Синтез полициклических пиранов на основе циклогексенилкарбинолов, -диолов и карбонильных соединений тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

г

с

с. ■

¿.: Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской революции и ордена ^Трудового красного знамени Государственный университет им М.ВЛомоносова " химический факультет

На правах рукописи УДК 547.59 + 547.124 + 548.737

ПАРЧИНСКИЙ ВЛАДИСЛАВ ЗЕНОНОВИЧ

СИНТЕЗ ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИХ ПИРАНОВ НА ОСНОВЕ ЦИКЛО-ГЕКСЕНИЛ КАРБИНОЛОВ, -ДИОЛОВ И КАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Специальность 02.00.03 - органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва 1997

Работа выполнена в лаборатории синтеза ароматических и макроциклических соединений Научно-производственного центра "Синтетические и натуральные душистые вещества" и на кафедре органической химии Московского государственного университета им. М.ВЛомоносова.

Научные руководители: доктор химических наук,

ведущий научный сотрудник В.А.Чаузов

доктор химических наук,

профессор

Н.В.Зык

Официальных оппоненты:

доктор химических наук,

профессор

А.В.Анисимов

доктор химических наук, ведущий научный сотрудник Л.А.Хейфиц

Ведущая организация: Институт органической химии им. НД.Зелинского.

Зашита состоится о/ / ¿/М 1997г. в 16 часов на заседании диссертационного Совета Д 053.05.58 по химическим наукам при Московском государственном университете им. М.В.Ломоносова, Москва, Воробьевы горы, МГУ им. М.ВЛомоносова, химический факультет. ЗУ У

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке химического факультета МГУ им. М.ВЛомоносова.

Автореферат разослан " М- Л^О-^/^ 1997г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, кандидат химических наук — •—■ —' Шокова Э.А.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Среди исключительных по разнообразию структур, свойств и распространенности гетероциклических соединений заметное место занимают оксациклические соединения, имеющие многочисленных представителей среди природных соединений практически всех классов и характеризующиеся многообразием видов биологической активности. В этой связи внимание привлекают относительно менее изученные поли- и бициклические соединения с ди- и тетрагидропирановыми фрагментами, методы синтеза которых недостаточно разработанны.

Диссертационная работа выполнена в Научно-производственном центре "Синтетические и натуральные душистые вещества"(НПЦ СНДВ) и в лаборатории химии биологически-активных'соединении химического факультета МГУ им. М.ВЛомоносова в соответствии с планом научных исследований химического факультета МГУ по теме: "Синтез, структура и реакционная способность карбо-, гетероциклических и элементоорганических соединений" (номер гос. регистрации 0391.0 022968).

Цель и задачи исследования. Основной целью диссертационной работы является изыскание и разработка общих методов синтеза поли- и бициклических оксациклов на основе альдегидов, кетонов и гидроксилсодержащих соединений терпеноидной и изопреноиднон структуры, изучение закономерностей их образования и путей структурной модификации, а также синтез различных представителен оксациклов этого типа как возможных душистых веществ и для последующей оценки их биологической активности.

Научная новизна. Установлены закономерности взаимодействия карбонильных соединении с рядом циклогексенилкарбинолов и циклогексенилдиолов, касающиеся

реакционной способности первых и строения полученных продуктов. Выявлена исследована особенность взаимодействия салицилового альдегида с непредельны спиртами и циклогексенилдиолами, заключающаяся в участие фенольной группы эп альдегида в циклообразовании.

Практическая значимость работы. Разработан эффективный метод получе! труднодоступных 4-замещенных 3-оксабицикло[3.3.1]нон-6-енов на основе 3-циклогексенилкарбинолов. Впервые получены содержащие этот оксабицикл синтоны -1-гидрокси- и 1-ацилокси-3-оксабицикло[3.3.1]нон-6-ены и предложен метод их синтеза основе 4,4-бисгидроксиметилциклогексен-1-ов. Показана возможность эффективн получения 10-замещенных 9-окса-1,2,3,4,4Ь,5,6,7,8,8а,9,Ю,10а-додекапщрофенантренов основе 2-(Г-цик-логексенил)циклогексанола. Предложен общий метод сшггеза ранее не вестных 8-метил-3,7диокса-5,6-бензотрицикло[6.2.2.04'|2]додеканов и 4,9-дио! 1,2,3,4,4а,9,10,Юа-октагидрофенантренов, основанный на конденсации сэлицилое альдепща с непредельными циклическими и ациклическими спиртами. Синтезировано . новых соединений, оцененных в качестве душистых веществ и предложенных испытания на биологическую активность.

Защищаемые положения.

-Методы синтеза замещенных в положениях 1- и 4- 3-оксабицикло[3.3.1]нон-6-енов.

-Способы получения замещенных 9-окса-1,2,3,4,4Ь,5,6,7,8,8а,9,10,10а-дод| гидрофенантренов.

-Общин метод синтеза замещенных 8-метил-3,7диокса-5,6-бензотрицик-ло[6.2.2.0 4,|2]додеканов и 4,9-диокса-1,2,3,4,4а,9,10,10а-октапщрофенантренов.

Публикации. Результаты исследования отражены в четырех публикациях (письма Редактору), принятые для опубликования Журналом Обшей химии.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения и трех глав. В первой главе рассмотрены литературные данные, касающиеся получения оксациклов по реакции Принса. Вторая глава посвящена изложению и обсуждению основных результатов исследований. В третьей главе описываются проведенные эксперименты и приведены общие методики синтеза полученных оксациклов. Диссертация изложена на /3"/ страницах, содержит 1 ^"таблиц и список цитируемой литературы, включающий 55 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Синтез 3-оксабицикло[3.3.1]нон-6-енов на основе 3-циклогексенилкарбинолов а -Терпинеол 1 является одним из наиболее доступных 3-циклогексе-иилкарбинолов, в связи с чем изучение возможностей синтеза на его основе 3-оксабицикло[3.3.11нон-6-енов представляет как теоретический, так и очевидный практический интерес. Литературные данные о синтезах этого типа соединений ограниченны реакцией а-терпинеола с бензальдегидом, проводившейся в условиях гомогенного катализа кислотой Льюиса (эфират трехфтористого бора) [Lombard R., Asfazadourian М. BuII.Soc.Chim.France. 1961. N7. Р.1311-1316.1 и гетерогенного катализа на глине асканит-бентонит [Волчо К.П., Татарова Л.Е., Корчагина Д.В. и др. Ж.Орг.Хим. 1994. Т.ЗО. Вып.5. С.641-653.]. В связи с этим представлялось целесообразным исследовать реакции а-терпинеола с различными по своей структуре и реакционной способности карбонильными соединениями в классических условиях реакции Принса (гомогенный протонный катализ), что позволило-бы установить как препаративные возможности этого метода, так и выявить закономерности используемой реакции.

Проведенными опытами показано, что помимо бензальдепша а-терпинеол реагирует с алифатическими и непредельными альдегидами в присутствии 1-2 мольных процентов сульфосалициловой кислоты при 100-130 °С с образованием смесей 2,2,5-трнметил-4-К-3-оксабицикло[3.3.1]нон-6-енов 2 (основной продукт) и изомерных 2,2,5-триметил-4-Я-6-метилен-3-оксабицикло[3.3.1]нонанов 3 с сумарным выходом 30-40%.

+ ясно

1

Е=РЬ (а), С3Н7 (Ь), СН(СН3)2 (с), СН=СНСН

(е).

Вариантом рассматриваемого метода является использование вместо альдегида винилового эфира. Так, в указанных выше условиях при использовании винилбутилового эфира с выходом 30% получен соответствующий 3-оксабицик-лононен 4.

он + ВиОСН=СН2

н®

-ВиОН

1 4

Следует отметить, что легкость дегидратации а-терпинеола в процессе реакции ставит вопрос о том, в какой пропорции непосредственными предшественниками 3-оксабицикло[3.3.1]ноненов в нашем случае являются а-терпинеол и продукты его дегидратации - дипентен и терпинолен: в литературе описано образование аналогичных оксациклов при взаимодействии последних с альдегидами на глине асканит-бентонит [Волчо К.П., Татарова Л.Е., Корчагина Д.В. и др. Ж.Орг.Хим. 1994. Т.30. Вып.5. С.641-653.]. Ответ на этот вопрос удалось получить при использовании в качестве растворителя в этой

реакции ледяной уксусной кислоты, существенно ускоряющей основную реакцию (образование оксациклов) и относительно меньше влияющей на скорость дегидратации терпинеола. Так, при проведении реакции эквимолярных количеств а-терпинеола с бензальдепшом в среде уксусной кислоты в присутствии каталитических (1 мол.%) количеств п-толуолсульфокислоты при комнатной температуре по данным ГЖХ дегидратация а-терпинеола практически отсутствует и он превращается в 2,2,6-триметил-4-фенил-3-оксабицикло[3.3.1]нон-6-ен за сутки на 50%. В свою очередь, при использовании в этих условиях в реакции вместо а-терпинеола дипентена образование 2,2,6-триметил-4-фенил-3-оксабицикло[3.3.1]нон-6-ена 2а не имеет место и лишь при нагревании (120 °С) наблюдается весьма медленное его образование (50% за 5 часов). Таким образом, терпинеол в условиях гомогенного кислотного катализа в реакции с бензальдепшом является более реакционноспособным предшественником по сравнению с дипентеном и основная часть 3-оксабицикло[3.3.1 ]нои-б-еиов и их изомеров образуется, по-видимому, по приведенной ниже схеме.

-Н

2

3

Использование уксусной кислоты в качестве растворителя при получении 3-оксабицикло[3.3.1]нон-6-енов на основе терпинеола может представлять не только теоретический, но и определенный практический интерес, поскольку обеспечивает

гомогенность реакционной массы и заметно смягчает условия циклизации. Так, в этих условиях удалось синтезировать 2,2,б-триметил-4--(4'-гидроксифенил)-3-

оксабицикло[3.3.1]нон-6-ен 5 и смесь изомерных оксабициклов 6 и 7 на основе а-терпинеола, п-гидроксибензальдепща и п-диме-тиламинобензальдегида, попытки получение которых в других растворителях (бен-зол, толуол) при азеотропном удалении воды были безуспешными.

Наряду с а-терпинеодом перспективными предшественниками 3-оксаби-цикло[3.3.1]нон-6-енов являются циклогексенилкарбинолы 8-10, полученные с использованием диеновой конденсации, которые, как и их ацетаты являются товарными душистыми веществами.

Изучение реакций 3-циклогексенилкарбинолов 8 с карбонильными соединениями в условиях гомогенного кислотного катализа (1-2 мольных % п-то-луолсульфокислоты) показало, что при использовании альдегидов образование целевых 3-оксабицикло[3.3.1]нон-

6-енов 11 в некоторых случаях в смеси с изомерными З-окса-6-метиленбицик-

ло[3.3.1]нонанами 12 является общей реакцией.

И.'

ок + паю н

И.'

-Н20

,0.

11

к1 12

Оптимальными условиями для осуществления этой реакции является умеренное нагревание (70-110 °С) реагентов с одновременным удалением воды азеотропной отгонкой. При использование ацетальдепща реакция проводилась под давлением в ампуле. В реакцию вводились линейные и разветвленные алифатические альдегиды, непредельные альдегиды, ароматические и гетероароматические альдегиды. В общем случае пространственно затрудненные и содержащие электроноакцепторные заместители альдегиды наименее реакционноспособны.

Следует отметить, что использование в этой реакции параформальдепша не приводит к целевым оксабициклононенам, возможно, из-за известной высокой активности формальдегида в реакции Принса, способствующей многократному оксиметилированию субстрата.

При использовании кетонов в этой реакции получить соответствующие 4.4-ди-замещенные 3-оксабицикло[3.3.1]нон-б-ены также не удалось, хотя по данным спектров ПМР в случае циклогексанона в условиях азеотропной отгонки последние образуются в небольшом количестве в смеси с изомерным циклогексениловым эфиром.

Найдено, что в реакцию с 3-циклогексенилкарбинолами 8 вместо альдегидов вступают также ацетали, причем в ряде случаев этот вариант представляет препаративный интерес.

Так, если в реакции спирта 8 (К1, И2 =Н) с полиформальдегидом 3-оксабицикло[3.3.1]нон-6-ен 13 получить не удается, то при использование дибутилформаля целевой продукт всеже удалось синтезировать с выходом 22%.

Аналогично при использовании в реакции с этим спиртом вместо труднодоступного и неустойчивого бромацетальдепща его этиленацеталя получен 4-бромметил-З-оксабицикло[3.3.1]нон-6-ен 14 с выходом 67%.

При изучении реакций 3-циклогексенилкарбинолов 9 и 10 с альдегидами найдено, что эти спирты существенно менее реакционноспособны по сравнению с рассмотренными выше: лишь в случае спирта 9 и бензальдепща получен соответствующий 3-окса-4-фенил-6-(4-метил-3-пентенил)бицикло[3.3.1]нон-6-ен с вы-ходом 50%.

Определяющей стадией рассматриваемой реакции, по-видимому, является стадия циклизации 15-16, с чем согласуется низкая реакционная способность кетонов, разветвленных и содержащих акцепторные заместители альдегидов, а также спиртов 9, 10.

13

8

14

15

16

17

rW

rW

+

18

19

Относительное содержание образующихся в результате альтернативного депротонирования карбениевого иона 17 изомеров - 3-оксабицикло[3.3.1]нон--6-ен-ов 18 (100-60%) и 6-метилен-3-оксабицикло[3.3.1]нонанов 19 (0-40%) практически не зависит от реакционной способности используемых альдегидов и спиртов. Это, по-видимому, указывает на термодинамическую выгодность именно изомера 18 с эндоциклической кратной связью, причем в ряде случаев (например, для Я4=фешш, изопропил) методами ГЖХ и спектроскопии ПМР отмечено первоначальное образование смеси существенно обогащенной изомером с терминальной кратной связью 19 по сравнению с выделяемой в конце реакции. Специальными опытами подтверждено, что в условиях кислотного катализа изомеризация 19-18 имеет место и существенно ускоряется при нагревании смесей изомеров в растворе уксусной кислоты в присутствии п-толуолсульфокислоты и приводит к практически полному исчезновению изомеров 19. Возможной причиной образования на стадии депротонирования катиона 17 значительных количеств термодинамически невыгодного изомера 19 является большая пространственная доступность для атаки

основанием (водой, уксусной кислотой и др.) протонов метильной группы по сравнению с метиленовыми протонами.

Касаясь вопроса о наиболее вероятных пространственных структурах изомерных оксабициклов 18 и 19, следует отметить, что данные спектров ПМР индивидуальных изомеров 18 и смесей изомеров 18 и 19 с высоким содержанием последних позволяют предполагать структурную индивидуальность этих изомеров при Я1 и Я2 = Н и, таким образом, высокую стереоспецифичность стадии циклизации с образованием катиона 17, а для изомера 19 также стадии депротонирования. Более того, особенности спектров ПМР этих соединений, связанные с выраженным экранирования метильной группы при кратной связи ароматическим кольцом при И4 =арил в изомерах 18, а также - одной из метальных групп при Я4 =изопропил терминальной кратной связью в изомерах 19 позволяют с высокой долей вероятности предполагать реализацию для изомера 18 преимущественной конформацию "кресло" и для изомера 19 - "кресло-кресло" с экваториальным расположением заместителя К .

Можно предположить, что преимущественное образование этих конформаций обусловлено реализацией на стадии циклизации принципа максимальной ненасыщенности, а экваториальное положение заместителя Я4 пространственными препятствиями со стороны аксиального заместителя Я3.

По данным ГЖХ рассматриваемая кислотная перегруппировка ацеталей имеет общий характер, однако необходимость использования жестких условий для ее реализации способствует во многих случаях сильному осмолению реакционной смеси и невозможности выделения целевых бициклов 23 приемлемой чистоты с препаративным выходом.

Следует отметить, что в реакции диола 20 с некоторыми альдегидами (о, п-окси- и п-диметиламинобензальдегидом) методами ГЖХ не удается зафиксировать образование в реакционной смеси ацеталей, а непосредственно получаются соответствующие бициклы 23. Это, возможно, обусловлено трудностью образования или неустойчивостью ацеталей 21 на основе этих альдегидов и реализацией в данном случае схемы взаимодействия описанной для соответствующих 3-циклогексенилкарбннолов.

Как отмечалочь выше, устойчивость диоксановых циклов является одной из вероятных причин необходимости использования жестких условий для осуществления рассмотренной выше перегруппировки - циклизации спиродиоксанов 21. Известным приемом расщепления 1,3-дноксанов является их ацилирование ангидридами карбоновых кислот, в связи с чем предстовлялось интересным оценить возможность реализации целевой циклизации также и в этих условиях. Найдено, что взаимодействие 2,4-диоксаспиро[5.5]увдец-8-енов 25 с уксусным ангидридом в присутствии каталитических количеств п-толуолсульфокислоты при нагревании приводит к ацетатам 1-гидроксиметил-3-оксабицикло[3.3.1]нон-6-енов 26.

Я"

,3

я? я

г

+ (СН3С0)20

ососн.

'3

-сн3соон

я'

25

26

Важной препаративной особенностью этой реакции по сравнению с описанной выше прямой перегруппировкой ацеталей 25 является то, что в нее вступает существенно больший круг ацеталей и в относительно более мягких условиях. Вероятная схема реакции заключается в расщеплении диоксанового цикла с образованием диацетата 27 и далее непосредственно аксакарбениевого иона 28, затем циклизуюшегося.

Следует отметить, что в результате рассмотренных циклизаций ацеталей 25 образуются главным образом 1-замещенные 3-оксабицикло[3.3.1]нон-6-ены, а содержание изомеров с терминальной двойной связью незначительно.

3. Конденсированные кислородсодержащие полициклические соединения на основе 1 '-циклогексен-2-циклогексанола

Теоретическое рассмотрение возможностей синтеза кислородсодержащих гетероциклов на основе карбонильных соединений и содержащих циклогексенильный радикал спиртов показывает, что при использовании 1- или 2-циклогексенилметилкарбинолов в этом случае можно ожидать образования уже не бициклических, а конденсированных соединений. В качестве объекта исследования был выбран 2-(Г-циклогексенил)-цик-логексанол 29 -один из полупродуктов синтеза душистых веществ. Интерес к вовлечению этого спирта в

2. Синтез 1-гидроксиметил- и 1-ацетоксиметил-3-оксабицикло[3.3.1]нон-6-енов на основе 4,4-биспшроксиметилциклогексен-1 -ов.

Диолы вида 20 и ацетали и кетали вида 21 на их основе также представлялись относительно доступными предшественниками оксабициклононенов, поскольку некоторые из последних являются промышленными душистыми веществами.

Дополнительный интерес к изучению реакций диолов 20 с карбонильными соединениями был обусловлен также возможностью образования при этом труднодоступных иными методами функционально-замещенных в положении 1 3-оксабицикло[3.3.1]нон-6-енов вида 22, - перспективных синтонов при изыскании душистых и физиологически-активных веществ.

При изучении реакций диолов 20 с карбонильными соединениями в присутствии каталитических количеств сульфосалициловой кислоты или п-толуолсульфокислоты контроль состава реакционной смеси методом ГЖХ в большинстве случаев указывает на образование соответствующих ацеталей или кетален 21 как на первичный акт взаимодействия. Лишь в гораздо более жестких условиях (150-170 °С, несколько часов) при практически полном превращении диолов в ацетали наблюдается медленное образование в реакционной смеси целевых 1-пщроксиметил-3-оксабицикло[3.3.1]нон-6-енов 23.

Формальным экспериментальным подтверждением этой схемы взаимодействия диолов с альдегидами с образованием оксабициклов 23 может служить получение последних в аналогичных условиях из предварительно синтезированных индивидуальных ацеталей 21, что, вообще говоря, позволяет интерпретировать вторую стадию этой схемы как перегруппировку. Кетали диолов 21 в этих условиях осмоляются без перегруппировки. Следует отметить существенно более жесткие условия рассматриваемой перегруппировки по сравнению с условиями образования 3-оксабицикло[3.3.1]нон-6-енов с аналогичными заместителями из 3-циклогексенилкарбинолов и альдегидов. Вероятной причиной этого может быть как известная повышенная стабильность циклических ацеталей (в данном случае 1,3-диоксанов), так и спироструктура последних, предопределяющая невозможность пространственного сближения 8-олефинового и 3-метннового (ацетального) атомов углерода без полного разрыва С-0 связи. Поэтому необходимость предварительного расщепления диоксанового цикла с последующим генерированием оксакарбениевого иона 24, в достаточной степени долгоживущего для осуществления сближения с относительно отдаленным олефиновым атомом углерода циклогексенильной группы, по-видимому, предопределяет необходимость столь жестких условий.

реакции с карбонильными соединениями был обусловлен также возможностью разработки простого метода синтеза частично гидрированных аналогов каннабинола.

В процессе изучения реакций спирта 29 с карбонильными соединениями в условиях катализа п-толуолсульфокислотой найдено, что по сравнению с рассмотренными выше циклогексенилкарбинолами, спирт 29 существенно более реакционноспособен. Так, при использовании многих альдегидов образование конденсированного пиранового цикла происходит с заметной экзотермией уже при комнатной температуре. Другим свидетельством высокой реакционной способности спирта 29 может служить возможность вовлечения в нее кетонов. Вероятная причина этого заключается в специфической конформации дициклогексильных соединений, благодаря чему "встраивание" карбонильного углерода альдегида или кетона между кислородом гидроксильной группы и олефиновым атомом углерода спирта 29 требует незначительной структурной реорганизации последнего.

Основными продуктами реакции являются 10-моно- или дизамещенные 9-окса-1,2,3,4Ь,5,б,7,8,8а,9,10,10а-додекагвдрофенантрены 32, содержащие в ряде случаев изомеры 33 и 34. Интересно, что в одном случае (Я'=Н, Я2 = СН=СНг) изомеры 32 и 33 удалось легко разделить перегонкой.

он

о-с^г?

29

30

+

+

Вероятная схема реакции близка рассмотренным выше и включает образование оксакарбениевого иона 30, циклизацию с образованием карбениевого иона 31 и его депротонирование.

4. Конденсированные кислородсодержащие циклы на основе непредельных спиртов и салицилового альдегида.

Другая исследованная в настоящей работе теоретическая возможность образования кислородсодержащих гетероциклов связана с использованием в реакциях с непредельными соединениями салицилового альдегида. Можно было предполагать, что в этом случае образующийся в результате присоединения оксакарбениевого иона 35 к олефину карбениевый ион 36 будет способен далее внутримолекулярно алкилировать гидроксильную группу альдегида.

сн

+V

+ II -

он

011 I . СН

чс л

с -н он / \

оя I ,

сн / —

I

О" \

- 35 36

Попытки непосредственно вовлечь салициловый альдегид в классическую реакцию Принса с такими реакционноспособными олефинами как стирол, а-метилстирол и диизобутилен не привели к желаемым результатам, по-видимому, из-за пространственном затрудненности и низкой электрофильной реакционной способности альдегида. Поэтому представлялось целесообразным использовать в этой реакции в качестве олефиновой компоненты доступные непредельные спирты, содержащие кратную связь в положении 4 по отношению к пщроксильной группе 37. Можно было ожидать, что эти спирты при взаимодействии с альдегидами будут образовывать термодинамически выгодный шестичленный тетрагидропирановыи цикл с одновременным образованием пространственно доступного 38.

.0.

ОН

ясно

37

к» ^

Поскольку реакции спиртов вида 37 с карбонильными соединениями относительно мало исследованы, было показано, что взаимодействие с несодержащими пшроксилыюй группы альдегидами обычным образом катализируется п-толуолсульфокислотой или сульфосалициловой кислотой и протекает в ожидаемом направлении - с образованием тетрагидропиранов 39.

При использовании в этой реакции спирта 40, содержащего кратную связь в положение 3 по отношению к гидроксильной группе, получен тетрагидрофуран 41.

ОН

+ ясно

н

37

-н,о

я^н, сн=сн2 ,с=сн я2=Н, СН2СН2СН=С(СН3)2

он

+ РЬСНО

-Н,0

40

Кетоны в эту реакцию вовлечь не удалось.

Изучение реакций спиртов 37 с салициловым альдегидом в условиях кислотного катализа показало, что в этом случае однозначно образуются конденсированные оксациклы - 4,9-диокса-1,2,3,4,4а,9,10,10а-октагидрофенантрены 43. Механизм этой реакции, очевидно, включает стадию образования тетрапшропиранового цикла. Однако на заключительном этапе карбениевый ион 42 не депротонируется, а алкилирует атом кислорода орто-фенольной группы, образуя тем самым бензпирановый цикл.

ОН

ОН

37

сно

сн

ОН '"г0

гта

Я1 -н®

^ 42 " 43

Дальнейшими исследованиями показано, что эта реакция имеет общий характер: при использовании спирта 40 получен конденсированный тетрагидрофуран 44, а в случае алкенилфенолов 45 и 47 образуются различным образом конденсированные бенздипираны 46 и 48 соответственно.

ОН

40

ОН

45

ОН

+ РЬ

47

I*

Я=Н, ОСН3

48 РЬ

Следующими изученными в реакциях с салициловым альдегидом непредельными спиртами были циклогексенилкарбинолы. Как отмечалось выше (раздел 1) 4-метил-З-циклогексенилкарбпнол 8 (Я'Д2=Н) и 2-(Г-циклогексенил)циклогексанол 29 реагируют с этим альдегидом подобно другим альдегидам и продуктов циклизации с участием фенольной группы не обнаружено. Однако уже при использовании терпинеола 1 наряду с обычным 3-оксабицикло[3.3.1]нон-6-еном 49 отмечено обра-зование 3,7-диокса-5,6-бензотрицикло[6.2.2.0 4,12]додекана 50.

При проведении этой реакции в кипящем толуоле (120 °С) в присутствии п-толуолсульфокислоты соотношение продуктов 49 и 50 состовляет 2,5:1, а при использование в качестве растворителя уксусной кислоты при 20 °С мольное соотношение продуктов составляет 1:1. Причиной этого, возможно, является более высокая электрофильность среды в последнем случае, увеличивающая "продол-жительность жизни" карбениевых интермедиатов и тем повышающая вероятность реализации пространственной конформации, необходимой для образования конденсированного цикла.

Получение смесей оксабициклононена и диоксабензотрициклододекана отмечено еще в двух случаях: в реакциях циклогексенилдиолов 51, 52.

49

50

Обращает на себя внимание то, что соотношения би- и трициклических продуктов 53 и 54, а также 55 и 56 состовляют, соответственно 4:1 и 1:1, - то есть замещение в молекуле диола 51 двух атомов водорода на метильные группы благоприятствует образованию трициклического продукта. Эта же тенденция очевидно просматривается при сравнении реакций салицилового альдегида со спиртом 8, терпинеолом 1 и диолом 51. Можно предположить, что повышение степени замешенности циклогексенилкарбинолов и диолов стерически стабилизирует оптимальную для образования трициклических продуктов конформацию переходного состояния.

Следует отметить, что превратить оксабициклононены 53, 55 на основе салицилового альдегида в диоксабензотрициклододеканы 54, 56 внутримолекулярной циклизацией в присутствии кислот (п-толуолсульфокислоты, НВг) не удается. Это, по-видимому, подтверждает кинетический характер соотношения получающихся изомеров.

ВЫВОДЫ

1. Установлены закономерности реакций З-циклогексенилкарбинолов-1 терпенового ряда и их синтетических аналогов с карбонильными соединениями в условиях гомогенного кислотного катализа. Показано, что при использование альдегидов основными продуктами реакции являются 4-замещенные 3-оксабицикло[3.3.1]нон-6-ены и данный метод является общим для получения этих ранее малодоступных гетероциклов.

2. Найдена кислотно-катализируемая перегруппировка 2,4-диоксаспи-ро[5.5]ундец-8-енов в ранее неизвестные 1-гидроксиметил-3-оксабицикло[3.3.1]нон-6-ены и предложен общий метод синтеза ацетатов последних реакцией 2,4-диоксаспиро[5.5]ундец-8-енов с уксусным ангидридом.

3. Изучено взаимодействие 2-(Г-циклогексенил)циклогексансша с карбонильными соединениями в условиях кислотного катализа. Показано, что эта реакция является удобным методом синтеза ранее труднодоступных 10-замещенных 9-окса-1,2,3,4Ь,5,6,7,8,8а,9,10,10а-додекагидрофенантренов.

4. Выявлена и исследована особенность взаимодействия салицилового альдегида с непредельными спиртами, циклогексенилдиолами и ортоалкенилфенолами, заключающаяся в участии фенольной группы этого альдегида в циклообразовании. Предложен общий метод синтеза ранее труднодоступных 4,9-диокса-1,2,3,4,4а,9,10,10а-октагидрофенантренов и 3,7-диокса-5,6-бензотрицик-ло[6.2.2.0 4,12]додеканов.

5. В связи с поиском перспективных душистых и биологически-активных веществ синтезировано новых соединений, относящихся к разным классам оксациклов и их предшественников.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. В.А.Чаузов, В.З.Парчинский. К синтезу 3-оксабицикло[3.3.1]нон-6-енов. // Журнал цей химии. 1996. Т.66. Вып 12. С.2061-2.

2. В.А.Чаузов, В.З.Парчинский. Перегруппировка 2,4-диоксаспиро[5.5]ундец-8-енов в идроксиметил-3-оксабицикло[3.3.1]нон-6-ены. // Журнал общей химии. 1997. Т.67. Вып Г. 166-7.

3. В.А.Чаузов, В.З.Парчинский. Синтез 9-окса-1,2,3,4Ь,5,6,7,8,8а,9,10,10а-доде-идрофенантренов. // Журнал общей химии. 1997. Т.67. Вып 1. С.165.

4. В.А.Чаузов, Н.В.Зык, В.З.Парчинский. Синтез полициклических бензопиранов на юве алкенилфенолов. // Журнал общей химии. 1997. Т.67. Вып . С.