Кремнийорганические циклические эфиры бис- и трис(2-гидроксиалкил)аминов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.08 ВАК РФ

?. „ (; .

1 3 СЕК 1<Ш

На правах рукописи

КУЗНЕЦОВА ГАЛИНА АЛЕКСЕЕВНА

УДК 546.287 + 547.7

КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИЕ ЦИКЛИЧЕСКИЕ ЭФИРЫ БИС- И ТРИСС 2-ГИДРОКСИАЛКИЛ5АМИНОВ

02.00.08 - Химия элеыентоорганических соединений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Иркутск - 1995

Работа выполнена в Иркутском институте органической химии ордена Ленина Сибирского отделения Российской Академии наук

Научные руководители: академик РАН-Воронков М.Г.

кандидат химических наук, старший научный сотрудник Барышок В.П.

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Пухнаревич В.Б.

кандидат химических наук, старший научный сотрудник Басенко C.B.

Ведущая организация": Иркутский государственный технический

университет

Защита состоится %ОАТЯОрЯ^ 1995 г. в $ час. на заседании диссертационного совета Д 002.56.01 .в Иркутском институте органической химии СО РАН по адресу: 664033, г.Иркутск, ул.Фаворского, I

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИрИОХ СО РАК Автореферат разослан " 3'^ 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат химических наук И.И.Цыханская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Благодаря особенностям структуры, реакционной способности и широкому спектру биологической активности циклические кремнийорганические эфиры бис- итрис(2-гидроксиал-кил)аминов являются объектом исследования практически во всех развитых странах, а в последнее десятилетие активный интерес к этой области кремнийорганической химии проявляют в Китае, Южной Корее и Индии. Соединения указанного типа обладают пилотропным, ранозаживляющим, противовоспалительным, иммуностимулирующим и противоопухолевым эффектами. В нашей стране на основе двух из них: 1-хлорметид- и 1-зтоксисилатрана созданы и широко применяются медицинские препараты для лечения алопеции, трофических язв, ветеринарные - для лечения гипотрофии животных, а. также экологически безвредные стимуляторы продуктивности животных и птиц, урожайности винограда, картофеля, верновых и масличных культур. •

В США открыта высокая гипохолестеринемическая активность 2,2-диметид-6- (2 '-гидроксиэтил)-1,3-диокса-6-аза-2-силацикдоок-гана и его сложных эфиров, что открывает перспективу создания, «а основе соединений этого ряда, препаратов для лечения коронарной недостаточности и диабетического атеросклероза. Широкие возможности практического использования мощно стимулируют разработку технологически наиболее простах методов синтеза, как те нашедших применение, так и ранее неизвестных циклических фемнийорганических эфиров бис- и трис(2-гидроксиалкил)аминов.

Цель работы - разработка методов синтеза 1-органилсилатра-юв и 1,3-диокса-б-аза-2-силацшшхжтанов с различными вамести-■елями у атомов кремния и азота, изучение строения и реакционен способности полученных соединений и поиск путей их практи-еского использования.

Научная новизна и практическая вначимость.

Обнаружена способность 2-этокси-6-алкил-1,3-диокса-6-аза-2-борациклооктанов переэтерифицироваться алкилдиалкоксисиланами в присутствии алкоголятов магния с образованием 2-гидро-2,6-ди-алкил-1,3-диокса-6-аза-2-силациклооктанов, которые при взаимодействии с тризтаноламином перециклизуются в соответствующий

1-алкилсилатран.

Реакция хлорметил(метил)дизтоксисилана с тризтаноламином протекает с расщеплением связи Si-CH2C1 и образованием 1-метил-силатрана даже в отсутствие основного агента.

При некаталитическом взаимодействии метил(2-цианоэтил)- и метил(фенил)диэтоксисиланов с трис(2-гидроксиалкил)аминами образуются ациклические продукты переэтерификации, а в присутствии основных агентов происходит отщепление соответственно

2-цианоэтильной или фенильной группы и образование замещенных 1-метилсилатрана.

2,2-Диалкил-6-(2 -гидроксиалкил)-1,3-диокса-6-аза-2- сила-циклооктаны этерифицируются по 2-гидроксиадкильной группе хло-рангидридами карбоновых кислот и гексаметилдисилазаном и легко вступают в реакцию с,иодистым метилом, образуя соответствующие четвертичные аммониевые соли.

Разработаны методы синтеза 1-органилсилатранов, Si- и -N-замещенных 1,3-диокса-6-аза-2-силациклооктанов реакциями ор-ганилтрихлор- и диалкилдихлорсиланов с соответствующими трис(2 -гидроксиалкил)аминами и их триметилсилиловыми зфирами; 2,2-ди-алкил-6-(2/-гидроксиалкил)-1,3-диокса-6-аза-2-силациклооктанов из диалкилдиалкоксисиланов и трис(2-гидроксиалкил)аминов, а также взаимодействием 2,2-диалкил-1,3-диокса- б- аза-силациклоок-танов с оксиранами.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на III Всесоюзном симпозиуме"Строение и реакционная способность кремнийорганических соединений" (Иркутск, 1985 г), У1 Всесоюзной конференции по химии и применению кремнийорганических соединений (Рига,1986 г), II Советско-Индийском симпозиуме по металлоорганической химии (Иркутск, 1289 г), 1У Всесоюзной конференции"Строение . и реакционная способность кремнийорганических соединений" (Иркутск, 1989 г), 1У Всесоюзной конференции"Биологически активные соединения Si, Ge, Sn" (Иркутск, .1990 г), УП Всесоюзной конференции по химии, технологии производства и практическому применению кремнийоргани-

ческих соединений(Тбилиси, 1990 г).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 статей, 6 тезисов докладов на научных конференциях, получено 2 авторских свидетельства и положительное решение по заявке.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 142 страницах машинописного текста, содержит 20 таблиц и 2 рисунка. Она состоит из введения, трех глав, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 223 ссылки. В первой главе обобщены литературные данные о способах получения и химических свойствах силатранов и диоксасилазоцинов. Вторая глава посвящена обсуждению полученных результатов. Третья глава является экспериментальной частью диссертации.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1.Синтез и изучение реакционной способности 2-гидро-2,б-диор-ганил-1,3-диокса-б-аза-силациклооктанов

2-Гидро-2,6-диорганил-1,3-диокса-6-аза-2-силациклооктаны являются весьма интересным классом кремнийорганических соединений. К началу наших исследований были известны лишь 2-гид-ро-2-фенил-б-органил-1,3-диокса-6-аза-2-силациклооктаны, которые были получены дегидроконденсацией тригидросиланов диалка-ноламинами.

2-Гидро-2,6-диалкил-1,3-диокса-б-аза-2-силациклооктаны синтезированы нами взаимодействием бис(2-гидроксиалкил)аминов с триалкилборатом и последующей переэтерификацией 2-борацикло-октанов соответствующими алкилдиалкоксисиланами в присутствии каталитического количества пропилата магния:

B(0R)3 + (H0CHR1CH2)2NR2 --------- (R0)B(0CHR1CH2)2NR2

-2 roh

R(H)Si(0R4)2

------------- R(H)Si(0CHR1CH2)2NR2

- R0B(0R4)2

R1 = H,Me;R, R2. R3, R4 = Me. Et

Первая стадия реакции протекает при нагревании с отгонкой образующегося спирта. После добавления алкилдиалкоксисилана реакционная смесь нагревается до полной гомогенизации и затем перегоняется в вакууме.

2-Гидро-2, б-диорганил-1,3-диокса-6-аза-2-силациклооктаны

легко вступают в реакцию со спиртами:

^ЮБИОСН^СНгЫ!?2 + ^ОН--------Ш^ЗЦСОТ^СНгЭгИ!?2

- Н2

R = Ме, РЬ; И1 = Н, Ме; I?3 = Ме, ЕЬ

При взаимодействии с триэтаноламином 2-гидро-1,3-диок-са-6-аза-2-силациклооктаны перециклизуются в соответствующий 1-органилсилатран:

К(Н)51(0СН2СНг)2^Ме + Ы(СН2СН20Н)з ---------------

---------ЙцОСНгСадзЙ + МеИ(СНгСНгОН)г + Нг

I? = Ме,

2-Гидро-2-фенил-6-метил-1,3-диокса-6-аза~2-силациклооктан не реагирует с бромистым аллилом при. нагревании в течение 7 часов в среде бензола. В случае с РЬзСС1 реакционная смесь осмо-ляется.

2. Синтез 2,2-диалкил-б-(2-гидроксиалкил)-1,3-диокса-б-аза-2-си-лациклооктанов

2.2-Диметил-6-(2-гидроксиэтил)-1,3-диокса-б-аза-2-силацик-лооктан впервые был получен кипячением в течение суток раствора триэтаноламина и гексаметилциклотрисилазана в диметилформамиде.

Нами предложен метод синтеза'2,2-диалкил-б-(2-гидроксиал-кил) -1,3- диокса- 6 - аза- 2-силациклооктанов реакцией диалкил(диал-кокси)силанов с трис(2-гидроксиалкил)аминами по следующей схеме: ^НгСН^ОН ЕЬОИа

ЯЯ151(0{?2)2 + НОСН^СНгИ ------------—

^СНгСН^ОН - 2 Р^Н

,осюА!Н2ч

-------- И?^! КСНгСН^ОН

4 ОСН^СНг^ 62-932

Я = Ме, ЕЪ; Ме, ЕЬ, У1п, СРз(СН2)2; К3. И4. I?5 = Н. Ме Процесс протекает в присутствии этилата натрия при 135-140 °С в атмосфере инертного газа. В отсутствие основного катализатора изученные диалкил (диалкокси) силаны в данную реакцию не вступают. Синтезированные 2,2-диалкил-6-(2-гидроксиалкил)-1,3--диокса-б-аза-2-силациклооктаны представляют собой бесцветные или с желтоватым оттенком вязкие жидкости, хорошо растворимые в спиртах, хлороформе, диметилсульфоксиде и диметилформамиде и не растворимые в алканах.

б

В отличие от диалкил(диалкокси)силанов метил(хлорметил)-, метил(2-цианозтил)- и метил(фенил)диэтоксисиланы реагируют с триэтаноламином в присутствии зтилата натрия с отщеплением хлорметильной, цианоэтильной или фенильной группы:

EtONa

R(Me)Si(0Et)2 + (H0CH2CH2)3N ----------

----------- Me^i(0CH2CH2)3N + 2 EtOH + RH

R = C1CH2, NCCH2CH2, Ph

3. Некаталитическая реакция диорганил(диалкокси)силанов с трис-(2-гидроксиалкил)аминами

Некаталитическая реакция метил(2-цианоэтил)- и метил(фенил )д из токсисиланов с триэтаноламином протекает без расщепления связи Si-C. Детальные исследования методами масс-спектрометрии бомбардировки ускоренными атомами Хе° (БУА), электронного удара (ЗУ) и криоскопического измерения массы показали, что продуктами указанной реакции являются метил(фенил)- и метил(2-цианоэ-тил)бис< [2-бис(2-гидроксиэтил)амино]зтокси>силаны, образующиеся в результате перезтерификации метил(фенил)- или метил(2-цианоэ-тил)дизтоксисиланов двумя молекулами тризтаноламина:

Me(r)Si(0Et)2 + 2(H0CH2CH2>3N ----------

-2 EtOH

----------- Me(R)Si[0CH2CH2N(CH2CH20H)2i2

r = Ph, ncch2ch2 h

В масс-спектре БУА метил(фенил)бис{[2-бис(2-гидроксизтил)-амино]этокси>силана регистрируются ионы m/z « 419 (/М+ЗН/)+, 418 (/М+2Н/)+ и 417 (/М+Н/)+. Измеренная криоскопически (в СбНб) молекулярная масса равна 418.

Реакция метил(фенил)диэтоксисилана с 2-гидроксипропил-бис-- (2-гидроксиэтил) амином приводит - к смеси продуктов перезтерификации:

^нгсн^он ch2chr1oh

Ме(Ph)S iochrch2n Me(Ph)SiC0CHRCH2N

¿Et nch2ch2oh Ън2сн2он

R / R1; R, R1 = H, Me

При взаимодействии метил(фенил)диэтоксисилана с 2-гидрок-

сизтил-бис(2-гидроксипропил)амином и трис(2-гидроксипропил)амином выделены лишь продукты монозамещения:

снгсн^он ^ИгСШеон

Ме (РЬ) Б1ОСНИЗНгЫ Ме(РЬ)310СНМеС^

0Е1 СН2СНМеОН ОЕЬ ЧСНгСНМеОН

I? / I?1; R, Ргг = Н. Ме

По-видимому, наличие у атома кремния в молекуле диорганил-диэтоксисилана относительно громоздкого (электроотрицательного) заместителя такого как РИ или ИССНгСНг, с одной стороны, и третьей И-2-гидроксиалкильной группы в молекуле трис(2-гидрок-сиалкил)амина, с другой стороны, затрудняет внутримолекулярную переэтерефикацию второй этоксигруппы._ При последовательной замене 2-гидроксиэтильных групп на стерически более затрудненные 2-гидроксипропильные снижается вероятность даже интермолекулярного замещения второй этоксигруппы.

4. Реакция хлорметид(метил)диэтоксисилана с триэтаноламином и К-метилдиэтаноламином.

Нами показано', что реакция хлорметил (метил) диэтоксисилана с триэтаноламином протекает с расщеплением связи Б1-СНгС1 даже в отсутствие основного агента.

При перемешивании смеси хлорметил (метил) диэтоксисилана с триэтаноламином в среде ацетонитрила наблюдается образование вязкой массы, которая постепенно смешивается с жидкой фазой при нагревании с отгонкой растворителя, образующегося этанола и хлористого метила:

С1СН2(Ме)51((Шг + (Н0СН2СН2)зЯ ------——

-------- Ме5КОСН2СН2)зЙ + 2 ЕШН + СНзС1

Для уточнения природы первоначально образующегося продукта реакция хлорметил(метил)диэтоксисилана с триэтаноламином проведена при 20°С в среде ацетонитрила при перемешивании в течение б часов. После удаления в вакууме растворителя и летучих компонентов, реакционный остаток - белая вязкая масса (А). а также аналогичные интермедиа™ реакции хлорметил(метил)диэтоксисилана с Н-метилдиэтаноламином в тех же условиях и при 80°С (1 час и 5 час) исследованы методом масс-спектрометрии БУА (схема 1):

Схема 1

Основные ионы, m/z (Z от максимального пика) в масс-спектре интермедиата А реакции хлорметил(метил)дизтоксисилана с триэтаноламином (в CH3CN, 20°С, 6 час)

411(6,2) 164(94,5)

[М-С1-2Н0СН2СН2-Н]+ [MeN(СН2СН20Н)3]+

504(0,15)

+2 н!"-сГ-

(H0CH2CH2)3NC"H2Si (Ме) [C£H2CH2N(CH2CH20H)2:]2cr

\

296(4,0) \ 189(2,2)

[М-СЬСНгИ -(СН2СН20Н) з-0СН2СН2-Н]+ [М-С1-Ме-2М (СН2СН20Н) 3]+

204(4,1) М-С1-2М(СН2СН20Н)3]+

248(4,2)

[М-С1-Мей(СН2СН20Н)з-20СН2СН2-2Н]+ 1______________

Данные масс-спектрометрического исследования полученных интермедиатов свидетельствуют, что в реакции хлорметил(ме-тил)дизтоксисилана как с триэтаноламином, так и И-метилдиэта-ноламином, промежуточными продуктами являются четвертичные аммониевые соли, которые затем переэтерифицируются:

MeSi(OEt)2CH2CI + N(CH2CH20H)2R

-- [Me(0Et)2SiCH2N+(CH2CH20H)2R}Cl

г т

+n(H0CH2CH2)2nr |Me(0Et)2-nSiCH2N+(ch2ch20H)2r I

1-— | [0CH2CH2N (R)CH2CH20HJn |Cl~

I г i L J

H |N+(CH2CH20H)2R| г - i

| +|CH2Si(0Et)2Me |C1~| Me (OEt)2SiCH2N+(CH2CH20H)R I

I L J I I 12СГ

1-— | H2CCH20S1CH2N+(CH2CH20H)2R I

L Me OEt J

R = Me, CH2CH20H Q

При этом большей способностью к переэтерификации зтоксиг-рупп обладает аддукт хлорметил(метил)диэтоксисилана с триэта-ноламином. полностью обменивающий их уже при 20°С (Е^СНгСНгОН, п=2).

В более жестких условиях (выше 80°С) интермедиат А вступает в реакцию переэтерификации и М-алкилирования с хлорметил(метил )диэтоксисиланом, образуя 1-метилсилатран и хлористый метил: г т

| 0СНгСН2ЬЦСН2СН20Н)21 _

| Ме51СН2И+(СН2СН20Н)2 |С1 + 2 С1СНг(Ме)51 (ОЕУг

| оснгснг^снгснгонзг!

I. J

150-200°С

------------------- 3 Ме§Н0СН2СН2)з^ + 3 МеС1

-4 ЕЬОН

5. Реакция 2-метил-2-органил-1,3-диокса-6-аза-2-силациклоокта-нов с оксиранами

Известно,что взаимодействие органических аминов с оксиранами приводит к расщеплению оксиранового цикла и образованию соответствующих гидроксиалкиламинов. Аналогичные химические превращения диоксасилациклооктанов до сих пор не были известны.

Нами предложен метод синтеза 2-метил-2-органил-б-(2-гид-роксиалкил)-1,3-диокса-6-аза-2-силациклооктанов путем введения 2-гидроксильной группы в 2-метил-2-органил-13-диокса-6-аза-2--силациклооктаны:

Ме /(0СН2СН2)п ' (_( 55-100'С

ч!№ + ОСНгСНР1-------------—

я' Ч(0СНМеСН2)2^п 4-15 час

Ме ^0СН2СН2)п

^СНгСН^ОН

я' Ч(0СНМеСН2)2^п

70-802

1?= Ме, Уш; Яг= Н,Ме, РЬ; п= 0-2

Этот метод позволяет получать 2,2 диалкил-6-(2-гидроксиал-кил)-1,3-диокса-б-аза-2-силациклооктаны в отсутствие катализатора из доступных реагентов с высоким выходом.

6. Синтез силиловых эфиров 2,2-диалкил-6-(2-гидроксиалкил)-1,3--диокса-6-аза-2-силациклооктанов

Взаимодействием 2,2-диалкил-6-(2-гидроксиэтил)-1,3-диокса--6-аза-2-силациклооктанов с кипящим гексаметилдисилазаном нами получены триметилсилиловые эфиры диоксасилациклооктанов:

РгБИОСНгСНгЬИСНгСНгОН + 1/2 (MeзSi)2NH----------

-----— НгЗНОСНгСНг^сНгСНгОБхМез + 1/2 М3

R= Ме, Е1

Эти соединения образуются также и при реакции диалкилди-хлорсиланов с трис(2-триметилсилокс#зтил)амином:

R2SiCl2 + (МезЗЮСНгСНгЭгИСНгСНгСШМез ------------

-------------- 1?2б1(осн2сн2)2мсн2сн2051мез + 2 мез51с1

7. Синтез 2,2-диорганил-6-(2-ацилоксиалкил)-1,3-диокса-6-аза--2-силациклооктанов

Нами разработан метод синтеза ранее неизвестных сложных эфиров 2,2-диалкил-б-(2/-гидроксиэтил)-1,3-диокса-6-аза-2-сила-циклооктанов реакцией соответствующих И-(2-гидроксиэтил)замещенных силациклооктанов с хлорангидридами карбоновых кислот в присутствии триэтиламина в качестве акцептора хлористого водорода: ЕЬзИ

RR1Si(0CH2CH2)2NCH2CH20H + С1С(0)Р2 ------------

-Е1зМ-НС1

---------(0СН2СН2)2МСН2СН20С(0)^

R= Ме; Ме, ЕЬ, СР3(СН2)2; Я2» Ме, Et, РИ, СН2РЬ

Синтезированные 2,2-диалкил-6-(2-ацилоксиэтил)-1,3-диокса- 6- аза- 2- силациклооктаны представляют собой бесцветные или желтоватые жидкости, хорошо растворимые в органических растворителях.

Атом азота в 2,2-диметил-б-(2-гидроксиэтил)-1,3-диок-са-6-аза-2-силациклооктане легко кватернизируется при действии иодистого метила:

Мег51(0СН2СН2)2МСН2СН20Н + Ме1 -----------------

-----------— [МегБ!(0СН2СН2)2М+(Ме)СН2СН20Н)Г

8. Установление структуры 1,3-диокса-б-аза-2-силациклооктанов

В ИК спектрах 2-гидро-2,6-диорганил-1,3-диокса-6-аза-2--силациклооктанов как в конденсированной фазе, так и их растворов в полярных растворителях, полоса ^ 31-Н одиночна, но ее полуширина гораздо больше(54-59 см-1), чем для растворов в гептане (20 см-1). В спектрах изученных соединений в гептане эта полоса расщеплена, что может быть обусловлено наличием более чем одной конформации силациклооктанов в растворе, включая эн-до-экзо-ориентацию атома азота при образовании трансаннулярной связи N—51. Как известно, уменьшение частоты V с увеличением полярности растворителя в случае 1-гидросилатрана обусловлено усилением степени трансаннулярного взаимодействия.

В ИК спектрах соединений Ме(Н)(0СНМеСН2)2КМе, Ме(Н)31--(0СН2СН2)2КЕЬ и РЬ(Н)51(0СН2СН2)2ИРЬ частота колебания "\Tsi-H не изменяется в жидкости или таблетках с КВг с ростом полярности растворителя.Это указывает, по-видимому, что взаимодействие между атомами кремния и азота не реализуется или настолько слабое, что его возможная зависимость от полярности растворителя практически' не влияет на состояние связи Б1-Н.

В спектрах растворов соединений (Н) Б1 (ОСН2СН2) 2№Ле (1?= Ме.Еи и РИ(Н)Б1 (0СНМеСН2)2ММе полоса "\Jsi-H незначительно (10-15 см-1), но закономерно сдвигается в низкочастотную область с ростом полярности растворителя, что позволяет сделать вывод о наличии очень слабого взаимодействия между атомами кремния и азота.

В спектрах растворов соединений РЬ (Н) (СН2СНг) гМ!? (Р?= Ме,ЕЬ) частота колебания -\Г Б1-н заметно снижается (на 42-53 см-1) с увеличением диэлектрической постоянной растворителя. Это свидетельствует не только о сохранении взаимодействия Бг^Ы в растворах этих веществ, но и о его усилении с ростом диэлектрической постоянной растворителя.

Степень взаимодействия между атомами кремния и азота в изученных 2-гидро-1,3-диокса-6-аза-2-силациклооктанах-в растворах меньше, чем в 1-гидросилатране и ослабляется в следующем порядке:

Н31 (0СН2СН2)зИ > РЬ(Н)ЗК0СН2СН2)2>Ме > РЬ(Н)БЦ0СН2СН2)2^>> >> РЬ(Н)Б1 (0СНМеСН2)2ИМе ^ ЕКН)51(0СН2СН2)2Ше ~ Ме(Н)51 (0СН2--СН2)2ЫМе.

Эти выводы подтверждаются при изучении температурной зависимости полос "^¡-н в спектрах 2-гидро-2,6-диорганил-1,3-диок-са-6-аза-2-силациклооктанов в различных растворителях. С понижением температуры уменьшаются частоты^¿-н только тех соединений, для которых наблюдалась зависимость от полярности растворителя .

В ИК спектрах 2,2-диалкил-б-(2-гидроксиалкил)-1,3-диокса--6-аза-2-силадиклооктанов поглощение гидроксильной группы проявляется при 3360-3465 см-1 в виде широкой асимметричной полосы. более пологой со стороны низких частот. Положение и форма полосы "/он свидетельствует об ассоциации молекул диоксасила-циклооктанов в жидкости за счет водородных связей гидрок-сильных групп.

В спектрах ЯМР гН МегЗЦОСНгСНгЬЮгСНгОН и Е125Ц0СН2-СНгЭгИСНгСНгОН химические сдвиги протонов эндоциклических групп 0СН2 смещены в слабое поле на 0,14 и 0,7 м.д. соответственно по сравнению с протонами ОСНг-групп И-2-гид роке ильного заместителя. Напротив, резонанс кольцевых протонов групп ИСН2 наблюдается в более сильном поле."

В спектре ЯМР 29Б1 Мег21(ОСН2СН2) гЮгСНгОН химический

оо

сдвиг равен -б м.д., что почти совпадает с определенным

для Ме2ЗЦ0СН2СН2)2НСМез(-5,9м.д. в СС(С1з). Это свидетельствует, что внутримолекулярное донорно-акцепторное взаимодействие атомов кремния и азота в 2,2-диметил-б-(2-гидроксизтил)-1,3-диок-са-б-аза-2-силациклооктане практически отсутствует.

В спектрах ЯМР^Н МегБЦООТгСНг^СНгСНгОЗШез и Ме251 (0-СН0СН2)г^СНгСНгОС(0) Ме химические сдвиги протонов метильной группы у атома кремния смещены в слабое поле, что, по-видимому, обусловлено стерическими эффектами групп Б1Мез и С(0)Ме. Химический сдвиг 29Б1 в спектре ЯМР 2%1 Ме231 (ОСН2СН2) гИСНгСНгО-С(0)Ме равен -7,5 м.д. Таким образом, данные ЯМР и 2%1 свидетельствуют, что атом кремния в синтезированных 2,2-диалкил-б- (2-ацилоксизтил)-2-силациклооктанах тетракоординирован.

9. Взаимодействие органилтрихлорсиланов с трис(2-триметилсилилок-сизтил)амином

Разработка простых и удобных методов синтеза 1-органилси-латранов-одна из задач этой работы. Нами предложен метод синте-

за l-органилсилатранов, основанный на взаимодействии трис(2-три-метилсилоксиэтил)амина с органилтрихлорсиланами при 100-150°С в атмосфере инертного газа с отгонкой образующегося в результате реакции триметилхлорсилана:

rs1ci3 + N(CH2CH2OSiMe3)3 ------------— R^i(0СН2СН2)3Й

- 3 Me3SiCl

R = Ме, Et,V i n,NCCH2CH2,C1CH2.Cl(CH2)3, Ph,m-ClC6H4,m-N02C6H4

Этот способ позволяет получать 1-органилсилатраны с выходом 76-902 из промышленно доступных органилтрихлорсиланов, не требует специального оборудования и применения растворителя,что позволяет организовать производство по замкнутому циклу.

10. Взаимодействие органилтрихлорсиланов с трис(2-гидроксиал-кил)аминами

Из промышленных хлорметилтрихлорсилана и тризтаноламина нам удалось получить 1-хлорметилсилатран с выходом до 722:

ClCH2SiCl3 + N(CH2CH20H)3 —--С1СН2§1(0СН2СН2)зМ + 3 HCl

Реакция протекает в среде инертного растворителя (chci3, СН2С12) в довольно широком интервале температур (от -20°С до 180°С). Оптимальной температурой проведения реакции является температура от 0° до -5°С (выход 722), причем незначительное повышение или понижение температуры не оказывает существенного влияния на выход 1-хлорыетилсилатрана, но в целой снижает его.

Этим методой ваий подучены неизвестные ранее 1-органилсилатраны, содержащие функциональные заместители в 3 и 4 положениях силатранового остова:

10-13°С

rsici3 + N(CR1R2CH20H)(СН2СН20Н)2 ------------

------------- R^i(0CH2CR1R2)(OCHzCHz)zH + 3 HCl

R1» H, R2- Et; R1-Rz= Me

10-13°C

RSiCl3 + N[CH2CH(CH2R1)OH](CH?CH?0Hb -----------

-............ RstcOCH(CH2R1)CH2](0CH2CH2)2N + 3 HCl

R1" CF3, c3f7

Выход целевых продуктов составляет 54-702. Для сравнения

эти 1-органилсилатраны были получены реакцией перезтерификации органилтриэтоксисиланов соответствующими трис(2-гидроксиалкил)-аминами. Выход целевых продуктов в этом случае остается на том же уровне или несколько выше, но учитывая, что в первом случае в реакцию вводятся промышленные реагенты, метод синтеза 1-орга-нилсилатранов непосредственно из органилтрихлорсиланов• представляется более предпочтительным, так как позволяет избежать стадии этерификации органилтрихлорсиланов.

11. Исследование структуры 4-зтилсилатранов

В ИК спектрах 4-зтилсилатранов положение, число полос и интенсивность поглощения в области 400-1600 см-1 мало отличаются от наблюдающихся в спектрах их незамещенных в остове аналогов.

Наличие асимметрического центра (углеродный атом С-4) приводит к неэквивалентности всех метиленовых протонов бицикла. Все это резко усложняет спектры Я№1Н. Например, для 1-ме-тил-4-этилсилатрана резонанс протонов атранового остова наблюдается в области 3,78 м.д.(мультиплет), 3,38 м.д.(триплет), 2,87-2,49 м.д. (мультиплет).

В спектрах ЯМР 13С 4-зтилсилатранов химические сдвигиДуглеродных атомов незамещенных полуколец О-СНг^Нг-И заметно:отличаются Саб13С= 3,1-3,9 м.д.) под влиянием близко расположенной ЕЬ-группы. В то же время неэквивалентность химических сдвигов «¿-углеродных атомов превышает 0,1 м.д.(таб.1)

Таблица 1

Химические сдвиги 1ЭС в спектрах ЯМР 13С 4-зтилсилатранов

(ОСНгСНЕи (0СНгСН2)2^ (растворитель-СИЯз, внутренний стандарт-ТМС)

' с 1 I ь 13С, м.д. |

1 1 1 I? 1 1 | (0СН2)2 (СН2)2М I 1 0СН2 | 1 1 СНИ | 1 НССН2 1 СНз 1

1 1 1 Ме | 57,8 45,3 49 ,.2 | 1 62,0 | 1 59,8| 20,0 11,3 |

I С1СН2| 57,5 45,8 48,9 | 61,8 | 60,3| 19,7 11,2 |

1 I 57,7 45,6 49,2 | 61,9 | 60,11 20,0 11,3 |

| РЬ | 1 1 57,8 45,5 49,0 | 62,0 | 60,0| 19,9 11,3 | >

12. Фармакологическая активность 1-органил- 3-й 4-замещенных

силатранов

В отличие от 3-замещенных 1-фенилсилатрана, 1-фе-нил-4-этилсилатран обладает более „высокой токсичностью (1.050=0,3-1,0 мг/кг, для белых мышей, внутрибрюшинно).

При изучении фармакологической активности 4,4-диметил- и З-полифторалкил-1-органилсилатранов установлено, что эти соединения в широком диапазоне доз обладают противосудорожной активностью, предупреждают тонико-клонический компонент судорожного припадка и оказывают влияние на пороги чувствительности к кора-золу.

Таким образом, по спектру фармакологической активности изученные 4,4-диметил- и З-полифторалкил-1-органилсилатраны относятся к веществам с гипноседативным типам действия.

ВЫВОДЫ

1. Разработаны простые и удобные методы синтеза 1-органил-силатранов, Б1 и М-замещенных 1,3-диокса-6-аза-2-силациклоокта-нов реакцией органилтрихлор- и диалкилдихлорсиланов с соответствующими трис(2-гвдроксиалкил)аминами и их триметилсилиловыми эфирами; 2,2-диалкил-6-(2-гвдроксиалкил)-1,3-диокса-б-аза-2-си-лациклооктанов из диалкилдиалкоксисиланов и трис(2-гидроксиал-кил)аминов, а также взаимодействием 2,2-диалкил-1,3-диокса-6-аза-2-силациклооктанов с оксиранами.

2. 2,2-Диалкил-6-(2-гвдроксиалкил)-1,3-диокса-6-аза-2-сила-циклооктаны этерифицируются по 2-гидроксиалкиль ной группе хло-рангвдридами карбоновых кислот и гексаметилдисилазаном и легко вступают в реакцию с иодистым метилом, образуя соответствующие четвертичные аммониевые соли. По данным 1Н и 2951 атом азота в 2,2-диалкил-6-(2-гвдроксиалкил)-1,3-диокса-6-аза-2-силациклоок-танах тетракоординирован.

3. Реакция (хлорметил)метилдизтоксисисилана с (2-гидрокси-алкил)аминами протекает с отщеплением хлорметильной группы через стадию аминоалкилирования.

4. Некаталитическая реакция метил(2-цианоэтил)- и метил(фе-нил)диэтоксисиланов с трис(2-гвдроксиалкил)аминами приводит к ациклическим продуктам переэтерификации, а в присутствии основного агента- к отщеплению соответственно цианоэтильной или фе-

[ильной группы и 1-метилсилатрану.

5. 2-Этокси-6-алкил-1,3-диокса-6-'аза-2-борациклооктаны пе-юэтерифицируются алкилдиалкоксисиланами в присутствии алкого-[ятов магния, приводя к 2-гидро-2,б-диалкил-1,3-диокса-6-аза-2-силациклооктанам, которые при взаимодействии с триэтаноламином ;ерециклизуются в соответствующий 1-алкилсилатран. По данным ИК ;пектроскопии трансаннулярное взаимодействие Si~N в изученных 2-гидро-2,6-диорганил-1,З-диокса-б-аза-2-силациклооктанах меньше, ем в 1-гидросилатране.

6. Среди синтезированных С-замещенных 1-органилсилатранов 'бнаружены соединения, обладающие противосудорожной активностью ; по спектру фармакологической активности относящиеся к вещест-ам с гипноседативным типом действия.

Основное содержание диссертационной работы изложено в сле-ующих публикациях:

1.Воронков М.Г., Барышок В.П., Кузнецова Г.А. Новый метод интеза 1-органилсилатранов //Ж.общ.хим.-1983.— Т.53, вып.7.-.1682.

2. Электронные и конформационные эффекты в 2-гвдро-1,3-диок-а-б-аза-2-силациклооктанах/Э.И.Бродская, Д.-С.Д.Торяшинова, В. :Барышок, Г.А.Кузнецова, М.Г.Воронков//Изв.АН СССР.Сер.хим.-986.- N10. - С.2224-223О.

3.Расщепление оксиранов 2-метил-2-органил-1,З-диокса-6-аза-2-силациклооктанами/М.Г.Воронков, В.П.Барышок, Н.Ф.Лазарева, .А.Кузнецова, А.Л.Кузнецов, Р.Г.Мирсков, В.И.Рахлин//Металлорг. им.- 1989.-Т.2, N 4.-С.749-753.

4.Реакция метил(органил)диэтоксисиланов с трис(2-гидрокси-лкил)аминами/М.Г.Воронков, В.П.Барышок, Г.А.Кузнецова,В.Ю.Вит- 4 овский, А.Г.Горшков//Металлорг.хим.-1990.-Т.З, N 1.-С.181-190.

5.2,2-Диорганил-6-(2-гидроксиалкил)-1,3-диокса-6-аза-2-си-ациклооктаны и их производные/М.Г.Воронков, В.П.Барышок, Г.А. /знецова, Н.Ф.Лазарева,А.Г.Горшков//Металлоорг. хим. -1991.-Т.4, 3.-С.521-535.

6. 4-Этилсилатраны /В.П.Барышок, С.Н.Тандура, Г.А.Кузнецова, .Г.Воронков //Металлоорг.хим.- 1991.-Т.4,N 5.- С.1150-1156.

7.Индуктивные и резонансные константы групп (CH2)nSi(Me)-(0CH2CH2)2NMe и (CH2)nSi(Ме)(0Et)2 /В.В.Беляева, Э.И.Бродская, .А.Кузнецова, В.П.Барышок, Т.В.Кашик, М.Г.Воронков//Металло-

орг. хим.-1991.-Т.4, N 4,- С.808-812.

8.Влияние растворителя и давления на полосы валентных колебаний С-Н, N-H и Si-H в ИК спектрах 1.3-диокса-б-аза-г-силацик-лооктанов/Э. И. Бродская, М.Г.Воронков, Ю.М.Сапожников, Ю.Н.Удодов, В.П.Барышок, Г.А.Кузнецова//Металлоорг.хим.- 1992,- Т.5, N 4.- С.863-869.

9.1.3-диокса-6-аза-6- (2-гидроксиалкил)-2-силациклооктаны /М. Г.Воронков, В.П.Барышок, Г.А.Кузнецова, Н.Ф.Лазарева//111 Всесоюз.симп."Строение и реакц.способность кремнийорг.соед.":Тез докл.-Иркутск, 1985.- С. 139.

10.Воронков М.Г..Барышок В.П. ,Кузнецова Г.А. 2,6-Диорга-нил-1,3-диокса-6-аза-2-силациклооктаны//У1 Всесоюз.конф.по химии и применению кремнийорг.соед.: Тез.докл.- Рига, 1986.-С.229-230.

11.Baryshok Y.P., Kuznetsova G.A., Voronkov М,6. Uncatalyzed reactions of diorganyldiethoxysilanes with tris(2-hydroxyal-kyl)amines//II-th Soviet-Indian Simposium on Organometallic Chemistry, Abstracts.- Irkutsk. 1989.-P.10.

12.4,47Диметил- и З-полифторалкил-1-органилсилатраны/В.П.Барышок, Г.А.Кузнецова,. П.В.Арбузов, М.Г.Воронков//1У Всесо-юз.конф."Строение"и реакц. способность кремнийорг.соед.": Тез.докл.-Иркутск, 1989.-С.-60.

-- 13. Фармакологическая, активность ззо-С-замещенных силатрана /Н.Н.Васильева. Е.В.Бахарева, Н.Н.Левина, В.П.Барышок, Г.А.Кузнецова, М.Г.Воронков //1У Всесоюзн..конф. "Биологически активные соединения кремния, германия и олова":Тез.докл.- Иркутск, 1990.- С.14.

14.Индуктивный эффект кремнийсодержащих группировок по данным ИК и УФ спектроскопии /В.В.Беляева. Э.И.Бродская. Г.А.Кузнецова, В.П.Барышок //У 11 Всесосз.конф,. по химии, технологии производства и практ.применению кремнийорг.соед.: Тез.докл.-Москва. 1990.-Ч. 11.-С. 16. Тбилиси.20-23 ноября 1990 г.

15. A.c. 1027167 СССР. Способ получения 1-органилсилатранов /М.Г.Воронков. Г.А.Кувнецова, В.П.Барышок//Б.И.-1983.Н 25. .

16. A.c. 1143748 СССР. Способ получения 2,2-диалкил-1,3-ди-окса-6- (2-оксиалкил)-6-аэа-2-силациклооктанов/ М.Г.Воронков,Г.А. Кузнецова. В.П.Барышок//Б.И.-1985. N 9.

17.Пол.решение по заявке К 92-006390/04-1052026 от 17.06.94. Способ получения 1-хлорметилсилатрана/В.П.Барышок. Г.А.Кузнецова, М.Г.Воронков. ftytf^ ^