Синтез и свойства стабильных 3-имидазолин-3-оксид-1-оксилов с тройными связями тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ
|
Кривенко, Ольга Леонидовна
АВТОР
|
||||
|
кандидата химических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Новосибирск
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2009
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
02.00.03
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
На правах рукописи
Кривенко Ольга Леонидовна
Синтез и свойства стабильных З-имидазолин-З-оксид-1-оксилов с тронными связями
02.00.03 - органическая химия
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
1 4 1.':М» 1
Новосибирск - 2009
003469995
Работа выполнена в Институте химической кинетики и горения СО РАИ
Научный руководитель доктор химических наук,
Василевский Сергей Францевич
Официальные оппоненты: доктор химических наук,
профессор Филимонов Виктор Дмитриевич
доктор химических наук, доцент Тихонов Алексей Яковлевич
Ведущая организация Иркутский институт химии им. А.Е.Фаворского
Сибирского Отделения РАН
Защита состоится 29 мая 2009 года в 9:15, на заседании диссертационного совета Д 003.049.01 при Новосибирском институте органической химии им Н И.Воронцова СО РАН по адресу: 630090, г. Новосибирск, пр. ак. Лавреньева, 9, НИОХ им. Н.Н. Ворожцова СО РАН.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского института органической химии им. H.H. Ворожцова СО РАН
Автореферат разослан « А О» апреля 2009года
Ученый секретарь диссертационного совета, доктор химических наук
Т.Д. Петрова
Общая характеристика работы
Актуальность темы. Стабильные нитроксильные радикалы привлекают к себе внимание исследователей, работающих на стыке химии, физики и биологии. Традиционно представители этого класса радикалов широко используются как спиновые зонды в биохимии, а также в области координационной химии в дизайне парамагнитных комплексов. В последнее время появились новые сферы их применения, прежде всего при исследовании процессов внутримолекулярного взаимодействия, например, в изучении магнитных эффектов в трех-еппновых триадах, возникающих при радиации парамагнитных молекул в н-алканах.
Поиск новых парамагнитных материалов с заданными магнитными и оптическими свойствами сдерживается жесткими структурными, электронными и сте-ричсскими требованиями к субстрату. В этом плане особенно перспективными представляются радикалы с этшшльными группировками. Фрагмент -С=С- является удобным строительным элементом для конструирования спин-меченых молекул с заранее заданными электронными, геометрическими и магнитными параметрами, Действительно, с одной стороны, повышенная кислотность метанового протона позволяет легко функционализировать молекулу и создавать новые С-С-связи. С другой стороны, -С з С-звено способно участвовать в делокализации электронной плотности и обеспечивать жесткую пространственную структуру молекулы, нередко необходимых параметров для исследования тех или иных магнитных или оптических свойств.
Несмотря на хорошо развитую химию нитроксильных радикалов, ацетиленовые производные З-имидазолин-З-оксид-1-оксилов до сих пор остаются неизученным классом соединений. В связи с этим разработка способов получения этого типа нитроксильных радикалов, несущих тройную связь, представляется актуальной задачей.
Работа выполнена в Лаборатории спин-меченых и ацетиленовых соединений Института химической кинетики и горения СО РАН в рамках темы НИР института 14.1 «Физико-химические исследования химической связи, структурных и термодинамических свойств веществ и материалов, в том числе в ходе их пре-
вращений» и по приоритетному направлению Объединенного ученого совета по химическим наукам по программе 17.3 «Химия растительных метаболитов. Медицинская химия».
Работа поддержана грантами Интеграционных проектов СО РАН: № 32 и № 54, гранта СЮТ ТШХО 008-Ш-06, РФФИ № 02-03-32265 и № 07-03-00048а, а также Химическим сервисным центром СО РАН.
Цель работы. Цель настоящей работы состояла в разработке методов синтеза неизвестных ранее ацетиленовых производных ряда З-имидазолин-З-оксид-1-оксила.
В соответствии с поставленной целью в ходе исследования выполнялись следующие задачи:
1. Изучение возможности применения классического метода синтеза для получения ацетиленовых производных З-имидазолин-З-оксид-1-оксила - реакции дегидрогалогеннирования соответствующих вг^-дигалогеналканов.
2. Исследование возможности получения ацетиленовых производных 3-имидазолин-З-оксид-1-оксила путем применения реакции кросс-сочетания в различных ее вариантах:
а) ацетиленидного способа (метод Кастро);
б) каталитического кросс-сочетания терминальных ацетиленов с иодпроиз-водными ряда З-имидазолин-З-оксида в системе (СиЬКгСОз-РРЬз-ДМФА);
в) кросс-сочетание терминальных ацетиленов с иодпроизводными ряда 3-имидазолин-3-оксида в системе (Рс!(РР11з)2С12-Си1-РРЬз-СбНб) (метод Соногаши-ры).
3. Изучение возможности получения терминальных ацетиленов 3-имидазолинового ряда и их простейших превращений.
Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые разработаны методы синтеза ацетиленовых производных З-имидазолин-З-оксид-1-оксила.
Впервые обнаружено новое направление в реакции Соногаширы - в условиях ацетиленовой конденсации - образование дегидродимеров алкинов-1 в отсутствие внешних окислителей, где в роли последних выступают собственно субстраты - парамагнитные галогенпроизводные З-имидазолин-З-оксид-1-оксила.
Получены сведения о реакционной способности галогензамещенных производных ряда 3-имидазолина. Показано, что в реакции кросс-сочетания наиболее активны иодпроизводные ряда З-имидазолин-З-оксид-1-оксила. Изучены преимущества и ограничения применимости трех разновидностей ацетиленовой конденсации.
Синтезированы новые функциональные производные нитроксильных радикалов ряда З-имидазолин-З-оксид-1-оксила, несущих ацетиленовый фрагмент. Некоторые из них были использованы в качестве модельных систем в изучении явления спинового катализа в рекомбинации спин-коррелированных ион-радикальных пар, генерируемых при радиолизе в алкановых растворах.
Показана препаративная синтетическая ценность парамагнитных терминальных ацетиленовых производных ряда З-имидазолин-З-оксид-1-оксила в реакциях, протекающих с участием тройной связи.
Апробация работы. Результаты настоящей работы были представлены на III конференции молодых ученых СО РАН, посвященной М.А. Лаврентьеву (Новосибирск, 2003); Международной конференции по химии гетероциклических соединений «Кост - 2005» (Москва, 2005); VIII Молодежной научной школе-конференции по органической химии (Казань, 2005); EUROMANR EENC Magnetic Resonance for the Future (Veldhoven, The Netherlands, 2005); 9th International Symposium on Spin and Magnetic Field Effects in Chemistry and Related Phenomena (Oxford, UK, 2005); XII; Blue Danube Symposium on Heterocyclic Chemistry (Tihany, Hungary, 2007); Congress on Magneto Scienccs, (Hiroshima, Japan, 2007).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей в отечественных и зарубежных изданиях и тезисы 7 докладов на Российских и Международных Конференциях по органической химии.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 126 машинописных страницах и состоит из введения, трех глав, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 122 наименований. Первая глава посвящена анализу литературных данных о методах получения ацетиленовых производных гетероциклических нитроксильных радикалов; вторая глава - изложению и обсуждению ре-
зультатов собственных исследований. Экспериментальная часть изложена в третьей главе. Работа содержит 3 таблицы и 4 рисунка.
Основное содержание работы
1. Синтез ацетиленовых производных З-имидазолин-З-оксид-1-
оксилов
Несмотря на большое разнообразие функциональных производных 3-имидазолиновых нитроксильных радикалов, ацетиленовые производные данного класса соединений не известны. Эта ситуация связана отнюдь не с отсутствием интереса к ацетиленовым производным 3-имидазолиннитроксила, а с трудностью их получения, что и подтвердило настоящее исследование.
В этой связи разработка методов синтеза ацетиленовых производных 3-имидазолинового ряда имеет самостоятельное синтетическое значение и будет стимулировать прогресс химии нитроксильных радикалов в целом, поскольку тройная связь, ввиду высокой и уникальной реакционной способности, позволяет осуществлять многообразные превращения парамагнитной молекулы. Наличие двух высоко реакционно-способных группировок предопределяет значение ацетиленовых производных З-имидазолнн-З-оксид-1-оксилов как перспективных синтонов многоцелевого назначения.
1.1. Реакции дегидрогалогенирования еи!(.-дигалоиалканов
Из литературных данных следует, что одним из распространенных методов получента алкил-, арил- или гетарилацетиленов является дегидробромирование соответствующих вицинальиых дигалогеналканов в присутствии сильных оснований, таких как алкоголяты в спиртах, КОН в ДМСО, амида натрия в жидком аммиаке или н-ВиУ в гексане или эфире.
Нами была предпринята попытка использовать этот метод для синтеза целевых спин-меченых ацетиленов 3-имидазолинового ряда.
Реакция конденсации 1-гидрокси-2,2,4,5,5-пентаметил-З-имидазолин-З-оксида (1) с бензальдегидом в присутствии ХаОН в метаноле при нагревании и последующее окисление N8104 в смеси СНСЬ-Н20 приводит к образованию оле-
фина 2. При взаимодействии алксна 2 с бромом в хлороформе при 5иС образуется дибромид 3 с выходом 82%. Реакция дегидробромирования дигалогенида 3 проводилась под действием КОН в кипящем абс. этаноле в течение трех часов. При этом наблюдалось сильное осмоление реакционной массы и целевой продукт 4-ацетиленил-З-имидазолин-З-оксид-1-оксил 4 выделить не удалось. К аналогичному результату привело проведение реакции в системе КОН-ДМСО.
3 ¡¡: КОН. ОМЯО
82% Ш: КОН. ТВАВ. йгахсап, Н20
Попытка использовать более мягкие условия - КОН-ТБАБ-диоксан-вода при комнатной температуре в течение двух суток - также не привела к успеху, был выделен исходный дибромид 3.
Таким образом, классические методы дегидрогалогенирования парамагнитного дибромолефина 3 оказались непригодны для получения ацетиленовых производных имидазолин-З-оксид-1-оксилов.
1.2. Ацетиленовая конденсация диамагнитных бромпроизводных З-имндазолин-З-оксидов с алкинами-1 в условиях медно-палладиевого катализа
В настоящее время одним лз самых распространенных методов синтеза арил(гетарил)ацетиленов является реакция кросс-сочетания Соногаширы - взаимодействие ароматического галогенпроизводного с алкином-1, которая протекает в каталитической системе (Р(1(РРЬз)2С12-Си1-РРЬ3) в присутствии амина (диэгила-мин, триэтиламин, пирролидин) в инертной атмосфере.
На первом этане, чтобы избежать возможных осложнений, связанных с наличием лабильной группы N—ОН в субстрате, было решено предварительно защитить 1-гидроксигруппу.
Взаимодействие пентаметилимидазолина 1 с этилвиниловым эфиром (ЭВЭ) в присутствии следовых количеств соляной кислоты в бензоле при температуре 40°С приводит к 1-(0-этоксиэтил-1)-3-имидазолин-3-оксиду 5, выход которого составил 84%.
\___^о
Конденсация ацеталя 5 с и-бромбензальдегидом протекает гладко. Ацеталь-ное производное 6 было получено с высоким выходом (89%).
Кросс-сочетание бромацеталя 6 с диметилэтинилкарбинолом (ДМЭК) и с фенилацетиленом (ФА) проводилось в каталитической системе [РсЗ(РРЬз)2С12-Си1-РРЬ3] в смеси бензол - триэтиламин при 80°С. Реакция с ДМЭК протекает с меньшим выходом продукта 7 (46%) по сравнению с ФА 8 (68%).
Показано, что диамагнитный спирт 7 в условиях обратной реакции Фаворского в присутствии прокаленного гидроксида калия в кипящем толуоле приводит к терминальному диамагнитному ацетилену 9 с высоким выходом (83%).
Однако, попытки снять ацетальную защиту в соединениях 7-9 в присутствии следовых количеств соляной кислоты в бензоле при нагревании оказались безуспешны. В ходе реакции наблюдалось сильное осмоление и выделить ожидаемые продукты не удалось.
к
Хотя данный способ оказался не пригодным для получения ацетиленовых производных 3-имидазолин-3-оксид-1-оксилов, он позволяет получать диамагнитные ацетиленовые производные ряда З-имидазолин-З-оксида.
1.3. Кросс-сочетанне алкннов-1 с бромпроизводным нмидазолпн-З-оксид-1-оксила в стандартных условиях реакции Соногаширы (Гс1(РРЬ,)2С12-Си1- РРЬ3-Е131Ч) Поскольку использовать ацетальную защиту в синтезе радикалов не удалось, нами было изучено кросс-сочетание непосредственно парамагнитного производного - бромзамещенного имидазолин-З-оксид-1-оксила 10 с небольшим избытком ФА в стандартных условиях реакции (1М(РРЬз)2СЬ-Си1-РРЬ3) в смеси три-этиламин-бензол при 80°С в атмосфере аргона.
Однако, результат эксперимента оказался неожиданным - в ходе реакции получена смесь веществ, после очистки и разделения которой были выделены следовые количества диамагнитного продукта 12, гидроксиламин 11 (71%) и де-гидродимер фенилацетилена 13 (93%).
Аналогично протекала реакция бромида 10 и с другими терминальными ацетиленами, такими как и-нитрофенилацетилен, 6-метил-З-этинилпиридин и ДМЭК. Во всех случаях имело место образование гидроксиламина 11 (54-88%) и соответствующих дегидродимеров алкина-1 (43-76%).
lPd(PPhí),ia¡.Cul. Et,N, CSHV Í0°C
■ft 14 a-c
H<
-Bi
■S
15 a-e
R: 14a. 15a
Этот неожиданный результат побудил нас подробнее изучить эти реакции.
На модельных опытах нами была изучена роль нитроксильного радикала и катализатора в окислительном процессе, протекающем в инертной атмосфере.
Первоначально радикал 16 или 17 выдерживают с ФА, триэтиламином в бензоле при температуре 80°С в атмосфере аргона 5 ч (метод i). В течение этого времени образование гидроксиламина 18 или 19, а также дегидродимера 13 фе-нилацетилена не происходило (ТСХ-контроль). Затем в реакционную массу был добавлен Рё(РРЬз)2С12 в каталитических количествах (2 мол%). Добавление пал-ладиевого катализатора привело к восстановлению нитроксильных радикалов 16 или 17 до соответствующих гидроксиламинов 18 (66%) и 19 (91%) и образованию дегидродимера 13 (66 и 74% соответственно).
Чтобы выявить, является ли соль меди ответственной за образование л-комплекса, был проведен модельный синтез с одновалентной солью меди (метод ii). Действительно, после нагревания смеси нитроксила 16 и поташа с ФА в ДМФА в течение 3 ч не происходит образования 13 и 18 (ТСХ-контроль). Затем в реакционную массу был добавлен Cul в каталитических количествах (20 мол%). Добавление медного катализатора привело к восстановлению нитроксильного радикала 16 до соответствующего гидроксиламина 18 (68%) и образованию дегидродимера 13 (84%) в течение 2 ч при температуре 100°С.
В присутствии PdCl2, Cul и неорганического основания (АсСЖаЗН^О) (метод ш) образование дегидродимера фенилацетилена 13 (67% в случае 16 и 90% для 17) и соответствующих гидроксиламинов 18 или 19 имело место даже при комнатной температуре в течение 8 ч, выходы диамагнитных 18 и 19 составили 28 и 94% соответственно.
Таким образом, нами показано, что нитроксильная группа может выступать в качестве окислителя при содействии солей палладия и меди. Мы полагаем, что роль солей Ра (II) и Си (I) сводится к образованию тг-комплекса, вызывающего ослабление связи С-Н, что способствует усилению восстановительных свойств ал-кина-1.
16.17 МОг(17,19) 18,19
г 1Ч(РР11,)2С|!, Е13К /|. К2С03.Сч1. Ш.РЙСЬ.АсОМа'За,,
СЛ,Аг,80°С ОМР.Аг. 10 0°С Cul.CHjCN.Ar
Следует подчеркнуть, что это первый случай, когда в условиях реакции Со-ногаширы нитроксильная группа действует как окислитель, а терминальный ацетилен как восстановитель (за счет атома водорода С = С-Н фрагмента), в результате чего окислительное сдваивание терминальных ацетиленов идет в отсутствии внешних окислителей. Вероятно, побочному процессу способствует и тот факт, что нитронная группа (N—>0), проявляя +М-эффект, снижает активность бромида в реакции кросс-сочетания, что в еще большей степени уменьшает вероятность образования целевых продуктов.
1.4. Кросс-сочетание дна- и парамагнитных иодпроизводных нмндазолин-3-оксидов с медными солями алкинов-1 (реакция Кастро)
Образование побочных продуктов в реакциях нитроксилов, катализируемых палладиевыми комплексами и сопровождающихся окислительным сдваиванием алюша-1, побудило нас применить в качестве галогенового субстрата парамагнитные и диамагнитные иодсодержащие З-имидазолин-З-оксиды (20 и 21), и использовать ацетиленидный метод для синтеза спин-меченых ацетиленовых соединений.
Было показано, что соединения 20 и 21 могут быть успешно применены в ацетиленидном синтезе.
В ходе кросс-сочетания соли ФА как с парамагнитным иодпроизводным 20, так и с диамагнитным 21 в кипящем пиридине был получен единственный про-
дукт - 4-{2-[р-(фенил)этинилфенил]винил}-3-имидазолин-3-оксид-1-оксия 22 с выходом 83 и 85% соответственно.
Помимо медной соли ФА в реакцию кросс-сочетания могут вступать ацети-лениды меди функционально-замещенных аренов и гетаренов. Выходы продуктов
сочетания ацетиленидов меди не только с акцепторными, но и с донорными заместителями. Кроме того, выявлено, что в качестве галогеновой компоненты могут выступать не только пара-, но и диамагнитные иодпроизводные. Этот факт, несомненно, имеет препаративное значение, поскольку позволяет сократить получение ацетиленовых производных ряда З-имидазолин-З-оксид-1-оксилов на одну стадию и увеличить выходы конечных продуктов.
1.5. Кросс-сочетанне галогенсодержащих З-имидазолии-З-оксидов в каталитической системе CuI-K^COj-PPhj (в отсутствие иалладисвого комплекса) Низкие выходы продуктов в отдельных случаях в синтезе ацетиленовых производных 3-имидазолиннитроксилов побудили нас предпринять попытку применить каталитический беспалладиевый вариант реакции кросс-сочетания галогенсодержащих З-имидазолин-З-оксидов с алкинами-1 в системе Си1-РРЬз-К2СОз в ДМФА при температуре 100-130°С, поскольку, в сущности, эта система генерирует ацетилениды меди in situ. В случае успеха, это не только могло расширить
круг вовлекаемых в реакцию алкинов-1, но и давало надежду на применение более доступных и дешевых бромпроизводных как галогеновой компоненты.
Наше предположение оправдалось лишь частично - в реакции кросс-сочетания бромпроизводного З-имидазолин-З-оксид-1-оксила 10 с ФА в течение 13 ч, помимо образования целевого продукта 22 с низким выходом (27%), наблюдалось образование значительного количества 1,4-дифенилбута-1,3-диина (13) (71%) (соотношение 10 с ФА составляло 1:1,5 (мол %)), а также был регенерирован исходный бромид 10 (43%).
Таким образом, найдено, что в каталитических условиях СиЬРРЬз-КгСОз в ДМФА с терминальными ацетиленами взаимодействует даже химически менее активный бромид 10 с образованием ожидаемого спин-меченого несимметричного ацетилена 22.
Однако, учитывая низкий выход ацетилена 22, полученного из бромпроизводного 10, мы обратились к применению более активного иодпроизводного. Действительно, взаимодействие как диамагнитного 21, так и парамагнитных мета- 23 или пара- 20 иодпроизводных с ароматическими и гетероароматическими терминальными ацетиленами в описанной выше системе при температуре 90-100°С приводит к ацетиленовым производным ряда З-имидазолин-З-оксид-1-оксилов с выходами 53-83%, время реакции составляет от 2,5 ч до 7 ч в зависимости от строения алкина-1.
71%
г»
О
(но) о
КгС03 Си1. РРЬ3 РМР.Ат
О'
о
сР
о
Таким образом, нами показано, что для получения спин-меченых ацетиленовых производных З-имидазолин-З-оксид-1-оксияов реакцией кросс-сочетания в условиях медного катализа наиболее подходящими субстратами являются более активные иодпроизводные 3-имидазолинового ряда, причем не только парамагнитные, но и диамагнитные.
1.6. Кросс-сочетание иодпроизводных З-имидазолнн-З-оксндов в условиях реакции Соногаширы (РсЦРРЬЖСЬ-СиЬРРЬз-Е^) Несмотря на то, что реакция кросс-сочетания в условиях медного катализа (Си1-РРЬз-К2СОз, ДМФА, 90-100°С), приводящая к парамагнитным несимметрично замещенным ацетиленовым соединениям, имеет более общий характер по сравнению с ацетиленидным методом, этот способ не пригоден для синтеза терминальных ацетиленов - важных синтонов многоцелевого назначения. Иодиды 20, 21 и 23 в этих условиях не взаимодействуют с ДМЭК с образованием третичных ацетиленовых спиртов, из которых по обратной реакции Фаворского можно было бы получигь спин-меченые алкины-1. Применение в кросс-сочетании триметил-силилацетилена (ТМСА), который позволяет в дальнейшем также получать терминальные ацетилены, проблематично ввиду его низкой температуры кипения
Как было показано в главе 1.З., кросс-сочетание алкинов-1 с бромзамещен-ным имидазолин-З-оксид-1-оксилом 10 в типичных условиях реакции Соногаширы не привело к образованию ацетиленовых производных ряда З-имидазолин-З-оксид-1-оксила.
Как и в предыдущем случае (глава 1.5), мы применили тот же подход - изучили возможность использования более реакционно-способных иодпроизводных
50°С.
в качестве галогеновой компоненты в стандартных условиях реакции Соногаши-ры (Р^РРЬзЬСЬ-СиГ-РРЬз-Е^).
Показано, что диамагнитный иодид 21 реагирует с ТМСА с образованием парамагнитного продукта 24 и 1-гидрокси-З-имидазолин-З-оксида 25. При этом обнаружено, что гидрокснламин 25 в процессе очистки легко превращается в нит-роксильный радикал 24, что затрудняет выделение диамагнитного силилпроиз-водного 25. В результате этого выход чистого соединения 25 составил 7%.
\/
—я \
(НО) О'
Рй(РРИ3)2С|г. Си1. Е13№ С,н,
(НО) О ---
/ 24 (25)
Ввиду того, что полученный диамагнитный силилацегилен 25 легко трансформируется в силилзащшценный З-имидазолин-З-оксид-1-оксил 24, представлялось более целесообразным в реакцию с ТМСА вводить непосредственно иодра-дикал 20 или 23, что и было весьма успешно осуществлено.
Итак, кросс-сочсталие м- и и-иодфенилпроизводных З-имидазолин-З-оксид-1-оксилов 20 или 23 с ТМСА в условиях реакции Соногаширы при температуре 45°С в течение 3-7 ч гладко приводит к ожидаемым спин-меченым силилацетиле-нам 24 и 26 с высокими выходами (97 и 89% соответственно).
Снятие силильной защиты у спин-меченых ацетиленов 24 и 26 проводилось в мягких условиях (К2СОз-МеОН при комнатной температуре), время реакции составляло 1-1.5 ч, а выходы терминальных парамагнитных ацетиленовых соединений 27 (79%) и 28 (48%).
Таким образом, на основе реакции Соногаширы успешно разработаны методы синтеза ацетиленовых производных ряда З-имидазолин-З-оксид-1-оксила. Доступность алкинов-1 с парамагнитными функциями представляет несомненный синтетический интерес ввиду наличия в молекуле двух высоко реакционно-способных центров.
1.7. Характерные реакции с участием 2,2,5,5-тетраметил-4-{2-[м-(этин11л)фенил]винил}-3-имидазолин-3-оксид-1-оксила
Как уже отмечалось выше, парамагнитные терминальные ацетилены ряда 3-имидазолин-3-оксида открывают широкие возможности в построении разнохарактерных моно- и полирадикалов за счет реакций с участием = С-Н фрагмента ацетиленовой связи.
Реакции нитроксильных радикалов с участием концевой кратной связи производных З-имидазолин-З-оксидов могут протекать как с сохранением спиновой метки, так и с ее потерей.
Первая из них - окислительное сдваивание парамагнитного алкина-1 в присутствии солей одновалентной меди и кислорода воздуха в пиридине (реакция Хэя) с образованием симметричного диацетилена 29.
Реакцию гомо-сочетания терминального алкина 28 проводили в токе воздуха в пиридиновом растворе в присутствии хлористой меди при комнатной температуре. Динитроксил с двумя ацетиленовыми связями 29 был получен с выходом 45%. При этом окислительное кросс-сочетание протекало с сохранением парамагнитного центра.
- аминометилирование терминальных ацетиленов. Мы рассмотрели возможность осуществления этой реакции на примере парамагнитного ацетилена 28. Взаимо-
действие этинилсодержащсго имидазолина 28 с диэтиламином и параформом в присутствии соли одновалентной меди в атмосфере аргона приводит к основанию Манниха 30 (83%). Реакция сопровождается восстановлением радикального центра, вероятно, за счет наличия в реакционной массе параформа.
Таким образом, нами показана возможность вовлечения этшшльной группы парамагнитного 2,2,5,5-тетраметил-4-{2-[л/-(этинил)фенил]винил }-3-имидазолин-З-оксид-1-оксила (28) в химические превращения с образованием как диа-, так и парамагнитного ацетиленовых производных.
1. Разработаны методы синтеза ранее неизвестного класса нитроксильных радикалов - моно- и дизамещенных ацететиленовых производных 3-имидазолин-3-оксид-1-оксилов на основе трех типов реакций кросс-сочетания спин-меченых гапогенпроизводных 3-имидазолинового ряда с терминальными ацетиленами или их медными солями.
2. Установлено, что иодпроизводные З-имидазолин-З-оксид-1-оксила (в отличие от броманалогов) являются подходящими субстратами в синтезе ацетиленовых производных нитроксилов 3-имидазолинового ряда в реакциях кросс-сочетания с алкинами-1;
3. Показано, что в реакции кросс-сочетания иодсодержащих 3-имидазолин-3-оксидов в качестве ацетиленовой компоненты могут выступать медные соли разнохарактерных алкинов-1 (метод Кастро), за исключением простейших ацетиленовых аминов и спиртов;
4. Обнаружено, что каталитический беспалладиевый вариант кросс-сочетания иодпроизводных З-имидазолин-З-оксид-1-оксила в системе [К2СОг
ОН 83%
Выводы
Си1-Из1\'-РРЬГД]\1ФА-110°С) применим для всех соединений в выбранном круге алкинов-1;
5. Выявлено, что каталитический вариант кросс-сочетания иодпроизводных
3-имидазолин-З-оксидов с алкинами-1 в системе [Pd(PPh3)2Cl2-CuI-Et3N] имеет преимущества, поскольку позволяет осуществлять реакцию Соногаширы при более низких температурах. Это открывает путь к синтезу триметилсилилацегиле-нов и далее к терминальным ацетиленовым производным ряда З-имидазолин-З-оксид-1-оксила.
6. Впервые обнаружено, что в условиях реакции Соногаширы субстрат -парамагнитное бромпроизводное 3-имидазолинового ряда - выступает в качестве окислителя по отношению к алкину-1, приводя к соответствующим дегидродиме-рам исходного терминального ацетилена и диамагнитному гидроксиламину. Это может явиться новым методом мягкого окислительного кросс-сочетания терминальных ацетиленов в отсутствие внешнего окислителя.
Основное содержание диссертации опубликовано в работах:
1. Vasilevsky S.F., Klyatskaya S.V., Korovnikova O.L., Stass D.V., Amitina S.A., Grigor'ev I.A., Elguero J. First Acetylenic Derivatives of Stable 3-Imidazoline Nitrox-ides. // Tetrahedron Lett -2004. -Xa 45. -P.7741-7743.
2. Василевский С.Ф., Коровникова O.JI., Кляцкая C.B., Амитина C.A. 2,2,5,5-Тетраметил-4-[2-(и-арил/гетарил)этинилфенил)винил]-3-имидазолин-3-оксид-1-оксилы. // Азотсодержащие гетероциклы. Изд. IBS PRESS. Москва, под ред. В.Г. Карцева. - 2006. - Т. 2. - В главе «Избранные методы синтеза». - С.350-351.
3. Коровникова OJL, Василевский С.Ф. 1-(0-Этохсиэтил)-2,2,5,5-тетраметил-
4-[2-(п-ацетиленилфенил)винил]-3-имидазолин-3-оксвды. // Азотсодержащие гетероциклы. Изд. IBS PRESS. Москва, под ред. В.Г. Карцева. - 2006. - Т. 2. - В главе «Избранные методы синтеза». - С.352-353.
4. Vasilevsky S.F., Klyatskaya S.V., Korovnikova O.L., Stass D.V., Amitina S.A., Grigor'ev I.A., Elguero J. Stable nitroxyl radicals with triple bonds: 4-acetylenyl-3-imidazoline-3-oxide-l-oxyls.//Tetrahedron.-2006. V.62. -P.4597-4602.
5. Кривенко О.Л., Василевский С.Ф. Синтез и свойства первых представителей терминальных ацетиленов в ряду З-имидазолин-З-оксид-1-оксила. // Изв. АН. Сер. хим. - 2007. - № 10.-С. 2048-2051.
6. Vasilevsky S.F., Krivenko O.L., Alabugin I.V. Oxidative coupling of aikynes mediated by nitroxyl radicals under Sonogashira conditions and Pd-free catalytic approach to stable radicals of 3-imidazoline family with triple bonds. // Tetrahedron Lett. - 2007. - № 48(46). P. 8246-8249.
7. Sergei F. Vasilevsky, Olga L. Krivenko, Vitalii R. Gorelik, Igor V. Alabugin. Synthetic and mechanistic aspects of cross-coupling of nitroxyl radicals of 3-imidazoline series with terminal aikynes. // Tetrahedron. -2008.V.64. - P.8807-8814.
Основные результаты диссертации докладывались на следующих конференциях:
1. Волкова О.С., Калетина М.В., Клятская С.В., Коровникова О.Л., Магии И.М., Свиреденко Ф.Б., Стась Д.В. Магнитные и спиновые эффекты в многоспиновых системах // Материалы III конференции молодых ученых, посвященная М.А.Лаврентьеву - Новосибирск, 2003. - С.209.
2. Коровникова О.Л., Кляцкая С.В., Василевский С.Ф. Первые ацетиленовые производные стабильных 3- имидазолин-З-оксид-1-оксилов. // VIII Молодежная научная школа-конференции по органической химии. - Казань. - 2005. -С.214.
3. Sviridenko F.B., Korovnikova O.L., Matveeva A.G., Stass D.V., Vasilevsky S.F., Molin Y.N. Spin Triads in Liquid Irradiated n-alkanes. // 9th Inter. Symposium on Spin and Magnetic Field Effect in Chemistry and Phenomena. - University of Oxford, UK.-2005.-P.123.
4. Sviridenko F.B., Korovnikova O.L., Matveeva A.G., Stass D.V., Vasilevsky S.F., Molin Y.N. Spin Triads in Liquid Irradiated n-alkanes. // EENC. Magnetic Resonance for the Future. - Veldhoven, The Netherlands. - 2005. - P.288.
5. Коровникова О.Л., Кляцкая C.B., Василевский С.Ф. Ацетиленовые производные З-имидазолин-З-оксид-1-оксилов - новый класс стабильных радика-
лов. // Международная конференция по химии гетероциклов им. А.Н.Коста. - Москва. МГУ. - 2005. - С.392.
6. Vasilevsky S.F., Krivenko O.L. Synthesis of new family of stable radicals of the 3-imidazoline series with triple bonds. // XII. Blue Danube Symposium on Heterocyclic Chemistry. - Tihany, Hungary. - 2007. - P.43.
7. Vasilevsky S.F., Stass D.V., Krivenko O.L., Molin Y.N. Synthesis of New Family of Stable Radicals of 2- and 3-Imidazoline Series, Peculiarities of Magnetic Resonance Parameters and Phenomena of Spin Catalysis. // Intern. Congress on Magneto Sciences. - Hiroshima, Japan. - 2007. - P.24.
Формат бумаги 60x84 1/16. Объем 1 печ. л.
Тираж 100 экз.
Отпечатано на ротапринте Новосибирского института органической химии СО РАН им. H.H. Ворожцова. 630090, Новосибирск, 90, пр. акад. Лаврентьева, 9.
Введение.
Глава 1. Ацетиленовые производные циклических нитроксильных радикалов (Литературный обзор).
1.1. Получение 4-гидрокси-4-алкинил-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксилов и 4-алкинил-2,2,6,6-тетраметил- 1,2,3,6-тетрагидропиридин-1 -оксилов.
1.2. Ацетиленовые производные iV-оксилпирролидина и 2,5-дигидро- 1Я-пиррол-1 -ил-1-оксила.
1.3. Ацетиленовые производные 2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-1-оксилов.
1.4. 2-Алкинил(арил)-4,4,5,5-тетраметил-2-имидазолин-3-оксид-1-оксилы.
1.5. Основные физическо-химические свойства ацетиленовых производных нитроксильных радикалов.
Глава 2. Ацетиленовые производные З-имидазолин-З-оксид-1-оксилов (обсуждение результатов).
2.1. Реакции дегидрогалогенирования.
2.2. Кросс-сочетание диамагнитных З-имидазолин-З-оксидов, в медно-палладиевых условиях.
2.3. Кросс-сочетание алкинов-1 с я-бромфенил-З-имидазолин-З-оксид-1 -оксилом в стандартных условиях реакции Соногаширы ([Pd(PPh3)2]Cl2-CuI).
2.4. Кросс-сочетание иодпроизводных 3-имидазолин-3-оксид-1-оксилов с медными солями алкинов-1 (метод Кастро).
2.5. Кросс-сочетание галогенсодержащих З-имидазолин-З-оксидов с алкинами-1 в каталитической системе CUI-K2CO3-PPI13.
2.6. Кросс-сочетание иодпроизводных, З-имидазолин-З-оксидов с алкинами-1 в условиях реакции Соногаширы (Pd(PPh3)2Cl2-CuI-PPh3-Et3N).
2.7. Характерные реакции с участием 2,2,5,5-тетраметил-4-{2-[л*-(этинил)фенил]винил}-3имидазолин-3 -оксид-1 -оксил а.
Глава 3. Экспериментальная часть.
3.1. Синтез арил- и гетарилиодидов.
3.2. Ацетилены.
3.3. Ацетилениды меди.
3.5. Получение ацетиленовых производных З-имидазолин-З-оксида.
3.5.1. Дегидрогалогенирование внг/-дибромида 4-(1,2-дибромэтил)-2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-3-оксид-1 -оксила (3).
3.5.2. Кросс-сочетание бромттроизводных З-имидазолин-З-оксида с терминальными ацетиленами в каталитической системе [Pd(PPh3)2Cl2-CuI-PPh3-Et3N].
3.5.3. Модельные опыты производных З-имидазолин-З-оксида с фенил ацетил еном.
3.5.4. Кросс-сочетание иодпроизводных З-имидазолин-З-оксидов с медными солями терминальных ацетиленов (ацетиленидный метод).
3.5.5. Кросс-сочетание иодпроизводных З-имидазолин-З-оксида с терминальными ацетиленами в каталитической системе [CuI-K^CCb-EtaN].
3.5.6. Кросс-сочетание иодпроизводных З-имидазолин-З-оксидов с терминальными ацетиленами в каталитической системе [Pd(PPh3)2Cl2-CuI-PPh3-Et3N].
3.5.7. Синтез и превращения 2,2,5,5-тетраметил-4-{2-[л/-(этинил)фенил]винил}-3имидазолин-З-оксид-1-оксила.
Выводы.
Стабильные нитроксильные радикалы привлекают внимание исследователей, работающих на* стыке химии, физики и биологии. Традиционно представители этого класса радикалов широко используются как спиновые зонды в биохимии, а также в области координационной химии в дизайне парамагнитных комплексов. В последнее время появились новые сферы их применения, прежде всего, при изучении тонких процессов внутримолекулярного взаимодействия, например, в трех-спиновых системах.
Поиск новых парамагнитных материалов с заданными магнитными и оптическими свойствами сдерживается жесткими структурными, стерическими и электронными требованиями к субстрату. В этом плане особенно перспективными являются радикалы с ацетиленовыми группировками, т.к. -С = С-фрагмент представляет собой жесткий, удобный строительный' элемент для конструирования спин-меченых молекул с заранее заданными электронными, геометрическими и магнитными параметрами. Действительно, -С = С-звено способно участвовать в делокализации электронной плотности и обеспечивать жесткую пространственную структуру молекулы - нередко необходимых параметров для исследования тех или иных магнитных или оптических свойств.
Особое место среди гетероциклических нитроксильных радикалов занимают нитроксиды - производные 3-имидазолинового ряда в связи с их повышенной устойчивостью к действию кислот, окислителей и УФ-свету.
В1 работе изучена возможность синтеза ацетиленовых производных З-имидазолин-З-оксид-1-оксила — неизвестного класса нитроксильных радикалов.
Работа выполнена в Лаборатории спин-меченых и ацетиленовых соединений Института химической кинетики и горения СО РАН в рамках темы НИР института 14.1 «Физико-химические исследования химической.связи, структурных и термодинамических свойств веществ и материалов, в том числе в ходе их превращений» и по приоритетному направлению Объединенного ученого совета по химическим наукам по программе 17.3 «Химия растительных метаболитов. Медицинская химия».
Работа была поддержана грантами Интеграционных проектов СО РАН: № 32 и № 54, гранта CRDF RUXO OO8-NO-O6, РФФИ № 02-03-32265 и № 07-03-00048а, а также Химическим сервисным центром СО РАН.
При регистрации масс,- ИК-, УФ- и ПМР-спектров и выполнении элементного анализа большую помощь оказали сотрудники Лаборатории физико-химического анализа НИОХ им. Н.Н. Ворожцова СО РАН (зав.лаб. к.х.н. Маматюк В.И.) и Химического сервисного центра СО РАН. Регистрацию ЭПР-спектров-радикалов проводили к.ф.-м.н. Стась Д.В. (лаборатория БПП ИХКГ СО РАН) и к.х.н. Горелик В.Р. (МТЦ СО РАН).
Исходные 1-гидрокси-4-фенил-2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-3-оксид и 1-гидрокси-4-(и-нитрофенил)-2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-3-оксид были любезно предоставлены к.х.н. Амитиной С.А. (НИОХ им. Н.Н. Ворожцова СО РАН).
Всем названным отдельным ученым и коллективам автор выражает искреннюю признательность. Автор благодарит коллектив лаборатории СПАС и его заведующего д.х.н., проф. Василевского С.Ф. за поддержу и внимание к работе.
Выводы
1. Разработаны методы синтеза ранее неизвестного класса нитроксильных радикалов - моно- и дизамещенных ацететиленовых производных З-имидазолин-З-оксид-1-оксилов на основе трех типов реакций кросс-сочетания спин-меченых галогенпроизводных 3-имидазолинового ряда с терминальными ацетиленами или их медными солями.
2. Установлено, что иодпроизводные З-имидазолин-З-оксид-1-оксила (в отличие от броманалогов) являются подходящими субстратами в синтезе ацетиленовых производных нитроксилов 3-имидазолинового ряда в реакциях кросс-сочетания с алкинами-1;
3. Показано, что в реакции кросс-сочетания иодсодержащих З-имидазолин-З-оксидов в качестве ацетиленовой компоненты могут выступать медные соли разнохарактерных алкинов-1 (метод Кастро), за исключением простейших ацетиленовых аминов и спиртов;
4. Обнаружено, что каталитический вариант кросс-сочетания иодпроизводных 3-имидазолин-З-оксид-1-оксила в системе [КгСОз-СиЕЕ^-РРЬз-ДМФА-! 10°С] применим для всех соединений в выбранном круге алкинов-1;
5. Выявлено, что каталитический вариант кросс-сочетания иодпроизводных 3-имидазолин-3-оксидов с алкинами-1 в системе [Pd(PPli3)2Cl2-CuI-Et3N] имеет преимущества, поскольку позволяет осуществлять реакцию Соногаширы при более низких температурах. Это открывает путь к синтезу триметилсилилацетиленов и далее к терминальным ацетиленовым производным ряда З-имидазолин-З-оксид-1-оксила.
6. Впервые обнаружено, что в условиях реакции Соногаширы субстрат — парамагнитное бромпроизводное 3-имидазолинового ряда - выступает в качестве окислителя по отношению к алкину-1, приводя к соответствующим дегидродимерам исходного терминального ацетилена и диамагнитному гидроксиламину. Это может явиться новым методом мягкого окислительного кросс-сочетания терминальных ацетиленов в отсутствие внешнего окислителя.
1. Э.Г.Розанцев, В.Д.Шолле, «Успехи химии нитроксильных радикалов», Успехи химии, т.40,№ 3,417 -443 (1971).
2. АЛ.Бучаченко, А.М.Вассерман. Стабильные радикалы. М., «Химия», 1973, 408 с.
3. Э.Г.Розанцев, «Свободные иминоксильные радикалы», М.: Химия, 1970,261 с.
4. Э.Г.Розанцев, В.Д.Шолле, «Органическая химия свободных радикалов», М.: Химия,1979, 344 с.5. «Метод спиновых меток. Теория и применение», Под.ред. Л.Берлинер, М.: Мир, 1979, 640 с.
5. В.Н.Пармон, А.И.Кокорин, Г.М.Жидомиров, «Стабильные бирадикалы», М.: Наука,1980, 240 с.
6. Л.Б.Володарский, И.А.Григорьев, С.А.Диканов, В.А.Резников, Г.И.Щукин, «Имидазолиновые нитроксильные радикалы», Под.ред. Ю.Н.Молина, Новосибирск: Наука, Сиб.отд-ние, 1988,216 с.
7. Г.И.Лихтенштейн. Метод спиновых меток в молекулярной биологии. М., «Наука», 1974.
8. W.B.Lutz, S.Lazarus, R.I.Meltzer, «New derivatives of 2,2,6,б-tetramethylpiperidine», J. Org. Chem. V. 27, № 5, 1695 1703 (1962).
9. Л.Л.Ясина, А.Б.Шапиро, Э.Г.Розанцев, «Ингибирование окисления полимеров некоторыми свободными радикалами», Пласт, массы, т.66, № 6, 37 39 (1966).
10. А.Б.Шапиро, М.В.Судник, М.Ф.Романцев, Э.Г.Розанцев, «Способ получения дипиперидиндинитроксилов алканового ряда», Авт. сеид. СССР № 435235, 1973; Бюл.изобр. № 25 (1974).
11. А.Б.Шапиро, К.Баймагамбетов, Э.Г.Розанцев, Т.И.Тихонова, Л.Н.Смирнов, «Способ получения третичных спиртов или гликолей 2,2,6,6-тетраметилпиперидинового ряда», Авт. сеид. СССР №435236, 1973; Бюл.изобр. №25 (1974).
12. В.В.Павликов, Л.Н.Скриниченко, Л.А.Устынюк, В.В.Муравьев, А.Б.Шапиро, Э.Г.Розанцев, «Метод синтеза ацетиленовых карбинолов 2,2,6,6-тетраметилпиперидинового ряда», Изв. АН СССР, Сер.хим., № 7, 1680 — 1681 (1978).
13. А.В.Shapiro, M.G.Goldfield, E.G.Rozantzev, «The iminoxyl biradical with unusual spin-exhange properties», Tetr. Lett., 24, 2183 2186 (1973).
14. Е.Ф. Литвин, Л.М.Козлова, А.Б.Шапиро, Л.Х.Фрейдлин, Э.Г.Розанцев, Л.Н.Скрипниченко, «Гидрирование стабильных нитроксильных радикалов с ацетиленовыми связями на Ni-, Pd- и Pt-катализаторах», Изв. АН СССР, Сер.хим., № 1, 109- 114(1979).
15. В.В.Павдиков, А.Б.Шапиро, Э.Г.Розанцев, «Новые полииновые производные 2,2,6,6-тетраметилпипедин-1-оксила», Изв. АН СССР, Сер.хим., № 1, 128 132 (1980).
16. В.В.Павликов, В.В.Муравьев, А.Б.Шапиро, С.З.Тайц, Э.Г.Розанцев, «Этинилирование 4-оксо-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксила», Язе. АН СССР, Сер.хим., №5, 1200- 1202 (1980).
17. О.Л.Лазарева, «Нитроксилсодержащие диацетиленовые мономеры: молекулярный дизайн, синтез, способность к твердофазной полимеризации», Дис. кан. физ-хим. наук, Институт биохимической физики РАН, Москва, 1997, 144 с.
18. S.Torii, T.Hase, M.Kuroboshi, C.Amatore, A.Jutand, H.Kawafuchi, «Synthesis of terminal-biradical compounds consisting of two iV-oxyl groups connected with conjugated 7r-systems», Tetr. Lett., 38, № 42, 7391 7394 (1997).
19. В.В.Павликов, А.Б.Шапиро, Э.Г.Розанцев, «Иминоксильные зонды с жесткой несферической структурой», ДАН СССР, т. 242; № 2, 369 372 (1978).
20. Y.V.Korshak, T.V.Medvedeva, A.A.Ovchinnikov, V.N.Spector, «Organic polymer ferromagnet», Nature, v. 326, № 26, 370 372 (1987).
21. Ю.В.Коршак, А.А.Овчинников, А.М.Шапиро, Т.В.Медведева, В.Н.Спектор, «Органический полимерный ферромагнетик», Письма в ЖЭТФ, т. 43, в. 6, 309 311 (1986).
22. O.L.Lazareva, M.V.Motyakin, A.B.Shapiro, A.N.Shchegolikhin, «Nitroxyl radical substituted diacetylene monomers: molecular desing, synthesis, solid-state polymerizability», Synthetic metals, v. 85, 1685 1686 (1997).
23. В.В.Павликов, Э.Г.Розанцев, А.Б.Шапиро, В.Д.Шолле, «Галогенсодержащие ацетиленовые нитроксилы», Изв. АН СССР, Сер.хим., № 1, 197 199 (1980).
24. О.Л.Лазарева, В.И.Сускина, А.Б.Шапиро, А.Н.Щеголихин, «Синтез новых диацетиленовых мономеров, содержащих нитроксильные радикалы», Изв. АН, Сер.хим., № 1,226-230 (1991).
25. D.Wiley, J.Calabrese, R.Harlow, J.Miller, «Synthesis and characterization of radical-substituted diacetylene derivatives», Angew.Chem.Int.Ed.Engl., 30, № 4, 450 452 (1991).115
26. N.Baracz, O.Hankovszky, C.Sar, G.Jerkovich, K.Hideg, «Synthesis of alkynyl-substituted pyrrolidin-l-yloxyl radicals from 1-pyrroline N-oxide nitrones and alkynylmagnesium bromides», Synthesis, № 2,204 208 (1996).
27. C.P.Sar, J.Jeko, P.Fajer, K.Hideg, «Synthesis and reactions of new alkynyl substituted nitroxide radicals», Synthesis, № 6, 1039 1045 (1999).
28. C.P.Sar, T.Kalai, N.M.Baracz, G.Jerkovich, K.Hideg, «Selective reduction of nitrones and nitroxides to functionalized secondary amines», Synth. Comm., 25(19), 2929 2940 (1995).
29. T.Kalai, M.Balog, J.Jeko, K.Hideg, «Synthesis and reactions of a symmetric paramagnetic pyrrolidine diene», Synthesis, № 6, 973 980 (1999).
30. A.Spaltenstein, B.Robinson, P.Hopkins, «Sequence- and structure-dependent DNA base dynamics: synthesis, structure, and dynamics ofs site and sequence specifically spin-labeled DNA», Biochemistry, v. 28, № 24, 9484 9495 (1989).
31. O.Hankovszky, K.Hideg, L.Lex, G.Kulcsar, A.Halasz, «Methods for preparation of heterobifimctional nitroxides: a, /5-unsaturated ketones, /З-ketoesters, cyano-nitro-derivatives», Can. J. Chem., v. 60, № 12, 1432 1438 (1982).
32. T.Kalai, M.Balog,' J.Jeko, W.L.Hubbell, K.Hideg, «Palladium-catalyzed coupling reaction of paramagnetic vinyl halides», Synthesis, № 16,2365 2372 (2002).
33. O.Hankovszky, K.Hideg, L.Lex, «Nitroxyls; VII. Synthesis and reactions of highly reactive l-oxyl-2,2,5,5-tetramethyl-2,5-dehydropyrrole-3-ylmethyl sylfonates», Synth. Comm., № 11, 914 -916(1980).
34. D.W.Wiley, J.C.Calabrese, j.S.Miller, «Synthesis and characterization of a diiminoxyl derivatives of2,4-hexadiyne-l,6-diol», Mol. Cryst. Liq. Cryst., v. 176, 277 287 (1989).
35. A.Weber, O. Schiemann, B.Bode, T.F.Prisner, «PELDOR at S- and X-band frequencies the separation of exchange coupling from dipolar coupling», J. Magn. Res., v. 157, 277 — 285 (2002).
36. J.Fritscher, M.Beyer, O.Schiemann, «Synthesis, crystal structure and magnetic properties of a novel nitroxide biradical. Theoretical investigation of the exchange mechanisms», Chem. Phys. Lett., 364, 393-401 (2002).
37. B.E.Bode, D.Margraf J.Plackmeyer, G.Durner, T.F.Prisner, O.Schiemann1 «Counting the monomers in nanometer-sized oligomers by pulsed electron electron double resonance», J. Am. Chem. Soc., v. 129, 6736 - 6745 (2007).
38. A.Spaltenstein, B.Robinson, P.Hopkins, «DNA Structural data from a dynamics probe. The dynamic signatures of single-stranded, hairpin-looped, and duplex forms of DNA are distinguishable», J. Am. Chem. Soc., v. 111, № 6, 2303 2305 (1989).
39. P.L.Fischhaber, A.W.Reese, T.Nguyen, JJ.Kirchner, E.J.Hustedt, B.H.Robinson, P.B.Hopkins, «Synthesis of duplex DNA containing a spin labeled analog of 2'-deoxycytidine», Nucl. Nucl., 16(4), 365 377 (1997).
40. J.J.Kircher, E.J.Hustedt, B.H.Robinson, P.B.Hopkins, «DNA Dynamics from a spin pobe: dependence of probe motion on tether length», Tetr. Lett., v. 31, № 5, 593 596 (1990).
41. T.Stmbe, O.Schiemann, F.MacMillan, T.Prisner, J.W.Engels, «А new facile method for spin-labeling of oligonucleotides», Nucl. Nucl., 20(4-7), 1271 1274 (2001).
42. O.Schiemann, N.Piton, Y.Mu, G.Stock, J.W.Engels, T.F.Prisner, «А PELDOR-Based nanometer distance ruler for oligonucleotides», J. Am. Chem. Soc., 126, 18, 5722 5729 (2004).
43. N.Piton, O.Schiemann, Y.Mu, G.Stock, T.Prisner, J.W.Engels, «Synthesis of spin-labeled RNAs for long range distance measurements by PELDOR», Nucl. Nucl., 24(5-7), 771 775 (2005).
44. N.Piton, Y.Mu, G.Stock,T.F.Prisner, «Base-specific spin-labeling of RNA for structure determination», Nucleic Acid Research, v. 35, № 9, 3128 3148 (2007).
45. V.A.Reznikov, L.B.Volodarsky, «Enaminothiones of imidazolidine nitroxides, a new route to acetylenic compounds of З-imidazoline», Tetr. Lett., v. 27, № 14, 1625 1626 (1986).
46. В.А.Резников, Л.Б.Володарский, «Синтез енаминотиокарбонильных соединений -производных нитроксильных радикалов имидазолидина и их взаимодействие с гипобромитом натрия», Изв. АН СССР, Сер.хим., № 11,2585 2591 (1988).
47. E.F.Ullman, J.H.Osiecki, D.G.B.Boocock, R.Darcy, «Studies of stable free radicals. X. Nitronyl nitroxide monoradicals and biradicals as possible small molecule spin labels», J. Am. Chem. Soc., 94, 20, 7049 7059 (1972).
48. L.Dulog, J.S.Kim, «Stable free radical paramagnetic monomers containing aminoxylamine oxide moieties. An intermediate step toward organic ferromagnetic polyradicals», Makromol. Chem., 190, 10, 2609-2614(1989).117
49. С.В.Клятская, Е.В.Третьяков, С.Ф.Василевский, «Реакция кросс-сочетания арилиодидов с парамагнитными терминальными ацетиленами — производными 4,4,5,5-тетраметил-2-имидазолин-3-оксид-1-оксила», Изв. АН, Сер.хим., № 1, 122 127 (2002).
50. C.Rajadurai, V.Enkelmann, G.Zoppellaro, M.Baumgarten, «Magnetic interactions in supramolecular N—О—H—C=€— type hydrogen-bonded nitronylnitroxide radical chains», J. Phys. Chem. B, 111,4327-4334 (2007).
51. Y.Miura, Y.Ushitani, M.Matsumoto, K.Inui, Y.Teki, T.Takui, K.Itoh, «Synthesis of nitronyl nitroxide and nitroxide polyradicals and their magnetic characterization», Mol. Cryst. Liq. Cryst., 232, 135 142 (1993).
52. J.Le Moigne, J.L.Gallani, P.Wautelet, M.Moroni, L.Oswald, C.Cruz, Y.Galerne, J.C.Arnault, R.Duran, M.Garrett, «Nitronyl nitroxide and imino nitroxide mono- and biradicals in Langmuir and Langmuir-Blodgett films», Langmuir, 14, 7484 7492 (1998).
53. S.F.Vasilevsky, E.V.Tretyakov, O.M.Usov, Y.N.Molin, S.V.Fokin, Y.G.Shwedenkov, V.N.Ikorskii, G.V.Romanenko, R.Z.Sagdeev, V.I.Ovcharenko, «А new family of stable 2-imidazolinenitroxides»,Mend. Comm., 6, 216-218 (1998).
54. C.Rajadurai, A.Ivanova, V.Enkelmann, M.Baumgarten, «Study on the heteroatom influence in pyridine-based nitronyl nitroxide biradicals with phenylethynyl spacers on the molecular ground state», J. Org. Chem., 68, 9907 9915 (2003).
55. C.Stroh, M.Mayor, C. von Hanisch, «Rigid nitronyl-nitroxide-labelled anchoring molecules: syntheses, structural and magnetic investigations», Tetr. Lett., v. 45, 9623 9626 (2004).
56. N.Tanifuji, K.Matsuda, M.Irie, «Synthesis of a new diarylethene diradical which has extended тг-conjugated chains from the 2,5-position of one thiophene ring», Polyhedron, 24, 2484 2490 (2005).
57. N.Tanifuji, M.Irie, K.Matsuda, «New photoswitching unit for magnetic interaction: diarylethene with'2,5-bis(arylethynyl)-3-thienyl group», J. Am. Ghem. Soc., 127, 13344 13353 (2005).
58. F.M.Romero, R.Ziessel, «Pyridine-based nitronyl nitroxides as versatile synthons for the synthesis of elongated ethynyl-bridged radicals», Tetr. Lett., 40, 1895 1898 (1999).
59. Е.В.Третьяков, Т.В.Новикова, В.В.Королев, О.М.Усов, С.Ф.Василевский, Ю.Н.Молин, «Синтез и свойства парамагнитных производных линейных и конденсированных полиароматических соединений», Изв. АН СССР, Сер.хим., № 8, 1415 1420 (2000).
60. L.Catala, J.Le Moigne, J.Novoa, P.Turek, «Magneto-structural correlations within series of m-phenylene based diradical and triradical derivatives», The VIth international conference on molecule-based magnets, Seignosse, France, September 12-17 (1998).
61. L.Catala, P.Turek, J.Le Moigne, A.De Cian, N.Kyritsakas, «Synthesis of nitronyl- and imino-nitroxide-triradicals interconnected by phenyl ethynyl spaser», Tetr. Lett., 41, 1015 1018 (2000).
62. T.Akita, N.Koga, «Magnetic properties after irradiation of poly(w-phenyleneethynylene) having diazo and nitronylnitroxide groups and its model compounds», Polyhedron, 20, 1475 -1477 (2001).
63. L.Catala, J.Le Moigne, N.Kyritsakas, P.Rey, J.J.Novoa, P.Turek, «Towards a better understanding of the magnetic interactions within w-phenylene «-nitronyl imino nitroxide based biradicals», Chem. Eur. J., 7, 11, 2466 2480 (2001).
64. P.Wautelet, J.Le Moigne, V.Videva, P.Turek, «Spin exchange interaction through phenylene-ethylene bridge in diradicals based on iminonitroxide and nitronylnitroxide radicals derivatives.119
65. Experimental (investigation of the through-bond spin exchange coupling», J. Org. Chem., 68, 8025 8036 (2003).
66. Е.А.Бовина, Е.Б.Назарова, В.В.Павликов, Э.Г.Розанцев, А.Б.Шапиро, «Колебательные спектры некоторых нитроксильных радикалов, содержащих ненасыщенные углерод-углеродые связи», Язе. АН, Сер.хим., № 1, 181 184 (1980).
67. Митасов М.М., «Изучение строения З-имидазолин-З-оксидов, 3-имидазолинов и нитроксильных радикалов на их основе методами колебательной спектроскопии», Диссертация на соискание к.х.н., Новосибирск (1984).
68. S.F.Vasilevsky, E.V.Tretyakov, «Synthesis and properties of acetylenic derivatives of pyrazoles», Advances in hetecocyclic chemistry, v. 82, 1—99 (2002).
69. А.И.Кокорин, В.В.Павлик, А.Б.Шапиро, «Электронный спиновый обмен в жестких нитроксильных бирадикалах ацетиленового ряда», ДАН СССР, т. 253, № 1, 147 149 (1980).
70. А.Б.Шапиро, М.Г.Гольфред, Э.Г.Розанцев, «Спин-спиновый обмен в иминоксильном бирадикале через систему сопряженных тг-связей», Изв. АН, Сер.хим., № 4, 960 (1973).
71. В.Н.Пармон, А.И.Кокорин, Г.М.Жидомиров, «Конформационная структура азотокислых бирадикалов. Использование бирадикалов в качестве спиновых зондов», Ж. Структ. химии, т. 18, № 1, 132 177 (1977).
72. J.H.Zhang, A.J.Epstein, J.S.Miller, C.J.O'Connor, «Magnetic characterization of 4,4'-(butadiyne-l,4-diyl)-bis-(2,2,6,6-tetramethyl-4-hydroxy-piperidin-l-oxyl) and its products on thermal treatment», Mol. Ctyst. Cryst., v. 176, 271 -276 (1989).
73. R.Seidemann, «Synthesis and oligomerization of a paramagnetic monomer», Makromol. Chem., v. 190, № 8, 1891 1902 (1989).
74. Y.Cao, P.Wang, Z.Hu, S.Li, L.Zhang, «Magnetic characterizations of organic ferromagnet— poly-bipo and its analogue», Solid State Comm., v. 68, № 9, 817 820 (1988).
75. K.Inoue, N.Koga, H.Iwamura, «An approach to organic ferromagnets. Synthesis and characterization of l-phenyl-l,3-butadiyne polymers having a persistent nitroxide group on the phenyl ring», J. Am. Chem. Soc., v. 113, № 26, 9803 9810 (1991).
76. А.Б.Шапиро, В.Н.Пармон, В.В.Павликов, В'.И'.Рубцов, Э.Г.Розанцев; «Влияние сольватации атома ртути на спиновую проводимость в ртутьорганическом бирадикале», Изв. АН СССР, Сер.хим., № 2, 449 450 (1980).
77. О.Г.Полуэктов, А.А.Дубинский, О.Я.Гринберг, Я.СЛебедев, «Применение электронного парамагнитного резонанса 2-мм диапазона для исследования вращательных движений методом спинового зонда», Хим. Физ., № 11, 1480— 1489 (1982).
78. О.Я.Гринберг, А.А.Дубинский, Я.С.Лебедев, «Электорнный парамагнитный резонанс свободных радикалов в двухмиллимитровлм. диапазоне длин волн», Успехи химии, т. 52, №9, 1490- 1513 (1983).
79. А.А.Дубинский, О.Я.Гринберг, В.И.Курочкин, Л.Г.Оранский, О.Г.Полуэктов, Я.С.Лебедев, «Исследование анизотропии вращения нитроксильных радикалов по спектрам ЭПР двухмиллиметрового диапазона», ТЭХ., т. 17, № 25, 231 236 (1981).
80. M.Cygler, <<4-Ethynyl-4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-l-oxyl», Acta Cryst., В 35, 195-197 (1979).
81. А.Л.Бучаченко, Р.П.Шибаева, Л.П.Розенберг, А.А.Дадали, «Кристаллическая структура, спин-меченного диацетилена предшественника. органического ферромагнетика», Хим. Физ., т. 6, № 6, 773 - 778 (1987).
82. J.S.Miller, D.T.Glatzhofer, J.C.Calabrese, A.J.Epstein, «А new polymorph of 4,4'-(butadiyne-l,4-diyl)-bis-(2,2,6,6-tetramerhyl-4-hydroxypipieridin-l-oxyl), J. Chem. Soc., Chem. Commun., № 4, 322 323 (1988).
83. V.N.Spector «FTIR and NIR-FT-Raman study of potential* molecular ferromagnetics — poly(diacetylenes) substituted with'nitroxyl radicals», Synth.Metals, 71, 1825 1826 (1995).
84. Р.П.Шибаева, Л.П.Розенберг, «Кристаллическая и молекулярная структура иминоксильного бирадикала с диацетиленовым мостикам C22H30N2O2», Ж. структ. химии, т. 16, №2,258 -261 (1975).
85. Р.П.Шибаева, «Структура органических парамагнетиков нитроксильных радикалов», Ж. структ. химии, т. 16, № 2, 330 348 (1975).
86. V.A.Igonin, V.E.Shklover, Y.T.Struchkov, «Structure of 5-(2,2,6,6-tetramethyl-l-oxyl1.2,5,6-tetrahydropyridin-4-yl)penpa-2,4-diyn- l-ol»,- Acta Ciyst., C, v. 46, 776 778 (1990).
87. Т.П.Воробьева, Ю.Н.Козлов, А.И.Кокорин, А.Н.Петров, «Кинетика окисления нитроксильных моно- и бирадикалов одно- и двуэлектронными.окислителями», Хим. Физ., № 11, 1518- 1524(1982).
88. А.Д.Малиевский, С.В.Коротеев, Л.Б.Володарский, А.Б.Шапиро, «Влияние химической структуры нитроксильных радикалов на их реакционную способность при взаимодействии с гидразобензолом и тетранитрометаном», Изв. АН СССР, Сер.хим., №1.,2575-2582 (1990).
89. А.Д.Малиевский, С.В;Коротеев, А.Б.Шапиро, «Влияние атомов ртути и таллия в ртутьорганических и таллийорганических нитроксильных радикалах на их реакционную способность», Изв. АН, Сер.хим., № 1,224 226 (1993).
90. A.Spaltenstein, B.H.Robincon, P.B.Hopkins, «А rigid and nonperturbing probe for duplex DNA motion», J. Am. Chem. Soc., v. 110, № 4, 1299 1301 (1988).
91. E.J.Hustedt, A.Spaltenstein, J.J.Kirchner, P.B.Hopkins, B.H.Robincon, «Motions of short DNA duplexes: an analysis of DNA dynamics using an EPR-active probe», Biochemistry, 32, 1774- 1787 (1993).
92. N.Piton, J.W.Engels, «Determination of RNA tertiary structure by electron paramagnetic resonance spectroscopy (EPR)», Nucl. Nucl., v. 22(5-8), 1661 1664 (2003).
93. T.R.Miller, S.C.Alley, A.W.Reese, M.S.Solomon, W.V.McCallister, C.Mailer, B.H.Robincon, P.B.Hopkins, «А probe for sequence-dependent nucleic acid dynamics», J. Am. Chem. Soc., v. 117, 9377 9378 (1995).
94. E.J.Hustedt, J.J.Kirchner, A.Spaltenstein, P.B.Hopkins, B.H.Robincon, «Monitoring DNA dynamics using spin-labels with different independent mobilities», Biochemistry, 34, 4369 — 4375 (1995).
95. C.Rajadurai, V.Enkelmann, V.Ikorskii, V.I.Ovcharenko, M.Baumgarten, «Metal-biradical chain from a high-spin ligand and bis(hexafluoroacetylacetonato)copper (II)», Inorganic Chemistry, 45, 9664 9669 (2006).
96. D.Zhang, W.Zhou, D.Zhu, «Diacetylenes containing alpha nitronyl nitroxide crystal structure and magnetic study», Solid State Comm., 86, 5, 291 - 294 (1993).
97. J.Veciana, C.Rovira, E.Hernandez, E.Molins, M.Mas, «Molecular and crystal engineering in the design of organic solids with ferromagnetic intermolecular interactions», Mol. Cryst. Liq. Cryst, 232, 163 172 (1993).
98. D.Zhang, W.Zhou, H.Wang, D.Zhu, «Synthesis, characterization and magnetic studies of 2-(4'-(p-nitrophenyl)-r,3'-butadienyl)-4,4,5,5-tetramethyl-4,5-dihydro-li/-imidazolyl-l-oxy-3-oxide», Synth. Met., 55-57, 1694 1698 (1993).
99. P.Turek, P.Wautelet, J.Le Moigne, J.-L.Stanger, J.-J.Andre, A.Bieber, P.Rey, A.De Cian, J.Fischer, «Intramolecular long range electronic spin exchange coupling in diradicals: a new magnetic coupling unit», Mol. Cryst. Liq.Cryst, 272, 99 — 108 (1995).
100. P.Wautelet, A.Bieber, P.Turek, J.Le Moigne, J.-J.Andre, «Magnetic properties of iminonitroxide and nitronylnitroxide based diradicals», Mol. Cryst. Liq. Cryst, 305, 55 — 67 (1997).
101. P.Wautelet, L.Catala, A.Bieber, P.Turek, J.-J.Andre, «Conformational effects on the magnetic ground state of diradicals coupled through extended conjugated chains. A theoretical* investigation», Polyhedron, 20, 1571- 1576 (2001).
102. J.L.Gallani, J.Le Moigne, L.Oswald M.Bernard, P.Turek, «Induced ferromagnetic interactions in Langmuir — Blodgett films of an organic radical», Langmuir, 17, 1104 1109 (2001).
103. Органические реакции, Сборник 5, Под.ред. Р.Адамс, В.Бахман, Л.Физер, Изд. Иностр. лит., М. (1951).
104. В.И.Гулин, С.А.Диканов, В.В.Мартин, И.Ф.Григорьев, Л.В.Володарский, «Спиновый обмен в нитроксильных бирадикалах имидазолинового ряда с 1,2-дигалоидэтиленовыми мостиками», Изв. СО РАН, Сер. хим. наук, № 5, в. 2, 99-102 (1988).
105. Д. Vasilevsky S.F., Klyatskaya S.V., Korovnikova O.L., Stass D.V., Amitina S.A., Grigir'ev I.A., Elguero J. First acetylenic derivatives of stable 3-imidazoline nitroxidse, Tetr. Lett., 45, 7741-7743 (2004).
106. А.Н.Мирскова, С.Г.Середкина, И.Д.Калихман, М.Г.Воронков, «Синтез и свойства органил(хлорэтинил)сульфидов с фосфорсодержащими нуклеофилами», Изв. АН СССР, Сер.хим., № 12, 2818 -2821 (1985).
107. K.Sonogashira, Y.Tohda, N.Hagihara, «А convenient synthesis of acetylenes: catalytic substitution of acetylenic hydrogen with bromoalkenes, iodoarenes, and bromopyridines», Tetr. Lett., 50,4467 4470 (1975).
108. Vasilevsky S.F., Klyatskaya S.V., Tretyakov E.V., J.Elguero. «Ethyl Vinyl Ether An Agent for Protection of the Pyrazole NH-fragment. Convenient Method for Preparation of N-Unsubstituted 4-Alkynylpyrazoles». Heterocycles. Vol.60, №4, p.879-886 (2003).
109. Д. Vasilevsky S.F., Klyatskaya S.V., Korovnikova O.L, S.A.Amitina, Stass D.V., Grigor'ev I.A., Elguero J. Stable nitroxyl radicals with triple bonds: 4-acethylenyl-3-imidazoline-3-oxide-1-oxyls, Tetrahedron, 62, 4597-4602 (2006).
110. И.Н.Назаров, «Производные ацетилена. 160. Конденсация альдегидов и кетонов с ацетиленом под давлением. Новый метод синтеза ацетиленовых спиртов», гл. в «Избранные труды», Изд. АН СССР, М., 1961.
111. Д. Sergei F. Vasilevsky, Olga L. Krivenko, Vitalii R. Gorelik, Igor V. Alabugin, «Synthetic and mechanistic aspects of cross-coupling of nitroxyl radicals of 3-imidazoline series with terminal alkynes», Tetrahedron, 64, 8807-8814 (2008).
112. Q.Liu, D.J.Barton, «А Facile Synthesis of Diynes», Tetr. Lett., 38,4371 (1997).
113. J.H. Li, Y. Liang and X.D. Zhang, «Amine- and phosphine-free palladium(II)-catalyzed homocoupling reaction of terminal alkynes», Tetrahedron, 61, 1903 1907 (2005).
114. R.D.Stephens, C.E.Castro, «The substitution of aryl iodides with cuprous acetylides. A synthesis of tolanes and heterocyclics», J. Org. Chem., 28,3313 (1963).
115. K.Okuro, M.Furuune, M.Enna, M.Miura, M.Nomura, «Synthesis of aryl- and vinylacetylene derivatives by copper-catalyzed reaction of aryl and vinyl iodides with terminal alkynes», Org. Chem., v.58, p. 4716-4721, (1993).
116. L.B.Volodarsky, I.A.Grigor'ev, L.N.Grigor'eva, I.A.Kirilyuk, «Nitration of imidazoline-n-oxide nitroxides containing the aryl nitrone group », Tetr. Lett., 25, 5809-5812 (1984).
117. И.А.Григорьев, В.В.Мартин, Г.И.Щукин, В.И.Маматюк, Л.В.Володарский, «ЯМР 13С спектры циклических нитронов. 1,2-Замещенных 4-метил- и 4-фенил-1-гидрокси-5,5-диметил-З-имидазолин-З-оксидов», ХГС, 2, 247-251 (1985).
118. И.А.Григорьев, В.В.Мартин, Г.И.Щукин, В.И.Маматюк, «ЯМР 13С спектры циклических нитронов. 2. 1- И 4-замещенных 2,2,5,5-тетраметил-З-имидазолин-З-оксидов», ХГС, 252-259 (1985).
119. Д. О.Л.Кривенко, С.Ф.Василевский, «Синтез и свойства первых представителей терминальных ацетиленов* в ряду З-имидазолин-Зоксид-1-оксила», Изв. АН, Сер.хим. Наук, №10, 2051 2054 (2007).
120. H.Hellmann, G.Opitz, Aminoalkylierung, Verlag Chemie, Weinheim, p.95:
121. М.С.Шварцберг, А.А.Морозов «Метод синтеза эфиров этинилбензойных кислот», Изв. РАН, Сер. хим. наук, № 5, 1582-1585 (1971).
122. U.Haug, H.Furst, «Pyridil- und chinolyl-acetylene, Г. Darstellung und eiginschaften der pyryl- und chinolyl-acetylene»; Chemische Berichte, 93, №3, 593-598 (1960).
123. В.Д.Яснопольский, «Физико-химические константы органических соединений с ацетиленовой связью», Изд. АН Азербайджанской ССР, Баку, 1966, 558.
124. И.А.Григорьев, Г.И.Щукин, Л.Б.Володарский, «О влиянии радикального центра на окислительные свойства нитронной группы в реакции нитроксильных радикалов 3-имидазолин-3-оксида с гидразином», Изв. РАН, Сер. хим. наук, № 5; 1140-1146 (1983).
125. В.П.Гусев, В.Ф.Кучеров, «Химия полиеновых и полиацетиленовых соединений. Сообщение 5. Общий метод синтеза диацетиленовых спиртов», Изв. АН, Сер. хим. наук, № 6, 1062-1067 (1962).
126. Л.Б.Володарский, И.А.Григорьев, Л.Н.Григорьева, И.А.Кирилюк, С.А.Амитина, «Нитрование 4-арил- и 4-гетарил-2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-3-оксидов и нитроксильных радикалов на их основе», Ж Op. X., т. XXI, В.2, 443-449 (1985).125
