Синтез функционально замещенных бициклобутанов на основе производных метиленциклобутана тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

УЛИН Николай Владимирович

СИНТЕЗ ФУНКЦИОНАЛЬНО ЗАМЕЩЕННЫХ БИЦИКЛОБУТАНОВ НА ОСНОВЕ ПРОИЗВОДНЫХ МЕТИЛЕНЦИКЛОБУТАНА

Специальность 02.00.03 - Органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ - 2005

Работа выполнена на кафедре органической химии Санкт-Петербургского государственного университета

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор

Разин Вячеслав Васильевич.

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Ивин Борис Александрович,

кандидат химических наук, доцент Никифоров Владимир Александрович

Ведущая организация: Российский Государственный Педагогический Университет им. А.И. Герцйна.

Защита состоится "О^Щг^^Л. 2005 года в часов на заседании диссертационного совета № Д 212.232.28 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199004, Санкт-Петербург, Средний пр., д. 41/43, химический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского госуниверситета (Санкт-Петербург, Университетская наб.,д.7/9).

Автореферат разослан

/¿и 2005 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.Ф.Хлебников

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Бицикло []. 1.0] бутан - сверхнапряженная би-циклическая карбосистема - интересен как объект, изучение которого позволяет продвинуться в понимании и совершенствовании "концепции напряжения". На наш взгляд наиболее привлекательными в этом отношении, могуг стать функционально замещенные производные бицикло-бутана, т.к. влияние заместителей на электронную структуру бицикло-бутановой системы, а, следовательно, на ее стабильность и реакционную способность "напряженных" связей С-С, будет определять специфику химических свойств данных соединений. Синтез заданным образом функционально замещенных бициклобутанов составляет сложную и актуальную проблему. Настоящая работа была предпринята для разработки нового метода синтеза производных бициклобутана, функционально замещенных по узловым положениям, на основе доступных производных метиленциклобутана.

Работа выполнялась в рамках темы Госкомвуза РФ «Развитие современных методов синтетической и аналитической органической химии» (№ госрегистрации 01.2.00.107031) и частично при финансовой поддержке Международного научного фонда (грант NXEOOO) .

Цель настоящей работы состояла в разработке двух подходов к синтезу функционально- 1,3-дизамсщенных бициклобутанов на основе акцепторно-3-замещенных метиленциклобутанов. Первый подход включал функционализацию производного метиленциклобутана с получением замещенного галогенциклобутана, который далее в результате 1,3-дсгидрогалогенирования переводили в бициклобутановое соединение. Суть второго подхода - функционализация производного метилен-циклобутана в направлении замещенного спиро[2.3]гсксана или 1-оксаспиро[2.3]гексана с последующей прототропной изомеризацией в производное бициклобутана.

Научная новизна. Обнаружена новая прототропная изомеризация 5-циано(метоксикарбонил)-1-оксаспиро[2.3]гексана с образованием 3-циано(метоксикарбонил)-1 -бицикло[1.1.0]бутилметанола. Показано, что в аналогичном превращении участвует и 4,6-пропано-5-фснилсульфонил-1-оксаспиро[2.3]гексан, что в результате приводит к получению 7-фенилсульфонил-1-трицикло гептилметанола.

Впервые найдено, что 1,1-диациано(диалкоксикарбонил)-спиро[2.3]гексан-5-карбонитрил при действии сильного основания испытывает прототроиную изомеризацию с образованием 3-[2,2-дициано(диалкоксикарбонил)эт ил]бицикло[ 1.1.0]бутан-1 -карбонит рила.

Установлено, что; при дегидрогалогенировании З-бром-З-СЬЬУ-цикл обутан-1 -карбонигрчила(метилкарбоксилата) (где Y = Br, Cl, OCHi,

SPh, SO2R) во всех случаях в той или иной степени процессы 1,3- и 1,2-элиминирования осуществляются одновременно, приводя соответственно к производным бициклобутана и метиленциклобутана. Выявлены факторы, влияющие на конкуренцию этих двух направлений дегидрога-логенирования.

Практическая значимость работы заключается в разработке но-вык препаративных методов синтеза производных бициклобутана:

-предложен чффективный метод синтеза 3-циано-(мстоксикарбонил)-1-бицикло[1.1.0]бутилмстанола исходя из 3-метиленциклобутан- 1-карбонигрила(метилкарбоксилата) в результате тандемного процесса "эпоксидирование — прототропная изомеризация".

- найден новый подход к синтезу функционально 1,3-дизамсщенных бицикло[1.1.0]бутанов на основе З-метиленциклобутан-1-карбонитрила посредством ею двухстадийного превращения "циклопропанирование -прототропная изомеризация".

Положения, выносимые на защиту.

Возможности и ограничения метода синтеза бициклобутановых соединений через «YHal-присоединение - дегидрогалогенирование» 3-ме гиленциклобутан-1 -карбонитрила(метилкарбоксилата) определяются структурными особенностями цикл обут анового предшественника.

Эпокеидирование замещенных метиленциклобутанов и последующая протофоинал изомеризация эпоксидов приводит к получению замещенных 1 -бициклобутплмеганолов.

З-Метилснциклобутан-1-карбонитрил через циклопропанирование и последующую изомеризацию замещенного спиро[2.3]гсксана превращается в производное бициклобутана.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на международных и российских симпозиумах и конференциях:

Международный симпозиум "Напряженные циклы: синтез и свойства" , 20-22 мая 1996 г, С-Петербург.

-- Вторая международная конференция молодых ученых "'Актуальные тенденции в органическом синтезе на пороге новой эры" , 28-30 июня 19Q9 г, С-Пстсрбург.

- Simposium - 2000, June 16 th, Leipzig, Germany.

- Международная конференция «Механизмы реакций и органические интермедиаты». 11-1-4 июня 2001 г., С-Петсрбург.

- Третья молодежная школа-конференция но органическому синтезу, 24-27 июня 2002 i, С-Петербург.

Публикации. По результатам исследований опубликованы 4 статьи в «Журнале органической химии».

Объем и структура работы. Диссертация состой г из '«во юния, ш-

тературного обзора, результатов и их обсуждения, экспериментальной части, выводов и приложения. Работа изложена на 111 страницах, содержит 16 таблиц, 5 схем. Список использованной литераторы включает 112 ссылок.

2. Основные результаты работы и их обсуждение

Целью работы являлась разработка новых путей синтеза функционально замещенных бицикло[1.1.0]бутанов на основе производных метил енциклобутана. Для реализации поставленной зздачи нами были исследованы два подхода: а) через синтез акцепторно замещенного гало-генциклобутана с последующей реакцией 1,3-дегидрогалогснирования; б) через получение акцепторно замещенного спиро(гетсроспиро)гсксана с последующей прототропной изомеризацией (схема 1).

Схема 1

У

В качестве исходных метиленциклобутанов нами были использованы соединения (1 — IV), полученные по известным методикам.

I (Х=СМ), II (УУ=С02Ме) II! (Р^РЬ), IV (Р=Ме)

2.1. Синтез бициклобутаповых соединений через "УБг-присоединение - 1,3-Дегидробромирование" производных метиленциклобутана

2.1.1. Синтез предшественников бициклобутанов - З-СНгУ-З-бромциклобутан-1-карбонитрилов(метилкарбоксилатов)

Синтез необходимых циклобутанов осуществляли исходя из двух производных метиленциклобутана (I) и (II), в результате присоединения УБг по двойной связи и в ходе двустадийного процесса, включающего получение дибромида с последующим селективным замещением концевого брома (схема 2).

Схема 2

Дибромиды (Уа,6) и (У1а,6) были получены в результате обработки элементным бромом соответствующего производного метиленциклобутана. Методом колоночной хроматографии на силикагеле каждая сте-реоизомерная смесь была разделена на индивидуальные компоненты.

Уа (\Л/=СИ), У1а(\Л/=С02Ме) Уб (\Л/=СМ), У1б(\Л/=С02Ме)

В результате радикального сульфобромирования соединений (I) и (И) действием РЪЗОгВг или ВгСНгБО^Вг были получены сульфоброми-ды (УПа,6, УШа,б и 1Ха,б) в виде смеси дух геометрических изомеров. Только в одном случае - сульфобромид (УПа,6) - с помощью колоночной хроматографии были получены индивидуальные стереоизомеры.

С целью получения бромметокси производного (X) мы осуществили метоксибромирование соединения (I) при действии ^бромсукцинимида в метаноле. Однако целевой бромонитрил (Ха,Ь) в этой реакции был получен только в качестве минорной примеси (-10%) к основному продукту — соединению (Х11а,б). Тем не менее, нитрил (Ха,б) был выделен из реакционной смеси с помощью колоночной хроматографии. Аналогичная реакция с эфиром (И) привела к еще меньшему выходу аналога соединения (X) - бромоэфира (Х1а,б), отделить который от основного продукта реакции - эфира (ХШа,б) не удалось.

Далее новые предшественники бициклобутанов - бромхлорид (XIVa,6) и фенилтиобромид (XVa,6) - были получены в результате избирательного нуклеофильного замещения в дибромиде (Va,6) при обработке последнего трибензилэтиламмоний хлоридом в ацетоне и тиофе-нолягом натрия в изонропиловом спирте соответственно. Окисление соединения (XVa,6) действием пербората натрия, как и следовало ожидать, привело к сульфону (^^,6).

Х1Уа,б ХУа.б ХМа,б XVIIa,б

Отметим, что синтез замещенных циклобутанов (Va,o, Ха,б -ХШа,б) был осуществлен ранее в нашей лаборатории и описан в диссертационной работе Н.Ю.Задонской (1990 г). Все остальные соединения (Ук^ — 1Ха,б, XIVa,6 и XVa,6) описаны нами впервые.

Строение синтезированных циклобутановых соединений однозначно доказано при использовании спектров а также масс-спектров. Интерпретацию спектральных данных существенно облегчало то обстоятельство, что в нашей лаборатории собрана большая база данных по спектрам ЯМР и масс-спектрам 1,1,3-гризамещснных циклобутанов, к которым относятся и все наши объекты.

2.1.2. Дегидробромирование 3-браИ2 У-Циклобутан-1 -кар(юнитрилие(метилкаро!)ксилатов) Синтезированные замещенные З-бромциклобутан-1-

карботштрилы(метилклрбоксилаты) были подвергну1ы дегидроброми-рованию действием трет-бутича1а калия (ТБК) в ТГФ. Априори было очевидно, что помимо ! .3-элиминирования, приводящею к бициклобу-тановому соединению, возможно и 1,2-элиминирование в направлении образования производного метиленциклобутана (схема 3).

Схема 3

У

\ /ч н

чх

w

МЦБ

,2-Е

Hal

Н

W

1,3-Е

V

-W

ЦБ

БЦБ

Гак в действительности и оказалось: в каждом случае два указанных направления элиминирования конкурировали в гой или иной степени. Характер наблюдаемой хсмоеепсктивности дегидробромирования (соотношение ЬЦБ и МЦЬ в %) отражен в таблице 1:

ЦБ V VI Vila,б Ха,б Х1а,б XlVa, XVa,6 XVI.

а б а С 1Ха,б XVII

БЦЬ "игг 81 69 0 95 -100 20 ^ 11 100

МЦБ 671 95 19 31 100 5 Ч) 80 79 0

При анализе полученых резулыатов нам значительную помощь ока-¡али проведенное ранее С. Хоцем (Bai-llan University, Israel) фундаментальное исследование дегидробромирования З-бром-З-мегилциклобуган-1-кароонифииа (XVI) и 1-бензоил-З-бром-З-межлциклоб} iana (XVII) - соединений, коюрыс являются простейшими моделями наших обьекюв ( Y = Н). В часгносш, было показано, что для соединений (XVI) и (XVII) ^аратерна сфогая хемоселективносгь де1 идробромирования s направлении бициклобуганово1 о продукта. Данные, нредсiавленные в тблице 1, нозволяЮ1 нам зафиксировать особенноеiи в структуре циклобутанового субсфат, которые можно рассмафинаiь как факторы, о[ветственныс за конкуренцию двух направлений )лиминирования. Можно оiмстить следующие три фактора: 1) характер i руины Y в фрагменте CH2Y, 2) различие в конфигурации исходных субстратов, 3) природа активирующей труппы W. При интерпретации проявления каждого из этих факторов мы исходим из вполне приемлемого допущения, что в данной системе процессы 1,2- и 1,3-элимичирования осуществляются независимо, следовательно факторы,

способствующие протеканию (увеличению скорости) 1,2-элиминирования, приводят к возрастанию допи метиленциклобутаново-го продукта (МЦБ), в то время как факторы ускоряющие 1,3-дегидрогалогенированис увеличивают долю бициклобутанового производного (БЦБ).

Проявление влияния группы Y следует из сопоставления данных по хемоселективности в ряду нитрильных субстратов (V, VII, IX, X. XIV -XVI). Полагая, что указанный фактор влияет лишь на скорость процесса 1,2-элиминирования, и исходя из того, что акцепторный характер заместителя Y (ОСН}, Hal, SPh, S02R) должен увеличивать протонную подвижность в соседней СП-связи, следовало ожидать увеличения относительной скорости 1,2-элиминирования по сравнению со случаем Y~H Так это и происходит, но особенно резко проявляется в случае сульфо-нов (VJI-1X), реагирующих строго хемоселективно в направлении 1,2-элиминирования, поскольку в этом случае, и?-за самой высокой кислотности соседней СН-связи становится возможным 1,2-элиминирование по ElcB-механизму.

При интерпретации отмеченного нами различия в хсмосепективно-сти дегидробромирования стереоизомерных субстратов (Va) и (V6) мы опирались на выводы кинетических исследований С. Хоца, зафиксировавшего, что скорость 1,3-дегидробромирования для соединения (XV 1а) примерно в 30 раз превышают таковую для бромида (XV16) Согласно С.Хоцу, и мы придерживаемся той же интерпретации, Е-изомср (а) эффективней, чем Z-изомер (б), в реакции 1,3-элиминирования, т.к. для него скорость-лимитируюгцая стадия отрыва галогена ускоряется за счет взаимодействия с катионом металла (К+). При этом важно отмстить, что интермедиатом реакции является не "свободный", а так называемый "протон-связаный" карбанион.

Y

Вгч Н

к---О

ИЗи

Сравнение хемоселективности нитрильных и сложноэфирных субстратов (V) и (VI) показывает, чю бициклобутановое направление элиминирования в большей степени характерно дня последнею. Oтмечен-ное явление мы связываем с различием в механизме 1,3-элиминирования у нитрила (V) и эфира (VI). В последнем случае есть основания считать, что элиминирование идет через "свободный" карба-

нион, который должен быть более активен в отношении внутримолекулярной нуклеофильной атаки с образованием бициклобутанового соединения. При этом должен нивелироваться эффект конфигурации исходного субстрата, что и наблюдалось нами при дегидробромировании эфира (Via) или (V16): одновременно с процессом элиминирования отмечена и стереоизомеризация исходного субстрата. Заметим, что подобного явления не было в случае нитрила (Va,6).

Основываясь на отмеченных закономерностях, можно высказать прогноз в отношении структурных особенностей замещенного галоген-циклобугана, способствующих возрастанию доли бициклобутанового продукта в процессе дегидрогалогенирования. Во-первых, это наличие активирующей группы W с существенным — R-эффектом. В наибольшей степени этому условию удовлетворяли бы бензоильная и, особенно, формильная группы, для которых величины (ст-ст) равны 0.45 и 0.60 соответственно, что заметно превышает таковую для нитрильной группы (0.22). Во-вторых, группа Y, наоборот, не должна обладать R-эффектом, а еще лучше проявлять +1-эффект (чему удовлетворяет ал-кильная группа).

В заключении отмстим, что в случае взаимодействия сульфонов (VII и VIII) с ТБК, помимо соответствующего МЦБ, было зафиксировано образование изомерного ему производного циклобутена. Установлено, что последний — вторичный продукт обратимой перегруппировки мети-ленциклобутана, протекающей при действии основания.

В остальных случаях подобного осложнения не отмечено.

2.2. Синтез замещенных бициклобутанов посредством "эпоксидированин (циклопропанирования) — протогрешной изомеризации" производных метиленциклобутана

2.2.1. Синтез замещенных спиро[2.3]гексанов и 1-оксаспиро[2.3/гексанов В результате эпоксидирования метиленциклобутанов (I) и (II) были получены соответствующие замещенные 1-оксаспирогексаны (ХУШа,6) и (Х1Ха,б) каждый в виде двухкомпонентной смеси диастерсомеров. Также было предпринято получение этих эпоксидов альтернативным путем - через гидроксибромированис соединений (1) и (II). Промежуточные бромгидрины (ХХа,б) и (ХХ1а.б) были разделены на индивидуальные компоненты, что позволило после их дегидробромирования по-

W

лучить эгюкеиды (XVIlia) и (ДУШб), как ь т,оксиды iXLXa) и (X1XÖ) в индивидуальном состоянии.

к W

fxx *

о н

|,и

XVIIIa, XlXa

NaH ТГО

Гкхн

о w

XVIII6, XIX6

Вг-

но

W

н

Вг

NaH ТГФ Н

НО w

ХХб, XXI6

ХХа, XXIa

Эпоксидирование бициклических производных метипенциклобутана - соединений (III) и (IV) - протекала существенно эндо-стерео-селективно с образованием эпоксидов (ХХП) и (ХХШ) соогветсгвснно. Анализ реакционной смеси продукта шоксидирования соединения (III) методом Я MP 1Н показал наличие в ней в качестве примеси (~7%) эпи-мера соединения (XXII), отвечающего продукту эл-зо-зпоксидирования исходного соединения (III). Примесь легко отделялась ог основного продукта реакции - эпоксида (XXII) при перекристаллизации. Конфигурация соединения (ХХП).установлена на основе сравнения спектров ЯМР 'Н эпоксида (XXII) и его эпимера. Так синглет метиленовых протонов эпоксидного цикла в соединении (.ХХП) смещен на 0.35 м.д. в слабое поле по сравнению с соответствующим сигналом ж_?о-томера.

[Ol

SO„R

SO-R

III, IV XXII (К=Р11), ХХШ (Р-Ме)

З-Мегилснциклобутан-1-карбонитрил (I) был использован для получения трех замещенных спиро[2.3]1ексанов — соединений (XXIV)— (XXVI). Трицяаноспирогексан (ХХ1\'а,б) был получен по методу Болда в результате фотохими 1ескою присоединения броммалононтрила с последующим дегидробромированием.

Спирогексановые соединения - гомологи (XXV) и (XXVI) - были получены прямым циклопропанированием соединения (I) при использовании соответствующего эфира диазомалоновой кислоты.

2.2.2. Спирогексан(1-оксаспирогексап)-6ициклобутановая изомеризация

Изомеризацию эпоксидов (XVIII) и (XIX) осуществляли при действии избытка (1.3 экв.) диизопропиламида лития (ДИАЛ) в ТГФ. В этих условиях вне зависимости от конфигурации исходного эпоксида единственными продуктами оказались бициклобутилметанолы (XXVII) и (XXVIII) соответственно, выход которых составлял более 80 %.

О л Н

ДИАЛ

НО

XVIII, XIX XXVII, XXVIII

В аналогичных условиях спироэпоксид (XXII) с выходом 80 % изо-меризовался в трициклогептилметанол (XXIX). Последний был также получен встречным синтезом - посредством гидроксиметилирования известного трициклогептанового сульфона (XXX).

1 .Ви1_1

-зо2РИ

XXII

XXX

XXIX

В отличие от эпоксида (XXII) его алифатический аналог — соединение (XXIII) - при действии wpem-бутилата калия в ТГФ испытывал изомеризацию в ином направлении, приведшем к образованию производного тиатрициклодеканола (XXXI).

Трицианоснирогсксан (XXIV) при действии ТБК в ТГФ легко изо-меризуется в соответствующе производное бициклобу тана (XXXII), с

выходом 60%

—°Ы „ ыс ^

гм ^

N0

XXIV XXXII

Аналогичная "спирогексан-бициклобутановая" изомеризация была зафиксирована при действии ДИАЛ в ТГФ, на спирогексаны (XXV) и (XXVI).Cooтветствующие бициклобутаны (XXXIII) и (XXXIV) были

ВЫДеЛеН" г тл \'м :г м\т ЯГ,ттрр ^11(У,

Л ДИАЛ

РЮ2С.

сы

яо2с

У^СЫ

XXV, XXVI XXXIII, XXXIV

Известно, что система акцепторно-1,1-дизамещенного циклопропана подвергается нуклеофильному раскрытию по связи С'-С2 и тем самым подобна системе оксирана. Поэтому обнаруженная нами спирогексан(1-оксаспирогексан)-бициклобутановая изомеризация осуществляется по единому механизму, который можно представить схемой 3.

Схема 3

Примечательной особенностью обсуждаемой изомеризации является то, что продукт изомеризации — бициклобутан (энергия напряжения 65.5 ккал/моль) — является менее стабильным, чем исходное соединение — спирогексан или 1-оксаспирогексан (энергия напряжения —57 ккал/моль). Мы полагаем, что в избранных условиях (избыток сильного основания, апротонная среда) стадия отрыва протона с образованием

карбаниона А практически необратима, а далее устанавливается равновесие между ионами А и Б. Результирующий бициклобутан образуется только при разбавлении реакционной смеси водой. При этом остается допустить, что аннон Б стабильнее А, так как основной вклад в стабильность анионов вносит степень дслокализации заряда. Иными словами, выигрыш в энергии стабилизации анионного центра превосходит проигрыш в энергии напряжения, связанный с изменением углеродного скелета.

Косвенным подтверждением такой трактовки механизма изомеризации служит результат обработки бициклобутана (XXXII) метилатом на-фия в метаноле. Мы полагали, что в этих условиях, т.е. в протондонор-ной среде, между спирогексаном (XXIV) и бициклобутаном (XXXII) должно установиться равновесие со смещением в сторону термодинамически более стабильного спирогсксана (XXIV). Опыт показал, что продуктом указанной обработки бициклобутана (XXXII) оказался 3,3-дизамещенный циклобутан-1-карбонитрил (XXXV), который следует рассматривать как результат присоединения метанола к действительно образующемуся на промежуточной стадии спирогексану (XXIV). Легкость раскрытия соединения (XXIV) по связи С'-С2 при действии мети-лата нагрия в метаноле была подтверждена прямым экспериментом.

XXXII XXIV XXXV

В определенной степени неожиданным оказался результат обработки метилатом натрия в метаноле бициклобутилметанола (XXVII). В этом случае продуктами реакции оказались два циклобутановых соединения — (XXXVI) и (XXXVII) в соотношении 9:1. Только минорный из них получается при раскрытии метилатом натрия соответствующего епироэпоксида (XVIII) и тем самым подтверждает гипотезу о "бицикло бутан-спирогексановой изомеризации" в протондонорной среде. Происхождение же соединения (XXXVI) мы связываем с раскрытием бицик-лобутановой системы в исходном соединении (XXVII) по связи С'-С3. Действительно, из литературы известно, что активированный бицикло-бутан (например, З-метилбициклобутан-1-карбонитрил) присоединяет метилат натрия по центральной связи но в условиях более жест-

ких, чем это произошло с бициклобутилметанолом (XXVII). Вероятно,

гидроксильная группа в соединении (XXVII) содействует раскрытию бициклобутановой связи С'-С1 , например, за счет ассоциации с катионом натрия.

Интересным в рамках обсуждения механизма взаимопревращений спирогексановой и бициклобугановой систем является установленный нами факт, что изомеризация бициклического эпоксида (XXII) в три-циклогептилметанол (XXIX) протекает не только в апрогонной среде, но и при действии метилата натрия в метаноле Мы объясняем это г результат известным фактом, что бицикло[3.1.1]гептан примерно на 9.5 ккал/моль является более напряженным по сравнению с циклобутаном, что и приводит к большей термодинамической стабильности трицикло-гептанового соединения (XXIX) по сравнению с исходным эпоксидом (XXII).

В заключение дадим объяснение "аномальному" поведению спиро-гексана (XXIII) при обработке основанием. В этом случае, в отличие от остальных шести, в исходном соединении имеется дополнительный СН-кислотный центр который оказывается более предпочтитель-

ным к атаке основания, чем циклобутановая связь СН. Иными словами, образование соединения (XXXI) обусловлено участием карбаннона В. Избирательность внутримолекулярной нуклеофильной атаки в анионе В предопределяется термодинамическим фактором: образуется ненапряженная трициклическая система. Структура трициклического сульфона (XXXI) убедительно подтверждается спектрами ЯМР 'Н и ЬС. фиксирующих норпинановый фрагмент и эгано-мостик.

и с

XXIII

XXXI

2.2.3.1-Гидроксиа. 1килтрициклогеппшны вреакции сИ-бросукцинимидом Синтезированные нами функционально замещенные бициклобута-ны, и прежде всего бициклобутил- и трициклогептилметанолы, представляются объектами, способными участвовать в реакции циклоэтери-фикации при инициировании электрофилом. Такое превращение выглядело бы как процесс, обратный изученной " 1-оксаспирогексан-бициклобутилметанольной" изомеризации. Мы предприняли попытку реализовать подобное превращение на примере трициклогептилметано-ла (XXIX) при использовании в качестве электрофильного реагента N бромсукцинимида. Однако, вместо ожидаемого производного 1-оксаспирогексана был получен норпинановый дибромид (XXXVШ). Мы полагаем, что реакция идет через катион Г, который далее не циклизу-ется, а в результате 1,2-гидридного сдвига и последующего бромирова-ния образует дибромальдегид (XXXVШ).

Однако действие того же реагента на гомолог соединения (XXIX) — трициклогептил-2-пропанол (XXXIX), специально полученный нами в результате гидроксиалкилирования трициклогептана (XXX), действительно привело к образованию производного 1-оксаспирогексана (XL).

В этом случае промежуточный карбокатиоп Д (в отличие от катиона Г) испытывает циклизацию, чему способствует, прежде всего, "гем-диметильный эффект", стабилизирующий образующийся трехчленный цикл.

2.3 Спектры ЯМР 'Н и 13С синтезированных бициклобутановых и трициклогептановых соединений

В табл. 2 представлены данные ЯМР 'Ни "С для синтезированных в этой работе десяти производных бициклобутана и двух производных трициклогептана, наряду с литературными данными по модельным соединениям: З-метилбициклобутан-1-карбонитрилу (ХЫ) и 1-метил-7-фенилсульфотрициклогептану (ХЫ1). Несомненное сходство спектральных параметров наших соединений с таковыми соответствующей модели, служит весомым доводом в пользу правильности установления структуры.

Таблица 2

N X \У эндо Н эюо-Н СН:Х С' С 4 С' сн,х

Х1.1 н СЬ 1 28 1 98 1 72 -3 6 40 2 22 8 124

Х1ЛП Вг С К 1 50 2 34 4 05 04 39 4 29 4 28 9

ХНУ С! о 1 46 2 34 4 20 06 38 5 30 1 41 4

ХЬУ МеО ск 1 38 2 21 3 95 -3 9 38 23 7 69 2

XXVII но С!\ 1 36 2 27 4 22 44 38 1 26 8 58 8

ХЬУ1 РЬ8 ск 1 24 2 09 2 68 - - - -

XXVII Вг СО-Ме 1 40 2 45 3 87 172 37 6 27 9 30 9

XXVIII ОН СОпМе 1 25 2 35 3 98 12 8 36 3 29 9 60 0

XXXII (СМ);СН оч 1 62 2 30 2 73д -2 4 40 0 20 Ь 30 8

хххш (СХЬМеК Н гк 1 32 2 06 2 62д -2 9 39 3 23 4 27 3

XXXIV («>Ы),СН сы 1 32 2 10 2 61д -3 0 39 5 23 5 27 2

хш Н .50,РЬ - 3 02 1 75 зя 3 48 0 31 1 11 5

XXIX НО вО^РЬ - 3 36 4 37 38 1 46 4 32 8 58 4

XXXIX НО, Ме: 802РЬ - 3 38 - 46 9 44 1 36 4 68 3

1 Для трициклогептановых соединений приводятся только данные, характеризующие бициклобутановый фрагмент

2 Все сигналы в ПМР-сиекгре, не отмеченные особо, выглядят либо как сишлеты, либо как уширенные сишле-

1Ы

Специфической особенностью спектров ЯМР 'Н бициклобутановых соединений является малая величина геминальной КССВ (2Л„„ -0.5 Гц), являющаяся причиной того, что сигнал каждого из неэквивалентных протонов метиленовой группы выглядит как слабоуширенный синглет. Разница в химических сдвигах этих протонов [Л5(эюо-э«до)] составляет что характерно и для незамещенного бициклобутана

М.Д.).

Примечания.

Смещение сигнала л/до-прогонов (относительно сигнала экзо-протона) в сильное иопе обусловлено экранирующим влиянием противолежащею ¡pevyiлородпою цикла, а смещение сигнала экзо-протона бициклобутановою фрашенгз в 1рицикло1ешанах (относительно экзо-ирогонов в бициклобутанах) в слабое поле до величины более 3.0 м.д. связано, по-видимому, с дс?экранирующим эффектом пропано-мостика.

Химический сдвиг прогонов мешленовой группы во фрагменте СН:Х во всех. случаях оказывается ботьше, примерно на 0.2-0.3 м.д., по сравнению с таковым в нсопенi ильном аналоге, что обусловлено дезэ-кранирукшшм влиянием бициклобутанового фрагмента

Примечательной особенностью спектров ЯМР 1!С бициклобутано-вы\ соединений является то, что химические сдвиги узловых атомов С1 и С' заметно меньше мостиковых - С"4, что, впрочем, характерно и для незамещенного бициклобутана (5 (С1'1) - -3.0м.д., 8 (С2-4) =33.Ом.д.). Отметим, что циано группа, в оишчии от других заместителей, не дезэ-краиирусг соседний (С!) атом yi лерода, т.о. в случаи нитрилов, его сигнал оказывается в отрицательной области спектра.

Выводы

1 Обнаружена новая протогропная изомеризация 1-оксаспиро-гексан-5-карбонигрила (мешлкарбоксилата), отвечающая 1,3-циклшации и приводящая к образованию 3-циано(мсгоксикарбонил)-1-1-бициклобу гилме!анола. 4,6-7 римегилен-5-феннлсульфонил-1-океаспирогексан ]акже испытывает подобную изомеризацию с образованием 7-феннисульфонил-1-трнщ1юю1ептилмсганола. 4,6- тримстилен -5-мстилеульфоннл-1 оксаспиротексан, в отличие от его фенильного аналоы, в icx же условиях подвергается 1,6-циклизации с образованием 8,8-диоксида 4-тиафицикло[4.4.0.01,0]дсканола-1.

2 Впервые найдено, чю I .1 -дициано(дналкоксикарбонил)-сгшрогсксан-5-карбонитрил испытывает проготропную изомеризацию с 1,3-циклизацней и образованием 3-[2,2-дициано(диалкоксикарбонил)-эгил]бициклобу ian-1 -карбонитрила.

3 Показано, что дегидрогалогенирование З-CHiY-замсщснных-3-галоциклобутан-! -карбонит рилов (метилкарбоксилатов), полученных при функционаиичации двойной связи С-С З-мегиленциклобутан-1-карбоншрила (метицкарбоксилата) протекает в двух направлениях: по пути 1,3-члиминирования с образованием производного бициклобутана и по пути 1,2-гчиминирования с получением замещенного метиленцик-лобутана. 'Установлено влияние структурных факторов субстрата на конкуренцию процессов 1,2- и 1,3-дегидрогалогенирования.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Разин В.В., Улин Н.В. Новая прототропная изомеризация, приводящая к системе бицикло[1.1.1]бутана. // ЖОрХ, 1995. Т.31, вып. 8, с. 1251.

2. Разин В.В., Грохотова О.Е., Улин Н.В. Прототропная изомеризация 1,1,5-тризамещенного спиро[2.3]гексана в 1,3-дизамещенный бицик-ло[1.1.0]бутан. //ЖОрХ. 1999. Т.35. Вып. 4, с. 646.

3. Разин В.В., Улин Н.В. Прототропная изомеризация нитрила и метилового эфира 1-оксаспиро[2.3]гексан-5-карбоновой кислоты в соответствующие производные 3-гидроксиметилбицикло[1.1.0]бутан-1-карбоновой кислоты. // ЖОрХ. 2003. Т. 39. Вып. 1, с. 44-50.

4. Разин В.В., Улин Н.В., Раев В.А., Задонская Н.Ю., Зуев Д.С. Синтез и де-гидробромирование нитрила и метилового эфира 3-бромметил- и 3-метоксиметил-З-бромциклобутан-1-карбоновых кислот. // ЖОрХ. 2003. Т. 39. Вып. 1, с. 51-59.

5. Разин В.В., Зуев Д.А., Улин Н.В. Синтез метилового эфира и нитрила 3-(Х-метил)бициклобутан-1-карбоновой кислоты. Тезисы Международного симпозиума «Напряженные циклы: синтез и свойства». СПб, 20-22 мая 1996 г.

6. Улин Н.В., Разин В.В. Синтез производного бицикло[1.1.0]бутана посредством прототропной изомеризации функционально замещенного спи-ро[2.3]гексана. Тезисы Второй международной конференции молодых ученых. «Актуальные тенденции в органическом синтезе на пороге новой эры» СПб, 28-30 июня 1999 г.

7. Ulin N.V., Vasin V.A., Razin V.V. Selectivity of prototropic izomerization of 7-methylene-6-bycyclo[3.1.1]heptysulfon epoxides. Тезисы Международной конференции «Механизмы реакции и органические интермедиаты». СПб, 11-14 июня 2001 г.

8. Улин Н.В., Разин В.В. Необычная перегруппировка в ряду бициклобутана. Тезисы Третьей молодежной школы-конференции по органическому синтезу. «Органический синтез в новом столетии». СПб, 24-27 июня 2002 г.

Подписано к печати 2005 г. Формат бумаги 60X84 1/16.

Бумага офсетная. Печать ризографическая. Объем 1.25 усл.п.л. Тираж 100 экз. Заказ 3494. Отпечатано в отделе оперативной полиграфии НИИХ СП6ГУ с оригинал-макета заказчика. 198504, Санкт-Петербург, Старый Петергоф, Университетский пр., 26.

OZ.DO

14

il

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР .б

1.1. Часть 1. Реакция 1,3-НХ-элиминирования как метод создания системы бициклобутана.б

1.1.1. Синтетические аспекты реакции 1,3-НХ-элиминирования.

1.1.2. Механизм 1,3-НХ-элиминирования.

1.2. Часть 2. Прототропная изомеризация Р-акцепторнозамещенных этилоксиранов в производные циклопропилметанола.

1.2.1. Сложные эфиры.

1.2.2. Кетоны.

1.2.3. Сульфоны.

1.2.4. Нитрилы.

1.2.5. Другие акцепторные группы.

1.2.6. Прототропная изомеризация оксиранов, приводящая к синтезу бицикло[1.1.0]буганов.

Глава 2. РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

2.1. Синтез исходных соединений - замещенных метиленциклобутанов.

2.2. Часть 1. 1,3-НХ-элиминирование как путь к созданию бициклобутанов

2.2.1. Функционализация нитрила и метилового эфира 3-метил енцикл обутан-1 -карбоновой кислоты с целью получения замещенных 3-галогенциклобутанов.

2.2.2. Спектральные характеристики циклобутанов.

2.2.3. Дегидрогалогенирование замещенных галогенциклобутанов.

2.2.4. Спектральные характеристики метиленциклобутанов.

2.2.5. Обсуждение результатов 1,3-НХ-дегидрогалогенирования.

2.2.6. Попытки синтеза производных бицикло[ 1.1.1 ]бициклопентана.

2.3. Часть 2. Прототропная изомеризация замещенных спирогексанов и их гетероаналогов как метод синтеза бициклобутанов.

2.3.1. Выбор объектов исследования.

2.3.2. Синтез объектов исследования.

2.3.3. Прототропная изомеризация: результаты.

2.3.4. Прототропная изомеризация: обсуждение результатов.

2.4. Спектральные характеристики целевых продуктов - бициклобутанов.

2.5. Некоторые превращения бициклобутановых соединений.

2.5.1. Взаимодействие бициклобугана LXTV и LXXVI и трициклогептана LXLX с метилатом натрия в метаноле.

2.5.2. Электрофильное бромирование трициклогептилметанолов при использовании N-бромсукцинимида

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1.1. Синтез замещенных метиленциклобутанов.

3.1.2. Синтез галогенциклобутанов.

3.1.3. Дегидрогалогенирование 3-галогенциклобутанов.

3.1.4. Попытка синтеза производных бицикло [1.1.1]пентана.

3.2.1. Синтез замещенных спирогексанов.

3.2.2. Изомеризация замещенных спирогексанов.

3.3. Прочие реакции.

ВЫВОДЫ

Бициклобутан и его производные вызывают значительный интерес уже почти пятьдесят лет. Столь значительное внимание к данным соединениям не случайно. Необычное электронное строение и специфическая геометрия сверхнапряженной молекулы бициклобутана представляют теоретический интерес. Кроме того, синтетический потенциал производных бициклобутана поистине огромен. Можно сказать, что в настоящее время в тонком органическом синтезе разработана целая «бициклобутановая стратегия». Наличие функциональных групп в замещенных бициклобутанах дополнительно расширяет синтетический потенциал этих соединений. На основе сказанного становится очевидна актуальность поиска новых удобных методов синтеза функционально замещенных бициклобутанов.

Цель настоящей работы заключается в разработке новых методов синтеза функционально 1,3-дизамещенных бициклобутанов на основе доступной системы 3-метилен-циклобутана. Для реализации поставленной задачи мы использовали два представленных на схеме 1 подхода:

Схема 1

Н W

А1 W путь а путь б

В1 В

Первый этап в обоих избранных направлениях заключался в функционализации двойной связи С=С: путь а включает получение замещенного галогенциклобутана А1, а путь б -замещенного спирогексана В1. Заключительный этап в синтезе бициклобутанов А и В состоял в обработке соответствующих предшественников сильным основанием: в направлении я осуществляется реакция 1,3-дегидрогалогенирования, а в направлении б — прототропная изомеризация. Важнейшим требованием к характеру замещения исходного метиленциклобу-тана является наличие в (3-положении к метиленовому фрагменту акцепторного заместителя W, в качестве такового мы использовали группы: CN, СОгМе и SO2R (R=Me и Ph).

Надо отметить, что простейший вариант реализации пути а, а именно синтез бицик-лобутана A (Y=H, W=CN) был осуществлен Бланшаром и Кайрнкроссом еще в 1966 г. [1]. Поэтому наше исследование в этом направлении следует рассматривать как существенное расширение известного метода, призванное, с одной стороны, определить границы его применимости, а с другой - обеспечить путь к получению новых замещенных бициклобутанов А (где Y - функциональная группа). Что касается бициклобутанового синтеза по пути б, то он не имеет прецедентов в литературе и является новым.

Хотя бициклобутаны А и В, синтезируемые по указанной схеме, являются дизаме-щенными по одним и тем же положениям, возможности обоих путей синтеза не перекрываются, так как Y^ZH.

ВЫВОДЫ

1 Обнаружена новая прототропная изомеризация 1-оксаспиро-гексан-5-карбонитрила (метилкарбоксилата), отвечающая 1,3-циклизации и приводящая к образованию 3-циано(метоксикарбонил)-1 -бициклобутилметанола.

4,6-Триметилен-5-фенилсульфонил-1-оксаспирогексан также испытывает подобную изомеризацию с образованием 7-фенилсульфонил-1-трициклогептил метанол а. 4,6- триметилен -5-метилсульфонил-1-оксаспирогексан, в отличие от его фенильного аналога, в тех же условиях подвергается 1,6-циклизации с образованием 8,8-диоксида 4-тиатрицикло[4.4.0.05,10] деканола-1.

2 Впервые найдено, что 1,1-дициано(диалкоксикарбонил)-спирогексан-5-карбонигрил испытывает прототропную изомеризацию с 1,3-циклизацией и образованием 3-[2,2-дициано(диал коксикарбонил)-этил] бициклобутан-1 -карбонитрил а.

3 Показано, что дегидрогалогенирование 3 -СН2Y-замещенных-З -галогенциклобутан-1 -карбонитрилов (метилкарбоксилатов), полученных при функционализации двойной связи С=С 3-метиленциклобутан-1 -карбонитрила (метилкарбоксилата) протекает в двух направлениях: по пути 1,3-элиминирования с образованием производного бициклобутана и по пути 1,2-элиминирования с получением замещенного метиленциклобутана. Установлено влияние структурных факторов субстрата на конкуренцию процессов 1,2- и 1,3-дегидрогалогенирования.

1. Blanchard Е.Р., Caimeross A.S. Bicyclo1.1.0.butane chemistry. 1. The Synthesis and Reactions of 3-Methybicyclo[1.1.0]butanecarbonitriles // J. Am.Chem. Soc. 1966. Vol. 88. No 3. Pp. 487-495.

2. Methods of organic Chemistry (Houben-Weyl). Vol. E17a Carbocyclic Three and Four Mem-bered Ring Compounds. Ed. Armin de Meijere. GEORG THEME VERLAG. Stutgart. New York. 1997. Pp. 45-105.

3. Wiberg K.B., Ciula R.P. Ethylbicyclo1.1.0.butane-l-carboxylate // J. Am. Chem. Soc. 1959. Vol. 81. No 19. Pp. 5261-5262.

4. Wiberg K.B., Lampman G.M., Ciula R.P. etc. Bicyclo1.1.0.butane // Tetrahedron. 1965. Vol. 21. No 10. Pp. 2749-2769.

5. Avram M., Nenitzescu C.D., Maxim M. Untersuchungen in der Cyclobutanreihe I.1,3-Disubstituierte Cyclobunan Derivate// Chem. Ber. 1957. Vol. 90. No 8. Pp. 1424-1432.

6. Hall H.K., Jr., Smith C.D., Blanchard E.P., Jr., Cherkofsky S.C., and Sieja J.B. Synthesis and Polymerization of Bridgehead-Substituted Bicyclobutanes. // J. Am. Chem. Soc. 1971. Vol. 93. No 1. Pp.121-130.

7. Разин B.B., Еременко M.B. Метиловый эфир З-фенилбициклобутан-1-карбоновой кислоты. ЖОрХ. 1972. Т. 8. Вып. 1. С. 209-210.

8. Cripps Н.Н., Williams J.K., Sjarkey W.P. Chemistry of Cyclobutanes. I. Synthesis of Methyl-enecyclobutanes. 111. Am. Chem. Soc., 1959. Vol. 81. No 11. Pp. 2723-2728.

9. Hall H.K., Jr., Blanchard E.P., Jr., Cherkofsky S.C., Sieja J.B., Sheppard W. Synthesis and Polymerization of 1-Bicyclobutane Carbonitriles// J. Am. Chem. Soc., 1971. Vol. 93. No 1. Pp. 110-120.

10. Hall H.K. and Yancy R.E. Ш. 3- Methylenbicyclo2.1.0.pentane-l-carbonitrile and 3-Vinylbicyclobutane-l-carbonitrile // J. Org. Chem., 1974. Vol. 39. No 19. Pp. 2862-2866.

11. Cerfontain H., Geenevasen J.A.J. Photochemical Reactions of l-Acetyl-3-Methylenbicyclo 1.1.0.butane. //Reel. Trav. Chim. Pays-Bas 1986. Vol. 105. Pp. 386-394.

12. Allinger N. and Tushaus L. Conformationel Analisis. XLIII. Stereochemical Studies in the Cyclobutane Ring System // J. Org. Chem, 1965. Vol. 30. No 6. Pp. 1945-1951.

13. Hall H.K., Jr., Fixher W. Synthesis and Polymerization of Trimethylbicyclobutane-l,2,2-tri carboxylate. // Helvetica Chim. Acta. 1977. Vol. 60. No 6. Pp. 1897-1899.

14. Haman D.P.G., Lill C.F. The Synthesis and Rearrangement of Methyl 2,2,4,4-tetramethylbicy-clobutane-1-carboxylate. //Aust. J. Chem. 1971. Vol. 24. P. 1667.

15. Hoz S., Aurbach D. Nucleophilic "Addition-Elimination" Displacements on Activated Bicy-clobutanes // J. Org. Chem. 1984. Vol. 49. No 22. Pp. 4144-4147.

16. Васин B.A., Разин B.B., Кострюков С.Г., Болушева И.Ю., Зефиров Н.С. Функционал изация производных трицикло4.1.0.02'7.гептана в реакциях бензолсульфобромирования-дегидробромирования. // ЖОрХ, 1994. Т. 30. Вып. 9. С. 1351-1359.

17. Васин В.А., Кострюков С.Г., Романова Э.В., Болушева И.Ю., Разин В.В. Синтез производных 6-метиленбицикло3.1.1.гептана на основе трицикло[4.1.0.02'7] гептана // ЖОрХ, 1996. Т. 32. Вып. 11. С. 1701-1707.

18. Васин В.А., Разин В.В., Кострюков С.Г. 1-Фенилтрицикло4.1.0.02'7.гептан как синтон для синтеза производных норпинана и трицикло[4.1.0.02,7]гептана // ЖОрХ, 1996. Т. 32. Вып. 11. С. 1709-1718.

19. Васин В.А, Кострюков С.Г., Разин В.В. Фотохимическая реакция 1-фенилсульфонил-трицикло4.1.0.02'7.гептана с бензолсульфобромидом // ЖОрХ, 1998. Т. 34. Вып. 8. С. 1190-1196.

20. Delia Е., Taylor D., Tsanattsidis J. Unusual Bridgehead Reactivity: Formation of l.l.lJPropellane by 1,3-Dehydrobromination of l-Bromobicyclo[l.l.I.pentane // Tetrahedron Lett. 1990. Vol. 31. No 36. Pp. 5219-5220.

21. Delia E.W., Taylor D.K. Importance of the Halogen in the Competition Between Metal-Halogen Exchange and 1,3-Elimination of l-Halobicyclol.l.l.pentane. // Aust. J. Chem., 1991. Vol. 44. Pp. 881-885.

22. Meinwald J., Swithenbank C., Lewis A. Tricyclo2.1.1.05,6.hexane-5-t-butylcarboxamide: Synthesis CarbanionFormation// J. Am. Chem. Soc. 1963. Vol. 85. No 12. Pp. 1880-1881.

23. Hoz S., Aurbach D. Free, Hydrogen-Bonded, and Cation-Stabilized Carbanions a to a Cyano Group in a Cyclobutane Ring // J. Am. Chem. Soc. 1980. Vol. 102. No 7. Pp. 2340-2345.

24. Hoz S., and Livneh M. Conversion of Cyclobutane to Bicyclobutane by Base-Catalyzed 1,3-Dehydrohalogenation Reaction: AMechanistic Study. // J. Am. Chem. Soc. 1987. Vol. 109. No 24. Pp. 7483-7488.

25. Hoz S., Aurbach D., Avivi C. An Enexpected ^-Elimination from 3,3-Difluoro-cyclobutanecarbonitrile // Tetrahedron Lett. 1983. Vol. 24. No 15. Pp. 1639-1640.

26. Яндовский B.H., Ершов Б.А. Перегруппировки а-окисей, катализируемые основанием. // Успехи химии. 1972. Т. 41. Вып. 5. С. 785-798.

27. Темникова Т.И., Семенова С.Н. Взаимодействие а-Бромокисей с металлическими производными соединений, имеющих подвижный атом водорода. X. Строение продуктов взаимодействия натриймалонового эфира с а-бромокисями // ЖОрХ, 1966. Т. 2. Вып. 7. С. 1171-1177.

28. Ершов Б.А., Ермаков О.А., Темникова Т.И. Изомерные превращения а-окисей с подвижными атомами водорода в боковой углеродной цепи. XV. Изомерные превращения 0-карбоэтоксиокисей в производные циклопропаны // ЖОрХ, 1969. Т. 5. Вып. 3. С. 542-549.

29. Babler J.H., Tortorello A.J. Regioselectivity in the Cyclization of P,y-Epoxy Carbonates Applications to the Total Synthesis of /гаяу-Chry santhemiс Acid. // J. Org. Chem., 1976. Vol. 41. No 5. Pp. 885-887.

30. Funaki I., Bell R.P.L., Thijs L., Zwanenburg B. Synthesis of Functionalised Cyclopropanes by MIRC Reactions of Aziridinyl-methylenemalonates. // Tetrahedron, 1996. Vol. 52. No 37. Pp. 12253-12274.

31. Bland J., Shan A., Bordoluss A., Stammer C.H. Hetero-Substituted Methylideneoxazolones. 2,3-Methanohomoserine and -Methionine Synthesis. // J. Org. Chem., 1988. Vol. 53. No 5. Pp. 992-995.

32. Zieqler F.E. Stereochemistry of Dialkylcuprate Additions to Cyclopropylacrylic Esters. An. Application to the Synthesis of (+)-Eremophilone. // J. Org. Chem., 1977. Vol. 42. No 11. Pp. 1991-2001.

33. Gaoni Y. Base Induced Isomerizations of y,5-Epoxy Ketones. II. Synthesis in the Thujane Series. D,L-Sabina Ketone and D,L-c/'s-Sabinene Hydrate. // Tetrahedron. 1972. Vol. 28. No 22 Pp. 5525-5532.

34. Gaoni Y. Base Induced Isomerizations of y,S-Epoxy Ketones. III. Synthesis and Reactions of some Norcarane Derivatives. // Tetrahedron, 1972. Vol. 28. No 22 Pp. 5533-5541.

35. Dechoux L., Ebel M., Jung L., Stambach J.F. A Simple One-Pot Preparation Of (Z)-Cyclopropanes from y,5-Ketoalkenes Using KOH/DMSO Intramolecular Alkylation Conditions // Tetrahedron Lett., 1993. Vol. 34. No 46. Pp. 7405-7408.

36. Cossy J., Blanchard N., Meyer C. Synthesis of Isopropenylcyclopropanes Revision of the Relative Configuration of Cyclopropyl Ketones Obtained by 1,3-elimination of y-Epoxy Ketones // Eur. J. Ors Chem., 2001. No 2. Pp. 339-348.

37. Marchand A.P., Dong E.Z., Boff S.G. Synthesis and Acid-and Base-promoted Ring Openigs of Polycarbocyclic Oxiranes//Tetrahedron. 1998. Vol. 54. No 18. Pp. 4459-4470.

38. Holton R.A., Kennedy R.M. Stereochemical Requirements for Fragmentation of Homoallylic Epoxy Alcohols // Tetrahedron Lett., 1984. Vol. 25. No 40. Pp. 4455-4458.

39. Crotti P. Regio- and Stereoselectivity in the Cyclization of Euolabes Derived from 4,5-, 5,6-and 6,7-Epoxy-l-phenyl-l-alkanones//Tetrahedron, 1999. Vol. 55. No 18. Pp. 5853-5866.

40. Gaoni Y. Preparation of Ring-Substituted (Arylsulfonyl)cyclopropanes and (Arylsulfonyl)-bicyclobutanes from y,5-Epoxy Sulfones // J. Org. Chem., 1982. Vol. 47.No 13. Pp. 25642571.

41. Gaoni Y. Ring-Substituted (Arylsulfonyl)cyclopropanes from y,8-Epoxy Sulfones // Tetrahedron Lett. 1976. No 6. Pp. 503-506.

42. Corbell В., Durst T. Control of Ring Size Resulting from y-Epoxy Sulfone and y-Epoxynitrile Cyclization. Formation of Either Cyclopropyl or Cyclobuty. Derivatives // J. Org. Chem., 1976. Vol. 41. No 22. Pp. 3448-3650.

43. Corbell В., Decesare J., Durst T. Preparation of Cyclobutenones and Cyclopent-2-enones via Epoxy Sulfone Cyclizations // Can. J. Chem., 1978, Vol. 56. Pp. 505-511.

44. Corbell В., Decesare J., Durst Т. y- and 8-Epoxy Sulfones. Formation of Different Ring-sized Products upon Reaction with CH3MgI or LiNCH(CH3)2.2 // Can. J. Chem., 1981. Vol. 59. Pp. 1415-1424.

45. Benedetti F., Berti F., Fabrissin S., Gianferrara Т., Risaliti A. Methyl Effects in the Cycliza-tion ofy-Epoxy Bis-Sulfones // J. Org. Chem., 1991.Vol. 56. No 11. Pp. 3530-3537.

46. Hill AJE., Link D.C.; Donderlinger P. gem-Dimethyl Effect in a Grignar Reagent Cyclization-Cleavage Rearrangement // J. Org. Chem., 1981. Vol. 46. No 5. Pp. 1177-1182.

47. Jager J., Graafland Т., Schenk H., Kirby A., Engberts J. The Thorp-Ingold Effect in the Intramolecular Carboxyl-Catalyzed Hydrolysis of Sulfonamides // J.Am.Chem.Soc.,1984. Vol. 106. No l.P. 139

48. Benedetti F., Berti F., Fabrissin S., Gianferrara T. Intramolecubar Ring Opening of Epoxides by to-Activated Carbanions. The Influence of Ring Size on Reactivity and Selectivity.

49. J. Org. Chem., 1994. Vol. 59. No 6. Pp. 1518-1524.

50. Benedetti F., Berti F., Risaliti A. Cyclozation of y,S-Epoxy-a-cyanosuJphones. A Simple, Di-astereoselective Route of Cyclopropane Carboxylic Acids // Tetrahedron Lett, 1993. Vol. 34. No 40. Pp. 6443-6446.

51. Afarinkia K., Mahmood F. The Anionic Route to Tricyclanes // Tetrahedron Lett, 2000. Vol. 41. No 8. Pp. 1287-1290.

52. Stork G., Cama L.D., Coulson D. Epoxynitrile Cycliration. A General Method of Ring For-malite // J.Am.Chem.Soc., 1974. Vol. 19. No 16. Pp. 5268-5270.

53. Lambs L., Singh N., Biellmann J. Enantiospecific Synthesis of a Chrysantemic Acid Precursor // J. Org. Chem., 1992. Vol. 58. No 23. Pp. 6301-6304.

54. Mouzin G., Cousse H., Bonnaud B. A Convenient Synthesis of Bifunctional Vicinal Cyclo-propanes // Synthesis, 1978. Pp. 304-305.

55. Bangert K., Bockelheide V. On the Reaction of Cyclopentadienyl sodium and Epichlorohydrin // Tetrahedron Lett, 1968. Vol. 17. P. 1119.

56. Majewski M., Snieckus V. Synthesis of Pyrethroid Amides via Epoxy Amide Cyclisation // J. Org. Chem., 1984. Vol. 49. No 15. Pp. 2682-2687.

57. Hwan Hah J., Mo Gil J., Dong Eoung Oh The Stereoselective Synthesis of Cyclopropylphos-phonate Analogs of Nucleotides // Tetrahedron Lett, 1999. Vol. 40. No 47. Pp. 8235-8238.

58. Narjes F., Bolte O., Icheln D., Konig W.A., Schaumann E. Synthesis of Vinylcuclopropanes by Intermoleculars Epoxide Ring Opening. Application for an Enantioselective Synthesis of Dictyopterene A. //J. Org. Chem., 1993. Vol. 58. No 3. Pp. 626-631.

59. Gaoni Y. A Simple one-pot Preparation of 1-Arylsulfonylbicyclobutanes from y,5-Epoxysulfones // Tetrahedron Lett, 1981. Vol. 22. No 43. Pp. 4339-4340.

60. Cripps H.H., Williams J.K., Sjarkey W.P. Chemistry of Cyclobutanes. 1. Synthesis of Meth-ylencyclobutanes // J. Am. Chem. Soc., 1959. Vol. 81 No 11. Pp. 2723-2728.

61. S.Oaba, H.Kato, MOhta. The Deamination of 3- Methylencyclobutylcarbinylamine // Bull. Chem. Soc. Jpn., 1967. Vol. 40 No 1. Pp. 144-146.

62. Задонская Н.Ю. Сольвоксибромирование производных бицикло1.1.0.бутана, трицикло2 741.0.0 ' .гептана и метиленциклобутана. / Дисс. на соиск. уч. степени к.х.н. JI., 1990.

63. Дьюар М., Догерти Р. Теория возмущений молекулярных орбиталей в органической химии. /М., Мир, 1977. С. 365-375.

64. Asskher М., Vofsi P. Chlorine-activation be Redox-transfer. Part IV. The Addition of Sulphonylchloride to Vinylic Monomersand ofler Olefins // J.Org.Chem. Soc, 1961. No 12. Pp. 4962-4977.

65. N.Kharosch. Organic Sulfur Compounds. 1961. Vol. 1. Pergamon Press. N.Y. P. 375.

66. Marchand A.P., Devasagayaray A. Reactions of N-(Ethoxycarbonyl)-3 -halo-3 -(halomethyl)azetidines with DBU // J.Org.Chem., 1997. Vol. 62. No 13. Pp. 4434-4441.

67. Ионин Б.И., Ершов Б.А., Кольцов АИ. ЯМР-спектроскопия в органической химии. / Изд. П. Л., Химия, 1983. С. 146-158.

68. Borcic S., Roberts J. NMR Spectroscopy. Analysis of the Proton Spectrum of Cyclobutene // J. Am. Chem. Soc., 1965. Vol. 87. No 5. Pp. 1056-1058.

69. Farid S., Kothe W., Pfundt G. NMR-study of Cyclobutene Derivatives. // Tetrahedron Lett., 1968. Vol. 39. No 24. P. 4151.

70. Леви Г., Нельсон Г. Руководство по ЯМР 1ЭС для химиков-органиков. М., Мир, 1975. С. 88-90.

71. Иоффе Б.А., Костиков P.P., Разин В.В. Физические методы определения строения органических соединений. М., Высшая школа, 1984. С. 70-72, табл. IIVII.

72. Saunders W.H., Cockerill A. F. Mechanisms of Elimination Reactions. N. Y.-London: Wiley, 1973. 642 p.

73. Разин B.B., Васин B.A., Оглоблин K.A. Реакции присоединения к производным бициклобутана. IV. Стереохимия присоединения вторичных аминов к бициклобутан-1карбонитрилу и З-метилбициклобуттан-1-карбонитрилу // ЖОрХ., 1981. Т. 17. Вып. 4. С. 770-775.

74. Rozen S., Gal С., Faust Y. 3.1.1.Propellane // J. Am. Chem. Soc., 1980. Vol. 102. No 22. Pp. 6861-6863.

75. Warner P., Chen В., Wada E. A General Approach to the Synthesis of Bridgehead Disubsti-tuted Bicyclofn.I.ljabkanes// J. Org. Chem., 1981. Vol. 46. No 23. Pp. 4795-4797.

76. Cohen S., Rothenberg G., and Sasson Y. A New Simple Method for the Synthesis of Cyclo-butyl Cyanide // Tetrahedron Lett, 1998. Vol. 39. No 19. Pp. 3093-3094.

77. Roberts S.W., Stirling C.J.M. Strained Eliminations: Bicyclobutane and Methylencyclopro-pane Formation versus Substitutione // Chem. Comun., 1991. Pp. 170-171.

78. Bergmeier S., Lee W., Rapoport H. Chirospecific Synthesis of (IS, 3R)-l-Amino-3-(hydroxymethyl)cyclopentane, a Precursor for Carbocyclic Nucleoside Synthesis. Intramolecular Aziridine Cyclozations // J. Org. Chem., 1993. Vol. 58. No 18. Pp. 5019-5022.

79. Deyrup J.A. Heterocyclic Compounds, vol. 42, part 1, "Small Ring Heterocycles" ed. A.Hassner. Wiley Interscience, N.Y., 1983. Pp. 115-119.

80. Danishefsky S. Electrophilic Cyclopropanes in Organic Synthesis // Accounts Chem. Res., 1979. No 12. P. 66-72.

81. Funaky I., Yhijs L. Zwanenburg B. Synthesis of 3-Aminopyrrolidin-2-ones by an Intramolecular Reaction of Aziridinecarboxamides // Tetrahedron, 1996. Vol. 52. No 29. Pp. 9909-9924.

82. Danishefsky S., Dynak J., Yamamoto M. Fluxional Isomerization of Malonate Anion an Insistence of Intramolecular Homoconjugate Addition// J. Chem.Soc., Chem. Commun., 1973. No 1. Pp. 81-82.

83. Ariass L.A., Adkins S., Nagel C., Bach К Epoxidation of Alkenes with Trichloroacetoni-trile/Hydrogen Peroxide in a Neutral Biphasic Solvent System // J. Org. Chem., 1983. Vol. 48. No 5. Pp. 888-890.

84. Касьян Л.И., Сеферова М.Ф., Горб Л.Г., Козина М.П., Дрюк В.Г. Метиленциклоалканы: напряженность и свойства//ЖОрХ, 1989. Т. 25. Вып. 6. С. 1131-1138.

85. Wiberg К. В., Hees В. A. 6-Substituted Bicyclo3.1.1.heptanes.// J. Org. Chem., 1966. Vol. 31. No 7. Pp. 2250-2254.

86. Albone D.P., Aujla P.S., Taylor P.C., Challenger S., Derrick A.M. A Simple Copper Catalyst for Both Aziridination of Alkenes and Animation of Activated Hydrocarbons with Chlora-mine-T trihydrate. // J. Org. Chem. 1998. Vol. 63. No 25. Pp. 9569-9571.

87. Evans D., Faul M., Bilodeau M. Development of the Copper-Catalyzed Olefin Aziridination Reaction//J. Am. Chem. Soc., 1994. Vol. 116. No 7. Pp. 2742-2753.

88. Boldt P., Schulz L. and Etzemuller. 1.1-Dicyan-cyclopropane // Chem.Ber. 1967. Vol. 100. Pp. 1281-1288.

89. Кострюков С.Г. Синтез и превращения сульфонилзмещенных бицикло3.1.1.- иtyтрицикло4.1.0.0 ' .гептанов. / Дисс. на соиск. уч. степени к.х.н. СПб, 1996.

90. Иоффе А.И., Святкин В. А., Нефедов О.М. Строение производных циклопропана. М.: Наука, 1986. С. 160.

91. Dudev Т., Lim С. Ring Strain Energies from ab initio Calculations. J. Am. Chem. Soc., 1998. Vol. 120. No . Pp. 4450-4458

92. AllenF.H. Geometric Variations inBicyclo1.1.0.butane: Comparison withHignerBicy-clo[n.l.0]alkanes (n=2-4)//Acta Cryst., 1984. Vol. 40,Pp. 30&-319.

93. Касьян Л.И., Сефирова М.Ф., Порублева Л.В. Строение, напряженность и конформационные особенности эпоксидов алициклического ряда (исследование методом молекулярной механики) //ЖОрХ, 1992. Т. 28. Вып. 3. С. 449-460.

94. Greenberg A., Liebman J.F. Strained Organic Molecules / Academic Press, N.Y., S-Francisco, London, 1978.

95. Энтелис С.Г., Тигер Р.П. Кинетика реакций в жидкой фазе. Количественный учет влияния среды. М., Химия, 1973. С. 51-54.

96. Wuthrich К., Meiboom S., and Snyder L. Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy of Bicy-clobutane // J. Chem. Phys.,.1970. Vol. 52. No 1. Pp. 230-233.

97. Pomerantz M.O., Hillebrand O.F. Electronic Structure and Reactivity of Small Ring Compounds. VI. Carbon-Carbon Coupling Constants in 1-Cyanobicyclobutane // J. Am. Chem. Soc., 1973. Vol. 95. No 17. Pp. 5809-5810.

98. Cox K.W., Harmony M.D., Nelson G., Wiberg K.B. Microwave Spectrum and Structure of Bicyclol. 1.0.butane // J. Chem. Phys., 1969. Vol. 50. No 5. Pp. 1976-1980.

99. S.Hoz. and Aurbach D. Cyclobutane-bicyclobutane System. I. The Relative Reactivity of the Central Bond in Bicyclobutanecarbonitrile and the Double Bond in Crotononitrile in Nucleo-philic Reactions//Tetrahedron, 1979. Vol. 35. Pp. 881-883.

100. Разин В. В., Еременко М. В. Оглоблин К. А., Реакции присоединения к производным бициклобутана. Присоединение метанола к метиловому эфиру трицикло4.1.0.0.гептан-1-карбоновой кислоты в присутствии метилата натрия И ЖОрХ, 1978. Т. 14. Вып. 5. С. 973-979.

101. Hoz S., Livneh М., Cohen D. Bromenation of Bicyclobutanes: a Porsible Case of an Electron-transfer Mechanism//J. Am. Chem. Soc., 1987. Vol. 109. No 17. Pp. 5149-5156.

102. Разин В. В., Золаторев Р. Н., Яковлев М. Е., Бромоциклоэтерификация 7-фенил-1-трициклогептил алканолов. ЖОрХ 1998, №34, Вып. 6, С 859-761.

103. Bach R., Dmitchenko O. Effect of Substitutends on the Strain Energies of Small The Ring Compounds. // J. Org. Chem., 2002, Vol. 67, Pp2588-2599.

104. Вейвгант-Хильгетак. Методы эксперимента в органической химии // М., Химия, 1968. С 349-350