Взаимодействие 5-арил-2, З-дигидро-2, 3-фурандионовс активированными олефинами тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

1 3 ИЮН 1995

институт технической химии уральского отделения

российской академии наук

На правах рукописи

ПАВЛОВА Елена Юрьевна

Взаимодействие 5-арил-2, З-дигидро-2, 3-фурандионов с активированными олефинами

02.00.03 — органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

пермь — 1995

ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКОЙ ХШЛШ УРАЛЬСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ ПАУК

Ra правая рукосг.сп

ПАВЛОВА Eíena Грьевиа

ВЗ'.ПИОЛЕИСТБВБ 5-АРНЛ-З,З-ДНГИЯРО-2. 3-ФУРАНД1ГОН03 С АКТНВИРОВШШИ ОЛЕеЛНАГ'И

03.СО.03 - органйчоскея згкг'кя

Agropcc^pî'i двссгртАЦва па сс^ск.-кчо утозой- степени ГППДПЛатв Ш-ПТОСГ.Я 1'ЛУК

Пэрмь

РаОо?а внпоякена в Институт? техвнчеохой хишш УрО РАИ (г.Периь)

Научные руководители; доктор хшшческвх наук, црофэссор АИдреВчшсов Ю.С.

кандидат хшшчесгшх наук, доцент Суров С.П. Официальные ошзовевти: доктор хшшческнх наук,

профессор Ыокрушан B.C. доктор химических наук, npofoccop КОНЬЕЕН 13. Е.

Бздущая организация: Пермская государственная медицинская академия

Зацата диссертации состоится "ffi* шсн-ия^ \ 995 г> на за_ 'седашш специализированного совета К 063.59.04 в Церюои государственной университете оо адресу: 614600, г. Перш», ГСП, ул.Бу-Бврева, 16, ЛГУ.

V. *

С диссертацией kosho озиакооться в библиотеке Пермского государственного университета.

йвторефере- разослан * 1995 г.

Ученый секретарь специалиэировапного совета, кандидат хвиическвх иаук,

старвкй научный сотрудник У Е.В.Кузиедова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ, Среди пятичленных 2,3-диоксогетеро-циклов с одним и двумя гетероатомами наибольпий интерес представляют замененные 2,3-дигидро-2,3-фурандионы. Для этих соединения характерны реакция раскрытия цикла под действием нуклеофильных реагентов, которые протекают, как правило, в мягких условиях, а также реакции термического декарбонилирования, приводящие к образованно реакционноспособных ароилкетенов. Ароилкетены, генерируемые подобным образом, как диены вступают в гетеро-реакцию Дильса-Альдера с такими дйенофилаии, как азометнны, альдегиды и кетоны. Подобный тип превращений для дригих пятичленных 2,3-диоксогетеро-циклов не характерен.

Если реакции 2,з-дигидро-2,3-фурандионов с монофункциональными соединениями (спирты, амины и т.д.) исследованы достаточно подробно, то их взаимодействие с реагентами проявляющими одновременно свойства иуклеофилов и диеяофилов (активирование олефины) практически нэ изучены. Такая ситуация вряд ли оправдана, поскольку данное направление исследований открывает широкие возможности для получения соверсеияо коэых продуктов, в том числе и аналогов природных вепзств, которые с успехом могут найти своз применение в медицине, агропромышленной комплексе и других областях пародного хозяйства. Кроме того, данные реакции представляют и теоретический интерес, поскольку позволяют оценить соотношение нуклеофильных и диенофильных свойств у активированных олефинов и научно обосновать выбор реагентов для синтеза.соединений с заданной структурой,

ДЕЛЬ РАБОТЫ. Целью настоящей работы являются:

1 Исследование взаимодействия 5-арил-2,3-дигидро-2,3-фуран-дионов с олефинамн, содеряапшмн электроиодонорнне заместители при двойной связи (виниловые эфира, 1,1-диалкоксиэтилени).

2. Исследование взаимодействия 5-арил-2,3-дигидро-2,3-Фуран-дионов с р-енамипокетонами, находящимися в 5-цис-форме с внутримолекулярной водородной связь».

3. Исследование взаимодействия 5-арнл-2,3-дип1Дро-2,3-фуран-дионов с эфярами енаминокйрбоновых кислот (этиловым эфиром амино-кротоповой кнслотн, этиловыми эфирами Я-этпл- и к-бензнламинокро- . тоновых кислот), сущестзусгшни в 5-цис-форме с внутримолекулярной водородной связьы.

4. Исследование взаимодействия 5-арил-2. 3-двпщ>о-2,Э-Фур'ап-днонов с енаккнокетоиама, находящимися в 5-трзнс-форме (3-аиино-

-5,5-лкаатил-2-циклогексеи-Г-оном. 3-Н-ые.тил- а З-Н-Оекзил-б.б-

»

димвтил-2-циклогексен-1-оаон).

С целыз объяснения образования тех ила «ицд продуктов в реакциях с замещенными олефшшня представлялось ¡цздесообразннн провести квантово-химическле расчет реагентов., а токае- бозцозкшх шггёриеднатов я продуктов реакций.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые »:сследодазо шдиью действие 5-српл--2,з-дигидро-2,З-фурандноноз (й<Ш с йжмасйтяйенами и 1,1 -днал-•кокснэтиланаиц. Установлено, что щъщзя&ж {реакции являются за-меианные 4Н-параи-4-онн и 2-п; дрсхс^-З-йураноп!;, соответственно. Последние существуют в виде лкбо алкилових эфцров 5-ар»д-2-гцд-рокси~3-оксо-2,3-дигидрофуран-2-нлуксус1Ш «исао® (кольчатая форш), либо изоиерних им еиолизованных эсеров б-ерлл-3,4,б-трноксо-• гексановых кислот (цепная форма). Установлено, что в раствора); устанавливается равновесие иззду кольчатоЛ .л цепным;? форыама с одиоа и двуия внутритлекуляртши водородиаш связями. Показано, чго с; свмыетричашш реагентака (шлеинов1й1 :ангвдрид. 1,4-дпоксеи) АФД не реагирует. Установлено, что взшшодеШствне 5.-арпл-2,3-ди-гидро-2,3-Фуранднопов с р-енаншюу.етонзми -идет только в условиям тврмлческого декарбонилировашза первых. Продуктами этой реакции является соответствувцке И-эамецанице сниди ароадуксусних кислот.

Показано, что е результате взаимодействия -АФД с этиловна эфиром аишокротоновой ккслоти образуются ешод 4-ароилшфовшю-градних киейот ц этиловые' зфкры З-Ш-ароилпнрувошОашшо-г-буте-посих кислот.

Показано, что при £за;шоде£ствни А£Д с Ш-эаыоцвшшш этнло-вни.ч эфараив аышюкротоновей кислоти образуется гткловие зфзри 1 -ОЛ1;иЛ-2-брОЯЛЛЗТ134-2-Г!1ДрОНСИ-5-К2ТИЛ-3-ОДСО-2,а-!ЯЦГИДрОПИррОЛ-4-карОоиовых кислот Образованно вослединя является вервии ярииерои расЕрнтня цикла йфД под деЕстспсы электропокзСктояшого стока углерода еиашшов. Взаимодействие Д4Д ы этилового афара -Я-Сопгкл-' андмокротоноЕой кислоты дает ь качество основных «продуктов, :;ро;.:з указанных шгэ эфлров, а'сиди' 4-аряд-2,4-диокссбутаиовиз кислот. Вэрвво, аналогично продуктам рсавшпз с Н-этилзаневошш зфарои, явхявгтея результатом С-ароилаирувоилиросацив, Е-торао -во образуй?-ся в рззугьтате гидролиза продуктов Н-ьроалпаруЕоилироЕзгша.

Взоп1»д8Сотвке Ш с з-П-П-аишю-51б«яЕтил-2-аг.;;логсЕсен--I{»»эсгэдсшш и эв^г,о»ыиии аиякодикэденови), где П о ¡3,

СН3. СНгСвНв, привод!?? в случае незамеченного аминодимедопа к Н-(5,5-дикэт1!Л-1-оксо-2-ш;яяогексен-3-нл)амидзн бензоиЭшировнво-градних кислот, 4-арил-7.7-димэтил-1,2,5,6,7,8-гексагядрохинолян--5-он [2.3'-спиро-6',6'-дйметил-1Н-2',3'.4',5',6',7'-гексагидроин-дол-2', б'-дкоиам). 2-ароплметнл-2-гндрокси-б,6-динетнл-1Н-2.3.4, 5,б,7-гексагидрокндол-З,4-дионам, Н-(5,5-диметил-I-оксо-2-цикло-гексен-3-ил)а!!идам 4-арил-7.7-дийатял-5-оксо-5,б,7,8-тетрагидро-хинолия-2-карбоновнх кислот.

Установлено, что в аналогичных условиях Н-замещённые ампио-днмздонн дают с АФД 1-алкил-2-ароилметилен-б,6-динэтил-2,3,4,5, 6,7-гексагндроиндол-3,4-дг!онн, 1-алкил-2-ароилкетил-2-гидройси--б,б-дшятпл-1Н-2,3,4,5,6,7-гексагндроиндол-3,4-дионн. 1-алкнл-З-ароялнзтнл-З-гидроксн-б, б-дкмэтил-1 Н-2,3,4.5,б, 7 -гексагндронндол--2,4-дноны. Образование данных продуктов такяе.'как и п.реакции ДФД с незаг,8г,енннм субстратом, является следствием нуклео&яльного раскрытия цпкла как атомом азота, так и атомом углерода субстрата с последующей циклизацией.

. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Разработаны мзтоди синтеза 2-арил-4П-пярап-4-оггов, алшигових эсеров б-арил-г-гидрокса-З-оксо-г.З-яи-гйлро5урзя-2-илуксусП!1х кислот, этиловых эфиров б-арИЛ-3-(2,4-Д!1-пятро?зпялп!Дразопо)-4,6-дкоксогексановых кислот, метиловых, этиловых, бутпловых эфяроэ 3-п-Н-фенацвлиден-3,4-дигидрохкноксалип--2-уксуспоЗ ккслоти. этилового Эфира з-(5-п-толилпиразол-з-ил)-з-оксопропаповоЛ ккслоти, 5-(п-толилпиразол-3-нл)-2,3-дигпдро-1Н-ппразо.ч-3-опа, П-закесенних амидов ароилуксусных кислот, этиловых эфпроз 3-Ш-ароилш1рувоил)ашно-2-бутенових кислот, этяловнх эре-ров 1-алкпл-2-аройлиатил-2-гядроксп-5-!летил-3-оксо-2,3-дпгидро-айррол-4-карбоковнх квелот, П-(5.5-Д1Швтйл-1-оксо-2-цкклогексеп--3-пл)ампдоз ароилпяровкноградной кпелотн. 4-арил-7,7-днмэтил-1, 2,5,6, ,8-гексагидрохинолнн-5-01т {2.3'-спиро-б',б'-димзтил-1Н-2', 3',4',5',б',7'-гексагядроиндол-2',б'-дионов1. 2-арошшетнл-2-гнд-роксп-6,6-дяметил-IН-2,3.4.5.6.7-гексагидроиндол-З,4-дионоз, И--(5,5-днметил-)-оксо-2-циклогексен-3-нл)за«еп1енных амидов 4-аро-ил-7,7-дииетил-5-оксо-5.6,Т.8-тетрагпдрохинолин-2-карбойовн* квелот, 1-алкил-2-ароилметйЛеи-6.б-димвтил-2,3.4.5.б.7-гексагядрогтя-дол-3,4-днонов, |-алкил-Й-аройлкетил-2-гндрокси-б.б-ди»:етпл-111--2,3.4.5,7-гексагидроиидол'-3,4-дионов, «-аякяд-З-ароилмзтнл-З-гидроксп-б,б-днметил-1Н-2,3,4,5,б,7-гоксагйДройнДол-2,4-дионов.

Предлагаемые методы прости по выполнению, позволяют получать соединения с заданно!) комбинацией заместителей и могут быть использованы. как препаративные в органической химии. ■ .

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 статей, содержание работы представлено в 4 тезисах докладов.

АПРОБАЦИЯ. Основные положения диссертации доложены на 5-ой и 6-ой Международных конференциях по новым аспектам в органической химии (Киото, Япония. 1991, 1994), на II региональной конференции "Енаиины в органическом синтезе" (Пермь, 1991), кэ конференции молодых ученых ЛГУ, секция естественных наук (1991).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа обвдш объемом листог машинописного текста состоит из введения, трех глав: обзора литературы, обсуждения результатов собственных исследований, экспериментальной части и выводов. Список литературЫ'-включает 1)4 работ отечественных и зарубежных авторов. Диссертация содержит таблиц, 15 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРХАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

ПЕРВАЯ глава представляет собой обзор литературы по реакциям •пятичленных 2,3-диоксогетероциклов с олефинами.

Во ВТОРОЙ главе описано взаимодействие 5-арил-2.3-дигидро--2,3-фуранднонов с активированными олефинами: алкоксиэтилеиаин, 1,1 -дналкоксиэтиленами, енаикнаггз.

Взаимодействие 5-ариа-2,3-4&тадро-2,3-фурандионов с алкокси-атиленами

¿!ссдедоваио взаицодойст-ытз &ЕД с алкоксизтиленамн (И « С^НвО, взо-С3Н70 и н-С«Йв). Искйгьзо. ито в условиях термического декарбонилврования (бензол, 80о,С„ 2 ч} егпнствешши продуктом реакции АФД с этокснэтиленом чиитеш] стер лрооилкетена (1). В аналогичных условиях изопропокоа- ш ¡а-<<5утсксиэтше1ш дают 2-арил-~48-пиран-4-оны (2-4). •

Они образуются о результате 'отщэияевля «одекула спирта от 2-влкокси-б-арил-3,4-дигидро-2В-<В1фан-ч-оноэ непосредственных продуктов М+гЬшшюпрасоежшгавкя -йроакетеноа к активированной С«С связи адкоксяэтйлоков.

лг-^оХэ -со

N

-с-ет-оо! с»г-сн-о»

о

дицэрв-зация

г"1

' /стсчдг

п-Ви

-вон

V

Лг"0

2-4

Отсутствие (4+21-циклозддуктов бзаимодействия ароилкетенов с этоксиэтиленом объясняется низкой температурой кипения последнего, т.е. в условиях термического декарарбонилирования фурандионов практически весь этоксйзтилен находится в парах, а его концентрация в растворе не значительна.

взаимодействие 5-арил-2«3-дигидро-2.3-фурапдионов с 1,1-дя-алкоксиэтиленамн

I,1-ДиалкоксиэТилены взаимодействуют с 5-арил-2,3-дигидро--2.3-фураядиопами в условиях исключающих термическое декарбонили-рованпе последних (хлористый метилеи. 40оС. 45 мин). В зависимости ог природы заместителя в бензольном кольце АФД, в кристаллическом состояний продукты взаимодействия существуют либо в виде алкиловых эфяров 5-арил-2-гидрокси-3-оксо-2,3-дигидрофуран-2-ил-уксусных кислот (кольчатая форма) (5-7, 9-12, 14, 15, 17), либо изомерных им енолизированных алкилових эфиров 6-арил-3.4,б-триок-согексановнх кислот (цепная форма) (8. 13. 16).

Рчаинодействие начинается с атаки электрокоизбыточным р-уг-леродным атомом 1,1-диалкоксиэтилена электрофплыгого центра Фу-рандиона, атома углерода С2. Образующийся интермедиат И,, в условиях эксперимента.присоединяет воду,.давая цвиттер-иошшй интер-медиат йг,. который далее превращается в нейтральный интернедкат й3. Отщепление молекулы спирта йгОН от последнего и приводит к продуктам реакции (соединённа 5-17). Попытки ввести 1,(-диалкоксиэтилена во взаимодействие с АФД В условиях, в которых обычно происходит термическое декарбонилирование последних (кипячение в толуоле), оказались безуспешными. Это. вероятно» обусловлено тем, что скорость присоединения 1,1-диалкоксиэтидавов к АФД выша ско-

роста их декарбонилнрования.

о

п-В,с,н4-с-сн«с-о] ♦ нгс-ссос!»«), ---ХЧлСаН»

I

. • ГТ ♦ И*С-С(ОВ«), П-В4СвН4'л>0/,Ч)

,_а 40-с ._

I Г ж и \ ___| СО

I,

-В1 СИ

я-в1с,н4-

0, I,

0»0

6-7,8-18,14,16,17 В,19,16

в1» сн,, в1- н {в), сн, (в), вг <7|, с1 (в)I в*« с,и, . в1- в (8), СИ, (10), 01,0 <11), Вг <12), С1 (1э)| В*- В»0-С,НТ| ф'а И (14), С», (1Б), С1 (1в)| В*« Я-с4н,, в'- и (17)

В растворах устанавливается равяовесвв маму кольчатое в ценной Формаш» с одной в двумя ввутранодеку¿яркими водородвгша сваэяка. •

оно

Ч,~СООИ ' " ¿¿О ' 0^,0

в г д

Пояазано, что в неяолярных растворителя* • раствор« доышш-рувт фориа с двумя ввутряцолекудяркыма водородным« сяязяма (I), о то время как в полярных растворителях (ДНСО) равновесие сдвнгаят* ся а сторону кольчатого аэомвра (В), где Ы£ВС отсутствует.

Как кароонвлсодеряацвв сомямяяя, »фври 5-1Т реагирует с 2,4-двввтрофвввлгвдрвзяион.

0,10,18,18 * и,вш1-с«н,(в0,г, —- ют («*«•». (ю, ),

°Г

1в-81

в'»а (16). см, ((8), вг <ж», с1 (в1)

Продуктами реакция являются этиловые эфнры 6-арял-3-(2,4~ди-яятрофенилгядразояоЫ.б-диокссгексановых кислот (18-21?. Оля образуется в результате атаки гидразина на атом углерода С* Форм« В или С' форм Г и Д. Полученные соединения 18-2) существуют в «вольной форме.

Эфиры 5-17, как потенциальные а-дикарбонильные соединения взаимодействуют с о-феннлендиаияном. Яеояиданно оказалось, что метиловые эфнра 5, 6, 8 дают с последним в кипящем спирте 3-фена-цилиден-1,2,3,4-тетрагядро-2-хинаксолопы (22-24), идентифицированные сравнением с заведомо известными образцами. При проведения реакции между соединением Т я о-феняленднамином в более мягких условиях (<5П$ф*, 0°С) бил получен метиловый эфир 3-п-брои$енаци-Яйден-3,4-дагядрохиноксалин-2-илу»ссусной кислота (25). Аналогично яз этиловых эфяров 9-13, 17, а такяе бутилового эфира 2-гйдрокси--3-оксо-5-п-толал-2,3-дягядрофурав-2-илуксусной кислоты а днамяна получены соответствующие хиноясалим 26-32.

0-0,13,17 ♦ f \ *

- -

CHfOOOR*

lt«R'-U

-сн,соокг

"O^Cglun'-n 22-34

H„ -t»,o ЧА^'^н

"■■o^c.ruR'-a ss-за

й'- и (га), си, (83), cï (»4)i r'- ai,, к'. вг (esh n*- c,n«,

H'« H (Se), СИ, ter), C»,0 (£3), Br (89), Cl (30), R*n C,!l,, R'» И (31), CH, (ЭЯ)

Вероятно, па первой-стадия реакция образуется линейный вя-термчдявт (», ). который далее превращается s 2-гядроксихявоксалян (И»), Пятеркедват й, мо»ет далее элиминировать молекулу алкялапе-тата (CHjCCX>R? t и превращаться в соединения 22-24 идя, отнепляя

воду, давать хиноксалины 25-32. Не исключена возможность образования хкноксадона по нижеприведенной схеме;

86-38 * н20 —-» ц, 1 -» 22-24

В пользу этого предположения свидетельствует полное превращение соединения 30 в хиноксалон 23 при кипячении в 509-нои спирте в течение ю ч.

• Согласно данным ПНР спектроскопии, в растворе соединений 25-32 устанавливается равновесие между формами с одной (I), двумя (?) внутримолекулярными водородными связями и формой 3. в которой ВМВС отсутствуют.

^уЧ^СМ ^ЦХИ.ОООЙ ^ ^уНуСНгСООЯ

^v^sjA^nj « ЧЛнАст * >Л»^сн2соаг НчоЖаг "or^Nftr

Б X 8

Как следует из данных BMP спектров, форма X присутствует в таутомерноа смеси в наибольших, а форма 3 -в наименьших количествах, что, вероятно, связано с большей стабильностью первой, Действительно, в форма X создаются более благоприятные предпосылки для сопряжения дигилрохиноксалинового и фенацилиденового фрагментов, в то время, ках в форме £ цепь сопряжения укорачивается.

Поскольку эфиры 6-17 представляют собой потенциальные р-дв-карбош»льн1ш соединения, Mil исследовали взаимодействие эфира 10 с гидразин-гидратом в хвоящем спирте (2 ч). Продуктами реакции являются этиловый эфир 3-(5-п-толилпиразол-3-ил )-3-оксопропановой кислоты (32) в б-(п-толилпиразол-Э-яя)-2,3-дигидро-1Н-пираэол-3-он (34).

У

Hs-ЖуЛ

10 ♦ нгн-ш1„

н н

за а*

Бак следует из приведенного выв« матвраала 1,1-диалкоксяэ«-лвны в реакции с АФД ведут себя отлачио от алхоксиэтиленов, Рве* чет молекул взоцропоксиэтилена в 1,1-днметохсиэтщена в приближение ШП покалал, что геометрически« и электроннив характеристике

эти* молекул во многом аналогичны. То, что 1,1-диметоксиэтилен реагирует с АФД более активно, присоединяясь 5« атоиу углерода С1 гетероцикла, вероятно объясняется большей стабилизацией интерме-дяата И» за счет электонодонорного характера двух алкокснгрупп по сравнение с возможным интериедиатом И7 реакции АФД с виниловый эфиром, а не распределением электронное плотности в исходных молекулах.

Гая

(ОЙ

' н7

Взаинодействие б-арил-З^З-дигидро-З.З-фурандионов с симметричными олефинами

Оказалось, что с симметричные олефина (малеиновый ангидрид, 1,4-диоксен) не реагирует с АФД в условиях термического декарбо-нидпровання и едпяственним продуктом реакции является димер аро-илкетена (1).

и

о

о

о О

двмераввцвя £

Иг'ОО

Взаимодействие 5-арт-?,3-диг>дро-2,3-Фуранднонов с б-енаын-нокотонамз

Нами исследовано взаимодействие 5-арнл-3,3-двгидро-2,3-фу-рандконов с р-еваииноквтонаия в аирокоц интервале температур. Показано, что в о условиях помечающих термическое декарбонилирова-нве АФД реакция на идет. При кипячении эквимолекулярных количеств реагентов в бензоле (80°С) в течение з ч образуются Н^заиеп^ниив аняды ароялуксусны* кислот (35-39), .

rt-R1CiB«'Ç^> -00

П-В1С,Н«'ДЧ>

R»

П -В' С, Н,£СН,£Н1 »LcH^R*

38-39

Я1« H, В*- CtH,, R3- C(CH,)tC,Ha (36), B1*«, H1« CCIj, R1« C|CHt)i (38)| R1" H, B2» CfH„CH-CH, й'вС(СН,), (37)| В1« И, Bx» CFS, В1« С,Н,СН«СН (38) | R1" Cl, С,Н, , В*« С(СН, JtCjH, (39)

Согласно данным спектров ПНР соединение 35 существует в растворе в виде таутомерной смесв р-дикарбонильной в енольноВ форм (И к К), присутствие последней подтверядается качественной реакцией со спиртовым раствором îeCl,.

^••■Чс-Л^са," О С,Н„

С. II,

О 6 с,н„ сц,,« с,нл

й к

Схема образования соединение 35-39 включает термическое де-карбонялирование 5-арид-2,3-Аягядро-2,3-фурандяона я вроилацетн-лирования электроноизбыточного атома азота р-енамянокетона.

Взаимодействие 5-арил-2,3-дигндро-2,3.-фурандионов с этиловым эфиром аминокротоновой кислоты

В результате реакции этилового эфира аминокротоновой кислота с АФД при эквимолекулярном соотновании реагентов, проведенно* в условиях исключающих термическое двкарбонилированяв АФД (бензол, 18°с. 72 ч) образуются этиловие эфярм 3-(Я-ароияпирувоил)амино-2-бутеновых кислот (40, 41) в амиды 4-вроялпяровнноградны* кислот (42, 43).

В1 С,

ХГ"'

(H,ol

R'C,H4>

40.41

'XXе

48,48

в1» н (40. «ai ОСИ, (41, 43)

Схема образования эфиров 40,41 включает раскрытие цикла 1ФД в результате атаки атома азота енамина ча лактонный карбонил. Амиды 42, 43 получаются, вероятно, в результате гидролиза ацили-рованных енаминов 40, 41 в условиях эксперимента.

Взаимодействие 5-арил-2,3-двгидро-2,3-фурандионов с этиловы-выин эфирами Н-замевениоЯ аминокротоновоВ кислоты

В результате взаимодействия эквимолекулярных количеств этилового эфира н-этиламинокротоиовой кислоты с АФД в условиях исключающих термическое декарбонилированне последних (бензол, 18*6, 48 ч) получены этиловые эфира 2-ароилметнл-2-гндроксн-5-иетиа-3~ оксо-I-этял-2,3-дигидроанррол-4-карбоново8 кислоты (44-47).

о сн,

АГ^ЧГ^О | СОТОЙ В*

СН,

АГ <> C(tt„ (44),

П-СН,СС„Н« (45),

а-сн,с,н« (4в), а-С1С,Н4 (47)

-Н-»

BtCCOv ¿сн

:H»COAI

coost 'хУ^-с-с-сн.д-лг

BfNj ° ®

а.

H

.CQAr

st

44-47

Образование соединенна 44-47 нояно объяснить первоначальной атакой электройовзбыточиого ^-углеродного атома этилового эфира И-этвяаманокрртоновой кислота на атом С* фурандиона, что отпечено впервые, a образованием в качестве интериедиатоз этиловых эфиров 2- (I -этнлаизпозтилндеп )-б-арал-3.4,6-триоксогоксанових кислот ¡1«, сусяствувауи в крясталличесвом состоянии в виде кольчатых изонв-роз. Очеввдяо, обраювавие соединений 44-47, связано с атакой ва атоы углерода н обусловлено, вероятно, динамическими фактораын. Та», продукт первоначального с-ароилпирувоилпрованая (4), стабв-лазароааниёй д»умя виутриьюлвкуляркыця водородвнии связями более устойчив по сравнение с продуктом Н-ароилпярувоялировання (Ю, что следует из сравнения тввлот образования и полных энергий молекул («дельных соединенна. Соответствуваиа ему кольчатыв изомер, так so более стабилей.

i Я

i

1С I *

соон и

чИЧа,

-183.90 ккал/коль . -2$бЭ,49 Э-В

I

й^/О СНз сюон

Н,» -172,71 ккал/моль ' • -3960.00 Э-В

м

НООС-. А

СОСИ,

Е

АН,» -<95,59 ккал/моль Е..;.- "3125.24 э-В

дн,<

КООС-. ~сн,сосна н

о

-194.44 лкал/моль . -3125,19 э-В

Взаимодействие АФД с этиловым эфиром Н-бензиламинокротоновой кислоты имеет свои особенности. Так, наряду с соединениями 48-51, схема образования которых идентична схеме образования соединений 44-47, из реакционной массы были выделены Я-бевзиламиды ароилпи-ровиноградных кислот, образование которых можно обьяснить гидролизом промекуточнообразующихся продуктов Н*-ароилпирувоилнрованяя.

Взаимодействие этиловых эфиров н-замешзниых и незамещенной аминокротоновых кислот с АФД была исследована также в условиях термического декарбонилйрования последних. Однако новых продуктов обнарукено не было. Вероятно, скорость присоединения эфнров к АФД выпе скорости декарбонилирования.

г—аЬ-^ч^ОВ^

сн„

I г ЙН 00 О

О СНЭ

*2СОАГ СНгРЬ 48-81

о-цЛ сагръ о

и»

СН,0||-Н,ОСОСНгСООС,Но

Аг^^^хХл^0081501* ^

О-.^З

62-65

Лг •> С,Н5 (48). П-СН,С(Н4 (48), П-С1С.Н, (БО), П-ВгС«Н4 (61)

Взаимодействие 5-арил-2,Э-дигидро-2,3-фурандионов с Н-неэа-мвщенным и Н-замещейнымя 3-аМино-5,5-димет»л-2-цивлогексен-1-онамг. '

В результате реакция 5-фенйл-2,3-диг»дро-2,3-фуравдиона с 3-амино-5,5-диметил-2-циклогексен-1-оном (амянодимедоном). проведенной в условиях исключавших термическое декарбонилирование АФД (кипячение б хлороформе, при 60'С в течение 2 ч) при эквимоле-

кудярнои соотношении реагентов из реакционное массы были выделены П-(5,5-д!Ш9тил-Ьоксо-2-циклогексеи-3-ил)амид бензоилпировино-градной кислоты (56). Н-(5,5-диметил-1-оксо-2-циклогексен-3-ял)-анид 7,7-дш.!етил-5-оксо-4-фенил-5,6,7,8-тетрагидрохиноллн-2-кар-боновой кислоты (57), 7.7-ДИиетнл-4-фенил-1,2,5,6,7,8-гексагидро-хиноллн-5-оа [спиро-2,3'-6',6'-диметнл-1Н-2',3',4',5',6',7'-гек-сагидроиндол-2',6'-дио1!) (58), 2-ароилиетил-2-гидрокси-б,6-диме-тил-1Н-2,3,4,5,6,7-гексагидроиндол-3,4-двои (59).

о

г/. с.^Х^

68

О С8 Яа О О О

И С,НЯ I!

57 БО еэ

. Схема образования данных продуктов тает быть представлена следуюцим образом:

СН3 +

о

^'Ч ХСССС!)! СОС» Ив

¡1

СПз-'^^ПЬ

П,о

сн,

СНа

и

II

БЭ

!13С0Се И9

1 О

и

сн,/1 ?и ?

си3'Чулчшсосгта1сс(

ив

ЕЗ

о

.А

ЧхлЬ

-Из О

снэ сиа

.си

о с,н, о

Ж

Из Иэ

57

сч^^^а о

а,,

СИ

сн

и

•Д

-|»10

НзС^СН,

О НН^СХо

см^Ч/^гкЧ) о п

Я„

к р»» он н рь

И13 во, * .

Образование соединения 57. 58 мошю объяснить, допустив взаимодействие первоначально образующегося продукта Н-арошширувок-пированкя 56 со второй молекулой аккнодккздона.

Замещенный гексагидроиндол 59 представляет собой кольчатую форму продукта раскрытия цикла АФД атомом углерода С2 акинодиме-дона.

Проведение реакция при 80°С п И0°С не ведет к образований новых продуктов. Вероятно, детализация фуранднова заканчивается раньше, чем создастся предпосылки для термического декарбопЕлкро-вания АФД.

В случае введения в реакции замененных фурандкоков (К * С>;3, С1, Вг), независимо от типа заиостптеля в арпльнои фрагменте АФД, образуются П-замещенныо амиды ароилпировиноградных кислот Щ я СЙз (60). К « С1 (63). К ■ Вг (66)1. спиропродуктк (К - СП3 (61), В « С1 (64). И ■ Вг (67)) п замзкэшше гидрокндоли (П = СП3 (62), й « С1 (68), и в Вг (69)1. Бил выделен такке &иид тетрагкдрохйно-линкарбоновой кислоты (65) Ш » С1).

Не изиее интересно протекает взаимодействие 5-арил-2,3-д«-гндро-2,3-фураидионов с Н-коткл- и Н-бенэпдампнодвмодопбмя, В результате кипячения эквимолекулярных количеств 5-арил-2,3-дпп;дро--2,3-фурандиопов с данными реагентами в сухом хлороформа из реакционной массы в обоих случаях было выделано по три продукта: I-алкил-3-аронлметил-3-гидрокси-6,6-дйгатил-1Н-2,3,4,5,6,7-гексз-гидроиндол-2,4~дионы (70-74), изомерные см 1-алквл-2-арокднэтвл--2-гидрокси-б,б-диметил-1Н-2,3,4,5,б,7-гексагидрокндол-З,4-диови (75-80) и |-алкил-2-ароплмгтилоп-6,6-дикетпл-2,3,4,5,б,7-гекса-гидроиндол-3,4-двоны (81-87). Их образование, также как и образование продуктов взаимодействия АФД с незамещенным субстратом, является следствием нуклеофильного раскрытия цикла АФД, как атомом азота (соединения 70-74), так и стоком углерода Сг замэщз!;-ного аминодикодона (соединения 75-87).

_ J JL cnsij ; I •> I UCHj -r-

M

-"bvf 1

.✓сососн, cccg и, n1 -a

4«

П,.

о

A._XiUCCCeîUn1

Cîljvl SГСМ

ГЛз'-Ч^Ч^Э

^ЧХССССНгСССаН^П'-а

1

-а

■■5-7-5

Clljvf t rila"- -

cîbvTY"^

-П20 aia-^y-^^jccceiun'-n

J :

-i

П C71.Va.C4), СГ!3 (73.73,S3), Gl (?3,С9,СЗ), Dr (74.07)

.:-5Н809 взацкоде2ствЕЭ a условиях териачесвого деаарвошшро--заая ярвволэт з tsu га продуктам, что обусловлено, очевидно, пи, что sax :з я роакцпз с неэа!*эг.энним акзподпиэдоаом сиороста Л- С-зрс-ипаруЕозляроваппя зг'ЭЧпто-Еьно иь:ав скорости тсрмзчес-:ого лзварбопздпровзпая ДФД.

з третьей raoso яраведэпи кэтоди эгсперз^ята.

úccTQD саатоззроеаиных соединена!) поатворгдои дазкЕка И2, "5, 4!, 13С П135 спеатроскопии, иасс-спедтрс^этрпа, РСЛ, падиаи-• уальлость - дзиаииа ТСХ.

ливсди

к Устаповлеко, что З-ерал-2,3-дпгвдро-2,З-Фурзпдксни реагв-п-р.а с аД52лп::азлось*:а эфзракз о услоспяз тср?ичесвого докорбона-. iporaa-.n с г/^рлзопсп^оп 2-apos-43-nî!paa-4-or!CD. Позазеко, что с o:sÇanc::a (яааоясовна впглярпл. Ы-дг.озсои) роаз-И <8 Нг-;:» говрзсссдааояка по идет.

?. На^-ппо, что пэаамодействпэ 3-орял-3,З-дпгидро-2,3-сураа-.;гс::оа с !. i -лпздлсгсаэталояаня приводят а оброзовашш пядздо-

вых эфиров 5-арнл-2-гидрокси-3-оксо-2,3-'ДИгидрофуран-3-илуксусних кислот, некоторые из которых могут существовать в кристаллической состоянии в виде цепного таутомера с двумя внутримолекулярными водородными связями,

3. Показано, что р-енаминокетоны реагируют, с 5-арил-2,3-дп~ гидро-2,3-фурандионами лишь в условиях термического декарбонили-рования с образованием продуктов Н-ароилацетилирования - Н-замо-щенных амидов ароилуксусных кислот - исходных енаминокарбонильннх соединений.

4. Установлено, что более нуклеофильный этиловый эфир амяно-кротоновой кислоты раскрывает цикл АФД, атакуя лактонный карбонил атомом азота, давая этиловые эфиры 2-(ароилпирувоил)амино-3-буте-новой кислоты. Частичный гидролиз последних в условиях эксперимента приводит к незамеченным амидам аронлпнровиноградных кислот.

5. Обнаружено, что ключевой стадией реакции 5-арил-2,3-ди-гидро-2,3-фурандионов (АФД) с этиловым эфиром Я-этиламинокротоно-вой кислоты является раскрытие цикла АФД электроноизбыточиым атомом углерода енамина. Получившиеся продукты С-ароилпирувоилирова-ния существует в виде кольчатых изомеров - этиловых эфиров 2-гпд-рокси-3-оксо-2-ароилметил-^этил-2,3-дигидропиррол-4-кврбокових кислот.

6. Показано, что в результате взаимодействия 5-арил-2,3-ди-гидро-2.3-фурандионов с этиловым эфиром Н-бенэйламинокротоновой кислоты наряду с продуктами С-ароилпирувоилирования, соответствующими пирролонами. образуются И^-бекзиламяды пировиноградных кислот, продукты первоначального Н-ароилпирувонлированкн.

7. Найдено, что 5-арил-2,3-днгидро-2.3-фурандионы в реакциях с Н-алкилзамещенными (Я » СНЭ, СНгСвН5) и незамещенными 3-амиио--5,5-диметил-2-циклогексек-1-онаип дают продукты как первоначального Н-ароилпирувоилировакия - Н-(5,5-диметил-1-оксо-2,4-циКло-гексон-3-ил)амиды ароилпировиноградных кислот, 1-алкил-З-ароилые-тил-3-гидрокси-6,6-диметил-1Н-2.3,4,5.6Л-гексагидроиндол-2.3-дн-оны. так и С-ароилпирувоилирования - 2-ароилметил-2-гидрокси-6.6-диметил-1Н-2.3,4,5,б,7-гексагидроиндол-3,4-дионы. 1-алкил-2-аро-илметилен-2-гидрокси-6,6-диметил-2,3.4,5.б,7-гексагидроиндол-3,4-дионы, причем в случае йезамецениого по азоту енаманокетока раскрытие цикла АФД атомом азота является доминяруюаим. Показано, что продукты И-ароилпирувоилирования незамещенного по азоту аиино-димедона в условиях эксперимента присоединяют вторую молекулу енамвна, давая Н-(5,5-димвтия-1-оксо-2-циклогексев-Э-ил)а»пдн

4-орпл-7 Л-д!зи8Тзл-5-охсо-5,6.7,8-тетрагилрохинолнн-2-карбонових кислот а 4-ерил-7,7-днметил-1.2,5,б.7.8-гексагидрохннолнн-5-он {с1шро-2.3'-6',б'-дкмэтал-1Н-2',3',4',5',б',7'-гексагидроиндол--З'.б'-дпона).

Основные полсзения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Суров С.П., Лаваяаова Л.И., Павлова Е.Ю.. Зайцева Г.С.. Анд-реПчиков B.C., Колесникова О.Н., Баклнков В.Г. Взаимодействие 5-арпл-2,З-дпгадро-2,З-фурандпонсв с ацеталяма кетеиа // ХГ£. 1991. Dan.11. С.1567.

2. Павлова Е.В. Взаимодействие 5-арпл-2,3-дип!дро-2,3-Фуранднонов с а.а-диизопропокснэтиленои // Конференция молодых ученых ЛГУ. Взрмь. 1991. С.16-17.

3. AndreIchiKov Уи.5., Pavlova E.Vu., Shurov S.!l. • Reaction of 5-rryi-2,3-dihydro-2,3-furandiones nltb activlted alkenes. Hovel synttosls of cyclo and linear carbonyl compounds // The Vth International Conference on пел aspects of organic chemistry. Kyoto (Japan). 1991.

4. Павлова E.D.. Оуров C.H., Андрейчиков B.C.. Колесникова О.В. Взаимодействие 5-арнл-2,3-дигидро-2,3-Фурандйояов с этнловкнл эмирами 3-(й-аиино)-2-бутеновнх кислот // II Региональная конференция "Енамнни в органическом синтезе". Пернь, 1991. С.32.

5. Иуров С.П.. Ливанцова ЛЛ!.. Павлова E.D., Зайцева Г.С., Колесникова О.П., Андрейчиков D.C. Взаимодействие 5-арил-2,3-дкгид-го-2,3-фурандаонов с азопропоксиэтиленом // ЕОрХ. t992. й 2. С. 227.

6. Пуров С.П., Павлова E.D., Днванцова Л.И., Зайцева Г.С.. Анд-реЯчикоз D.C., Гарт'-ан Г.С., Баклыков В.Г. Карбонильные соединения в синтеза гетероциклов // Ее^вузовсккП сборник научных трудов. Изд-со Саратовского ГУ. 1992. Т.2. С.8.

7. Пуров С.П., Павлова E.D., Лнванцова Л.П., Зайцева Г.С.. Анд-рзйчякоэ S.C. Пятнчленныэ 2,3-дноксогетероцнкли. XXVI. Взаимодействие 5-арил-2,3-дзгйдро-2,3-Фурандиоиоз с ацеталями катв-

Синтез, строение и реакция гетероцнклнзацпя алкнловн^ 3'J'ipoc 5-арил-2-гпдрокса-3-оксо-2,3-дигйдрофуран-3-илуксусних кислот // "ОрХ. 1993. Т.29. Выл.1I. С.2275-2289. . 0. Алаев З.Г., Павлова E.D., Андрейчиков D.C., Иуров С.П., Атов-'па Л.О. Кристаллическая й молекулярная структура метилового С СУрЛ Й-ГУДрОКСЯ-3-ОКСО-5-П-ТОЛНЛ-2,3-Д1!ГИДрОфураН-3-НЛуКСуС-

ной кислоты // Известия ДВ. Сэр. яка. (в печатй). 9. Алкав З.Г., Щуров С.Й., Павлова Е.Ю., Ан/фсйчи1сов D.C., Лтов-мяп Я.О. Синтез в кристаллическая структура !-Сзцз.1Л-2-п:д-рокск-5-кзТия-3-оксо-2-фзкац1М-2,3-дкгидропгфрол-4-карбоновоа кислота // Известия АН. Сер. хвы. (в печати), to. Andreichifcov Vu.5., Sfcurov S.K., Pa?lo/a.E.Vtu, tJanakov Р.Л. Aroylpyruvlc acids and It's lactones as C2 end Cs syntkones in synthesis of hydrogensto<i qulnollne and Indole derivatives SI The VI*" International Coaferenco on nan aspscts of organic chealstry. Kyoto (Japan), 1994.