Стабилизация нестандартных конформеров протонной губки с помощью внутримолекулярной водородной связи тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ
|
Дегтярев, Александр Васильевич
АВТОР
|
||||
|
кандидата химических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Ростов-на-Дону
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2007
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
02.00.03
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
0030В4501
На правах рукописи
Дегтярен Александр Васильевич
Стабилизация нестандартных конформеров протонной губки с помощью внутримолекулярной водородной связи
02 00 03 - Органическая химия
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
16 АВГ2007
Ростов-на-Дону 2007
003064501
Работа выполнена на кафедре органической химии химического факультета Южного федерального университета
Научный руководитель:
доктор химических наук, профессор Пожарский А.Ф
Официальные оппоненты- доктор химических наук, профессор
Михайлов И Е.
Ведущая организация-
кандидат химических наук, доценг Зубков Ф.И.
Новосибирский институт органической химии им Н Н Ворожцова СО РАН
Защита состоится сентября 2007 г в 14 00 на заседании диссертационного совета Д 212 208 14 при Южном федеральном университете по адресу 344090, г Ростов-на-Дону, пр Стачки, 194/2, НИИ физической и органической химии, конференц-зал
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Южного федерального университета по адресу г Ростов-на-Дону, ул Пушкинская, 148
Ваш отзыв в одном экземпляре, скрепленный гербовой печатью, просим направить по адресу 344090, г Ростов-на-Дону, пр Стачки, 194/2, НИИ физическои и органической химииМФУ, ученому секретарю диссертационного совета
Автореферат диссерт ации разослан 24- июля 2007 i
Ученый секретарь ^
диссертационного совета, /" {¿Г\
доктор химических наук, профессор /"7" 4 Морковник А С
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы Известно, что в нафталине и других полиядерных аренах заместители, находящиеся в иери-положениях, существенно сближены по сравнению с орто-заместителями Это вызывает аттрактивные или репульсивные пери-взаимодействия между ними, что пспользуется для моделирования переходных состояний различных эффектов сближения
Одно из самых ярких проявлений ие/;и-взаимодействий - аномально высокая основность 1,8-бис(диметиламино)нафталина 1 (т н «протонной губки») Эго соединение существует в конформации, получившей название т/т (рис 1а) В ней оси неподеленных электронных пар направлены в межазотное пространство, а две пары метальных групп занимают приблизительно аксиальное и экваториальное положение относительно средней кольцевой плоскости /л/т-Форма характерна и для большинства других протонных губок, включая ненафталиновые Сильное отталкивание неподеленных электронных пар атомов азота в ш/ш-конформации дестабилизирует основание, поэтому переход к протонированной форме, где такого отталкивания нет, сопровождается значительным выигрышем в свободной энергии Дополнительный выигрыш обеспечивает образование весьма прочной внутримолекулярной водородной связи в катионе
Me
Me Me Me
L V^ F
'l f ^M« 1 V
Me Me Me
"in-in" (trans) "in-in" (in plane)
a b
Me Me Vе Me
—-^- w\——
Me Me Me Me
"in-out" "out-out"
с d
Рнс. 1 Типы возможных конформаций диметиламиногрупп в протонных губках
Существование протонных губок в out/out-форме (рис Id) с двумя инвертированными наружу атомами азота трудно представить из-за невозможности размещения в межазотном пространстве сразу четырех метальных групп Единственный представитель таких соединений - мостиковый диамин 2, который, однако, не обладает высокой основностью, дает нехелатированный катион и поэтому не относится к протонным губкам Однако, его триметиленовый аналог 3, а также соединения 4 с объемными орто-заместителямн имеют почти плоские атомы азота с неподеленными электронными парами, лежащими практически в плоскости кольца Поскольку в них N атомы все же слегка инвертированы внутрь, эта конфигурация была названа m/in (in plane) (рис lb)
В 1998 году появилось сообщение, что согласно данным флуоресцентной спектроскопии соединения 1, в газовой фазе наряду с т/т присутствует другая форма На основании квантово-химических расчетов авторы предположили, что она представляет собой ш/ом/-конформер (рис 1с) с одной ориентированной наружу NMe2 группой Энергетическая разница между т/т и in/out конформерами была оценена в 4 ккал моль 1 в пользу первого
В 2003 году в нашей лаборатории впервые было получено производное протонной губки, находящееся в m/out-форме в твердом состоянии Им оказался 1,8-
бис(диметиламиио)-2,7-ди(триметилсилил)нафталии 5 Было высказано предположение, что реализации такой формы способствуют два фактора 1) большой объем орто-замеетителей, которые как бы вдавливают метилы ЫМег-групп в межазотное пространтсво и 2) п—>(1 взаимодействие между неподеленной электронной парой атома азота и вакантными с1-орбнталями соседнего атома кремния
Me. sMe
m in (in plane)
Me. Vе M<r Me
M I/
N N
4a (R=I) 4b (R=SMe) min (in plane)
5 6 7
В свете сказанного нас заинтересовал вопрос возможны ли иные способы фиксации in/out формы, и как такой переход будет влиять на свойства протонных губок'' Исследованию этого вопроса и посвящена настоящая диссертация Мы выбрали наиболее очевидный способ стабилизации ш/ои/-формы, основанный на образовании внутримолекулярной водородной связи (ВВС) между NMe2 группами и специально подобранными орто-заместителями Цели работы
- получение серии ранее неизвестных ор/ио-спиртов протонной губки, включающей в себя как 2-гидроксиметил- 6, так и 2,7-дигидроксиметилпроизводные 7, содержащие первичные, вторичные и третичные спиртовые функции
- детальное исследование молекулярной структуры и спектральных характеристик новых ор/ио-спиртов (с привлечением квантово-химических исследований)
Научная повита и практическая значимость Осуществлен синтез регулярнго набора ранее неизвестных 2-а-гидроксиалкил- и 2,7-ди(а-гидроксиалкил)-1,8-бис(диметиламино)нафталинов Получена также серия протонных губок с карбонилсодержащими заместителями в орто-положениях (альдегиды, кетоны, сложные эфиры)
Проведены комплексные структурные и физико-химические исследования синтезированных соединений с привлечением рентгеноструктурного анализа (РСА), ЯМР и ИК-спектроскопии Они показали, что третичные ор/ио-моноспирты существуют в кристаллах и в растворе в нетрадиционной для протонных губок m/ont конформации, стабилизированной внутримолекулярной водородной связью О-Н N-типа Напротив, первичные и вторичные моно- и диспирты находятся в т/т форме, типичной для большинства протонных губок
Установлено, что третичные 2,7-диспирты протонной губки в растворе находятся в быстром m/out-out/m равновесии, которое сопровождается тандемной инверсией двух NMe2 групп
Найдено, что в процессе синтеза вторичных 2,7-диспиртов имеет место хиральная индукция, заключающаяся в том, что образуется смесь R,R- и Х^-энантиомеров без примеси л<езо-формы
Впервые синтезированы двойные 2,2'-сочлененные протонные губки, содержащие в качестве мостика эфирную и спиртовую функции Для последних с помощью РСА и ЯМР-спектров получены доказательства быстрого равновесия в растворе двух изоэнергетических форм, в которых группы 1-ЫМс2 и Г-ЫМе^ поочередно участвуют в ОН N хелатации При этом в хелате третичного 2,2'-динафтил-1,8,1,8'-тетракис(диметиламш!о)фе1шлкарбшюла обе пары ЫМег-групи в кристаллах находятся в т/оШ конформации
Апробация работы и публикации Результаты исследований опубликованы в 5 статьях Отдельные результаты работы докладывались на V Молодежной научной школе-конференции по органической химии (Екатеринбург, 2002), VII Международном семинаре по магнитному резонансу (спектроскопия, томография и экология) ( Ростов-на-Дону, 2004) и IV Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Ростов-на-Дону, 2006) (тезисы опубликованы)
Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит из введения и трех глав Первая глава представляет собой литературный обзор, содержащий 100 ссылок Во второй главе обсуждаются полученные нами результаты, а в третьей приведены детали экспериментальных исследований В конце диссертации содержатся выводы, список цитированной литературы (136 наименований) и приложение с данными рентгеноструктурного анализа для некоторых соединений Диссертация изложена на 124 страницах машинописного текста, содержит 48 таблиц и 41 рисунок
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты РФФИ № 02-03-32080 и 05-03-32110)
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1 Внутримолекулярная водородная связь О-Н 1Ч-типа (литературный обзор)
В литературном обзоре представлены сведения, обобщающие свойства внутримолекулярных водородных связей О-Н N типа
2 Протонные губки со спиртовыми н эфирными функциями в положениях 2 и 7
2.1. 2-а-Гндроксналкнл- и 2,7-ди(а-гидроксналкнл)-1,8-бис(д11мет11ламш10)-иафталины 2.1.1. Синтез
Ранее неизвестные 2-а-гидроксиалкил- и 2,7-ди(а-гидроксиалкил)-1,8-бис(диметиламино)нафталины получали, исходя из доступного орто-дибромида 8 (Схема 1) Действием избытка п-ВиЫ его превращали в 2,7-дилитий производное 9, которое после обработки карбонилсодержащими электрофилами давало 2,7-дизамещенные протонные губки 1, иногда с примесью монозамещенного продукта 6 (табл 1) В тех случаях, когда электрофилом был альдегид или кетон, реакция сразу приводила к образованию соответствующего спирта Однако выходы спиртов 7 были хорошими только для бензальдегида и бензофенона Когда же электрофил содержал СН-кислотные метильные группы (ацетапьдегид, ацетон и особенно ацетофенон), выходы заметно падали, очевидно, вследствие частичного протолиза дилитиевого соединения 9 Ввиду этого, некоторые спирты получали также альтернативным путем, восстанавливая соответствующие карбонилсодержащие предшественники с помощью 1лА1Н,1 (Схема 2)
Схема 1
7с Я = СН(ОН)РЬ 6{ Я=С(ОН)МеРЬ,
7(1 Я = С(ОН)Ме2, 6гЯ = СНО,
7е Я = С(ОН)РЬ2, К = СОМе,
7ГЯ = СНО, 6]Я=С02Е1 7g Я = СОМе, 7Ь И = СОРЬ 71Я = С02Е1
Таблица 1 Металлорганический синтез 2,7-дизамещеных и 2-замещенных 1,8-бис(диметиламино)нафталинов
Бромид Электрофил Продукт 2(7)-Заместители Выход (%)
8 МеСНО 7Ь СН(ОН)Ме 49
8 РЬСНО 7с СН(ОН)РЬ 80
8 Ме2СО 1й С(ОН)Ме2 11
6(1 49
8 РЬ(Ме)СО 6Г С(ОН)МеРЬ 21
8 РЬ2СО 7е С(ОН)РЬ2 68
8 Р1ъСО 13а С(ОН)РЬ2 80
8 ИС02Ме а СНО 40
6Е 10
8 ЭМР 1{ СНО 74
68 24
8 МеСОС1 ч СОМе 10
6|| 30
8 рьсоа 7Ь СОРЬ 90
8 (ЕЮ)2СО 7| С02Е1 73
6| 20
11 ОМР 6й СНО 93
11 РЬСОС1 61 СОРЬ 74
11 МеСНО 61) СН(ОН)Ме 52
11 РЬСНО 6с СН(ОН)РЬ 79
11 РЬ2СО бе С(ОН)РЬ2 21
13а Ме2СО 13с С(ОН)Ме2 21
13а (ЕЮ)2СО 13Ъ СИ,ОН" 24
" После восстановления Ь1Л\Нц сложного эфира 13(1, который не выделялся
Схема 2
ЫМе,
я(0)с
Ме2Ы ЫМе
С(0)К «<Н°>"С ТНР
7Г Я = Н
И = Ме,
7ь а = РЬ,
7| Я = СЖ
СН(ОН)Я
Ме2И ЫМе;
Ме,Ы ЫМе-
С(0)Я
СН(ОН)Я
ТНР
68Я = Н, «НЯ = Ме, 61 Я = РЬ 6J Я = (Ж
Для приготовления одноатомных оршо-спиртов и смешанных 2,7-диспиртов мы разработали методику, связанную со ступенчатой заменой атомов брома на литий в дибромиде 8 (Схема 3) Выяснилось, что гидролиз 2-бром-7-литиинафталина 10 является удобным способом получения монобромида 11, синтез которого путем монобромирования 1 оказался затруднительным Литиирование 11 и последующая обработка 2-литий-1,8-бис(диметиламино)нафталина 12 электрофилами дает моноспирты 6Ь,с,е с выходами от средних до хороших Сходным образом при обработке 12 диметилформамидом и бензоилхлоридом получали 2-формил- и 2-бензоиопроизводные
При действии на бромлитийпроизводное 10 бензофеноном с выходом 80% был получен спирт 13а, который с помощью аналогичного подхода был превращен в асимметричные 2,7-диспирты 13Ь,с (Схема 3, табл 1)
Схема 3
Ме2Ы ЫМе2 Ме^ NN462
Ме2Ы ЫМе2
н2о
Ме^ >Ше2
пВи1л (1 ец)
6Ь Я = СН(ОН)Ме 6с Я = СН(ОН)РЬ бе Я = С(ОН)РЬ2 6% Я = СНО 6| Я = СОР11
Ме2К NN162
С(ОН)РЬ2
1) "ВиЕл (1 ед)
2) электрофил
С(ОН)РЬ2
13с Я = С(ОН)Ме2 13с1 Я = С02Е1 13ЬЯ = СН2ОН
1лА1Н4
21.2. Струстурные особенности
Для исследования тонкой структуры полученных спиртов использовались рентгено-структурный анализ, а также ЯМР- и ИК-спекктроскопия
2 1.2 1 Первичные и вторичные спирты
В ЯМР *Н спектрах всех первичных и вторичных спиртов в 0М80-(4 сигнал ОН-группы проявляется при 6 5 0-5 8 м д (табл 2) В то же время, в С'ОСЬ ОН протон не регистрируется для первичных (6а и 7а) и большинства вторичных спиртов, очевидно из-за его участия в О-Н О ассоциации и быстрого протонного обмена внутри ассоциатов Эти данные свидетельствуют об отсутствии О-Н N хелатации в первичных и вторичных спиртах, как в полярных, так и в неполярных средах Для спиртов, достаточно хорошо растворимых в неполярных растворителях, этот вывод подтверждается результатами ИК-спектроскопии Так, в ИК-спектрах соединений 6а и 7а в СНСЬ наряду с узкой полосой свободной ОН-группы при 3590 см-1 имеется широкая полоса ассоциированного гидроксила в районе 3500-3100 см"1 В ИК-спектрах твердых образцов наблюдается только поглощение ассоциированных групп ОН (табл 2) Для диола 7с, были проведены рентгеноструктурные исследования (рис 2) Анализ структуры привел к следующим выводам 1) гидроксигруппы в этом диоле нехелатированы и обе участвуют в межмолекулярном связывании, 2) кристаллическая структура диола состоит из тетрамеров, в которых соседние нафталиновые кольца
практически перпендикулярны друг другу, 3) ЫМег-группы в диоле 7с находятся в т/т конформации, но они существенно уплощены и повернуты относительно кольца вокруг С„,,„„-Ы связи, как и во многих других 2,7-дизамещенных протонных губках, 4) стереохимия ор/ио-заместителей в 7с такова, что два фенила, как и гидроксилы, расположены по разные стороны от средней плоскости нафталинового кольца (диол 7с состоит из рацемической смеси Я,Я- и 5',5'-энантиомеров без примеси л(езо-формы)
Стереохимическая индукция, наблюдаемая при синтезе 7с и, как следствие, отсутствие мезо-формы очевидно обусловлены стерическими препятствиями со стороны ЫМег-групп Энергетическая разница между транс- (Я,Я или 5,5) и г/ас- (/?,5 или ¿^-формами, рассчитанная при помощи метода ОРТ ВЗЬУР/б-ЗЮ** равна -0 9 ккал/моль в пользу транс-формы Хотя эта величина довольно мала, можно предположить, что разница в энергиях переходных состояний при их образовании гораздо больше
Связи С0-Н и Са;1(,„-Н в 7с частично заслонены диэдральный угол между плоскостями N\—СI-С2 и Сг-Сс-Н составляет -10°, что минимизирует стерическое отталкивание между группой ЫМс2 и группами Я и ОН в спиртовой функции Тем не менее, даже отталкивание между ЫМео группой и водородом С„-Н связи весьма заметно О нем, в частности, можно судить по уменьшению расстояния N N до 2 747 А в сравнении с 2 804 А для диамина 1 Это самое короткое расстояние между атомами азота ле/ш-ЫМег-групп среди всех известных протонных губок Близкая величина (2 749 А) зафиксирована только для 2,7-диметил-1,8-бис(диметиламино)нафталина 14, в котором, как и в молекуле 7с, С„-Н-связи также находятся по соседству с ЫМег-группами
Рис 2 Молекулярная структура диола 7с (100К)
Таблица 2 Некоторые параметры ЯМР 'Н и ИК-спектров для спиртов протонной губки, __существующих в т/т форме__
Спирт <5 (м д) данные ИК"
Растворитель 1-ЫМе2 8-КМе2 СН(ОН)Я СН(ОН)К Растворитель Пж(см ')
6а СОС13 3 00 2 74 - 4 87 (с) ваз масло 3350 (уш)
2 89 2 67 5 10 (т) 4 62 (д) СНС13 3590 (о), 3330 (уш)
6Ь СИСЬ 2 99 2 63 2 78 - 5 35 (кв) пленка 3330 (уш)
ОМвО-с/б 2 90 2 68 5 00 (д) 5 20 (м)
6с СОС13 2 85 2 65 2 72 - 6 25 (уш с) пленка 3370 (уш)
омво-^, 2 85 2 61 5 75 (д) 6 16 (д)
7а С0С1з 2 95 2 95 - 4 85 (с) ваз масло 3320 (уш)
ЭМ50-с4 2 89 2 89 5 14 (т) 4 64 (д) СНС13 3590 (о), 3350 (уш)
7Ь ОМБО-Ж 2 90 2 90 5 01 (м) 5 11 (м) ваз масло 3330 (уш)
7с СОСЬ 2 96 2 96 - 6 31 (с) ваз масло 3350 (уш)
2 93 2 93 5 79 (д) 6 13 (д)
° Сокращения о - острый, уш - уширенный указаны только центры уширенных полос
2 12 2 Вторичные орто-спирты с пиридилкарбинольнымн группами
Обсуждение этих спиртов вынесено нами в отдельную секцию по причине того, что пиридиновые атомы азота могут сами вступать в О-Н N взаимодействие, внося специфику в молекулярную структуру и свойства соединений Диолы 15-17, как и в других случаях, получали из 2,7-дибромида 8 по стандартной схеме
Ме2И ЫМе2 Вг^ А. А. , Вг
Ме2Ы ЫМе2
1) Ви1л
Я(НО)НС
2) О
}сно
СН(ОН)Я
15, Л=2-Ру(60 %), 16 Я = З-Ру (21 %), 17, Л = 4-Ру(35 %)
Данные РСА для карбинола 15 указывают на то, что этот спирт, как и его дифенильный аналог 7с, существует в т/т форме с пиридиновыми кольцами, расположенными по разные стороны от плоскости нафталиновой системы При этом примечательно, что оба пиридиновых атома азота ориентированы в сторону гидроксильных групп, но лишь протон одной из них лежит в плоскости гетерокольца и подготовлен для хелатирования с участием атома N(3) (рис 3) Геометрия образующегося при этом пятичленного цикла хорошо согласуется с литературными данными для относительно плоскости соседнего пиридинового кольца на 69° и хелатирование с ее
Рис 3 Молекулярная структура диола 15 (100К) аналогичных хелатов Другая ОН-группа повернута
участием не может быть таким же эффективным В кристаллической решетке этого диола наряду с ВВС имеются и межмолекулярные водородные связи, где атом кислорода хелатированной ОН-группы выступает в качестве протоноакцептора, а нехелатированный гидроксил - протонодонора
Спектр ЯМР 'Н диола 15 в СЭС'Ь соответствует симметричной структуре Группы ЫМе2 дают двенадцатипротонный синглет при 8 3 18 мд, а протоны нафталинового кольца - два дублета при й 6 95 и 7 41 м д В спектре есть также четыре двухпротонных сигнала, соответствующих пиридиновым кольцам, что говорит об эквивалентности последних В отличие от других вторичных спиртов в спектре соединения 15 также виден двухпротонный дублет ОН-групп при <5 5 72 м д Положение этого сигнала очень близко к среднему арифметическому химсдвигов ОН-групп в хелатированных (8 6 5-7 7 м д) и нехелатированных (3 25-4 45 м д) пиридилкарбинолах " Это наводит на мысль о том, что симметризация спирта 15 в растворе вызвана быстрым в шкале времени ЯМР равновесием между двумя вырожденными формами 15а и 15Ь Переход между ними требует лишь поворота ОН-групп относительно связи С„-ОН на 69°
Изомерные спирты 16 и 17 с 3- и 4-пиридильными группами ведут себя как типичные представители вторичных орто-спиртов В их спектрах ЯМР 'Н в CDC13 отсутствует сигнал ОН групп, а в DMSO-rfr, он проявляется в виде двухпротонного дублета при 5 6 0 (для 16) и 6 07 м д (для 17) Группы NMe2 дают двенадцатнпротонный синглет
212 3 Третичные спирты
Примечательная особенность третичных одноатомных спиртов 6d-f и 13а - наличие в их ЯМР 'Н спектрах в CDCI3 слабопольного однопротонного сииглета при 5 -10 5, обменивающегося с D20 (табл 3) Очевидно, он принадлежит хелатированной группе ОН, что свидетельствует о реализации окг-конформации для l-NMe2-rpynnbi и inlout конформации для молекулы в целом Согласно данным табл 3 эта хелатация сохраняется и в растворе DMSO-efe, хотя и в более слабой форме
Как следует из данных РСА для соединений бе и 6Г (рис 4), третичные моноспирты существуют в виде in/out конформеров и в кристаллическом состоянии То же самое относится к симметричным 2,7-диолам 7d и 7е (рис 5) Однако, наряду с ВВС, в кристаллах этих диолов есть и межмолекулярные водородные связи О-Н О, в которых атом кислорода хелатированной ОН-группы служит протоноакцептором, а нехелатированный гидроксил - протонодонором (фрагмент кристаллической упаковки диола 7d см рис 6) Во всех третичных спиртах хелатный цикл не является идеально плоским вследствие поворота 1-ЫМег-группы вокруг связи Co;)D„-N Чтобы обеспечить прочность ВВС, а-гидроксиапкильный заместитель также поворачивается вокруг С2-С„-связи Этот поворот для спиртов 6d, 7d и 7е составляет 35-45° Как следствие, связь О-Н выходит из плоскости N,C,C2C„, а образующаяся ВВС пересекает среднюю плоскость нафталинового кольца под углом 9-13°
15а
15Ь
° Данные литературного обзора
Таблица 3 Данные ЯМР 'II и ИК-спекгров для гидроксиметил- и диметиламиногрупп в __спиртах протонной губки, существующих в т/ои( форме_
Соединение Р-ль 5 (м д) Р-ль (сш ')
1-ЫМе2 8-ЫМе2 ОН
6(1 СИСЬ 2 94 2 67 10 70 снсь 3500-2500
пленка 3500-2500 3400 (с, уш)
ОМБО-с/г, 2 84 2 64 8 46
бе СОСЬ 2 57° 2 56" 10 56 ваз масло 3500-2500
ОМБО-А, 2 52" 2 48" 9 96
61 сось 2 83 (ЗН, о) 2 24 (ЗН, о) 2 62 (ЗН, уш) 2 40 (ЗН, уш) 9 55 снсь 3500-2500
0М80-А, 2 67 (ЗН, о) 2 30 (ЗН, о) 2 36 (6Н, уш) 8 07
7Ц сось 2 91 291 6 19 ваз масло 3400-2500 3350 (с, уш)4
0М50-(/6 2 82 2 82 6 72
7е сось 2 43 2 43 6 94 СС14 3608 (пл, с)с
ваз масло 3340 (с, уш)с
0М50-</6 2 34 2 34 8 32
13а сось 2 83 2 54 10 47 СНСЬ 3500-2500
13с сось 2 55 2 79 7 83 5 13^ ваз масло 3330 (с, уш)с
13Ь сось 251 2 78 10 60' ваз масло 3330 (с, уш)с
ОМБО-с/г, 2 42 2 69 10 17 5 29^
" Произвольно назначенный с — сильная, остальные пояснения см в сноске в Табл 2 с Нет полосы поглощения хелатированной ОН-группы лСреднее положение сигнала ОН в группах РИ2С(ОН) и Ме2С(ОН) ' Сигнал ОН в группе РИ2С(ОН), гидроксильный протон группы СНгОН не проявляется * Сигналы ОН для групп РЬ2С(ОН) и СН2ОН, соответственно
Рис. 4 Молекулярная структура карбинолов бе (115К) и 6Г (100К)
7d 7e
Рис 5 Молекулярная структура диолов 7d (120K) и 7e (115K)
Рис. 6 Фрагмент кристаллической упаковки диола 7(1, пунктиром показаны внутри- и межмолекулярные водородные связи
Спектры ЯМР *Н и 13С диолов 7d,e в CDCb весьма просты и указывают на симметричность структур Так, протоны нафталинового кольца проявляются в виде двух дублетов при 5 7 37 и 7 43 для 7d и 6 63 и 7 25 м д для 7е с константой ССВ Jo = 8 7 Гц Группы NMe2 дают один синглет при 5 2 91 и 2 43 м д, соответственно Кроме того, четыре метила двух а-гидроксиизопропильных групп в диоле 7d являются магнитно эквивалентными, резонируя при S 1 76 м д Все это свидетельствует о наличии быстрого равновесия между парой вырожденных m/out и outlm конформеров в растворе симметричных третичных диолов (Схема 4)
Схема 4
7ü R - R = Ме, 7е R1 = R2 = Ph I3c R1 = Ph, R2 = Me
№,1» Ме Н ,.>Ме ^н
7d" R = R - Ме 7е' R1 = R2 = Ph
13с' R = Ph, R = Ме
Ещё лучше это видно по поведению гидрокеилов, которые попеременно переходят I хелатированное или в нехелатированное мме2 Соед а р.ль 5(0Н) мд
состояние Так, в спектрах ЯМР 'Н диолов 7(1,е они дают двухпротонный синглет при
18а Ме СйС I, 1 96
<5 6 19 и 6 94 мд, соответственно, что _ } 18Ь рь С0С1' 342
представляет собой среднее арифметическое величин 8(ОН) в хелатированных спиртах 6(1,е и в изомерных нехелатированных 18а,Ь (их можно рассматривать в качестве подходящих моделей нехелатированного состояния)
В растворе 0М80-сЛ, усредненное значение 5(ОН) диолов 7(1,е существенно выше (6 72 и 8 32 м д, соответственно) из-за наложения большого слабополыюго смещения (> 3 м д ) сигнала нехелатированноП ОН-группы (см 18а,Ь) и менее заметного сдвига сигнала хелатированной формы в сильное поле (см табл 3 и рассуждения выше)
В спектре ЯМР 'Н диола 13с в СОС1э наблюдается два пика от разных ОН-групп при 5 7 83 и 5 13 мд Последний может быть приписан С(ОН)Мв2 группе, так как он заметно уширен по сравнению с обычно острым сигналом С(ОН)Р112 группы Положение обоих сигналов усреднено относительно хелатированного и нехелатированного гидроксила в соответствующих модельных соединениях Это также свидетельствует о быстром в шкале времени ЯМР равновесии двух т/оШ конформеров 13с и 13с' (Схема 4) Однако значительная величина силыюполыюго сдвига сигнала ОН-протона для С(ОН)Мег группы и, напротив, слабополыюго сдвига для группы С(ОН)Р112 по сравнению с симметричными диолами 7(1 и 7е, говорит о преобладании формы 13с Как и ожидалось, смешанный первично-третичный диол 13Ь существует в С ОСЬ в форме с хелатированной С(ОН)Р11г группой и свободной группой СН2ОН
В заключение следует отметить, что третичный моноспирт 61 кристаллизуется в хиралыюй пространственной группе Р2|2|2|, (Ъ = 4), что позволяло надеяться на возможность спонтанного разделения (+)- и (-)-энантиомеров Действительно, выяснилось, что отдельные кристаллы, полученные при перекристаллизации спирта 6Г из СНС1з, обладают очень высокой оптической активностью, благодаря наличию нафтилыюго и фенильного хромофоров (табл 4) Это первый пример получения хирального производного протонной губки в обеих энантиомерных формах в чистом виде, что открывает новые перспективы для использования подобных систем в энатиоселективных процессах4
Таблица 4 Оптическое вращение энантиомеров спирта 61
X (нм) ГаМ°)
(+)-бГ (-)-бГ
578 + 434 8 -428 6
546 + 497 0 -5143
436 + 1367 0 - 1329 0
406 + 2174 0 -2314 0
а Для раствора с концентрацией 0 068 (СНС1э), 4 Для раствора с концентрацией 0 047 (СНСЬ)
213 Проявления не/>н-ГЧМе2-групп в спектрах ЯМР
Сигналы иерм-ЫМе2-групп в спектрах ЯМР 'Н орто-спиртов очень чувствительны к структурным изменениям и условиям, давая тем самым ценную информацию о конформации молекул в растворе В ЯМР 'Н спектре протонной губки 1 в СОС^ все
ь Эта часть работы выполнялась совместно с профессором Р Г Костяновским и сотр (Институт химической физики РАН)
четыре метальные группы магнитно эквивалентны и проявляются в виде синглета с <52 81 м д (рис 7) Введение объемных орто-заместителей согласно данным РСА приводит к заметному уплощению атомов азота, и увеличению их 5р2-характера например, сумма валентных углов, £N1(8), в 2,7-дийодиде 4а на 10° больше, чем в молекуле 1 Соответственно сигнал ЫМег-групп в 4а смещается в слабое поле (52 97 м д)
281 Ме, чМе 2 81 2 97 Ме, чМе 297 2 71 Ме, „Ме 2 98
№ 6с М
С асимметричными орто-гаместителями
Рис 7 Химсдвиги игри-ЫМег-групп в орто-спиртах протонной губки и в модельных соединениях (<5н, СОС1з)
В моно-орто-замещенных производных, например 19 (рис 7), только 1-ЫМе2-группа подвергается уплощению, напротив, 8-ЫМв2-группа из-за давления со стороны 1-ЫМег группы, сильно пирамидапизуется Как результат, сигнал 1 -ЫМсг сдвинут в слабое поле, а сигнал 8-КМег - в сильное То же справедливо для одноатомных спиртов с симметричными орто-заместителями независимо оттого, находятся они в т/т форме, как 6а, или в т/огЛ, как 6с1,е Существенный сильнопольный сдвиг ИМег-групп в а-гидроксибензгидрильном производном бе может быть приписан экранированию метальных водородов фенильными заместителями, что подтверждается данными РСА Магнитная эквивалентность метилов 1-ЫМе2-группы может быть объяснена быстрыми в шкале времени ЯМР «качаниями» водородно-связанного цикла, что приводит к их усреднению
Более сложная картина наблюдается в спектрах одноатомных спиртов с асимметричными орто-заместителями 6Ь,с,Г В спектре соединения 6Г все четыре Ы-метильные группы демонстрируют магнитную неэквивалентность в СОС1з при +8 °С (рис 8) Очевидно, такая картина наблюдается из-за асимметрии орото-заместителей и динамики одной из NMe2-гpyпп Мы полагаем, что самый сильнопольный и острый сигнал при 2 2 м д принадлежит Ме" группе, экранированной а-фенильным кольцом Тогда второй острый сигнал (8 2 8 м д) может быть приписан Ме4 группе Оба эти метила ротационно неактивны, так как 1-ЫМе2-группа зафиксирована ВВС
Асимметрия 2-заместителя в 6( влияет и на метилы 8^Мег-группы, хотя и не так явственно По сходным причинам сигнал при 8 2 35 м д следует отнести к Мес группе из-за его большей близости к а-фенилыюй группе Сигналы Мес<' групп проявляют сильную температурную зависимость, при понижении температуры они сужаются, но уже при
~+15 °С коалесцируют (рис 8) Предположительно процессы, приводящие к усреднению Мес и Ме'' групп в 6Г, связаны с вращением группы 8-ЫМег вокруг связи СУЫ Используя известное приближенное соотношение для температуры коалесценции, мы оценили барьер вращения ДС- 13 8 ккалмоль-1
Ме'
Рис. 8 Температурная зависимость сигналов М-метильных групп в спектрах ЯМР 'Н
соединения 6Г (250 МГц, СБСЬ) В отличие от спирта 6Г, в ЯМР 'Н спектрах асимметричных вторичных одноатомных спиртов 6Ь и 6с оба метила 1 -ММС2-группы дают шестипротонный синглет Можно допустить, что отсутствие хелатации и уплощенность ЬЫМег-группы в этих соединениях способствует ее быстрому вращению в шкале времени ЯМР, что делает эти метилы магнитно-эквивалентными Напротив, два метила 8-ЫМв2-группы в 6Ь и 6с магнитно-неэквивалентны и температурно-зависимы (рис 9) Их сигналы коалесцируют при 33 и 35°С с АО* - 15 7 и 15 8 ккалмоль-1, соответственно
Более высокий барьер вращения для 8-ЫМв2-группы в 6Ь,с по сравнению с 61' может быть связан с 1) меньшим расстоянием N N в 6Ь,с и 2) свободным вращением I -КМет-группы в 6Ь,с, что сокращает пространственные возможности для вращения 8-ЫМе2-группы, которая в большей степени пирамидальна Примечательно, что в ПМХО-Л, вращение группы 8-ЫМез заметно облегчается и при комнатной температуре оба ее метила в соединениях 6Ь,с,Г усредняются (табл 2 и 3)
Поведение ЫМег-групп в ЯМР 'Н спектрах 2,7-диолов 7а-е в общем аналогично Как и предполагалось, все четыре метила в соединениях 7а,(1,е при температуре от комнатной до —40 °С магнитно-эквивалентны и дают двенадцатипротонный синглет при 3 2 95, 2 91 и
2 43 м д, соответственно Несколько сложнее обстоит дело для диолов 7Ь и 7с, обнаруживающих в спектрах ЯМР 'Н и |3С неравноценность Ы-метильных групп Мы полагаем, что такое поведение связано с асимметрической природой о/?яго-заместителей в 7Ь,с и их тенденцией к образованию межмолекулярных ассоциатов Замена СПС'Ь на 0М50-й?б приводит к тому, что диполярный растворитель разрушает ассоциаты, координируясь с гидроксилами ор/ло-заместителей Это, возможно, дает больше свободы NMe2-гpyппaм и все Ы-метилы в диолах 7Ь и 7с проявляются в ОМХО в виде двенадцатипротонного синглета
6Ь 6с
Ме"ь
Т(°С) +25 _
Ме
Т(°С) +25
+50
Ме
+50
Рис. 9 Температурная зависимость сигналов Ы-метильных групп в спектрах ЯМР 'Н соединений 6Ь,с (250 МГц, СОС13)
2.1 4 Квантово-химические расчеты"7
Для соединения 6Ь были рассчитаны полные энергии а также некоторые геометрические параметры для поворотных изомеров этого соединения, отличающихся диэдральным углом Сз-СЬ-Са-О (обозначен как <р), полученные результаты представлены на рис 10
Как и ожидалось, конформер 6Ь(Н) наиболее устойчив, его полную энергию удобно принять за точку отсчета (Еоги = 00 ккал моль-1) При вращении вокруг связи С2-Са атомы Ni и О начинают сближаться, энергия конформеров возрастает и достигает максимума (8 2 ккал моль"1) для структуры 6Ь2'(ОН) Очевидно, эта дестабилизация вызвана отталкиванием атомов азота и кислорода и отсутствием ВВС между ними Переход к Н-связанным конформерам 6bj(OII) и 6b2(OII) при вращении вокруг связи Са-ОН сопровождается инверсией атома азота для 1-ЫМе2-группы и значительным уменьшением энергии
Можно предположить, что разница энергий в 7 2 ккал моль-' между формами 6Ь2(ОН) и бЬг'(ОН) в общем отражает прочность ВВС в первой Однако, поскольку рассчитанная разница энергий конформеров 6Ь2(011) и 6Ь(Н) не выше 1 ккал моль 1 (последняя форма чуть выгоднее), этого не хватает для эффективной стабилизации хелатированной формы 6Ь Примечательно, что вычисленные геометрические параметры ВВС для формы 6b2(OII) (N Н 1 728, О-Н 0 982 А, ZN Н-О 152°) хорошо согласуются с определенными экспериментально для бе, 6f, 7d и 7е
Рис, 10 Рассчитанная геометрия (длины связей и расстояния в А, углы в градусах) и относительные энергии (в ккал моль"1) для поворотных конформеров спирта 6Ь
с Квантово-химические расчеты выполнены Клецким М Е Расчеты проведены ОРТ расчеты на теоретическом уровне ВЗЬУР/б-ЗЮ** с учетом колебаний в нулевой точке энергии
В отличие от первичных и вторичных моно-оршо-спнртов их третичные аналоги не могут существовать в форме, подобной 6Ь(Н), поэтому они гораздо более предрасположены к N Н-0 хелатации Переход от т/т к m/out конформеру должен сопровождаться сильным увеличением расстояния N N Данные РСА для m/out протонных губок 5, бе, 6f, 7е и 7d это подтверждают и обнаруживают удивительную близость их величин NN (2 92-2 95 Á) Па примере соединения 6Г нами показано, что есть хорошее совпадение между экспериментальной и расчитанной структурами для хелатированных спиртов
Специфика азотной инверсии в исследованных нами третичных 2,7-диолах заключается в том, что в то время как oii(-NMc2 группа остается связанной ВВС и как-то стабилизированной, ш-ЫМег группа испытывает стерическое давление со стороны второго оршо-заместителя В твердом состоянии это напряжение компенсируется межмолекулярными водородными связями (в дополнение к ВВС) и образованием прочной кристаллической решетки В растворе роль ассоциации уменьшается и в попытке избежать стерического напряжения молекуле приходится выбирать между двумя эквивалентными in-out конформациями, каждая из которых невыгодна
2 2 Синтез и свойства 1,8,1\8'-тетракис(днметиламино)-2,2'-динафт11лкарб11нолов 2 2.1. Синтез
Используя разработанные подходы, нам показалось интересным синтезировать вторичные и третичные оряго-спирты с двумя остатками протонной губки 20 и 21 2,2'-Динафтилкарбинолы 20 и 21 - первые представители двойных «протонных губок», сочлененных через орто-положения
Me,N NMe
Me2N NMe2 О
r Meí Mf'-MeV
20, R = H (48%)
21, R = Ph (51%)
2 2.2 Структурные особенности
Спектр ЯМР 'Н соединения 20 в С1)С1; напоминает спектры вторичных одноатомных спиртов 6Ь и 6с Важное различие состоит в том, что в спектре 20 при 5 5 35 м д, присутствует уширенный и исчезающий при дейтерировании синглет группы ОН, тогда как в спектрах 6Ь и 6с его нет В растворе ПМ80-с/г, протон ОН- группы дает дублет при б 5 65 Столь высокопольное положение сигнала ОН указывает на отсутствие О-Н N хелатирования
В спектре ЯМР *Н интересно проявляются группы NMe2 В СОСЬ при +25 °С присутствует три сигнала двенадцатипротонный при 5 3 04 м д и два более высокопольных шестипротонных при 6 2 67 и 2 90 м д По аналогии с моноспиртами 6Ь,с двенадцатипротонный синглет может быть отнесен к более уплощенным (данные РСА) и, как следствие, легко вращающимся группам 1- и Г^Ме2 (Ме°')с'') В отличие от них, группы 8- и 8'-ЫМс2 (Мег^л) намного пирамидальнее и их вращение при комнатной температуре затруднено Каждая пара метилов в них пространственно и магнитно неэквивалентна, образуя типы Ме®8 и Ме^л, которые и дают шестипротонные пики с 8 2 67 и 2 90 м д При нагревании эти сигналы уширяются и коалесцируют около 45 °С
Для спирта 20 были проведены рентгеноструктурные исследования при двух температурах, 293 и 100К (рис 11) В обоих случаях получена структура с разупорядоченными 1-ЫМе2- и 8-ЫМс2-группамн Вполне возможно это связано с тем, что
в твердом состоянии эта молекула находится в двух формах хелатированной 20а и нехелатированной 20Ь Степень омМншерсии атома азота N(1) (£N(1) = 355 1°) в 20а, а также параметры хелатного цикла указывают на то, что ВВС в этом соединении слабее, чем в бе и 6Г Интересно, что в 20Ь, как и в 20а, один из фрагментов протонной губки также находится в in-ont форме, но онМшверсии атома азота N(1) весьма мала (VN( 1) = 359 1°)
(") (Ь)
Рис 11 Молекулярная структура диола 20 при 293К (а) и при 100 К (Ь)
Более определенные результаты были получены на основе PC анализа спирта 21 Как и другие третичные одноатомные спирты, соединение 21 в твердом виде хелатировано (рис 12) Что особенно интересно, в in/oat форме в нем находится не только остаток протонной губки, участвующий в хелатировании, но и второй остаток, непосредственно невовлеченный в О-Н N связывание Что касается хелатного цикла, то его геометрия указывает на то, что он в соединении 21 не столь прочен, как в третичных карбинолах бе и 6f
Главной особенностью ЯМР *Н спектра спирта 21 в CDCb является присутствие однопротонного синглета при 5 10 78 м д , обменивающегося с D20 и очевидно принадлежащего хелатированной гидроксигруппе Имеется три синглета N-метильных групп два шестипротонных при 8 2 52 и 2 74 м д и один двенадцати протонный при б 2 55 м д Мы полагаем, что последний пик принадлежит сильно пирамидализованиым метилам 8- и 8'-NMe2 групп (Me*-fgh), тогда как первый к группам Me", Me', принадлежащим менее пирамидализованиым 1- и 1'-NMe2, но экранированным близко расположенным а-фенильным кольцом Очевидно, что удаленные от фенила и не испытывающие экранирующего эффекта группы Мс''' должны давать сигнал в более слабом поле (5 2 74 м д) Следует заметить, что экранирование со стороны фенила испытывают также кольцевые протоны Сз-Н и Сз-Н'
Данные спектров ЯМР *Н и ЯМР 13С указывают на действительную возможность взаимного перехода между вырожденными структурами 21а и 21Ь (Схема 5) Все пары симметричных протонов и NMe2 групп двух нафталиновых фрагментов эквивалентны, а в спектре ЯМР |3С имеется 14 пиков С атомов ароматических колец, а не 24 как можно
Рнс 12 Молекулярная структура диола 21 (ШОК)
было бы ожидать для несимметричной, замороженной за счет хелатирования структуры РСА показал, что молекула 21 фактически предорганизована для такого перехода и единственное, что требуется, это разрыв не очень прочной ВВС и поворот группы ОН вокруг связи Са-0
Схема 5
2 3 Синтез и свойства простых эфиров на основе «протонной губки»
Очевидно, что синтез оршо-спиртов дает дополнительные возможности для функционализации протонных губок в направлении получения новых систем с интересными свойствами В частности, было заманчиво получить диэфир 23 в качестве аналога высоко основного соединения 22 с метоксигруппами, выключенными из сопряжения с кольцом
С этой целью диол 7а обрабатывали избытком СНэ! в присутствии гидрида натрия, в результате чего с выходом 80 % получили соединение 23 в виде светло-желтых кристаллов Альтернативным способом диэфир 23 был синтезирован взаимодействием дилитийпроизводного 9 с двумя эквивалентами хлорметилового эфира, но выход в этом случае был ниже (43%) Подобным образом с выходом 61% был получен и моноэфир 24
Найденная для соединения 23 величина рК„ методом конкурентного протонирования в ДМСО, оказалось равной 9 3 Это почти на два порядка выше, чем у самой протонной губки 1, но примерно настолько же меньше основности 2,7-диметоксипроизводного 22 (рК„ 11 5) Этот результат подтверждает сделанный ранее вывод о том, что высокая основность 22 обусловлена, главным образом +М-эффектом метоксигрупп
рл; 16 1 (н20)
рА"„ 11 5 (DMSO)
Развитием этой работы стал осуществленный нами синтез соединения 26, в котором два остатка «протонной губки» сшиты по ориго-положениям эфирным мостиком -СН2ОСН2- В качестве исходного соединения использовался моноспирт 6а, который сначала переводили в гидробромид 2-бромметилпроизводного 25, а затем проводили их перекрестное сшивание в присутствии t-BuOK в THF Структура соединений 23-26 подтверждена спектрами ЯМР 'Н Для эфира 26 был измерен масс-спектр, показавший наличие пика молекулярного иона с m/z 470 (/= 64 %)
2 4 Молекулярная структура катиона 2,7-лигндрокспмегпл-1,Я- бне(димегиламнпо)-
нафталина
Имея серию спиртов протонной губки, один из них, а именно 2,7-дигидроксиметил-1,8-бис(диметиламино)нафталин мы превратили в соли 7а II с анионами С1 и V2S1F62 Вторая соль была получена случайно при попытке кристаллизовать гидрофторид 7aIIF в стеклянной пробирке, что привело к ее выщелачиванию Результаты рентгеноструктурного анализа, полученные для 7а IIC1 при комнатной температуре, показали, что водородный мостик почти симметричен и расстояние N N составляет 2 568 А (рис 13) Эта величина меньше, чем среднее расстояние для большой серии (30 образцов) солей 1Н+ с различными анионами (~2 59 А), но значительно больше, чем в катионе 5 Н+ (2 530 А) В другом образце 7а HCl, изученном при охлаждении (120К), мостик оказался асимметричным Скорее всего, эта асимметричность является следствием двух факторов, накладывающихся друг на друга ослабления тепловых колебаний и электростатического воздействия иона СГ в частично перестроенной кристаллической решетке (если расстояние NH+ СГ при комнатной температуре составляет 3 85 А, то при охлаждении до 120К оно уменьшается до 3 33 А) Все остальные геометрические параметры катионов 7а Н+, в том числе и отклонение атомов азота от средней плоскости нафталинного кольца, подобны установленным для других катионов 2,7-дизамещенных протонных губок
Полученные данные указывают на наличие двуямного профиля потенциальной энергии с низким энергетическим барьером
5 II (R = SiMe3, X = СЮ4) 7а II+(R = СН2ОН, X = = С1, 1/2 SiF62 )
(а) (Ь)
Рис 13 Молекулярная структура катиона 7а HCl при I20K (а) и 7а '/HliSiFe приЮОК (Ь)
2 5. Молекулярная структура 2,7-диформ11л-1,8-бис(диметнлам1111о)нафталш1а
В свете особенностей молекулярной структуры ортио-спиртов было интересно иметь аналогичную информацию и для полученного нами 2,7-диальдегида 7f Проведенные рентгеноструктурные исследования (при 293К) (рис 14), показали, что нафталиновая система в 7f заметно искажена за счет традиционного для протонных губок твистннга вдоль связи С9-С10 торсионный угол С(2)С(3)С(6)С(7) составляет 17 6° (в незамещенной губке -11 3°, в 2,7-диметоксипроизводном - 2 73°) Наиболее интересна гео-метрия NMe2 групп Оба атома азота почти плоские сумма валентных углов при N(1) и N(2) равна 358 1 и 358 5°, соответственно Диметиламиногруппы развернуты относительно плоскости кольца на 54 6 и 55 0°, соответственно, что оставляет им возможность для сопряжения с кольцом Формильные группы почти коплапарны кольцу, торсионные углы С(1)С(2)С(а)0(1) и С(8)С(7)С(а)0(2) равны 166 6 и 170 2°, соответственно Очевидно, что
при такой геометрии сопряжение между я-системой кольца и группами СНО практически не нарушается
Рис 14 Молекулярная структура диформила 7Г(293К)
Выводы
1 С использованием 2-литий- и 2,7-дилитий-1,8-бис(диметиламино)нафталинов синтезирован регулярный набор ранее неизвестных 2-а-гидроксиапкил- и 2,7-ди(а-гидроксиалкил)-1,8-бис(диметиламино)нафталинов, а также серия протонных губок с карбонилсодержащими заместителями в о/рто-положении (альдегиды, кетоны, сложные эфиры)
2 С помощью рентгеноструктурных исследований в комбинации с ЯМР и ИК-спектроскопией установлено, что третичные орто-моиоспирты существуют в кристаллах и в растворе в нетрадиционной для протонных губок т-оШ конформации, стабилизированной О-Н N внутримолекулярной водородной связью Напротив, первичные и вторичные моно- и диспирты находятся в т-т форме, типичной для большинства протонных губок Единственным примером внутримолекулярной О-Н N хелатации для вторичных спиртов является 2,7-ди[гидрокси-(2-пиридил)-метил]-1,8-бис(диметиламино)нафтапин, где в образовании водородной связи участвуют ОН-группа и один из пиридиновых атомов азота
3 Найдено, что третичные 2,7-диспирты протонной губки в растворе представляют собой смесь т/ош и оШ/т инвертомеров, быстро переходящих друг в друга Это первый случай подобной тандемной азотной инверсии в ароматическом ряду
4 Установлено, что в процессе синтеза вторичных 2,7-диспиртов имеет место хирапьная индукция, заключающаяся в том, что более объемные заместители оказываются по разные стороны нафталинового кольца и образуется смесь К,И- и 5,5-энантиомеров без примеси мезо-формы
5 Экспериментально и с помощью квантово-химических расчетов показано, что для вторичных спиртов на основе протонной губки наиболее выгодна конформация, в которой по соседству с ЫМе^-груииами располагаются а-С-Н связи орто-заместителей
6 Для хирального спирта 1,8-бис(диметиламино)-2-(а-гидрокси-а-фенилэтил)нафтапина, кристаллизующегося в пространственной группе Р212|2| (2, = 4), с помощью его спонтанного разделения впервые в ряду протонных губок получены (+)- и (-)-энантиомеры в чистом виде
7 Впервые синтезированы двойные 2,2'-сочлененные протонные губки, содержащие в качестве мостика спиртовую и эфнрную функции Для спиртов с помощью РСА и
ЯМР-спектров получены доказательства реализации быстрого равновесия в растворе двух изоэнергетических форм, в которых группы l-NMe2 и Г-ЫМег поочередно участвуют в О-Н N хелатации При этом в хелате третичного 2,2'-динафтил-1,8,1,8'-тетракис(диметиламиио)фенилкарбинола обе пары NMci-rpynn в кристаллах находятся в in/out конформации 8 Проведены рентгеноструктурные исследования катиона 1,8-бис(диметиламино)-2,7-ди(гидроксиметил)нафталииия Установлено, что внутримолекулярная водородная связь в нем при понижении температуры десимметризуется, что свидетельствует о двуямном профиле потенциальной энергии В общей сложности в процессе работы синтезировано 30 ранее неизвестных производных протонной губки, для 10 из них проведены рентгеноструктурные исследования
Основное содержание диссертации изложено в следующих работах
1 Pozharskn A F , Ryabtsova О V , Ozeryanskn V А , Degtyarev А V , Kazheva О N , Alexandrov G G , Dyachenko О A Organometallic Synthesis, Molecular Structure, and Coloration of 2,7-Disubstituted l,8-Bis(dimethylamino)naphthalenes How Significant Is the Influence of "Buttressing Effect" on Their Basicity"?, J Org Chem , 2003, 68, 26, 1010910122
2 Pozharskn A F , Ryabtsova О V , Ozeryanskn V A , Degtyarev A V , Starikova Z A ,
Sobczyk L, Filarowski A 2-a-Hydroxybenzhydryl- and 2,7-di(a-hydroxybenzhydryl)-l,8-bis(dimethylamino)naphthalenes the first examples of stabilization of in/out proton sponge conformers by intramolecular hydrogen bonding The most flattened amino group ever participating m IHB, Tetrahedron Lett, 2005, 46, 3973-3976
3 Ryabtsova О V, Pozharskn A F , Degtyarev A V, Ozeryanskn V A Rearrangement of
carbocations derived from l,8-bis(dimethylamino)naphthyl-2-methanols into 4-1,1,3-trimethyl-2,3-dihydropenmidimum salts, Mendeleev Commun , 2006,16, 313-316
4 Pozharskn A F , Degtyarev A V , Ryabtsova О V , Ozeryanskn V A , Kletskn M E , Starikova Z A , Sobczyk L , Filarowski A 2-a-Hydroxyalkyl- and 2,7-Di(a-Hydroxyalkyl)-l,8-bis(dimethylamino)naphthalenes Stabilization of Nonconventional In/Out Conformers of "Proton Sponges" via N H-O Intramolecular Hydrogen Bonding A remarkable Kind of Tandem Nitrogen Inversion, J Org Chem , 2007, 72,3006-3019
5 Kostyanovsky R G , Kadorkina G К , Nabiev О G , Degtyarev A V , Pozharsskn A F 1-
[l,8-Bis(dimethylamino)naphthyl-2]-l-phenylethanol the first example of spontaneous separation of chiral proton sponge, Mendeleev Commun , 2007, 17, № 4, 214-215
6 Рябцова О В , Дегтярев А В , Озерянский В А , Пожарский А Ф , "Новый способ синтеза
2,7-дизамещениых 1,8-бис(диметиламино)нафталинов ("протонных губок")", - Тезисы докладов на V Молодежной научной школе-конференции по органической химии, стр 378, Екатеринбург, 22-26 апреля, 2002
7 Degtyarev А V , Ryabtsova О V , Ozeryanskn V А , Borodkin G S , Pozharskn A F , "1,8-
Bis(dmethylamino)-2,7-diformylnaphthalene structure and use for the synthesis of model proton sponge compounds", VII International workshop on magnetic resonance (spectroscopy, tomography and ecology) Book of Abstracts, Rostov-on-Don, September 611,2004,290-291
8 Дегтярев А В , Рябцова О В , «Превращения 1,8-бис(диметиламино)-2нафтилметильных
карбокатионов»,- Материалы докладов IV Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, стр 72, Ростов-на-Дону, 12-14 мая, 2006
Печать цифровая Бумага офсетная Гарнитура «Тайме» Формат 60x84/16 Объем 1,0 уч -изд -л Заказ № 175 Тираж 100 экз Отпечатано в КМЦ «КОПИЦЕНТР» 344006, г Ростов-на-Дону, ул Суворова, 19, тел 247-34-88
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Внутримолекулярная водородная связь О-Н "N-типа (литературный обзор)
1.1. Общие положения и классификация О-Н " N связей
1.2. Между ароматической аминогруппой и спиртовым гидроксилом
1.2.1. Системы с шестичленными хелатными циклами 8 1.2.1.1.2-Оксиметилдиалкиланилины 8 1.2.1.2.2-Оксиметилалкиланилины и 2-оксиметил-1-(Малкиламино)нафталины
1.2.1.3.2-Оксиметиланшшны
1.2.2. Системы с семичленными хелатными циклами
1.3. Между неароматической аминогруппой и спиртовым гидроксилом
1.4. Между фенольным гидроксилом и зр3-гибридизованным атомом азота
1.5. Между спиртовым гидроксилом и зр2-гибридизованным атомом азота
1.6. Между фенольным гидроксилом и sp -гибридизованным атомом азота
1.6.1. Азот в гетерокольце
1.6.2. Азот в азометиновой группе
1.6.3. Азот в азогруппе
Известно, что в нафталине и других полиядерных аренах заместители, находящиеся в ие/ш-положениях, существенно сближены по сравнению с ор/яо-заместителями. Так, если в бензоле расстояние между ор/ио-водородными атомами составляет 2.47 А, то для периН-атомов нафталина оно сокращается до 2.44 А. При этом удлинение связей между кольцом и о/шо-заместителями разводит их еще больше, тогда как для иеру-заместителей расстояние не изменяется [1-3]. 2.44 А -— н н ндс
121.5° ие/ш-Взаимодействия могут быть аттрактивными и репульсивными. Первые проявляются между заместителями с различной электронной природой, например, с электрофильными и нуклеофильными свойствами [4,5]. Такие взаимодействия часто используют для моделирования эффектов сближения [6], реакций нуклеофильного присоединения к карбонильной группе [7], реакций Sn2 у насыщенного атома углерода[8], включая кислотный катализ и различные ферментативные процессы [9] и т.д.
Репульсивные взаимодействия характерны для объемных заместителей или заместителей с одинаковой электронной природой. Слабое отталкивание между пери-водородными атомами наблюдается уже в самом нафталине. Его отголоском можно считать увеличение валентного угла С1-С9-С8 до 121.5°. В 1,8-диметилнафталине этот угол достигает уже 125.2°. В случае особо громоздких иеру-заместителей их отталкивание, как правило, приводит к сильной деформации нафталинового кольца. Типичным примером может служить 1,8-ди-тре/я-бутилнафталин [10]:
Одно из самых ярких проявлений репульсивных взаимодействий - аномально высокая основность 1,8-бис(диметиламино)нафталина 1 («протонной губки») [11]. Это соединение существует в конформации, получившей название in/in (рис. 1а) [12]. В ней оси неподеленных электронных пар направлены в межазотное пространство, а две пары метальных групп занимают приблизительно аксиальное и экваториальное положение относительно средней кольцевой плоскости. In/in-форма характерна и для подавляющего большинства других протонных губок, включая ненафталиновые [13]. Сильное отталкивание неподеленных электронных пар атомов азота в /л/ш-конформации дестабилизирует основание, поэтому переход к протонированной форме, где такого отталкивания нет, сопровождается значительным выигрышем в свободной энергии. Дополнительный выигрыш обеспечивает образование весьма прочной внутримолекулярной водородной связи в катионе [11,13].
Me Me Me ;,N( —N ^ I I g»nO ЩЫ& I
7 I \
Me Me Me in-in" (trans) "in-in" (in plane) a b
Me Me Me
N<3 Д^З , i щМ „У*:
I i ^ ^ i
Me Me Me Me in-out" "out-out" с d
Рис. 1. Типы возможных конформаций диметиламиногрупп в протонных губках.
Существование протонных губок в out/out-форме (рис. Id) с двумя инвертированными наружу атомами азота трудно представить из-за невозможности размещения в межазотном пространстве сразу четырех метальных групп. Единственный представитель таких соединений - мостиковый диамин 2 [14], который, однако, не обладает высокой основностью, дает нехелатированный катион и поэтому не относится к протонным губкам. Однако, его триметиленовый аналог 3 [14], а также соединения 4 с объемными ор/ио-заместителями [12] имеют почти уплощенные атомы азота с электронными парами, лежащими практически в плоскости кольца. Поскольку в них N атомы все же слегка инвертированы внутрь, эта конфигурация была названа in/in (in plane) (рис. 1Ь)[12].
В 1998 году появилось сообщение, основанное на флуоресцентной спектроскопии соединения 1, что в газовой фазе, наряду с in/in, в нем присутствует еще какая-то форма [15]. На основании квантово-химических расчетов авторы предположили, что она представляет собой ш/омГ-конформер (рис. 1с) с одной ориентированной наружу NMe2-группой. Энергетическая разница между in/in и in/out конформерами была оценена в 4 ккал моль'1 в пользу первого.
В 2003 году в нашей лаборатории впервые было получено производное протонной губки, находящееся в /и/оиГ-форме в твердом состоянии. Им оказался 1,8-бис(диметиламино)-2,7-ди(триметилсилил)нафталин 5 [12]. Было высказано предположение, что реализации такой формы способствуют два фактора: 1) большой объем ор/ио-заместителей, которые как бы вдавливают метилы ЫМег-групп в межазотное пространтсво и 2) n-xi взаимодействие между неподелейной электронной парой атома азота и вакантными d-орбиталями соседнего атома кремния.
Me, Me
N N:
Me^ Me Me Me
M I/
N N 2 out/out in/in (in plane)
4a (R=I) 4b (R=SMe) in/in (in plane)
Me Me Mev\ Me Л N N
Me.Si
Me Me
Me Л Me Л .-нч NN О
Me Me „ НМеч\МеДт/"s О NN О
SiMe-i
5 6 7
В свете сказанного нас заинтересовал вопрос: возможны ли иные способы фиксации гя/оиГ-формы, и как такой переход будет влиять на свойства протонных губок? Исследованию этого вопроса и посвящена настоящая диссертация. Мы выбрали наиболее очевидный способ стабилизации in/out-формы, основанный на внутримолекулярной водородной связи (ВВС) между ЫМег-группами и специально подобранными орто-заместителями. С этой целью была синтезирована серия ранее неизвестных орто-спиртов протонной губки. Она включала как 2-гидроксиметил- 6, так и 2,7-дигидроксиметилпроизводные 7, содержащие первичные, вторичные и третичные спиртовые функции. Были проведены их рентгеноструктурные, спектральные и квантово-химические исследования. Они показали, что все третичные спирты действительно существуют в хелатированной in/out-форме, тогда как для первичных и вторичных спиртов, за очень редкими исключениями, характерна обычная /«//«-форма.
В ходе работы нами был обнаружен ряд новых закономерностей и эффектов. Наиболее интересным из них является быстрое in/out-out/in равновесие в третичных орто-диспиртах, сопровождающееся тандемной инверсией двух NMe2-rpynn. Таким образом, в целом нами намечены новые пути модификации свойств протонных губок, а в более широком плане - новые способы регулирования яерн-взаимодействий.
Диссертация состоит из трех глав. Первая представляет собой литературный обзор, обобщающий свойства внутримолекулярных водородных связей О-H.N типа. Во второй главе обсуждаются полученные нами результаты, а в третьей приведены детали экспериментальных исследований. В конце диссертации содержатся выводы и список цитированной литературы.
Выводы
1. С использованием 2-литий- и 2,7-дилитий-1,8-бис(диметиламино)нафталинов синтезирован регулярный набор ранее неизвестных 2-а-гидроксиалкил- и 2,7-ди(а-гидроксиалкил)-1,8-бис(диметиламино)нафталинов, также серия протонных губок с карбонилсодержащими заместителями в оряго-положении (альдегиды, кетоны, сложные эфиры).
2. С помощью рентгеноструктурных исследований в комбинации с ЯМР и ИК-спектроскопией установлено, что третичные ор/ио-моноспирты существуют в кристаллах и в растворе в нетрадиционной для протонных губок in-out конформации, стабилизированной О-H.N внутримолекулярной водородной связью. Напротив, первичные и вторичные моно- и диспирты находятся в in-in форме, типичной для большинства протонных губок. Единственным примером внутримолекулярной О-H.N хелатации для вторичных спиртов является 2,7-ди[гидрокси-(2-пиридил)-метил]-1,8-бис(диметиламино)нафталин, где в образовании водородной связи участвуют ОН-группа и один из пиридиновых атомов азота.
3. Найдено, что третичные 2,7-диспирты протонной губки в растворе представляют собой смесь in/out и out/in инвертомеров, быстро переходящих друг в друга. Это первый случай подобной тандемной азотной инверсии в ароматическом ряду.
4. Установлено, что в процессе синтеза вторичных 2,7-диспиртов имеет место хиральная индукция, заключающаяся в том, что более объемные заместители оказываются по разные стороны нафталинового кольца, то есть образуется смесь R,R- и S, 5-энантиомеров без примеси мезо-формы.
5. Экспериментально и с помощью квантово-химических расчетов показано, что для вторичных спиртов на основе протонной губки наиболее выгодна конформация, в которой по соседству с NMei-rpynnaMH располагаются а-С-Н связи орто-заместителей.
6. Для хирального спирта 1,8-бис(диметиламино)-2-(а-гидрокси-а-фенилэтил)нафталина, кристаллизующегося в пространственной группе P2i2j2i (Z = 4), с помощью его спонтанного разделения впервые в ряду протонных губок получены (+)- и (-)-энантиомеры в чистом виде.
7. Впервые синтезированы двойные 2,2'-сочлененные протонные губки, содержащие в качестве мостика спиртовую и эфирную функции. Для спиртов с помощью РСА и ЯМР-спектров получены доказательства быстрого равновесия в растворе двух изоэнергетических форм, в которых группы l-NMe2 и Г-ЫМег поочередно участвуют в О-H.N хелатации. При этом в хелате третичного 2,2'-динафтил-1,8,1,8'-тетракис(диметиламино)фенилкарбинола обе пары NMe2-rpynn в кристаллах находятся в in/out конформации. 8. Проведены рентгеноструктурные исследования катиона 1,8-бис(диметиламино)-2,7-ди(гидроксиметил)нафталиния. Установлено, что внутримолекулярная водородная связь в нем при понижении температуры десимметризуется, что свидетельствует о двуямном профиле потенциальной энергии. В общей сложности в процессе работы синтезировано 30 ранее неизвестных производных протонной губки; для 10 из них проведены рентгеноструктурные исследования.
1.7. Заключение
Из рассмотренного материала можно сделать следующие общие выводы относительно реализации ВВС O-H.N-типа. В случае аминоспиртов ей благоприятствует третичная структура обоих функций (см. разделы 1.2.1.1 и 1.2.2). Аналогично, третичное строение спиртовой группы - необходимое условие образования ВВС между спиртовым гидроксилом и зр2-гибридизованным атомом азота (см. раздел 1.5). Эти ограничения действуют не так жестко в случае аминофенолов, где возможно образование ВВС как с участием sp - , так и sp -гибридизованного атома азота (разделы 1.4. и 1.6.). Наконец, следует отметить предпочтительность образования шестичленных О-H.N хелатов, что особенно ярко проявляется для соединений, в которых есть возможность замыкания хелатных циклов разных размеров (см. 1.З.).
ГЛАВА 2. Протонные губки со спиртовыми и эфирными функциями в положениях
2.1. 2-а-Гидроксиалкил- и 2,7-ди(а-гидроксиалкил)-1,8-бис(диметиламино)нафталины
2.1.1. Синтез
Предыдущие исследования показали перспективность использования металлорганических производных протонной губки для функционализации положения 4(5) [27,117]. В настоящей работе мы распространили этот подход на получение целевых 2-а-гидроксиалкил- и 2,7-ди(а-гидроксиалкил)-1,8-бис(диметиламино)нафталинов.
В качестве исходного соединения в большинстве случаев нами использовался доступный [118] орто-дибромид 124 (Схема 3). Действием избытка л-BuLi его превращали в 2,7-дилитий производное 125, которое после обработки карбонилсодержащими электрофилами давало 2,7-дизамещенные протонные губки 7, иногда с примесью монозамещенного продукта 6 (табл. 22). В тех случаях, когда электрофилом был альдегид или кетон, реакция сразу приводила к образованию соответствующего спирта. Однако выходы спиртов были хорошими только при использовании бензальдегида и бензофенона. Когда же электрофил содержал СН-кислотные метальные группы (ацетальдегид, ацетон и особенно ацетофенон), выходы заметно падали, очевидно, вследствие частичного протолиза дилитиевого соединения 125. Ввиду этого, некоторые спирты получали также альтернативным путем, восстановливая соответствующие карбонилсодержащие предшественники с помощью UAIH4 (Схема 4).
2 и 7
Схема 3
Me2N NMe2
Me2N NMe2
Me,N NMe, Me,N NMe,
Br
Li электрофил R R
Et20, -20 °C
124
125
7b R = CH(OH)Me, 6d R = C(OH)Me2,
7c R = CH(OH)Ph, 6f R=C(OH)MePh,
7d R = C(OH)Me2, 6gR = CHO,
7e R = C(OH)Ph2, 6h R = COMe,
7f R = CHO, 6j R = C02Et 7g R = COMe, 7h R = COPh, 7i R = C02Et
1. Balasubramanian V. pen-1.teraction in Naphthalene Derivatives // Chem. Rev. 1966, 66, 567-641.
2. Blair P.A., Chang S.-J., Shechter H. Photolytic, Thermal, Addition, and Cycloaddition Reactions of 2-Diazo-5,6-and-3,8-disubstituted Acenaphthenones // J. Org. Chem., 2004, 69, 7123-7133.
3. Gallucci J.C., Hart D.J., Young D.G.J. Nucleophile-Electrofile Interactions in 1,8-Disubstituted Naphthalenes: Structures of Three 1-Naphthaldehydes and a 1-Naphthyl Methyl Ketone II Acta Cryst., 1998, B54,73-81.
4. Bell P.C., Wallis J.D. Addition of nucleophiles to electron-deficient alkenes: structural studies on the incipient reaction and the zwitterionic intermidiate // Chem. Comm., 1999, No 3,257-258.
5. Schuster J.J., Roberts J.D. Proximity effects on nitrogen-15 chemical shifts of 8-substituted 1-nitronaphthalenes and 1-naphthylamines// J. Org. Chem., 1980,45,284-287.
6. Briffett N.S., Hibbert F. Intramolecular acyl transfer between ester and amide groups in 1-acyloxy-8-acylaminonaphthalene-3,6-disulphonates // J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2, 1989, No 1, 89-92.
7. Forbus T.R., Martin J.C. An observable model for the S^2 transition state la], Hypervalent trigonal bipyramidal carbon (10-C-5) [lb] // Heteroat. Chem., 1993,4,113-128.
8. Kirby A.J., Percy J.M. Intramolecular proton-transfer catalysis of nucleophilic catalysis of acetal hydrolysis. The hydrolysis of 8-dimethylamino-l-methoxymethoxynaphthalene // J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2,1989, No 7,907-912.
9. Anderson J.E., Franck R.W. The Back-and-forwards Flipping of t-Butyl Groups in 1,8-Di-t-butyl-naphthalenes II J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2,1984, No 9,1581-1582.
10. Пожарский А.Ф. Нафталиновые «протонные губки». // Усп. химии, 1998, 67, 1-27. Pozharskii A. F. Naphthalene "proton sponges". II Russ. Chem. Rev., 1998,67,1-24.]
11. Pozharskii A.F., Ozeryanskii V. A. The Chemistry of Anilines, Ed. By S. Rappoport, J. Wiley & Sons, Chichester, 2007, Chapter 7.
12. Alder R.W., GoodeN.C., KingT.J., Mellor J.M., Meller B.W. A l,5-diazabicyclo3.3.3]-undecane derivative with almost planar bridgehead nitrogens II J. Chem. Soc.,Chem. Comm., 1976, No 5,173-174.
13. Rawn J. D. Biochemistry. Harper &Row, New York-Cambrige-Philadelphia-San Francisco-London-Mexico City- Sao Paulo-Sydney, 1983, p.l 10.
14. Филиппович Ю. Б. Основы биохимии, М.: Высш.шк., 1993, с. 64.
15. Ozeryanskii V. A., Pozharskii A. F., Schilf W., Kamienski В., Sawka-Dobrowolska W., Sobczyk L., Grech E. Novel Polyfunctional Tautomeric Systems Containing Salicylideneamino and Proton Sponge Moieties // Eur. J. Org. Chem., 2006,782-790.
16. Al-Masri H. Т., Seizer J., Lonneecke P., Blaurock S., Domasevitch K., Hey-Hawkins E. Synthesis and molecular structures of (2-dialkylaminophenyl)alcohols and of 2-phenylaminoalkyl-dimrthylaminobenzene derivatives // Tetrahedron., 2004,60,333-339
17. Kranholm L. В., Bond A. D., McKenzie C. J. 2-(jV,jV-Dimethylamino-5-methylphenyl]diphenylmethanol И Acta Cryst., 2004, E60, o846-o847.
18. Ikemoto L., Katagiri G., Nishimura S., Yakushi K., Kuroda H. Structure of N,N,N',N'-tetramethyl-p-phenylenediamine // Acta Cryst., 1979, B35,2264-2265.
19. Nakai H., Saito Т., Yamakawa M. Structures of N.N.N'.N'-tetramethylbenzidine (I) and 4,4'-methylenebis(MA^-dimethylaniline) (II) II Acta Cryst., 1988, C44,2117-2120.
20. Lepley A. R., Khan W. A., Giumanini А. В., Giumanini A. G. Metallation of N,N-Dimethylaniline // J. Org. Chem., 1966,31,7,2047-2051.
21. Ludt R. E., Crowther G. P., Hauser C. R., The Effect of Tetramethylethylenediamine on the Metalation of o- and p-N,N-Dimethyltoluidines with я-Butyllithium. Deuteration and
22. Electrophilic Condensation of Intermediate Lithioamines // J. Org. Chem., 1970, 35, № 5, 1288-1296.
23. Hay J. V., and Harris Т. M., Auerbach R. A., House H. O. Directed Lithiation of Aromatic Compounds: (2-Dimethylamino-5-methylphenyl)diphenylcarbinol // Org. Synth., 1973, 53, 56-59.
24. Arroyo N., Haslinger U., Mereiter K., Widhalm M. Synthesis of a new class of chiral aminoalcohols and their application in the enantioselective addition of diethylzinc to aldehyds // Tetrahedron:Asymm., 2000,11,4207-4219.
25. Sugasava Т., Toyoda Т., Adachi M., Sasakura K. Aminohaloborane in Organic Synthesis. 1. Specific Ortho Substitution Reaction of Anilines II J. Am. Chem. Soc., 1978, 100:15, 48424852.
26. Antolini L., Vezzosi I.M., Battaglia L.P., Corradi A.B. Crystal and Molecular Structures of 2-Aminobenzophenone and 2-Aminodiphenylmethanol // J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2, 1985,237-239.
27. Громачевская E.B., Кульневич В.Г., Косулина Т.П., Пустоваров B.C. Исследование в области 4-Н-3,1-бензоксазинов. 2. Синтез 2,4-замещённых1,2-дигидро-4Н-3,1-бензоксазинов НХГС, 1988, № 6,842-847.
28. Кульневич В.Г., Громачевская Е.В., Косулина Т.П. Превращения о-аминотрифенилкарбинола в присутствии кислот Льюиса // ХГС, 1984, № 7,953-955.
29. Громачевская Е.В., Косулина Т.П., Кульневич В.Г. Исследование в области 4-Н-3,1-бензоксазина. 8. Синтез и свойства хлоридов 4Н-3,1-бензоксазиния // ХГС, 1993, № 4, 537-541.
30. Громачевская Е.В., Косулина Т.П., Чехун A.JL, Кульневич В.Г. Исследование в области 4-Н-3,1-бензоксазинов. 9. Перхлораты 2-алкил(арил, фурил)-4Н-3,1-бензоксазиния и их превращения IIХГС, 1993, № 4,542-546.
31. Громачевская Е.В., Кульневич В.Г., Ельчинов Д.П., Косулина Т.П. Исследование в области 4-Н-3,1-бензоксазинов. 10. Реакции о-аминофенилдифенилкарбинола с галогеналкановыми кислотами II ХГС, 1993, № 4,547-549.
32. Громачевская Е.В., Косулина Т.П., Крапивин Г.Д., Кульневич В.Г. Реакции о-аминофенилдифенилкарбинола с непредельными альдегидами II ХГС, 1993, № 9,1292— 1293.
33. Косулина Т.П., Громачевская Е.В., Кульневич В.Г. О реакции о-аминофенилдифенилметанола с а-ацетиленовым кетоном II ХГС, 1993, № 10,1432.
34. Sundaraganesan N., Saleem Н., Mohan S., Ramalingam M. FT-Raman and FTIR spectra, assignments and ab initio calculations of 2-aminobenzyl alcohol // Spectrochim. Acta A, 2005,61,377-385.
35. Taffarel E., Chirayil S., Thummel R.P. Synthesis and Properties of Ligands Based on Benzog]quinoline // J. Org. Chem., 1994,59,823-828.
36. Schiemenz G.P., Schiemenz В., Petersen S., Wolff C. Hexacoordinated Carbon or Tetracovalent Silicon? // Chirality, 1998,10,180-189.
37. Toshimitsu A., Saeki Т., Tamao K. Enhanced Leawing Ability of Methoxy Group and Retarded Deprotonation on the Carbon Atom Linked to the 1-Position of 8-Phosphino- or 8-Amino-naphthalene // Chem. Lett., 2002,278-280.
38. Herbst Т., Schiemenz G.P., Wolff C. Chirality in hindered naphthylamines // Magn. Res. Chem., 1988,26,608-611.
39. Kirby A.J., O'Carrol F. Highly Efficient Intramolecular General Acid Catalysis of Enol Ether Hydrolysis, with Rapid Proton Transfer to Carbon // J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2, 1994,649-655.
40. Ianelli S., Nardelli M. Synthesis and Structure of New Bronchospasmolytic Agents. II // ActaCryst., 1992, B48,687-695.
41. Ianelli S., Nardelli M., Belletti D., Jamrat-Gregoire В., Mouaddib A., Caubere P. Synthesis and Structure of New Bronchospasmolytic Agents. III Acta Cryst., 1992, B48, 178-185.
42. Vanquickenborne L. G., Coussens В., Verlinde C., De Ranter C. Ab initio analysis of 2-aminoethanol conformers, including electron correlation corrections for the energy I I J. Mol. Struct.(Teochem), 1989,201,1-15.
43. Harding С. C., Watkin D. J., Hotchkiss D. J., Cook J. M. D., Fleet G. W. J. l-Amino-N,N-dibenzyl-1,6-dideoxy-P-L-fructofiiranose II Acta Cryst., 2005, E61, o995-o997.
44. Harding С. C., Cowley A. R., Watkin D. J., Punzo F., Hotchkiss D. J., Fleet G. W. J. 1-Amino-N,N-dibenzyl-l-deoxy-a-D-tagatopyranose methanol solvate // Acta Cryst., 2005, E61, о 1475-01477.
45. Barten J.A., Lork E., Roschenthaler G.-V. Novel p-hydroxy-p-bis(trifluoromethyl) imines // J.Fluorine Chem., 2004,125,1039-1049.
46. Gaudiano G., Sweeney K., Haltiwanger R. C., Koch Т. H. Synthesis of a Capto-Dative Diradical and Its Reversible Oligomerization to Macrocycles of Coronand Structure II J. Am. Chem. Soc., 1984,106,7628-7629.
47. Widhalm M., Nettekoven U., Mereiter K. Chiral ferrocene derivatives a 2,2'-bridged binaphthyl moiety// Tetrahedron: Asymm., 1999,10,4369-4391.
48. Glowiak Т., Malarski Z., Sobczyk L., Grech E. Structure and IR spectroscopic behaviour of l,8-bis-(dimethylamino)naphthalene 2,4-dinitroimidazolate // J. Mol. Struct., 1987,157,329337.
49. Kanters J. A., Schouten A., Kroon J., Grech E. Structure of 8-dimethylamino-l-dimethylammonionaphthalene hydrogen cquarate II Acta Cryst., 1991, C47,807-810.
50. Kanters J. A., Schouten A., Duisenberg A. J. M., Glowiak Т., Malarski Z., Sobczyk L., Grech E. Temperature effect on the structure of the complex 1,8-bis(dimethylamino)naphthalene chloranilic acid (2/1) dihydrate II Acta Cryst., 1991, C47, 2148-2151.
51. Kanters J. A., Ter Horst E. H., Kroon J., Grech E. Complexes of the 'proton sponge' 1,8-bis(dimethylamino)naphthalene (DMAN). III. Structure of DMANH]+* [pentachlorophenolate]" [pentachlorophenol]2 at ШКI I Acta Cryst., 1992, C48,328-332.
52. Raves M. L., Kanters J. A., Grech E. Complexes of the "proton sponge" 1,8-bis(dimethylamino)naphthalene (DMAN): Part 5. The structure at 100K of DMANH]+'[dihydrogen hemimellitate]" hemihydrate // J. Mol. Struct., 1992,271,109-118.
53. Glowiak Т., Grech E., Malarski Z., Sobczyk L. NHN]+ and [OHO]- hydrogen bridges in the 1:1 adduct of l,8-bis(dimethylamino)naphthalene with 3,4-furandicarboxylic acid // J. Mol. Struct., 1993,295,105-111.
54. Kirby A.J., Percy J.M. Sinthesis of 8-Substituted 1 -Naphthylamine Derivatives. Exceptional Reactivity of the Substituents // Tetrahedron, 1988,44,6903-6910.
55. Ashfaquzzman S., Pant A. K. The Crystal Structures of 2-Aminophenol and 2-Amino-4-chlorophenol I I Acta Cryst., 1979, B35,1394-1399.
56. Kashino S., Tomita M., Haisa M. Structure of 2-Amino-4-methylphenol // Acta Cryst., 1988, C44,730-732.
57. Haisa M., Kashino S., Kawashima T. The Structure of 2-Amino-5-nitrophenol: a Comparison with 2-Aminophenol И Acta Cryst., 1980, B36,1598-1601.
58. Filarowski A., Szemik-Hojniak A., Glowiak Т., Koll A. Anomalous strengthening of the intramolecular hydrogen bond by steric repulsion // J. Mol. Struct., 1997,404,67-74.
59. Chandrasekaran A., Day R. O., Holmes R. R. Silicon-Nitrogen Interaction in Cyclic Organooxysilanes. Dimer to Monomer Conversion // Organometallics, 1998,17,5114-5123.
60. Sony S. M. M., Kuppayee M., Ponnuswamy M. N., Manonmani J., Kandaswamy M., Hoong-Kun Fun. A comparative study on structure and conformation of three hydroxybenzylamine ligands II J. Chem. Cryst., 2003,33,925-932.
61. Abdul Ajees A., Sekar K., Marappan M., Kandaswamy M. 4-tret-Butyl-2,6-bis(piperidinomethyl)phenol II Acta Cryst., 2001, E57, o878-o880.
62. Raj S. S. S., Velmurugan D., Ponnuswamy M. N., Shanmugam G., Kandaswamy M. Structural characterization of 2,6-bis(N-methylenepiperidino)-4-nitrophenol (MPN) and 2,6-bis(N-methylenemorpholino)-4-nitrophenol (MMN)//J. Chem. Cryst., 1994,24,187-191.
63. Raj S. S. S., Velmurugan D., Subramanian E., Kandaswamy M. 4-tret-Butyl-2,6-bis(4-methyl-1 -piperazinyl)methyl]phenol II Acta Cryst., 1994, C50,2007-2009.
64. Gunasekaran K., Raj S. S. S., Velmurugan D., Rajendran Т. M., Kandaswamy M. 4-Hydroxy-2,6-bis(4-methylpiperazinyl)methyl]benzonitrile Monohydrate // Acta Cryst., 1997, C53,1116-1117.
65. Velmurugan D., Guvindasamy L., Subramanian E., Rajendran Т. M., Kandaswamy M. 2,6-Bis(4-methyl-1 -piperazinyl)methyl]-4-nitrophenol II Acta Cryst., 1994, C50,931-933.
66. Raj S. S. S., Ponnuswamy M. N., Shanmugam G., Kandaswamy M. Synthesis and structural characterization of 2,6-bis(N-methylenemorpholino)-4-methylphenol (MMP) and 2,6-bis(N-methylenemorpholino)-4-bromophenol (МВгР)//У. Chem. Cryst., 1994,24, 83-87.
67. Raj S. S. S., Velmurugan D., Subramanian E., Kandaswamy M. 4-Chloro-2,6-bis(morpholinomethyl)phenol II Acta Cryst., 1994, C50,2009-2010.
68. Butt G. L., Deady L. W., Mackay M. F., Sadek M. Novel products from attempted Michael addition to 1-methyl-1,2,5,6-tetrahydropyridine-4-carbonitrile // Tetrahedron Lett., 1982,23, 4485-4488.
69. Palmieri G. A practical o-hydroxybenzylamines promoted enantioselective addition of dialkylzincs to aldehydes with asymmetric amplification // Tetrahedron: Asymm., 2000, 11, 3361-3373.
70. Cimarelli С., Palmieri G., Volpini E. Ready iV-alkylation of enantiopure aminophenols: synthesis of tertiary aminophenols // Tetrahedron, 2001,57, 6089-6096.
71. Cimarelli C., Palmieri G. Asymmetric reduction of enantiopure imines with zinc borohydride: stereoselective synthesis of chiral amines // Tetrahedron: Asymm., 2000, 11, 2555-2563
72. Cimarelli C., Palmieri G., Volpini E. Stereoselective Alkylation of Chiral 2-Imidoylphenols with Organolithium Reagents: Synthesis of Enantiopure 2-Aminoalkylphenols // J. Org. Chem., 2003,68,1200-1206.
73. Cimarelli C., Palmieri G., Volpini E. Reduction of 4#-chromen-4-ylidene amines: synthesis of 2-(1 -aminoalkyl)-3-aryl-2-propeny 1] phenols // Tetrahedron., 2001,57,6809-6814.
74. Bell W., Coupar P. I., Ferguson G., Glidewell C. Multiple Hydrogen Bonds in Pyridine-2,6-dimethanol and Benzene-1,3,5-trimethanol II Acta Cryst., 1996, C52,2520-2524.
75. BjernemoseJ. K., Bond A. D. meso-l,2-Bis(pyridine-2-yl)ethane-l,2-diol // Acta Cryst., 2005, E61, o741-o742.
76. Brown J. N., Jenevein R. M., Stocker J. H., Trefonas L. M. 2,3-Di(2-pyridyl)-2,3-butanediol. Crystal and molecular structure study of the meso form with ancillary proton magnetic resonance data II J. Org. Chem., 1972,37,3712-3718.
77. Skrzypczak-Jankun E., Kaluski Z. l-Izoquinolyl(phenyl)methanol II Acta Cryst., 1981, B37, 768-770.
78. Kotsuki H., Hayakawa H., Tateishi H., Wakao M., Shiro M. Synthesis of novel chiral oligopyridine derivative ligands for the enantioselective addition of diethylzink to benzaldehyde // Tetrahedron: Asymm., 1998,9,3203-3212.
79. Keene F. R., Snow M.R., Tiekink R.T. Tris(2-pyridyl)methanol // Acta Cryst., 1988, C44, 937-938.
80. Gorlitz J. J., Nielsen P., Toftlund H., Bond A. D. 2,6-Bisbis(2-pyridyl)hydroxymethyl]-pyridine II Acta Cryst., 2004, E60, ol319-ol320.
81. Glidewell С., Ferguson G. Molecules Isoelectronic with Triphenylmethanol: Diphenyl(4-pyridil)methanol and Triphenylmethylamine II Acta Cryst., 1994, C50,924-928.
82. Rahm F., Fisher A., Moberg C. Pyridyl Phosphinites and Pyridyl Phosphites from Chiral Puridyl Alcohols A Modular Approach // Eur. J. Org. Chem., 2003,4205-4215.
83. Lindvall M. K., Rissanen K., Hakala J-M.L., Koskinen A-M. P. Novel y-turn mimetics with a reinforced hydrogen bond // Tetrahedron Lett., 1999,40,7427-7430.
84. Orr Junior L. В., Parsons E. J., Pennington W. T. 2- (Hydroxyphenyl)imino]methyl}-pyridine II Acta Cryst., 1992, C48,2042-2043.
85. Brooker S., Iremonger S. S., Plieger P. G. A new bis(phenol-armed) pyridazine-containing Schiff base ligand: synthesis, complexation and reduction to the amine ligand analogue // Polyhedron., 2003,22, 665-671.
86. Wozniak К., He H., Klinowski J., Jones W., Dziembowska Т., Grech E. Intramolecular hydrogen bonding in N-salycylideneanilines. X-ray diffraction and solid-state NMR studies // J. Chem. Soc., Faraday Trans., 1995,91,77-85.
87. Dominiak P. M., Grech E., Barr G., Teat S., Mallinson P., Wozniak K. Neutral and Ionic Hydrogen Bonding in Schiff Bases // Chem. Eur. J., 2003,9,963-976.
88. Yatsenko A. V., Paseshnichenko K. A., Schenk H. 4-Chloro-2-(phenyldiazenyl)phenol from powder data: a form stable at room temperature // Acta Cryst., 2001, E57, ol 154-ol 155.
89. Yatsenko A. V., Paseshnichenko K. A., Schenk H. 4-Chloro-2-(phenyldiazenyl)phenol from powder data: a form metastable at room temperature // Acta Cryst., 2001, E57, ol156-oll57.
90. Isik S., Aygun M., Kocaokutgen H., Tahir M. N., Buyukgungor O., Erdonmez. 3-t-Butyl-2-hydroxy-5 -methoxyazobenzene I I Acta Cryst., 2001, C54,859-860.
91. Kocaokutgen H., Soylu M. S., Lornecke P., Ozkinali S. 2-t-Butyl-4-methyl-6-(phenyldiazenyl)phenol II Acta Cryst., 2003, E59, о 1932-01934.
92. Connor J. A., Kennedy R. J., Dawes H. M., Hursthouse M. В., Walker N. P. C. Structural Studies of Arylazo and Arylimino Compounds 15N NMR and X-ray Crystallographic Studies of Aro-Hydrazo Tautomerism II J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2, 1990,203-207.
93. Pajak J., Rospenk M., Glowiak Т., Sobczyk L. DFT theoretical, spectroscopic and X-ray diffraction studies on 4-methyl-2'-hydroxy-4'-alkylazobenzenes // Chem. Phys., 2001, 274, 15-21.
94. Jimenes-Cruz F., Perez-Caballero G., Hernandez-Ortega S., Rubio-Arroyo M. 2-(4-Methoxyphenylazo)-4-phenylphenol II Acta Cryst., 2001, C56,1028-1029.
95. Pajak J., Rospenk M., Ramaekers R., Maes G., Glowiak Т., Sobczyk L. DFT theoretical, X-ray diffraction and IR matrix-isolated studies on 4-chloro-2'-hydroxy-4'-ethoxyazobenzene // Chem. Phys., 2002,278,89-100.
96. Hibbert F., Sellens R. J. Barriers to Rotation in Intramolecularly Hydrogen-bonded 2-Phenylazoresorcinols II J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2, 1988, № 4,529-531.
97. Висторобский H.B., Пожарский А.Ф. иери-Нафтилендиамины. VII. Альдегиды "протонной губки" // Журн. орган, химии, 1989,25,2154-2161.
98. Pozharskii, A. F., Ozeryanskii, V. A. peri-Naphthylenediamines 23.* Investigation ofintramolecular hydrogen bond in protonated l,8-bis(dimethylamino)naphthalenes by 1H NMR spectroscopy //Russ. Chem. Bull., 1998,47,66-73.
99. Farrer, N. J., McDonald, R., Mclndoe, J. S. Proton sponge phosphines: electrospray-active ligands. II Dalton Trans., 2006,4570-4579.
100. Einspahr, H.; Robert, J.-B.; Marsh, R. E.; Roberts, J.D. per/-Interact ions: an X-ray crystalloggraphic study of the structure of l,8-bis(dimethylamino)naphthalene // Acta Crystallogr. 1973, B29,1611-1617.
101. Mallinson, P. R.; Wozniak, K.; Wilson, С. C.; McCormack, K. L.; Yufit, D. C. Charge Density Distribution in the «Proton Sponge» Compound l,8-Bis(dimethylamino)naphthalene II J. Am. Chem. Soc. 1999,121,4640-4646.
102. Hine, J., Hine, M. The Ralative Acidity of Water, Methanol and Other Weak Acids in Isopropyl Alcohol Solution// J. Am. Chem. Soc. 1952,74,5266-5271.
103. Wofford, D. S.; Forkey, D. M.; Russel, J. G. Nitrogen-15 NMR spectroscopy: prototropic tautomerism ofazoles II J. Org. Chem., 1982,47, 5132-5137.
104. Heigh, С. W.; Mallion, R. B. New tables of ring current shielding in proton magnetic resonance // Org. Magn. Reson. 1972,4,203-228.
105. Аганов, А. В.; Клочков, В. В.; Самитов, Ю. Ю. Новые аспекты приложения ЯМР к исследованию процессов химического обмена// Yen. химии, 1985,54,1585-1612.
106. Anslyn, E. V., Dougherty, D. A. Modern Physical Organic Chemistry, University Science Books, Sausalito, California, 2006, p. 173.
107. Destro R., Pilati Т., Simonetta M., Vogel E. Structural studies of syn-l,6:8,13-diimino14]annulenes. 2. Molecules with connected bridges II J. Am. Chem. Soc. 1985,107, 3185-3191.
108. Mallpass, J. R.; Butler, D. N.; Johnston, M. R.; Hammond, M. L. A.; Warrener, R. N. InLine Proximity Effects in Extended 7-Azanorboranes. 2. A Major Reduction of N-Inversion Barriers in Symmetrically Flanked Systems // Org. Lett. 2000,2,725-728.
109. Ozeryanskii, V. A., Milov, A. A., Minkin, V. I., Pozharskii, A. F. 1,8-Bis(dimethylamino)naphthalene-2,7-diolate: A Simple Arylamine Nitrogen Base with Hydride-Ion-Comparable Proton Affinity // Agnew. Chem. Int. Ed. 2006,45,1453-1456.
110. Perrin C. L. and В. K. Ohta Symmetry of N-H-N Hydrogen Bonds in 1,8-Bis(dimethylamino)naphthalene H+ and 2,7-Dimethoxy-1,8-bis(dimethylamino)-naphthalene'H+ II J. Am. Chem. Soc., 2001,123,6520-6526.
111. Howard S. T. Relationship between Basicity, Strain, and Intramolecular Hydrogen-Bond Energy in Proton Sponges II J. Am. Chem. Soc., 2000,122, 8238-8244.
112. Ikuta S. Electron correlation effect on the geometries and energetics: Proton-bound ammoniadimer, (H3N-H.NH3)+// J. Chem. Phys., 1987,87,1900-1901.
113. Пожарский А. Ф., Александров Г. Г, Висторобский Н. В. Кристаллическая структура 4,5- и 2,5-диформилпроизводных «протонной губки» // Журн. орган, химии, 1991, 27, №7,1536-1543.
114. Уэйкфилд Б. "Методы синтеза с использованием литийорганических соединений". Мир, Москва, 1991; Wakefield В. Organolithium Methods. Academic Press, London-San Diego-New York-Boston-Sydney-Tokyo-Toronto, Harcourt Brace Jovanovich, 1988 .
