Применение енолятов N, N-диалкил-N, N-диацилгидразинов в сигматропных перегруппировках и реакциях гетероциклизации тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт имени Д. И. Менделеева

На правах рукописи

МАГЕДОВ ИГОРЬ ВЛАДИМИРОВИЧ

ПРИМЕНЕНИЕ ЕНОЛЯТОВ ДНА Л КИЛ - Ж,Я —ДИДЦИЛ ГИДРАЗИНОВ В СКГШРОПНЫХ ПЕРЕГРУППИРОВКАХ И РЕАКЦИЯХ ГЕТЕРОЦИКЛИЗАЦИИ

02.00.03 — Органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва — 1991

Работа выполнена в /Московском ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологическом институте им. Д. И. Менделеева.

Научный руководитель — доктор химических наук, профессор Ю. И. Смушкевич.

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор В. Н. Дрозд; доктор химических наук, ведущий научный сотрудник С. Л. Иоффе.

Ведущая организация — Химический факультет Московского государственного университета.

Защита диссертации состоится __

1991 года в __час на заседании специализированного совета Д 053.34.07 при Московском химико-технологическом институте им. Д. И. Менделеева по адресу: 125190, Москва, А-190, Миусская пл., 9.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-информационном центре МХТИ им. Д. И. Менделеева.

Автореферат разослан_ 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета

3. В. БЕЗУГЛАЯ

Актуальность тени. Открытие новых реакций и создание новых регио- и стереосалективных синтетических методов построения углерод-углеродной цепи является одной из наиболее важных задач современной органической химии. Это связано с тем, что появляются новые возможности получения соединений с определенным пространственным строением, к которым относятся биологически активные вещества и многие лекарственные препараты.

Еноляты производных карбоновых кислот широко используются в синтезе алициклических, карбоциклических и гетероциклических соединений при создании углерод-углеродных связей. Анализ литературных данных показывает, что широко изучена химия енолятов слоеных вффов, вми-дов, тиоамидов, n-арилгидразидов. В токе время химические свойства мода и диенолятов н.ы'-диалкил-и.И'-диацилгидразинов к началу наших работ оставалались неисследованными.

Цель работа. Целью настоящего исследования является поиск новых синтетических методов и реакций на основе изучения химии моно и диенолятов N,11' -диалкил-н, и • -диацилгидразипов.

Научная новизна и практическая ценность работа. Открыта новая диенолятная 13,3j-сигматропная перегруппировка, позволяющая переходить от N, н'-диалкил-N,и•-диацилгидразипов к и,Н'-ди-алкилдиамидам-трео-1,2-дикарбоновых кислот. Обнаружена новая диенолятная [3,5]-сигматропная перегруппировка. Открыта новая реакция, позволяющая получать 1Н-пиразол-Э(2Н)-оны из ¡I,N' -диалклл-И.Н' -ди-ацилгидразинов. Эта реакция является новым вариантом внутримолекулярной кротоновой конденсации. Предложен новый удобный метод синтеза литийгексаметилдисилазана, который основан на получении бутшиштия ln attu. Обнаружено, что N,II• -диадюш-и,N'-диацилгидразины делятся на две грушш: с большим и малым барьером вращения вокруг связи азот-азот что существенным образом сказывается на кх химическом по ведении в реакциях с сильными основания?®.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Московской городской научно-технической конференции молодых ученых и студентов (Москва, 1988 г., I премия) и на II Всесоюзной конференции "Химия, биохимия и фармакология производных индола" (Тбилиси, 1991 г.).

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в четырех статьях.

Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введэ-ния, трех глав, выводов и списка литературы. Работа изложена на 134 страницах, иллюстрирована 17 таблицами. Библиография содержит 118'

литературных ссылки.

В первой главе рассмотрены литературные данные по известным к настоящему времени аниопидннм [3,3]-сигматротшм перегруппировкам. Во второй главе обсуадаэтся полученный експериментальный материал по синтезу и химическому поведению моно- и диенолятов И.н'-диалкил-ы.ы' днацилгидразинов. В последней главе приведены экспериментальные данные по методам синтеза соединений, включенных в диссертационную работу.

Индентификецию полученных соединений осуществляли с помощью методов ЯМР 1Н, 13С. ИК и масс-спектроскопии. Состав стабильных соединений подтвержден элементным анализом.

I. Синтез походных соединений. 1а. Синтез и ковфорнационные свойства Н,Л' -диалкил-м, N' -диацилгндразинов.

Изученные нами N,Н • -диалкил-и,Н • -диацилгидразиш до начала наших исследований не били описаны в литературе. Синтез к,N'-диалкил-и, N' -днацилгидразинов оиметричного (им) строения был осуществлен по представленной нижа схеме:

2 ^ciígcooi + mnAnm3

п;

R CR, CONR

Ia-d II Illa-d

III R1 R2 R3 III R1 R2 R3

a Ph Ph ' líe 0 PhCHg PhCHg Me

Ъ Vh Ph i-Pr d 1-Np 1-Np Me

Легкодоступные Н.Н'-диалкплгидразиш (II) ацилировались хлоран гидридами кислот по методу Шотген-Баумана, выходы соединений, как правило, хоропшэ.'

Н.Н'-диалкил-Н.К'-диацилгидразины несимметричного строения (111е-я) били получены по следупцей схеме:

r^chgcohhnhg + i^cox

IVe-q

Ve-q

MagCOj 1^0

R1CH2C0MH PhSO^Íe

r2conh

VIe-q

NaOH/HgO

R1 CHgPOtffle R"T¡ONMe IXIe-q

III R1 R2 F3 III R1 R2 R3 III R1 R2 R3

е 1-iJp Уе Ие i Й1 Ue Ue m H Ph Ue

t 1-Np Et Ие j Ph Et He n Me BnCHg Ue

S 1-Np PhCHg Ые k Ph i-Pr Ие P 3-Ind Ue He

h Ph H Не 1 1-Np H He q 1-Np i-Pr He

Легкодоступные гидразида кислот ацшшровали по методу Шоттен-Баунана, образовавшиеся N.H"-дивцилгадразины (VIe-q) затем подвергали Н-мэтилжрованию, используя в качестве алкилирующего агента метиловый 8$2fp бензолсульфокислоты. Выходы соединений (Ше-q), как правило, высокие.

Полученные наш N,N• -диацг лгадразшш и Н.И'-диалкил-Н.Н'-даацил-гидразины согласно данным ПМР-спектроскопии существуют в одной форме. Из литературы известно, что н,N• -диацнлгвдразшш существуют в термодинамически более устойчивой г.г-конфигурации (А).

а.

IL JC-R

н-^-Ч А

На основании этого ш приписала соединениям (YI и III) также Z,2-ко1н£игурацию. Однако гидразшш (ilih.l), содержащие у атома азота близкие по объему заместители (метальную и форлильнув грушу) при комнатной темпиратуре существуют, согласно данным ЯМР, в виде смеси (Z,Z; E,Z; Z.E; Е,Е)-изомеров. При нагревании до 80°С в CDjCN снимается Оорьвр вращения вокруг N-сно связи.

Гидразида (III) можно разделить на две группы по наличию или отсутствию магнитной неэквивалентности у прохиральных протонов и груш. В первой группе соединения (llla-g) прохиральные протоны и заместители магнитнонеэквивалентны и диастереотопны, а во второй группе (Illh-q) магнитноэквивалентны и энантиотопш. Известно, что в три п тетразамещенных гидразинах, имеющих объемные заместители существует барьер вращения вокруг связи N-N (¿а% 84 кДж/моль). В некоторых случаях барьер так высок, что позволяет разделять гидразшш на энан-тиомеры устойчивые при комнатной температуре. При наличии достаточно большого барьера вращения возникает ось хиральностн, что приводиг к переходу протонов и заместителей из энантиотопных в диастереотопные и следовательно магнитнонеэквивалентные. В изучаемом нами случае на личне диастереотопных и магнитноне эквивалентных протонов и метильншс

груш у ряда гидразидов (III) также свидетельствует о наличии высокого барьера вращения вокруг связи N-N, что сказывается на их химических свойствах.

Ib. НовкЯ удобный ыетод синтеза лятийгексаметаддисшшзана.

Для получения енолятов производных карбоновых кислот используется взаимодействие с-н кислот с металлическими производными стеричес-кн затрудненных аминов, одним пз которых является литийгексаметилди-силазан (LfMDS). Существуют два основных подхода к синтезу металлических производных аминов: I)-взаимодействие сильных оснований таких как ыеталлоргашческие соединения (бутиллитий, фениллитий, фенилнат-рий), амяда металлов (амид натрия, амид калия), гидридов металлов (гщрид калия) со стерическизатрудненными аминами; 2) прямое взаимодействие металлов с аминами в присутствии акцепторов электронов таких, как гексамэгопол, фенантрен. К недостаткам этих методов следует отнести необходимость предварительного получения металлорганических соединений или амидов металлов, канцерогенность гексаметопола (ШРГА), необходимость отделения дигидрофенантрена при использовании фенантрена как акцептора электронов.

Нами разработан одностадийный метод синтеза литийгексаметилдиси-лазана сзободный от недостатков, изложенных выше. Метод основан на взаимодействии I эквивалента гексаметидцисилазана с 2 эквивалентами металлического лития и I эквивалентом бромистого бутила в ТГФ и включает в себя получение бутллития In situ:

тффзктивность полученного таким образом раствора литийгексаме-тавдисилазана (LHKDS) подтверждена получением диэтилового э<1ира эри-7ро-1,2-дяфэншин1'арюй кислоты (VII).

Продукт сдваивания (VII) был получен с выходом 53%, а продукт ио,парования актовый эфир фенилиодуксусной кислоты с выходом 2Ь%. Такие ва результаты мы наблюдали при использовании литийгексаметил-дисилазана, полученного с помощью заранее синтезированного бутилли-тия. Эти данные согласуются с литературными, в которых показано, чтс

ТГФ, 20°0

ВиВгЧ 2Li + HN(SiHe^)0 -

3 d -ВиН, -ЫВг

LiN(SiMeq)

3 2

VII

афара монозачещеншх уксусных кислот дают продукта сдваивания с выходом менее БОЯ. •

IX. ЛненоЕятаая [3,3]-сигиатро1шая перегруппировка.

На. Вяшшяа гЕшстателаЯ.

При действии на н.Н'-диалкил-н.Н'-дийцилгндрЕзинп (III) парной группы (большой барьер вращения воккруг связи азот-азот) 2,6 Еквква-лентов таких сильных оснований как ЫШКЗ шш ЛДА при -78 °С наш С -ли получоны диеноляты (VIIla-g,q) устойчивые при этой температуре, некоторые из этих диенолятов (vilid-g) устойчива при кошштпой температуре , а даенолят (Vlllq) устойчив и при 90 °0 (температура ккпа-ния смеси ТГФ-ГМФТА 1:1).

Образование диенолятов (vnio.q) было подтверздвно дейтерирова-1шем их с помощью d20. По дангчм ТСХ и температуре плавления (для соединения ию) можно сделать вывод, что после дейтерирования получается вещества аналогичные по свойствам исходам Н,Н'-дйметил-и,1Р-дяацилгидразинам (lllo,q). Из IMP спектров дайтерировышх соединенна (Hlo,q), на основанзш уменьшения интегральной интенсивности а-про-тонов, можно сделать заключение, что дейтернровашю происходит в оба а-полойения. Однако метилирование диенолята (Vlllq) двумя вквивален-теми иодистого метила приводит исключительно к иоиоыэтаяьному (Шв), что можно объяснить стерической зкранировакнстью второго карбанионного центра.

(Шч) (Ш1ч)

При нагреваншЬдо 66 °С диенолята (упы) претерпивают (3,31-сигматропнув перегруппировку в изомерные им диеноляты (1Ха-г) которые после подюгсления дают -диалкидднамидн трео-1,2-дакарбоновнх кислот (Ха-*).

Двиаущвй силой реакции является переход от диенолятов с груша ровками С=С~0~ к болзо устойчивым диенолята») с группировками -н=С-0~, сопровоздакщиЭся разрывом связи к-в а образованием более прочной связи С-С. Можно было окидать, что существенную роль при этом будет играть объем заместителей й1, к2 и и3 в исходной шлакую

(ill). Действительно, неимение стерическинапряженный гидразид (Шо) удалось перегруппировать в диамид (Хо) только при использовании в качестве сорастворителя ТИФТА. Недавно Айреланд показал, что роль ШУГА сводиться к увеличения скорости депротанирования и соответственно к уменьшению побочных реакций. Однако очень большие стеричес-кие напряжения, возкикащае в переходном состоянии [З.ЗЬсигматропной перегруппировки препятствуют образованию диамида (X). Так, сильно стерически затрудненный гидразид (Illq) нам не удалось перегруппировать в диамид (Xq) через диенолят (Vlllq). Выхода и соотношения изомеров, определенные с помощью спектроскопии ШР, приведены в таблице I.

LHMDS/ТГФ

-78°С

ОЫ.

ОЫ Vllla-f

Н OLi

[3,3]

66 О

Rl^\^C=NR3 н30+ Rl^x-CONHR3

?'K-C=NR3 R^-K-CC

» ¿Li Р

CONHR"

IXa-f

Xa-f

Соэдшз-17Л0 Ж R1 R2 R3 Соодгаю-ние X R1 R2 P?

а Ph Ph Ко d 1 -Hp 1-Kp Ые

Ъ Ph Ph t-Pr e 1-Np H Me

о En En He f 1-Np Me Me

В этой пэре группировка получается ¡греимуществено (либо исключительно) термодинамически менее стабильный трео-изомер, однако если реакционную смесь длительно нагревать (более I часа), то происходит эпкмеризация к в смеси накашивается термодинамически более стабильный еритро-изомер.

Таблица I. Выхода и соотношение изодаров в перегруппировка

Соединение X Выход % Соотноиеннэ трео-эритро Соединение х ШХОД % Соотношение трео-вритро

а 70 7:3 о 25 1:0а,Ь

а 77 d 75 1:0

b 87 1:0 в 67 —

о 20 1:0Ь i 71 1:0

а) с прсменуточкым силлагароваяпем длеполята VIII, генерированного при -?8°С, ь) с использованием ГМЭГА как сорастворателя.

IIb. Дзастереосеяекпгвность лзекогштисй [3,3]-сзгстрспнсЗ иерзгртпгсфов.пн.

Дхестереоселвктианость [3,3]-скгаатропной перегруппировки обусловлена действием двух факторов: конфигурации енолятов (VIII) и кон-формациией переходного состояния. Известно, что для енолятов амидов более устойчивой является z-KoreJorypamui. Это связано с том, что ал-лальноа напряжение в переходном состоянии препятствует образованию В-еколята.

Как правило [3,3]-сигмвтропнне перегрупшфовки протекают прэвку-щественно через переходное состояние "кресло". Совокупность этих факторов приводит к тому, что переходное состояние для даенолятной [3,3]-сигматропной перегруппировки шлеет коцформадии "кросла" с двумя экваториальными заместителями R1 и R2. Результатом этого является даастереоселективное протекание реакции и образование даалкилдаана-дов 1,2-дикарбоновых кислот, имеющих трао-конфягурвцна.

Известно, что перевод литиевых енолятов в сияиловые часто позволяет улучшать протекание моноенолятной [3,3]-сигматропной перегруппировки. В изучаемом наш случае перевод литиевых диенолятов в даси-лиловые такие несколько увеличил выход диамидов (Ха,о), в случае дц-амида (Ха) улучшил также, диастереоселективность реакции (см. таблицу I).

Кроме того, нами была предпринята попытка навестп асскметрзческуа индукцию в даенолятной [3,3]-сигматропной перегруппировке. Для этого мы получили хиральный хлорсилан (XIII). Дисилилирование даенолята (Villa) привело к дигчлиловому эфиру (Па), который после перегруппировки и гидролиза был переведен в диамид (Ха). Диастереоселзкткв-кость реакции была той ае, что и в случае других диснлиловых енолятов (9:1). Однако поляриметрические исследования показали, что не^

ив удалось навести ассгаштрическую индукцию.

OLI . OSiKegR4 н OSiKe?R4

в1\Дшэ Ыез5101 ( RVw" I3>3] , нЦЛ^

к3 66°С R?/^NR3

4

¿slKe0R4

OLI OSilfegR uöiüje2

VIII XI XII

К

i? - т^ппшпзЗ

"IV

/^^¿OSiH

Н X И4=Ые; XIII

Но. Определение коиЕягурации N,Н'-дно лтадааиидов 1,2-дикарбоношх кислот и их производных.

Соединения (Ха,й-Г) кипячением б 9058 трифторуксусной кислоте были превращены в транс-имдды (хгуп.й-г). Имиду (Х1Уа) была приписана транс -конфигурация путем сравнения его ^зико-химичесиа констант с литературшми данными. Транс~кон4игуроция имидов (Х1У<1,г ,£) была установлена на основании данных ЯМР. Известно, что для транс-3,4-диза-кощешшх сукцишшдов константа вициналыюго К^!^ спян-сгашового взаимодействия равна 5,37 141, а для цис-3,4-дизамещешшх сукциниыи-дов - 9,9 Гц. В ГМР спектре 13С сателитных линий соединения (Х1Уй), 6.37 141. Это позволило приписать имнду (хгао транс-конЗигурп-цив. О траяс-К014игурацйи имида (Х1УГ) свидетельствует константа сшн-сшнового взаимодействия 6.1 Гц, а о транс-конфигурации шяде (ХГУе)- константа ^ 6.6 Гц. Имид (Х1Уе) является монозаме-ценнык и поэтому не имеет цис, транс-изомеров.

н_ R!

вЦ/СОЩШе СТ3С02Н д/?-0^ He-,SiCl+NaI

R?' р-са

nf

ЗОИШе «2° V^-cá ИеСН80°С

R?'

Xa

(Xa,d-f) (XIVa,d-f)

Дшлнд (xa) бнл преврати в транс-имид (Xiva), без использования протонных кислот, взаимодействием с 3 эквивалентами смеси Ue^sici + Kai в ацетонитрллэ.

Транс-имади (xiva) п (Xl7d) кяпскм щ^лочкнм гидролизом били пре-

вращены в н-метгомоноамидн трэо- 2, З-ди-'лшшшмрной кислота (XVa) и трео-2,3-дп-(1-нвфтйл)янтарной кислоты (XVd) соответственно. Эти мо-коамиды (XVa и xvd) оказались идентична мопоагглдгм, полученные прп частичном щелочном гидролизе диамлдов (ха и Xd) соответственно, что позволило приписать дкемидам (Ха и Xd) троо-кокЗйгурациэ.

Конфигурация диамида (Хо) была установлена путем прэпращепия его мягким щелочным гидролизом в моноамид (XYo) и установления конфигурации последнего. В ГШР спектре моноамида (ХУо) константа вицпнпь-ного спин-спинового взаимодействия Jef II,68 Гц, что близко по зна-чонию к величинам соответствующих констант спин-спинового взаимодействия у моноамидов трео-1,2-дияарбоновых кислот (XVa и XVd) (11,15 Гц и 11,33 Гц). Это позволило приписать моноамиду (У£о-)-тдаамиду (Хо) трео-конфигурацию. ■ ,»

Конфигурация диамида (хь) была установлена пут0м,с<добтавления его ПМР споктра со спектрами зритро- и трео-2,3-дифонил янтаряыг ютслот и их н.н'-дгалетилдиамидов. В ШР спектра диамида (ХЪ) сигналы протонов метиновых групп наблюдаются при 4.18 м.д. При кипячении диамида (ХЬ) в спиртовой щелочи происходит но гидролиз, а эпимориза-ция, в результате которой образуется смесь И.Я'-диизопротвдиашдов эритро-и трео-2,3-дифенилянтарных кислот. В 1ШР спектре этой смеси наблюдаются сигналы протонов метановых групп при 4.18 и ,4.23 м.д. с соотношением интенсивностей 1:1. Отнесение этих сигналов к трэо- и зритро-изомерам было сделано на основании анализа1спектров ПМР ^ретро- и троо-дифенилянтарннх кислот и. их N,К' -дп?.?етлдпауэдов. Оказалось, что сигналы протонов метановых групп у соединений еритро-ряда проявляются при 4.23 м.д., а у соединений трео-ряда при 4.18 м.д. Па основании этого соединению (хъ) была приписана трео-конфпгурацня.

Диамидам (Xf,g) была пригшсана трво-конфнгурация на основании того, что они были превращены в транс-га<з1Дй (XlVl.g). Ток как транс-имидц термодинамически более стабильны, то мокло, было крэдполот~?ь, что они образуются в процессе впимвризации цас-шяда в тропс-сзтд. Однако, когда циклизоваля смесь эритро и трео-дашвдов (Xa,f), полу-

(XlVa.d)

(XVa,d)

(Ха .Л)

¿i

чанная смэсь цис и транс-имидов (XlVa.f) имэла практически toso соотношение изомеров, что и исходная смесь вритро и трео-диамидов.

III. дашно&отшш [3,5]-снгматропшк аерагрушщювшз.

При попытке распространить диенолятнуа [3,3]-сигматропную перегруппировку на н,Н,-дшгетш1-н-1-нафжлацетил-н,-феш1лацетилгидразин (lllg) кагат обнарукона новая [3»5]-диенолятная сигматропная перегруппировка. При действия на соединение (lllg) двух эквивалентов литий-гаксакашлдигашазена образуется диенолят (Ving), который затем пре вращается по двум паралельншл реакциям в Н.Ы'-димэкшдаашад-Х-карб-окс5мет:1л-2-карбокск0ензилыафтагоша (ххш)- продукт [3,5]-перегруп-шровкп и в 11,Н,-д5шзи1ядаока1Д-трво-2-(1-н8фтил)-3--фош1пянтарной кислоты (Zg)- продукт [3,3]-шрэгрупшфов1ш. о том, что эта перегруппировки протекают черэз концертное переходное состояние, а не через

аНьСОШв ЫИ(Б1Ыеэ)2 РЬОН0НлСОШе

Ph НСОКНИе

HyijCOHIffle

(XXII)

(XXIII)

промежуточное образование анион-радикалов, свидетельствует: I) отсутствие продуктов перекрестного взаимодействия радикалов; 2) отсут-

cTBse продуктов взаимодействия радикалов (XXIV) п (XXV) с иолэкулаий* пастворктеля (известно, что шгяднне радикала легко отрывают атом водорода от ТГФ); 3) ревкция протекаот диостереосэлективно, дипмнд (Xg) имеет исключительно термодинамическн менее выгодную трво-кон-Снгурацию.

оы

СН=С-Ше PKCH=¿-KMa

(XXIV) (XXV)

[3,5]-Диенолятная перегруппировка протекает, по-видимому, через хинометановнй интермедиянт (ххп), подобные интермедиа™ постулировались ранее при описании перегруппировки окси-Коупа в нафталиновом, бензфурановом и фурановом ряду.

Трео-конфигурация диамида (Xg) подтверждается мягким превращением его в транс-имид (Xivg). О транс-кон^ягурацяи имида (XIVg) свидетельствует константа спин-спинового взаимодействия JH н =6.6 Гц.

d о

IV. Новый метод синтеза 1-н-пнр8зол-3(211)-онов.

Соединения ряда пнразол-3-она широко известны как лекарственные препараты и красители. Методы их получения основаны на построении цгасла путам образования 1,5- и 2,3-связей. Классический синтез пиразол- з- онов состоит в присоединении гидразина или монозамбЕЭНКого гидразина j^p -котоэфлрзч или ще*ТпЩшеспгв1^никам.

r2 - V.------

Н1еОСНСО^ + Ш1,ННП3 -♦ 1] 1 '

ь

(XXXVII) (XXXVIII) I

(XXXIX)

Некоторая трудность заключается в том, что исходные р-кетоэфяры обычно получают конденсацией Кляйзена, которая в случае нзси,матричного р-котоэфира монет приводить к смеси продуктов. В виду этого поиск новых методов синтеза ииразол-3-онов, представляет интерес для синтетической органической химии.

Нами разработан новый препаративный метод получения 1,2,4-тря-замещешшх, 1,2,5-- тризамещенних и 1,2,4,5-тетразЕК915енянх производ-1шх 1н-пиразол-3(2н)-она из Л,К -диметил-Н.П -диацилгидразинон

(Illa,h-n,p) второй группы (с неболыщш барьером вращения вокруг связи азот-азот), основанный на образовании 4,5-связи. Б качестве заместителей могут выступать алкильные, арилыше и гетероарильные группы, как правило, выходы в реакции высокие.

Найденая нами реакция представляет собой новый пример внутримолекулярной кротоновой конденсации и включает в себя следущие стадии: I) образование моноенолята (XL) из соединения (III) под действием сильного основания, такого как литийгексаметилдисилазан или фз-наллитий; 2" внутримолекулярную альдольную конденсацию в алкоголят (ZI.I); 3) дэпротоннрованиэ в дианион (XIII); 4) элиминирование ы2о с образованием т-шфазол-3(2Н)-она (ШП).

vi;

1. ым(siüe3)2/чтк/тт Ще -78°0, 0,5h 2. 6б°С 1h :е 24-95®

OLi

О

IIIa,h-n,p

R V^iüe R^^lLe

XLa,h-p

H—4-основание

EidVNe "

I

ЗадаЯ

R1 R Й1 R2 R1 R2

h- Ph H 1 1-Npa H 0 Bn Bt

i Ph He e 1-Np He Р 3-Ind° He

j Ph St m H " Ph а Ph Bn

k Ph i Pr n He BnCHg^

a) 1-Np- 1-нафтол; b) Bn= бензил; о) 3-Ind= I-бензилиндол-З-ил.

Наличие объемных заместителей в а-полояении к карбонильной группе, а такж> малая.сн-кислотность ацилышх остатков сникает выход целевых продуктов, а в ряде случаев препятствует протеканию циклиза цзи.

Если соединение (Iii) имеет объошше заместители у нуклвофиыю-

го центра енолята, то это затрудняет протекание стадии альдольной конденсации. Так, например, енолят (ХМ) образует 1П-пираэол-3(2Н)-он (ШШ) с количественным выходом, в то время как его аналог (ХЬе), содержащий более объемный 1-нафтильный заместитель, вообще не циклизуется при длительном кипячении в ТГФ.

Образование енолята (XLe) было подтверждено путем его С-алкили-рования иодистнм метилом.

1. MeI/НИРА -78°С, 0,5h ^3

2. 66°С, 0,5h 1 -NpCHCOÍJSe lile --j

80* СН3СОШв

(Illr)

Увеличение объема заместителя у карбонильной группы, подвергающейся нуклеофильной-атаке, может затруднить протекание стадии альдольной конденсации. Так, например, енолят (XL1), содержащий N-фор-мильную группу, превращается в 1Н-пиразол-э(2Н)-он (XLIIII) с высоким выходом, в то время как его аналог (XLe), имеющий в а-положенин к карбонильной группе более объемный метальный заместитель, не циклизуется в 1Н-пиразол-3(2Н)-он.

Нами отмечено неблагоприятное влияние увеличения объема заместителя, у карбонильной группы, подвергапцейся нуклеофильной атаке, на протекание стадии депротонирования. TáK соединение (Illk) не циклизуется в 1Н-пиразол-3(2Н)-он (ХЫИк) под действием одного эквивалента основания. Это связано с тем, что алкоголят (ХЫк) не является эфективным основанием для депротонирования пространственно затрудненных сн- кислот. Однако, в этом случае неблагоприятное влияние пространственного фактора может быть невилировано путем использования на стадии депротонирования более сильного основания, такого как литийгексаметшщисилазан.

Затруднение в протекании стадии депротонирования наблвдается н в случае альдолей с низкой сн-кислотностью. Так соединения (Illm; и (Hip) не удается превратить в 1Н-пиразол-з(2Н) оны (SLIIIn) и (XLliip) при использовании одного эквивалента основания. Однако, использование второго эквивалента сильного основания позволяет получить 1Н-пиразол-э(2Н)-оны (XLiilm) и (ХЫПр) с хорошими выходаки.

В гидразиде (Illn) кинетическая С-Н кислотность у а-протонов 3-фенилпрогоюшльной группы (0=2,54 м.д.) внпе, чем у а-протоноп про-пионилыюй группы (0=2,13 м.д.), тогда как термодкнакачоская кислотность выше у a-протонов пропионильной группы. Поскольку стадия аль-

дольной конденсации быстрая и обратимая, при использовании одного эквивалента основания образуется термодинамически более устойчивый енолят (ХХп) и затем 1Н-пиразол-з(2Н)-он (шип). При применения двух эквивалентов основания, скорость депротонирования и альдольной конденсации становятся сопоставимыми, что приводит к образованию смеси (1:1) продуктов термодинамического и кинетического контроля -1Н-пиразол-3(2Н)-она (ШШ) и 1Н-пиразол-з(2Н)-она (ШИо).

obi

1Ше

1. UM(Bill03)2/!tHP -78°0, 0,5h

2. бб°о; 1h

Illa

w

(XLa)

ШЙ

30%

phVi-

АЛ'е

Brí

I

lia (XLIIIa)

1 Л3,3]

2.HjO* 2056

H

\

Ph^V^-COJfflUe

Phr / COHHM e Г

(Xa)

OLi

PhV^ji¡íe

OLi (Villa)

Если сн-кислотность ацильных остатков в гидразиде (ill) одинакова и он относится к группе гидразидов с высоким барьером вращения вокруг связи азот-азот, то при действии одного эквивалента сильного основания образуется смесь моно- и диенолятов (хь и VIII). Моноеноля-ты превращаются в 1н-пиразол-з(2н)-оны, а диеноляты в продукты [3,3]-сигматрошюй перегруппировки, описанной нами ранее. Так, на-примьр, из гидразида (Illa) через моно и диеноляты (XLa и Villa) нами получена смесь (3:2) 1Н-пиразол-з(2Н)-она (XLIIIa) и H.N*-дометил- диамида трео-1,2-дифешшштарной кислоты (Ха).

V. Объяснение различий в поведении N,N•-диалкил-N,м•-диацилтадра-зннов в реакциях с сильными основаниями.

При действии на N,N'-диалкил-N,н'-диацилгидразшш (Ш) первого эквивалента сильного основания образуются моноеноляты (XL), химическое поваценно которых зависит от строения исходных Ы.Н'-даалкил-Ы.Ы'-диацилгидразинов. В изучаемом нами случае для протекания стадии внутримолекулярной альдольной конденсации необходимо принятие молекулой заолоненой конформации ф° и отсутствие больших стерических трудностей при нуклеофильной атаке по соседней карбонильной группе.

Эти факторы взаимосвязаны между собой. Однако, если в реакционной смеси содеркиться еще один эквивалент основания, то он мотет перевести моноенолят (XL) в диенолят (VIII). Поэтому химическое поведение N, N' -диалкил-N, N'-диацилгидразинов зависит от соотношения скоростей депротонирования в диенолят (VIII) и стадии альдольной конденсации в альдоль (XLI).

Исходные н,N'-диалкил-н,N'-диацилгидразинн различаются по своему стереохимическому поведению и делятся на две группы: с большим в малым барьером вращения вокруг связи азот-язот. Для N,N'-диалкил-N,н диацилгидразинов с малым барьером вращения вокруг связи азот-азот (вторая группа) содержащих небольшие заместители у атомов азота, • скорость стадии альдольной конденсации выше скорости депротопорова-ния в диенолят (VIII). Поэтому гидразины второй группы образуют IH-ггоразол-3(2Н)-ош (ШП). Однако, при увеличении объемов заместителей у атомов язота в N,N'-диалкил-N,N *-дяацилгидразинах скорости принятия конформации ф° и нуклеофильного присоединения по карбонильной группе уменьшаются, поэтому скорость депротонирования становиться относительно выше, что приводит к образованию диенолятов (VIII), а из последних продуктов [3,3]-'и (3,51-сигматропннх перегруппировок.

Мы обнаружили, что можно предсказывать направление превращения н,N'-диалкил-N, II•-диацилгидразинов, под действием сильных оснований, по наличию магнитной неэквивалентности геминальных протонов в а-по-ложеши к карбонильной группе п спектре ПМР записаном в CDClj. Если протоны магнитно неэквивалентны, то, скорее всего, пойдет (3.31-сиг-матропная перегруппировка, а если магнитно эквивалентны то скорее всего образуется 1Н-пиразол-3(2Н)-он.

ВЫВОДЫ

1. Открыта новая диенолятная [3,3)-сигматропная перегруппировка, позволяющая переходить от M,N*-диалкил-N,М'-диацшцидразипов к R,N*-диалкилдиамидам грео-I,2-дикарбоновых кислот.

2. Обнаружена новая диенолятная [3,5]-снгматропная перегруппировка.

3. Открыта реакция, позволяющая получать 1П-пиразол-3(2Н)-оны из N.N'-w^raui-N.N'-диацилгидразинов, которая является новым вариантом внутримолекулярной кротоновой конденсации.

4. Поредложен новый удобный метод синтеза литийгексвметиддисила-зана, который включает стадию получения бутиллития ln altu.

5. Обнаружено, что N,N*-диалкил-N,N'-диацилгидразинн долятся на

две грушш: с большим и малым барьером вращения вокруг связи азот-азот.-Показано, что это существенным образом сказывается на их химическом поведении в реакциях с сильными основаниями.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Удобный метод получения гексаметидцтсилазана лития./ И.В. . Ыагедов, D.H. Смушкевич, Д.И. Плутицкий, H.H. Суворов.// ЖОХ. -1988, -Т.58, 1®, -С.1934-1935.

2. Hew Maetereoseleotive Method tor Constructing a Carbon Chain by Conversion of N.N'-Dialkyl-N.N'-Diaoylhydrazines to treo-1,2-Di-oarboxylio Aoid Derivatives./ I.V. Uagedov, Yu.I. Smuehkevioh.// J.Chem.Soo.Chem.Oomraun. -1990. N23. -P.1686-1687.

3. Новый диастереоселективный метод построения углеродной цепи. Превращение N.N' -диаякил-N.H' -диащшгидразинов в производные трео-1,2-дакарбоновых кислот./ И.В. Магедов, D.H. Смушкевич.// ЕСгрХ. -1991, -Т.27. Н4. -С.735-741.

4. И.В. Ыагедов, Ю.И. Смушкевич./ Синтез 1,2,3-трим8тил-(к-бензил-3-индолил)пиразол-5-она.// и Всесоюзная конференция "Химия, биохимия и фармакология производных индола." Тез.докл. -Тбилиси. -1991.

Б. Новая диенолятная [3,5]-сигматропная перегруппировка./ И.В. Магедов, Ю.И. Смушкевич.// ЕОрХ. -1991, -Т.27. N8. -С.1770-1774.

-С.153