Конденсированные карбонилсодержащие спиродигидропираны, гидрокси-1,6-дикетоны. Синтез и особенности их превращений тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

РГ6 од

1 ъ 1;:с"

На прачлх рукописи

КАПИТОНОВА Елена Васильевна

КОНЩКЖРОВАШШК КАРБОНИЛаЩЕРЖЛЩЩ СПИРОдаГИДРОПЙ'АКЫ, ГИ^Ш<-1.6-ДККЕТОШ. СИНТЕЗ И ОСОБ0ОЮСТИ ИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ

Ой.00.03 - органическая химия Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

- кандидата химических наук

Саратов - 19Я5

Работа выполнена в Саратовском ордена Трудового Красного Знамени государственном университете им. Н.Г.Чернышевского

Научные руководители: заслуженный деятель науки доктор химических ьаук, профессор В. Г. Харченко; кандидат химических наук, доцент О. В. Федотова

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор М. 8. Норицина

кандидат химических наук И. Ф. Гунькин

Ведущая организаций: Кубанский государственный технологический университет

Защита состоится и^ня 1Я55 года ь -Ю часов на ¿гхедаигш Специализированного совета Д 063.74.04 по химическим наукам при Саратовском госуниверситете им, Н.Г.Чернышевского /Саратов, уд. Астраханская, 83, I корпус/

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке СГУ.

Автореферат разослан 30 мая 1936 г.

Учений секретарь диссертационного согета,

профессор, д«х*н» /^/>-7 / И.А.Ка зари нов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Несмотря на доступность ¡сарбонилсо-держздах сниродигидропираисв в литературе полностью отсутствуют дайны« о их взаимодействии с сероводородом и кислотами. В ограниченном числе работ представлены лишь способы получения конденсированных арилзамещенных спиродигидротиопиранов из тио-халконсв, что требует дополнительной стадии сульфирования син-тонов.

Удобными субстратами для получения серусодертащих гетероциклических соединений могли бы явиться, возникающие в результате кислотного гидролива конденсированных спиродигидропиранов - подуацетали и гидрокси-1,6~дйгсетоны. Однако, сведен:« о пин весьма немногочисленны и противоречивы. Неизвестны или получены с низкими выходами 1,5-диоксосоединения, включающие циклопента-нонобый и тетратидронафталинонрвый фрагменты в молекулы. Вопроси гстероцгаиизацни на серу не нашли отражения при изучении свойств последних, хотя известная способность 1.5-дикетонов в реашшях с сернисгши реагентами образовывать тиопираны, соли тиапирилия и родственные ш структуры могла способствовать этому.

Предстаплллось вахнш: восполнить имеющиеся пробелы как в вопросах синтеза карбониясодержащих спиродигидропиранов и гид-рокси-1,б-дикетонов, так и исследовать их поведение в реакциях с сероводородом к кислотами; установить способность к ре-цикли -за!ши спиродигидропиранов в этак условиях в серусодержаадо ге-героцгниические соединения; получить информацию о • характере превращении 1,6-диоксосоединений под влиянием сероводорода и расширить спектр известных серусодержаэдх гетероциклических соединений гкдротиог.ираиокого ряда, отличавшихся практически ценными свойствами..

Таким образом, вышеприведенные аспекты, доступность конденсированных карбонилсодержаших спиродигиропиранов определяют актуальность и перспективность избранной области исследований, как в научном так и в практическом отношении.

Цельи работы явилась разработка новых препаративных путей синюпа ивг.сстиых и труднопоступти тегионслоогмши;; карйот» ос-аьржаших спиродигидропиранов, гидрскеи-1»6-дикетонов и полуд-петалеи; изучение их реакшй с сероводородом в лриг/тс?»ш мк

игральных ( (ICI, НСЮ4), органических (CF3COOH) кислот и зфира-та трохфтористого бора; проведение структурных исследований новых гетероциклических соединений, установление корреляционных глг.исиуэстей между реакционной способностью и строением; выявление закономерностей, присущих химии иеучаемых соединений; ус тановление возможностей! практического применения вновь синтезированных веществ. ■

Научная новизна проведенного исследования заключается в том, что подучены новые данные о реакционной способности конденсированных карбонилсодержащих спиродигидропиранов, гидрок-ся ;,Г'-д|.кето1Юв, подуацеталей и соединений, возникающих на их основе и о «л синтетических возможностях. Раскрыты новые пути их использования в органическом синтезеВпервые покапана принципиальная возможность обрвзо»вния не осноге *оипенсиро«анних керОон^лсодвржавих спиродигидропираио« - иоюго т«»па шестичлзнннх гетероциклических соединений спироди(тетра)гидро£тио)пиранового ряда, Установлены неизвестные ранее нгшравлення превращений 1идрсГ'Кси-1,6-д11кетонов,с ч;е{)ОБодором в условиях кислотного ка-= тагшза. Выявлены особенности харжт^ра реакций в вависимости от <>ил»<оди субстрата, ькдачающего цш'лопента(гекса)ноновы«, ;;аро-наЛталжюновые фрагменты в молекулу, условий их проведении; некоторое закономерности aтих превращений.

Показано, что гидроксн 1,6-дикетоны являются интермедиатами превращений спиродигидропиранов с сероводородом в у~*овиях кислотного катализа. . Обнаружен новый необычный характер конденсации цнклогексанона и основания Манниха на его основе, завершающийся образованием неизвестных карбонилсодержащих (спиро)пента-щнаическни счстем-ди и тетрагидроииранов. ,

Методами ЯМР 1ЭС, ПК спектроскопии, масс-спектрометрии вы . явлены структурные особенности новых рлдов гетероциклических соединении.

Практическая ценность данного исследования состоит в том, что предложены пренаратипю д^стутшё способ»! пзх/ченпя конден сировашшх спиродигидретадр'дав и пщрпкеи-ьв-дикетоцов. Улуч-;ачнн' г.иходы и уточнены кэнстаяты. веществ укачанных рядов.

Установлены ситималынн услоым направленного, синтеза устойчивых в кристаллическом состоянии invrcMf;.-m:x <i-cç v: ? гк-са-3,9-циклогекса-1зпсксиспиЬ:-15,о 1уид«канолЧ к й-швеюгек-оанончл 1- (" 'Ги^ршжйщ!!»!ОЕчксанснплîjh.îUi. . :

Разрабсигаиы методы синтеза новых к^ндйнсирсьашшх карбонил

зодержашях спироди(тетра)гидро(тио)пиранон.

Результаты структурных исследований могут бить исполъзовачн три идентификации родственных S-, 0-содержала« соединм!.,;.

Установлено, что вновь сиитсзкрсгачние сякрогидро(тио)гшра-ш и комплексы переходных металлов Си (II j, Fd f11) на их основе обладают выраженным ингнбирующы воздействием на еактерио-&аг-Т4, расширяя арсенал биологически жп:е:пй ¿х-деста, п&рс-тективных ддя дальнейшего исследования в качестве противоопухо-1евда препаратов, консервантов возбудителей инфекций.

На защиту выносятся;

- новые подходы к синтезу кэрбонилсодержащих спиродигидро-транов. гидрокси-1,б-днкетонов, полуацеталей;

- особенности реакций карбонклсодержааих спиродигидропира-юв и гидрокси-1 .б-дшсетонов с сероводородом и кислотами;

- новое, необычное направление реакции конденсации цикло-'ексанона и основания Манниха на его основе.

Апробация работы я публикации. Материал диссертационной ра-50Ты обсуддался на :

- VII Всесоюзной конференции по химии дзисрЗспвльяык соединишь посвященной столетию Густава Ванага (Рлга, 1991 г.);

- -семинаре-совещании ''Потребители и производители органических реактивов" (Ереван, 19Я1 г.);

- конференции по химии карбонильных соединений (Саратов, 1992 Г.) _ • -

- Международной конференции ыолодых ученых; "Органический ;интез . ■ История развития и современные тенденции" (С.-Петер-íypr, 1994 г.).

По теме диссертации кмзется 7 публикаций.

Объем и структура работы. Диссертация изложенана 118 страницах «ашинописного текста и включает введение, три главы, еыводы и шисок литературы из 118 наименований (табл. 14, рнсло). Глава 1 ¡редставляет собой литературный o6scp, обобщают!«! известные ;пособы получения карбснилсодержадщх спиродигидро(тио)гшршю£, •адрокси-1,6-диквтоиов и продуктов их превращений. Во второй •лаве обсуждаются результаты собственных исследований и воемож-!ые аспекты их практического использования. Третья содсрг'-т «гасание эксперимента.

, Основное'содержание работы

1. Синтез конденсированных карбснилсодержащих спиродигидро пиранов, гидрокси-1,б-дикетоиов и продуктов их превращения.

1.1. К вопросу о синтеее конденсированных карбонилсодержа идах спиродигиропиранов.

В качестве объектов исследования были выбраны карбонилсо держащие спиродигидропираны, отличающиеся размером конденсированного алицикла, наличием или отсутствием ароматического кольца, следующего строения: -

п-4(0, 2 00

ill 0

возникающие с низкими выходами или практически недоступные (1,Ш) до настоящего времени.

Нами показано, что наиболее удобным методом ик синтеза яе-ляется термическое дезамиы:ровааие соответствующих оснований Манниха (IV-VI) при кипячении в толуоле в присутствии гидрохинона, препятствующего полимеризации промежуточно возникающих метиленцичяокетонов. Последние, далее, вступают в реакцию Дильса - Альдера (1,4 - присоединение) с образованием соответственно б-окса~7,8-циклопента-спироС4,5] 7-децен-1-она (I), 7-ок-са-8,9-циклогексаспиро[5,53 8:ундецен-1-оиа (11) и 2,3-бен-зо-8,9-дигидрона4)то-7-оксаспиро1:5,5] 8-ундецен-1-она (III), с выходами (57-79%.):

И

R ft

VC^N /

с«>

-МН(йН?)2

0.И,

X

IV -VI

V

R

П»2 R+R«

R'

•"III OR

В отсутствии гидрохинона при прочих равных условиях для основания Манниха V установлено неиггсстное.ранее напразлеиие конденсации в продукт, идентифицированный как спироИб-о:геатат-р:\цикло[7, 1, 4, 1, О1-6, О9- 14гексадецен-16,1'-циклогек-

сан-£'-он>. Его образование может быть объяснено конкурирующей

в условиях основного катализа с процессом димеризации реакцией раскрытий: возникающего лимера II. -Дегидратация промежуточного гидрокси-1,6-дикетона VII и конденсация Михаэля «,0-непре-дельного кетояа VIII с циклогексаноном (продукт реакции рет-ро-Манниха) - возможные стадии превращения II, Внутримолекулярная циклизация и отщепление воды от вероятного промежуточного полуацеталя XI являются завершающими в следующей схеме:

он2м(ен,)2

-н20 О=0

■Строение соединена XII, подтверждено данными ЯМР и

масс-спектрометрии. Рассмотрены стадии фрагментации молекулярного, иска (М^'301, включая изотоп 13С), хорошо согласующиеся с массами осколочных ионов.

Таблица 1

. Химические сдвиги ЯМР 13С (5, м.д) " , соединения XII (С0С1з, 50 Мгц)

-,-г-1-:-1-1—--|-1-1--1-

Ci í с2 | Сз I с4 I Cs I. Сб I С? | С8 ! Со ¡ с10

+

|81.92135,38121.45125,07|27.63|39.62I31.90146.271103.67 j 23.88 ! i-—Н----i-1--S--L Г 1 . '- ' . 1 I--1

I Cu-! Ci2 i ¿13 I Ci4 . I ci6 I c2'l СзМ ■ Ci-í c5-l Сб-!

;36.37123.02[26.80[142.441 51.60|203.46|30.36|27.21|20.SG|G6.23| —-_i---___x—■.,)......i ,...". , i_

Дополнителен',.;) доказательством строения продукта XII явля ется синтез его производных (соединения XXIII.C.9 ).

Установлено, что сриподигидропираны II,III также гладко оС раг,'ттся из иодметилатов оснований Млнниха V,VI.b щелочной cpt де и при перегонке с водяным паром соответствующих гидрохлср! доб. Последний способ ыожно рассматривать как новый перспектш пы£ wf-гсд получения конденсированных карбонилсодержаищх спирс дигирогшранов, отличахадшся препаративной простотой и исключа» ¡¡шй стадии выделения сеободчых оснований. Он особенно удоб( при синтезе конденсированного спиродигидропирана III, криста! -ti'^-y»vgi'ccx уже в ходе перегонга!. -

Обнаружена особенность дикетонной конденсаций Ь.б-бензоцш логекеан-1-она с формаюзеггдом (¡¿'Г» г 50% растворэ птдрпкси; натрия. Наряду с основным продуктом_ прекращения-метиле) С5;гг-5,С-бензоашаюгексан-1-онся4 XIII а.б (смесь трео- л зритр! Фармеров, 572) на стадии термической перегонки в вакууме возн: кает сшфодигидропиран III (Ж):

Образование соединений ХШ а,б и Ш является, видимо, р зультагам превращения одного и того хе интериедиага - S-uei лен-5,6-бекгоцллаагексан-1-она по двум направлениям: димериг шшв аддует III it конденсации Михаэля с 5,б~бензоциклоге сан-1-снш. На основании спектров ЯМР 1аС нами установлены с щэствечяые отличия «езду трео- и эрмтрсформал: диоксосоедине! ХПГ (а.б) и'сшфсдшщропнравом IIГ. Близкие ТПл (1.0Р.-Ю71 1,5 дипетона ХШ а.б и спиродигидропирана III.приводили pai at'торов tenner, Cöionge, ße?cote к путанице в интерпретации струит»- Дня спиродигидропирана III в спектре Я№> 1,'iC спсл! развязкой, от протоков веселены сигналы , атомов . углерода J двойной связи .гьтерофрагиента Се и Се (109:09 и 141.94 м.д спироуглеродного Се - (77.OS и.д.) и атома углерода сопряжен:

гарбонильной группы ( С* 135.39 м.д.). Ра~>л1гтя ¡-"^хг:у тр-к>- и ерш реформами соединения XIП а,б отмечены у углеродных атомог СьСг.Сз (Сх - 200.07 и 100.63 М.Д., С> 45.: ;: г 1-1. м.д., Сз - ГО.31 и СО.65 м.д.}. Почетное к.-'.".'»?!ше этой р-лтаа поп волило осуществить направленный синтез спнродипшропирана ! 1!

при' самрне формалина на трио'гснметилен ь присутствии м-? тилата натрия. •

Тагам образом, в коде проведенных исследований равраостат\, выгодно отличающиеся от ис-ьестных, методы синтеза конденсированных карбс^шлсодор.тадшх спиродигидропиранов. найдены условия для получения недоступного ранее сгшродипирсппрана [, обнаружены новые реакции, расширяющие представления о химии цшслано-нов и основании Машшха на пх основе.

1.2. Гиярояси-1,б-дкиетони и иолузцетали. Синтез м "тро;;""е.

Доступность конденсированных глрбонпдеодерхнщпх спиродигидропиранов и возможность существования б таутсмерных формах д условиях кислотного гидролиса: . цц

fO

XIV VIIJ KV, XVI

Фр

ft-1, , MScHv,XVH ft«2jR,=Ra.H(tl,XiV, VH/Vil ),

- Hn

давали основание для уточнения известных, по большей степени невоспроизводимых, и разработки новых путей синтеза соответствующих нолуацетзлеи. гидрг<:ст:-1,б;д'пкетенсв, выяснения их тонкой структуры.

Нами показано, что при действии на спиродигддрогшран ¡1 20% HCl возникает ве лйоксосоедгшекйп xvr, --ж утв-надалось в работай Манниха, а Г-окса-S.3- щаслог^кса-1,0-эпогсспспироС5,5] унде-канол (XIV). Наиболее эффективен (количественный выход) chh?<v его при испольг.оранпи смсск гл-агентов уксусная и хлороводородная кислоты. Для спиролигилроийран'.т. I.. Iii яодлнцн пр^ьрммйл

"атруднены. Полуацет&ль XIV получен также в реакции оксимирова-ния димера П. При этом установлено,что в зависимости от порядка введения реагентов «Н^ОН-НС!, КОН процесс протекает по двуь напраЕленилм - полуацеталиаацин или оксимирования:

1. еи2соон/цй/.;

[.И

н(тй, п»2(ка)

и-ом

На основании данных off-резонанса с учетом электронных, пространственных елияний в молекуле, корреляций со структуро! декалина и его гетероанэлогзс установлен характер сочленеаш гетеро- и алицикла (транс-) и другие конформацнонные особенности соединения XIV.

Проведенные нами исследования позволили установить плоху» воспроизводимость методов сиктега 2-циклогексанонил-1- (2-гвд-роь-си^циклогексано'нил) этана ( УП). Наиболее удобным являете! способ получения последнего из гидроксиметиленциклогексанон; XXI (06%) или спиродигидропирана II при кипячении их со щавелевой кислотой. Реакций распространена на субстрат III; ьыхе; Й-(гидроксиСзтнленбис-2,2'-(1,2,3,4-тетрагидронафтачин-1-она)3 (XVI .) составил С5£, уточнены его физико-химические константы строение догнано методом ЯМР ОН

О Г"У—|—у

XX XXI 1*1у/XVI

С5- С|Я.ХУв).- СЛО^.уш

Гидроьхи-1,'Т.-дпкетон УЦ легко дегидратируется под действи ем уксусного ангидрида в диоксосоединение VIII (62X1, являющее ся г.ередтнпм интермо-дилом представленной вытее конденсации ос нования Манниха. -

При Солее подробном изучении реакцчи циклогексанона с фор изльдтя-ндом в пр.юутствни СНзОК при последующем, подкислении рг акиониой смеси хлороводородной кислотой (рН 3) обнаружено но

;ое направление превращения, коррелирующее с выше описанной индексацией Манниха при его термолизе:

неон Г ' О=0 . I. елцок* XXI—II—- АШ-IX-хг

о

+ мех

+ НдО

хп

^он .....

Изменения, происходящие с соединением XII в этой реакции ;ахздлт свое отражение, в спектре ЯМР 13С б-гидрокси-7-ок-:а-0.ГЛ-^гксппенташ1ЮЮ С4,1,.1,4,4,0ш-21,01-14,02'12 п1-® чн.шкозана • XXII ).

,0 ■ 1

Таблица 2.

ШР (5, м.д.) соединения XXII • Ол'Лз,-50 МГц)

С г I 'V !

О?. 50 ГС;'. 94 ¡й 1.07

......I — ь--

М.. ! 1 ''14

-........I.....—I —

—т-г—_—-,——

б I 00 I С.-, ! С10 I Он I

[ -----Т----- г

■С4 I с5 I

------<-----ь- - !.....--+-----!--------1

::5.4? ?5196.00130.22133.661 £3.05131.251

Ч------Ь

Ч-------1

01.-: I Схб I С17 I Сю' I Г,& | I С«1 !

------------}.--__4-----)--------1.......

С1. у| СУ. 48127.69126.111П1. СЗ185. 170.70

..... I _______!_____ -1_________I_______ .. )_______ - I------ .

!'■ одну. стал№ синт- г.лрован в аналоппш условия:; ««птсь-1ый ыж*» шюзепевтаногаи-1- (с-гцароксадяаопсгггжаш •* XV - мкс-Л' м ЦП: дц

г—/~ч-

-[ ----—

Ш1 и XX ¡V

сх

о снь.ак

а,

н2о' "-АЛ-^

Отличие в.поведении гомологов определяется, вероятно, меньшей активностью циклопентанона в реакциях с участием а-метиле-нового звена.

Р^нработаиний Н-::.<1* путь синтеза диоксосоединениа XX?/ опровергает распространенное мнение о его труднодоступности.•

Талм образом, найденные возможности получения гидрск-си-1,С дмкетоиоз и по.туанетаяей открывают широкие перспективы для .использования их в качестве ценных субстратов в тонком органическом синтезе.

1.3. О характере превращений кондекскрозаш:ш: карбокилсодержавдвс с си-раздздосдои

под влиянием протонных и апротоишлг нислох.

^ами установлено, что направление реакций конденсированных карбонилсодержашнх сгшродигидропиранов с сероводородом определяется их строением и уолстими взаимодействия реагентов.

Так, продуктом реакции б-окса-?,8-цшуюпентаспиро[4,53 ?-децен-1-она с HgS в метиловом спирте, абсолютном ьтаноде, г» уксусной кислоте в присутствии хлороводорода является соответс-твуых'.й сс-рп:1сгчй гетероаналог - 6-таа-?,^циклопе.чтаспироГ4,5] 7-децен-1-он (XXV,

На S

ИОН, £И?С00Н/ЙС1;

е^о-в^я^еиои о

I Х.ХУ

3 трпфторуксусной кислоте, выполняющей одновременно роль

растворители и протонирукицегэ агента, и в присутствии эфирата

трехфтористого бора (в СНэСООН) выход продукта снижается до

ЛОХ.

Сравнительная оценка реакционной способности димеров мети-

лепцикдэнента- (I). и - гексанонов (I!) р. а!!,алогичных условиях

х'Н-гЗ/.'ЮП показала, что дли первого превращения протекают без

затрагивания карбонильной группы, б то вр»>ш как длл соединения

II отсутствуют препятствия для перехода тригонального углерода из.ир2 в гибридное состояли* и имеет место обравоваяие • широкий гаммы продуктов. При птом гначительну» роль играет харак-

тер пратонирующего реагента, сказывающийся на строении возникающее соединений.

Так, при взаимодействии спиродигидропирана II с сероводородом в течение' 16-18 часов в СН3ОН/НС1 синтезирован 7-ок-са-8,9-циклогекса-1,3-тиаэпоксиспироС5,53 ундеканол XXVI с выходом 65Х. Замена метанола на уксусную кислоту при прочих равных условиях приводит к образованию смеси двух продуктов, включающей по дан:;ын ТГХ и ЯМР 13С соединение XXVI и ?-тиа-8,9-шм~ логекса-1,8-эпоксиспиро[5,5] 1-ундецен (XXVII);

НС/.

«25

й 0

еццои

XXVI

XXVI

СН>1100Н

СОр

XXVII

На основании зкеперимекталоных данных предложена вероятная схемз превращений спиродкгкдроппракоь 1,11 с нуклеофшгом (НгЗ):

О

П=2 |*Нг

(А)

'но-

/п«1

П. = 2

00

Ф?

-н2о|

сОд

XXV

СШ>

М О'— ) о

сЗр

\) XXVII

Срр

НО | В 4. -нг0 ^ V и,

ГО

5'ЙН XXVI

Протонирование кратной связи спнродигидропиргшев I (или гетероатомз) ведет к их раскрытию с образованию, тиона, стабилизируетегсся различным обрассм. - пр:* :о

г.: -

нуглеофтышх частиц С!Г или ОН" с последующей гнуримолекуляр-ной о- илл О-гетероциклигацией (для соединения II - двойной ге-тероциклизацией). Образование ОС кратной связи в продукте XXVII определяется, вероятно, электроотрицательным взаимодействием геминальных заместителей (С-0 связь мостика и ОН- группа). облегчающим дегидратацию и геометрией (энергетической выгодностью) молекулы - р-я -Апряжонке двойной связи с неподелек-ной электронной парой атома кислорода гетеромостика.

Выявлены корреляционные зависимости силы протонирующего реагента и температурного режима на направление превращений спи-родигидропгчана II и его глубину. Особенно пто проявляется в трифторуксусной кислоте (время реакции- С часа) и при использовании смеси реагентов - Уксусная кислота: ЕЬ-гО-Е?'^.

фр ^^сс^

xxviii кш

Образование? сииродигидропиранов XXVIII, XXIX не противоречит выше приведенной вероятной схеме взаимодействия субстратов 1,11 с Н^/И*.

Установлено влияние сопряжения на способность спиродпгкдро пиранов к 3- гетерсциглизащш иод действием сероводорода и лис лот на примере 2,Я-бенсо-8,С1■ дигидронафто--7.-оксаспиро[5'.5] О-ундецен-1-она (III). Последний в присутствии минеральных кислот (НС1, Н0104> и офирата трехфтористого бора в уксусной кис-йигг- о Ну>3 • образует 2,3-бензо- 8,9- тетрагидронаф-то-7-тиа-1,6-впоксиспироСЬ.Ы ундекантиол (XXX, уян 2540 см"1)

В трчфторуксусной кислоте устойчив спиродигидротиспиран XXXI (85%), переходящий в гетеромостиковое соединение XXX под действием H2S/HC] в уксусной кислоте. Однозначность такого рода превращений, коррелирует с данными, полученными при рассмотрении сиектоов ЯМР ldC для спиродигидропирана !П и продуктов

ххх. ххх

FesyxbvaTU опытов цо«соляют построить вероятный р^ реакционной способности карбонилсодержаищх спиродигидропиранод по отношению к сероводороду: 11> III> I.

Таким образом, Еарьируя кислотные.реагенты, изменяя природу растворителя, температурный режим реакций, можно переходить к нового типа замененным спирогидротиопиранам и S-, О-гетсромос-тикавым соединениям.

1.4. Реакционная сиособность конденсярзяашпге

карбонилеодеряащих спиродигндропиранов с сероводородом в условиях "in situ".

Показано преимущество в • препаративном, отношении метода S-гетероциклизации спирогидропиранов при использовании в качестве источника сероводорода смеси реагентов ZnS/HCl в метаноле и уксусном ангидриде (сокращение времени реакции и увеличение выходов продуктов):

(СИ4

XnS/Ufi/.

О

О

5,11

.XXV

XIV, XXVI Х-О (XIV), S0OCV0

Таблица 3.

Данные спектров ЯМР 13С соединений III, XXX, XXXI (го МГц, 30°С, CDCi?)

ххх

XXXI

I--г

(Соедине-

ние

III

XXX

XXXI

Химические сдвиги, 5, ч.д.

Ct С4 С5 Со Св Сд Cto Си Сд 1

191.35 27,39 26.36 77.03 142.94 107.00 23.07 32.71 23.55 27.01 |

I

84.14 28.30 26.61 67.40' 96.65 40.SO 24.IQ 35.12 25.12 30.13 |

I

194.36 31.23 31.23 50.72 130.18 119.57 27.94 34.72 25.37 27.97 |

i

8 уксусном ангидриде c'ZnS/HCl субстрат II образует полуа-цеталь XFV, как наиболее выгодную, в условиях конкурентно идущего процесса'кислотного гидролиза, таутомерную форму.

Выявлена особенность поведения конденсированного спироди-гидропирана III в выше приведенных условиях - образование гете-ромостикового соединения XXX и гидрокси-1,6-дикетона XVI. Образование последнего свидетельствует о том, что диоксосоедине-ние является интермедиатом в процессах превращений спиродигид-' ропиранов под действием- H?S.

f „<г/и<1 I

Таким' образом, в результате прежденльсс исследований показана принципиальная возможность синтеза основе рециклизации конденсированных спиродигвдропиранов в условиях НгЗ/Л+ широкого спектра новых конденсированных спирсгидрэ(тио)пиранов.

1.5. О реакциях г.чдрокси-1, 6-кикетонов и полуацеталей •• с сероводородом и кислотами.

Нами установлено, что гидрокси-1,6-дииетоны ■ и полуа-цегалк XIV могут выступать в качестве иктермедиатов в изучаемых процессах. Гидрокси-1,6-дикетои XV , также как и его синтон I образует енлредигидропиран XXV в ниже приведенных условиях. Аналогично спиродипздропираиам II, III ведут себя соответствующие дисксосоединения VII, XVI и полуацеталь XIV-

йН

ОН

Сф

XV

сф

-Vltl

сн,чоон/не£.

HtLL,£.taDj6F^

"Г

О |0Н

K2S et2o • fcfj.;. HZS R0W,tLH?C.Q0H

• CF^tOQH 3nS/HHL,

XXV

XKVI

Пробы смешения полученных соединений с образцами, описанными выше, депрессии не давали.

Выявлена особенность поведения дикетона VIIпри взаимодействии с HgS/HCl в уксусной кислоте. Вместо ожидаемого гетеромос-тикоеого соединения XXVI получен 7-окса-8,9-и;.;клогек-са-1,8-эп0ксиспиро15,5] ундекантиол (ХХХЯ):

R, OVs

VII, XVI XXX , XXXU

R,-Ra=H ( Vit, XXXIl) ,

( XVI, XXX) •

Дикетонная форма, вероятно, облегчает дополнительную атак} г/кдосфила по. С=0 группе;: принят во внкшме и гаке-жести Фактор. •

2. Поиск путей практического применения синтезированных веществ.

г Совместно с СГУУ и РосНИПЧИ "Микроб" кручена антийаговаг активность синтезированных нами спирогвдро(тио)пиранов и комплексов переходных металлов Pd (II). Cu (II) на их-основе (получены в СГМУ), Установлено, что наиболее перспективны гетерсмос-тиковое соединение ' XXVI и комплекс на его основе состав; РёзЬХз-НгО (Х--С1), обладающие выраженным токсическим действие» при испытании на системе биологического тестирования на основ« бактериофага Е. coli-Т4 (процент выживаемости фага-Т4 0.04 i О.ОООЙХ соответственно в 0.1% ДМСО и ДМФА). Достаточно активнс соединение состава XXIX и его медянй комплекс (СигЬХз-НгО) i комплекс аналогичного состава с лигаядоы, .в качестве которой выступает конденсированный, полициклическйй спмрогидропиран XII Для последнего, . процент выживаемости фага-Т4 ' составляет 39' (0.1 Z : JW'A). Полученные* результаты дают основание для дальнейшего . исследования конденсированных- :спирогкдри(тио)пиранов ¡ комплексов палладия на их.основе в качестве возможных противоопухолевых ..средств, меди - консервантов биологических препара

.ТОВ." '- - • ' - - -' "'.•"- '■;•■■ . ■ . ■;,

-п-

вьвода

1. Разработаны препаративно доступик? методы синтеза конденсированных карбонилсодержапих спиродигидропиранов и гидрок-си~1,б-дьдатоноз.

2. Установлены оптимальные условия направленного синтеза устойчивых в кристаллическом состоянии таутомерию форм. 7-ок-за-8,9-циклогекса-1,8-эпоксиспиро[5,53 ундеканола и 2-циклогек-занонил-i- (г-гидроксициклогексанонил)этана.

3. Выявлено неизвестное ранее направление конденсации цик-югексанона и основания Манниха на его основе с обрайованием ювых (спиро)пентациклог идропиранов.

4. Впервые изучено отношение конденсированных карбонилсо-¡ериадах спиродигидропиранов, содержащих при Сг гэтероцикла даклопента(гекса)коновые, гндронафгадиноновые фрзïx'mc-h'kî к г«рл-юдороду в условиях кислотного катализа и обнаружены наряду с йщим характером превращения особенности, обусловленные сп^.чи-1икой их строения.

5. Установлена принципиальная возможность S- готероциклиза-да продуктов кислотного гидролиза, вамещенныч спироди-иропиранов - гвдрокси-1,6-дикетенов в конденсированные спироди-идротиопкраны и их участие в качестве интермедиатов в превращена: спиродигидропираков под действием сероводорода и кислот, реддожека вероятная схема механизма реакций спиродигидропиранов од действием сероводорода и кислот. ___ ___

6. Обнаружено выраженное ингибирущее действие на бага ерно-ît - Т4 конденсированных спирогидро(тио)пиранов и кэкядбксев греходных металлов Cu(II), Pd (И) на их основе.

7. Методами ЙК-, ЯМР 13С спектроскопии, иасс-спектрометрии эдтверздено строение новых соединений саирогидро(тио)пиранов адов.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Федотова 0. В., Капитонова Б.В. 0кси-1,6-дикетоны, синтез реакщга S-гетероциклизации //Тез, докл. VII Всес. конф., пос-оденкой 100-лзтию Густава Вакага "Химия дикарбонильных соеди-гний". Рига. - 1991. - С.183.

2. Федотова O.B., Капитонова E.B. Функционально-замещенные спиродигидропираны - реагенты в синтезе гетероциклических соединений //Тез. докл. V Семинара-совещания "Потребители и производители органических реактивов". Ереван. - 1991. - 0.26.

3. Шсшин Е.А., Свиридов A.B., Капитонова Е.В., Федотова О.В. Синтез и свойства карбонилзамещенных спиродигид-ропирааов //Тез. докл. I Всероссийской научной конф. по теорет. и эксперим. химии. Свердловск. - 1991. - С.7. :

4. Федотова О.В., Капитонова Е.В. Реакции окси-1,6-дикето-нов и спиродигидропиранов с нуклеофильными и электрофильными реагентами. V Межвуз. конф. "Карбонильные соед. в синтезе ге-тероциклов", Саратов. - 1992. - 4.2. - С.26.

5. Синтез и особенности прекращений • димера 2-мети-лен-5,6-бен80ци1«югексаи-1-01а0 сероводородом й кислотами /Е.В.Капитонова, О.В.Федотова, A.A. Чуйков, Н.Н.Сорокин, В.Г. Харченко //Химия гетероциклических соединений. - 1994, К7. - : С. 868 - 901,'

6. Новые диганды . в комплексах переходных металлов / Е.В. Липатова, A.A. Сотников, Е.В.Капитонова, О. С.Федотова,' Ю.В.Кудяш //Тез. догаг. Международной конференции молодых ученых "Органический синтез: история развития и современные тенденции". С,Петербург. - 1994. - 4.2.- С.106. ' *

7. Азациклизация карбонилзамещенных спиродигидропиранов и комшюксообразование продуктов реакции / Е. В. Липатова, A.A. Сотников, Е.В.Капитонова, О.В.Федотова//Тез. докл. Проблемы теоретической и экспериментальной химии. Екатеринбург.. 1394. - С. 114-115.

Соискатель: J^2-

Ответственный па выпуск автореферата к.х.н., доцент Решетов П.В,