Синтез и превращения некоторых 6-норпинанилсульфонов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

СИНТЕЗ II ПРЕВРАЩЕНИЯ НЕКОТОРЫХ 6-НОРПИНАНИЛСУЛЬФОНОВ

02.00.03 - органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва-2010

00349

003491585

Работа выполнена на кафедре органической химии Мордовского государственного университета имени Н.П. Огарёва

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор

Васин Виктор Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор химических наук

Лермонтов Сергей Андреевич

кандидат химических наук Кудрявцев Константин Викторович

Ведущая организация: Нижегородский государственный университет

имени Н.И. Лобачевского

Защита диссертации состоится 24 февраля 2010 г. в 11.00 час. на заседании Диссертационного Совета Д 501.001.69 по химическим наукам при Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 119992, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 3, Химический факультет МГУ, аудитория 446.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан 22 января 2010 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета доктор химических наук, профессор

Т.В. Магдесиева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Функционально замещенные норпинаны (бициюю[3.1.1]гептаны), являющиеся синтетическими аналогами биологически активных природных терпенов пинано-вого ряда, до настоящего времени остаются сравнительно малоизученными соединениями. Вместе с тем, многие из них оказываются эффективными строительными блоками в многостадийных синтезах сложных полициклических структур, содержащих в своем составе малые углеродные циклы, служат удобными моделями для специальных физико-химических исследований и изучения пространственного строения и конформационного состава молекул с остовом, содержащим сочлененные в положениях / и 3 циклогексановые кольца и циклобутановый фрагмент. В связи с этим, разработка простых и доступных методов целенаправленного синтеза функционально замещенных бицикло[3.1.1 ]гептанов и изучение их химических свойств является актуальной задачей, решение которой может значительно расширить ассортимент норпина-новых соединений и получаемых из них продуктов. Среди таких соединений важное место занимают б-сульфонилзамещенные бицикло[3.1.1]гептаны. Их высокая реакционная способность и значительный синтетический потенциал обязаны акцепторным свойствам сульфо-группы, которая эффективно стабилизирует а-карбанионы, легко образующиеся при действии оснований. Реакции с участием таких карбанионов приводят к созданию новых С-С связей и углеродных остовов органических соединений. Саму же сульфо-группу можно легко удалить путем элиминирования или же заменить.

Анализ литературных данных показывает, что действенным подходом в планировании синтеза норпинановых соединений является бициклобутановая стратегия, основанная на избирательном раскрытии центральной связи С-С в сравнительно сложных по строению, но, как правило, более доступных, чем норпинаны, производных бицикло[1.1.0]бугана - трицикло-[4.1.0.02'7]гептанах. В качестве же наиболее перспективных вариантов синтеза 6-норпинанил-сульфонов могут быть опробованы два основных способа: прямое сульфонирование трицик-ло[4.1.0.02'7]гептанов и присоединение радикальных и ионных реагентов к 1-сульфонил-замещенным трицикло[4.1.0.02,7]гептанам.

Цель диссертационного исследования состояла в разработке препаративных методов получения из трициклогептановых предшественников новых функционально замещенных 6-норпинанилсульфонов и изучении их физико-химических свойств и поведения при взаимодействии с реагентами различной природы. В задачи исследования входили также поиск новых реагентов и реакций, приводящих к избирательному раскрытию центральной бициклобутано-вой связи С-С в трициклических субстратах и образованию норпинановых производных, изучение механизма, регио- и стереоселективности присоединения.

Научная новизна исследования. Впервые введены в практику органического синтеза новые сульфонирующие реагенты - галогенметансульфотиоцианаты. Впервые изучены регио-, стереохимия и механизм реакций присоединения метансульфотиоцианатов к ЬЯ-трицикло-[4.1.0.02,7]гептанам (Я = Н, Ме, РЬ, Вг), ведущего к образованию ачти- и сш-аддуктов норпи-нановой структуры. Предложен новый метод синтеза 1-метипсудьфонипзамещенных трицикло-гептанов из сии-аддуктов путем 1,3-элиминирования тиоциановой кислоты при действии оснований. Из анти-гддукгов при действии оснований-нуклеофилов различной силы получены неизвестные ранее сульфиды или дисульфиды норпинанового ряда.

Впервые осуществлено радикальное азидосульфонирование производного бицик-ло[1.1.0]бутана - трицикло[4.1.0.02,7]гептана, по центральной связи С-С с использованием РЬБОгЫз, а также его тиосульфонирование с использованием метил- и фенилтиоэфиров метан-сульфокислоты.

Впервые изучены хемо- и региоселективность кислотно-катализируемого гидрометокси-лирования 7-К-1-фенилсульфонилтрицикло[4.1.0.02,7]гептанов (Я= Н, Ме), ведущего к образованию двухкомпонентных смесей диастереомерных 7-эюо-фенилсульфонил-2-метокси-бицикло[4.1.0]гептанов. Сформулированы принципы отнесения конфигурации диастереомеров и родственных им соединений на основе сравнительного анализа их спектров ЯМР 'Н и "С.

Впервые осуществлено ионное гидрирование бициклобутанового соединения - 7-фенил-1-фенилсульфонилтрицикло[4.1.0.02,7]гептана, а также его сопряженное галогенометокси-лирование с использованием Лг-галогенсукцинимидов в качестве источников электрофильного галогена, приводящих к образованию исключительно эндо.син-аддуктов норпинановой структуры.

Впервые систематически изучены стереохимические аспекты реакций гапогенирования 1-сульфонилзамещенных трицикло[4.1.0.02,7]гептанов по связи С'-С7, на основании которых сделан вывод о их радикальном механизме. С привлечением методов РСА, высокотемпературной ЯМР 'Н спектроскопии и квантово-химического О ИТ расчёта изучена конформационная подвижность заместителей в тетразамещенном норпинане - метил 6,7-эн<)о,син-дибром-7-ан»ш-(фенилсульфонил)бицикло[3.1.1]гептан-6-э/«о-карбоксилате; обнаружено необычное донорно-акцепторное взаимодействие между пространственно сближенными карбонильным С-атомом и атомом кислорода сульфонильной группы в этом соединении, не имеющее прецедента в литературе.

Дана интерпретация результатов реакций ионного и радикального присоединения к три-цикло[4.1.0.02,7]гептанам с привлечением данных квантово-химического расчета высокого уровня электронного и пространственного строения их возможных норпинанильных и норкара-нильных интермедиатов.

Впервые осуществлен целенаправленный синтез всех четырех возможных диастереоме-ров 6,7-дизамещенного норпинана - (7-фенил-6-норпинанил)фенилсульфона. Проведено сравнение спектральных характеристик диастерсомеров и выявлены закономерности, позволяющие отнести конфигурацию соединений по спектрам ЯМР 'Н и 13С.

Практическая значимость. Разработаны препаративные методы получения неизвестных ранее 6-э«до-метилсульфонил-7-тиоцианатобицикло[3.1.1]гептанов, бкс(6-эндо-метил-сульфонил-7-анши-бицикло[3.1.1 ]гсптил)- и бис(6-метилен-7-антн-бицикло[3.1.1 ]гептил Дисульфидов, 7-метилтио(фенилтио)-6-эндо-метилсульфонилбицикло[3.1.1]гептанов, 7-азидо-6-энйо-фенилсульфонил6ицикло[3.1Л]гептанов, диастереомерных 7-эгао-фенилсульфонил-2-метоксибицикло[4.1.0]гептанов, 6,7-дизамещенных и 7,7,6-тризамещенных-6-сульфонил-бицикло[3.1.1 ]гептанов.

Некоторые из синтезированных соединений могут представлять интерес в качестве веществ с потенциально высокой биологической активностью, что может быть установлено при их биоскрининге. Спектральные характеристики новых б-сульфонилзамещенных норпинанов могут оказаться полезными при идентификации родственных структур.

Получены новые экспериментальные данные, способствующие росту объема и качества знаний, прогрессу в понимании проблемы напряжения в малых циклах.

Апробация работы. Результаты работы представлялись на международной научно-практической конференции «Перспективы развития и практического применения алицикличе-ских соединений «ALICYCLE 2004» (Самара, 2004 г.), международной конференции по органической химии «Органическая химия от Бутлерова и Бельштейна до современности» (Санкт-Петербург, 2006 г.), XVI Российской молодежной научной конференции «Проблемы теоретической и экспериментальной химии», посвященной 85-летию со дня рождения профессора В.П. Кочергина (Екатеринбург, 2006 г.), пятой международной конференции молодых ученых по органической химии InterYCOS-2009 "Вклад университетов в развитие органической химии" (Санкт-Петербург, 2009 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов, списка литературы и приложения. Диссертация изложена на 174 страницах, включает 29 таблиц, 10 рисунков и список использованной литературы (137 наименований).

Диссертационная работа выполнена на кафедре органической химии Мордовского государственного университета имени Н.П. Огарева по открытому плану по теме «Разработка новых методов синтеза органических соединений и изучение их реакционной способности», номер государственной регистрации № 0120.0801536.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Направление и объекты исследования

Основное направление исследования касалось разработки методов получения 6-норпина-нилсульфонов из трициклогептановых предшественников и изучения их превращений при действии оснований-нуклеофилов. Объектами исследования служили 1-моно- и 1,7-дизамещенные трициклогептаны (1-10).

И = Н (1), Мс (2, 7), РЬ (3,8), Вг (4,9), 502Ме (5), 502РЬ (6), С02Ме (10)

Синтез этих соединений, различающихся по своим электронным и пространственным характеристикам, осуществлен по литературным методикам.

2.1. Получение 6-норпинанилсульфонов в реакциях радикального присоединения производных сульфокислот к трицикло[4.1.0.0г,7]гептанам

Для прямого сульфонирования трициклогептановых соединений по центральной связи С'-С7 нами впервые были использованы в качестве реагентов метан- и галогенметансульфо-тиоцианаты, метил- и фенилметантиосульфонаты и бензолсульфоазид. Проведено сравнение результатов присоединения с полученными ранее для других производных сульфокислот.

2.1.1. Реакции гемолитического сульфотиоцианирования трициклогептанов (1-4) и превращения аддуктов под действием оснований-нуклеофилов

Взаимодействие трициклогептанов (1-4) с метан- и галогенметансульфотиоцианатами, полученными из соответствующих бром- и хлорангидридов сульфокислот путем восстановления посредством КагБОз в присутствии ЫаНСОз в сульфинаты натрия и последующей обработкой их бензольным раствором диродана, проводили при 20 °С при простом смешении. Во всех случаях наблюдалось образование продуктов присоединения по центральной бициклобутано-вой связи С'-С7 норпинановой структуры (11-14), табл. 1.

1-6

7-10

1-4 Hau, 13а-в, 14а-в, 15а 12а-в

R-H (1,11,12), Ме (2,13), Ph(3,14), Вг (4,15);X = Н (а), С1 (б),Вг (в) Таблица 1. Время проведения реакций, выход и состав продуктов (11-15)

сульфотиоцианирования трициклогептанов (1-4)

Трициклогептан Реагент Время реакции, ч Продукты Выход, в% Содержание ан/иы-аддукта, %

1 MeS02SCN 12 11а,12а 71 71

1 cich2so2scn 10 116, 126 57 64

1 BrCH2S02SCN 14 Ив, 12в 30 60

2 MeS02SCN И 13а 64 >93

2 CICHiSOiSCN 10 136 42 >95

2 BrCH2S02SCN 15 13в 17 >95

3 MeS02SCN 6 14а 73 >98

3 C1CH2S02SCN 6 146 44 >98

3 BrCH2S02SCN 8 14в 41 >98

4 MeS02SCN 8 15а 48 98

Аддукты углеводорода (1) разделены хроматографированием на колонке с силикагелем и/или кристаллизацией. Теми же методами в индивидуальном виде выделены аншы-аддукты других трициклогептанов; следовые же количества их сын-аддуктов зафиксированы в реакционных смесях методами ЯМР 'Н по сигналам остаточных протонов. Строение соединений (11, 13-15) устанавливали спектральными методами. В частности, в их ИК-спектрах обнаруживаются интенсивные характеристические полосы поглощения в области - 1150 и 1300 см-', отнесенные к симметричным и антисимметричным валентным колебаниям сульфо-группы. Группа SCN проявляется в ИК-спектрах полосой валентных колебаний в области -2160 см"1 средней интенсивности и дает в спектрах ЯМР ПС сигнал в области — 110 м.д. Норпинановый фрагмент выявляется в спектрах ЯМР 13С по пяти сигналам С-атомов углеродного остова ожидаемой интенсивности и положения, так же, как метил- и галогенметилсульфонильная группа обнаруживается по положению сигнала ее С-атома в области, характерной для той же группы в модельных соединениях. Отнесение конфигурации заместителей у атомов Cä и С7 норпинанов проводили на основе анализа мультиплетности и положения сигналов водородных атомов Нб и Н7 в

спектрах ЯМР 'Н с учетом известных спектрально-структурных корреляций. Так триплетный сигнал атома Нб с У- 5,7 Гц указывает на э/ао-ориентацию этого протона во всех соединениях. Аналогичным образом по триплетному и синглетному сигналу атома Н7 определяется его анти-и син-направленность соответственно в соединениях (12а-в) и (Иа-в). Расположение группы БСК в 7-аятм-положении соединений (13а-в) выводится из относительно больших значений химических сдвигов сигналов противостоящего ей протона экзо-Н6. При иной ориентации заместителей у атома С7 в син-аддуктах этому протону противостоят СНд-группа или атом брома, меньшее разэкранирующее влияние которых по сравнению с группой БСЫ, приводит к смещению сигнала Нб в сильное поле. Наконец, конфигурация заместителей у атома С7 соединений (14а-в) следует из наблюдения сильнопольного однопротонного мультиплетного сигнала атома Н3, попадающего в область экранирующего влияния сын-ориентированного фенильного кольца.

Таким образом, на основе анализа регио- и стереохимических результатов присоединения, можно констатировать, что использованные нами метансульфотиоцианаты реагируют с трициклогептанами (1-4) подобно изученным ранее на кафедре галогенангидридам метан- и арилсульфокислот по гомолитическому пути с участием промежуточного 7-норпинанильного радикала А, образующегося при строго эндо-иаправленной атаке метилсульфонильного радикала по менее замещенному узловому С-атому, дальнейший перенос группы N05 на реакционный центр которого происходит анти-стереоселективно. Для получения дополнительной информации о пространственном и электронном строение радикалов А мы оптимизировали геометрию метилсульфонилзамещенных производных неэмпирическим методом в базисе 6-3 Ю с использованием программы РС вАМЕЗБ. Было установлено, что при Л = РЬ реакционный центр практически планарен, в то время как в остальных трех случаях в качестве наиболее стабильных выступают два инвертомера А' и А". При этом инвертомеры А" несколько выигрывают у инвер-томеров А' по энергии (~ 1 ккал/моль), рис. 1.

Рис. 1. Пространственное строение эндо-6-метилсульфонил-7-норпинанильных радикалов А: а - бензильного типа, б ив- соответственно инвертомеров А'и А" с Я = Н, Ме, В г, по данным квантово-химических расчетов.

а

б

в

Мы полагаем, что инверсия радикального центра в пирамидальных интермедиатах происходит с высокой скоростью, а стереохимический результат присоединения определяется главным образом относительной скоростью переноса на него реагента с различных сторон. При этом в фенилзамещенном радикале Л и инвертомерах А' подход реагента к реакционному центру со стороны триметиленового мостика затруднен, поскольку он должен осуществляться с аксиального направления ваннообразной конформации шестичленного цикла С'С2С3С'С'С7. Поэтому инвертомеры А" реагируют быстрее инвертомеров А', так как у них, как и в радикале А бензильного типа перенос происходит с пространственно более доступного экваториального направления.

Кроме конформационного контроля, на селективность присоединения могут оказывать влияние и электронные факторы - различия в энергиях однократно занятых молекулярных ор-биталей (ОЗМО) инвертомеров электрофильных по своей природе (из-за присутствия акцепторного заместителя) норпинанильных радикалов А. Полученные нами методом ЯНР в базисе 6-3 Ю значения энергий граничных молекулярных орбиталей МеБОгБСЫ (Евзмо -0.4266 эВ и Енвмо -0.0227 эВ) свидетельствуют о предпочтительном реагировании инвертомеров А", энергия ОЗМО которых ближе к энергии ВЗМО метансульфотиоцианата, чем инвертомеров А'.

Некоторые из продуктов сульфотиоцианирования углеводородов (1-3) мы подвергли действию оснований-нуклеофилов. Установлено, что скн-адцукты (12а-в) при обработке трет-бутилатом калия в ТГФ при 0 °С или при кипячении в водно-диоксановом растворе №ОН испытывают 1,3-элиминирование тиоциановой кислоты и превращаются в известные 1-метил-сульфонилзамещенные трициклогептаны (5,16а, б).

12а-в Б 16а, б

X = Н (5,12а), С1 (126,16а), Вг (12в, 166) В данном превращении группа SCN ведет себя как псевдогалогенид-анион и выступает в качестве уходящей во внутримолекулярном нуклеофильном замещении происходящем в от-сульфонилзамещенном карбанионе Б.

В анты-адцуктах (11а-в, 13а-в, 14а-в), где в соответствующем Аг-карбаниояе существует стереохимический запрет на нуклеофильную атаку на атом С7 с "тыла", реализуются иные превращения в присутствии оснований-нуклеофилов. Действие «жёстких» О-центрированных оснований-нуклеофилов: трет-6утилата калия в ТГФ при 0 "С или водно-диоксанового раствора КаОН при кипячении, направлено на С-атом группы БСЫ анти-аддуктов (11, 13, 14). Из соеди-

нений (11а, 13а, 14а) получены норпинановые дисульфиды (17-19), которые образуются, по-видимому, или при окислении соответствующего промежуточного тиолята В кислородом воздуха, или в результате нуклеофильной атаки этого тиолята по атому серы группы БСК исходного норпинанового соединения.

11а, 13а, 14а В 17-19

ХСН2502

5-5

13в, 146 20,21

Я = Н (11а, 17), Ме (13а, 18,20), РЬ (14а, 19,21); X = С1 (б), Вг (в)

При кипячении в водно-диоксановом растворе N8011 аиотм-аддукты (13в, 146) превращаются в бнс(6-метилен-7-эгао-бицикло[3.1.1]гептил)дисульфиды (20, 21). В этом случае реакция, по-видимому, также протекает через образование дисульфидов, подобных соединениям (17-19), но из-за наличия в них галогенметилсульфонильной функции завершается по типу реакции Рамберга-Беклунда.

Соединения (14а-в) при действии AgNOз в водном диоксане при 20 °С количественно превращаются в третичные спирты (22а-в) норпинанового ряда. Замещение группы 5СК при этом происходит с сохранением конфигурации. Такой же результат - сохранение конфигурации в месте нуклеофильной атаки, как установлено нами, присущ и реакциям гидролиза известных

дибромсульфонов (23а-в), которые при кипячении с раствором ИагСОз в водном ТГФ превращаются с высокими выходами те же самые соответствующие спирты. По-видимому, каждая из реакций протекает по механизму 5ц1, а экзо-направленность нуклеофильной атаки на промежуточный бензильный карбокатиои является его специфической особенностью.

Атака «мягких» нуклеофилов - метиллития и фенилмагнийбромида, направлена на атом серы группы БСЫ соединения (11а) и приводит к образованию продуктов замещения - сульфидов (24а, 25а). Те же сульфиды получены независимым способом совместно с эндо.син-изомерами (246, 256) [соотношение стереоизомеров (24а)/(24б) и (25а)/(25б), по данным ГЖХ, 75:19 и 65:35 соответственно] в фотохимических реакциях углеводорода (1) с метил- и фенил-метантиосульфонатами. Заметим, что в реакции с МеБСЬЗМе кроме того наблюдалось образо-

22а-в, 23а-в

Х = Н(а), С1 (б), Вг (в); У = ОН (22), Вг (23)

вание известного сульфона (26) в качестве небольшой (б %) примеси. Реакция соединения (11а) с СНСЬ при нагревании в водно-диоксановом растворе ЫаОН привела к норпинану (27).

SCN

11а

SR' 24а, 25а, 27

MeS02SR/ hv *

SR'

1 24а, 25а 246,256 26

Я' = Ме (24), РЬ (25), СС13 (27) Строение норпинанов (17-27), выделенных в индивидуальном виде, надежно установлено методами ИК, ЯМР 'Н и |3С спектроскопии.

2.1.2. Азидосульфонирование трицнклогептана (1)

При нагревании эквимольных количеств соединения (1) и РИБОгКз в бензоле в присутствии азо-бис-изобутиронитрила (А1В>1) в течение 8 ч нами была получена трехкомпонентная смесь норпинановых продуктов (28а,б, 29) в соотношении 2.5:1:0.3 (по данным ЯМР 'Н спектроскопии).

J

Строение соединений (28а,6), выделенных в индивидуальном состоянии колоночной хроматографией на силикагеле, подтверждается методами ИК и ЯМР спектроскопии. В частности, в их ИК спектрах обнаруживаются характеристические полосы поглощения сульфониль-ной (1150 и 1300 см"1) и азидо- (~ 2110 см"1) групп. Конфигурационное отнесение заместителей при атомах С6,7 проводили с учетом мультиплетностей сигналов протонов Н47 в спектрах ЯМР 'Н. Полученные результаты по регио- и стереоселективности присоединения PhSChNj к углеводороду (1) согласуются с результатами реакций его сульфонирования с использованием метан-сульфотиоцианатов и других изученных ранее производных сульфокислот. Это позволяет принять для присоединения радикальный механизм, в котором принимает участие сульфонилзаме-

щенный норпинанильный радикал А. Образование примесного продукта (29) мы связываем с пониженной, по сравнению с ХСЛЬЗСЬБСМ, способностью РЬЗОгХз участвовать в передаче цепи, благодаря чему промежуточный радикал А успевает принять Н-атом от молекул растворителя или субстрата.

2.2. Реакции присоединения к 1-сульфонилзамещенным трициклогептанам (5-10)

Для 1-сульфонилзамещенных трицикло[4.1.0.02,7]гептанов (5-10) нами были изучены особенности взаимодействия с различными радикальными и ионными реагентами и оценена возможность их использования в целенаправленном синтезе 6-норпинанилсульфонов.

Нами исследован состав продуктов кислотно-катализируемого присоединения метанола к двум трициклогептанам с сильной электроноакцепторной группой в узловом положении -сульфонам (6, 7), с целью сопоставления данных по хемо-, регио- и стереоселективности гид-рометоксилирования с результатами, полученными ранее для их аналогов с донорными или менее акцепторными группами, и надеждой перейти таким способом к сульфонилзамещенным норпинанам.

Реакции проводили при 20 °С в течение 5 суток в метаноле с использованием каталитической добавки НСЮ4. Продуктами реакций в каждом случае оказались два диастереомерных норкарана - (30а,б) и (32а,б), образующиеся в соотношении 4:1 и 5.6:1 ивыходом81 и90%со-ответственно, что отвечает присоединению метанола по боковой бициклобутановой связи С'-С2, примыкающей к акцепторному заместителю. В каждой реакционной смеси присутствовал также в качестве небольшой примеси (4-8 %) соответствующий норкареновый сульфон (31, 33), являющийся структурным изомером исходного трициклогептанового сульфона (6, 7). Нор-карены (31,33) были отделены от метоксиноркаранов (30а,б) и (32а,б) колоночной хроматографией на АЬОз и идентифицированы с образцами, полученными специально при изомеризации трициклогептанов (6, 7) в бензоле в присутствии каталитической добавки НСЮ4. экзо-

2.2. Хемо-, регио- и стереоселективность кислотно-катализируемого гидрометоксилирования трициклогептанов (6) и (7)

ОМе

эндо-30а, 32а эга«-30б, 326

Я = Н (6,30,31), Мс (7,32,33)

6,7

31,33

Расположение сульфоиилыюй группы при С7 в соединениях определяется по константам сшш-спипового взаимодействия (КССВ) а-Н-атома, имеющим величину 5-6 Гц, характерную для /нралс-вициналыюй КССВ в циклопропанах. Конфигурационное отнесение при С2 в продуктах (30а,б) и (32а,б) осуществляли на основе сравнительного анализа химических сдвигов С7 в спектрах ЯМР "с. При этом относительное смещение сигнала С7 эндо-изомера в сильное поле объясняется нами как результат нормального у-гою-эффекта метоксн-группы на атом С7 вследствие ее стерических взаимодействий с эяйо-Н'-атомом. Кроме того, мы показали, что величины Аб^„)„.ц7 могут рассматриваться также как надежный критерий при отнесении конфигурации при С2 в диастереомерных парах изученной серии и родственных производных.

Полученные данные по составу кислотно-катализируемого метанолиза соединений (6, 7) вполне объяснимы с позиций установившихся представлений о механизме электрофильного присоединения к бициклобутанам. Атака протона осуществляется строго стереонаправлено по узловому атому С' (благодаря ориентирующему влиянию сульфо-группы) с образованием би-циклобугониевого иона Г, который испытывает далее стереоспецифическую перегруппировку в классический 2-норпннанильный катион Д. Квантово-химическим расчетом в базисе 6-3 Ю нами было установлено, что катион Г (Я = Н) является фактически не интермедиатом, а переходным состоянием (ПС) реакции, что обнаруживается по наблюдению одной мнимой частоты матрицы Гессе. Переходное состояние выше по энергии по сравнению с соответствующим нор-каранильным катионом Д - истинным интермедиатом реакции.

Рис. 2. Пространственное строение бициклобутониевого иона Г (а) и 2-норкара-нильных карбокатионов Д (б) по данным квантово-а 6 химического расчета.

Наиболее стабильными формами катионов Д во всех случаях оказались структуры с информацией шестичленного цикла "полукресло", рис. 2, в которых подход нуклеофильного со-реагента к реакционному центру с экваториального и аксиального направления по стериче-ским причинам должен быть заведомо неравновероятен и более благоприятен для образования эндо-аддукта, что соответствует эксперименту.

2.3. Ионное гидрирование и галогенометоксилирование 7-фенил-1-фснилсульфонилтрициклогептана (8)

Трициклогептан (8) с донорно-акцепторными заместителями в голове моста оказался более удобным, по сравнению с соединениями (6, 7), предшественником сульфонилзамещеиных бицикло[3.1.1]гептанов в реакциях ионного присоединения. Его ионное гидрирование в системе СРзСООН - №ВН4 при -10 °С в атмосфере сухого аргона привело к норпинану (34). Как и ожидалось, соединение (8) восстанавливается и при действии 1лА1Н4 (ТГФ, 0 °С), но при этом получается не норпинан (34), а его более устойчивый эпимер по положению 6 - соединение (35). Прямым опытом было показано, что при кипячении с /-ВиОК в ТГФ превращение сульфо-

На1 = С1 (а), Вг (б), I (в)

Реакции галогенометоксилирования трициклогептана (8) при 20 °С в сухом метаноле при использовании эквимольных количеств Л-галогсн(хлор, бром, иод)сукцинимида как источника катиона галогена завершались за трое суток образованием единственного продукта эндо,син-присоединения по связи С'-С7 - норпинана (Зба-в). Строение соединений (34-36) установлено методами спектроскопии ЯМР 'Н и 13С. Конфигурация заместителей у их атома С6 следует из известной эндо-направленности электрофильной атаки на бициклобутановую систему. Такая атака происходит по атому С' трициклогептана (8) в соответствии с согласованным ориентирующим влиянием фенильного заместителя в положении 7 и фенилсульфонильной группы в положении 1 и предполагает промежуточное образование норпинанильного карбкатиона Е бен-зильного типа. Конфигурация заместителей у атома С7 продуктов определяется по сигналам атомов Н' в сильнопольной части спектров ЯМР *Н в области ~ 1.5 м.д., в то время как при противоположной ориентации заместителей сигналы этих атомов, попадающих в область экранирующего влияния с»«-ориентированного фенильного кольца, обнаруживались бы при ~ 0.6 м.д. Для более надежного подтверждения проведенного конфигурационного отнесения один из продуктов - бромид (366), был превращен при обработке трифенилоловогидридом в эфире в известный норпинан (37), легко образующийся при кислотно-катализируемом гидрометоксилиро-вании соединения (8).

Химическая корреляция основана на известном из литературы факте, свидетельствующем о том, что гидродегалоидирование а-галогенсульфонов при действии гидридов олова происходит с сохранением конфигурации заместителей у С-атома.

Методами аЪ тШо квантово-химического расчета было установлено, что наиболее стабильными конформерами катионов Е в каждом случае оказываются те, у которых один из атомов кислорода сульфо-группы располагается в плоскости С5СбС7, а фрагмент С'Нг наклонен в сторону атома С6. Фенильная группа располагается практически перпендикулярно плоскости С3СбС7, рис. 3. Другим, и наиболее важным, параметром, обнаруживаемым расчетом, является

уменьшенное расстояние между атомом С1* и кислородным атомом сульфонильной группы О' (1.538 — 1.564 А при сумме вандерваальсовых радиусов С—О 3.00 А), что указывает на существование укороченных внутримолекулярных контактов и ненулевого порядка связей между этими атомами. Поэтому непосредственным предшественником продуктов галогено(гидро)метоксилирования и ионного гидрирования сульфона (8) оказываются интермедиа™ Е, для которых подход нуклеофильного со-реагента к реакционному центру возможен только с сын-направления.

2.4. Реакции галогенирования 1-сульфонилзамещенных трициклогептанов (5-7, 9,10)

Мы установили, что трициклогептаны (5, 6) не вступают в реакции галогенометоксили-рования, что можно связать со значительной дезактивацией их бициклобутанового кольца акцепторным заместителем к атаке «мягким» электрофилом На1+. Однако эти соединения сравнительно легко реагируют в сухом ССЦ или эфире при 0 - 20 °С с диоксандибромидом, элементным иодом и дихлориодбензолом (при облучении) с образованием 6,7-дигалогензамещенных норпинанов (38а,б, 39а, 40а,б, 41а, 42а,б, 43а,б), отвечающих раскрытию центральной связи

о' ^О

Рис. 3. Пространственное строение 7-сульфонилзамещенных катионов Е по данным квантово-химических расчетов (X = Н, С1, Вг, I).

С'-С7, табл. 2. В реакциях соединения (5) в качестве примесей 7 %) получены также норка-рановые дигалогениды (44, 45).

На| ^ . SO2R. 7 Л 1

2 S02R Hal

44,45 5,6 Ж 38a-43a 386,406,426,436

R = Mc (5, 40,41,43), Ph (6,38,39,42); Hal = Br (38, 40,45), 1 (39,41), CI (42,43, 44)

Таблица 2. Выход и состав норпинановых продуктов реакций галогенирования

сульфонов (5, 6)

Трициклогептан "На12" (растворитель) Продукты реакции Выход, % Содержание син-аддукта, %

5 РЫСЬ (ССЦ) 43а, б <50 78

5 Вг2>диоксан (ССЦ) 40а, б 70 95

5 12 (эфир) 41а 60 ~ 100

6 PhICl2 (ССЦ) 42а, б 64 89

6 Вг2>диоксан (ССЦ) 38а, 6 81 75

6 12 (эфир) 39а 90 -100

Соединения (38а,б, 39а, 40а, 41а, 42а,б, 43а, 44, 45) выделены в индивидуальном состоянии колоночной хроматографией или кристаллизацией, их строение, так же как и строение нор-пинанов (406, 436), охарактеризованных в смесях, убедительно подтверждается спектрами ЯМР 'Н и "С с учетом данных для модельных соединений, а в некоторых случаях - методами химической корреляции, РСА и хромато-масс-спектрометрии.

Взаимодействие сульфона (7) с диоксаидибромидом в СН2С12 привело к образованию бромноркарана (46) с примесью непредельного соединения с вероятной структурой метилен-бромнорпинана (47).

Колоночной хроматографией в индивидуальном состоянии удалось выделить только бромноркаран (46). Строение этого продукта подтверждается спектральными методами. Отнесение сигналов в спектрах ЯМР 13С осуществляли с использованием техники DEPT. Определить конфигурацию заместителей у атомов С2 по имеющимся спектральным характеристикам не представляется возможным. Норпинан (47) изолировать мы не смогли, и он был зафиксирован в смеси с монобромидом (46) по остаточным сигналам в спектрах ЯМР.

Результаты бромирования сульфона (7) мы объясняем следующим образом. Продукт присоединения по центральной связи С'-С7 - стерически перегруженный тетразамещённый норпинан (3), в условиях опыта испытывает самопроизвольное дегидробромирование, превращаясь в метиленбромнорпинан (И), который вступает далее в реакцию бромирования - дегид-робромирования по олефиновой С=С связи, результатом которой и является соединение (47). Высвобождающийся при этом бромоводород присоединяется к трициклогептану (7) по боковой связи С'-С2, что приводит к образованию бромноркарана (46). В подтверждение возможности реализации такого пути нами было осуществлено взаимодействие сульфона (7) с газообразным НВг в ССЦ, которое дало единственный продукт - соединение (46).

Бромирование еще в большей степени дезактивированных к электрофильной атаке 1,7-дизамещенных трициклогептанов (9, 10) элементным бромом в CHjCJj при 20 "С (5 - 7 суток) привело к образованию аддуктов (48, 49).

Вг,

Я' й02Р11

9,10

Я = Вг (9,48), С02Мс (10, 49)

Норпинаны (48, 49) выделены в индивидуальном виде колоночной хроматографией. Строение сульфоэфира (49) установлено методом РСА.

Основываясь на регио- и стереохимических результатах галогенирования трициклогептанов (5, 6), мы сделали вывод о радикальном механизме реакций, в которых принимают участие в качестве интермедиатов соответствующие 6-норпинанильные радикалы Ж, образующиеся при строго энйо-направленной атаке атома галогена на атом С7 субстрата. Соединения (44, 45), как установлено нами, получаются в побочных реакциях катализируемой следами ННа1 изомеризации сульфона (5) в соответствующий норкарен и последующего присоединения галогена по связи С=С.

Для выявления возможных причин, определяющих стереоселективность присоединения, была проведена оценка элеетронного и пространственного строения метилсульфонилзамещен-ных радикалов Ж с помощью неэмпирического квантово-химического расчета в базисе 6-ЗЮ.

В качестве наиболее стабильных были оптимизированы две структуры, характеризующиеся 1/ыс-расположением атомов С3 и С6 относительно плоскости С'С2С4С5, которые являются по существу инвертомерами, рис. 4. Мы полагаем, что инвертомер Ж', образующийся первоначально при раскрытии бициклобутановой системы, благодаря (1-орбитальному эффекту атома серы, относительно медленно переходит в Ж", хотя он несколько уступает (0.8 - 1.2 ккал/моль) ему по энергии, успевая в значительной степени превратиться в продукт. Кроме того, в инвер-томере Ж' метальная группа, расположенная синклинально по отношению к АО с неспаренным электроном, менее сильно экранирует реакционный центр, чем в инвертомере Ж", где она располагается синперипланарно относительно связи с'-Э. Таким образом, подход реагента к реакционному центру норпинанильного радикала более благоприятен со стороны триметиленового мостика, что и объясняет наблюдаемую син-стереоселективность галогенирования трицикло-гептанов (5, 6). Учитывая существенные различия в стерических объемах атомов иода, брома и хлора (вандерваальсовы радиусы 1.97, 1.86, и 1.73 А соответственно), находит объяснение, почему в реакции иодирования получается единственный продукт.

Заслуживают более пристального рассмотрения особенности строения дибромида (49). В спектрах ЯМР 'Н и 13С этого соединения проявляется химическая неэквивалентность протонов Н7 и Н5, а также углеродных атомов С' и С5, обусловленная затрудненностью свободного вращения сульфонильной и сложноэфирной групп вокруг простых связей С-Б и С-С, вызванной существованием донорно-акцепторного взаимодействия между карбонильным С-атомом и атомом кислорода группы БОгРЬ. Такое взаимодействие подтверждается данными РСА, фиксирующего укороченные внутримолекулярные контакты между С* и О3 (2.489 А при сумме ван-дерваальсовых радиусов С—О 3.000 А), рис. 5. Изучение температурной зависимости спектров ЯМР 'Н соединения (49) в области поглощения протонов Н'иН5в ДМСО-с& в интервале от 298 до 403 К, рис. 6, позволило установить температуру коалесценции Тс = 381 К, а также рассчитать константу скорости кс = 82.3 с"1 и свободную энергию активации ДбУ = 80,1 кДж/моль конформационных переходов, связанных с вращением фенилсульфонильной и метоксикарбо-нильной групп. Значительная величина Аб* свидетельствует о прочности несвязных контактов

Рис. 4. Пространственное строе-

ние инвертомеров 6-ме-тилсульфонилзамещен-

ных радикалов Ж по данным квантово-хими-ческого расчета.

Ж'

Ж"

между атомами С* и О3, а также о существенных взаимных отталкиваниях других атомных группировок в рассматриваемой стерически перегруженной бициклической структуре.

Определенного комментария заслуживает и форма сигналов протонов Н' и Н3 в спектре ЯМР 'Н соединения (49), снятом при комнатной температуре, рис. 6. Каждый из сигналов представляет дублет триплетов с вици-нальной константой спин-спинового взаимодействия (КССВ) У ~ 3.5 Гц и дальней (согласно \У-правилу) КССВ / ~ 7.0 Гц. С учетом найденных РСА значений диэдральных углов Н'-С'-С2-Н2 и Н-С'-С^Н5, оказывающихся в пределах 58.4 - 59.0°, согласно уравнению Карплуса [У = 7 - со$(ф) + 5соз(2ф)], вициналь-ные КССВ должны составлять примерно 4.1 Гц, что довольно близко к экспериментально определенным величинам и подтверждает сохранение несвязных взаимодействий в растворе.

Рис. 5. Перспективный вид молекулы нор-пинана (49) по данным РСА.

А

■____

\—

403 К 393 К 383 К 381 К

378 К

3.80

3.70

3.60 8, м.д.

3.80

3.70

3.60 8, м.д.

Рис. 6. Фрагменты спектров ЯМР 'Н в области поглощения атомов Н' и Н5 дибромсульфоэфира (49) в ДМСОч4 при различных температурах.

Теоретическое изучение методом ОРТ с использованием программы «Природа» (функционал РВЕ, базис 1,22) пространственного строения соединения (49) позволило определить его

* Константу скорости конформационного обмена при температуре коалесценции определяли по уравнению кс =- п &м / л/2 = 2.22 Ду0, а свободную энергию активации ДСс* этого процесса - по уравнению Эйринга: ДСс*= 19.14х10~3Гс[9.97 + 1о^7УДу0)].

стабильные конформации, в том числе и наиболее выгодную и очень близкую к структуре, определённой РСА, а также найти стационарные точки, отвечающие переходным состояниям, обеспечивающим усреднение сигналов в спектрах ЯМР, энергия которых 71 кДж/моль) хорошо совпадает с экспериментальным значением.* Исследование процессов перехода с помощью процедуры IRC (Intrinsic Reaction Coordinate) обнаруживает^ что вращение группы SChPh при повышении температуры не является свободным, а осуществляется по типу маятниковых движений, при которых вблизи карбонильного С-атома оказываются поочередно сульфониль-ные О-атомы. Барьер же определяется затрудненным свободным вращением группы СОгМе.

Строение и конфигурация дигалосульфонов (40а, 41а, 43а) представлялись нам вполне благоприятными для осуществления процессов 1,3- или 1,5-дегидрогалогенирования (с участием генерируемого под действием основания на группу SC^Me а-карбаниона), ведущих к образованию соответствующих циклических сульфонов: (50) [способного далее фрагментировать по реакции Рамберга-Беклунда в известный метиленнорпинан (51)] и (52).

Мы изучили поведение дибромида (40а) в присутствии оснований различной силы. Было установлено, что при кипячении в водно-диоксановом растворе NaOH или при действии трет-бутилата калия в ТГФ при 0 °С никаких превращений не наблюдается. Дибромид (40а) вступал в реакцию только при нагревании с избытком трет-бугтгт калия в ДМСО при 70 °С в течение 2 ч. Продуктом превращения оказался трициклогептан (5), образующийся в результате 1,3-дебромирования, в котором генерируемый в растворе димсилкалий выступает в качестве галофильного реагента.

Примеры подобного превращения известны для модельного соединения - 6,7-эндо,син-дииоднорпинана.

* Автор выражает благодарность ст. научному сотруднику Новосибирского института органической химии имени H.H. Ворожцова Генаеву A.M. за выполненный квантово-химический расчет.

50

51

выводы

1. Присоединение метансульфотиоцианатов к трицикло[4.1.0.02,7]гептану и 1-монозаме-щенным трицикло[4.1.0.02,7]гептанам осуществляется по центральной бициклобутановой связи С'-С7 аншм-селективно с образованием двухкомпоиентных смесей аддуктов бицикло[3.1.1]-гсптановой структуры с 6-эндо-ориентированной сульфонильной группой. син-Аддукты незамещенного трициклогептана при действии оснований испытывают 1,3-элимииирование тио-циановой кислоты и превращаются в 1-сульфонил-замещенные трициклогептаны. анти-Аддукты трициклогеитановых субстратов при действии оснований-нуклеофилов различной силы образуют тиоэфиры или дисульфиды норпиианового ряда.

2. Кислотно-катализируемое гидрометоксилироваиие 7-R-l-TpmuiKjio[4.1.0.02,7]гсптнл-фенилсульфонов (R = Н, Me) приводит к образованию продуктов раскрытия по боковой связи С'-С2 - диастереомерных 7-экзо-фенилсульфонил-2-метоксибицикло[4.1.0]гептанов. Сравнение спектральных характеристик диастереомеров выявляет закономерности, позволяющие отнести конфигурацию соединений по спектрам ЯМР 'Н и 13С. Результаты метанолиза этих и родственных трициклогептанов удовлетворительно интерпретируются с привлечением ab initio кванто-во-химического расчета пространственного и электронного строения катионных интермедиатов реакций.

3. 7-Фенил-1-фенилсульфонилтрицикло[4.1.0.02,7]гептан при одновременном действии трифторуксусной кислоты и борогидрида натрия подвергается ионному гидрированию с образованием исключительно продукта эндо,ск«-присоединения по центральной бициклобутановой связи С-С норпинановой структуры. Галогенометоксилирование этого субстрата посредством /V-галогенсукцинимидов в безводном метаноле также осуществляется по центральной С-С связи в соответствии с согласованным ориентирующим влиянием донорного и акцепторного заместителей в голове моста и является строго эжЭо.гыи-стереоселективным. Наблюдаемая хемо-, регио- и стереоселективность электрофильного присоединения может быть объяснена с учетом данных ab initio квантово-химического расчета электронного и пространственного строения интермедиатов реакций - соответствующих 7-норпинанильных катионов бензильного типа, дополнительно стабилизированных за счет донорно-акцепторного взаимодействия катионного центра с пространственно сближенным О-атомом сульфо-группы, экранирующей подход нук-леофильного со-реагента к нему с экзо-направления.

4. Галогенирование 1-сульфонилзамещенных трицикло[4.1.0.02'7]гептанов элементным иодом, диоксандибромидом и дихлориодбензолом (при облучении) в инертных растворителях происходит по радикальному механизму по центральной С '-С7 связи с высокой эндо.син-сепек-тивностью с образованием норпинановых аддуктов.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Васин В.А., Кострюков С.Г., Вовод С.Ю., Петров П.С., Разин В.В. Первый пример ионного гидрирования в ряду бицикло[1.1.0]бутана // Журнал органической химии. - 2007. -Т.43,вып. 9.-С. 1322-1323.

2. Васин В.А., Кострюков С.Г., Вовод С.Ю., Петров П.С., Крючков Ф.А., Разин В.В. Сте-реонаправленный синтез замещенных бицикло[3.1.1]гептанов. И. Синтез всех диастереомеров 7-метил- и 7-фенил-6-бицикло[3.1.1]гептилфенилсульфонов из трицикло[4.1.0.02,7]гептановых предшественников // Журнал органической химии. - 2008. - Т. 44, вып. 3. - С. 333-338.

3. Васин В.А., Кострюков С.Г., Петров П.С. Продукты присоединения метансульфотио-цианатов к 1-11-трицикло[4.1.0.02,7]гептанам и их превращения в присутствии оснований-нук-леофилов // Международная научно-практическая конференция «Перспективы развития и практического применения алициклических соединений «ALICYCLE 2004»: Тез. докл., Самара, 1-4 июня 2004. Самара: Изд-во Самарского гос. технич. ун-та., 2004. - С. 202.

4. Васин В.А., Петров П.С., Кострюков С.Г., Болушева И.Ю., Разин В.В. Об особенностях сольволиза диастереомерных 6-бром-6-метил-с»н-7-сульфонилбицикло[4.1.0.02'7]гептанов при соучастии ионов серебра // Материалы международной конференции по органической химии «Органическая химия от Бутлерова и Бельштейна до современности». 26-29 июня 2006 г. Санкт-Петербург. - С. 578-579.

5. Васин В.А., Петров П.С., Чалов П.А. О реакциях метансульфотиоцианатов со стиролом и 1-фенилтрицикло[4.1.0.02,7]гептаном //XVI Российская молодежная научная конференция «Проблемы теоретической и экспериментальной химии», посвященная 85-летию со дня рождения профессора В.П. Кочергина: Тез. докл., Екатеринбург, 25-28 апреля 2006. Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2006. - С. 236.

6. Petrov P.S., Vasin V.A., Razin V.V. Halogenation of 1-sulfonyl substituted tricy-clo[4.1.0.02,7]heptanes // Fifth International Conference on Organic Chemistry for Young Scientists (InterYCOS-2009) "Universities Contribution in the Organic Chemistry Progress"-. Abstracts of papers., June 22-25,2009. Saint-Petersburg, Russia, 2009. - P. 164-165.

Подписано в печать 21.01.10. Объем 1,25 п. л. Тираж 120 экз. Заказ № 110. Типография Издательства Мордовского университета 430005, г. Саранск, ул. Советская, 24

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. Методы получения и превращения производных бицикл о [3.1.1] гептана.

1.1. Получение норпинанов из производных трицикло[4.1.0.02'7]гептана в реакциях радикального присоединения.

1.1.1. Взаимодействие производных трицикло[4.1.0.02'7]гептана с угле-родцентрированными радикалами.

1.1.2. Взаимодействие трицикло[4.1.0.02'7]гептановых соединений с серацентрированными радикалами.

1.1.3. Другие реакции радикального присоединения.

1.2. Синтез норпинанов из производных трицикло[4.1.0.02'7]гептана в ионных реакциях.

1.2.1. Реакции нуклеофильного присоединения в ряду трицикло

4.1.0.02'7]гептана.

1.2.2. Реакции электрофильного присоединения к соединениям три-цикло[4.1.0.02'7]гептанового ряда.

1.2.2.1. Кислотно-катализируемая сольватация трицикло[4.1.0.0 ' ]-гептанов.

1.2.2.2. Реакции сольвоксимеркурирования-демеркурирования трицикло[4.1.0.0 ' ]гептанов.

1.2.2.3. Реакции галогенирования производных трицикло[4.1.0.0 ' ]-гептана.

1.3. Реакции модификации функционально замещенных норпинанов

1.3.1. Получение сульфонилзамещенных бицикло[3.1.1]гептанов в реакциях окисления.

1.3.2. Модификация 6-норпинанилсульфонов при действии оснований-нуклеофилов.

1.3.3. Превращения 6-метилсульфонилзамещенных производных норпинана в условиях реакции Рамберга-Беклунда.

1.4. Использование производных бицикло [3.1.1] гептана в синтезе других циклических и полициклических систем.

1.4.1. Функционализация производных трициклогептана в реакциях сульфогалогенирования-дегидрогалогенирования.

1.4.2. Производные бицикло[3.1.1]гептана как предшественники различных полициклических систем.;.

2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

2.1. Синтез исходных трицикло[4.1.0.02'^гептанов.

2.2. Синтез 6-сульфонилзамещенных бицикло[3.1.1]гептанов, основанный на реакциях гомолитического сульфонирования производных трицикл о [4.1.0.02'7] гептана.

2.2.1. Реакции сульфотиоцианирования производных трицикло

4.1.0.0 ' ]гептана и превращения 6-сульфонил-7-тиоцианатонорпина-нов в присутствии оснований-нуклеофилов.

2.2.1.1. Реакции трициклогептанов (1-4) ряда с метан- и галогенметан-сульфотиоцианатами.

2.2.1.2. Превращения аддуктов трициклогептанов (1-3) с метансуль-фотиоцианатами в присутствии оснований-нуклеофилов.

2.2.2. Азидосульфонирование трициклогептана (1).

2.3. Реакции присоединения к 1-сульфонилзамещенным трициклогеп-танам (5-10).

2.3.1. Хемо-, регио- и стереоселективность кислотно—катализируемого гидрометоксилирования трициклогептанов (5) и (6).

2.3.2. Реакции электрофильного присоединения к трициклогептану (7)

2.3.2.1. Ионное гидрирование трициклогептана (7).

2.3.2.2. Регио-, стереохимия и препаративные аспекты реакций гало-генометоксилирования трициклогептана (7).

2.3.3. Реакции галогенирования 1-сульфонилзамещенных трициклогептанов (5, 6, 8-10).

2.3.3.1. Механизм, регио- и стереоселективность галогенирования трициклогептанов (5, 6, 8-10).

2.3.3.2. Пространственное строение и температурная зависимость спектров ЯМР *Н соединения (84).

2.3.4. Стереонаправленный синтез всех диастереомеров 7-фенил-6-фенилсульфонилбицикло[3.1.1]гептана (63).

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

3.1. Синтез трициклогептанов (1-7, 9,10).

3.1.1. Получение 1-метилсульфонилтрицикло[4.1.0.0 ' ]гептана (8)

3.2. Получение и очистка реагентов и растворителей.

3.2.1. Метансульфохлорид.

3.2.2. Галогенметансульфогалогениды.

3.2.3. Метан- и галогенметансульфотиоцианаты.

3.2.4. Метилметантиосульфонат.

3.2.5. Фенилметантиосульфонат.

3.2.6. iV-галогенсукцинимиды.

3.2.7. Дихлориодозобензол.

3.2.8. mpem.-Бутилат калия.

3.2.9. Растворители.

3.3. Реакции трициклогептанов (1—4) с производными метан- и бензол-сульфокислот.

3.3.1. Реакция трициклогептанов (1-4) с метан- и галогенметансульфо-тиоцианатами. Общая методика препаративного опыта.

3.3.2. Реакция трициклогептана (1) с MeSC>2SMe и MeSC^SPh. Общая методика препаративного опыта.

3.3.3. Реакция трициклогептана (1) с бензолсульфоазидом.

3.3.4. Реакция стирола с метан- и галогенметансульфотиоцианатами. Общая методика препаративного опыта.

3.4. Реакции элиминирования HSCN из сгш-аддуктов (116-136) и соединений (23а-в).

3.4.1. Элиминирование HSCN из cww-аддуктой (116-136).

3.4.2. Элиминирование HSCN из аддуктов (23а-в). Общая методика препаративного опыта.

3.5. Взаимодействие аниш-адцуктов (11а, 14а, 16а-18а) с основани-ями-нуклеофилами.

3.5.1. Реакция соединения (11 а) с метиллитием.

3.5.2. Реакция соединения (11а) с фенилмагнийбромидом.

3.5.3. Реакция соединения (11а) с СНС1з в присутствии NaOH.

3.5.4. Реакции анти-аддуктов (11а, 14а, 16а-18а) с О-центрирован-ными основаниями.

3.5.5. Реакции анти-аддуктов (17а-19а) с AgN03 в водном диоксане. Общая методика препаративного опыта.

3.5.6. Реакция гидролиза бромидов (37) и (38). Общая методика препаративного опыта.

3.6. Реакции присоединения к 1-сульфонилзамещенным трициклогептанам (5-10).

3.6.1. Реакции электрофильного присоединения трициклогептанам (1, 2, 5-7).

3.6.1.1. Гидрометоксилирование трициклогептанов (1) и (2). Общая методика препаративного опыта.

3.6.1.2. Гидрометоксилирование трициклогептанов (5) и (6). Общая методика препаративного опыта.

3.6.1.3. Кислотно-катализируемая изомеризация трициклогептанов (5, 6) и (8). Общая методика препаративного опыта.

3.6.1.4. Реакция аддукта (61) с метанолом в присутствии AgNOa.

3.6.1.5. Щелочная эпимеризация норпинана (606).

3.6.1.6. Реакция трициклогептана (7) с NaBHt в среде трифторуксус-ной кислоты.

3.6.1.7. Галогенометоксилирование трициклогептана (7). Общая методика препаративного опыта.

3.6.1.8. Реакция бромсульфонов (676) и (72а) с трифенилоловогидридом. Общая методика препаративного опыта.

3.6.2. Реакции галогенирования трициклогептанов (5, 6, 8-10).

3.6.2.1. Реакция трициклогептанов (6) и (8) с диоксандибромидом. Общая методика препаративного опыта.

3.6.2.2. Реакция трициклогептана (6) с диоксандибромидом в присутствии MgO.

3.6.2.3. Реакция норкарена (78) с Вг2.

3.6.2.4. Реакция трициклогептана (6) с газообразным НВг.

3.6.2.5. Реакция трициклогептана (8) с дихлориодозобензолом.

3.6.2.6. Реакция трициклогептанов (5) и (8) с I2. Общая методика препаративного опыта.

3.6.2.7. Реакция трициклогептанов (9) и (10) с Вг2. Общая методика препаративного опыта.

3.6.2.8. Реакция дибромида (72а) с трет-бутилатом калия в ДМСО

3.6.2.9. Рентгено-структурные исследования молекул соединения (84).

3.6.2.10. Исследования температурной зависимости спектров ЯМР соединения (84).

3.7. Стереонаправленный синтез 6,7-дизамещенных диастереомерных бицикл о [3.1.1] гептанов (63).

3.7.1. Реакция трициклогептана (7) с LiAlH*.

3.7.2. 7-с«н-Фенил-6-эн()о-бицикло[3.1Л]гептилфенилсульфон (63г)

3.7.3. Щелочная эпимеризация сульфонов (63а) и (63г). Общая методика препаративного опыта.

ВЫВОДЫ.

Функционально замещенные норпинаны (бицикло[ЗЛ.1]гептаны), являющиеся синтетическими аналогами природных терпенов пинанового ряда, до настоящего времени остаются сравнительно малоизученными соединениями. Они оказываются эффективными строительными блоками в многостадийных синтезах сложных полициклических структур, содержащих в своем составе малые углеродные циклы, служат удобными моделями для специальных физико-химических исследований и изучения пространственного строения и конформационного состава молекул с остовом, содержащим сочлененные между собой циклогексановые кольца.

В связи с этим, разработка простых и доступных методов целенаправленного создания функционально замещенных бицикло[3.1.1]гептанов и изучение их химических свойств является актуальной задачей, решение которой может значительно расширить ассортимент норпинановых прекурсоров и существенно продвинуться в понимании сущности природы и характера связей в напряженных молекулах. Среди таких прекурсоров важное место занимают сульфонилзамещенные бицикло[3.1.1]гептаны. Высокая реакционная способность и большой синтетический потенциал сульфонов обязаны акцепторным свойствам сульфо-группы, которая эффективно стабилизирует а-карбанионы, легко образующиеся при действии металлоорганических соединений, гидридов металлов, амида натрия и других оснований. Реакции с участием таких карбанионов приводят к созданию новых С-С связей и углеродных остовов органических соединений. Сама же сульфо-группа может быть легко удалена путем элиминирования или же заменена на атом водорода.

Известные к настоящему времени лабораторные методы получения производных норпинана, как правило, являются многостадийными и дают целевые продукты с невысоким выходом и примесями, для удаления которых требуются дополнительные усилия. Сформированная в последние годы на кафедре органической химии Мордовского государственного университета бициклобутановая стратегия целенаправленного синтеза норпинановых соединений, основанная на регио- и стереоселективном раскрытии центральной л связи С-С в трицикло[4.1.0.0 ' ]гептанах, оказывается одним из действенных инструментов создания бициклического углеродного остова. Причина этого состоит в том, что сравнительно более сложные по строению напряженные трициклические предшественники являются относительно доступными соединениями и, благодаря своей высокой реакционной способности, позволяют получать норпинановые продукты с высоким выходом более коротким путем. Очень часто этот путь является единственным. Несмотря на значительные успехи, достигнутые в указанном направлении, необходимы дополнительные исследования по поиску новых реагентов и условий реакций, которые позволят получать неизвестные ранее производные норпинана.

Цель диссертационного исследования состояла в разработке препаративных способов получения новых функционально замещенных 6-норпина-нилсульфонов из трициклогептановых предшественников и изучении их физико-химических свойств и химического поведения при действии реагентов различной природы. В задачи исследования входили также поиск реагентов и реакций, приводящих к избирательному раскрытию центральной бициклобу-тановой связи С-С в исходных трициклических субстратах, изучение механизма, регио- и стереоселективности присоединения. Объектами исследования явились углеводороды трициклогептнанового ряда: незамещенный три-цикло[4.1.0.02'7]гептан, 1-бром-, 1-метил- и 1-фенилтрицикло[4.1.0.02'7]геп-таны, а также (1-трицикло[4.1.0.02,7]гептил)метил- и (1-трицикло[4.1.0.02'7]-гептил)фенилсульфоны, из которых в реакциях радикального и ионного присоединения были получены неизвестные ранее 6-норпинанилсульфоны.

Диссертационная работа состоит из трех глав: литературного обзора, обсуждения результатов и экспериментальной части, а также списка цитируемой литературы и приложения. Литературный обзор посвящен методам синтеза бицикл о [3.1.1]гептанов - производных норпинана. Во второй главе изложены и обсуждены результаты выполненной работы. В экспериментальной части приводится описание экспериментальных методов работы, методик синтезов.

Диссертационная работа выполнена на кафедре органической химии Мордовского государственного университета имени Н.П. Огарёва по открытому плану по теме «Разработка новых методов синтеза органических соединений и изучение их реакционной способности», номер государственной регистрации № 0120.0801536.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Методы получения и превращения производных бицикло[3.1.1]гептана

Производные бицикл о [3.1.1] гептана - пинановые монотерпены с углеродным скелетом 2,6,6-триметилбицикло[3.1.1]гептана, в природных источниках представлены двумя изомерными углеводородами — а-пиненом и /?-пиненом, которые содержатся в самых различных растениях и в самых различных количествах: от следовых до доминирующих. Из скипидаров хвойных растений (а-пинен из сосны обыкновенной, /?-пинен из ели обыкновенной) их извлекают в таком объеме, что они служат исходными соединениями для синтеза других более сложных структур [1]. Отличительной особенностью этих соединений является высокая биологическая активность, что позволяет использовать их в составе лекарственных препаратов для медицины и ветеринарии [2]. Другие производные бицикл о [3.1.1] гептана, неприродного происхождения, также могут представлять практический интерес как вещества с потенциально высокой биологической активностью. Однако они синтетически менее доступны и изучены значительно хуже.

Так одно из первых упоминаний о незамещенном норпинане приводится в работе [3], где это соединение было получено с выходом 3-11 % (в зависимости от условий получения) среди шести продуктов изомеризации гепта-диена-1,6 при освещении ртутной лампой низкого давления: А+ мО=+мео=

Wiberg и Hess в работе [4] описали получение метилового эфира 6-бицикло[3.1.1]гептанкарбоной кислоты в семистадийном синтезе, исходя из 3-бромбицикло[3.2.1 ]октен-2-ола-6.

Br Л нсо2н

Br л но н.

Н2 Pd/C NaOH-THF нсг

Н2СЮ4 Ме2СО О

SeO,

TsNHNHo

О'' о о

1.NaOH

2. МеОН, hv

NNHTs О

МеОН hv

Й®

Ь©

МеО

МеО О

Продукт образуется в виде смеси эндо- и экзо-изомеров в соотношении

96 :4.

В работе [5] предложен новый метод получения 6-норпинанонов из эфиров енолов.

-BuMe2OSi Q-pf

BU4NF R

THF

R = Ph

R = CH2CH2Ph

R "O

86% 72%

OH OTf

Me X

Bu4NF THF

Me О

48%

Gassman и сотр. [6] осуществили многостадийный синтез трицик-ло[3.1.1.01,5]гептана, на промежуточных стадиях которого выделен ряд соединений норпинановой структуры: со2н

C02Me

Хо2н

1. МеОН, TsOH

2. Н2 Pd/Al203

C02Me

1. LiN(/-Pr)2

C02Me

2. CH2I2

CH9I

C02Me

COoMe

КН

THF

Br

1.NaOH, Me0H/H20

2. HgO, MgSC>4

3.Вг9

Na

Br

Выходы диметилового эфира бицикл о [3.1.1] гептан-1,5-дикарбоновой кислоты, собственно бицикло[3.1.1]гептан-1,5-дикарбоновой кислоты и 1,5-дибромбицикло[3.1.1]гептана составили 46, 90 и 98 % соответственно.

Удобными предшественниками норпинана и его алкилзамещенных

9 7 производных являются углеводороды трицикло[4.1.0.0 ' ]гептанового ряда. В

Л "7 частности, трицикло[4.1.0.0 ' ]гептан в результате двух последовательно протекающих реакций - присоединения тиофенола и гидродесульфирования, был превращен в незамещенный норпинан [7], что служит, по-видимому, самым эффективным методом его получения. /\ /\

PhSH

Li

EtNH2 ^

93 % 68 %

Moore и сотр. [8] разработали эффективные методы восстановления трициклогептанов при использовании лития в этил амине или этилендиамине. Процесс протекает селективно с раскрытием исключительно мостиковой связи С1-С7.

Li

EtNH,

•R R

R = Н, /-Рг, Ви

Авторами был предложен механизм реакции, по которому субстрат принимает электрон с образованием радикал-аниона, захватывающего далее протон из растворителя.

В настоящем обзоре систематизированы и обсуждаются литературные данные по методам синтеза и превращениям функционально замещенных норпинанов, практически все из которых получены из трициклогептановых предшественников.

выводы

7 7

1. Присоединение метансульфотиоцианатов к трицикло[4.1.0.0 ' ]

•j п гептану и 1-монозамещенным трицикло[4.1.0.0 ' ]гептанам осуществляется j у по центральной бициклобутановой связи С -С антм-селективно с образованием двухкомпонентных смесей аддуктов бицикло[3.1.1]гептановой структуры с 6-эндо-ориентированной сульфонильной группой. смн-Аддукты незамещенного трициклогептана при действии оснований испытывают 1,3-элиминирование тиоциановой кислоты и превращаются в 1-сульфонилзамещен-ные трициклогептаны. анти-Аддукты трициклогептановых субстратов при действии оснований-нуклеофилов различной силы образуют тиоэфиры или дисульфиды норпинанового ряда.

2. Кислотно-катализируемое гидрометоксилирование 7-R-1 -трицикло

О П

4.1.0.0 ' ]гептил-фенилсульфонов (R = Н, Me) приводит к образованию продуктов раскрытия по боковой связи СУ-С2 - диастереомерных 7-экзо-фенил-сульфонил-2-метоксибицикло[4.1.0]гептанов. Сравнение спектральных характеристик диастереомеров выявляет закономерности, позволяющие отне

1 | о сти конфигурацию соединений по спектрам ЯМР Ни С. Результаты мета-нолиза этих и родственных трициклогептанов удовлетворительно интерпретируются с привлечением ab initio квантово-химического расчета пространственного и электронного строения катионных интермедиатов реакций.

О П

3. 7-Фенил-1-фенилсульфонилтрицикло[4.1.0.0 ' ]гептан при одновременном действии трифторуксусной кислоты и борогидрида натрия подвергается ионному гидрированию с образованием исключительно продукта эндо, син-присоединения по центральной бициклобутановой связи С-С норпинановой структуры. Галогенометоксилирование этого субстрата посредством TV-галогенсукцинимидов в безводном метаноле также осуществляется по центральной С-С связи в соответствии с согласованным ориентирующим влиянием донорного и акцепторного заместителей в голове моста и является строго эндо,сг/н-стереоселективным. Наблюдаемая хемо-, регио- и стереосе-лективность электрофильного присоединения может быть объяснена с учетом данных ab initio квантово-химического расчета электронного и пространственного строения интермедиатов реакций — соответствующих 7-нор-пинанильных катионов бензильного типа, дополнительно стабилизированных за счет донорно-акцепторного взаимодействия катионного центра с пространственно сближенным (9-атомом сульфо-группы, экранирующей подход нуклеофильного со-реагента к нему с экзонаправления.

О П

4. Галогенирование 1-сульфонилзамещенных трицикло[4.1.0.0 ' ]-гептанов элементным иодом, диоксандибромидом и дихлориодбензолом (при облучении) в инертных растворителях происходит по радикальному меха

1 7 низму по центральной С -С связи с высокой эндо, смн-селек-тивностью с образованием норпинановых аддуктов.

1. Племенков В.В. Химия изопреноидов. Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2007.322 с.

2. Krow G.R. Nitrogen insertion reactions of bridged bicyclic ketones. Regioselective lactam formation // Tetrahedron. 1981. - Vol. 37, № 7. -P.1283-1307.

3. Srinivasan R., Hill K.A. Photoisomerization of 1,6-heptadiene sensitized by mercuiy 6(3P0 atoms // J. Am. Chem. Soc. 1965. - Vol. 87, № 22. - P. 4988-4992.

4. Wiberg K.B., Hess B.A. 6-Substituted bicyclo3.1.1.heptanes // J. Org. Chem. -1966. Vol. 31, № 7. - P. 2250-2254.

5. Tanino K., Aoyagi K., Kirihara Y., Ito Y., Miyashita M. Synthesis of cyclobutanones and four-membered enol ethers by using a rearrangement reaction of enol Inflates // Tetrahedron Lett. 2005. - Vol. 46, № 7. - P. 1169-1172.

6. Gassman P. G., Proel G.S. 3.1.1.Propellane // J. Am. Chem. Soc. 1980. - Vol. 102, №22.-P. 6862-6863.

7. Szeimies G., Schlofier A., Philipp F., Dietz P., Mickler W. Thioladditionen an Bicyclol. 1 .OJbutan-Systeme I I Chem. Ber. 1978. - Bd 111, № 5 - S. 1922-1937.

8. Moore W.R., Hall S.S., Largman C. The reduction of bicyclobutanes to cyclobutanes by lithium in primary amines // Tetrahedron Lett. 1969. - № 50. -P. 4353-4356.

9. Васин B.A. Гомолитические реакции производных бициклобутана // ЖОрХ. 1995. - Т. 31, вып. 9. - С. 1393-1407.

10. Васин В.А., Болушева И.Ю., Сурмина Л.С., Буевич А.И., Сергеев Н.М., Танасейчук Б.С., Зефиров Н.С. Свободнорадикальное присоединение1. О Пполигалогенметанов к трицикло4.1.0.0 ' .гептану // ЖОрХ. 1990. - Т. 26, вып. 7.-С. 1501-1508.

11. Christl М. Electrophilic addition to bicyclol.1.0.butanes // Advances in Strain in Organic Chemistiy. 1995. - Vol. 4. - P. 163-224.

12. Васин В.А., Кострюков С.Г., Романова Э.В., Разин В.В. О превращениях 6-метилсульфонилбицикло3.1.1.гептанов в присутствии КОН в среде /-ВиОН СС14 // ЖОрХ. - 1999. - Т. 35, вып. 8. - С. 1175-1184.

13. Мс Ewen А.В. Guttieri M.J., Maier W.F., Laine R.M., Shvo I. Photoinduced Additions to Carbon Carbon a Bonds. Addition of Acetone, Acetonitrile, and EthylAcetate to Bycyclo1.1.0.bytanes // J. Org. Chem. - 1983. - Vol. 48, № 23. -P. 4438-4439.

14. Gassman P.G., Smith J.L. The photoinduced addition of acetone to 1,7-di0 1methyltricyclo4.1.0.0 ' .heptane. Hydrogen atom abstraction from in activated methyl group // Tetrahedron Lett. 1984. - Vol. 25, № 29. - P. 3051-3054.

15. Васин В.А., Санаева Э.П., Болушева И.Ю., Танасейчук Б. С., Сурмина JI.C., Зефиров Н. С. К вопросу о механизме взаимодействия йода и тиофенола с производными бициклобутана// ЖОрХ. 1990. - Т. 26, вып. 7. - С. 1377-1383.

16. Васин В.А., Болушева И.Ю., Танасейчук Б.С. О реакции трицикло1. О "741.0.0 ' .гептил-1-лития с йодтрифторметаном // ЖОрХ. 1987. - Т. 23, вып. 6. - С. 1329-1330.

17. RomerR, HarnischJ., Rdder A., Schoffer A., Szeimies G., Germain G., ArrietaJ.M. Briickenkopt-gekoppelte Bicyclo1.1.0.butane: Darstellung und Eigen-schaften // Chem. Ber. 1984. - Bd 117, № 3. - S. 925-947.

18. Васин В.А., Кострюков С.Г., Разин B.B. Продукты взаимодействия трицикло4.1.0.0 .гептана и 1-бромтрицикло[4.1.0.0 ' ]гептана с сероводородом и синтезы на их основе // ЖОрХ. 2002. - Т. 38, вып. 11.— С. 1636-1642.

19. Dietz P., Szeimies G. Photochemisch ausgeloste Additionen organischer Disulfide an die Zentralbindung eines Bicyclo1.1.0.butans // Chem. Ber. -1978.-Bd 111,N2. S. 1938-1943.

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

21. Васин В.А., Болушева И.Ю., Черняева Л.А., Танасейчук Б.С., Сурмина JI.C., Зефиров Н.С. Свободнорадикальное присоединение арилсульфонил2 7галогенидов к трицикпо4.1.0.0 .гептану // ЖОрХ. 1990. - Т. 26, вып. 7. — С.1509-1515.

22. Васин В.А., Разин В.В., Кострюков С.Г., Зефиров Н.С. Фотохимическое2 7сульфонирование трицикло4.1.0.0 ' .гептана // ЖОрХ. 1994. - Т. 30, вып. 5. - С. 680-685.

23. Васин В.А., Разин В.В., Кострюков С.Г., Болушева И.Ю., Зефиров Н.С.2 7

24. Функционализация производных трицикло4.1.0.0 ' .гептана в реакциях бензолсульфобромирования-дегидробромирования // ЖОрХ. 1994. -Т.30, вып. 9.-С. 1351-1359.

25. Васин В.А., Кострюков С. Г., Разин В.В. Галогенсульфонирова7 7ние-дегидрогалогенирование 1-фенилтрицикло4.1.0.0 ' .гептана // ЖОрХ. -1996. Т. 32, вып. 1. - С. 59-64.

26. Васин В.А., Кострюков С.Г., Разин В.В. Фотохимическая реакция 1-фе7 7нилсульфонилтрицикло4.1.0.0 ' .гептана с бензолсульфобромидом // ЖОрХ. 1998.-Т. 34, вып. 8.-С. 1190-1196.

27. Васин В.А., Кострюков С.Г., Разин В.В. О региоселективности7 7сульфонирования 1-метилтиотрицикло4.1.0.0 ' .гептана // ЖОрХ. 1999. — Т. 35, вып. 11.-С. 1648-1652.

28. Кострюков С.Г. Синтез и превращения сульфонилзамещенных бицикло3.1.1 .- и трицикло[4.1.0.02,7]геггганов: Автореф.канд. дис. СПб., 1996.

29. 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. 1701-1708.

30. Васин В.А., Романова Э.В., Кострюков С.Г., Разин В.В. О превращениях экзо-6-бром-сш-7-бром(хлор)метилсульфонил-эндо-6-фенилбицикло3.1.1.-гептана в условиях реакции Рамберга-Беклунда // ЖОрХ. 1999. - Т. 35, вып. 8.-С. 1189-1195.

31. Васин В.А., Болушева И.Ю., Танасейчук Б.С. Взаимодействие метилового7 7эфира трицикло4.1.0.0 ' .гептан-1-карбоновой кислоты с тетраокисью азота // ЖОрХ. 1986. - Т. 22, вып. 3. - С. 670-671.

32. Неверов В.А., Васин В.А., Болушева И.Ю. Кристаллическая и молекулярная структура метил(6-экзо-7-эндо-динитро)норпинан-6-карбо-ксилата// Журн. структурной химии. 1990. - Т. 31, № 4. - С. 158-161.

33. Васин В.А., Кострюков С.Г., Болушева И.Ю., Разин В.В. О продуктах7 7взаимодействия метил 1-трицикло4.1.0.0 ' .гептанкарбоксилата и 1-три7 7цикло4.1.0.0 ' .гептилфенилсульфона с тетраоксидом диазота // ЖОрХ. -2008. Т. 44, вып. 4 - С. 516-520

34. Васин В.А., Кострюков С.Г., Семенов А.В., Разин В.В. Нитрохлори2 7рование метил 1-трицикло4.1.0.0 ' .гептанкарбоксилата и 1-трицикло-[4.1.0.02,7]гептилфенилсулъфона // ЖОрХ. -2008. Т. 44, вып. 4. - С. 533-536.

35. Васин В.А., Болушева И.Ю., Кострюков С.Г., Разин В.В. О2 7взаимодействии метилового эфира трицикло4.1.0.0 ' .гептан-1-карбо-новой кислоты с iV^V-дихлорбензолсульфонамидом // ЖОрХ. 1999. -Т. 35, вып. 12.-С. 1805-1808.

36. Васин В.А., Болушева И.Ю., Левин Я.А., Сурмина Л.С.,Зефиров Н.С.7 7

37. Гомолитическое гидрофосфорилирование трицикло4.1.0.0 ' .гептана диметилфосфитом //ЖОХ. 1992. -Т. 62, вып. 6. - С. 1416-1417.

38. Разин В.В., Васин В.А., Оглоблин К.А. Реакции присоединения к производным бициклобутана . VI. О стереохимии присоединения тиолятов натрия к активированным бициклобутанам // ЖОрХ. 1983. - Т. 19, вып. 12. - С. 2539-2546.

39. Васин В.А., Кострюков С.Г., Болушева И.Ю., Разин В.В. Реакции присоединения к производным бициклобутана. XV. О стереохимии нуклеофильного присоединения к 1-фенил сульфонилтрицикло-4.1.0.02'7.гептану // ЖОрХ. 1993. - Т. 29, вып. 7. - С. 1349-1357.

40. Hoz S. The Chemistry of the Cyclopropyl Group. Ed. Z. Rappoport. N.-Y.: J. Wiley & Sons L.T.D., 1987.-Ch. 19.-P. 1121-1192.

41. Разин В. В. Закономерности образования и раскрытия бициклобутановых соединений и их синтетический потенциал // Совр. пробл. химии. Изд-во ЛГУ. 1987. - Вып. 9. - С. 112-137.

42. Wiberg К.В., Szeimies G. Acid-Catalyzed Solvolysis of Bicyclobutane Derivatives. Stereochemistry of the Cyclopropylcarbinyl-Cyclopropylcarbinyl and Related Rearrangements // J. Am. Chem. Soc. 1970. - Vol. 92, № 3. -P.571-579.

43. Разин B.B., Задонская Н.Ю., Шамурзаев X.T. О регио- и стереоселек-тивности раскрытия 1-фенилтрицикло4.1.0.02'7.гептана под действием электрофильных реагентов // ЖОрХ. 1991. - Т. 27, вып. 6. - С. 1253-1262.

44. Christl М., Gerstner Е., Kemmer R., Llewellyn G., Bently T.W. Electrophile additionen an das Bicyclo1.1.0.butan-system von 1-Phenyl- und l-(4-Anisyl)-tricyclo[4.1.0.02'7]heptan: Saure-katalysierte Reaktionen mit Wasser und

45. Methanol, Anlagerung von Essigsaure und Oxymercurierung // Chem. Ber. -1994. Bd 127, № 2. - S. 367-379.

46. Разин B.B., Еременко M.B. Присоединение метанола к метиловым эфирам бициклобутан-1-карбоновой и трицикло4.1.0.0 ".гептан-1-карбоновой кислот в присутствии минеральной кислоты // ЖОрХ. 1978. - Т. 14, вып. 7. -С. 1475-1486.

47. Разин В.В., Генаев A.M., Добронравов А.Н. Гидрометоксилирование и метоксимеркурирование метилового эфира 7-метилтрицикло4.1.0.02'7.-гептан-1 -карбоновой кислоты // ЖОрХ. 1992. - Т. 28, вып. 1. - С. 104-110.

48. Harnisch J., Legner Н., Szeimies Seebach U., Szeimies G. Substitution am bicyclo1.1.0.butan-Briickenkopf durch Lithiumsulfide und Lithiumamide // Tetrahedron Lett. - 1978. - Vol. 19, № 39. - P. 3683-3686.

49. Gerstuer E., Kemmer R., Christl M. Elektrophile Additionen an das Bicyclol.1.0.butan-System von Tricyclo[4.1.0.02,7]heptan-Derivaten: Halogen-Elektrophile // Chem. Ber. 1994. - Bd 127, № 2. - S. 381-391.

50. Midler Е. Oxymercurierung von Tricyclo4.1.0.0 ' .heptanen I I Chem. Ber. -1975. Bd 108, № 5. - S. 1401-1412.

51. Разин В.В. Регио- и стереоселективность реакций электрофильного присоединения к производным бицикло1.1.0.бутана // Совр. пробл. орг. химии. СПб., Изд-во С.-Петербургского ун-та. 1996. - Вып. 11. - С. 54-73.

52. Разин В.В., Макарычев Ю.А. Стереонаправленный синтез замещенных бицикло3.1.1.гептанов. I. Четыре диастереомера метилового эфира 7-метокси-7-фенилбицикло[3.1.1]гептан-6-карбоновой кислоты // ЖОрХ. -1996.-Т. 32, вып. 11.-С. 1692-1696.

53. Васин B.A., Семенов A.B., Разин В.В. Йодирование трицикло4.1.0.02'7.-гептана в присутствии внешних нуклеофилов // ЖОрХ. 2002. - Т.38, вып. 6. -С. 845-851.

54. Хи L., Miebach Т., Brinker U.H. A new mechanism for reactions of carbenes and bicyclol. 1.0.butanes // Tetrahedron Lett. 1991. - Vol. 32, № 35. -p. 4461-4464.

55. Васин В.А., Семенов А.В., Разин В.В. Сопряженное йодирование 1-метил-трицикло4.1.0.02,7.гептана // ЖОрХ. 2004. - Т. 40, вып. 5. - С. 684-690.

56. Золотарев Р.Н., Яковлев М.Е., Разин В.В. Синтез производных 3-окса-трицикло4.4.0.02,7. декана // ЖОрХ. 2006. - Т. 42, вып. 11. - С. 1649-1654.

57. Васин В.А., Семенов А.В., Разин В.В. Стереохимия сопряженного7 7галогенирования 1-фенилтрицикло4.1.0.0 ' .гептана // ЖОрХ. 2004. -Т. 40, вып. 11.-С. 1647-1655.

58. Васин В.А., Семенов А.В., Кострюков С.Г., Разин В.В. О регио- и стерео7 7селективности галогенирования метилового эфира трицикло4.1.0.0 ' .-гептан-1-карбоновой кислоты // ЖОрХ. 2008 - Т. 44, вып. 9. - С. 1313-1320.

59. Улин Н.В. Синтез функционально замещенных бициклобутанов на основе производных метиленциклобутана.: Автореф.канд. дис. СПб., 2005.

60. Разин В.В., Золотарев Р.Н., Яковлев М.Е. Реакции присоединения к производим бицикл о бутана. XVII. Бромоциклоэтерификация 7-фенилтри-цикло4.1.0.02,7.гепт-1 -илалканолов // ЖОрХ. 1998. - Т. 34 , вып. 6. -С. 859-861.

61. Разин В.В., Золотарев Р.Н. Инициируемая электрофилом лактонизация7 77.фенилтрицикло4.1.0.0 ' .гептан-1-карбоновой кислоты // ЖОрХ. 2003. — Т. 39, вып. 12. - С. 1782-1787.

62. Романова Э.В. Синтез 6-метилсульфонилзамещенных производных бицикло3.1.1.гептана и их превращения в условиях реакции Рамберга-Беклунда.: Автореф.канд. дис. СПб., 1997.

63. Васин В.А. Синтез и свойства производных норпинана // Совр. пробл. орг. химии. СПб., Изд-во С.-Петербургского ун-та. 1998. - Вып. 12. - С. 160-181.

64. Разин В.В., Улин Н.В., Васин В.А. Синтез и изомерные превращения эпоксидов 7-фенилсульфонил- и 7-метилсульфонил-6-метиленбицикло-3.1.1.гептанов // ЖОрХ. 2006. - Т. 42, вып. 10. - С. 1456-1459.

65. Золотарев Р.Н., Разин В.В. Синтез 2-фенил-3-окса-5-азатрицикло-4.4.0.02'7.декан-4-она // ЖОрХ. 2003. - Т. 39, вып. 12. - С. 1788-1790.

66. Разин В.В., Макарычев Ю.А., Золотарев Р.Н. 7-Фенил-бицикло3.1.1.гептан-6,7-карболактон // ЖОрХ. 1998. - Т. 34, вып. 10. -С. 1568-1569.

67. Золотарев Р.Н., Разин В.В. Гидрогенолиз 7-фенилтрицикло1. О 741.0.0 ' .гептан-1-карбоновой кислоты и синтез кетонов с трицикло2 2 Q44.0.0 * .декановым и трицикло5.4.0.0 ' ]ундекановым остовами // ЖОрХ.-2007.-Т. 43, вып. 8.-С. 1147-1151.

68. Gassman P.G., Richmond G.D. The reaction of Highly Strained Polycyclic Molecules wiht Carbon-Carbon Multiple Bonds // J. Amer. Chem. Soc. 1970. -Vol. 92, № 7. - P. 2090-2096.

69. Closs G.L., Closs L.E. Carbon orbital hybridizations and acidity of the bicyclobutane system // J. Amer. Chem. Soc. 1963. - Vol. 85, № 13. -P. 2022-2023.

70. Szeimies G., Philipp F., Baumgartel O., Harnisch I. Darstellung von 1-sub-stituierten Tricyclo4.1.0.02,7.heptanen // Tetrahedron Lett. 1977. - Vol. 18, № 25. -P. 2135-2138.

71. Bulman Page P.C., Graham A.E., Bethell D., Park B.K. A Simple and Convenient Method for the Oxidation of Sulphides // Synthetic Communications. 1993. - Vol. 23, № 11. - P. 1507-1514.

72. Wolf G.C. Sulfonyl thiocyanates and their addition to olefin, acetylenes and allenes // J. Org. Chem. 1974. - Vol. 39, № 23. - P. 3454-3458.

73. Truce W.E., Heuring D.L., Wolf G.C. Addition of sulfonyl iodides to allenes // J. Org. Chem. 1974. - Vol. 39, № 2. - P. 238-244.

74. Танасков M.M., Стародуб П.Е., Стадничук М.Д. и др. Взаимодействие 1,3-диеновых углеводородов с арилсульфонилтиоцианатами // ЖОрХ. -1981.-Т. 17, вып. 9.-С. 1800-1807.

75. El-Hewehi Z. Sulfonsaure Derivate.II. Uber die Herstellung von halogenierten Alkyl-, Aralkyl- und arylsulfohalogeniden // J. Prakt. Chem. -1964. - Bd 23, № 1-2 - S. 38^12.

76. Синтезы органических препаратов. M.: Изд-во иностр. лит., 1949. - Сб. 2. -С. 479-480.

77. GranovskyA. A., PC GAMESS version 7.1,www http://classic.chem.msu.su/gran/gamess/index.html

78. Nicolaou K.C., Smith A.L. Molecular design, chemical synthesis, and biological action of enediynes // Acc. Chem. Res. 1992. - Vol. 25, № 11. - P. 497-503.

79. Теддер Дж., Нехватал Э. Орбитальная теория в контурных диаграммах. — М.: Мир, 1988.- 124 с.

80. Olsen S.C., Christophers en С. Addition reactions and stability of arylsulfonyl thiocyanates // Acta chem. scand. 1975. - В 29, № 6. - P. 717-718.

81. Vasin V.A., Bolusheva I.Yu., Razin V.V. Bromomethylstyryl and bromostyryl sulfones in the Michael-induced Ramberg-Backlund reaction // Sulfur Letters. -2003.-Vol. 26.-P. 101-107.

82. Общая органическая химия / Под ред. Д. Бартона и У.Д. Оллиса. Т. 5. Соединения фосфора и серы / Под ред. И.О. Сазерленда и Д.Н. Джонса. -Пер. с англ. / Под ред. Н.К. Кочеткова и Э.Е. Нифантьева. М.: Химия, 1983.-С. 340-343.

83. Makosza М., Fedorrynski М. Reactions of Organic Anions. LII. Reactions of Organic Thiocyanates with Carbanions in Aqueous Medium // Synthesis. -1974.-№4.-P. 274-276.

84. Mantrand N., Renaud P. Azidosulfonylation of alkenes, dienes, and enynes // Tetrahedron. 2008. - Vol. 64, № 52. - P. 11860-11864.

85. Dauben W.G., Smith J.H., Saltiel J. Mass spectra of cyclobutyl and cyclopropylcarbinyl methyl ethers and the methanolysis of bicyclobutane // J. Org. Chem. 1969. - Vol. 34, № 2. - P. 261-266.

86. Gassman P.G., Atkins T.J. Transition Metal Complex Promoted Rearrangements. Tricyclo4.1.0.02'7.heptane and 1-Methyltricyclo[4.1.0.0.2'7]-heptane // J. Am. Chem. Soc. 1972. - Vol. 94, № 22. - P. 7748-7756.

87. Paquette L.A., Wilson S.E. Proton magnetic resonance spectra of selected 2-norcarene derivatives // J. Org. Chem. 1972. - Vol. 37, № 24. - P. 3849-3852.

88. Solladie-Cavallo A., Isarno T. Unambiguous and rapid cis/trans assignment of aryl-carboxy disubstituted cyclopropanes using NMR // Tetrahedron Lett. -1999.-Vol. 40, № 8.-P. 1579-1582.

89. Young T.A., O'Rourke C., Gray N.B., Lewis B.D., Dvorak СЛ., Kuen K.S., DeLuca J.P. Stereodirecting effect of a substrate methoxy substituent on the addition of singlet methylene to a double bond // J. Org. Chem. 1993. - Vol. 58, №23.-P. 6224-6228.

90. ГюнтерХ. Введение в курс спектроскопии ЯМР. М.: Мир, 1984. - 132 с.

91. Whitesell J.H., Minton М.А. Anti, vicinal hydrogen-hydrogen interactions. A fundamental shift effect in carbon-13 NMR spectroscopy // J. Am. Chem. Soc. -1987. Vol. 109, № 1. -P. 225-228.

92. Smith M.B., March J. March's advanced organic chemistry, 5 ed., 2001, Wiley & Sons, Inc.-P. 372.

93. Majersky Z, Schleyer P.v.R. Stereochemistry of cyclopropylcarbinyl rearrangements. Synthesis and solvolysis of cyclopropylcarbinyl-1,1',l'-trans-2,3,3-d6 methanesulfonate // J. Am. Chem. Soc. 1971. - Vol. 93, № 3. -P. 665-671.

94. Saunders M., Laidig K.E., Wiberg K.B., Schley er P.v.R. Structures, energies, and modes of interconversion of C^4" ions // J. Am. Chem. Soc. 1988. - Vol. 110, №23.-P. 7652-7659.

95. Gaoni Y Aryl cyclobutyl sulfones by reduction of 1-arylsulfonylbicyclobuta-nes with lithium aluminium hydride, synthesis of racemic junionone // Tetrahedron Lett. 1982. - Vol. 23, № 49. - P. 5219-5220.

96. Gaoni Y. New bridgehead-substituted l-(arylsulfonyl)bicyclo1.1.0.butanes and some novel addition reactions of the bicyclic system // Tetrahedron. 1989. -Vol. 45, № 9. - P. 2819-2840.

97. Russell G.A., Sabourin R, Mikol G.J. p-Keto Sulfoxides // J. Org. Chem. -1966. Vol. 31, № 9. - P. 2854-2858.

98. Nigel S.S. The chemistry of vinyl sulphones // Tetrahedron. 1990. - Vol. 46, №20.-P. 6951-6984.

99. Курсанов Д.Н., Парнес 3.H., Калинкин М.И. и др. Ионное гидрирование. -М.: Химия, 1979.-192 с.

100. Gribble G.W., Leese R.M., Evans В.Е. Reactions of Sodium Borohydride in Acidic Media; IV. Reduction of Diarylmethanols and Triarylmethanols in Trifluoroacetic Acid // Synthesis. 1977. - №. 3. - P. 172-176.

101. Cossu S., DeLucchi O., Dilillo F. Stereo- and regioselective functionalization of the double bond of the Diels-Alder adducts of sulphonyl dienophiles to cyclic dienes // Gazz. Chim. It. 1989. - Vol. 119, № 10. - P. 519 - 526.

102. Lucchini V., Modena G., Pasquato L. Nucleophilic reactivity of sulfonyl oxygen. Detection and isolation of y-sultinium ions // J. Chem. Soc., Chem. Comm. 1992. - № 4. - P. 293-294.

103. Зефиров Ю.В., Зоркий П.М. Ван-дер-ваальсовы радиусы и их применение в химии // Успехи химии. 1989. - Т. 58, вып 5. - С. 713-746.

104. Borbulevych О. Ya., Vasin V. A., Semenov A. V., Rasin V. V endo-6, syn-1-Dichloro-exo-6-phenylsulfonylbicyclo3.1.1 jheptane // Acta Crystallogr. — 2002. -E58. P. 925-926.

105. Philips J.Ch., Oku M. Bromovinyl sulfone chemistry. Synthesis and rearrangement of the 5-bromo-5-methylsulfonylbicyclo2.2.1.hept-2-enes // J. Am. Chem. Soc. 1972.-Vol. 94, №3.-P. 1012-1013.

106. Zefirov N.S., Makhon'kov D.I X-Philic reactions // Chem. Rev. 1982. -Vol. 82, №6.-P. 615-624.

107. Разин В.В., Макарычев Ю.А., Васин В.А., Хенниг Л., Балдамус Дж. О строении диастереомеров метил-7-метокси-7-фенил-6-э«до-галоген-бициклоЗЛ.1.гептан-6-экзо-карбоксилатов в монокристаллах // Журн. структур, химии. 2007. - Т. 48, вып. 6. - С. 1189-1196.

108. Разин В.В., Васин В.А. Hennig L., Baldamus J. Конформационная подвижность 6,6,7-тризамещенных метил бицикло 3.1.1 .гептан-эл:зо-6-карбоксилатов // ЖОрХ. 2009. - Т. 45, вып. 4. - С. 527-533.

109. Zotov A. Yu., Palyulin V.A., Zefirov N.S. RICON The Computer Program for the Quantitative Investigations of Cyclic Organic Molecule Conformations // J. Chem. Inf. Comput. Sci. 1997. - Vol. 37, № 4 - P. 766-773.

110. Dallinga G., Toneman L.H. The molecular structure of bicyclo3.1.1 Jheptane // Rec. Trav. Chim. Pays-Bas. 1969. - Vol. 88, № 2. - P. 185-192.

111. LaikovD. N. Fast evaluation of density functional exchange-correlation terms using the expansion of the electron density in auxiliary basis sets // Chem. Phys. Lett.-1997.-Vol. 281.-P. 151-156.

112. Лайков Д. H., Устынюк Ю. А. Система квантово-химических программ «Природа-04». Новые возможности исследования молекулярных систем с применением параллельных вычислений // Изв. АН. Сер. хим. 2005. -№ 3. - С. 804-810.

113. Perdew J.P., Burke К., Ernzerhof М. Generalized gradient approximation made simple // Phys. Rev. Lett. 1996. - Vol. 77, № 18. - P. 3865-3868.

114. Laikov D. N. A new class of atomic basis functions for accurate electronic structure calculations of molecules // Chem. Phys. Lett. 2005. - Vol. 416. — P. 116-120.

115. Douglass LB., Farah B.S. Chlorination of alkyl disulfides and the preparation of thiolsulfonate esters // J. Org. Chem. 1959. - Vol. 24, № 7. - P. 973-975.

116. Lamdan S., Albarracin D. Synthesis of a thio derivative analogous to phenylbutazone. 4-Phenylthioethyl-l,2-diphenyl-3,5-pyrazolidinedione // Satubi. -1959. Vol. 54, № 1. - p. 41-48.

117. Болдырев Б.Г. Синтезы и противомикробные свойства некоторых арилэфиров метан- и этансульфокислот // Докл. АН СССР. 1960. - Т. 131, № 6. - С. 1331 - 1333.

118. Harpp D.N., Friedlander В. Т., Larsen С., Steliou К, Stockton A. Use of the trimethylsilyl group in synthesis. Preparation of sulfinate esters and unsymmetrical disulfides // J. Org. Chem. 1978. - Vol. 43, № 18. - P. 3481-3485.

119. Пат. 09227515 Япония, МКИ С 07 D 207/ 46. Production of iV-chlorosuc-cinimide / Ikeda Keiichi, Yagi Kenji, Niimi Yasuo. — № 09-227515; Заяв. 28.02.96; Опубл. 02.09.1997.

120. Чайковский B.K., Скороходов В.И., Филимонов В.Д. Синтез и использование N-иодсукцинимида в H2SO4 как электофильного реагента иодирования дезактивированных ароматических соединений // ЖОрХ. — 2001.-Т. 37, вып. 10.-С. 1572-1573.

121. Хиккинботтом В. Реакции органических соединений. М.: ГОНТИ, 1939.-579 с.

122. Физер Л., Физер М. Реагенты для органического синтеза. М.: Мир, 1975.-Т. 6.-398 с.

123. Гордон А., Форд Р. Спутник химика. М.: Мир, 1976. - 541 с.

124. SMART Software Users Guide, v. 4.21; Bruker AXS, Inc.: Madison, WI1 -1997.

125. SAINT+, v. 6.02; Bruker AXS, Inc.: Madison, WI. 1999.

126. Sheldrick G. M. SADABS; Bruker AXS, Inc.: Madison, WI. 1998.

127. Sheldrick G. M. SHELXTL, v. 5.10, Structure Determination Software Suite, Bruker AXS, Madison, Wisconsin, USA. 1998.