СТЕРЕОХИМИЯ [2 + 2]- ЦИКЛОПРИСОЕДИНЕНИЯ СУЛЬФЕНОВ К ЕНАМИНАМ И СТЕРЕОСПЕЦИФИЧНОСТЬ МЕТАЛЛИРОВАНИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ З-АМИНОТИЕТАН-1, 1-ДИОКСИДОВ тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

СТЕРЕОХИМИЯ [2+2]-ЦИКЛОПРИСОЕДИНЕНИЯ СУЛЬФЕНОВ К ЕНАМИНАМ И СТЕРЕОСПЕЦИФИЧНОСТЬ МЕТАЛЛ И РО ВАН ИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ 3-АМ И НОТИ ЕТА Н-1, 1-ДИОКСИДОВ

На правах рукописи

Валентина Васильевна СЕРГЕЙЧУК

(02.00.03 — органическая химия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

МОСКВА — 1977

JOIT »> "¿.Л ССЬ ' С 1!

шансшство сельского храайсш ссср

ИОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ШШШ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЙ ммеваК.А.ТИМИРЯЗЕВА

На вроих рукописи &алонмна Васильевна СЕРГЕЙЧУК

стереохимия [г+гз -цшопржюединенйн содфвдоз

к енанииш и стерюс11шфишсть металлирования 0бразую(|н1ся з-ашютиетан-1,1 -диоксидов

(02.00.05 - оргашивмалжнишв)

. А*»р«ф«рв* ДЮ04рТ&фМ ил воквкаш« J4«*Ol (МШ

кавдяд&п даоотввюге вдж

Ноеква - 1977

л С И®. *

" Ць xi I

Работа выполнена на кафедре органической химии иооковокой ордена Ленива и ордена Трудового ¿равного Знамени сельскохозяйственной академии им. К.А.Тимирязева.

Научный руководитель:

доктор химических наук, профессор Дрозд Виктор

Николаевич.

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Бауков Ори» Иванович

кандидат химических наук, старший научный сотрудник

Коэьыим Анатолия Семенович.

. Ведущее предприятие - Инстнтух органическое химии АН СССР, г.Носква.

Задита диссертации состой гея *_У 197? г

в ~ чао, на ааседаыии специализированного совета К-Х20.Э5.04 в Московской сельсиоховя йс тве ииоН академии и». К.А.Твмирявева.

Адрес: 125008, г.кооква А-8, ул.Тимирязевская, >9.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦКБ 1СХА.

Автореферат разослан * " ^/У.Г, ?^« 1977 г.

Учении секретарь специализированного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ ■.

Актуальность проблемы, Реакции цикяоприсоединения являются ыоцнш! синтетическим инструментов » органической хиаяи.'Среда' роакций этого-типа определенный интерес представляет реакция [г+23 -вдклоприсоединеиия сульфенов к енаиишш, приводящая к ■ образованно самых разнообразных четырехчленных З-ашшоткетаи--1,1-диоксидов. Однако несмотря на интенсивные исследования« ведущиеся в течение последних 15 лет* вопрос о механизме реакции не решен и до сих пор. Ранее' было доказано, что реакция . протекает строго' ;региоспецифично, а такае то, что конфигурация .вступающего, в циклоприсоедяиеиие ёнааива сохраняется, если он инея транс-конфигурации, и частично изменяется, если снакип был цис-иаоиерои. Не иенее интересен вопрос о влиянии заместителей в суд^фене вёнаыиве на ззаишую'стерео-ориентацию этих двух фрагментов в' процессе цикдоприаовдинеш!^ В сажш деле, ¡гак как регйоселективаосхь ци клоприсо вд инения:еульфенов к енаминаи соияения не 2ызнваот( при наличяя заиести1вля у ^, -углеродного атома сульфена возможно взаимное дне- или транс-расположение этого заместителя «! амино-группы вобраз овавш е цсяциклоаддукт е, 5-аииио-г-0)-Ляехан-1,1~диоксиде. К началу назей работы .;" этот вопрос' был .практически ие исследован, хотя его изучение могло, инеть'не только чисто практическое прикладное значение,но и пролить свет на и'еханмэи самого циклоприсоедивеная« : ' : Цель' тоботн. в дастояаей работе проводилось систоиатичос- ■ коо исследование реакции [2+г]-доклаприсоедияоцмя алкал- и арил-сульфопов КСН=502( К«СН2=СН %% <СИ- С2Н5 -) к енаки-нам.; Пзучалаоь с?срооспеци*ичцоогь реакции,, .-определялась сто- . реохяиия полученных. 3-ам2но-2(4)-.К-тиетаЕ~1,1-даоксадов^ Кссло-доваяиоь условия изомеризации термодинамически; иене аустойчившс

цис- в более устойчивые транс-цинлоаддукты.

Научная новизна и,практическая ценность работы» Показано» что циклоприсоединекие запененных сульфенов Л СНвЗО^ к ензминаи протекает в общем случае нестереоспецпфично, давая сыёсь цис- н транс-3-амино-2(4)-Я-тиетан-1,1-дионсвд'ов( причем в случае вряд суль$еков отмечено образование цис-изомера в болькем к'оличест- ' во, в то время кок при реакции алкилсудьфенов с увеличением сте-рическнх требований алютла наблюдается постепенное увеличение количества транс-изомера. Анализ полученных: результатов о привле четюм литературных данных позволяет сделать вывод, что наблюдаемые Сакти лучше'всего согласуются с носивхронным цвиттер-ионньщ «еханиэмои циклоприсоединения сульфенов к «наминай. '.;

При изучении цис-транс-изомеризации 3-аиинотиетан-1,1-дио--ксидов был установлен интересный факт, что иеталдирование зтпх соединений строго стереослецк^чно приводит к образовали» 2(4)-явтнйорганических соединений, б которых атом лития.к аиипо»группа находятся в цастпозояонии относительно друг друга, что можно объяснить образованней внутримолекулярной координационной связи 1Л....Н. Эти латийоргавичеекчо соединения при взаимодействии о электропилами позволяют получать разнообразные цио-3~амиво-2(4)-Я-тивтаи-1,1-даоксидм.

Систематическое исследований стереохимии моталлировадия раз личных ^-амхпосульфонов показало, что вследствие кокфориациоа-ной аесгкостн система З-аминотиотац-гД- диоксида оказалась уникальной в смысле стереоспец;:£ачноста кетаглировашш, так как уже шггичлопшо ^-шиносулгфопи, производные 3-штпо-а,3-да~ гидробензо [-63 таофеи-1,1-дио1:скда мсталяируются в'обдеа случае нестерооспевдфично, так же как и алифатические ^-амиаосульфоны.

Предложен таксе новый скптегический метод - нуклеофильноо ^-амлцоалкалировапдо - на основе легко достудншс али$агичоских ^-аиинооуль^оиов путей шно- или динетавлировоыЕЯ отях суль£о-поб, последующего ввод опия заместителей в д.-пол оке на 9 к суль-,' фонплыюй грутю и удаления сулЦоиальпоЛ группы, восстановлением амальгамой натрия. ! -

Апробаи:ш табС1Н ц публикация результатов' исследования. Основ по о содер-ацис райоги ншло отрагошюз четырех публикациях 1 к долояоно па научной конференции ТСХА в 1976 г..

' Объем работы. Диссертация ¿злогенй на 144-стратщах цшзияо-пуспого «кота и ссс5о;;г аз вводе ни я, грех глав, выводов; и списка литературы. Первая глаза представляем обзор литературы по . и^1^голр::соод:1!1ол::я сульфоиол. Вторая глаза посвящош

анализу и * обсуждении получешшх результатов. Третья глава содер-гаг описание эхсперацснга. Список ксшдьзованноК дигоратури в клячах;:: 195 аз^аоиолаигй. : „

ОСНОВНОЕ СОДЕРЗАНИЕ РАБОТЫ

■ I. Суорзохиция Гй+21-цвклопр11соединерцп судьФояов .'.."■.. ' • к ееакинам , "

К началу работы ииелось довольно мало сведения о стереоспа-ци$пчпости [2+23-Циклоприс о еди не кия сукьфенов £;СНа$02 к енанп-иам* Очень часто стера охиипя образовазшихся даклоаддуктов не ощ)олеляглсь; кроме того, часхо во било уверенности, что второй сторсоизомер до Мерялся при выделении,,. офтеныи методом которого была кристаллизация.

.;'.,■„ Нами проведеяо сисгеиатическое авааадаовааие реакции -цкклоприсоодипенип ¿-замененных адкил-..и .ариясуяьфенов , йСН=зЬг <..я»,'снг«СЙ-,; Сб%-, са5-, ¿¿Н^)/» енаминаи и показано«

что в обп;ом случав зта реакция протекает пестореоспеци^нчпо,приводя к cueca цис- и трапс-3-ацпно-2(4)-1?-т:1етан-1 Д-дябксадов...

В 1972 г, итальянские исследователи (J, Chem. 5oc.t Perore* I, . 197?. 282} изучали взаимодействие вин ял сульсена с различными рна-аинани,циклическими к ацикличосккци, и во всех случаях э процессе выделения получали только один из возможных стораоизокерних ' ^2+23~цк!слоаддуктов. Так, например, пря взаимодействия 1-мор£о-лино-2-метштропена с винилсуль{виси (из аляиисуль$охлорида я триэтиламнна в эфире при 0°) с последук~ей кристаллизацией продукта реакция на спирта ни» бил выделен только один стерсоиэомер 3-ио рфопнко-2,2-диц ет ил-4-ви ш: лти атан-1,1 -дно кс ид а с т. пл. 152153° с выходом 50S; стереохимия его устанозлэна не <5ида.

При исследовании реакции виниясуль$ена с Х-мор40лино-2-мо-: • т ил про пеной в тех se условиях нами такжё был выделен после кристалл аз ацип из спирта с выходов 50J» циклоаддуцт, правда» с т.пл. 142-144°/ а не 152-153°, но спектр 1ЖР этого вещества бил идентичен спектру аддукта итальянских ученых. Вероятно, это различные кристаллические модификация одного и того re цис-изоиера ; (как будет показано визе) 3-морфолино^2,г-димехил-4-Вйнилтие-^ тан-I,I-диоксида £цис- (la)}. "л .'И*М:".

Однако в; реакционной смеси находился еще другой, более -иизкоплавкий, травс-изоиэр 3-мор4оликог2,2-дииотид-4-винаятие- . тан-ГД-диоксида Стране- (1бД, который не был замечен италь-пнсюши исследователями а который легко идоитк$ицаруегсл по спектру ПНР реакционной смося. Из анализа спектра HüP легко «одно сделать выгод, что циклопрясоединение;зинилсуль(ена к I-uop-; Оояиио-г-мотилпропену протечет иеотерооспеца&ичш) с.образована- " eu cueca цис- и транс- (1а) в соотногшпап примерно 1:1, на основании инюгральной интенсивности дублетов Ц^ у цис- и транс-(1) "'

при 2.99 и 2.6? м.д. соответственно. .'..•••' •

' * ; Аналогичные результата были получены и яря проведении реакции с 1-т]перидино72-ивтилпропён011:.реакционная смесь содер-, жпг цис- с траво-3-пипоридиио-2,г-даиетил-'и-винидтиетан-1,1-дио-ксиды £цис- и 1рано-(2а-б)3 лрииерно в равных колйчествах.судя ,по йюеграшиыи иатевоютостяи дублетов И3 у цис- и трано-(2) ври 2.85 и 2.55 ц.д. соответственно. ;

. СНгаСнС^ЗС^а МЕ-Ко*.

л/-.- + эф. -

0-си=сГсн^ «V / „».• н* . --^ ^ ^

. (1а)# (16), Х=0 .

лу.(2а), х«сн2 (26), х=снг

Однако'в этом случае доке ври многократно Ц кристалла з аци и не . удалось ввдолить чиотйя высоколлавкяй цяс- (2а), йез принеси ;

; • Чкстие ниэкоплавкие транс-мзоыери (1а)-(2а) удаетоя получить после обработки цис-нэоиеров (16)-(26) £или их реакционных 'сцеоой;е^ трано-изомёракиЗ: и.-бузгиллимш* о последующим разложе-^ ■наем образовав1аш:я ш11ийоргашнческих со0диневяН водоИ; подробнее стороохшшл отих прёвразввиК будет ! осуждена/яйле.

Опроделеаио стереохимия образовавшееся аддуктов методом пир вызывает определоинме затруднения ввиду малой характеристичноети цис- и транс-ввцивольнцх коаотантвиалыхдйшл. Висследуеиом наш случае ^ 3:4 а 9 гц одинакова для обА№ яф .изомеров ,Ца-б) а ;С2ач5) /■ ;■■ л; Ь'

Для установлена, стереохимии, изомерных 3-морфоливо-2.,2-ди~.

и в тил-4-вияилтив тан-1,1-диокеидов (1а-б) нами бил пепогъоозап метод добавок парамагнитных сдвнгавцюс реагентов и неследонапал величин парамагнитных индуцированных сдвигов. Центром комплекса-: образования в молекуле Зншрфолиаотиетан-1,1-диокеидов является кислород морфолинового кольца. Сравнение величин тангенсов уг- ' :: лов наклона прямых зависимости = | ( при но сл едопато ль-

ной увеличении добавок Ей (Урт)3 (таблица I) показывает, что для изонера (1а) скорость парамагнитного сдвига цие-протопов во-: вильной группы (НА) и (Нв) относительно сдвига ^-протонов мор-фоливовогс кольца судествевко выае, чем у иаомера (16). С учеточ седлообразной конфориащш тиетандио кс идно го цикла поэтому'иоэшо считать, что цорфолиновый остаток и виннльнея группа пространственно сближены в изомере (1а), то есть' именно он является цис-иаомарои, а (16), естественно, транс-изоиерои.

Таблица I

Тангенсы углов наклона пряных зависимости 5^) при последоватолышх добавках Ей (с!рт)3 для 3-иор4олкио- 'У 2,2-диметид-4-виейл ти е тан-1Д-даонсидов (СЯЙ^, 30°) • :

н*- —--—Ьф--

: Па) : Пб)

сн5 0.121 0.176

сн, 0.169 ОЛЮ

н 0,447 0.443

п{ 0.154 0.193 •

в 0.229 0.217

НА 0.193 0.094 ■ v:

0.092 0.040

0.072 0.082 С'

Другое свидетельство в польау сделанного наше вывода об от-> носшельной стереохимии цнклоаддуктов (1а-б) и (2а-б) получено

ханачесли. Трояс-3-морфолинЬ-г-$внвлтивтан-1»1-диоксид (5), сян-тозпрованпий присоединенаси сульсена (из метайсульфохлоряда при действии триэтиламина б эфаро при 0°) к транс- -морфолиности-ролу, но изоиораэуотся в цнс-азомер посла обработки н.-бутилли-тиом с послодуе^йм действием воды, хотя после обработки литиА-оргацичоского соединения хяхелоЗ водой дейтерий вступает именно в полохоние 2 исходной иолокулы: исчезает дублет протона Н2 пря 5.27 ы.д. ^¿.з = 8.5 гц), а квадруплет протона Н^ при 3.33 и.д. преврацается в траплст. '

. СО« ^ .

/Г :МЕЫ> ^-%

^у)_I ; ¿н(я)го

(5)

___Г~"?02 ■

Так как виенно циклоаддукхи (16) п (26) не изменяйтея при подоб-пой обработка/ а их схереоизомвры (1а) я (2а) прзвракаютоя в (16) и (26), первые являете я транс-, авторае - цио-иаомврами. >

При взаимодействии фениясульфена (из фенилметаноул^фохло-рида и триатлламина ъ- эфире при 0°) с 1-ш>рфолино-2-иетилпропе-пои (]г+2Д-циклоприсоединоние такка протекает нес т ереос пецифич-но:' дря этой образуется смесь цае- и траяо-3-;Морфоливо-2,2-диме-тил-4-Февилтяетав-1,1-диоксидов £цис-(ба) в траврг-(бб) соответ-ствонноЗ в соотлеяеняя 2:1: ■ ' ■■'

(6а) (66)

Относительное содержание изоиеров в реакционной сиеси определялось по интегральной интенсивности,дублетов протонов Н^ в опек-тре П.ЧР при 5.34 и 5.13 и.д. для цпс- и транс-и зон еров соответственно.

Точно также при взаимодействии февилоульфсна с транс-норфо-лннопропенои," хотя в общей [2+2^ -циклоприсоединение идет не-стереоспецифзчно, наблюдается преичуществвнная цис-ориеатация норфолинового остатка екамина и фенвдьыого кольца оульфена: образуется спесь г —3—морфолино-^—2-иетил-с—4-фенил- и г-3-иор-фоиино- 1-2-ыетил-•*,-4-фвнидтиетан-1,1-диокоидов С(?а-б) соответственно 3 в соотношении 2:1*

Сн .; (?а) (7б>

В этой случае, наряду сдиклоприсоедивецаеи протекает замещение атоиов водорода в ^-полояенки енаиииа на сульфоняльиуп группу; кроне того, из реакционной сиеои был вцделен иор£олид феншше^ таноульфокислоты. ,

При взаимодействии втилсульфена (из пропаасудьфохлорида и хривхилаыииа) с 1-иорфоливо-2-иетплпропенои транс-З-морфолино-2,2-дикетил-'н&тидтиетан-1,1-диоксид £транс-(8а)3 образуется в большей количестве, чек ого цис-иэомер £цис-(8б)3, вероятно,, вследствие стеричеокого отталкивания морфолинового остатка енамина и этильноИ группы сульфева, .;

К = С2Н5 (8а). (86) ; ■

-.■Д.'- :' ■ /■■■я СН3. (Эа) (96)

■ б.,:.» -Рвдеделеш1е соотношения изомеров (8а-б) в реакционной смеси удобнее всого производить с ломоты» определения интегральной' рнтеаоивности метнлышх групп, поскольку сигнал протонов одной

метияышх групп цис-(8а) при 1.52 и. д. расположен отдельно от ;оигкала второй (1.50 и;д.) и сигналов неткяьных групп транс-(вб) ;; (1.50 и 1.53 11.д.). > с . -уд'/л^ ; у ; '*■'.,'■!.■ . .с ■■ ■■ ;..

; ч П^а уменьоеиии сферических Требований алкидьной группы суль-; :фена, а именноупра взаииодейотвии иетцдсульфена (из этансульфо-..хлорида и триэтвлаиииа) р 1-цорфолчно-2-метилвропе ном, увеличи-У ¿ается вероятность взаимного цис-располовения алкика и ыорфолино-

'лого"остатка, и в это« сяучао образуется смесь . цис- и трапс-3-. иор|-о2ино-2,4|4-трииетилтядтан>1,1-диоксихов [цао-(9а) и транс' (96) соответственно] в соотношенииД:Г :: : ;.

Из реакционных смесей цшиоаддуктов (б)-(9) более высокопяав-" '¡ив огореопзоиори удае гоя вадоли» в ,чистом виде, правда, .с боль-аимй потеряиц путем несколькос крзсталгизация язсиеси гексан-этилацета? или спирта: в случае £б) и (7) это Сцли'траис-нзоме-рц, . в случае (8) и (9)дес-вдоиерн',.Сгвроохимия цис-(8а) н ого . гронс-аз онера (86) была легко доказана зх зэтречдии синтезом из ,цис-{1а) я траис-(1<5) соотБетсяиядогсаталитичесйяц гидриров^-.виеи над никелем Ренея» . . vд■;:■ '■*

„ „ -л о/-«'

Т,*

Далее показано, что траис-иэоиеры (бб)-(9б) так же, кок и (1б)-(2б), могут быть получены в чистой гиде при обработке соответствующих цис-изоиеров (или смесей цис- к траас-кзоаеров, полученных в результате реакции циклопр;« ооданония) н.-бутиллитиеи с последующи разлогением полученных дитнйорганичеових соедин'ет-ний водой; при использовании тяжелой воды можно ввести дойторий в «¿-положение к суль$онильвой группе тяетав-1,Х-диоксида, ;

Шклоаддувты (б)-(7)» содержааие 4енильцую группу в у.-по-лохеаив к суль^опильному звену четырехчленного цикла, имеет достаточно кислый водород у этого «¿-С-атома? для этих соединений, тракс-иэомери (бб)-(7б) »термодинамически стабильнее цис-изоме-ров и при обработке смоей изомеров оталамп натрием в спирте происходит изомеризация в транс-изомеры; она Частачнонаблвдается[ ухе при подсеяачивапия солей с о о та от ствув^их З-мор^оланоти втон-1,1-диокс'идов" ' V / ■

Сс«я_ ■■■ V ■ * * '

\ (ба), ВаИ1» СН3 .. ' (бб). .

. , (7а), |ЫСН3, В«Н / (76)

Ийн'ее кислые дис-(8а) и (За) не иэоыераэушоя в этих;условиях.

с%=сн

N—301

I—1а

Hau удалось также выделить чистый низкоплавкий цис-(ба) из реакционной смеси (£а-б)* используя больнее пространственное ^экранирование свободной электронной пары азота в цио-нзомерэ; втот принцип, иозиожно, мо&ет »петь и другие сиататическив применения. ■' ■::*.

7

0 »

TT

j-jfch

ЧСНОа

(6а)

^^y—S&J

^i-JicH^:; (se)

L«

■»рф

-Stfc

Hb

\_f v

CbHif

IL—IfCH^Jj

При действии на исходную спесь избытком ион о надфталев о К кяспотй в абсолютной' ТГ4> окисляется до N-окиси к затеи подвергается вдс-злишшаровани» по Коудус образованней 2,2-даиетил--4-ф9нвлткстон-1,1-двовсида только транс-изоыер (бб); цас-(Йа) ввделяется при этой неизменным.

: ■ Подученные результаты лучше всего согласуются со ступенчатым песигосрошши цвпттер-коаныи механизмом циклоприсоодинеиия. В этой случае "преимущественное образование терцодинаынчески менее устойчивого дис-циклоаддукта можно объяснять электростати-чосглц взапцодоЯствием иозду полозсителЬЕыия и отрицательными зарядами в 1,4-цзвттор-20ииои ивтормедиате, как, вапривер, для фонилсудьфена^что благоприятствует коночной дко-Лоиотрии:

CfcKs СН-ЭОг

N '

n~ сн ™ с

5 .-^"^soe

V • #

/, ^ с

л. /

SQZ

Несколько выпадает из этого ряда впнклъная группа,дающая спесь «ис- и транс-иэоперев в соотнесении 1:1. Естественно,. что в случае алкильных групп действует только сторлческай эффект: ¿з увеличением сгерических требований, увеличивается доля транс-ад-дукта. ' ;

Вполне в'озыожно, что в основном в зависимости от характера заместителей у оульфена механизм циклоприсоединения к енашшам может меняться, и мы имеем неодин, а целый спектр механизмов.'

2. Стереохимия литийорГанических соединений ^-амино-

сульФонов .■ ■ ' ■ - V .-

2.1. СтереоспвШ'..1 ическое цис-раополодеиие.атома лития ( и ^-аминогруппы в 3-амкно-2(4)-литийтиотан-1»I -г ' ДИОКСИДаХ ■ ' ■*

Как ухе указывалось ш&е, удобным методом изомеризации цсс-3-амино-2(^)-Е-гистан-1,1-диоксидов в пх транс-изомеры яв- , ляется обработка н.-бутиллитиеи с последующим разложением водой \ обраэувцихся дитипоргапяческих соединений. Прохонированис протс-: каот в кинетически контролируемых условиях, поскольку при раз-, ■ лохении литкКорганическгх соединений тяжелой водой дейтерий , вступает в цис-положение к амино-группе. ',

^ и.-йаЫ * ■ '

Устойчивой конформацией Я-иеталлировавнрго 3-амино-2(4)-Е-тис-тан-1,Х-диоксида является такая, в которой атом лития занимает кваэиэкваториальное положение между! двуия сульфонияьншм атома--' ми кислорода. Движущей силой образования цпс-конфагурадии этого, иеталлоорганического соединения может быть образование внутримо*

лекулярной ко о рдинациокно Я св я з и ыегду атомом металла а атомом азота, вследствие чего, амино-группа должна занять квазиакоиаль-ное положение, так как при седлообразной конформации тиетаи-1,1 диоксида диздралышй угол между вицикалышми о* и а* заместителями значительно меньше, чем между соседними квазиэкваториадь-нымн заместителями (32-33° и 36-99° соответственно ).

Естественно, что протолиз дает траяо-3-анино-2(4)-Е-тиетан-1,1-диоксид. Внутримолекулярная координационная связь мозет бить прлчапоЯ большого уплоцеиия четырехчленного цикла латнйоргани-ческого соединения по оравнешш о исходным.

■ * Взаимодействие «I,-металллрованных оуль£онов о электро^иль-,ними реагентами обычно происходит с. сохраненном конфигурации. - Поэтом? естественно било предположить, что получаемые намл ли-тяйерганичоокю соод1шонип 3-ашшо-2(<0-В-тиотан-1,1-диоксидов могут олуаить по'только для превращения цио-изопоров в транс-, по с вообзд для схороосолокгшшого введения 3Л О К? ро ¿ИЛЬНЫХ групп в цае-положенио к З-амино-группе.

ГШ

й Г-Г" н--^" п<Г~

50!

КНаЛ^^х-

■ . \_' ■■■

ССйЧк^со он—

¿И ^

Правильность сделанного предположения была подтверждена на примере З-ыорфолино-2,2-димотилтиетан-1,1-диокскда (10), содержащего незаиещеиный атом углерода в положении Л.

Таким жо образом,согласно приведённой Ъхеие,исходя пэ три замещенных З-морфолммо-2♦2-диметил-4-Я-тиотан-1,1-диоксидов, . К « СбН5, СН3, С2Н5Х(6),"(9), (8)3 при действии гексахлорэта» ва на металлированные (б) а (9) и йодистого метила - па мотал-лироваяный (8) мы получили тетразамещеяные З-корфолинотЕотаи- • 1,1-диоксиды, причем вновь вступающая заместитель всегда пайрав дпатся в цис-полоаение относительно иорфолинового остатка '■.;"

■ « Ч.

О N \_Г

)-

СН&3 ^

си;

>т

о*»-1*"*

СгСу ^^ (6), К - СбН5 . /. -'^"з'г

• (9), К « сн3 : ■:■?.:

: . (8), в = сгнс <14>» ЕвСб%

•";•. . ; л.\.у > Я*). **™} • '

Следует отметить» что для проведения синтезов в реакцию можно брать сиеоь цис- и траис-изомороз (б)» (8), (9), которая обра-.; зуетеппра цикл о присос диноницеульфенов ЕСПа^О^ к 2-метиллропсау.. ■

;;^: Подтверждением в пользу того, что атом кислорода мозоли-нового кольца па играет суаествепцоЯ роли в цис-ораешгщик ото-иа/лития при нстаяЕирований являотоя тот (акт, что З-шшорэдщо 2,2-дп«от11лтиотаи-Х,1-дкоксиД'Ысталлирустси таккс в цце-нолоао-пио относитолыю пипорадинового остатка, давап после ыоталлиро-»шиш ци с-3-ште ра дтю-г, 2,4-траыстилтистан-1,1-диокс а д, а пес-лодшй поело обработки п.-буткллитием с последующим протолизоа

. дает троно-З-пиперидино-2, 2 , 4-трицвтмлти етан-1,1-ди оксид .

' CMj Сц.

I-50г t n.-BuLr У—^Од 4. Ц,-SuLÎ 1 «Ь

СМ.,2 ^ ой^' е^^

2.2.'Нвствреоспедифичкое металдирование З-морфолино-2.?-дигилробевао Lé 3 тиофен-I Л-Диоксидов

- Наосвовании вшеиздокенного можно было оиидать, чтр и другие циклические сульфонилыше системы, ииесцив в -положении ацийо-группу.будут при ыеталлировании давать иетоллоорганиче-ские соединения о атомом металла в цис-полоаоаии относительно отоИ амино-группы, если будет реализовываться достаточно прочная, внутримолекулярная координационная связь металл-азот, для чего.необходимо такав, чтобы цикл был достаточно плоским. В навей работе в качестве поделен ыы выброди 3-иор£олиц о-2,3-диглд-робензотиофен-1,1-диоксид (I?) и его цис- и трано-2-иетид-производные Хв1).0*'(13&) п транс-(186)3 соответственцо, содержащие довольно упдо^онаиа пятичлонний цикл е аииво-грудпоЙ,пахо-двцейся в ^-пояожопии относительно суль^онидьной группы. Дшн* драдьвие углы между квазиаксиалышми и квааиэкв&торназьними ' протоаш1и(цис-протонами)в положениях 2 и 3 равны примерно 36°. Однако оказалось, что мвтадларовацио этих соедкиеauа в общей случае протекает нестереоспоцн$нчяо, во всяком случае преимущественного цис-расположеная, как волучае металдирован- • ных 3-аиинотиетан-1,1-даокс11дов, атома лития иморфолинового остатка не наблюдается. * '

При металлированни амииосуяьфона (17) образуется его транс- . ■ -2-дитийорганачоское производное', ''тан как последую^ее иехнларо- ■ вавие действием иодистого метилаприводиткобразовашт транс- ;': '1

' гдГ (Ягпг ^

(17) . ' ^ ••.;../ . *ранс-(18б) .. . . ^

Однако при металлировании транс-(18б). с последующий проток - у:, )милк дейт ер оли зоа образуется смесь цис-(18а) и транс-(13б) г ."л-'в-, соотношении 2:1, что говорит ;о том,что в указанных условиях ' (бензол - офир (15:1), 0°3 * 2-литий-(18) представляет собой раз-' новесную смссь цис- и транс-изомеров,'и потому образование проч, ной внутримолекулярной водородной связи лятий-азот вряд ли имеет • место.- ' ;

Щ©?

лиз ом

сн3

n

Тсн*

тралс-(Х8б)

гИ(Л)

7 ог ^ v

•л'"' транс-(18б)

цис-(18а) "л^*;

n

н"

Определение относительного содоржания сторсоизомеров в ро'акциок-по Ясыо свпрово ди'л о о ь" с по мо цью'' спект ро ско пня' ПЫР по относвтель-ной интегральной интенсивности дублетов прй«4.31 и 4.19 м.д.' ' протона Н3. для цис-(18а) и транс-(1дб/с$»ржве4«твЬицо.' При дой- ' '

1 - ' ■ " ~ ' 1 1 ■: '" *ЧЛ ^ .; /16 — , I - \ V ^ .■ I' :- . - ■, ^ '-.С'-*;;"

ствии оснований, например^ метилата натрия в растворе ДШЭ происходит изомеризация цис-(18а) в термодинамически,болое устойчивый транс-(18б), причем в средо Д!К0--СН^ОНа при комнатной температура за £4 часа обмениваются на дейтерий протоны как в положении 2, так и в положении 3:

оцода-с^омо. _

в спектра' ПИР.сигнал иетильной группы наблюдается каксинглет при 1.59 м.д. и исчезает сигналы протонов Н2 и Н3.

Отнесение конфигураций цис-(18а) и транс-(18б) производи: лось на основании спектров ПНР, таЪ как в случав малых циклов ввцинапьная конставта опйн-спинового взаимодействия больше для : цис-протонов,; чем для транс; поэтому изомер, у которого ^ была равна 8 гц, мы считали цис-иаомером, а изомер с ^23 ® гц - транс.Это наблюдение согласовывалось о тек, что под влиянием экранирующего действия соседней метильиой группы дублет про-това Н^ в спектре тракс-(18б) наблюдается в более сильных полях <4.19 м,д., 3 б гц), чем цис-(18а) (4.31 м.д., 8 гц)»

как это Наблюдалось вше и для четырехчленных циклов.

Одвако в связи с ухе отмеченными выше случаями нехарактеристичности видннальных констант спин-спинового взаимодействия для иолах циклов был осуществлен встречный синтез, цис-(18а): -Вт- н>По Г?-^-л-чО5 Ун.-6и1А

,пис-(18а)

2.3. Ыеталлирование алифатических ^-аыивосульфонов.

■ НУкдсобильное ■ ^ -амипоалкалировацие ■

Интересно было исследовать металлирование алифатических , ^-аминосульфонов, когда геометрия цикла не накладывает своего 1 влияния на ко14ор«ацион1юЬ равновесие и, .следовательно, по влияет на величину, диэдрального угла'негду вицилальными ■ замостите-'■

. . ляыи. ''■' ■■■: '-''■■'■.■''' " ■-■' " У"-' 1

В качестве исходного вещества для изучения мсталлярования

алифатических ^-амаиооульфонов был взят 1-беазолсульфонил-2- • мор£олинопропан (22), полученный при нуклео^ильном прксоедине-вии мор^юлина к аллилфенилсульфону по обдсй кетодаке (через промежуточную иаомерязаккпаллилфенилсульфона в проленил5енил-; сульфон): ' ' /-Ч Л'

СбН5302СН2СЙ*СНг + НМч УС6Н£0гСНгЩСН5)Н \

При обработке раствора аминосульфона (22) в бензоле зфяр-ным раствором эквивалентного количества н.-бутиллития выпадает .; бесцветный;осадок металлнрованного суль$она,4 который при доЯст- , вид йодистого мотала,с 72$&-нцц внходом превращается в трео-2-боизолсуль^онил-З-иор^Ьлинобутан (23а); в реакционной смоси по обнаружено даке примеси эритро-изомора (236) £в спектре ПНР видны только дублеты метильной группы исходного (22) ври 5 1.09 ы.д. и дублеты двух ыетильных групп (23а) при 8 1.05 и 1,34 *;

: М'СбН5 ЗОгС^СНГсил/^Ок ■ ^Ну^Н^СН^»/^; ,

СС^Н

А • ''' '■'■';■ " ' ^ - СМл ' ■■ СН

[СсН^О.СН^СнГс^м^о]-— > = <н • ^

Строение (23a) доказано превращенной ого в JU-окись окислением '' цоноиадфталовой каслотоЯ с последующим ци с-эли шши ров ai i и он по Коупу в Е-2-бо я з оясуль$ о нил-2-бут ов (24).

Так как в назем случае второй нзошэр, 2-2-6оиз олсудьф о ни л-2-6yicii, во обнаружен даво в следах (ГдХ), следует заклвчитъ.что злимшшроваш:е по Коупу промежуточной 1J-окиси протекает стерео-спошфЛно как цио-зл и шширо ваш: а, а ашшосул14ои (23а) uuüct. грео-коифигурацию. Дополнительноо подтверждение грео-конфйгурации (23а) было получено при изучении его поведения под действи-еи н.-бутилдктия о последукциц протолизом водой: при подобной обработке трео-2-бонзолсульфонил-З-диметиламикобутаи (25а) не изменяется, а его зритро-изомер (2Б6) превращается в (25а) ■ (Tetcabedron • ¿а* .2681 (1Э72) ). Действительно, в этих условиях ашшосульфон (23а) ве изменяется, хотя при действии тяжелой воды дейтерий вступает в полояение 2: дублог протонов ие- „ тнльной группы в положении 2 при 5 1.34 и.д. в спектре 1ШР

превращается в синглет, ■ ^_

с^^аф^снСа^ТЛ CcHsSO^cHjatfcHjN^o

трео-(23а) трео-2-®-(23а)

Троо^23а) по изменяется при действии мотилата иатрия в метаноле, или трет.-бутидата калия в ДЦСО; в дейтерировшшнх растворити-' лях происходит обмен водорода в полоз о шш 2 на дойторнй,

С другой оторопи, при металлировании аииаосуль^опа (22) с последующим действирм бромистого бензила образуется смесь диас-тереоиерних трео- и эритрЬ-2-беязолсульфонил-3-морфолино-1-$е-вилбутапов (2S&-6) в соотношении 2:3 (соотношение диостервоие-ров в реакционной смеси определялось по относительной интенсив: но'сти дублетов метальных групп при, <S I.I3 и 1.34 м.д.).

(22). (гба-б)

Обработка этой смеси н.-бутиллитием о последующи* протолизом . ; водой не изменяет соотноаения изомеров (по даннам 1ШР),

На основании получешшх результатов мохно сделать вывод, что внутримолекулярная координационная связь' если и !

реализуется при металлировавии алифатичеоких £-амяносульфоиов, вряд ли окаэивает решающее' влияние на конфигурационное равно' . весие двух ■ диастереомерных форм. V- V V V"'.-.;; Д'.-Л". На наа взгляд более вероятен следующий механизм провраще-пий, представленный на нцре приведенной схеме: ' -■..ч

" с*(сн^о ===== ;

2-1Л -(22) • •//:;' .•. • ',^ -.-./• элимериэация

Образующийся в процессе взаимодействия 2-Ы-(22)с олектрофиль-' " ным реагентом И/ продукт реакция СбНд$02СНБСН(СН^) обрати---

^ ио ыеталяируетоя еще, непрореагироваваам 2- 1Д-(22)в результате ' ч ого 'диастероомерни Й; с оотав; ■ продукта; рса'кцлн определяется отдо^

; сительиоЙ устЬЯчнвостьп/даастерооцер

■ -■ нений С5Н5302С Ы КСН(СН3)Ы^чЬ ♦ В пользу этого предположения ,; ; говорит тот ~ факт,! что при иоталлпрованцитроо-(23а) али диасте- ^) ' реоиорлой смеси {гба^) с;Гпослеетк5ии прото1ШЗом диасторооиор-. ■ шю! с оотнопони я нё не руааютс я. у С другой ст о ро ни п зв естно, что , ' аамещонио атомов водорода на алкильние гругаш;уиспьсаот стабкль-; {г ность соответствующего - ко^анион)юго цонтра потому равновесие

долгие .'вить сильно сдвинуто мело. 3 canoa доле s случао ранее ' Есепадоваввше чотирох- и пятичденких _(3>-аминосуль$онов не наблюдалось апииоризацин потакоД схема.

Провсдашыо исследования, помимо всог5 прочего, представляет *л опродсяошкга практический интерсо: иоходные Ji-аиино-суль^опц типа (22) легко доступны, легко ыеталдцруютоя в <¿-no-логонно, а получопшо ли ти copra т: ч а оки е соединения при вгаицор действии с электропилами позволяют вводить различные К з <¿ -пологе пи о -аиииосульфока. Бензолоульфонидьиая группа легко мо-хст бить удалена при восстановлении амальгамойнатрия.в спирте, и потому. указанная серия превращений может быть использована для пуклбо£идыюго js-аминоалкилиррвания, представляющего определенную синтетическую ценность.

rchA-hC

> 1 4 ' en. t 4

Предложенная охема бша использована надо для синтеза 2-иор£о~ лииобутана, 2-иор£олипо-4-фенилбутана и 4-мореолаuo-I-п е н танола. ^IfcS^CHbiCHfcHj) М^О

ах

Rx a CMj3, CtHsСН.ЙЛ

■ ,., ,. . , CtHsSCt.CHRCK(CHJ)

Сл.

ft. СН4СЧ (сн») N О

- . HOCKj—CH¿

— НОСНР^СН (С Hj) N^jP

••"' .При'действии-на ^ -аминосульфон (22) избитком н.-бутиллн-тия образуется дииеталлированный оульсЕ'Он, который при действии иодистого метила превращается в 2-бенэолсульфонил-З-мбрфолаво-

2-метилбутан; последний, восстановление» амальгаио'В натрия про- -. вращается в 3-метил-2-иор*олинобутан.

~ Естественно, чт о ■ пр е длоэс о иная схема синтеза различных аии-нов нонет быть значительно расширена.

. ■ БЫ ВО Д Ы. . •. ,, у

■ X. Для нэучеиия мохзнизна [д+гЗ-цшслопрасоодинопап суль^о- '; нов .кснамипам исследована стереохимия роаглуш, Показано, что циклоприсоединоние заноженных суль^'снов ЕСЯгЭО^ к спаалпои про-' ' ' геваег в обцеи случае пес?орсоспсцк£кчно, давая скссь цис- я ' трапс-3-ом:Я10-2( ,1-дяоксидов." В случае фопклеуль-''

фена отмечено некоторое^преобладание цис-изоысра, в то вроан кш: .для алиилсулЦенов с увеличением объема алкильноП группы уволит чивается содержание* транс-иаомора. ^ На; основании полученных ро-• зультатов с правлоченмсы литературных дашшх долаотсп вывод о несинхронной цвиттер-ионком механизме реакции. : У'- . ;;

2. Стороохяиия полученных 3-аиицо-2(4)-£-тиотап-1,Х-диоксн-дов установлена с использованием химических и $изико-хиначооких' методов, главный образом спектроскопии ПНР; Изучены'условий изомеризации термодинамически, меное устойчившс цвс- в болоо' устой- '

■■ чивые транс-изомеры.' ; • - •'••'.••. .•

3. В а Й до н о , что м етаялировани о 3-амй но ти втан-1, Г-дио ксидов ■ ; приводит к образовании цисгг(^)-литийорганкческах соедипоаий,что'

о бъяс ияетс я о бра з ов ани ем ;внутриаолекулярной к о о рдинаци онвойевя-' зи 1л.... N. Эти литийоргаиичоскио соединения позволяют стерео- ■

специфично получать различии» цлс-3-ацщю-2( 4)-Е-тиетан-1,1-дкоксиды.

Л. Пятнчденные Jt-амшюоудьфоиы на примере 3-аиино-2-5-2,4-дигвдробеизо CÜ тио$ов-1Д-дяоксидоэ метадлируются в общей случае нссторсоспецЕ$йчпо: так, 3-иорфолиио-2,3-дигадро0ензо[£]тио-фон-1,1-диоксид поело металдировалия и иотилирования йодистым иетклои дает транс-3-морфолино-2-Meiил-2,3-дигидробензо САЗ тио-фен-1,1-диоксид, а последний после цаталлирования и протолиэа превравдетеп в смесь трапе- л цао-иэомерои в соотношении 1:2.

5. Коифораоцкоиио нежесткие алифатические ^-адиносульфо-шГиехаллируяхсл и далее роагируцт с эл эктрофиль ними реагента-ча в об^оа н ос т ор оо с по цин ично: иезумированио хаки» образом в полого нио I 1-бецзолсульфонил-2-иорфолинопро пана приводит к трео-иэоиору, а бонзидирование - к смеси трео- и эритро-изоиероа.

6. На основании проведенных исследований.предлогон новый сиптотачоский метод - нуклеофпльноо ^-аишталкнлирование - с использованном легко доступных алифатических J*-ашшосульфонов, Поло- и далтиПпроизводиио этих сульфонов при взаимодействии о злектрс^ильними реагентами позволяют легко, ввести один или два нових заместителя в (¿-положение к судьфошльиоЛ группе, после чего суль£онпльиая группа удаляется восстановлением амальгамой натрия.

Основные результаты работы изломены в публикациях: ; /ч.

I. В.Н.Дроэд, В.В.Сергейчук, Н.А.Антонова, ЕОрХ, 12., 1493

■ (1974). :.■■:./;;.

г. В.Н.Дроэд» 3.В.Сергейчук, В.А.Иоскалеико, ЯОрХ, Д., 135 ■ (1975).

3. В.Н.Дрозд, В.В.Сергеачук, ЕОрК, И, 1317 (1975).

4. В.Н.Дроэд, В.В.Сергеачук, ВОрХ, 12, 391 (1977).

Зак./7*# тир

Типография с.-х. академии им. Н.А.Тимирязева Москва 125008. Тимирязевская ул., д.44