Реакции SNH в синтезе асимметрических ферроценов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

На правах рукописи

УТЕПОВ А Ирина Александровна

РЕАКЦИИ ¡5р,н В СИНТЕЗЕ АСИММЕТРИЧЕСКИХ ФЕРРОЦЕНОВ

Специальность 02 00 03 - Органическая химия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

0031633 гь

Екатеринбург 2007

003163978

Работа выполнена на кафедре органической химии Уральского государственного технического университета-УПИ

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ.

академик

Чупахин Олег Николаевич

доктор химических наук, профессор Калинин Валерий Николаевич, Институт элементоорганических соединений им АН Несмеянова РАН, г Москва

доктор химических наук, профессор Краснов Виктор Павлович Институт органического синтеза им И Я Постовского УрО РАН, г. Екатеринбург

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ. Институт физической и органической химии им А Е. Арбузова Казанского научного центра РАН

Защита состоится 21 января 2008 г в 15 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.285 08 в Уральском государственном техническом университете-УПИ по адресу 620002, Екатеринбург, ул. Мира 28, третий учебный корпус, УГТУ-УПИ, аудитория Х-420.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского государственного технического университета-УПИ

Ваш отзыв в одном экземпляре, заверенный гербовой печатью, просим направлять по адресу 620002, г Екатерибург, К-2, Уральский годарственный технический университет-УПИ, ученому секретарю Совета Университета, тел. (343) 375-47-74, факс (343) 374-04-58, e-mail, orgchem@mail.ustu.ru

Автореферат разослан 21 декабря 2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат химических наук

Поспелова Т А.

Актуальность работы

В последнее десятилетие наблюдается заметный ренессанс в химии ферроцена Это обусловлено, в первую очередь, каталитическими, а также редокс- свойствами ферроценовых производных В координационной химии последние играют роль жесткого каркаса, удерживающего заместители в определенном положении в пространстве Ферроценильные соединения благодаря специфической, уникальной геометрии, включающей элементы симметрии, находят разнообразное применение в тонком органическом синтезе

Особый интерес представляет синтез гетарилсодержащих ферроценов, в том числе азинилпроизводных Среди этих лигандов наибольшего внимания, пожалуй, заслуживают гомоаннулярные ди- и полизамещенные производные ферроцена, обладающие планарной хиральностью и применяемые в качестве катализаторов в асимметрическом синтезе

В азинилферроценах за счет влияния свободной электронной пары гетероатома создаются предпосылки для появления эффекта CIPE (complex-induced proximity effect) и, как следствие, региоселективного металлирования, и получения продуктов орто-замещения При использовании в таких процессах внешних асимметрических катализаторов становится возможным получать планарно хиральные соединения за счет прохирапьной плоскости ферроценового фрагмента Поэтому гетарилферроцены можно использовать как субстраты для синтеза хиральных лигандов и их металлокомплексных соединений - каталитических реагентов, эмиттеров плоскополяризованного света, соединений с магнитными свойствами Все это обусловливает актуальность изучения химии азинилферроценов, методов их синтеза Цель работы

Существует два широко используемых метода получения гетероциклических производных ферроцена Первый - это построение гетероциклов на ферроценовой матрице с использованием функциональных групп, которые предварительно вводятся в структуру ферроцена Другим методом синтеза гетарилферроценов являются катализируемые переходными металлами, главным образом палладием, различные реакции кросс-сочетания галогенпроизводных гетероциклов и металлоценов

Ещё одной разновидностью кросс-сочетаний являются нуклеофильные ароматические замещения водорода (Sp/^-реакции) - активно развивающаяся область химии и-дефицитных (гетеро)аренов

Выражаю искреннюю благодарность профессору, д х н Русинову Владимиру Леонидовичу за постоянное внимание, ценные советы по этой работе

J\

В соответствии со сказанным, целью работы стало исследование реакции нукпеофильного замещения водорода в азинах с использованием в качестве нуклеофильных реагентов литийферроценов для создания доступных методов синтеза гетарилферроценов В задачу работы вошло изучение общности такого подхода, применимости его к разнообразным азинам moho-, ди- и триазинам с различным расположением гетероатомов в цикле, замещенным и незамещенным, как не аннелированным, так и бензоаннелированным системам Также целью работы является разработка методов синтеза планарво хиральных гетарилферроценов, исследование комплексообразующих свойств синтезированных лигандов с металлами Научная новизна

При изучении реакции ферроцениллития с различными азинами нами найдены оптимальные условия получения исходных реагентов и продуктов реакции, определены основные факторы проведения процесса, сделавшие доступными моно- и l,l'-диазинилферроцены Установлено, что реакция протекает как окислительное замещение водорода по двухступенчатой схеме «присоединение-окисление» - Snh(AO) Впервые зарегистрированы и выделены устойчивые <ти-аддукты в этих реакциях На основании проведенных специальных экспериментов показано, что подходящим окислителем для данной реакции является 2,3-дихлор-5,6-дициан-1,4-бензохинон (DDQ) (табл 1)

На основе пиридилферроцена получены 1,2-гомоаннулярно дизамещенные гетарилферроцены и реализовано препаративное выделение полученных энантиомеров

Синтезированы неизвестные ранее диастереомерно чистые сгн-аддукты в реакции литийоксазолинилферроценов с высокоэлектрофильными гетероаренами

Впервые проведено циклопалладирование гетарилферроценов в асимметрическом варианте для дипиридил- и фенантролинилферроценов В результате получены оптически активные палладоциклы этих соединений - потенциальные эмиттеры плоскополяризован-ного света

Показано, что синтезированные азинилферроцены разного типа образуют комплексы с М1((СНз)эССОО)2 различной архитектуры в зависимости от введенного в ферроцен азагетероциклического фрагмента Практическая ценность

Разработаны эффективные методы синтеза моноазинилферроценов, 1,1'-диазинилферроценов, сделавшие их доступными Синтезированные хиральные гетероциклические производные ферроцена являются привлекательными для использования в качестве каталитических реагентов в стереоселективном синтезе Для

этих же целей синтезированы новые металлокомплексы на основе ферроценовых лигандов, которые переданы также на испытания их магнитных свойств

Публикации и апробация работы

Основные материалы диссертации опубликованы в 2 статьях Результаты работы доложены и обсуждены с опубликованием тезисов на международных и российских конференциях по органической и гетероциклической химии (Европейский симпозиум по органической химии, Хельсинки, 2005, Международный конгресс по гетероциклической химии, Палермо, 2005, Международный симпозиум по органической химии, Судак, 2006, Молодёжная школа по органической химии, Звенигород, 2006, Конференция по органической химии «Органическая химия от Бутлерова и Бейльштейна до современности», Санкт-Петербург, 2006)

Работа выполнена при поддержке грантами для НИР аспирантов вузов федерального агентства по образованию (А04-2 11-534), Совета по грантам Президента Российской Федерации (программа государственной поддержки ведущих научных школ, грант НШ-9178 2006 3), проектов РФФИ (06-03-32764-а, 07-03-96104-р_урал_а), Уральского Научно-образовательного центра «Перспективные материалы» (грант СМ)Р ВР2М05)

Структура и объем работы Диссертационная работа общим объемом 122 страниц машинописного текста состоит из введения, обсуждения результатов, выводов и экспериментальной части Библиографический список - 95 работ Диссертация содержит 32 схемы, ¡3 таблиц и 18 рисунков

Основное содержание работы

1. Литературный обзор «Синтез гетарилферроценов»

Глава включает обзор литературных данных по методам синтеза и свойствам гетероциклических производных ферроцена, в котором показано, что ферроценовые соединения представляют значительный интерес как лиганды для координационной химии, реагенты для асимметрического катализа, редокс-активные соединения, магнитные материалы, а многообразие свойств соединений ферроцена позволяет конструировать на их основе молекулярные устройства

2. Обсуждение результатов

Во второй главе представлены исследования 8цн-реакции литийферроценов с азинами Как уже упоминалось (стр4), основной целью данной работы является получение гетероциклических планарно хиральных производных ферроцена В качестве

исходных соединений для синтеза оптически активных, ферроценов нами были использованы азинилферроцены Синтез этих соединений, в свою очередь, базируется на в^-реакции азинов с литийпроизводными ферроцена как нуклеофильными реагентами

12 А Б В

Хотя в литературе были единичные сообщения о таких реакциях, они никогда не рассматривались как 8ы'г-процессы По этой причине абсолютно не было уделено внимания вопросу об окислителе - обязательном партнере 8мн-реакций На самом деле в данных превращениях окислитель присутствовал всегда - это был кислород воздуха, мы установили, что в инертной атмосфере аргона ароматизация аддуктов не идет вообще, гетарилферроцены не образуются даже в следовых количествах Нам удалось найти условия синтеза гетарилферроценов, сделавшие доступными эти соединения Превращения проходят в две стадии На первой происходит присоединение литийферроцена 2 к азину с образованием ан-адцукта А, который под действием воды переходит в дигидросоединение Б Образование продуктов гидролиза Б подтверждает отсутствие продуктов ароматизации при использовании в качестве окислителя сухого воздуха (табл 1) Вторая стадия - ароматизация интермедиатов - проходит в присутствии окислителя с образованием соответствующих азинилферроценов В

2.1. Получение монозамещеняых азинилферроценов

Ферроцениллитий был нами получен из бромферроцена, который был синтезирован по усовершенствованному методу, включающему следующую цепочку превращений Ферроцен 1 вводят в реакцию с ацетатом ртути в хлористом метилене с образованием ацетилмеркурферроцена 3, который под действием бромистого калия превращается в броммеркурферроцен 4 Далее в результате реакции 3 с бромной медью в ДМСО в течение 10 часов образуется монобромферроцен 5 Все процессы протекают при комнатной температуре с высокими выходами

о? огн?ОАС о-н?Вг ОГВг

99%' ^^ 99% 70%

1 ° 3 4

Литийферроцен 2, полученный при взаимодействии бромферроцена 5 с н-ВиЬ|, легко вступает в реакцию с азинильными производными в диэтиловом эфире при комнатной температуре с образованием он-аддуктов Выделить или зарегистрировать иным способом подобные аддукты до наших работ не удавалось, так как при контакте с кислородом воздуха, как уже упоминалось, они подвергаются мгновенному спонтанному окислению Проведенные исследования по подбору окислителя для данного превращения (табл 1) показали, что оптимальным является использование в реакции ферроцениллития с азинами 2,3-дихлор-5,6-дициан-1,4-бензохинона

Экспериментальные данные по выбору окислителя (выход, %)

Таблица 1

Метод Соединением^ М И [в] [г] [д]

7а смола 38 40 67 -

7е - 44 48 79 -

7н - 45 52 80 -

[а] Сухой воздух (барботирование реакционной смеси в течение 1 часа)

[б] РеСЬ, НгО (реакционная смесь была прибавлена к водному раствору РеС1з)

[в] Кз|Ре(СМ)б], Н20 (реакционная смесь была прибавлена к водному раствору

К3[Ге(СН)6])

[г] 00(} (раствор ООС} в ТГФ добавлен к реакционной смеси)

[д] Ароматизация аддуктов проводилась в аргоне

Также были оптимизированы другие условия этой реакции порядок смешения соотношение реагентов, определена температура превращений, растворитель, время проведения процесса и т п , позволяющие достигнуть максимальной конверсии исходных реагентов В результате были синтезированы соединения 7а-о с вполне удовлетворительными выходами (табл 2)

В дизайн лигандов по этой схеме могут быть вовлечены превосходные аналитические реагенты, такие как 2,2'-бипиридил, фенантролин, 8-оксихинолин, 8-метоксихинолин

Вг

Ке 5

" ВиЧ' Ре + к ) эфир /г-^ 14

10 мин

2

С1. С1

25°С

ба-о

эфир 15 мин.

Ке А

Ре

об«}

N0 CN Выходы моноазинилферроценов 7

15 мин.

7а-о

Таблица 2

Соединения Азинильный фрагмент Выход, %

7а пиридил-2 67

76 хинолин-2-ил 67

7в изохинолин-3-ил 1Ю 60

7г акридин-9-ил (¿0 80

7д пиридазин-3-ил 75

7е пиримидин-4-ил 79

7ж пиразин-2-ил 61

7з 2,3-дифенил пиразин-5-ил А* 68

7и фталазин-1-ил 68

7к хиноксалин-2-ил <х 70

7л 5,6-ди-и-метоксифенил 1,2,4-триазин-З-ил ы ^РЬ-в-ОМе IX ""^Г4«! р-ОМе 67

7м 2,2'-дипиридил-6 78

7н [1,10]-фенантролинил-2-ил 80

7о 8-метоксихинолин-2-ил л» ОМе 85

Строение соединений 7, а также всех остальных, описанныч в работе, установлено на основании данных ЯМР'Н спектроскопии, ИК спектроскопии, масс-спектрометрии, элементного анализа.

В спектрах ЯМР 'Н азинилферроценов 7 присутствуют сигналы протонов, характерных для монозамещенного ферроцена, в виде пятипротонного синглета незамещенного циклопентадиенильного кольца в области <5=4 0-4 2 м д и двух мультиплетов с интенсивностью в два протона, соответствующих сигналам монозамещенного циклопентадиенильного фрагмента ферроцена в области 3-4 3-5 3 м д, а также протонов гетероциклической части этих соединений

Для однозначного определения молекулярного и кристаллического* строения новых соединений 7 был использован метод рентгеноструктурного анализа (рис 1)

В структурах кристаллических решеток синтезированных соединений наблюдается образование димерных 7е (рис 2), 7н или полимерных 7м структур, это может представлять интерес для изучения магнитных свойств как самих лигандов, так и их комплексов с переходными металлами

2 2 Механизм реакции азинов с ферроценнллитием

он-Аддукты моно- и диазинов с ферроценнллитием неустойчивы, видимо, поэтому ранее они только постулировались как интермедиаты Нами их образование было зарегистрировано при помощи ЯМР эксперимента с использованием в качестве электрофильного субстрата незамещенного пиразина Спектр был записан сразу же после приготовленния т situ непосредственно в ампуле литийферроцена и добавления к нему пиразина в ТГФ-t/g В спектре ЯМР 'Н смеси литийферроцена и пиразина был

Рис 1 Молекулярная структура пиримидинилферроцена 7е

Рис 2 Структура димера соединения 7е в кристалле

' Выражаю благодарность 3 А Стариковой, П А Слепухину за проведение рентгеноструктурных исследований

зарегистрирован сигнал протона при ар3-атоме углерода с характерным для подобных соединений химическим сдвигом 5 59 м д

Использование в реакции с ферроцениллитием более высокоэлектрофильных пиридилтриазинов позволило нам впервые выделить и охарактеризовать устойчивые он-аддукты 8п,р Так, пиридилтриазины 6п,р при комнатной температуре вступают в реакцию с реагентом 2 с образованием сн-аддуктов 8 Полученные соединения 8 устойчивы к воздействию кислорода воздуха и различных растворителей Ароматизация таких интермедиатов происходит в присутствии БО(2 при комнатной температуре с образованием соответствующих триазинилферроценов 7п,р Методом ВЭЖХ* было определено, что данные соединения образуются в рацемической форме

п) II = Н, р) Я = ОМе

В спектрах ЯМР 'Н он-аддуктов 8п,р присутствуют синглеты в области 5 65-5 76 м д, соответствующие протонам при лр3-гибридном С-атоме и сигналы группы ЫН (¿=11 м д), что свидетельствует об образовании дигидросоединений азинов (рис 3) Соответственно в спектре ЯМР 13С соединений 8 регистрируется сигнал ¿у?3-гибридного атома углерода С(5) в области 50 м д В спектре 20 НМВС наблюдаются кросс-пики, обусловленные протон-углеродными взаимодействиями через 2-3 связи, протона Н(5) с углеродами замещенного циклопентадиена и с углеродами С(3) и С(6) триазинового цикла

В спектрах ЯМР 'Н ароматических соединений 7 отсутствуют сигналы протонов при С(5) и N(4) атомах, а сигналы протонов замещенного циклопентадиена смещены в более слабую, чем в он-аддукте, область (рис 4). В спектрах ЯМР 13С характерный сигнал чръ-гибридного углерода не наблюдается

* Аналитическая колонка с хиральной фазой (Лига 1се1 СЮ-Н

il

JULiU

Рис 3 Спектр ЯМР1 H 1-[6-(4-метоксифенил)-3-(пиридил-2)-4,5-дигидро-4(Н)-1,2,4-триазин-5-ил]-ферроцена 8р

J_LJL

Рис 4 Спектр ЯМР1 H 1-[6-(4-метоксифенил)-3-(пиридил-2)-1,2,4-триазин-5-ил]-ферроцена 7р

Вырастить кристалл соединений 8 не удалось, однако в кристаллической форме был получен комплекс одного из них с ¿пСЬ Металлокомплекс 9п образуется при взаимодействии хлористого цинка с фенилпиридилтриазинилферроценом 8п в соотношении 1 1 при комнатной температуре в смеси ацетонитрил-бензол, а кристаллы этого производного для РСА - при перекристаллизации из метанола

Рис 5 Молекулярная структура металлокомплекса 9п (для удобства восприятия атомы водорода и фенильные заместители не показаны)

По данным рентгеноструктурного анализа производное 9п (рис 5) кристаллизуется в пространственной группе Рс1<& ромбической сингонии С катионом металла связаны три нейтральные молекулы гетарилферроценового лиганда с ЛИЗ/БвК конфигурацией зр-гибридных атомов триазинового цикла Тип координации - искажённый октаэдр Анионная часть образована ионами ХпСЦ2" Находящиеся в одинаковой конфигурации лиганды связаны с атомом цинка по N(4) атому триазинового цикла и атому азота пиридина При этом ферроценильные группы, вероятно, осуществляют дополнительное к-х взаимодействие с ароматическими системами соседних лигандов (межплоскостное расстояние 3 3-3 5А) Третий лиганд, находясь в противоположной конфигурации, связан с атомом металла по N(2) атому триазина и атому азота пиридина Ферроценильная группа этого лиганда развёрнута относительно плоскостей соседних лигандов и в дополнительном п-п взаимодействии не участвует

2 3. Синтез 1,1-диазинилферроценов

При изучении реакций ферроценюшития с азинами было установлено, что не существует принципиальных различий в проведении реакции нуклеофильного замещения водорода в азинах при замене нуклеофильного реагента на дилитийферроцен Так, ],]'-дилтийферроцен 10, полученный при взаимодействии ферроцена с двухкратным избытком н-Ви!л в присутствии ТМЕДА (Ы.Н^К'-тетраметилэтилендиамина), гладко взаимодействует с двойным эквивалентом гетероцикпов с образованием 1,1'-диазинилферроценов 11 (табл 3) Ароматизация промежуточных соединений также происходит при действии ООО

<ОГ"Ь| х-х 1) гексан О^Г

V + О -60°с'14 . Ке

* 2,№0'15мин-

ю 6

11а,б,д-ж,и,к,м-о

В спектрах ЯМР 'Н соединений 11 присутствуют характерные сигналы дизамещенного ферроцена в виде двух мультиплетов с интенсивностью в два протона циклопентадиенипьных фрагментов в области <5=42-5 2 мд, а также двойною набора сигналов протонов соответствующих гетероароматических фрагментов

Соединения 11 представляют интерес не только для изучения фотофизических и магнитных свойств металлокомплексов на их основе, но и для исследования их

физиологической активности, так как среди платиновых комплексов 1Д'-дигетарилферроценов известны производные, обладающие противораковым действием В настоящее время нами исследуется физиологическая активность синтезированных соединений в отношении биомишеней бактериальных и эукариотических клеток (Институт общей генетики РАН, г Москва)

Выходы диазинилферроценов 11 ___ Таблица 3

Соединения Азинильный фрагмент Выход, %

Па пиридил-2 63

116 хинолин-2-ил JQQ 61

Пд пиридазин-3-ил 60

Не пиримидин-4-ил 62

Пж пиразин-2-ил 60

Пи фталазин-1-ил ¥Т4! 70

Пк хиноксалин-2-ил Хо 60

11м 2,2'-дипиридил-б 63

Пн [!,10]-фенантролинил-2-ил 65

Но 8-метоксихинолин-2-ил i» ОМе 64

2 4 Оптически активные ферроцены 2 41 Синтез 1,2-дизамещенных производных ферроцена

Большинство литературных данных посвящено получению оптически активных соединений на основе ферроценовых структур, уже содержащих в своем строение оптически активный центр И только редкие статьи, по нашей оценке, не более 1-3%, содержат работы по синтезу энантиомерно чистых ферроценовых структур при использовании в качестве исходных соединений ахиральных молекул

Для получения энантиомерно чистых соединений на основе ахиральных азинилферроценов нами были предприняты попытки использовать для этих целей метод асимметрического синтеза Азинильные фрагменты в структуре ферроцена являются заместителями, способствующими региоселективному литиированию посредством азометиновой группы и получению продуктов только орто-зшещент (С1РЕ-эффект) за счет возникновения связи N-1,1 в промежуточном состоянии 12 и 12' Если для металлирования гетарилферроценов использовать комплексные соединения н-, втор- или трет-бутиллитяя с асимметрическими реагентами, то создаются предпосылки для возникновения асимметрической индукции и появления планарно хирального литийпроизводного ферроцена, стерически более благоприятного из возможных стереоизомеров

Действительно, в описанных условиях образуется два стереоизомера, однако энантиоселективность невысока Использование различных внешних асимметрических катализаторов, таких как (-)-спартеин, Д,й-диаминоциклогексан, применение ТМЕДА как стабилизирующего реагента для литийпроизводных, варьирование условий реакции, металлирующих агентов не привели к получению энантиомерно чистых производных ферроцена Соединения 13,14 образовывались с энантиоселективностью не более 20%

Разделить энантиомеры 136 и 146 нам удалось при помощи ВЭЖХ с использованием препаративной колонки с хиральным сорбентом С1нга1се1 СЮ-Н На рис 6 показан пример хроматограмм фракций после препаративного разделения Время выхода для данныч энантиомеров производных близкое, поэтому в результате препаративного разделения нами было получено 3 фракции В первой фракции находился один изомер в оптически чистом виде, ее>99%, во второй - смесь 1 и 2, в третьей - второй, ее=90% (рис 6)

12'

14а,б

Я = а) Ме, б)Р(РИ),

'2

Время выхода 40 мин

Время выхода 44 мин

Время выхода 46 мин

Фракция 1

Л

Фракция 2

Фракция 3

Рис 6 Хроматограммы фракций после препаративного выделения 136 и 146 Колонка СЬ1гасе1 (Ю-Н, элюент гексан/изопропанол 80/10, 4 мл/мин, УФ детектор 254 нм

2.4.2 Синтез диастереомерно чистых оксазолинилферроценов

Как уже упоминалось, для дизайна планарно хиральных ферроценовых соединений в подавляющем большинстве случаев используются исходные вещества, содержащие асимметрический атом в своем строении Для получения энантиомерно чистых гетарилферроценов в качестве таких соединений нами были выбраны оксазолинилферроцены, на основе которых получены лиганды с высокой каталитической активностью

Хиральные оксазолинилферроцены 17 были синтезированы при помощи известного препаративного метода, основанного на амидировании хлорангидрида ферроценкарбоновой кислоты соответствующими оптически активными /?-аминоспиртами и последующей циклизации полученных гидроксиамидов 16 с высокими выходами

чОг^он ОН СОгАЛ'р

15 к 1ба-в 17а-в

Ь{ = а) СН3, б) 1-Рг, в) РК

Соединения 17, содержащие в структуре оксазолинового цикла асимметрический атом углерода, вступают в реакцию стереоселективного литиирования По предположительному механизму этого превращения (работы Саммакиа) наведение асимметрической индукции объясняется С1РЕ-эффектом, а также пространственной

ориентацией заместителей (метальной, изопропильной или фенильной группы) при асимметрическом центре оксазолинового цикла в процессе образования переходного состояния оксазолинилферроцена с металлирующим агентом Стабильность переходного состояния повышается при использовании в качестве комплексообразующего реагента ТМЕДА Таким образом, литиирование проходит стереоселективно, и в результате образуется одно из литийпроизводных 18, согласно данным Саммакиа, соответствующее стерически менее напряженному переходному состоянию

Для получения диастереомерно чистых гетероциклических производных оксазолинилферроценов нами был использован метод введения гетероциклических синтонов в структуру оксазолиниллитийферроценов 18. основанный на прямой нуклеофильной атаке оксазолиниллитийферроценов 18 на Ы=С-Н связь азина

я

у.

Ч

н

\iaai/ и-вииеьо Ре

Ре

ТМЕДА,-78»С

17

Я'=Ме (50гЬ176 Я'=(-Рг (5„>17в К'-РН

ОСНОВНОЙ —

к

А

1л

Л -Л1?'

Ре

► Ре и --

сопутствующая

18

(5^ ./у-Ш К'=Ме

О^яр-Ш К'=И|

19,20

/?р> /?Тг)-19а Ю=Ме, Я2=РЬ (Х0г, Яр ДТг)-19б Я'=/-Рг, Я-=РЬ

(^Л КТг)-,9в Л'=РЬ,К2=РЬ

Л0, йт,)-20я К'=Ме, К3-я-МеОР(1 (50г, йр, Лт,)-20б Я'=(-Рг, Я^я-МеОРЬ

В результате взаимодействия хирапьного 1-[4(5)-алкил-2-оксазолин-2-ил]-2-литий-ферроцена 18 с производными 3-(пиридил-2)-1,2,4-триазинов нам удалось получить 1,2-дизамещенные ферроцены 19, 20 с определенной конфигурацией и высокой оптической чистотой (табл 4) Соединения 19, 20 были выделены при помощи колоночной хроматографии на 8102, строение было подтверждено данными ПМР-, ИК-спектроскопии, масс-спектрометрии, элементным анализом

Структуры 19, 20 имеют три элемента симметрии атом углерода в оксазолиновом кольце, зр3-атом углерода, плоскость циклопентадиенильного кольца ферроцена

Оптическая чистота синтезированных производных 19, 20 определена при помощи метода ВЭЖХ на аналитических колонках с хиральными фазами С1нга1се1 Ой, С1нга1се] ОП-Н, С1у1га1рак АО* (табл 4)

Оптическая частота соединений 19,20

Таблица 4

Соединения 19,20 Диастереомерный избыток (йе), %

19а Я'=Ме, Я^РИ 97 (АО)

196 ЯЧ-Рг, Я^РЬ 86 (ОБ)

19в К'=РЬ,Я'=РЬ 92 (АО)

20а Я'=Ме, ЯЧг-РЮМе 78 (ОО-Н)

206 ЯЧ-Рг, ЯЧг-РЬОМе > 99 (АО)

20в Я'=РЬ, ЯЧг-РЮМе 92 (ОО-Н)

Абсолютная конфигурация производных 19, 20 установлена методом рентгено-структурного анализа никелевого комплекса лиганда 196 Металлокомплекс 216 был получен в результате реакции лиганда 196 с пивалатом никеля ((СНз)зССОО)2Ы1 По данным РСА диастереомерные 1,2-дизамещенные ферроцены 19, 20 (рис 7) имеют абсолютную конфигурацию (Зог, Яр, Хтг) 5ог-по атому угрода в оксазолиновом фрагменте, йр-по планарной хиральности, Лтг- по лу>3-атому углерода в триазиновой части соединений

При попытке ароматизовать соединения 19, 20 не удалось выделить соответствующие 8мн-продукты, возможно, из-за стерических затруднений, вызванных стремлением гетероциклических заместителей (оксазолинового, гетероароматического) занять копланарное положение относительно функционализированного циклопентадиенильного кольца ферроцена

Выражаю глубокую благодарность профессору, д х н В А Даванкову, к х н ММ Ильин) (Институт >яементорганических соединений им А Н Несмеянова РАН) за помощь в определении оптическом частоты полученных производных

Рис 7 Структура комплекса 216 (атомы водорода не показаны, кроме атома при зр3-углероде)

2 4 3. Асимметрическое циклопалладироваиие монозамещениых гетарилферроценов*

Асимметрическое циклопалладироваиие прохиральных аминов и иминов с внешним оптически активным катализатором позволяет с высоким энантиомерным выходом получать планарно хиральные палладоциклы - производные ферроцена, обладающие люминесценцией в растворе Циклопалладированные производные обычно используются в качестве катализаторов для кросс-сочетаний, а также для синтеза новых хиральных бидентатных лигандов посредством разрушения связи С-Рс1 Среди циклопалладированных соединений дипиридила известны производные, обладающие флюоресценцией в растворе и применяющиеся для синтеза жидких кристаллов

Совместно с лабораторией ИНЭОС (проф В И Соколова) синтезированные описанным выше методом ферроценильные производные 2,2'-бипиридила и фенантролина были введены в реакцию асимметрического циклопалладирования. в ходе которой образуется планарно хиральный фрагмент 1,2-дизамещенного ферроцена

Палладиевые бициклы 22 были синтезированы с высоким выходом в метаноле при рН контроле в условиях катализа солью Ы-ацетил-О-лейцина В случае 22н применяли двойной эквивалент соли, чтобы избежать образования комплекса типа Ь2Р(Ю1г

" Выражаю глубокую благодарность проф В И Соколову, Л А Ьулыгиной (Институт элементорганических соединений им Л Н Несмеянова РАН) за большую помощь в разделе 24 3

Ме РШСОМе 22н

Ме^АхЮН ' ^2РаС14,рН = 7 42

Оптическое вращение циклопалладированных продуктов не удалось измерить в стандартных условиях при 589 нм (стандартная Б-линия натриевой лампы) ввиду высокого поглощения раствора интенсивно фиолетового цвета Попытки определения энантиомерного состава соединений 22 методом ВЭЖХ на хиральных колонках также оказались безуспешными В связи с этим было проведено хироптическое исследование методом кругового дихроизма На рис 8 приведены спектры КД соединения 22м в СНгСЬ в диапазоне концентраций от 0 05 до 1 0 г/л Независимость положения и интенсивности эффектов Коттона от концентрации доказывает оптическую активность соединений и указывает на отсутствие равновесных процессов в растворе

Рис 8 Спектры кругового дихроизма соединения 22м

Подробное исследование поведения 22м в нескольких реакциях, типичных для палладоциклов с бидентатными (N,0) лигандами, показало чрезвычайную устойчивость вещества Оно остается неизмененным после карбонилирования в метаноле, кипячении с толаном в толуоле, нагревании с алкилакрилатами в присутствии триэтиламина Единственная реакция с разрывом связи Р<1-С, которую удалось осуществить, - это реакция с металлическим оловом, но продуктом был не ожидаемый хелат олова, а исходное соединение 7м Такую устойчивость связи Р&-С, несомненно, следует объяснить наличием тридентатного (N,N,0) лиганда, обуславливающего жесткое связывание атома палладия с дипиридилферроценом

2.5. Синтез комплексов моно- и диазинилферроценов с N1(11)

Металлокомплексы гетарилферроценов интересны для изучения их магнитных свойств Нами были проведены исследования комплексообразования полученных азинилферроценов Установлено, что бидентатные лиганды могут образовывать различные по геометрии металлокомплексы в реакции с пивалатом никеля

сА 6

\Т \1

N. N0

а

? К О!

23к

Рис 9 Структура комплекса 23к (атомы водорода не показаны)

В случае хиноксалинилферроцена 7к образуется биядерный центросимметричный кластер, в котором два атома никеля координируют с двумя молекулами лиганда, в результате наблюдается наведение связи металл-металл 2 6328 А

Дипиридилферроцен 7м и фенантролинилферроцен 7н вступают в реакцию комплексообразования с пивалатом никеля с образованием моноядерных комплексов типа 24м

Рис 10 Структура комплекса 24м

Металлокомплексы 23, 24 переданы в ИПФХ (г Черноголовка) для испытаний каталитических свойств, а также для изучения магнитных свойств в Институт физики ме!аллов УрО РАН

Выводы

1 Предложен эффективный, имеющий общий характер способ синтеза монозамещенных и гетероаннулярно дизамещенных азинилферроценов Метод позволяет прямым некаталитическим способом получать широкий ряд азагетероциклов, расширить возможности образования С-С связей, для которых сегодня наиболее широко используются катализируемые металлами кросс-сочетания

2 Экспериментально показано, что реакция нуклеофильного замещения водорода в азинах, где в качестве нуклеофила выступают литийферроцены, идет через стадию образования он-аддуктов Впервые зарегистрирован спектрально сгн-аддукт ферроцениллития с пиразином, а в реакции с пиридилтриазинами подобные интермедиаты выделены и идентифицированы

3 1-(Пиридил-2)-2-дифенилфосфиноферроцен получен в виде смеси двух стереомеров, которые выделены как индивидуальные соединения методом ВЭЖХ с использованием препаративной колонки с хиральным носителем

4 Разработан эффективный способ диастереоселективного синтеза новых оптически активных полидентатных гетероциклических ферроценовых лигандов, сочетающих в себе как центральноатомную, так и пленарную хиральность Определена их абсолютная конфигурация Полученные производные ферроцена, а также их комплексы с переходными металлами являются потенциальными катализаторами асимметрического синтеза

5 Проведено циклопалладирование азинилферроценов в асимметрическом варианте, по данным хироптического исследования палладоциклов установлено, что они получены в оптически активной форме

6 Синтезированные в работе гетероциклические производные ферроцена являются моно- и бидентатными лигандами для синтеза комплексов с переходными металлами

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях'

1 О N Chupakhin, 1 A Utepova, 1S Kovalev, V L Rusinov, Z A Starikova Direct C-C Coupling of Ferrocenylhthium and Azaheterocycles by Nucleophilic Substitution of Hydrogen -Synthesis of Mono- and l.l'-Diazmylferrocenes Eur J Org Chem, 2007,5, 857-862

2 Л А Булыгина, В И Соколов, И А Утепова. В Л Русинов, О Н Чупахин Асимметрическое циклопалладирование Ь^Д'-дипиридил-б^ферроцена и 1-(1,10-фенантролин-2-ил)ферроцена Изв АН, сер Хим, 2007 № J 1039-1041

3 И А Утепова, А Е Лахина, М В Вараксин, И С Ковалёв, В Л Русинов, П А Слепухин М И Кодесс, О Н Чупахин Стабильные сп-аддукгы в реакциях производных ферроценилилития с азинами Изв АН, сер Хим, per N2 9906

Работа доложена с опубликованием тезисов на научных конференциях

1 О N Chupakhm, 1 S Kovalev, IA Utepova, V L Rusmov Direct introduction of ferrocene moiety into azaheterocycles 14th European Symposium on Organic Chemistry Book of abstracts Helsinki, Finland, 2005 p 293

2 ON Chupakhm, IS Kovalev, IA Utepova, VL Rusinov, VN Charushm The C-C coupling of ferrocenes with electron-deficient azaaromatics - a new route for construction of heterocyclic llgands and complexes 20th International Congress of Heterocyclic Chemistry Book of abstracts Palermo, Italy, 2005 p 507

3 И А Утепова, И С Ковалев, В Л Русинов, ОН Чупахин Получение 1,2-дизамещенных азинилферроценов International Symposium on Advanced Science in Organic Chemistry Book of abstracts Sudak, Ukraine, 2006 с 177

4 И А Утепова, И С Ковалёв, В Л Русинов, ОН Чупахин Прямое С-С сочетание ферроцениллития и азагетероциклов с помощью методологии нуклеофильного замещения водорода Синтез 1-азинилферроценов и 1,1'-диазинилферроценов Материалы конференции по органической химии «Органическая химия от Бутлерова до Бейльштейна до современности» Сборник тезисов Санкт-Петербург, 2006, с 357

5 MB Вараксин, И А Утепова, И С Ковалёв, BJI Русинов, ОН Чупахин Синтез планарно хиральных азинильных производных оксазолинилферроценов Тезисы докладов IX Молодежной школы по органической химии Тезисы докладов Москва. 2006, с 97

6 VI Sokolov, LA Bulygina, IA Utepova, VL Rusinov, ON Chupakhm Asymmetric cyclopalladation of 3-ferrocenyl-2,2'-bipyndyl and 2-ferrocenylphenantrolme Structure, stereochemistry and reactions 15th European Symposium on Organic Chemistry Book of abstracts Dublin, Ireland, 2007, p 385

7 И,А Утепова, M В Вараксин, A E Лахина, И С Ковалёв, В Л Русинов, О Н Чупахин Стабильные о"-аддукты в реакциях ферроценилилития с азинами XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии Международный симпозиум «Нуклеофильное замещение водорода в ароматических системах и родственные реакции» Сборник тезисов 5 Москва, 2007, т 5, с 487

Подписано в печать Плоская печать

Формат 60 х 84 1/16 Тираж 120

Бумага писчая Заказ № 567

Ризография НИЧ ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 620002, г Екатеринбург, ул Мира 19

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ СИНТЕЗ ГЕТАРИЛФЕРРОЦЕНОВ

1.1. Введение

1.2. Получение гетарилферроценов, методом построения гетероциклической системы на ферроценовой матрице

1.3. Методы прямого введения гстарильного фрагмента в ферроцены

Актуальность работы

В последнее десятилетие наблюдается заметный ренессанс в химии ферроцена. Это обусловлено, в первую очередь, каталитическими, а также редокс- свойствами ферроценовых производных. В координационной химии последние играют роль жесткого каркаса, удерживающего заместители в определенном положении в пространстве. Ферроценильные соединения благодаря специфической, уникальной геометрии, включающей элементы симметрии, находят разнообразное применение в тонком органическом синтезе.

Особый интерес представляет синтез гетарилсодержащих ферроценов, в том числе азинилпроизводных. Среди этих лигандов наибольшего внимания, пожалуй, заслуживают гомоаннулярные ди- и полизамещенные производные ферроцена, обладающие планарной хиральностыо и применяемые в качестве катализаторов в асимметрическом синтезе.

В азинилферроценах за счет влияния свободной электронной пары гетероатома создаются предпосылки для появления эффекта CIPE (complex-induced proximity effect) и, как следствие, региоселективного металлирования, и получения продуктов орто-замещения. При использовании в таких процессах внешних асимметрических катализаторов становится возможным получать планарно хиральные соединения за счет прохиральной плоскости ферроценового фрагмента. Поэтому гетарилферроцены можно использовать как субстраты для синтеза хиральных лигандов и их металлокомплексных соединений - каталитических реагентов, эмиттеров плоскополяризованного света, соединений с магнитными свойствами. Все это обусловливает актуальность изучения химии азинилферроценов, методов их синтеза.

Цель работы

Существует два широко используемых метода получения гетероциклических производных ферроцена. Первый - это построение гетероциклов на ферроценовой матрице с использованием функциональных групп, которые предварительно вводятся в структуру ферроцена. Другим методом синтеза гетарилферроценов являются катализируемые переходными металлами, главным образом палладием, различные реакции кросс-сочетания галогенпроизводных гетероциклов и металлоценов.

Ещё одной разновидностью кросс-сочетаний являются нуклеофильные тт ароматические замещения водорода (Sn -реакции) - активно развивающаяся область химии л-дефицитных (гетеро)аренов.

В соответствии со сказанным, целью работы стало исследование реакции нуклеофильного замещения водорода в азинах с использованием в качестве нуклеофильных реагентов литийферроценов для создания доступных методов синтеза гетарилферроценов. В задачу работы вошло изучение общности такого подхода, применимости его к разнообразным азинам: моно-, ди- и триазинам с различным расположением гетероатомов в цикле, замещённым и незамещённым, как не аннелированным, так и бензоаннелированным системам. Также целью работы является разработка методов синтеза планарно хиральных гетарилферроценов, исследование комплексообразующих свойств синтезированных лигандов с металлами.

Научная новизна

При изучении реакции ферроцениллития с различными азинами нами найдены оптимальные условия получения исходных реагентов и продуктов реакции, определены основные факторы проведения процесса, сделавшие доступными моно-и ^^-диазинилферроцены. Установлено, что реакция протекает как окислительное замещение водорода по двухступенчатой схеме «присоединение-окисление» -Snh(AO). Впервые зарегистрированы и выделены устойчивые оп-адцукты в этих реакциях. Иа основании проведенных специальных экспериментов показано, что подходящим окислителем для данной реакции является 2,3-дихлор-5,6-дициан-1,4-бензохинон (DDQ) (табл. 1).

На основе пиридилферроцена получены 1,2-гомоаннулярно дизамещенные гетарилферроцены и реализовано препаративное выделение полученных энантиомеров.

Синтезированы неизвестные ранее диастереомерно чистые ан-аддукты в реакции литийоксазолинилферроценов с высокоэлектрофильными гетероаренами.

Впервые проведено циклопалладирование гетарилферроценов в асимметрическом варианте для дипиридил- и фенантролинилферроценов. В результате получены оптически активные палладоциклы этих соединений -потенциальные эмиттеры плоскополяризованного света.

Показано, что синтезированные азинилферроцены разного типа образуют комплексы с №((СНз)зССОО)2 различной архитектуры в зависимости от введенного в ферроцен азагетероциклического фрагмента.

Практическая ценность

Разработаны эффективные методы синтеза моноазинилферроценов, 1,1'-диазинилферроценов, сделавшие их доступными. Синтезированные хиральные гетероциклические производные ферроцена являются привлекательными для использования в качестве каталитических реагентов в стереоселективном синтезе. Для этих же целей синтезированы новые металлокомплексы на основе ферроценовых лигандов, которые переданы также на испытания их магнитных свойств.

Публикации и апробация работы

Основные материалы диссертации опубликованы в 2 статьях. Результаты работы доложены и обсуждены с опубликованием тезисов на международных и российских конференциях по органической и гетероциклической химии (Европейский симпозиум по органической химии, Хельсинки, 2005; Международный конгресс по гетероциклической химии, Палермо, 2005; Международный симпозиум по органической химии, Судак, 2006; Молодёжная школа по органической химии, Звенигород, 2006; Конференция по органической химии «Органическая химия от Бутлерова и Бейльштейна до современности», Санкт-Петербург, 2006).

Работа выполнена при поддержке грантами для НИР аспирантов вузов федерального агентства по образованию (А04-2.11-534), Совета по грантам Президента Российской Федерации (программа государственной поддержки ведущих научных школ, грант НШ-9178.2006.3), проектов РФФИ (06-03-32764-а, 07-03-96104-рурала), Уральского Научно-образовательного центра «Перспективные материалы» (грант CRDF ВР2М05).

Структура и объем работы Диссертационная работа общим объемом 122 страниц машинописного текста состоит из введения, обсуждения результатов, выводов и экспериментальной части. Библиографический список - 95 работ. Диссертация содержит 32 схемы, 13 таблиц и 17 рисунков.

ВЫВОДЫ

1. Предложен эффективный, имеющий общий характер способ синтеза монозамещенных и гетероаннулярно дизамещенных азинилферроценов. Метод позволяет прямым некаталитическим способом получать широкий ряд азагетероциклов, расширить возможности образования С-С связей, для которых сегодня наиболее широко используются катализируемые металлами кросс-сочетания.

2. Экспериментально показано, что реакция нуклеофильного замещения водорода в азинах, где в качестве нуклеофила выступают литийферроцены, идет через стадию

ТТ тт образования а -аддуктов. Впервые зарегистрирован спектрально а -адцукт ферроцениллития с пиразином, а в реакции с пиридилтриазинами подобные интермедиаты выделены и идентифицированы.

3. 1-(Пиридил-2)-2-дифенилфосфиноферроцен получен в виде смеси двух стереомеров, которые выделены как индивидуальные соединения методом ВЭЖХ с использованием препаративной колонки с хиральным носителем.

4. Разработан эффективный способ диастереоселективного синтеза новых оптически активных полидентатных гетероциклических ферроценовых лигандов, сочетающих в себе как центральноатомную, так и планарную хиральность. Определена их абсолютная конфигурация. Полученные производные ферроцена, а также их комплексы с переходными металлами являются потенциальными катализаторами асимметрического синтеза.

5. Проведено циклопалладирование азинилферроценов в асимметрическом варианте, по данным хироптического исследования палладоциклов установлено, что они получены в оптически активной форме.

6. Синтезированные в работе гетероциклические производные ферроцена являются моно- и бидентатными лигандами для синтеза комплексов с переходными металлами.

Заключение

Обзор литературы показывает, что гетероциклические производные ферроцена находят разнообразное применение в различных областях, благодаря их магнитным, каталитическим свойствам, редокс-активности, физиологической активности. Учитывая сегодняшний повышенный интерес к гетарилферроценам, поиск и усовершенствование приемов для их синтеза являются актуальными.

ГЛАВА 2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

2.1. Изучение Б^-реакции литийфсрроценов с азинами

Во второй главе представлены исследования Sn -реакции литийферроценов с азинами. Как уже упоминалось, основной целью данной работы является получение гетероциклических планарно хиральных производных ферроцена. В качестве исходных соединений для синтеза оптически активных ферроценов нами были использованы азинилферроцены. Синтез этих соединений, в свою очередь, н базируется на Sn -реакции азинов с литийпроизводными ферроцена как нуклеофильными реагентами.

Fe -- Fe N О

Fe Li Fe H-- Fe

А Б В

Хотя в литературе были единичные сообщения о таких реакциях, они никогда тт не рассматривались как Sn -процессы. По этой причине не было уделено внимания вопросу об окислителе - обязательном партнере БнН-реакций. На самом деле в данных превращениях окислитель присутствовал всегда — это был кислород воздуха. Мы установили, что в инертной атмосфере аргона ароматизация аддуктов происходит, гетарилферроцены не образуются даже в следовых количествах. Нам удалось найти условия синтеза гетарилферроценов, сделавшие доступными эти соединения. Превращения проходят в две стадии. На первой происходит присоединение литийферроцена 2 к азину с образованием он-аддукта А, который под действием воды переходит в дигидросоединение Б. Образование продуктов гидролиза Б подтверждается отсутствием продуктов ароматизации при использовании в качестве окислителя сухого воздуха (табл. 1). Вторая стадия -ароматизация интермедиатов - проходит в присутствии окислителя с образованием соответствующих азинилферроценов В.

2.2. Получение монозамещенных азшшлферроценов

Монолитийферроцен может быть получен из бромферроцена, который, в свою очередь, синтезирован по усовершенствованному методу [88] по следующей цепочке превращений. Ферроцен 1 вступает в реакцию с ацетатом ртути в хлористом метилене при 25°С с образованием ацетилмеркурферроцена 3, в присутствии каталитических количеств тетрабутиламмония бромида. Медленное прибавление ацетата ртути исключает образование диацетилмеркурферроцена. При нагревании реакционной массы с бромистым калием в течение двух часов соединение 3 переходит в броммеркурферроцен 4. Производное 4 было выделено в чистом виде при помощи флэш-хроматографии на AI2O3. Сначала петролейным эфиром был элюирован непрореагировавший ферроцен, затем хрористым метиленом -броммеркурферроцен. Далее в результате реакции 3 с бромной медью в ДМСО в течение 10 часов образуется монобромферроцен 5. Все процессы идут при комнатной температуре с высокими выходами.

Fe Hg(OAc), КВг ^ ^ C(Br), pe

CH2C12 99% /Г"5\ 70%

1 "/o 3

Литийферроцен образуется очень быстро при 20-25°С при добавлении к s раствору бромферроцена н-BuLi, о чем свидетельствует выпадение ярко-оранжевой суспензии в реакционной массе. Применение бромпроизводного в этой реакции позволяет получить только соединение 2, а не смесь 1-литийферроцена и 1,1 дилитийферроцена, о чем свидетельствует отсутствие в продуктах реакции 1,]/-дизамещенных ферроценов.

Литийферроцен 2 легко реагирует с те-дефицитными азотистыми гетероциклами 3 в мольном соотношении примерно 1:1 в эфире при комнатной температуре в атмосфере аргона с образованием соответствующих он-адцуктов А. При добавлении суспензии 2 к раствору азина происходит немедленное углубление окраски реакционной массы. Выделить или зарегистрировать иным способом промежуточные аддукты моно- и диазинов до наших работ не удавалось, так как при контакте с кислородом воздуха, как уже упоминалось, они подвергаются мгновенному спонтанному окислению.

Проведенные исследования по подбору окислителя для данного превращения (табл.1) показали, что оптимальным является использование в реакции ферроцениллития с азинами 2,3-дихлор-5,6-дициан-1,4-бензохинона (DDQ).

При обработке реакционной массы раствором DDQ в ТГФ окраска последней изменяется до зеленой. От непрореагировавшего окислителя и продуктов его восстановления можно избавиться при фильтровании реакционной массы через слой AI2O3. Применение DDQ позволило увеличить выход продуктов реакции с 20-40% (проведение реакции без окислителя) до 60-85%.

Экспериментальные данные по подбору окислителя (выход, %)

1. A. Togni, Т. Hayashi, (Eds.), Ferrocenes: Homogeneous Catalysis — Organic Synthesis -Materials Science, VCH, Weinheim, Germany, 1995.

2. A. Togni. Planar-chiral ferrocenes: Synthetic methods and applications. Angew. Chem. Int. Ed. 1996, 35, No 13,14,1475-1477.

3. A. Togni, R. Dorta, C. Kollner, G. Pioda. Some new aspects of asymmetric catalysis with chiral ferrocenyl ligands. Pure &Appl. Chem. 1998, Vol. 70, No. 8, 1477-1485.

4. H.A. McManus, P.J. Guiry. Recent developments in the application of oxazoline-containing ligands in asymmetric catalysis. Chem. Rev. 2004,104, 4151-4202.

5. F. Barriere, R.U. Kirss, W.E. Geiger. Anodic electrochemistry of multiferrocenyl phosphine and phosphine chalcogenide complexes in weakly nucleophilic electrolytes. Organometallics. 2005, 24, 48-52.

6. K. Chibale,a, J.R. Moss, M. Blackie, D. van Schalkwyk, P.J. Smith. New amine and urea analogs of ferrochloroquine: synthesis, antimalarial activity in vitro and electrochemical studies. Tetrahedron Letters, 2000, 41, 6231-6235.

7. D. Osella, M. Ferrali, P. Zanello, F. Laschi, M. Fontani, C. Nervi, G. Cavigiolio. On the mechanism of the antitumor activity of ferrocenium derivatives. Inorg. Chirk. Acta. 2000, 306(1), 42-48.

8. J.S. Miller, A.J. Epstein Organic and organometallic molecular magnetic materials-designer magnets. Angew. Chem. Int. Ed. 1994, 33, 385-415.

9. J.C. Torres, R.A. Pilli, M.D. Vargas, F.A. Violante, S.J. Garden, A.C. Pinto. Synthesis of 1-ferrocenyl-2-aryl(heteroaryl)acetylenes and 2-ferrocenyIindole derivatives via the Sonogashira-Heck-Cassar reaction. Tetrahedron, 2002, 58, 4487-4492.

10. Г.Н. Дорофеенко, B.B. Красников, А.И. Пыщев. Р-Хлор-р-ферроценилакриловый альдегид и его применение в синтезе пирилиевых и пиридиновых производных ферроцена. Химия гетероциклических соединений, 1977, № 5, 599-602.

11. В.В. Красников, Г.Н. Дорофеенко. Синтез пирилиевых и пиридиновых производных ферроцена. ЖОрХ, 1972,12, 2620.

12. В.В. Красников, Ю.П. Андрейчиков, Н.В. Холодова, Г.Н. Дорофеенко. Прямое пирилирование ферроцена. ЖОрХ, 1977, 7, 1566.

13. В.В. Красников, Г.Н. Дорофеенко. Синтез пиридиновых и хинолиновых производных ферроцена из р-хлор-р-ферроценилакролеина. Химия гетероциклических соединений, 1981, № 10, 1376-1378.

14. Н.С. Козлов, Е.А. Каленников. Синтез и исследование 2-ферроценил-4-метил-5,6-бензохинолина. ЖОХ, 1973, 44(11), 2490-2492. >

15. Е. А. Каленников. Исследование реакции синтеза 2-ферроценил-4-метил-5,6-бснзохинолина и его производных. ЖОХ, 1975, 47(3), 628-631.

16. В. Farlow, Т.A. Nile, J.L. Walsh, А.Т. Mcphail. Synthesys, x-ray structural determination and coordination chemistry of 4/-ferrocenyl-2,2/:6/,2//-terpyridine. Polyhedron. 1993, Vol. 12, No. 23, 2891-2894.

17. K. Hutchison, J.C. Morris, T.A. Nile, J.L. Walsh, D.W. Thompson, J.D. Petersen, J.R. Schoonover. Spectroscopic and photophysical properties of complexes of 4-FerrocenyI-2,2/:6/,2//-terpyridine and related ligands. Inorg. Chem. 1999, 38, 2516-2523.

18. T.-Y. Dong, M. Lin, M.Y.-N. Chiang, J.-Y. Wu. Development of polynuclear molecular wires containing ruthenium(II) terpyridine complexes. Organometallics. 2004, 23, 39213930.

19. J. Durand, S. Gladiali, G. Erre, E. Zangrando, B. Milani. Palladium chemistry of 2-ferrocenyl-l,10-phenanthroline ligand. Organometallics. 2007, 26, 810-818.

20. F. Gelin, R.P. Thummel. Structural features of 1,1-bis(azaaryl)-substituted ferrocenes. J.

21. Org. Chem. 1992, 57, 3780-3783.

22. R. Pastene, H. Le Bozec, S.A. Moya. Synthesis and coordination studies of new ferrocene-bridged bis(l,8-naphthyridine). Inorg. Chem. Comm. 2000, Vol. 3(7), 376-378.

23. M.D. Rausch, A. Siegel. The formation and reactions of ferrocenylphenylglyoxal. J. Org. Chem. 1968, Vol 33, No. 12, 4545-4547.

24. P. Zanelloa, M. Fontania, S.Z. Ahmedb, C. Glidewell. Synthesis and redox properties of ferrocenylquinoxalines. Polyhedron. Vol. 17, No 23-24,4155-4162.

25. T. Sammakia, H.A. Latham, D.R. Schaad. Highly diastcreoselective ortho lithiations of chiral oxazoline-substituted ferrocenes. J. Org. Chem. 1995, 60, 10-11.

26. T. Sammakia, H.A. Latham. Ligand effects on the stereochemistry of the metalation of chiral ferrocenyloxazolines. J. Org. Chem. 1995, 60, 6002-6003.

27. O.B. Sutcliffe, M.R. Bryce. Planar chiral 2-ferrocenyloxazolines and 1,1-bis(oxazolinyl)ferrocenes syntheses and applications in asymmetric catalysis. Tetrahedron: Asymmetry. 2003,14,2297-2325.

28. L.-X. Dai, T. Tu, S.-L. You, W.-P. Deng, and X.-L. Hou. Asymmetric catalysis with chiral ferrocene ligands. Acc. Chem. Res. 2003, 36, 659-667.

29. R.C.J. Atkinson, V.C. Gibson, N.J. Long. The syntheses and catalytic applications of unsymmetrical ferrocene ligands. Chem. Soc. Rev. 2004, 33, 313-328.

30. R. Peters and D.F. Fischer. Preparation and diastereoselective ortho-metalation of chiral ferroccnyl imidazolines: remarkable influence of LDA as metalation additive. Organic Letters. 2005, Vol. 7, No. 19, 4137-4140.

31. C.O. Kappe. Recent Advances in the Biginelli Dihydropyrimidine Synthesis. New Tricks from an Old Dog. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 879-888.

32. Е.И. Климова, JI.P. Рамирес, M.M. Гарсия, З.Г. Еспиноса, H.H. Мелешонкова. Синтез биологически активных соединений на основе 2-ферроценилметиленхинукледона. Изв. АН, сер. Хим. 1996, №11, 2743-2749.

33. Е. I. Klimova, Т. В. Klimova, S. О. Hernandes, М. G. Martinez. Synthesis of ferrocenyl-3,4-dihydro-lH-pyrimidin-2-ones. Heterocycles. 2003, 60(10), 2231-2240.

34. B.H. Постнов, A.B. Гончаров, И. Хоккее, Д.П. Крутько. Линейные а,Р-непредельные кетоны ферроценового ряда в синтезе 4,6-дизамещенных дигидропиримидинтионов. ДАН СССР. 1993,331, №2,196-198.

35. V.N. Postnov, A.V. Goncharov, I. Носке, D.P. Krut'ko. Ferrocenylsubstituted a,P-unsaturated ketones in the synthesis of dihydropyrimidinethiones. J. Organomet. Chem. 1993, 456, 235-238. *

36. N.-Y. Fu, Y.-F. Yuan, M.-L. Pang, J.-T. Wang, C. Peppe. Indium(III) halides-catalyzed preparation of ferrocenedihydropyrimidinones. J. Organomet. Chem. 2003, 672, 52-57.

37. H. Ma, Y. Hou, Y. Bai, J. Lu, B. Yang. Ferrocene derivatives (II). Synthesis and reactions of 4-ferrocenyI-2-thiazolamine. J. Organomet. Chem. 2001, 637-639, 742-744.

38. A.A. Simenel, Y.V. Kuzmenko, E.A. Morozova, M.M. Ilyin, I.F. Gun'ko, L.V. Snegur. Synthesis and enantiomeric resolution of ferrocenyI(alkyl)azoles. J. Organomet. Chem. 2004, 688,138-143.

39. A.A. Сименел, Ю.В. Кузьменко, M.M. Ильин, В.В. Гуменюк, Л.В. Снегур, Ю.В. Некрасов. Синтез и свойства оптически активных ферроценил(этил)индазолов. Изв. АН, сер. Хим. 2004,№4, 901-903.

40. J. Fang, Z. Jin, Z. Li, W. Liu. Synthesis, structure and antibacterial activities of novel ferrocenylcontaining l-phenyl-3-ferrocenyI-4-triazolyI-5-aiyl-dihydropyrazoIe derivatives. J. Organomet. Chem. 2003, 674,1-9.

41. А.Н. Несмеянов, В.А. Сазонова, В.Н. Дрозд. Замещение галогена в бромферроцене на ароматические и гетероциклические радикалы .ДАН СССР, 1964,154, 158-161.

42. А.Н. Несмеянов, В.А. Сазонова, В.Н. Дрозд. Введение ароматических и гетероциклических радикалов в ферроцен. Реакция бромферроцена с магнийорганическими соединениями. ДЛЯ СССР, 1965,165, 575-578.

43. Organometallics. 2003, 22, 2142-2150.

44. D. Braga, D. D'Addario, M. Polito, F. Grepioni. Mechanically induced expeditious and selective preparation of disubstituted pyridine/pyrimidine ferrocenyl complexes.

45. Organometallics. 2004, 23, 2810-2812.

46. R. Knapp and M. Rehahn. Palladium-catalyzed arylation of ferrocene derivatives: a convenient high yield route to ljl'-bisfbalophenyljferrocenes. J. Organomet. Chem. 1993, 452,235-240.

47. D. Guillaneux, H.B. Kagan. High yield synthesis of monosubstituted ferrocenes. J. Org. Chem. 1995, 60, 2502-2505.

48. H.B. Kagan, P. Diter, A. Gref, D. Guillaneux, A. Masson-Szymczak, F. Rebiere, O. Riant, O. Samuel, S. Taudien. Towards new ferrocenyl ligands for asymmetric catalysis. Pure & Appl. Chem., 1996, Vol. 68, No. 1, 29-36.

49. C. Liu, B. Chen, W. Liu, X. Wu, Y. Ma. Conversion of tributylstannylferrocene to a variety of heteroaryl ferrocenes. J. Organomet. Chem. 2000, 598, 348-352.

50. J.G. Seitzberg, C. Dissing, I. Sotofte, P.-O. Norrby, M. Johannsen. Design and synthesis of a new type of ferrocene-based planar chiral DMAP analogues. A new catalyst system for asymmetric nucleophilic catalysis. J. Org. Chem. 2005, 70, 8332-8337.

51. L.J. Hobson and I.R. Butler. Modified metallocenes for material science. Synthetic Metals. 1995, 71, 2199-2200.

52. R. Horikoshi, C. Nambu, T. Mochida. Metal centered ferrocene clusters from 5-ferrocenylpyrimidine and ferrocenylpyrazine. Inorg. Chem., Vol. 42, No. 21, 2003, 68686875.

53. Organomet. Chem. 1996, 514, 125-136.

54. T. Mochida, K. Okazawa, R. Horikoshi. Metal complexes N from 1,1'-di(pyrazinyI)ferrocene: coordination polymers and bridged diferrocenes. Dalton Trans., 2006, 693-704.

55. H.L. Pedersen M. Johannsen. Synthesis and application of arylmonophosphinoferrocene ligands: ultrafast asymmetric hydrosilylation of styrene. J. Org. Chem. 2002, 67, 7982-7994.

56. R.J. Kloetzing, P. Knochel. Ferrocenyl-QUINAP: a planar chiral P,N-Iigand for palladium-catalyzed allylic substitution reactions. Tetrahedron: Asymmetry. 2006, 17, 116123.

57. R. J. Kloetzing, M Lotz, P. Knochel. New iyV-ferrocenyl ligands for rhodium-catalyzed hydroboration and palladium-catalyzed allylic alkylation. Tetrahedron: Asymmetry. 2003, 14, 255-264.

58. K. Hutchison, J.C. Morris, T.A. Nile, J.L. Walsh. Spectroscopic and photophysical properties of complexes of 4/-ferrocenyI-2,2/:6/,2//-terpyridine and related ligands. Inorg. Chem. 1999,38, 2516-2523.

59. Organomet. Chem. 2002, 660, 78-84.

60. M. Buda, J.-C. Moutet, E. Saint-Aman, A. De Cian, J. Fischer, R. Ziessel. Copper complexes generated from ferrocene-bipyridyl metallo-synthons. Inorg. Chem. Д998, 37, 4146-4148.

61. M. Buda, A. Ion, J.-C. Moutet, E. Saint-Aman, R. Ziessel. Electrochemical response to anions by neutral ferrocenyl receptors containing 2,2-bipyridyl arms. J. Electroanal. Chem. Vol. 469,1999, 132-138.

62. M. Buda, J.-C. Moutet, A. Pailleret, E. Saint-Aman, R. Ziessel. Electrosynthesis and coordination chemistry of poly(ferrocene—bipyridyl) films. J. Electroanal. Chem. Vol. 484, 2000, 164-171. *

63. A. Ion, M. Buda, J.-C. Moutet, E. Saint-Aman, G. Royal, I. Gautier-Luneau, M. Bonin, R. Ziessel. Coordination of ferrocenyl ligands bearing bipy subunits: electrochemical, structural and spectroscopic studies. Eur. J. Inorg. Chem. 2002, 1357-1366.

64. A.H. Несмеянов, В.А. Сазонова, A.B. Герасименко. а-Пиридилферроцен и 1,1/-ди-(а-(ииридил)ферроцен. ДАН СССР. 1962,147, 634-636.

65. К. Schlogl, М. Fried. Uber die Synthese von Pyridyl- und Chinolyl-ferrocenen. Monatsh. 1963,94, 537-543.

66. R. Butler, J.-L. Roustan. The synthesis of dipyridyl- and 1,10-phenanthrolylferrocenes and bis-N,N/-(2,2/-dipyridyl(6-ferrocenyl-N,N-2,2/- dipyridyl))ruthenium dichloride. Can J Chem. 1990, 68, 2212-2215.

67. C.J. Isaac, C.Price, B.R. Horrocks, A. Houlton, M.R.J. Elsegood, W.Glegg. Synthesis, structure and coordination chemistry of mono- and bis-heterocyclic-ferrocenyl derivatives. J. Organomet Chem. 2000, 598, 248-253.

68. P. Edin?., A. M. Onal, S. Ozkar. Synthesis, characterization, and electrochemistry of tctracarbonyl(6-ferrocenyl-2,20-bipyridine)tungsten(0). J. Organomet. Chem. 2007. 692, 1983-1989.

69. I.R. Butler, N. Burke, L.J. Hobson, H. Findenegg. Ferrocenylpyridines : new isomers of ferrocenyl bipyridines and terpyridine. Polyhedron. 1992. Vol. 11, No. 19, 2435-2439.

70. I.R. Butler, M. Kalaji, L. Nehrlich, M. Hursthouse, A. 1. Karaulov, К. M. A. Malik. The palladium(II) coordination chemistry of ferrocenylphosphinobipyridines: a novel trans-chelating ligand system. J. Chem. Soc., Chem. Commun , 1995,459-460.

71. B. J. Drouin, T. G. Lavaty, P. A. Cassak, S. G. Kukolich. Measurelements of structural and quadrupole coupling parameters for bromoferrocene using microwave spectroscopy. J. Chem. Phys. 1997,107 (17), 6541-6548.

72. A. Ohta, M. Inoue, J. Yamada, Y. Yamada, T. Kurihara, T. Ilonda. Reaction of 2,3-Diphenylpyrazine 1-Oxides with Acetic Anhydride. J. Het. Chem. 1984, 21, 103-106.

73. P. Schmidt, J. Druey. Heilmittelchemische Studien in der heterocyclischen Reihe. 13. Mitteilung. 1,2,4-Triazine Helv. Chim. Acta. 1955, 38, 1560-1564.

74. V.N. Kozhevnikov, D.N. Kozhevnikov, O.V. Shabunina, V.L. Rusinov, O.N. Chupakhin. An efficient route to 5-(hetero)aryI-2,4/— and 2,2/-bipyridines through readily available 3-pyridyl-l,2,4-triazines. Tetrahedron Letters. 2005, 46, 1791-1793.

75. SMART V5.051 and SAINT V5.00, Area detected control and integration software, 1998, Bruker AXS Inc., Madison, WI-53719,USA

76. Sheldrick, G.M., SADABS, 1997, Bruker AXS Inc., Madison, WI-53719,USA

77. G. M. Sheldrick. SHELXS97 Program for the solution of crystal structure. University of Gottingen, Germany, 1997.

78. G. M. Sheldrick. SHELXL97 Program for the refinement of crystal structure. University of Gottingen, Germany, 1997.

79. Выражаю свою искреннюю благодарность моему научному руководителю Олегу Николаевичу Чупахину за внимание, постоянную заботу и поддержку при выполнении работы.

80. Также благодарю Вадимира Леонидовича Русинова за консультации, ценные советы и помощь.

81. Благодарю всех сотрудников кафедры органической химии, технологии органического синтеза УГТУ-УПИ, Института органического синтеза УрО РАН Г.Л. Левит, А.Н. Гришакова, П.А. Слепухина за помощь в работе.

82. Выражаю свою признательность сотрудникам института элементорганических соединений им. А.Н. Несмеянова В.И. Соколову, Л.А. Булыгиной, В.А. Даванкову, М.М. Ильину, за неоценимую помощь в подготовке глав диссертации.