Исследование гидразиновых аналогов "протонных губок" и некоторых других полиядерных арилгидразинов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

На правах рукописи

Королёва Мария Георгиевна

Исследование гидразиновых аналогов "протонных губок" и некоторых других полиядерных арилгидразинов

02.00.03 - органическая химия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Ростов-на-Дону - 2006

Работа выполнена на кафедре органической химии Ростовского государственного университета.

Научный руководитель:

доктор химических наук, профессор Пожарский А. Ф.

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор Косулина Т. П.

(Кубанский государственный технологический университет) кандидат химических наук Бичеров А. В. (Южный научный центр Российской академии наук)

Ведущая организация: Южно-Российский государственный технический университет (НПИ)

Защита состоится «24» марта 2006 г. в 14-00 ч. на заседании Диссертационного совета Д212.208.14 в научно-исследовательском институте фичической и органической химии РГУ по адресу: 344090 г. Ростов-на-Дону, пр. Стачки, 194/2, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке РГУ (г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148).

Ваш отзыв в одном экземпляре, скрепленный гербовой печатью, просим направлять по адресу: 344090 г. Ростов-на-Дояу, пр. Стачки, 194/2, НИИ физической и органической химии РГУ, ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан « и » февраля 2006 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета, У

доктор химических наук, профессор 1*%*» /Садеков И. Д./

аооб д

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. На протяжении грех последних десятилетий в органической химии сформировалось новое направление - химия «протонных губок», имеющее отношение одновременно к теории кислот и оснований, водородной связи, а также к химии аренов и ариламииов. К протонным губкам относятся нейтральные азотистые основания, как правило, пери-диамины, обладающие1, аномально высокой основностью, сочетающейся с очень низкой нуклеофильностью. Родоначальник их семейства - 1,8-бис(диметиламино)нафталин 1, величина рКа которого, равная в воде 12.1, на 67 порядков выше, чем у обычных ариламинов. Еще более высокой основностью, чем соединение 1, обладает его 2,7-диметоксипроизводное 2 (рКа - 16.1). Полагают, что это связано, с одной сгороны, с электронодонорным +М-эффектом двух метоксигрупп, а с другой - с «эффектом поддержки». Последний проявляется в сближении NN<62 групп и в усилении их пространственного и электронного отталкивания, приводящего к дестабилизации основания.

Исследование причин столь высокой основности привело к получению множества других интересных соединений. Гак, известны флуореновые 3, гетерофлуореновые 4 и фенантреновые 5 аналоги «протонных губок», которые иногда относят к их второму поколению. Некоторые из этих соединений превосходят по основности диамин 1, например, для 3 величина рКа = 12.8.

К третьему и пока очень немногочисленному поколению «протонных губок )> следует причислить соединения с отчетливой практической направленностью. Это некоторые хиральные основания или шубки», закрепленные на полимерных носителях, создаваемые в целях использования в качестве катализаторов и реагентов для органического синтеза, в том числе асимметрического.

п

111 = Н 2 Я = ОМс

1Н+К = Н 1Н+ В - ОМе

зх=снг

4 X . О, Б, Те

5

6а (К = Н) 7

бь (а.к=снзсн2)

Целью настоящей диссертационной работы явился синтез и исследование К-амино- и Ы-нитрозопроизводных Л'.ДЛГ-триметил-^в-диаминонафталинов 1ипа 6 и 7, которые можно рассматривать в качестве соответственно гидразиновых и нитрозо- аналогов «протонных губок». Ожидалось, что введение в аминогруппу вместо метила заместителей с неподеленными электронными парами усилит межэлектронное отталкивание в основании и приведет к интересными физико-химическим эффектам, например, резким конформационным изменениям и дальнейшему росту величины рКа. Кроме того, были синтезированы и исследованы в качестве модельных полиядерных гидразинов ранее неизвестные Ы-аминопроизводные нафто[1,2-с!]имидазола 8 и 9, нафто[2,3-(Г|имидазола 10, а также фенантро[9,10-с1]имидазола 11.

N N

Научная новизна и практическая значимость. Разработан удобный способ получения N,N,^1 - тримегилпроизводных 1,8-диаминонафтапина, основанный на селективном монодеметилкровании 1,8-бисС диметиламино)нафталинов.

Установлено, что N. N. Л'-триметилгтроизводные 1,8-диаминонафталина подвергаются электрофильному N -аминированию при действии О-пикрилгидроксиламина (ПГА), образуя ранее неизвестные моногидразиновые аналоги «протонных губок» типа 6. Исследованы их спектральные и структурные характеристики,а также основность. В частности, показано, что, протонируясь по гидразиногруппе, они примерно на 6 порядков превосходят по основности обычные арилгидразины. В качестве альтернативных предшественников гидразиновых протонных губок и соединений, представляющих самостоятельный интерес, впервые синтезированы и изучены Ы-нитрозо-Лг, -триметил-1,8-диаминонафталины.

Осуществлен синтез серии М-аминонроизводных полиядерных имидазольных систем 8-11. Предложен способ получения труднодоступных фениламиноазолов действием на М-аминоазолы или их К-формилпроизводные фенилбороновых кислот в присутствии медного кагализатора.

Апробация работы. Отдельные результаты докладывались на конференции по химии и биологической активности синтетических и природных соединений (Москва, октябрь, 2001 г.), на V Молодежной научной школе-конференции по органической химии (Екатеринбург, 2002 г.) и на Молодежной научной школе-конференции но органической химии (Новосибирск, 2003 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 статей и 3 тезисов докладов на конференциях.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 100 стр., содержит 17 таблиц. 18 рисунков и состоит из введения, четырех ¡лав, выводов, списка цитированной литературы (166 наименований) и приложения. Первая глава - обзор литературных данных по методам получения и свойствам нафтилгидразинов. В горая посвящена синтезу и изучению физико-химических характеристик моногидразиновых «протонных губок» и их нитрозоаналогов, третья - синтезу конденсированных >)-аминоимидазолов, их структуре и некоюрым другим свойствам. Четвертая глава - экспериментальная часть.

Основное содержание работы 1. Синтез /V] /V, N -триметил-1,8-диаминонафтал и нов

Для синтеза гидразиновых аналогов «протонных губок'» типа 6 предполагалось использовать два основных подхода: электрофилыюе аминирование N. Л/, .У-триметил-1,8-диаминонафталинов и восстановление Ы-нитрозопроизводных последних. В обоих случаях в качестве исходных веществ требовались ЛГ,МЛГ-триметил-1,8-диаминонафталины. Поэтому был разработан достаточно удобный и общий способ их получения, основанный на монодеметилировании коммерчески доступного соединения 1 и его производных.

Было найдено, что Ы-деметилнрование «протонных губок» лучше всего протекает в системе НВг/КШМР (схема 1). Продолжительность реакции в зависимости от заместителей в субстрате колеблется от 15 мин до 2 ч.

Поскольку в отсутствии НВг реакция не идет, логично предположить, что деметилированию подвергается непосредственно катион «протонных губок». По-видимому, процесс протекает по механизму Б^-замещения у насыщенною атома углерода как показано на структуре 12, причем роль хорошей уходящей группы выполняет необходимый нам N. А/,,У-триметил-1,8-диаминонафталин 13. Георети чески нуклеофилами могут служить как бромид, так иодид-анионы, Однако, поскольку в отсутствии К1 деметилирование сильно замедляется, мы отдаем предпочтение аниону I".

Me2N NMe2

Me2N NHMe

14H+ Схема 1

«Протонная губка» 1 полностью деметилируется за 45 мин с выходом соединения 13 92%, тогда как ее аценафтеновый аналог 14 - только за 60 мин и с выходом 15 равным 72%. Известно [./ Chern Soc., Perkin Trans 2, 2002. 318], что из-за стягивающего эффекта мостика СН2СН2 атомы азота в молекуле 14 сильнее удалены друг от друга и это приводит к менее симметричной и более слабой ВВС в катионе 14Н+. В результате на агомах азота наводится меньший положительный заряд и энергия переходного состояния возрастает.

Скорость деметилирования 4-нитро-1,8-бис(диметиламино)нафтапина 16 вдвое ниже по сравнению с 1. Из-за сильного электроноакцспторного эффекта группы NO2 в катионе 16 Н+ ВВС в нем асимметрична и в диполярных апротонных растворителях, таких как DMSO и DMF, частично разорвана, что шрудняет деметилирование. Продуктами деметилирования 16 с количественным суммарным выходом при соотношении ~2:1 являются изомерные соединения 17 и 18. Более высокий выход нитродиамина 17 мы объясняем его повышенной устойчивостью из-за большей прочности ВВС и

более эффективной конъюгации расположенных в одном кольце групп NO2 и

NHMe

Me&N NMq,

^'Ч. HBr/KI/DMF

J

Л

N Oi

16

u Me Me^N + N-Me

CQ*

-Mel

M%N NHMe MeHN NM§, ¿6 ' ■ '

16H

NQj

NOfe

17

NQ, 18

При деметилировании 4-бромида 19 и 2,7-дихлорида 22 на основную реакцию налагается процесс дегалогенировании, степень которого с течением времени растет. Из данных, представленных на схеме 2, видно, чго демегилированче предшествует дегалогенированию. Х01Я механизм последнего нами не исследовался, принимая во внимание литературные данные [ЖОрХ 2003, 39, 655-660), можно предположить, что он включает замену хлора или брома на иод с последующим элиминированием иода (восстановительным или через протодеиодирование). В пользу такого предположения говорят опыты с дихлоридом 22, в которых KI был заменен одним эквивалентом КВг. В этом случае после продолжительного кипячения было регенерировано 55% исходного соединения и получено около 5% продукта деметилирования 23; монохлорид 24 не был обнаружен вообще. Обращает на себя внимание высокая скорость реагирования 2,7-дихлорида 22: уже через 1 мин после начала реакции в реакционной смеси содержатся ощутимые количества соединений 23 и 24. Ранее было показано, что атомы азота в 22 и его катионе сильно планаризованы. Это должно увеличить их электрооотрицательноегь и существенно облегчить 8к?.-чамещение СНз группы. Вывод о том, что в монохлориде 24 атом хлора находится рядом с NMe2 группой, основан главным образом на результатах его электрофильно/ о N-аминирования (см. ниже). В то время как соединение 24 подвергается аминированию, дихлорид 23 ввести в эгу реакцию не удалось, очевидно из-за стерических помех.

Ме>Ы NMe2

Ме^ ШМе Ме^ ШМе МеН^) КМе2

XI

19

Вг

НВг/КМЭМР,

д 90 шт

13

Через 90 чин: 56% Через 180шн: 73%

+

Шез

Ме^ ЫНМе Мо^ ШМе

С1 С1-

НВг/КШЭМР С1

Продолжительность Выход. % реакции (мин) 22 23 24

1 65 26 9

15 0 69 21

40 0 54 31

60 0 28 52

Схема 2

В то же время, «протонные губки» 2, 25 и 26, отличающиеся резко повышенной основностью, в указанных условиях не образуют каких-либо продуктов деметилирования. По-видимому, соответствующие Л'Д.Л'-триметилпроизводные из-за сильного электронодонорного эффекта ММе? и ОМе групп являются плохими уходящими группами.

2 (Я = ОМе) 25 (Я = ЫМе2)

МеЛ

Таким образом, разработанный нами способ, несмотря на ряд ограничений, существенно упрощает получение Л',Л',Л''-триметилчамещенных 1,8-диаминонафтапинов.

2. Гидразиновые аналоги «протонных губок» 2.1 Синтез и физико-химические характеристики Действием 0.5 эквивалента О-пикрилгидроксиламина (ПГА) на гриме1Ил-1,8-диаминонафталины 13, 15 и 24 в смеси ацетонитрила и хлороформа при комнатной температуре нами были получены пикраты нафтнлгидразиния 27, 28 и 29 с выходом 23, 39 и 14 %, соответственно (схема

3). Осуществить в тех же и более жестких условиях аминирование 4- и 5-нитродиаминов 17 и 18, а также 2,7-дихорида 23 не удалось.

Мо^Ч Ш1Ме

щсш.на,

Р«С

РкО

Схема 3

Хотя соединения 27-29 можно рассматривать как моногидразиновые аналоги катионов «протонных губок» в их спектрах ЯМР 'Н отсутствует характерный для последних сигнал хелатированного протона N1-1 в области 1819 м.д. Вместо этого в растворе ОМБО^б имеется уширенный трехпротонный сиг нал группы ЫН^ при 8 = 9.7 - 10.2 м.д., который в ацетонитриле заметно смещается в сильное поле (табл. 1). Таким образом, в растворе для всех трех гидразиниевых солей форма шестичленного хелата типа 27Ь и 28Ь не реализуется.

К дополнительным выводам на сей счет приводит анализ величин химических сдвигов протонов групп ЫМе и ЫМег. Для солей 27 и 28 в ОМвО-с^ в более слабом поле (3.20 м.д.) находится пик группы КМе, тогда как ИМег группа резонирует при 5 = 3.12 и 2.96 м.д., соответственно. Это больше отвечает I идразиниевым формам 27а и 28а. образующим Н-связанные ассоциаты с растворителем. При переходе к ацетонигрильному раствору относительное положение обоих сигналов меняется на противоположное, причем исключительно за счет смещения в слабое поле сигнала 1ЧМе2. Логично предположить, что этому сопутствует частичный перенос положительного

заряда с группы ИНэ+ на N1^2. Он может быть вызван, например, образованием семичленных хелатов 27с и 28с с относительно слабой внутримолекулярной водородной связью. Подтверждением этого, по крайней мере для пикрата 28, служат данные рентгеноструктурного анализа (см. ниже). Таблица 1. Некоторые характеристики ЯМР 'Н спектров пикратов гидразиновых «протонных губок»

11 и крат Растворитель Хим. сдвиги, 8, м.д.

]МН3+ Ы-Ме ЫМе2 РюО"

27 ОМвО-й 9.70 3.20 3.12 8.59

27 СОзСК 8.80 3.23 3.28 8.64

28 ЭМБО-ёб 9.95 3.20 2.96 8.58

28 СЭзСМ 8.26 3,20 3.28 8.61

29 0М80-<16 10.20 2.92 3.18 8.60

11ри добавлении к пикратам 27 и 28 водной щелочи или аммиака с целью получить нейтральные основания гидразиновых «протонных губок» происходило полное осмоление Вероятно, они, как и обычные арилгидразины с электроподонорными заместителями, очень чувствительны к кислороду воздуха. Тем не менее, нам удалось записать ЯМР 'Н спектры этих оснований. При добавлении в ампуле ЯМР к раствору солей 27 или 28 в Г)М80-с)6 эквимолярного количества 2,7-диметокси-1,8-бис(диметиламино)нафталина 2 происходило их полное депротонирование и обе образующиеся при этом частицы 6а (6Ь) и 2Н+ (схема 4) хорошо проявлялись в спектре ЯМР. Например, пики концевых аминогрупп в основаниях 6а и 6Ь резонируют при 5.12 и 4.68 м.д., соответственно, что характерно и для других арилгидразинов.

к к а и

27 (И - Н) 2 6а(1* = Н)

18(НД = СН2СН2) 6Ь (ЯД=СНзСН2)

Схема 4

Методом конкурентного протонирования с помощью ЯМР 'Н спектроскопии была оценена основность соединений 6а и 6Ь в растворе ОМБО-(1,,. Ьыли взяты эквимолярные количества солей 27 или 28 и протонной губки 1

(рК„ = 7.5 в ДМСО при 25 °С); в образовавшейся смеси практически в равных количествах наблюдались все четыре возможные проюнированные и депротонированные частицы 27 или 28, 6а или 6Ь, а также 1 и 1Н+ (схема 5). Из этого следовало, что величины рКа гидразинов 6а и 6Ь равны ~7.5. При экстраполяции к воде это соответствует ~12 рК«.

Мо^

Ме^

1>ИТ

Ме^ Ше, Ме^ N Ме

ЫМв;

РкСГ

Р|сО"

Ме^

1Н* Схема 5

Гаким образом, наше исследование показало, что замена в 1 одной 1руппы СН( на Шг не приводит к каким-либо изменениям основности. Однако этот результат, по-видимому, случаен, поскольку соединения 6а и 6Ь протонируются в растворе по терминальной аминогруппе, т.е. ведут себя как арилгидразивы, а не «протонные губки». Таким образом, нолученные для них значения рКа являются для а^илгидразинов аномально высокими. Причина этого может заключаться в эффекте поля, который проявляет 8^Мв2, дестабилизируя 1-(а-метил)гидразиновую группу в 6а и 6Ь и создавая дополнительный стимул для протонирования.

2.2 Кристаллическая структура

Для солей 27 и 28 удалось провести рентгеноструктурный анализ (рис 1 и 2). Наиболее важные особенности их молекулярной структуры связаны с месюм протонирования и характером внутримолекулярной водородной связи (ВВС). В случае соли 27 данные РСА говорят о том, что кислотный протон локализован одновременно на а- и /У - атомах азота гидразиновой группы с относительной вероятностью 23 и 77 % соответственно. Это может быть интерпретировано в пользу существования в кристаллической решетке двух таутомеров 27а и 27Ь,

причем первый преобладает Как и во многих других солях «протонных губок», ВВС в форме 27Ь довольно асимметрична и N11 протон расположен ближе к а - азотному атому гидразиновой группы (1.17 А), чем к азоту ЫМег-группы (1.48 А). Расстояние между атомами азота, образующими водородную связь, равно 2 568 А, что типично для катионов нафталиновых «протонных губок» (например 2.55 А в 1Н+). Сам факт сосуществования форм 27а и 27Ь в кристаллах дает основание считать, что ВВС в 27Ь ослаблена. В растворе это проявляется в большей степени, о чем говорит отсутствие в спектрах ЯМР 'Н сигнала хелатированного 1ЧН-протона при б 18-20 м.д. Рассчитанные методом ВЗ!,УР/6-31+0"* величины сродства к протону гидразина 6а равны 923.9 и 1024 7 кДж.моль"1 соответственно для протонированных форм 27а и 27Ь. Это практически исключает возможность протонирования ^-азотного атома 1Идразнновой группы с образованием частицы 27а. Поскольку кваптовохимические расчеты выполнены для газовой фазы, их расхождение с жснериментальными данными скорее всего вызвано влиянием кристаллической решетки или эффектами сольватации.

Дополнительная особенность кристаллической структуры 27 - наличие межмолекулярных водородных связей между протонами гидразиновой группы ЫНт и пикрат-анионом.

В отличие от 27. аценафтеновый пикрат 28 существует в кристаллах только в р - протонированной форме 28с. Как видно из рис. 2, она стабилизирована ВВС. замыкающей семичленный цикл. Интересно, что водородный мостик в 28 почти симметричен [Ю-Н(2Ю 1.30А, Ы(1,)-Н(2Г^) 1.31 А], а угол М(3)-Н(2>1)-N(1) составляет 161°. Столь резкая разница между солями 27 и 28 вытекает из известных структурных различий между «протонной губкой» 1 и ее ацснафтеновым аналогом 14. Если межатомные расстояния в основании 1 и катионе 1Н* равны 2.79 и 2.55 А, то в 14 и 14Н* они значительно увеличены (2.88 и 2.67 А), из-за чего, в 14Н1' реализуется более слабая ВВС. По-видимому, вследствие этого семичленная хелатированная форма 28с энергетически предпочтительнее шестичленного хелата 28Ь. В соответствии с этим расстояние N(1)...N(3) в катионе 28 равное 2.576 А, более короткое, чем между атомами N(1) и N(2) (2.97 А). "Так как для обычных арилгидразинов характерно Д-протонирование. можно заключить, что соединение 6Ь ведет себя в этом отношении стандартно. На этом фоне поведение гидразина 6а выглядит несколько аномальным, потому что наряду с образованием /? - протонированной формы 27а в твердом состоянии присутствует и а-протонированный таутомер 27Ь.

3. ГЧ-Ни грозо-Л', /V, А^-тримстил-1,8-диаминонафт алины 3.1 Синтез и кристаллическая структура

Нитрозоамины 7а-с получали с хорошим выходом, действуя на N. гриметил-1,8-диаминонафталины 13, 15 и 18 одним эквивалентом нитрита натрия в 50 % уксусной кислоте (схема 6). Нитрозирование в соляной кислоте не протекало, по-видимому, из-за полного протонироваиия исходного амина. Нитроамин 17 подвергнуть нитрозированию не удалось, предположительно из-за того, что находящаяся в пара-положении к группе МНМе нитрогруппа снижает электронную плотность на аминном атоме азота ниже критической величины. ,

При восстановлении нитрозоаминов 7а-с водородом в присутствии 5% Рд/С, ЦА1Н.1 в Е1гО в атмосфере аргона или Ъа в уксусной кислоте были выделены лишь продукты денитрозирования 13, 15, 18 с выходом 29-35%. Поскольку выход невысок, нельзя исключить, что частично процесс протекает и в направлении образования гидразинов 6а - Ь, которые из-за неустойчивости разлагаются в процессе реакции или выделении.

МЫМ ЫНМе

13(Я=Я'=П)

15(ад'=сн2сн2)

18 (КН, И'-Шз)

АсОН, 0-5 С

Ме Ме л

7а (Я=Ы'=Н) 7Ь (КК'СНгСН^ 7с (Я=Н, И-Ж^) Е- форма

Ме

Ме

»И1 М

2-форма

Схема 6

Для нитрозопроизводных 7а и 7с были проведены рентгеноструктурные исследования (рис. 3 и 4), которые привели к следующим выводам:

I. В обоих соединениях атомы Ы1 нитрозоаминного фрагмента находятся в состоянии ьр2 гибридизации: сумма углов при Ы1 для 7а равна 359.5°, для 7с - 358.9° (здесь и далее дается кристаллографическая нумерация атомов). Фрагменты Ме-Ы-М(О) почти плоские - торсионные углы О'Ь^М'С" составляют соответственно 3,03° для 7а и 2.8 "для 7с. Углы разворота Ме-Ы-

N(0) относительно плоскости нафталиновой системы 55.99° (7а) и 52.5° (7с). При этом нитрозогруппа ориентирована в сторону, противоположную от дмметиламино группы.

О3 О2

Рис. 4. Общий вид молекулы 1-(М-нитрозо-Ы-метиламино)-5-нитро-8-днметиламинонафталина 7с.

2. Как и в самой «протонной губке» 1, диметнламиногруппы в нитрозаминах 7а, 7с проявляют тенденцию к планаризации, что вызвано их стремлением к сопряжению с ^-системой кольца. Так, сумма валентных углов при атоме азота группы NN<62 в соединениях 1, 7а и 7с составляет 347.0°, 343.4° и 348.2° соответственно. Несколько большее значение суммы углов для последнего

обусловлено дополнительным участием в сопряжении нитрогруппы [ср. с данными РСА для 4-ннтро-1,8-бис(диметиламино)нафталина, в котором сумма углов при атомах N1 и N8 равна 357° и 351.6° соответственно].

3. Оба нитрозамина 7а и 7с находятся в Е-форме.

4. Особенность нитрозамина 7а заключается в том, что пери-зшесл и гели в нем проявляют отчетливый "эффект наклона" ("leaning effect"). Внешне пери-взаимодействие здесь выглядит как атака диметиламиногруппы группой N(NO)Me. Причина этого очевидна: в результате сопряжения внутри N-мешлнитрозоаминогруппы на ее аминном атоме азота возникает частичный

ч

положи!ельный заряд [резонансная структура 7'|, который электростатически притягивается к неподеленной электронной паре NMe2 труппы. Более сложная картина наблюдается в случае соединения 7с, структура которого, очевидно, представляет собой компромисс взаимодействий, характерных для соединений 7а и 4-иитро-1,8-бис(диметиламино)наф талина.

3.2 Спектры ЯМР 'Н и структура в растворе Есть основания полагать, что соединения 7а-с существуют в одной форме и в растворе. В спектрах ЯМР 'н всех трех нитрозоаминов в CDCI3 имее1ся лишь один сигнал метальных протонов группы N(NO)Me при б 3.31, 3.37 и 3.23 м.д. соответственно. Мы предполагаем, что в растворе для нтрозоаминов 7а и 7Ь реализуется стерически менее ¡атрудненная Е-конформация. В пользу этого свидетельствуют как данные рентгеноструктурного анализа, так и квантово-химические расчеты. Согласно последним (метод ah initio STO 3-21 G) £-конформер 7a на 8 кДж/моль устойчивее Z-формы [полная энергия Е-1я -1935231 кДж/моль, полная энергия /-7а -1935223 кДж/моль]; барьер вращения вокруг связи N-N(0) для соединения 7а составляет 88 кДж/моль.

Интересно проявление сигналов метальных протонов групп NMej. В crreKipax ЯМР 'Н соединений 7а и 7Ь они дают два сигнала при 5 ~2.8 и 2.4 м.д.. что говорит о затрудненном вращении диметиламиногрупп относительно связи Сцр-N. На основании данных РСА (рис 5) мы относим эти пики соответственно к экваториально (Me6) и аксиально (Меа) ориентированным метальным группам. Предположительно экранирование группы Меа (рекордное в ряду известных «протонных губок») обусловлено ее частичным попаданием в область парамагнитной составляющей кольцевого тока, тогда как сигнал Меь

групп расположен в области обычной для большинства нафталиновых «протонных губок», включая родоначальника ряда 1.

Ме

Ме

О

Рис. 5. Относительная ориентация л£ри-заместителей в Ы-нитрозоаминах 7а и 7с (в соединении 7с показана одна из двух возможных ориентаций нитрогруппы).

Учитывая большое сходство молекулярной структуры соединений 7а и 7с, можно было ожидать, что неэквивалентость групп Ме" и Меь будет проявляться и в спектре ЯМР 'Н последнего. К нашему удивлению это оказалось не так: при комнатной температуре группа ММег в соединении 7с дает один еинглет при 8 2.72 м.д. Фактически это означает, что группа Ме" в нем перестает экранироваться кольцом и ее сигнал возвращается на стандартное для «прогонных губок» место. Есть несколько возможных объяснений этого явления: ослабление кольцевого тока за счет большей фиксации кольцевых связей вследствие сопряжения групп N02 и дополнительная

планаризация ММе2 группы, снимающая экранирование аксиального метила; более свободное вращение группы ЫМег; существенное изменение конформации метилнитрозоамикогруппы, оказывающее влияние на группу Ме". На основании данных РСА и общих рассуждений (трудно допустить, например, что при наличии нитрогруппы в соединении 7с облегчается свободное вращение диметиламиногруппы) мы склоняемся к тому, что решающими являются два первых фактора.

Для соединений 7а, 7Ь были измерены динамические спектры ЯМР 'Н в ДМСО-^ь. Как и ожидалось, при увеличении температуры сигналы групп ИМе* и !ЧМеь уширяются и коалесцируют при 60 °С в случае соединения 7а, при 35 "С для соединения 7Ь; вид сигналов других протонов при этом не изменяется. По охлаждении спектр принимает первоначальный вид. На основании полученных данных барьер вращения вокруг связи С-ИМег для соединений 7а, 7Ь был

оценен в 66.3 ,61.4 кДж/моль соответственно. Уменьшение барьера вращения Cap-NMe2 в соединении 7Ь, вероятно, происходит из-за увеличения расстояния между атомами N1 и N3, что характерно для 5,6-бис(диметиламино)аценафтена 14 [J. Chem Soc., Perkin Trans. 2 2002,318-322].

4. N-Аминопроизводные конденсированных имидазольных

систем 4.1 Синтез

Полиядерные N-аминоимидазолы получали электрофильным аминированием соответствующих NH-субстратов О-пикрилгидроксиламином. Реакция проводилась при комнатной температуре в диметилформамнде и без прибавления щелочного агента; вследствие этого часть исходного вещества, как наиболее сильного из присутствующих в смеси оснований, отнимала протон от первоначально образующегося пикрата N-аминоимидазолия, давая нейтральный N-аминоимидазол и никрат субстрата. Сырой N-аминоимидазол трудно поддавался очистке, поэтому его предварительно обрабатывали бензальдегидом. Образовавшийся гидразон достаточно легко очищался, после чего его гидролизовали, получая необходимый амин. Благодаря симметричной структуре, продуктом аминирования нафтоГ2.3-<1]имидазола 30 и фенантро[9,10-<1|имидазола 33 был только один амии, соответственно 10 и 11 (схема 7). Напротив, аминирование нафто[1,2-<1]имидазола 36 в тех же условиях давало смесь 1- и 3-бензилиденаминопроизводных 37 и 38 с соотношением 8 и 49% Гидролиз последних протекал гладко с образованием аминов 8 и 9 с выходом 77 % и 60%. соответственно (схема 8).

2)PhCHO ЧА/n ^Ч^г/ 2)NH4OH KsKjJ-H

il i( N-CllPh Nll2

30 31 32 10

Схема 7

]Г У 1) NHjOPic

? 2) PhCHO ^ H

Схема 8

Обращает на себя внимание, что в отличие от обычных нафтилгидразинов, включая гидразиновые «протонные губки», N-аминоимидазолы 8-11 - вполне стабильные в виде оснований вещества. По-видимому, основная причина неустойчивости нафтилгидразинов - отталкивание неподеленных электронных пар двух соседних атомов азота. В N-аминоазолах оно, очевидно, понижено за счет участия er-атома азота в ароматической л-системе кольца. Дейсгвительно, рассчитанные с помощью метода AMI и особенно РМЗ первые ионизационные поюнциапы, ПИь показывают отчетливую тенденцию к понижению в ряду N-аминоимидазолы (8.6 - 9.0 эВ) > 1- и 2-нафтшн идразины (8.44 и 8.56 эВ) > гидрамновые «протонные губки» (8.38 и 8.21 для 6а и 6Ь, соответственно). К аналогичным выводам приводит сопоставление разностей 1еплот образования соответствующих оснований и катион-радикалов.

Мы осуществили также аминирование с помощью О пикрилгидроксиламина N-мстильиых производных имидазолов, получив с выходом 84 -99% соли имидазолия 39 - 42.

NH

У I'ILO" N Me

39

40

Me

41а (X" = PicO") 41Ь(Х" = СГ)

42а (X" = PicO) 42b (X' = CI")

4.2 Структура

К началу настоящей работы было известно, что аминогруппа в Ы-аминоазолах находится в пирамидальной конфигурации и теоретически для нее возможны конформации, различающиеся углом поворота относительно связи И-

ГШ:. Так, в кристаллических образцах 1-аминобензимидазола и солей 1-11-3-аминобензимидазолия обычно реализуется форма 43а, в которой неподеленная пара аминною азота лежит строго в плоскости циклической системы и ориентирована в сторону ц - атома углерода. В растворе формы 43а и 43Ь находятся в равновесии с некоторым преобладанием первой.

Исследуя спектры ЯМР 'Н, мы нашли, что в растворе химические сдвиги протона 2-Н в основаниях 8-11 и 43 (8.12-8.35 м.д.) и солях имидазолия 39 - 42 (9.61-9.87 м.д) изменяются мало. Напротив, положение сигнала протонов №2 варьируется в более широких пределах: отб.13 для 1-аминобензимидазола 43 до 6.59 и 6.75 м. д., соответственно, для 1-аминонафто[1,2-ё]имидазола 8 и 1-аминофенантро[9,10-(1]имилазола 11. Особенно заметный диамагнитный сдвиг для двух последних веществ логично объяснить тем, что в них протоны N42 испытывают влияние кольцевого тока сразу двух бензольных колец, в то время как для всех остальных аминов такое влияние оказывает лишь одно кольцо. Косвенно это свидетельствует в пользу конформации 43а, поскольку в конформациях типа 43Ь протоны группы N42, если и накрываются магнитными силовыми линиями кольцевого тока, то несущественно. Нельзя впрочем исключить и подвижною равновесия между обоими формами с преобладанием 43а. Данные ЯМР 'Н для полученных солей Ы-аминоимидазолия также можно интерпретировать в пользу преобладания в растворе конформации 43а.

Для пикрата 1-амино-3-метилнафт[1,2-<1]имидазолия 41а удалось провести ренпеноструктурное исследование, на основании которого сделаны следующие выводы:

1. нафтимидазольный фрагмент в соли практически плоский;

2. атом азота Ы-аминогруппы находится в состоянии ер3-гибридизации: сумма валентных углов при аминном азоте составляет 324,4

3. впервые для солей Ы-аминоимидазолия в кристаллах пикрата 41а обнаружена конформация типа 43Ь, стабилизированная водородными связями с пикрат-анионом (рис. 6) При этом один из протонов ЫН образует

Н

Н

43а

43Ь

бифуркированную связь с орто-нитрогруппой и фенольным кислородом (это наиболее прочная ВС с расстоянием 2.13 А), тогда как второй протон N11 - с пара-нитрогруппой другого пикрат-аниона. Интересно, что вилочные водородные связи существуют также между атомом 2-Н имидазолиевого цикла и фенолятным кислодородом и второй орго-нитрогруппой.

07А

Рис. 6. Молекулярная структура соединения 41а.

4.3 Синтез М-ариламиноазолов

М-Ариламиноазолы можно рассматривать как Аг,Л"-диари;пидразины, у которых один азом азота включен в цикл. Как ни странно, до недавнего времени эти соединения были малодоступными и почти неизученными, что объясняется отсутствием общего метода их получения. Очевидный путь их синтеза - прямое арилирование Ы-лминогруппы. К началу нашей работы все успешные примеры таких реакций были связаны с использованием арилгалогенидов, активированных сильными электроноакцепторными группами типа N02 или С'Ы. Поскольку недавно появилось сообщение о возможности Ы-арилирования ариламинов фенилбороновыми кислотами по модифицированному методу Сузуки (в присутствии диацетата меди как катализатора), мы решили испытать его на ^аминоазолах. Было установлено, что 1-аминобензимидазол 43 реа1 ирует с фенилбороновой кислотой в присутствии Си(0Ас)2 и Е1 (М, образуя с выходом 18 % ранее неизвестный 1-фениламинобензимидазол 44. Аналогично, из соответствующих аминов были получены 2-метил-1-фениламинобензимидазол 45 (27%), а также 1- и 2-фениламиноиндазолы 46 (24%), 47 (16%).

РЬВ(ОН)2

"И Си(ОАс)2, Е(3Ч СИ-.С1,

кн2 20 °с

43

N

Ц-МНРЬ

ОС»^ и,-

ЖРЬ ЖРИ

45 46 47

В згу реакцию вступают и ацилироваиные по аминогруппе N1-аминоазолы, причем в некоторых случаях она протекае! даже легче. Например, 1-формамидобензимидазод 50а превращается в 1-анилинобензимидазол 44 с выходом 58 %, а 7-формамидо-8-метилтеофилин 52 дает 7-анилинопроизводное 48 с выходом 29 %, в ю время как арилирование амина 51 в тех же условиях вообще провести не у '(ал ось (схема 10) Интересно, что в обоих случаях процесс фенилирования сопровождаема отщеплением формильной группы. В отличие от ною 1-ачетамидобензимидазол 50Ь арилируется без потери ацетильной группы, но выход соединения 49 не превышает 16 %.

N

РКВ(ОН^

г-жссж

50а(1*=Н) 50Ь (Я=Ме)

СЧКОАсЬ, СН2С12

20 "С

44

\iR-Me)

N №1РЬ

\

N

49

N441 СОСН,

Ме

I X Ч>-Ме

Ме V Ы

>' ч

N11,

51

Н(ХЭ,Н ВР, ЕьО

М<Г

V

N.

^-Ме

Р№(ОН>2

Ме 1

N

N Си(ОДс)2, Е^. СН2П2

кнсно 20 °с

Ме

N

52 Схема 10

^—Ме Гч

о кнрь 48

Предполагаемый механизм реакции показан на схеме 11 Влияние К-ацильной группы, по-видимому, носит двоякий характер: она подкисляет связь N-11, облегчая образование медного комплекса 53, и дополнительно

стабилизирует его координационной связью С=0—>Си. Последующий лигандный обмен с фенилбороиовой кислотой приводит к комплексу 54, внутри которого и происходит Ы-фенилирование. На этой стадии триэтиламин верояжо депротонирует формильную группу, чю приводит к элиминированию молекулы С-О. В пользу этого косвенно свидетельствует тот факт, что ацетамидопроизводное 50Ь в ходе фенилирования дезацилированию не подвергается.

Реакция арилирования, судя по всему, весьма чувствительна к стерическим помехам. Так, в нее не удалось ввести 1-тозиламино-, 1-метиламино-, 1-аллиламино - и 1-о-нитрофениламинобензимидазолы. Не подвер!аются в тгих условиях фенилированию также 1-аминобензотриазол, аминонафтоимидазолы 8-10 и М-аминофенантроимидазол 11.

54 АсОВ(ОН)2 Схема И

Строение синтезированных №фениламиноазолов 44 - 49 подтверждено данными ИК и ЯМР 'Н спектроскопии.

Следует отметить, что несмотря на невысокие выходы и ограничения, данный метод весьма полезен, поскольку другие общие способы получения Ы-фениламиноазолов в настоящее время не известны.

Выводы

1. Разработан удобный способ получения 1-диалкиламино-8-алкиламинонафталинов, заключающийся в частичном деметилировании

коммерчески доступного 1,8-бис(диметиламино)нафталина ("протонная губка") и его производных путем нагревания с системой НВг-КЫЗМР.

2. Электрофильным аминированием 1-дналкиламино-8-алкиламинонафталинов О-пикрилгидроксиламином синтезированы ранее неизвестные К-метил-М-(8-диметиламинонафтил-1)гндразины (гидразнновые аналоги «протонных губок»). Исследованы их структурные и физико-химические характеристики. Так, основность этих соединений (рКа ~7.5, ДМСО, 25 °С) примерно равна основности «протонной губки» и на 6-7 порядков превышает основность обычных арилгидразинов.

3. Действием азотистой кислоты на !-диалкиламино-8-алкиламинонафталины получены М-нитрозо-Л',Л',# -триметил-1,8-нафтилендиамины, являющиеся ннтрозоаналогами "протонных губок". С помощью рентгеноструктурного анализа установлено, что в твердом виде они находятся в £-форме. Данные ЯМР 'И спектроскопии показывают, что та же конформация реализуется и в растворе.

4. Путем элекфофильного аминирования ангулярного и линейного нафтоимидазолов, а также фенантро[9,10-(1]имидазола и их N1-метилпроизводных О-пикрилгидроксиламином получена серия соо [ нег с гвующих Ы-амимоимидазолов и их четвертичных солей. Показано, что основания Ы-аминоимидазолов в отличие от нециклических нафгилгидразинов в обычных условиях устойчивые соединения.

5. Предложен способ прямого введения фенильного заместителя в Ы-аминогругшу Ы-аминоазолов, основаннный на каталитической реакции кросс-сочетания. В результате получена серия ранее неизвестных и труднодоступных М-фениламиноазол<5в.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

Сга!ьи:

1. Дябло О. В.. Пожарский А. Ф., Королёва М. Г. Метод арилирования аминогруппы в Ы-аминоазолах // ХГС, 2002, в. 38, № 5, с. 620-621.

2. Королёва М. Г., Дябло О. В., Пожарский А. Ф„ Старикова 3. А. М-аминопроизводные конденсированных имидазольных систем // ХГС, 2003, № 9, с. 1324-1335.

3. Pozharskii A. F„ Dyablo О. V., Koroleva M. G., Senmkova E. V., Starikova Z. A., Howard Sian T. Monohydrazine analogues of naphthalene and acenaphthene «proton sponges»// Mendeleev Commun. 2003, p. 180-182.

4. Ozeryanskii V. A., Pozharskii A. F., Koroleva M. G., Shevchuk D. A., Kazheva O. N., Chekhlov A. N.. Shilov G. V., Dyachenko O. A. N,N,N-TrialkyI-l,8-diaminonaphthaleneb: convenient method of preparation from protonated «proton sponges» and the first X-ray information // Tetrahedron, 2005,61,4221-4232.

5. Королева M. Г., Дябло О. В., Пожарский А. Ф„ Сенникова Н. В. Пери-нафтилендиамины. XXXIX. Синтез и структура N-нитрозопроизводных ;УЛ',Д''-триметил-1,8-диаминонафталина // Журн. орган, химии, 2005, г.

,41, вып. 7, с 1020-1027.

Тежсы докладов:

1. Королёва М. Г., Дябло О. В., Пожарский А. Ф. Синтез N-аминопроизводных полиядерных имидазольных систем // Материалы конференции «Химия и биологическая активность синтетических и природных соединений» Октябрь 2001 год, Москва, с. 160

2. Королёва М Г.. Дябло О. В., Пожарский А. Ф., Сенникова Е. В. Первый синтез гидразиновых аналогов «протонных губок» // Материалы V Молодежной научной школы - конференции по органической химии, Екатеринбург, апрель, 2002, с 256.

3. Королёва М. Г., Сенникова Е. В., Дябло О. В., Пожарский А. Ф. Синтез иитрозопроизводных N,N,N - триметилзамещенных-4,5-диаминоаценафтена и 1,8-диаминонафталина и их восстановление. // Материалы молодежной научной школы - конференции по органической химии, Новосибирск, 2003, Д37.

Подписано в печать 16.02.2006. Заказ №2 Бумага офсетная. Ризограф. Тираж 100 экз. Усл. печ. л 1,0. ООО «Ника», 344082, г. Ростов-на-Дону, пер. Халтуринский, 46 «А», к.40

¿роб а

40U

Введение.

Глава 1. Нафти л гидразины (литературный обзор).

1.1 Методы получения нафтилгидразинов.

1.1.1 Методы, основанные на раздельном введении атомов азота в гидразиногруппу.

1.1.1.1 Восстановление солей диазония.

1.1.1.2 Восстановление N-нитрозаминов.

1.1.1.3 Восстановление азосоединений.

1.1.1.4 Из N-ацилоксинафтиламинов и нафтилгидроксамовых кислот.

1.1.1.5 Электрофильное N-аминирование ариламинов.

1.1.2. Методы, основанные на прямом гидразинировании нафталинов.

1.1.2.1 Нуклеофильное замещение фенольного гидроксила

1.1.2.2 Нуклеофильное замещение галогена.

1.1.2.3 Нуклеофильное замещение других групп.

1.1.2.4 Электрофильное гидразинирование.

1.2 Физико-химические свойства.

1.2.1 Общая характеристика, основность, спектральные данные

1.2.2 Структура.

1.3 Реакции с участием гидразиногруппы.

1.3.1 Алкилирование, арилирование, ацилирование.

1.3.2 Присоединение к кратным связям.

1.3.3 Образование гидразонов и синтез бензиндолов на их основе.

1.3.4 Участие в гетероциклизациях.

1.3.5 Бензидиновая перегруппировка гидразонафталинов.

1.3.6 Реакции окисления и восстановления.

Глава 2. Синтез гидразиновых аналогов "протонных губок" обсуждение результатов).

2.1 Синтез Л^Л^-триметилпроизводных 1,8-диаминонафталина

2.2 Гидразиновые аналоги «протонных губок».

2.2.1 Синтез и физико-химические характеристики.

2.2.2 Кристаллическая структура.

2.3 N-нитрозо- N,N',N'- триметил-1,8-диаминонафталины.

2.3.1 Синтез и физико-химические характеристики.

2.3.2 Спектры ЯМР 'Н и структура в растворе.

2.4 Другие подходы к синтезу гидразиновых аналогов «протонных губок».

Глава 3. N-Аминопроизводные конденсированных имидазольных систем обсуждение результатов).

3.1 Синтез.

3. 2 Структура. р 3. 3 Синтез N- ариламиноазолов.

Глава 4. (экспериментальная часть).

4.1 Физико-химические измерения.

4.2 Синтез исходных веществ.

4.3 Синтез N, N, TV-тримети л производных 1,8-диаминонафталинов.

4.4 Синтез гидразиновых аналогов "протонных губок".

4.5 Синтез N-аминоазолов.

4.6 Синтез N-ариламиноазолов.

Выводы

На протяжении трех последних десятилетий в органической химии сформировалось новое направление - химия "протонных губок", имеющее отношение одновременно к теории кислот и оснований, теории водородной связи, а также к химии аренов и ариламинов [1-6]. К протонным губкам относятся нейтральные азотистые основания, как правило, пери-диамины, обладающие аномально высокой основностью, сочетающейся с очень низкой нуклеофильностью. Родоначальником [7] семейства протонных губок является 1,8-бис(димстиламино)нафталин 1, величина рКа которого, равная в воде 12.1, на 6-7 порядков превосходит основность обычных ароматических аминов. Исследование причин столь высокой основности привело к получению множества интересных соединений, образующих по крайней мере три поколения протонных губок. Так, еще более высокой основностью, чем соединение 1, обладает его 2,7-диметоксипроизводное 2 (рКа = 16.1) [8]. Полагают [9], что это связано, с одной стороны, с электронодонорным +М-эффектом двух метоксигрупп, а с другой - с «эффектом поддержки». Последний проявляется в сближении NMe2 групп и в усилении их отталкивания, как чисто пространственного, так и электронного, что и приводит к дестабилизации основания.

Наряду с нафталиновыми протонными губками известны их флуореновые 3, гетерофлуореновые 4 и фенантреновые 5 аналоги [1], которые иногда относят ко второму поколению губок. Некоторые из этих соединений превосходят по основности диамин 1, например, для диаминофлуорена 3 величина рКа = 12.8 [10].

К третьему поколению протонных губок можно отнести соединения с отчетливой практической направленностью. Это, в частности, хиральные основания типа 6 [11], а также "губки", закрепленные на полимерных носителях, например 7 [12]. И те, и другие могут быть использованы в качестве катализаторов и реагентов для органического синтеза, в том числе асимметрического. К сожалению, данное направление делает только первые шаги и получено лишь несколько веществ этого типа. Н

1 R = II

2 R = ОМс

1H+R = Н 2H+R = OMe зх = с1ь 4 X = О, S, Se, Те 5

4\N=0

Me 6 7 8 9

8a R = R = H 9a R = R = H 8b R,R = (CH2)2 9b R,R' = (CH2)2 9c R=H, R=N02

13 центре настоящей работы находился синтез и исследование N-амино- 8 и N-нитрозопроизводных 9 Ы,М,>Г-триметил-1,8-диаминонафталина, которые можно рассматривать в качестве соответственно гидразиновых и нитрозо- аналогов протонных губок 1. Представлялось интересным посмотреть, как будет влиять замена одной из СПз групп в молекуле 1 на нитрозо или аминогруппу на основность и структурные характеристики соединений. Можно было предполагать, что увеличение числа неподеленных электронных пар вблизи основного центра приведет к дальнейшей дестабилизации молекул 8 и 9 по сравнению с 1 и они, несмотря на электроноакцепторный характер групп N0 и NH2, окажутся весьма сильными основаниями. В ходе работы нам удалось получить нитрозамины типа 9 только в виде оснований, тогда как гидразины 8 оказались устойчивыми лишь в виде протонных солей 8Н+. Было установлено, что нитрозоамины типа 9 весьма напоминают по своим структурным особенностям протонную губку 1, хотя, естественно, имеется и определенная специфика, вызванная присутствием нитрозогрупиы. В то же время, гидразиниевые соли типа 8Н+ проявили существенные отличия от аналогичных солей протонных губок. В этой связи представлялось целесообразным провести структурные исследования ряда модельных полиядерных гидразинов, способных проявлять устойчивость в виде оснований. В качестве таких моделей были выбраны ранее неизвестные N-аминопроизводные нафто[1,2-с!]имидазола 10 и 11, нафто[2,3-(1]имидазола 12, а также фенантро[9,10-с1]имидазола 13. h2N N

10

11

12

13

Диссертация состоит из 4-х глав. Первая представляет собой литературный обзор, посвященный методам получения арилгидразинов. Во второй главе обсуждены полученные нами результаты, касающиеся синтеза и структуры нитрозо- и гидразиновых аналогов "протонных губок". В третьей главе обобщены проведенные нами исследования в ряду полиядерных N-аминоазолов. Четвертая глава представляет собой экспериментальную часть. В конце диссертации приведены выводы, список цитированной литературы и приложение с данными рентгеноструктурного анализа некоторых новых соединений.

Выводы

1. Разработан удобный способ получения 1-диалкиламино-8-алкиламинонафталинов, заключающийся в частичном деметилировании коммерчески доступного 1,8-бис(диметиламино)нафталина ("протонная губка") и его производных путем нагревания с системой HBr-KI-DMF.

2. Электрофильным аминированием 1-диалкиламино-8-алкиламинонафталинов О-пнкрилгидроксиламином синтезированы ранее неизвестные М-метил-Ы-(8-диметиламинонафтил-1)гидразины (гидразиновые аналоги «протонных губок»). Исследованы их структурные и физико-химические характеристики. Так, основность этих соединений (рКа ~7.5, ДМСО, 25 °С) примерно равна основности «протонной губки» и на 6-7 порядков превышает основность обычных арил гидразинов.

3. Действием азотистой кислоты на 1-диалкиламино-8-алкиламинонафталины получены N-HHTp030-N,N ,N -триметил-1,8-нафтилендиамины, являющиеся нитрозоаналогами "протонных губок". С помощью рентгеноструктурного анализа установлено, что в твердом виде они находятся в £-форме. Данные ЯМР 'Н спектроскопии показывают, что та же конформация реализуется и в растворе.

4. Путем электрофильного аминирования ангулярного и линейного нафтоимидазолов, а также фенантро[9,10-(1]имидазола и их N-метилпроизводных О-иикрилгидроксиламином получена серия соответствующих N-аминоимидазолов и их четвертичных солей. Показано, что основания N-аминоимидазолов в отличие от нециклических нафтилгидразинов в обычных условиях устойчивые соединения.

5. Предложен способ прямого введения фенилыюго заместителя в N-аминогруппу N-аминоазолов, основаннный на каталитической реакции кросс-сочетания. В результате получена серия ранее неизвестных и труднодоступных N-фениламиноазолов.

В процессе исследований синтезировано 33 неописанных в литературе соединений, для 5 из них получены данные рентгеноструктурного анализа.

1. Staab Н. A., Saupe Т // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1988,27,865.

2. Alder R. W. // Chem. Rev. 1989,89,1215-1223.

3. Llamas-Saiz A. L., Foces-Foces C., Elguero J // J. Mol. Struct. 1994, 328,297 -305.

4. Pozharskii A. F. // Russ. Chem. Rev. 1998, 67, 3-27.

5. Alder R. W., Bowman P. S., Steele W. R. S., Winterman D. R. // J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1968, 723.

6. Hibbert F., Hunte K. P. P.//J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2.1983,1895.

7. Pozharskii A. F., Ryabtsova О. V., Ozeryanskii V. A., Degtyarev A. V., Kazheva O. N., Alexandrov G. G., Dyachenko 0. A.// J. Org. Chem. 2003,68,10109-10122.

8. Charmant J. P. H., Lloyd-Jones G. C., Peakman Т. M., Woodward R. L.// Eur. J. Org. Chem., 1999,2501.

9. Saupe Т., Krieger C., Staab H. A.// Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1986, 25,451.

10. Lloyd-Jones G. C., Harvey J. N., Hodgson P., Murray M., Woodward R. L.// Chem. Eur. J. 2003, 9,4523.

11. Corma A., Iborra S., Rodriguez I., Sanchez F.// J. Catal. 2002, 211, 208.

12. Hydrazine and its Derivatives, in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Wiley, New York, 4th edn., 1995, vol. 13.

13. Ragnarsson U.// Chem. Soc. Rev. 2001, 30, 205-213.

14. Греков А.П.// Органическая химия гидразина, Изд-во «Техника», Киев, 1966.

15. Доналдсон Н.//Химия и технология соединений нафталинового ряда. Госхимиздат, Москва, 1963, С. 531; N.DonaPdson. The Chemistry and Technology of Naphthalene Compounds, E.Arnold (publishers) Ltd., 1957.

16. Fischer E.// Lieb. Ann. 1886, 232. 236.

17. Portoghese P.S., Sultana M., Takemori A.E.// J. Med. Chem. 1990, 33, 1714-1720.

18. Бусев А.И., Симонова JI.H.// Жури, аналит. хим. 1967,22,1850-1857.

19. Бусев А.И.// Синтез новых органических реагентов для неорганического синтеза. Изд-во МГУ. 1972, 149.

20. Колесников A.M., Михайличенко Ф.АЛ ЖОрХ. 1982, 18,441-450.

21. Erdmann Н.// Lieb. Ann. 1896, 247, 333.

22. Buchercr Н., Schmidt // J. Prakt. Chem.l909,(2), 79, 388.

23. Богданов C.B., Сосновский М.А.//ЖОХ. 1943, 13,589.

24. Eur. Pat. Appl., 338310, 25 Oct. 1989.

25. Parham W.E., Egbcrg D.C., Salagar S.S.//J. Org. Chem. 1972, 37, 3248-3254.

26. Plant S.G.P., Tomlinson M.L.// J. Chem. Soc. 1932, 2192.

27. Clemo G.R., Legg N.// J. Chem. Soc. 1947,539-544.

28. Jia Z.J., Wu Y., Huang W., Goldman E., Zhang P., Woolfrey J., Wong P., Huang В., Sinha U., Park G., Reed A., Scarborough R.M., Zhu B-Y.// Bioorg. Med. Chem. Lett. 2002,12,1651-1655.

29. Mujumdar S.R., Mujumdar R.B., Grant C.M., Waggoner A.S.// Bioconjugate Chem. 1996, 7, 356-362.

30. Tschirret-Guth R.A., Ortiz dc Montellano P.R. //J. Org. Chem. 1998, 63, 9711-9715.

31. Пазенок С.В., Кондратенко Н.В., Попов В.И., Троицкая В.И., Ильченко А.Я., Альперович М.А., Ягупольский Л.М.// ХГС. 1983,1493-1499.

32. Fischer Е.// Chem. Вег. 1884,17,572.

33. Gonzalez A.//Synth. Commun. 1988,18,1225-1229.

34. Матевосян P.O., Сташков Л.И.// ЖОХ. 1963, 33, 3907-3911.

35. Матевосян P.O., Сташков Л.И.//ЖОХ. 1963, 34, 137-141.

36. Ramah М., Schmitt G., Vebrel J., Laude В.// Compt. Rend., Serie II: Mecanique, Physique, chimie, sciences de la Terre et de l'Univers. 1984, 298 (7), 279-282.

37. Banthorpe D.V.// J. Chem. Soc. 1962,2429-2435.

38. Shine H.J., Trisler J.C.//J. Am. Chem. Soc. 1960, 82,4054-4058.

39. Shine H.J., Huang F-T. , Snell R.L. // J. Org. Chem. 1961, 26, 380-383.

40. Кролик Л.Г., Лукашевич B.O.// ДАН. 1949, 65, 37-40.

41. R.K.Saksena, M.A.Khan.// Indian J. Chem. 1989, 28B, 443-444.

42. Famulok M., Bosold F., Boche G.// Tetrah. Lett. 1989, 30,321-324.

43. Tamura Y., Minamikawa J., Ikeda M.// Synthesis. 1977,1-17.

44. Kuz'menko V.V., Pozharskii A.F.// Advan. Heterocyclic Chem. 1992, 53, 86-231.

45. Tamura Y., Ikeda M.// Advan. Heterocyclic Chem. 1981, 29, 71.

46. Tamura Y., Minamikawa J., Kita Y., Kim J. H., Ikeda M.//Tetrahedron. 1973, 29, 1063.

47. Tamura Y., Minamikawa J., Matsushima H., Ikeda M.// Synthesis. 1977, 159-160.

48. Schubert H., Fohringen F., Noack H.// Z. Chem. 1970, 10, № 2, 68-69.

49. Boche G., Meier С., KleemiB W.//Tetrah. Lett. 1988,29,1777-1780.

50. L.Hoffmann // Ber. 1898, 31, 2909-2910.

51. Vyskocil S., Smireina M., Lorente M., Tislerova I., Brooks R.D., Kulagiwski J.J., Langer V., Farrugia L.J., Kocovsky P.// J. Org. Chem. 2001, 66, 1359-1365.

52. Seeboth H., Barwolff D., Becker B.// Licb. Ann. 1965, 683,85-92.

53. Franzen H.//J. Prakt. Chem. 1907, 76, 205-232.

54. Franzen H. // Ber. 1905,38,268-270.

55. Методы получения хим. реактивов и препаратов, М., 1974, вып. 26, 212-214.

56. Пат США № 5,750,722 от 12.05.1998.

57. Европ. Пат. № ЕР 0 790 233 В1 от 31.10.2001.

58. Lim Y-K., Jung J-W, Lee H., Cho C-G.// J. Org. Chem. 2004, 69,5778-5781.

59. Gan J., Tian He, Wang Z., Chen K., Hill J., Lane P.A., Rahn M.D., Fox A.M., Bradley D.D.C.//J. Organomet. Chem. 2002, 645, 168-175.

60. Gething В., Patrick C.R., Tatlow J.C.// J. Chem. Soc. 1962,186-190.

61. Сое P.L., Pearl G.M., Tatlow J.C.// J. Chem. Soc. (C ). 1971, 604-608.

62. Burdon J., Gill H.S., Parsons I.W., Tatlow J.C.// J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1980, 1726-1730.

63. Burkhardt W., Kauffmann Th.// Angew. Chem. 1967, 79, 57.

64. Kauffmann Th., Burkhardt W.// Chem. Ber. 1969, 102, 3088-3093.

65. Franzen H.// Ber. 1905,38, 266-267.

66. Пат США № 3,294,838 от 27.12.1966.

67. Tsubrik О., Maeorg U., Ragnarsson U.// Tetrah. Lett. 2002,43, 6213-6215.

68. O.Diels, Ber. 1921,54, 213- 226.

69. Kinart W.J., Kinart C.M.//J. Organomet. Chem. 2003,665,233-236.

70. Demcrs J., Klaubert D.H.// Tetrah. Lett. 1987, 28, 4933-4934.

71. Stron H., Westphal G.H Chem. Ber. 1963, 96, 184-186.

72. Stron H., Westphal G.// Chem. Ber. 1964, 97, 83-85.

73. Bryson A.// J. Am. Chem. Soc. 1960, 82, 4862-4871.

74. Bagno A., Menna E., Mezzina E., Scorrano G., Spinelli D.// J.Phys.Chem. 1998, A, 102, 2888-2892.

75. Aubagnac J.L., Elguero J., Jacquier R.C.R.// Hebd. Seances Acad. Sci. Ser. C, 1966, 263, 739.

76. Srinivasan S., Swaminathan S.// Z. Kristallogr. 1969, 127,442-449.

77. Okabe N., Nakamura Т., Fukuda H.// Acta Crystallogr., C, 1993,49,1678- 1680.

78. Flippen-Anderson J.L., Dudis D.S./f Acta Crystallogr., C, 1989, 45, 1107- 1109.

79. Quail J.W., Weil J.A., Singh M.P., Nakamura N.T., Kukuda H.// Acta Crystallogr., C,2000, 56,235- 236.

80. Bertolasi V., Gilli P., Ferretti V., Gilli G.// New J. Chem. 2001, 25, 408- 410.

81. Koo C.H.// Bull. Chem. Soc. Japan, 1965, 38, 286-290.

82. Hammerl A., Holl G., Kaiser M., Klapotke T.M., Mayer P., Notle H., Warchhold MM Z. Anong. Allg. Chem. 2001, 627,1477.

83. Hauff F.// Lieb Ann. 1889, 253, 24-35.

84. Абегауз Ф.И., Соколов С.В., Езерский C.H.// Жури. ВХО им. Д.И.Менделеева, 1965, 10,113-114.

85. Nozoe Т., Takaze К., Yasunami М., Ando М., Saito Н., Imafuku К., Yin B-Z., Goto Y., Hanaya Т., Нага Y., Yamamoto H.// Bull. Chem. Soc. Japan, 1989, 62,128-142.

86. Hillinghaus A.// Ber., 1889, 22, 2656-2657.

87. Телин А.Г., Фахретдинов P.H., Джемилев У MM Изв. АН СССР, сер. Хим., 1986, 2474-2479.

88. Schlieper A.// Lieb. Ann. 1887, 239, 232-238.

89. Schlieper A.// Lieb. Ann. 1886, 236,180-182.

90. Hughes G.// J.Proc. Roy. Soc. N.S. Wales, 1938, 71, 475.

91. Benke F.D.,.Brooke G.M // J.Fluorine Chem. 1984, 26, 77-86.

92. Суворов H.H., Мамаев В.П., Родионов B.M.// Реакции и методы исследования орг. соедин., ГН'ГИ Хим. л-ры, Москва, 9, 9-154,1959.

93. Trapaidze М., Machaidze N., Samsonia Sh.// Bull. Georgian Acad. Sci. 2000, 161, 246248.

94. Самсония III.А., Трапаидзе M.B., Купрашвили II.А., Колесников A.M., Суворов Н.Н.//ХГС, 1985,1222-1224.

95. Самсония 111.А., Трапаидзе M.B., Долидзе С.В., Эсакия II.А., Суворов Н.Н., Колесников A.M., Михайленко Ф.А.// ХГС, 1984, 352-357.

96. Самсония Ш.А., Дюрр Г., Трапаидзе М.В., Чхаидзе Э.Р., Гогричиани Э.О.// ХГС,2001, 1423-1425.

97. Singh С.Р.// J. Indian Chem. Soc. 1986,68,980.

98. Lagoja I.M., Pannecouque С., Van Aerschot A., Witvrouw M., Debyser Z., Balzarini J., Herdewijn P., De Clercq EM J. Med. Chem.//2003,46, 1546-1553 .

99. Carpino L.A., Padykula R.E., Lee, Han G.Y., Kirkley R.K.// J. Org. Chem. 1988, 53, 6047-6053.

100. Роберте Дж., Каеерио МЛ Основы органической химии, М., «Мир», 1978, т. 2, с. 271-273.

101. Meisenheimer J., Witte К., Вег. 1903, 36,4153.

102. Shine H.J., Gruszecka Е., Subotkowski W., Brownawell M., San Filippo J., Jr.// J. Am. Chem. Soc. 1985,107,3218-3223.

103. Shine H.J., Kupczyk-Subotkowska L., Subotkowski W. //J. Am. Chem. Soc. 1985,107, 6674-6678.

104. Banthorpe D.V., Huges E.D., Ingold CM J. Chem. Soc. 1962, 2386-2401.

105. Bodor N., Dewar M.J.S., Jennings W.B., Worley S.D.// Tetrahedron, 1970, 26, 41094113.

106. Гуревич Jl.В., Карачевский Г.В., Кондратьев В.II., Лебедев Ю.А., Медведев В.А., Потапов В.К., Ходеев Ю.С.// Энергии разрыва химический связей. Потенциалы ионизации и сродство к электрону, «Наука», М., 1974, с. 258-260.

107. Alder R. W., Anderson J. Е. // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2. 1973, 2086-2088.

108. Alder R. W., Bryce M. R., Goode N. C., Miller N., Owen.// J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1 1981,2840-2847.

109. Пожарский А.Ф., Курасов Л.А., Кузьменко B.B., Попова JI.JI.// ЖОрХ, 1981, 17, 1005-1013.

110. Висторобский Н.В., Пожарский А.Ф.//ЖОрХ. 1996, 32, 71-75.

111. Reich Н. J., Cohen М. L. Щ Org. Chem. 1979, 44, 3148-3153.

112. Курасов JI.A.Синтез и свойства N-замещенных 1,8-диа.шшонафталинов, Канд. Дисс., Ростовский г осударственный университет, Ростов-на-Дону, 1981.

113. Staab Н. A., Elbl-Weiser К., Krieger С. // Eur. J. Org. Chem. 2000, 327-333.

114. Ozeryanskii V. A., Pozharskii A. F., Milgizina G. R., Howard S. T. //J. Org. Chem. 2000, 65, 7707-7709.

115. Pozharskii A. F., Ozeryanskii V. A., Starikova Z. A. // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 2002,318-322.

116. Пожарский А.Ф., Кузьменко В.В., Александров Г.Г., Дмитриенко Д.В.// ЖОрХ. 1995,31,570-581.

117. Филиминов В.Д., Краснокуцкая Е.А., Лесина Ю.А.// ЖОрХ. 2003,39,655-660.

118. Bowden К., Hojatti М. //./. Chem. Soc., Perkin Trans. 2. 1990, 1197.

119. Rawson J. M., Palacio F.// Struct. Bonding. 2001,100, 93.

120. Szyrszyng M., Nowak E., Gdaniee M., Milewska M.J., Herman A., Polonski T. // J. Org. Chem. 2001, 66, 7380.

121. Platonov V.E., Haas A., Schelvis M., Lieb M., Dvornikova K.V., Osina O.I., Rybalova Т. V., Gatilov Y. V. // J. Fluorine Chem. 2002, 114, 55.

122. Пожарский А.Ф. Усп. хим. // 2003, 72,498.

123. Einspahr H., Robert J.-B, Marsh R.E., Roberts I.D. // Acta Crystallogr. 1973, В 29, 1611.

124. Philips W.D., Reily E.L., Lonney C.E. // J. Am. Chem. Soc. 1957, 79, 6136.

125. D'Adostino J.T., Jaffe H.H. // J. Org. Chem. 1971, 36, 992.

126. Пожарский А.Ф., Панавян И.М., Кузьменко В.В., Чернышев А.И., Орлов Ю.В., Клюев Н.А.//ХГС. 1989, 1486.

127. Беляшова А. И., Зацепина Н. Н., Малышева Е. Н., Пожарский А. Ф., Смирнова J1. П., Тупицин И. Ф. // ХГС. 1977, 1544.

128. Kuz'menko V. V., Pozharskii A.F. // Adv. Heterocycl. Chem. 1992,53, 85.

129. Pozharskii A.F., Kuz menko V. V., Foces- Foces C., Llamas-Saiz A. L., Claramunt R.M., Sanz D., Elguero J. // J. Chem. Soc.,Perkin Trans. 2.1994, 841-846.

130. Булгаревич С. Б., Иванова II. А., Кузьменко В. В., Мовшович Д. Я., Пожарский А. Ф.//ЖОХ. 1995, 65,1168.

131. Кузьменко В. В., Кузьменко Т. А., Александров Г. Г., Пожарский А. Ф., Гулевская А. В. // ХГС. 1987, 836.

132. Пожарский А. Ф., Крышталюк О. В., Александров Г. Г., Кузьменко В.В. // ХГС. 1995, 103-110.

133. Кузьменко Т. А., Кузьменко В. В., Пожарский А. Ф., Крышталюк О. В., Александров Г. Г. // ХГС. 1992, 205.

134. Salazar L., Espada М., Sanz D., Claramunt R. M., Elguero J., Garcia-Granga S., Diaz M. R., Gomez-Beltran. // J. Chem. Soc.,Perkin Trans. 2.1993, 377.

135. Pozharskii A.F., Dyablo О. V., Belyaev A.V., Starikova Z. A., Yanovskii A. I. // Tetrahedron. 1998,54,9677.

136. Дябло O.B., Пожарский А.Ф., Шкурупий H.H. // ХГС. 2000, 1, с. 42-44.

137. Chan D. M. Т., Monaco К. L., Wang R.-P., Winters M. P. // Tetrahedron Lett. 1998, 39, 2933.

138. Bruker (1998a) SAINTPIus DATA reduction and Correction Program.V. 6.01, Bruker AXS, Madison, Wisconsin, USA.

139. Sheldrick G.M. (1998a), SADABS V. 2.01, Bruker / Siemens Area Detcktor Absorption Ccorrection Program, Bruker AXS, Madison, Wisconsin, USA.

140. Sheldrick G.M. (1998b), SHELXTL V. 5.10, Structure Determination Software

141. Suite, Bruker AXS, Madison, Wisconsin, USA.

142. Ozeryanskii V. A., Sorokin V. I.,., Pozharskii A. F. // Russ. Chem. Bull. 2004,53,404414.

143. Ozeryanskii V. A., Pozharskii A. F., Vistorobskii N. V. // Russ. Chem. Bull. 2000, 49, 1210-1217.

144. Висторобский H. В., Пожарский А. Ф. //ЖОрХ. 1996, 32, 61-65.

145. Озерянский В. А., Пожарский А. Ф., Висторобский П. В. //ЖОрХ. 1997, 33, 285290.

146. Сорокин В. П., Озерянский В. А.,., Пожарский А. Ф. //ЖОрХ. 2002,38, 737-746.

147. Пожарский А. Ф., Анисимова В. П., Цупак Е. Б. Практические работы по химии гетероциклов. РГУ, Ростов-на-Дону. 1988.

148. Пожарский А. Ф., Кашпаров И. С. // ХГС. 1971, 124-128.

149. Кузьменко В. В., Пожарский А. Ф., Комиссаров В. II. //ХГС. 1980, 93-95.

150. Steck Е. A., Day A. R. // J. Am. Chem. Soc. 1942, 2567.

151. Пожарский А. Ф., Малышева Е. II. // ХГС, 1970, 103.

152. Leonard N. J.,Hyson А. М.//J. Am. Chem. Soc. 1949,43,1961.

153. Steck E. A., Day A. R. // J. Am. Chem. Soc. 1946, 40, 771.

154. Abramovitch R. A., Schofield R. J. //J. Chem. Soc. 1953, 2326-2327.

155. Пожарский А. Ф., Кузьменко В.В., Бумбер А. А., Петров Е. С., Терехова М. И., Чикина И. Л., Нанавян И. М. // ХГС. 1994,221.

156. Кузьменко В. В., Филатова Е. А., Пожарский А. Ф. // ХГС. 1992,1196-1201.

157. Sheng М. N., Day A. R. //J. Org. Chem. 1963, 736-739.

158. Дябло О. В., Клецкий М. Е., Пожарский А. Ф., Яковлева Е. В. // ХГС. 2002,1095-1105.

159. Дябло О. В., Пожарский А. Ф., Кузьменко В. В. // Известия АН Серия химическая. 1995, 2231-2234.

160. Carboni R. A, US Pat. 3184472; Chem. Abstr. 1965, 63, 4306.

161. Adger В. M., Bradbury S., Keating M., Rees C.W., Storr R. S., Williams M. T. //

162. J. Chem. Soc.,Perkin Trans. 1. 1975, 31.

163. Campbell C. D., Rees C. W. //J. Chem. Soc. 1969, 742-746.

164. Ozeryanskii V. A., Filatova E. A., Sorokin V. I., Pozharskii A. F. // Russ. Chem. Bull. 2001,50, 846-853.

165. Пожарский А. Ф., Озерянский В. А., Кузьменко В. В.//ЖОрХ. 1996, 32, 76-82.

166. Tamura J., Minamikawa J., Ikeda M.//J. Org. Chem, 38,1973, 1239