd C. D., Jenkins W.W. Decomposition of allylanilines with the presence of zinc chloride // J. Org. Chem. 1957. - Vol. 22. - P. 1418-1423.

60. Takamatsu N., Inone S., Kishi I. Synthetic Study on echinulin and related compounds. Part I. Acid-catalyzed amino Claisen rearrangement of allyl- and 3,3-dimethylallylaniline derivates // Tetrahedron Lett. 1971. - Vol. 48. - P. 4661-4664.

61. Inone S., Takamatsu N., Kishi I. Synthetic Studies on echinulin and natural products. II. A total synthesis of echinulin // J. Pharm. Soc. Jap. 1977. — Vol. 97. - №5. - P. 558-563 // Chem. Abstr. - 1977. - Vol. 87. - A. 102505g.

62. Schmid K., Hausen H.-I., Schmid H. Zinchloridkatalysierte, thermische Umlagerungen von iV-allyl-in-C-allyl-aniline, eabungsinduzierte, aromatische Amino-Claisen-Umlagerungen // Helv. Chim. Acta. 1973. - B. 56. - S. 105-124.

63. Widmer U., Zsindely J., Hausen H.-I., Schmid H. Saurekatalysierte Dienon-Phenol-Umlagerungen von Allylcyclohexadienonen, ladungsinduzierte und ladungskout rollierte sigmatropische Reaktionen // Helv. Chim. Acta. —1973. -B. 56.-S. 75-105.

64. Абдрахманов И.Б., Шарафутдинов B.M., Джемилев У.М., Тальвинский Е.В., Сагитдинов И.А., Толстиков Г.А. Синтез TV-замещённыхнепредельных аминов // Журн. прикл. Химии. 1982. № 9. - С. 2121— 2123.

65. Schmid К., Hausen H.-I., Schmid Н. Saurekatalysierte Umlagerung von Allyl-Cyclohexandienon-tosyl-hydrazonen: Beispiel einer Dienimine-Aniline Umlagerung // Helv. Chim. Acta. 1971. - B. 54. - S. 937-951.

66. Beholz L.G., Stille J.R. Lewis acid-promoted 3-aza-Cope rearrangement of N-alkyl-A^-allylanilines // J. Org. Chem. 1993. - Vol. 53. - P. 5095-5100.

67. Абдрахманов И.Б., Фахретдинов P.H., Хуснутдинов P.H., Джемилев У.М. Перегруппировка Кляйзена в ряду //-замещенных аминов, катализируемая кислотами Льюиса // Журн. орган, химии. 1981. - Т. 17.-С. 2604-2608.

68. Абдрахманов И. Б., Шарафутдинов В. М., Нигматуллин Н. Г., Сагитдинов И. А., Толстиков Г. А. Амино-Кляйзеновская перегруппировка как метод синтеза С-замещенных аминов // Журн. орган, химии. 1982. - Т. 18. - С. 1466-1471.

69. Абдрахманов И. Б., Шарафутдинов В. М., Толстиков Г. А. Амино-Кляйзеновская перегруппировка как метод синтеза С-циклоалкиланилинов // Изв. АН СССР, Сер. Хим. 1982. № 9. - С. 21602162.

70. Сараева З.Н. Исследование каталитической амино-перегруппировки Кляйзена // Тез. докл. конф. молодых ученых. Уфа, 1989. - С. 63.

71. Абдрахманов И.Б., Шарафутдинов В.М., Сагитдинов И.А., Толстиков Г.А. Каталитическая перегруппировка Кляйзена TV-аллиланилинов // Журн. орган, химии. 1979. -Т. 15. - С. 2601-2603.

72. Абдрахманов И.Б., Сараева З.Н., Нигматуллин Н.Г., Толстиков Г.А. Каталитические эффекты в аминоперегруппировке Кляйзена // Изв. АН СССР, Сер. Хим. 1989. №7. - С. 1691-1693.

73. Абдрахманов И.Б., Шарафутдинов В.М., Нигматуллин Н.Г., Мустафин А.Г., Сараева З.Н., Толстиков Г.А. Исследование перегруппировки

74. Кляйзена в ряду Af-аллиланилинов // Изв. АН СССР, Сер. Хим. 1983. №6.-С. 1273-1277.

75. Сараева З.Н. Исследование закономерностей аминоперегруппировки Кляйзена в ряду Аг-(2-алкенил)анилинов: Автореф. дис. . канд. хим. наук. Уфа, 1989.-21 с.

76. Абдрахманов И.Б., Гатауллин P.P., Мустафин А.Г., Толстиков Г.А., Байкова И.П., Фатыхов А.А., Панасенко А.А. Каталитическая перегруппировка Кляйзена тУ-аллиланилинов // Журн. орган, химии. -1990. Т. 26. - С. 1527-1532.

77. Абдрахманов И.Б., Гатауллин P.P., Мустафин А.Г., Шабаева Г.Б., Толстиков Г.А. Ароматическая амино-перегруппировка Кляйзена N-(цикло-2-алкенил)анилинов // Журн. орган, химии. 1991. - Т. 27. - С. 1030-1035.

78. Danishefsky S.J., Phillips G.B. A rapid route to ergot precursors via aza-Claisen rearrangement // Tetrahedron Lett. 1984. - Vol. 25. - № 30. - P. 3159-3162.

79. Broggini G., Zecchi G. Site-selective and regioselective cycloaddition of N-propadienylanilines with nitrile oxides. Claisen-type rearrangement of the cycloadducts // J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1. 1991. - №8. - P. 1843-1846.

80. Абдрахманов И.Б., Шабаева Г.Б., Мустафин А.Г., Толстиков Г.А. Специфическая перегруппировка N-( 1 -метил-2-бутенил)-2,5-ксилидина по Кляйзену // Журн. орган, химии. 1984. - Т. 20. - С. 663-664.

81. Мустафин А.Г., Халилов И.Н., Абдрахманов И.Б., Тальвинский Е.В., Толстиков Г.А. Ароматическая амино-перегруппировка Кляйзена N-алкенил-2,5-диметоксианилинов // Журн. орган, химии. 1994. -Т. 30. -С. 1021-1024.

82. Dewar M.J.S., Jie С. Mechanism of the Claisen rearrangement of allyl vinyl ethers // J. Am. Chem. Soc. 1989. - Vol. 111. - P. 511-519.

83. Davidson MM. Hillier I.H., Hall R.J., Burton N.A. Effects of solvent on the Claisen rearrangement of allyl vinyl ethers using ab initio continuum methods // J. Am. Chem. Soc. 1994. - Vol. 116. - P. 9294-9297.

84. Davidson M.M., Hillier I.H. Calculations of transition state and kinetic isotope effects of the Claisen rearrangement of allyl vinyl ether and chorismic acid // Chem. Phys. Lett. 1994. - Vol. 225. -P. 293-296.

85. Davidson M.M., Hillier I.H., Vincent M.A. The Claisen rearrangement of allyl vinyl ether in the gas and aqueous solution. Structures and energies predicted by hidh-level ab initio calculations // Chem. Phys. Lett. -1995. -Vol. 246. -P. 536-540.

86. Victoryo A. Analysis of substitutes effects on the Claisen rearrangement based on ab initio and density functional calculations // J. Org. Chem. -1997.- Vol. 62. P. 6121-6128.

87. Gilbert J.C. Theoretical and experimental study of the 3-aza-Claisen rearrangement // Tetrahedron Lett. 1994. - Vol. 50. - P. 10671-10684.

88. Gilbert J.C. Modified aza-Claisen rearrangement: generation and isomerisation of allyl enammonium salts // Tetrahedron Lett. 1984. - Vol. 25.-P. 2303-2306.

89. Walters M.A. Ab initio investigation of three 3-aza-Claisen variations // J. Am. Chem. Soc.- 1994.-Vol. 116.-P. 11618-11619.

90. Абдрахманов И.Б., Нигматуллин Н.Г., Зыков Б.Г., Сараева З.Н., Пономарев О.А., Толстиков Г.А. Квантово-хнмическое исследование механизма амино-перегруппировки Кляйзена // Изв. АН СССР, Сер. Хим. 1991. №3. - С. 634-639.

91. Гатауллин Р.Р., Абдрахманов И.Б., Толстиков Г.А. Циклофункционализация 2-алкениланилинов // В книге «Современный органический синтез». М.: Химия, 2003. С. 268-292.

92. Гатауллин P.P., Миннигулов Ф.Ф., Хакимова Т.В., Кажанова Т.В., Фатыхов А.А., Спирихин JI.B., Абдрахманов И.Б. Циклизация ортоалкенил)анилинов под действием иода // Изв. АН, Сер. хим. 2001. №3. -С. 437-440.

93. Гатауллин P.P., Афонькин И.С., Фатыхов А.А., Спирихин JI.B., Абдрахманов И.Б. Циклизация Лг-ацетил-<эр/?70-(циклоалк-1 -енил)анилинов под действием молекулярного брома и N-бромсукцинимида // Изв. АН, Сер. хим. 2000. №1. - С. 118-120.

94. Гатауллин P.P., Афонькин И.С., Фатыхов А.А., Спирихин JI.B., Тальвинский Е.В., Абдрахманов И.Б. Удобный способ получения 3,1-бензоксазинов из Лг-ацил-о/?/ио-(алк-2-енил)анилинов // Изв. АН, Сер. хим. 2001. №4. - С. 633-638.

95. Гатауллин P.P., Насыров М.Ф., Шитикова О.В., Вырыпаев Е.М., Абдрахманов И.Б. Синтез N-ippmo- и яа/?я-алкенилфенил)содержащих хиназолин-4-онов // Журн. прикл. химии. 2001. - Т. 74. Вып. 6. - С. 963-965.

96. Гатауллин P.P., Насыров М.Ф., Абдрахманов И.Б., Толстиков Г.А. Реакции N- и С-алкениланилинов. IV. Синтез гетероциклов окислением TV-замещенных орто-алкениланилинов // Журн. орган, химии. 2002. -Т. 38.-С. 1577-1584.

97. Беккер Г. Введение в электронную теорию органических реакций. М.: Мир, 1977.-658 с.

98. Драго Р. Физические методы в химии. Т. 1. М.: Мир, 1981. - 422 с.

99. Панасенко А. Элементарный курс по ядерному магнитному резонансу. -Кишинев, 1999.-104 с.

100. Бродский А.И. Избранные труды. Т. 2. Киев: Наукова Думка, 1974. -519 с.

101. Сайке П. Механизмы реакций в органической химии. М.: Химия, 1991. -447 с.

102. Катионная полимеризация // Энциклопедия полимеров. М.: Советская энциклопедия, 1972. - С. 986.

103. Burrows C.J., Carpenter B.K. Substituent effects on the aliphatic Claisen rearrangement. 1. Synthesis and rearrangement of cyano-substituted allyl vinyl ethers // J. Am. Chem. Soc. 1984. - Vol. 103. - P. 6983-6986.

104. Эвери Г. Основы кинетики и механизмы химических реакций. М.: Мир, 1978.-214 с.

105. Галимзянова А.Н. Изучение кинетических закономерностей аминоперегруппировки Кляйзена N-( 1 -метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина: Дип. работа. Уфа: БГУ, 2001. 48 с.

106. Сараева З.Н. Влияние растворителей на кислотнокатализируемую амино-Кляйзеновскую перегруппировку // Тез. докл. конф. молодых ученых Башкирии «Химия, нефтехимия и нефтепереработка». Уфа, 1987.-С. 107.

107. Матросов Е.И., Казаченко А.Г., Кабачник М.И. Кислотно-основные взаимодействия в нитрометане. Сообщение 2. Определение величин pKa(CH3N02) оснований методом потенциометрического титрования // Изв. АН СССР, Сер. хим. 1976. №7. - С. 1470-1475.

108. Feakins D., Last W.A., Sharu. R.A. Structure and basicity. Part I. General and Experimental Considerations; the basicity of some common bases in nitrobenzene solution // J. Chem. Soc. 1964. №7. - P. 2387-2391.

109. Arnett E.M., Douty C.F. Solvent effects in organic chemistry. II. Sulfolane -a weakly basic aprotic solvent of high dielectric constant // J. Am. Chem. Soc. -1964.-Vol. 86.-P. 409.

110. Arnett E.M., Quirk R.P., Burke J.J. Weak bases in strong acids. III. Heats of ionisation of amines in fluorosulfuric and sulfuric acids. A new general basicity scale // J. Am. Chem. Soc. 1970. - Vol. 92. - P. 1260.

111. Ш.Гаммет JI. Основы физической органической химии. Скорости, равновесия и механизмы реакций. М.: Мир, 1972. - 534 с.

112. Белл Р. Протон в химии. М.: Мир, 1977. - 382 с.

113. Smith M.B., March J. March's advanced organic chemistry: reactions, mechanisms, and structure. 5th ed. - J. Wiley & Sons, Inc., 2001. - 2083 p.

114. Fisher E.O., Werner H. Metall-Ti-Komplexe mit di- und oligoolefinischen liganden // Angew. Chem. 1963. - B. 75. - S. 57-64.9 117. Bennet M.A. Olefin and acetylene complexes of transition metals // Chem.

115. Rev. 1962. - Vol. 62. - P. 65-73.

116. Хурсан СЛ. Квантовохимические методы расчета: Метод, пособ. Уфа: БГУ, 2002.-20 с.

117. Мустафин А.Г., Халилов И.Н., Абдрахманов И.Б., Толстиков Г.А. Ароматическая перегруппировка Кляйзена в синтезе эллиптицина // Химия природ, соединений. 1989. №6. - С. 816-818.

118. Thompson Q.E. Ozonolysis of dihydropyran. Reactions of 4-hydroperoxy-4-methoxybutyl formate // J. Org. Chem. 1962. - Vol. 27. - P. 4498^502.

119. Bishler A., Napieralski B. Zur Kenntniss einer neuen Isochinolinsynthese // Ber. Deutsch. Chem. Ges. 1893. - B. 26. - S. 1903-1908.

120. Гордон А., Форд P. Спутник химика. M.: Мир, 1976. - 451 с.

121. Титце Л., Айхер Т. Препаративная органическая химия. М.: Мир, 1999.• -704 с.

122. Свойства органических соединений. Справочник // Под ред. Потехина А.А., Л.: Химия, 1984. 520 с.

123. Шкляев Ю.В., Исмагилов P.P., Нифонтов Ю.В., Абдрахманов И.Б., Толстиков А.Г. Синтез производных 6,7-тетраметилен- и 6,7-триметилен-3,3-диметил-3,4-дигидроизохинолина // Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2002. №7. -С. 67-69.

124. Doi S., Shirai N., Sato Y. Abnormal products in the Bishler-Napieralski isoquinoline synthesis // J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1. 1997. - P. 22172221.