Взаимодействие альдегидов с тетрацианоэтиленом тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

На правах рукописи

Ерёмкин Алексей Владимирович

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АЛЬДЕГИДОВ С ТЕТРАЦИАНОЭТИЛЕНОМ 02. 00.03 - Органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Казань-2006

Работа выполнена на кафедре органической химии и химической технологии органических веществ Чувашского государственного универс игета им. И.Н.Ульянова.

Защита состоится «27 » декабря 2006 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 212.080.07 в Казанском государственном технологическом университете по адресу: 420029, г. Казань, ул. Сибирский тракт, 12, к. Д-414.

С . диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технологического университета.

Научные руководители:.

доктор химических наук, профессор Насакин Олег Евгеньевич

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Гуревич Петр Аркадьевич доктор химических наук, доцент Митрасов Юрий Никитич

Ведущая организация:

Институт органической и физической химии им. А.ЕАрбузова КНЦ РАН

Автореферат разослан 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета кандидат химических наук,

доцент

Захаров В.М.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Нитрилы, как класс соединений и нитрильная группа, как функциональная играют большую роль в органической химии. Действительно, трудно найти другую функциональную группу, которая столь легко вводилась бы в молекулу и обладала такой высокой активностью, обусловленной сочетанием поляризуемости и ненасыщенности. Не случайно в основе одной из наиболее серьезных концепций возникновения добиологической Жизни лежит рекомбинация молекул синильной кислоты. Кроме того, было обнаружено, что накопление нитрильных групп в одной молекуле взаимно активирует их, приводя к "взрыву" реакционной способности и, как следствие, каскадам уникальных химических превращений.

Тетрацианоэтилен (ТЦЭ) - один из ярких представителей класса пернитрильных алкенов. Интенсивно развивающимся направлением химии тетрацианоэтилена в последнее время стало изучение синтеза и свойств его аддуктов с кетонами. Среди аддуктов и их производных найдены перспективные противораковые препараты, получены комплексы с переносом заряда и соли с плоским органическим анионом имеющим перспективу использования как элементы молекулярной электроники и нанохимии. Несмотря на большое количество сообщений о взаимодействии ТЦЭ с карбонильными соединениями, все они относятся к кетонам, а альдегиды обойдены вниманием исследователей.

Цель работы. Исследование закономерностей взаимодействия тетрацианоэтилена с альдегидами. Изучение реакций полученных соединений идущих с участием дигидро-2(3//)-фураниминной составляющей или фрагмента, содержащего 1,3-диаксиальные гидрокси- и цианогрупы, как ее предшественника.

Научная новизна. Впервые начато исследование взаимодействия тетрацианоэтилена с альдегидами. Установлено что, варьируя молярное соотношение реагентов, вид и количество катализатора, удается осуществить синтез ранее неизвестных 3,8-диалкил-6-имино-2,7-диоксабицикло[3.2.1]октан-4,4,5-трикарбонитрилов, 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-1//-пиридин-3,4,4-трикарбонитрилов, 2,4-диалкил-7-имино-6-оксабицикло[3.2.1]окт-3-ен-1,8,8-трикарбонитрилов и 2-(5-амино-2-алкил-2,3-дигидро-4//-имидазол-4-илиден)малононитрилов.

Изучено взаимодействие 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-1Н-пиридин-3,4,4-трикарбонитрилов с О- и ЬГ-нуклеофилами. Установлено, что в зависимости от условий реакции можно получить: 3,3-диалкил-6-галоген-4,5-дициано-2-алкилокси-1,2,3,4-тетрагидро-4-пиридинкарбоксамиды, 3,3-диалкил-2-гидрокси-6-галоген-4,5-

дициано-1,2,3,4-тетрагидро-4-пиридинкарбоксамиды, 5,5-диалкил-2-галоген-6-алкилокси-

5,6-дигидро-3,4,4(1//)-пиридинтрикарбонитрилы, 3,3-диалкил-6-галоген-4,5-дициано-2-алкилалкилиденаминоокси-1,2,3,4-тетрагидропиридин-4-карбоксамиды, 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-1//-пиридин-3,4,4-трикарбонитрилы и З-галоген-8,8-диалкил-6-оксо-2,7-диазабицикло[3.2.1]окта-3-ен-4,5-дикарбонитрилы. В результате взаимодействия полученных соединений с концентрированной азотной кислотой, обнаружена миграция хлора. Изучены реакции раскрытия дигидро-2(3//)-фураниминной составляющей 3,8-диалкил-6-имино-2,7-диоксабицикло[3.2.1 ]октан-4,4,5-трикарбонитри-лов под действием оксимов.

Практическая ценность. Разработаны методы синтеза в одну технологическую операцию ранее не доступных: 6-имино-2,7-диоксабицикло[3.2.1]октан-4,4,5-трикарбонитрилов, 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-1//-пиридин-3,4,4-

трикарбонитрилов. Предложены методы получения 7-имино-6-оксабицикло[3.2.1]окт-3-ен-1,8,8-трикарбонитрилов и 2-(5-амино-2-алкил-2,3-дигидро-4#-имидазол-4-

илиден)малононитрилов как в одну стадию, так и постадийно. Разработан метод позволяющий получать аминотрицианоэтилен — ранее не известный простейший пернитрильный виниламин с выходом близким к количественному. Предложены методы синтеза 6-[1-(гидроксиламино)этокси]-3-имино-4-Я-7-Я'-7-К"-1-оксатетрагидропирано[3,4-с]пиррол-За,7а(1#,4Я)-дикарбонитрилов, 3,3,4-трициано-2-11-5-ди-11-6-алкилиден-

аминоокситетрагидро-2//-пиран-4-карбоксамидов, 8,8-диалкил-3-галоген-6-оксо-2,7-

диазабицикло[3.2.1]окта-3-ен-4,5-дикарбонитрилов, 9,9-диалкил-8-амино-8а-хлор-3,4-дигидро-1 //-3,5а-метанопирроло[3,4-е] [ 1,3]диазепин-1,5,6(2//,8а//)-трионов.

Разработанные методы просты по выполнению и могут быть использованы как препаративные в органической химии.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 статей и 13 тезисов докладов.

Апробация. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на XII и XV Российской студенческой научной конференции «Проблемы теоретической и экспериментальной химии. (Екатеринбург, 2002, 2005), 2-ой Международной конференции «Химия и биологическая активность кислород- и серусодержащих гетероциклов» (Москва, 2003), VIII научной школе-конференции по органической химии (Казань, 2005) Международной конференции «ЛОМОНОСОВ - 2005, 2006», IV Всероссийской научной INTERNET-конференции «Интеграция науки и высшего образования в области био- и органической химии и биотехнологии» (Уфа, 2006), 3-ей Международной конференции "Химия и биологическая активность азотсодержащих гетероциклов" (Москва, 2006).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора «Взаимодействие тетрацианоэтилена с карбонильными соединениями, свойства 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов», обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов, списка литературы (162 ссылки на публикации отечественных и зарубежных авторов) и приложения.

Общий объем диссертации 180 страниц, включая 29 таблиц и 27 рисунков.

Благодарность. Автор выражает глубокую благодарность научному консультанту Ершову Олегу Вячеславовичу (ЧГУ им. И.Н.Ульянова) и Тафеенко Виктору Александровичу за проведение рентгеноструктурных исследований (МГУ им. М.В .Ломоносова).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Общие закономерности взаимодействия терацианоэтилена с альдегидами

Как показано в литературе, реакция тетрацианоэтелена с кетонами лежит в основе синтеза алифатических, карбо- и гетероциклических соединений не доступных другими методами. В ходе таких превращений быстро и в мягких условиях образуются структуры с уникальным полифункциональным обрамлением. Необходимо отметить, что, несмотря на значительные успехи в изучении 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов — аддуктов ТЦЭ с кетонами, исследование аналогичных реакции альдегидов и превращений их возможных производных не проводилось. Сведения о методах их получения и свойствах в литературе отсутствуют.

Нами было обнаружено, что отличием «тетрацианоэтилирования» альдегидов от кетонов является не возможность выделения тетрацианоалканаля в классических условиях. В связи с этим основным направлением исследований стал поиск путей вовлечения тетрацианоалканаля в дальнейшие превращения без их выделения непосредственно в момент образования. Как показано в литературе 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилы являются реакционно-способными соединениями, которые в мягких условиях могут реагировать с большим числом реагентов. Варьирование третьего компонента и условий проведения реакции позволило реализовать синтетические возможности как СН-кислотного центра, так и карбонильной группы активированных тетрацианоэтильным фрагментом.

1.1. Получение 3,8-дналкил-6-имино-2,7-диоксабнцикло[3.2.1]октан-4,4,5-трикарбонитрилов

В ходе проведенных исследований было обнаружено, что в результате реакций тетрацианоэтилена с алифатическими енолизирующимися альдегидами 1а-ж в присутствии

каталитических количеств хлороводородной кислоты образуются 3,8-диалкил-6-имино-2,7-диоксабицикло[3.2.1]октан-4,4,5-трикарбонитрилы 2а-ж с выходами 40-70%.

Данное превращение можно рассматривать как трехкомпонентную систему, в которой в качестве третьего компонента выступает вторая молекула альдегида.

1г, 2г: Я|=Рг, Я2=Н; 1д, 2д: К,=Ме, Яг=РЬ; 1е, 2е: Я^Е^ Я2=Ег; 1ж, 2ж: Я,=Ви, Я2=Е1

Процесс формирования бициклов 2а-ж, по-видимому, включает две последовательные реакции. Первая, аналогичная тетрацианоэтилированию кетонов, начинается с енолизации альдегидов. Далее енолы вступают во взаимодействие с тетрацианоэтиленом с образованием промежуточного биполярного иона Ь, который затем превращается в тетрацианоалканаль 1г. Вторая реакция аналогична взаимодействию 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов с альдегидами. Возможно, тетрацианоалканаль Ь быстро вступает в реакцию со второй молекулой альдегида и не успевает накапливаться в количествах, достаточных для выделения. Это предположение косвенно подтверждает тот факт, что время, необходимое для завершения реакции 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов с альдегидами заметно меньше времени необходимого для тетрацианоэтилирования кетонов (кроме циклогексанона и циклопентанона). Можно также предположить, что биполярный ион 1( без изомеризации в тетрацианоалканаль напрямую реагирует со второй молекулой альдегида, образуя циклическую структуру Ь. В интермедиате 1з имеются оптимальные условия для 1,3-диаксиального взаимодействия гидрокси- и цианогруппы, приводящего к замыканию второго цикла соединений 2а-ж.

Принципы построения диоксобициклов на основе трехкомпонентной реакции, предложенные на примере альдегидов, с успехом были распространены и на систему кетон — альдегид неспособный к енолизации — тетрацианоэтилен. Действительно взаимодействием тетрацианоэтилена, кетона и ароматического альдегида в условиях кислого катализа удалось в одну синтетическую операцию получить 9-арил-12-имино-10,11-диоксатрицикло[5.3.2.01б]додекан-7,8,8-трикарбонитрилы (3).

О N0 сы

ыс сы Д.

>=< * (]* л

N0 СЫ

За-д

сн.

СНз сн3

Строение соединений 2а и 26 определено методом рентгеноструктурного анализа монокристаллов (Рис. 1,2), а 2а-ж и За-д сопоставлением данных различных физико-химических методов (элементный анализ, ИК, ЯМР 'Н и масс-спектроскопия).

1.2. Синтез 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-1//-пириднн-3,4,4-

трикарбонитрилов

Превращения в трехкомпонентной системе тетрацианоэтилен - а-разветвленный альдегид - НС1 или НВг, в которой ТЦЭ и альдегид взяты в эквимольном соотношении, а галоидоводородная кислота в заведомом избытке, позволяют вовлечь малостабильный алканаль 12 в дальнейшее превращение. В результате 4—оксоалкан—1,1,2,2-тетракарбонитрилы Ь подвергаются ацидолизу, с последующей гетероциклизацией, и превращаются в 2-галоген-6-гидрокси-5-К-5-К'-5,6-дигидро-1#-пиридин-3,4,4-

трикарбонитрилы 4а-д с выходами 52-67%. Реакции проводилась в среде диоксана или ТГФ при непрерывном перемешивании и легком нагревании обеспечивающем более эффективный ацидолиз.

Из работ по изучению влияния катализатора на ход реакции известно, что скорость образования тетрацианоалканона возрастает с увеличением концентрации протонов в растворе. Однако, как нам удалось выяснить: с увеличением количества катализатора, действительно, скорость образования Ь возрастает, однако он тут же подвергается дальнейшим превращениям.

4a: R'=RJ=Me, Hal - CI; 46: R'=R2=Me, Hal =Br; 4e: R'=RJ=Et, Hal = CI;

4r: R'=RJ=Et, Hal =Вг; 4д: R'=Ph, R2=Me, Hal = CI.

В связи с тем, что данный процесс происходит в присутствии галоидоводородной кислоты, можно предположить, что альдегид вступает в реакцию с тетрацианоэтиленом в енольной форме, приводя к образованию тетрацианоалканаля Ь.

Согласно литературным данным нитрилы могут реагировать с альдегидами в присутствии кислот, в том числе и галоидоводородных. Поэтому мы предполагаем, что аналогичные процессы протекают и в данном случае. По-видимому, в результате протонирования карбонильной группы образуется карбкатион, который подвергает внутримолекуляроной элетрофильной атаке нитрил с одновременным присоединением галогенид иона к кетениминному фрагменту, что приводит к формированию тетрагидропиридинов (4а-д).

Мы считаем, что для осуществления этих превращений существенным является возможность нитрил-кетениминной таутомерии в интермедиате Ь, которая с одной стороны обуславливает повышенную реакционную способность терминальных цианогрупп по отношению к нуклеофилам, а с другой - объясняет региоселективность присоединения галогеноводорода.

Строение соединения 4а установлено с помощью рентгеноструктурного анализа (рис.3), а 4а-д соотнесением данных ИК, ЯМР 'Н и масс-спектроскопии.

Полученные с помощью РСА межатомные расстояния и углы показали короткий контакт между кислородом (О) (см. Рис. 3) и атомом углерода нитрильной группы (С9) О...С9 2.722(2) А. Это значение гораздо меньше суммы ван-дер-ваальсовых радиусов для атомов кислорода и азота. Значения межатомных углов Сб-О...С9 и 0-Сб...С4 равны 90.9(1)° и 90.6(1)° соответственно. Другими словами атом кислорода и нитрильная группа взаимодействуют через пространство (л,я-взаимодействие), что, несомненно, оказывает влияние на конформацию 6-ти членного гетероцикла.

Особенностью структуры полученных соединений (4а-д) является наличие двух редко встречающихся сочетаний функциональных групп.

Во-первых, пространственно сближенные нуклеофильные и электрофильные центры — 1,3-диаксиальные гидроксильный и нитрильный заместители тетрагидропиридинового цикла. Выделение веществ с подобным расположением нитрильной и гидроксильной группы чрезвычайно затруднено вследствие их взаимодействия. Во-вторых - сочетание гидроксильной и амино- групп у одного углеродного атома.

1.3. Синтез 2,4-диалк11л-7-им11но-6-оксабицикло[3.2Л]окт-3-ен-1,8,8-три карбон нтрилов

Выше описанные превращения протекают по схеме: взаимодействие ТЦЭ с карбонильным соединением, затем этот аддукт взаимодействует с третьим компонентом. Взаимодействие ТЦЭ с алифатическим альдегидом в присутствии каталитических количеств серной и хлороводородной кислот происходит иначе. В этом случае алифатический альдегид, катализируемый серной кислотой, вступает в альдольно-кротоновую конденсацию со второй молекулой альдегида. Получившийся а,р-непредельный альдегид затем, в условиях катализа хлороводородной кислотой, вступает во взаимодействие с тетрацианоэтиленом, приводя к 2,4-диалкил-7-имино-6-оксабицикло[3.2.1]окт-3-ен-1,8,8-трикарбонитрилам 5а-в с выходами 36-47%.

кА • --А ^ "^А -

Рисунок 4. Структура соединения 56.

Рисунок 3. Структура соединения 4а.

Предлагаемая нами схема взаимодействия заключается в последовательном присоединении хлороводорода к а,Р-непредельному альдегиду с образованием интермедиатов Is и последующей енолизации p-хлоральдегида Ь. Далее, вероятно, следует отщепление хлороводорода из положения 3-4 енола le с формированием диена I7. Известно, что тетрацианоэтилен является наиболее активным диенофилом и с количественными выходами образует 4-циклогексен-1,1,2,2-теракарбонитрилы. Поэтому, диен I7 вступая во взаимодействие с тетрацианоэтиленом, превращается в цвитгер-ион I9, далее в циклогексен 1ю. На последней стадии осуществляется гетероциклизация по Торпу-Циглеру между аксиальными гидроксильной и нитрильной группами.

Чтобы подтвердить предложенную схему превращения, нами было изучено взаимодействие между тетрацианоэтиленом и ог,Д-непредельными альдегидами. Найдено, что в условиях катализа соляной кислотой образуются те же соединения 5а-в с выходами 50-72%. Таким образом мы считаем что ТЦЭ способен взаимодействовать с <х,Р-непредельными альдегидами имеющими у-СН кислотный центр. Механизм данного превращения аналогичен предложенному выше.

Строение соединения (56) определено методом рентгеноструктурного анализа монокристаллов, а 5а-в соотнесением данных ИК, ЯМР 'Н и масс-спектроскопии.

1.4. Синтез 2-(5-амиио-2-алкил-2,3-дигидро-4//-имидазол-4-илиден)малононитрилов

Продолжая исследования по изучению влияния условий на реакцию между тетрацианоэтиленом и альдегидами, было обнаружено, что в присутствии ацетата аммония, являющегося источником аммиака, формируются замещенные 2-(5-амино-дигидро-4//-имидазол-4-илиден)малононитрилы 7а-в с выходами 36-42%. Предполагаемая последовательность превращений включает в себя образование на первой стадии аминотрицианоэтилена (6) и иминопроизводного альдегида 1ц.

В ходе изучения данных превращений, «самосборку» 2,3-дигидро-4//-имидазольного кольца удалось осуществить с помощью трех подходов: прямым синтезом из ТЦЭ, альдегида и ацетата аммония; синтезом в две синтетические операции с выделением промежуточного аминоэтилена; а также в три синтетические операции (выделение промежуточного аминоэтилентрикарбонирила 6 и его введение во взаимодействие с заранее синтезированными аминопроизводными альдегидов 8а-г).

И+>Щ4ООССНз \ /

т^ " /—\

С СМ - НООССНз N0 N1

о . ж

II +ЫН400ССНз ||

-НООССНз

и

Я1 = (СНзЬСН, Я2=Н (а); Я1 = (С2Н5)2СН, Я2=Н (б); Я1 = С4Н,(С2Н5)СН, Я2= Н (в);

Я1 = РЬ, Я2 = Н (г); Я'+ЯЧсНгЬСд); Я'+Я2=(СН2)2СН(СН,)(СН2)2(е);

Я|+К2=(СН2)2СН(С6Н5)(СН2)з (Ж); Я'+Я2=СН(СН3)(СН2)4(з); 9Д: Я'+Я2=(СН2)„ (И)

Интересной особенностью описанных реакций является то, что внутримолекулярная гетероциклизация в интермедиате 1ц приводит к образованию пятичленного гетероцикла (имидазола), в то время как для енаминонитрильного фрагмента характерно формирование шестичленного цикла (пиримидина). Таким образом, задействуется цианогруппа С3=М' находящаяся у того же атома углерода, что и аминогруппа. Такую региоселективность можно объяснить повышением электронной плотности на атомах углерода С4 и С5 в результате сильного п,лг-сопряжения аминогруппы с двумя цианогруппами у атома С1. В тоже время С3=1Ч'-группа (рис. 5) не принимает участие в таком сопряжении, что обуславливает ее активность по отношению к атакам нуклеофилов.

Строение соединения 6 определено методом рентгеноструктурного анализа монокристаллов (рис.5).

Особо следует отметить короткое расстояние в амино группе С2-И, удлинение смежной С1=С2 двойной связи. Это можно объяснить сильным гг-сопряжением связей аминогруппы с двумя цианогруппами, илиденмалононитрильного фрагмента, принимая во внимание, что циано-группа С3Ы' не принимает участие в таком сопряжении связей. Дополнительное свидетельство этого сопряжения -планарность аминогруппы (сумма угла вокруг атома N - 360 (2)°).

Для уточнения схемы образования соединений 7а-в была дополнительно изучена возможность вовлечения во взаимодействие с аминотрицианоэтиленом 6 заранее синтезированного иминоальдегида 1ц. Известно, что имины 1„ неустойчивы и обычно не могут быть выделены в индивидуальном состоянии, поэтому нами были получены их производные - 1,3,5-тризамещенные 2,4-диазапентадиены (8а-в).

11

Рисунок 5. Структура молекулы б.

Рисунок 6. Структура 7д.

Найдено, что при взаимодействии соединений 8а-в с

аминоэтилентрикарбонитрилом 6 так же образуются 2-(5-амино-2-алкил-2,3-дигидро-4#-имидазол-4-илиден)малононитрилы 8а-в. Эта реакция протекает быстрее и с большими выходами (59-63%) по сравнению с другими представленными методами. Использование данного типа аминопроизводных альдегидов позволило ввести во взаимодействие с аминотрицианоэтиленом гидробензамид (8г).

Показанная нами на примере альдегидов последовательность превращений, приводящая к образованию имидазолов 7а-г, была распространена на ряд кетонов. Было обнаружено, что результатом взаимодействия ТЦЭ с циклогексаноном, его 4- и 2-замещенными производными, а также додеканоном в присутствии ацетата аммония являются 2-[5-амино-2,3-дигидро-4Я-имидазол-4-илиден]малононитрилы 7д-и с выходами 49-65%. Строение соединения 7д было доказано методом РСА (рис.6). Структура соединений 7а-г и 9а-д - соотнесением данных элементного анализа и ИК, ЯМР 1Н, масс-спектроскопии.

Как показано в литературе, одной из наиболее часто реализуемых в химии 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов внутримолекулярных гетероциклизаций являются взаимодействия нуклеофильных (гидрокси- или амино-) и цианогрупп представляющее собой гетероатомную модификацию циклизации Торпа-Циглера. Именно оно, как показано в работе, является дополнительным фактором, формирующим продукты взаимодействия ТЦЭ с альдегидами на последней стадии предлагаемых нами схем превращений.

Гетероатомная модификация циклизации по Торпу-Циглеру относится к реакциям нуклеофильного присоединения по цианогруппе. В ходе реакции нуклеофильный кислород гидроксильной группы взаимодействует с электрофильным углеродом цианогруппы. Однако, как показали последние исследования, даже в случае пространственно сближенных реакционных центров, данный процесс не всегда реализуется.

7а-г

6

8а-г

Я= (СН3)2СН (а); (С2Н5)2СН (б); С4Н9(С2Н,)СН (в); РЬ (г)

2. Изучение особенностей строения и его влияния на свойства полученных

соединений

В связи с этим мы изучили превращения полученных соединений обусловленные наличием дигидро-2(3//)-фураниминного фрагмента или сближенных ОН и СИ групп как его предшественника.

2.1. Взаимное влияние гидроксильной и цианогруппы в 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-1//-пиридин-3,4,4-трикарбонитрилах

Как было показано на основе данных РСА атом кислорода и нитрильная группа в 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-1Я-пиридин-3,4,4-трикарбонитрилах (4а-д) взаимодействуют через пространство (п,л-взаимодействие). Подобное взаимодействие, как мы предположили, должно значительно сказаться на свойствах этих соединений, что позволит использовать их для моделирования влияния функциональных групп через пространство. Исследование подобных процессов является перспективным для понимания и моделирования ферментативных процессов, а так же создания не уступающих им синтетических методов.

2.1.1. Взаимодействие 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси- -5,6-дигидро-1//-пиридин-3,4,4-трикарбонитрилов с О- нуклеофилами 2.1.1.1. Взаимодействие со спиртами

Изучая специфические химические свойства тетрагидропиридиов 4 нами обнаружена аномальную легкость реакций нуклеофильного замещения гидроксильной группы для соединений 4.

Действительно нуклеофильное замещение с участием 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-1Н-пиридин-3,4,4-трикарбонитрилов и одноатомных алифатических спиртов протекает в необычно мягких условиях: не требует катализатора и нагревания. В качестве растворителя может выступать сам безводный спирт или безводный ацетонитрил. Этот факт мы объясняем содействием аксиальной нитрильной группы. В случае метанола реакция приводит к 2-алкокси-3,3-диалкил-6-галоген-4,5-дициано-1,2,3,4-тетрагидро-4-пиридинкарбоксамидам (9а-г) (выход 68-94%). Кроме метанола использовался циклогексанол и этиловый эфир меркаптоуксусной кислоты - представитель нуклеофилов.

Кроме замещения в ходе данного превращения обнаружен мягкий и селективный гидролиз одной из цианогрупп. Мы считаем, что наблюдающееся 1,3-диаксиальное содействие гидроксильной и нитрильной групп приводит к этим взаимообусловленным превращениям.

Вышеуказанное реализуется переходом п,л-взаимодействия между СИ- и ОН-группами в а-связь. Циклический аддукт 1и в условиях образования подвергается

раскрытию и в дальнейшем образовавшийся дигидропиридин 1м, координирует по связи С=Ф1 молекулу спирта. Последняя может подойти с любой из сторон относительно плоскости цикла, приводя к двум изомерным пиридинкарбоксамидам (9а-ж и 9*а-ж).

Рисунок 7. Структура 96 и 9*6.

»•, 9"я: R'-Mc. R:-OMe, Hol-Cl; 96,9-t: R'=Me, R^OMe, Hol=Br, 9b, 9*b: R'-El, R:=OMe, Hal-Cl; 9r, »T R'-Et, R^-OMe, Hal=Br, 9Д. 9"д: R'-Me, R^O. Hal»Br, 9e, 9e: R'«Et, R^SCH^OOEt, Hal-Cl; »«,9-ж: R'-Mt,R:-OCD3,№l=C!.

Образование двух изомеров подтверждает соотнесение 'Н ЯМР спектров с данными РСА (рис. 7). Структура соединений 9а-ж определена соотнесением данных ИК, ЯМР 'Н и масс-спектроскопии.

Изучение механизма данного превращения было осуществлено с помощью изотопной метки. Для этого был использован полностью дейтерированный метанол - CD3OD. Реакция с тетрагидропиридином 4а проводилась в чистом дейтерий метаноле. Химические сдвиги *Н ЯМР- спектра полученного соединения полностью совпадающий с таковыми, полученными для соединения 9а. В спектре имеется два набора сигналов в соотношении 1:1 (по сигналам метальных групп и протону фрагмента OCHNH).

Основываясь на данных ЯМР 'Н, мы предложили схему превращения, включающую межмолекулярное взаимодействие между двумя интермедиатами 1и. В ходе его N-H кислотный протон атакует иминный фрамгент другой молекулы. В результате образуется интермедиат который при взаимодействии с дейтерий метанолом приводит к i/wc-изомеру 9ж с CHND и C(0)NÖ2 фрагментами. Положительно заряженный интермедиат претерпевает иные превращения сводящееся к непосредственному раскрытию

гидрированного фуранового цикла под действие дейтерий метанола, что приводит к трансизомеру 9*ж с С(О)МШ) фрагментом.

С водными спиртами тетрагидропиридин взаимодействует иначе. В этом случае тетрагидропиридин (4) под действием спирта претерпевает внутримолекулярную гетероциклизацию по Торпу-Циглеру. Затем образовавшийся бициклический интермедиат раскрывается содержащейся в спирте водой. В результате чего образуются 2-гидрокси- 3,3-диалкил-6-галоген-4,5-дициано-1,2,3,4-тетрагидро-4-пиридинкарбоксамиды (10а-г).

10а: R=Me, На!=С1; 106: R=Me, Hal=Br; 10в: R=Et, Hal=Cl; Юг. R=Et Hal=Br.

Рисунок 8. Структура 106.

Изучив реакции одноатомных спиртов с тетрагидропиридинами 4, мы решили распространить данное превращение на а-диолы. Экспериментальным путем нами обнаружено, что при взаимодействии тетрагидропиридина 4а-г с этиленгликолем, образуется 5,5-диалкил-2-галоген-6-(2-гидроксиэтокси)-5,6-дигидро-3,4,4( 1 //)-

пиридинтетракарбонитрил (11а-г).

По-видимому, превращение начинается с отщепления молекулы воды от тетрагидропиридина 4. Далее дигидропиридин (Iis) вступает во взаимодействие со спиртом и образуются 5,5-диалкил-2-галоген-6-(2-гидроксиэтокси)- 5,6-дигидро-3,4,4( 1 //)-пиридинтетракарбонитрилы (11а-г). Молекулярная структура соединения 116 изучена методом РСА (см. рис. 9).

11»-г, 12»-д

Рисунок 9. Структура 116.

11а: К=Ме, а'=СН2СН2ОН, На1=С1; 116: Я=Ме, а'КГНгСЩЭН, На1=Вг; Ив: Я=Е1, Я'=СН2СН2ОН, На1=С1; Иг: Я=Е^ К'=СН2СН2ОН, На1=Вг; 12а: Я=Ме, На1=С1; 126: Я=Ме, На1=Вг; 12в: К=Е1, На1=С1; 12г: а=Ег, На1=Вг; 12д: Я^Ви, На1=С1;

Протекание реакции с этиленгликолем по механизму отличному от описанного для

одноатомных спиртов объясняется нами повышенной кислотностью протонов

гидроксигруппы а-диолов. Если в других случаях превращение протекает как 1,3-

Рисунок 10. Структура 12г.

диаксиального содействие, то в данном случае во взаимодействие вступает лишь фрагмент НО-СН-ГШ молекулы 4. Разрушение п,я-комплекса достигается вовлечением кислорода гидроксильной группы в водородную связь с водородами спиртовых групп этиленгликоля.

По-видимому, данная водородная связь энергетически более выгодна, чем внутримолекулярное п,я-взаимодействие.

Для проверки данного предположения реакцию тетрагидропиридина с метанолом и бутанолом провели в присутствии каталитических количеств серной кислоты. При этом мы получили 5,5-диалкил-2-галоген-6-алкилокси-5,6-дигидро-3,4,4(1 Я)-пиридинтетракарбонитрилы (12а-д) с выходами 85-95%.

2.1.1.2. Взаимодействие с оксимами кетонов и альдегидов В последнее время значительно возросло количество публикаций посвященных взаимодействию полицианозамещеных соединений с такими НСЖ-нуклеофилами, как оксимы кетонов и альдегидов.

В связи с этим мы изучили взаимодействие синтезированных нами 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-1//-пиридин-3,4,4-трикарбонитри-лов (4а-г) с оксимами ряда кетонов и альдегидов. Гидроксильная группа оксимов обладает значительной кислотностью, однако кислотность нивелируется основными свойствами атома азота, по этому мы предположили, что данное взаимодействие должно протекать по аналогии с одноатомными спиртами.

13а: Я=Ме, На1=С1, Я'= Я3= Ме; 136: Я=Ме, На1=Вг, Я1» Я2= Ме; 13в: Я=Е1, На1=С1, Я'= Я2= Ме; 13г: Я=Ег, На1=Вг, Я'= Я!= Ме; 13д: Я=Ме, На1=С1. Я1 + Я2= (СН2)5; 13е: Я=Ме, На1=Вг, Я'= Ме, Я2= Н; 13ж: Я=Е1, На1=Вг, Я'= Ме,

Я2= Н; 13з: Я=Ег, На1=Вг, Я'= Ри, Я2= Н.

В ходе эксперимента это было подтверждено: в результате превращения образуются 3,3-диалкил-6-галоген-4,5-дициано-2-алкилалкилиденаминоокси-1,2,3,4-

тетрагидропиридин-4-карбоксамиды (13а-г) с выходами 80-95%.

Строение соединений 13а-з предложено на основе ИК, ЯМР 'Н и масс спектров.

2.1.2. Взаимодействие 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-1//-пиридин-3,4,4-трикарбонитрилов с N-нуклеофилами

Изучение взаимодействия тетрагидропиридинов (4) с М-нуклеофилами показало, что, обладая кроме нуклеофильных еще и основными свойствами, вторичные амины требуют особых условий проведения реакции. Нами обнаружено, что взаимодействие тетрагидропиридинов с морфолином в зависимости от растворителя приводит либо к 3,3-диалкшт-6-галоген-2-морфолино-4,5-дициано-1,2,3,4-тетрагидропиридин-4-карбоксами-дам (14а-г) (в ацетонитриле и ацетоне) с выходами 65-70%, либо к 8,8-диалкил-3-галоген-6-оксо-2,7-диазабицикло[3.2.1]окта-3-ен-4,5-дикарбонитрилам (15а-г) (в метаноле или этаноле) с выходами 90-97%.

14а: R=Me, Hal=Cl. R'+RJ= (CH2)20(CH2)2; 146: R=Me, Hal=Br, R'+R2= (CH2)20(CH2)2;

14b: R=Et, Hal=Cl, R'+RJ= (CH2)20(CH2)2; 14r: R=Et, Hal=Br, R'+RJ= (CH2)20(CH2)2

Мы считаем, что особое значение для протекания данных процессов, как и всех выше описанных превращений тетрагидропиридинов (4а-г), имеет наличие в исходных соединениях (4а-г) сближенных нуклеофильного (ОН) и электрофильного (CN) центров. Это обуславливает возможность перехода имеющегося между этими фрагментами невзаимодействия в о-связь, приводя к образованию циклического интермедиата (Гц), который в отсутствие нуклеофила способен превращаться в исходное соединение. Затем морфолин, выступая в роле нуклеофила, атакует узловой атом углерода, вследствие чего раскрывается дигидро-2(3//)-фураниминная составляющая бицилических интермедиатов (In), что приводит к образованию карбоксамидов (14а-г). Подобное предположение подтверждается выделением продукта взаимодействия с морфолином в ацетоне с транс расположением карбоксамидного и морфолинового заместителей цикла (см. рис.11).

В отличие от полярного апротонного растворителя (ацетонитрила или ацетона) используемого для синтеза карбоксамида в амфипротонном растворителе (метанол или этиловый спирт) реакция не заканчивается на образовании соединений (14a-r), а продолжается дезаминированием. Мы считаем, что данный процесс происходит через образование цвиттер-ионной формы lie. На последней стадии идет внутримолекулярная циклизация, приводящая к образованию диазабицикла (15а-г).

NC

Рисунок 11. Структура 14а.

15a: R=Me, Hal=Cl; 156: R=Me, Hal=Br; 15b: R=Et, Hal=Cl; 15r: R=Et, Hal=Br

Рисунок 12. Структура 15г.

Косвенным подтверждением протекания данного процесса через карбоксамид 14 или его цвиттер-ионную форму (lie) является получение 8,8-диатсил-3-галоген-6-оксо-2,7-диазабицикло[3.2.1]окта-3-ен-4,5-дикарбонитрилов (15а-г) при растворении соединений 14а-г в метаноле (выход 95-97%).

2.2. Превращения 5,5-дналкил-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-1//-пирид11н-3,4,4-трикарбонитрилов и их производных в концентрированной азотной кислоте Исследования превращений тетрагидропиридинов сопровождающихся гидролизом цианогрупп было продолжено в жестких условиях. При этом обнаружено, что при кратковременном кипячении (5-10 мин) тетрагидропиридина или его производных в концентрированной азотной кислоте происходит миграция хлора.

При взаимодействии 2-хлор-6-гидрокси-5,5-диалкил-5,6-дигидро-3,4,4(1//)-пиридинтрикарбонитрилов (4а,в) с азотной кислотой образуются 8а-хлор-9,9-диметилдигидро-1 /7-3,5а-метанопирроло[3,4-е][ 1,3]диазепин-1,5,6,8(2//)-тетраоны (16а,б) с выходами 65-70%. Аналогичные процессы с 3,3-диалкил-2- метокси-6-хлор-4,5-дициано-1,2,3,4-тетрагидро-4-пиридинкарбоксамидами (9а,в) приводят к 7,7-диалкил-6-гидрокси-1,3,4-триоксо-За-хлороктагидро-7а//-пирроло[3,4-с]пиридин-7а-карбоксамидам (17а,б) (выход 65-70%). Превращение 3,3-диалкил-2-алкилиденаминоокси-6-хлор-4,5-дициано-1,2,3,4-тетрагидропиридин-4-карбоксамидов (15а,б) в концентрированной азотной кислоте

н

R=Me (»); R=El (б)

18а .6

приводит к 8,8-диалкш1-3,6-диоксо-4-хлор-7-окса-2-азабицикло[3.2.1]октан-4,5-

дикарбонитрилам (18а,б) (55-65%).

Как видно на примере образования соединения

18а,б миграция хлора не зависит от гидролиза

цианогрупп и по-видимому предшествует ему. Мы считаем, что переход хлора осуществляется по аналогии

с элекгрофильным присоединением через хлорониевый интермедиат (А).

В дальнейшем осуществляется гидролиз цианогрупп. Он реализуется как серия внутримолекулярных гетероциклизаций. Диоксопиррольный цикл формируется для соединений 16а,б и 17а,б, по-видимому, после перехода тетрагидропиридинового цикла в пиперидиновый. В пиперидине экваториальная карбоксамидная группа в положении 4 цикла сближена с цианогруппой у 3 атома цикла и способна взаимодействовать с нею. Этот процесс возможен в случае наличия экваториальной карбоксамидной группы и не реализуется для производного 15а,в имеющего лишь аксиальную карбоксамидную группу. Для тетрагидропиридина (4а,в) это превращение реализуется после последовательного внутримолекулярного гидролиза обоих цианогрупп у 4 атома углерода.

Кроме формирования диоксопиррольной составляющей, аксиальная карбоксамидная группа на последней стадии образования соединения (16а,б), как мы считаем, присоединяется по кратной связи С=Ы. Для производного 15а,в карбоксамидная группа, вероятно, вначале гидролизуется, а уход [(1-алкилалкилиден)амино]окси группы и образование гидрированного фуранового цикла происходят одновременно, исключая гидролиз второй цианогруппы.

Строение соединений 16а,б, 17а,б и 18а,б предложено на основании данных ЯМР 'Н и ИК-спектроскопии. Для соединений 17а,б изучены данные ЯМР 13С. Структура соединений 16а и 186 доказана методом РСА.

2.3. Раскрытие дигидро-2(3//)-фУранимннного фрагмента 3-алкил -6- имнно- 8, 8- диалкил- 2,7- дноксабицикло [3.2.1] октан - 4,4,5-трикарбонитрилов Обнаруженные на примере тетрагидропиридина взаимодействия с нуклеофилами, как мы считаем, идет по схеме включающей раскрытие дигидро-2(ЗН)-фураниминной составляющей. На основании этого мы предположили, что раскрытие подобного фрагмента в 3-алкил-8,8-диалкил-6-имино-2,7-диоксабицикло[3.2.1]октан-4,4,5-трикарбонитрилах 2 должно происходить под действием нуклеофилов.

В ходе экспериментальных исследований было обнаружено, что спирты не реагируют с соединениями 2, а в присутствии основных катализаторов происходит

образовании смеси не идентифицируемых продуктов. Из О-нуклеофилов лишь оксимы оказались способны к региоселективному взаимодействию с диоксабициклами.

2.3.1. Взаимодействие 3-алкил-6-имнно-8,8-диалкил-2,7-диоксабицикло[3.2.1]октан- 4,4,5-трикарбонитрилов с ацетальдоксимом

Взаимодействие 3-алкил -6- имино- 8, 8- диалкил- 2, 7- диоксабицикло [3.2.1] октан - 4, 4, 5-трикарбонитрилов (26,е) с избытком оксима ацетальдегида приводит к образованию 4-алкил-7,7-диалкил-6-[1 -(гидроксиламино)этокси]-3-имино-1 -оксатетра-гидропирано[3,4-с]пирроло-За,7а(1//,4/У)-дикарбонитрилов(19а,б).

19а: R,=Me, R2=Me; 196: Ri=Et, R2=Et.

Согласно предлагаемой нами схемы электрофильный углерод ацетального фрагмента подвергается атаке нуклеофильной гидроксильной группы оксима, что приводит к интермедиату In. Далее, по-видимому, происходит образование Iis за счет отшепления ацетонитрила.

В пиране Iis, как мы считаем, карбоксамидная группа и вошедший заместитель находятся в транс положение друг относительно друга. А поскольку лишь экваторилальное положение карбоксамидной группы обеспечивает ее взаимодействие с вицинальным нитрильным заместителем, это приводит к формированию пиррольного цикла. Переход карбоксамидной группы в экваториальное положение в результате обращения цикла предполагает переход алкильного заместителя цикла в аксиальное положение. Далее гидроксильная группа выступает в качестве нуклеофила, а а-С оксима в качестве электрофильного центра в реакции приводящей к конечному продукту 19.

Расположение вводимого заместителя в аксиальном или экваториальном положении нами определено не было, однако на основании данных спектров 'Н ЯМР мы считаем, что образуется лишь один из возможных изомеров. Это показывает протекание превращений под строгим стерическим контролем, что можно соотнести с реакцией по схеме, включающей реализацию бимолекулярного механизма замещения

Для доказательства строения соединений 19а,б были использованы методы ИК, масс, ЯМР !Н спектроскопии.

2.3.2. Взаимодействие с оксимами кетонов.

При использовании оксимов кетонов отщепление нитрила, как это предложено ранее, невозможно. Это позволяет предположить иное направление их взаимодействия. Так в случае реакции 3-алкил-6-имино-8,8-диалкил-2,7- диоксабицикло[3.2.1]-октан-4,4,5-трикарбонитрилов (26,е) с оксимами кетонов (метилэтилкетона, цилогексанона и ацетона) в среде ацетонитрила происходит образование 2-алкил-5,5-диалкил-3,3,4-трициано-6-алкилиденаминоокситетрагидро-2//-пиран-4-карбоксамидов (20а-е) с выходами 65-75%. ны

X—

/ СН '' СЫ

26, е 20а-е\к4

20а: Я^Ме, Я2=Ме, Я3=Е1, Л,=Ме; 206: К,=Е1, Я2=Е1, К3=Ме, Я,=Ме;

20в: Я1=Е^ Я2=Е1, К3=ЕГ, Л,=Ме; 20г: Я,=Е1, Я2=Ег, К3=Е1, Я,=Ме.

Как и с оксимами альдегидов реакция с оксимами кетонов, по-видимому, начинается с атаки нуклеофила по электрофильному углероду ацетального фрагмента диоксабицикла. Однако в отличие от процессов, описанных выше, в этом случае вводимый заместитель располагается в экваториальном, а карбоксамидная группа в аксиальном положении. Причиной этого мы считаем больший объем вводимого фрагмента по сравнению с оксимом ацетальдегида. Так как карбоксамидная группа в полученном соединении занимает аксиальное положение, то взаимодействие ее с вицинальной нитрильной группой не возможно. В дальнейшем отщепление нитрила для оксима кетона не возможно, поэтому реакция заканчивается на стадии образования 2-алкил-5,5-диалкил-6-алкилиденаминоокси-3,3,4-трицианотетрагидро-2Я-пиран-4-карбоксамидов (20а-г).

Строение соединений 24а-г было установлено по данным ИК, масс, ЯМР 'Н спектроскопии.

Выводы

1. В результате изучения взаимодействия тетрацианоэтилена с альдегидами разработаны препаративные методы позволяющие в одну синтетическую операцию получать карбо- и гетероциклические соединения в недоступном ранее функциональном окружении.

2. Установлено, что при взаимодействии ТЦЭ с избытком альдегида в условии кислого катализа образуются 3,8-диалкил-6-имино-2,7-диоксабицикло[3.2.1]октан-4,4,5-трикарбонитрилы.

3. Найдено, что в результате мультикомпонентного превращения: тетрацианоэтилен — а-разветвленный альдегид - галоидоводородная кислота получаются 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-1#-пиридин-3,4,4-трикарбонитрилы.

4. Установлено, что взаимодействие ТЦЭ с алифатическими альдегидами в условиях катализа смесью соляной и серной кислот, а также в случае а,Р-непредельных альдегидов образуются 2,4-диалкил-7-имино-6-оксабицикло[3.2.1]окт-3-ен-1,8,8-трикарбонитрилы.

5. Показано, что при проведении реакции тетрацианоэтилена с а-разветвленными альдегидами в присутствии ацетата аммония образуются 2-(5-амино-2-алкил-2,3-дигидро-4//-имидазол-4-илиден)малононитрилы.

6. Обнаружен мягкий гидролиз цианогруппы в 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-1 //-пиридин-3,4,4-трикарбонитрилах сопровождающийся замещением гидроксильной функции в результате взаимодействия с метанолом, циклогексанолом, этиловым эфиром меркаптоуксусной кислоты и рядом оксимов кетонов и альдегидов.

7. Найдено, что кислотный катализ взаимодействия 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-1//-пиридин-3,4,4-трикарбонитрилов со спиртами приводит исключительно к замещению гидроксильной группой.

8. Показано наличие двух возможных направлений взаимодействия 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дйгидро-1//-пиридин-3,4,4-трикарбонитрилов с морфолином, которые приводят к 3-галоген-8,8-диметил-6-оксо-2,7-диазабицикло[3.2.1]окта-3-ен-4,5-дикарбонитрилам в спиртовом растворе или к 3,3-диалкил-6-галоген-2-морфолино-4,5-дициан-1,2,3,4-тетрагидропиридин-4-карбоксамидам в ацетоне и ацетонитриле.

9. Установлено, что взаимодействие 2-хлор-6-гидрокси-5,5-диалкил-5,6-дигидро-3,4,4(1 //)-пиридинтрикарбонитрилов и их производных с концентрированной азотной кислотой приводит к миграции хлора из положения 2 в положение 3 пиридинового цикла и может сопровождаться гидролизом цианогрупп.

10. Обнаружены процессы нуклеофильного раскрытия дигидро-2(3//)-фураниминной составляющей диоксобициклов (2) под действием оксимов. Оксим ацетальдегида приводит к 6-[ 1 -(гидроксиламино)этокси]-3-им ино-1 -оксатетрагидропурано[3,4-с]пирол-За,7а(1//,4//)-дикарбонитрилам, а оксимы кетонов к 6-алкилиденаминоокси-3,3,4-трицианотетрагидро-2Я-пиран-4-карбоксамидам.

Список публикаций

1. Еремкин А.В., Чернушкин А.Н., Шевердов В.П., Ершов О.В. Взаимодействие Р,Р,у,у-тетрацианоалканонов с альдегидами // Тез. док. XII Российской студ. науч. конф. «Проблемы теоретической и экспериментальной химии». Екатеринбург. 2002. С. 198-199.

2. Еремкин А.В., Шевердов В.П., Ершов О.В., Насакин О.Е. Взаимодействие тетрацианоэтилена с масляным и фенилуксусным альдегидами II Тез. докл. XII Российской студ. науч. конф. «Проблемы теоретической и экспериментальной химии». Екатеринбург. 2003. С.392.

3. Ершов О.В., Еремкин А.В., Шевердов В.П., Насакин О.Е. З-Изопропил-6-имино-8,8-диметил-2,7-диоксабицикло[3,2,1]октан-4,4,5-трикарбонитрил // 2-ая Международная конф. «Химия и биологическая активность кислород- и серусодержащих гетероциклов». Москва. 2003. т. 2, с. 282.

4. Ершов О.В., Еремкин А.В., Шевердов В.П., Насакин О.Е. Синтез 6-имино-2,7-диоксабицикло- [3,2,1]октан-4,4,5-трикарбонитрилов И 2-ая Международная конф. «Химия и биологическая активность кислород- и серусодержащих гетероциклов». Москва. 2003. т. 2, С.83-84.

5. Еремкин А.В., Мольков С.Н., Ершов О.В. Синтез 2-галоген-6-гидрокси-5,5-диметил-5,6-дигидро-1//-пиридин-3,3,4-трикарбо-нитрилов // Тез. докл. XV Российской студ. науч. конф. «Проблемы теоретической и экспериментальной химии». Екатеринбург. 2005. С.360.

6. С.Н. Мольков, А.В. Еремкин, О.В. Ершов Синтез аминотрицианоэтилена и его взаимодействие с карбонильными соединениями // VIII Науч. школа-конференция по органической химии. Казань, 2005. С.224.

7. А.В. Еремкин, С.Н. Мольков, О.В.Ершов. Стереохимия нуклеофильного замещения 2-галоген-6-гидрокси-5,5-диметил-5,6-дигидро-3,4,4(1//)-пиридинтрикарбонитрила II VIII Науч. школа-конференция по органической химии. Казань. 2005. С. 133.

8. Мольков С.Н., Еремкин А.В., Ершов О.В. Взаимодействие 1,3,5-триалкил-2,4-диазапента-1,4-диенов с трицианоаминоэтиленом // Материалы Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2005» Москва, 2005. Секция «Химия», т.1. С. 168.

9. Tafeenko V. A., Paseshnichenko К. A., Ershov О. V., Eremkin А. V., Aslanov L. A.. The twofold interpenetrated three-connected three-dimensional (10,3)-net in 2-aminoethene-1,1,2-tricarbonitrile II Acta Cryst. 2005. C61, o434-o4374.

10. Шевердов В. П., Ершов О. В., Еремкин А.В., Насакин О.Е., Бардасов И.Н., Тафеенко В.А. Синтез 4-формил-3-циклопентен-1,1,2-трикарбонитрилов // ЖОрХ. 2005. Т. 41. № 12. С. 1795-1801.

11. Еремкин А.В., Ершов О.В. Синтез 2,4-диалкил-7-имино-6-оксабицикло[3.2.1]окт-3-ен-1,8,8-трикарбонитрилов // Материалы IV Всероссийской научной INTERNET-конференции «Интеграция науки и высшего образования в области био- и органической химии и биотехнологии». Уфа. 2006. С. 16.

12. Eremkin A.V., Ershov O.V., Kayukov Ya.S., Sheverdov V.P., Nasakin O.E, Tafeenko V.A., Nurieva E.V. Synthesis of 2-[5-amino-2,3-dihydro-4//-imidazol-4-ylidene]malono-nitriles // Tetrahedron Lett. 2006. Vol. 47. 9. P. 1445-1447.

13. Еремкин A.B., Ершов O.B., Мольков C.H., Шевердов В.П., Насакин О.Е., Каюков Я.С., Тафеенко В.А. Взаимодействие тетрацианоэтилена с альдегидами. Синтез 6-имино-2,7-диоксабицикло[3.2.1]октан-4,4,5-трикарбонитрилов И ЖОрХ. 2006. Т. 42. № 2. С. 210-214.

14. Eremkin A.V., Molkov S.N., Ershov O.V., Kayukov Y.S., Nasakin O.E., Tafeenko V.A., Nurieva E.V. Synthesis of 2-halo-6-hydroxy-5,5-dimethyl(ethyl)-5,6-dihydro-l//-pyridine-3,4,4-tricarbonitriles by the reaction of tetracyanoethylene with aldehydes // Mendeleev Comm. 2006. Vol. 16. 2. P.l 15-116.

15. Максимова B.H., Еремкин A.B., Ершов О.В. Одностадийный синтез 2,4-диалкил-7-имино-6-оксабицикло[3.2.1]окт-3-ен-1,8,8-трикарбонитрилов // Материалы Международной конференции молодых учёных по фундаментальным наукам «ЛОМОНОСОВ - 2006». Москва. 2006. Секция «Химия», т. 2. С. 179.

16. Еремкин А.В., Мольков С.Н., Ершов О.В. Особенности гидролиза цианогрупп в 2-галоген-6-гидрокси-5,5-диалкил-5,6-дигидро-3,4,4(1//)-пиридинтрикарбонитрилах // Труды 3-ей Международной конференции "Химия и биологическая активность азотсодержащих гетероциклов". Москва. IBS PRESS. 2006. т. 1, С.300-302.

17. Мольков С.Н., Еремкин А.В., Ершов О.В. Синтез 2-(3-амино-1,4-диазаспиро[4.5]дек-3-ен-2-илиден)малононитрилов // Труды 3-ей Международной конференции "Химия и биологическая активность азотсодержащих гетероциклов". Москва. IBS PRESS. 2006. т. 2. С.201.

18. Еремкин А.В., Мольков С.Н., Ершов О.В. 3,3-Диметил-2-метокси-6-хлор-4,5-дициано-1,2,3,4-тетрагидропиридин-4-карбоксамид // Труды 3-ей Международной конференции "Химия и биологическая активность азотсодержащих гетероциклов". Москва. IBS PRESS. 2006. т. 2. С.340.

Подписано в печать 24.11.2006 Формат 60x84/16. Усл. печ. л. Уч.-изд. л. Тираж 100 экз. Заказ № 790 Чувашский государственный университет

Типография университета 428015 Чебоксары, Московский просп., 15

Введение.

Глава 1. Взаимодействие тетрацианоэтилена с карбонильными соединениями, свойства 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов (литературный обзор).

1.1 Взаимодействие тетрацианоэтилена с карбонильными соединениями.

1.1.1. Основные направления взаимодействия тетрацианоэтилена с карбонильными соединениями.

1.1.2. Алифатические и жирно ароматические кетоны и тионы в реакциях с ТЦЭ.

1.1.3. Взаимодействие с бензофенонами и их производными.

1.1.4. Тетрацианоэтилирование а-замещенных кетонов.

1.1.5. Непредельные и (3-замещенные карбонильные соединения.

1.1.6. Взаимодействие ТЦЭ с дикарбонильными соединениями и их аналогами.

1.1.7. Реакции а-галоген-|3-дикарбонильных соединений с ТЦЭ.

1.2. Свойства 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов.

1.2.1. Самопроизвольные модификации 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов.

1.2.2. Взаимодействие 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов с веществами основной природы и нуклеофилами.

1.2.3. Взаимодействие 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов с кислотами.

1.2.4. Взаимодействие 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов с соединениями, содержащими кратные связи.

Глава 2. Взаимодействие тетрацианоэтилена с альдегидами.

2.1. Общие закономерности взаимодействия тетрацианоэтилена с альдегидами

2.1.1. Получение 3,8-диалкил-6-имино-2,7-диоксабицикло[3.2.1]октан-4,4,5-трикарбонитрилов.

2.1.2. Синтез S-R'-S-^^-ranoreH-e-rHflpoKCH-S^-flHrHflpo-^-nnpHflHH-S^^-трикарбонитрилов.

2.1.3. Получение 2,4-диалкил-7-имино-6-оксабицикло[3.2.1]окт-3-ен-1,8,8-трикарбонитрилов.

2.1.4. Взаимодействие тетрацианоэтилена с карбонильными соединениями в присутствии ацетата аммония.

2.1.4.1. Описание структуры аминоэтилентрикабонитрила.

2.2. Изучение особенностей строения и его влияние на свойства полученных соединений.

2.2.1. Внутримолекулярное взаимодействие гидроксильной и цианогрупп, в момент образования.

2.2.2. Взаимное влияние гидроксильной и цианогрупп в 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси~5,6-дигидро-1#-пиридин-3,4,4-трикарбонитрилах.

2.2.2.1. Взаимодействие 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-\Н-пиридин-3,4,4-трикарбонитрилов с О- нуклеофилами.

2.2.2.2. Взаимодействие 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-1#-пиридин-3,4,4-трикарбонитрилов с N нуклеофилами.

2.2.3. Превращения тетрагидропиридинов и их производных в концентрированной азотной кислоте.

2.2.4. Раскрытие дигидрофуранимидного фрагмента 3-алкил-8,8-диалкил-6-имино-2,7-диоксабицикло [3.2.1 ] октан-4,4,5 -трикарбонитрилов.

2.2.4.1. Реакции 3-алкил-6-имино-8,8-диалкил-2,7диоксабицикло[3.2.1]октан-4,4,5-трикарбонитрилов с ацетальдоксимом.

2.2.4.2. Взаимодействие 3-алкил-8,8-диалкил-6-имино-2,7-диоксабицикло[3.2.1]октан-4Д5-трикарбонитрилов с оксимами кетонов.

2.2.5. Закономерности превращений сопровождающихся образованием дигидро-2(ЗЯ)-фураниминного фрагмента и его раскрытием.

Глава 3. Экспериментальная часть.

Выводы.

Актуальность проблемы. В связи с все возрастающим ростом потребности современной науки (медицинская химия [1], нанотехнология [2] и молекулярная электроника [3]) в соединениях, имеющих достаточно сложное строение, перед химиками-синтетиками встала задача создания прикладных методов синтеза таких веществ, в том числе и с использованием комбинаторной химии. Очевидно, что усложнение строения и функционального обрамления молекул увеличивает стадийность и сложность методов его синтеза [4]. Надо отметить, что при этом наблюдается резкое снижение выхода конечного соединения, связанное с вышеуказанным фактом и побочными процессами. Кроме того, это ведет к возрастанию количества отходов, что экологически неприемлемо. Поэтому специалисты и ведущие фирмы мира ведут активный поиск идеологий, лишенных указанных недостатков.

Высокий синтетический потенциал в этой области показали непредельные нитрилы [5-15]. Нитрилы, как класс соединений и нитрильная группа, как функциональная играют особую роль в органической химии. Действительно, трудно найти другую функциональную группу, которая столь легко вводилась бы в молекулу и обладала такой высокой активностью, обусловленной сочетанием поляризуемости и ненасыщенности. Не случайно в основе одной из наиболее серьезных концепций возникновения добиологической Жизни лежит рекомбинация молекул синильной кислоты [2]. Сравнительно недавно, было обнаружено, что накопление нитрильных групп в одной молекуле взаимно активирует их, приводя к "взрыву" реакционной способности и, как следствие, каскадам уникальных химических превращений.

Тетрацианоэтилен (ТЦЭ) - один из ярких представителей класса пернитрильных алкенов [7,12,13,15]. Интенсивно развивающимся направлением химии тетрацианоэтилена в последнее время стало синтез и изучение свойств его аддуктов с кетонами [17-21]. Среди аддуктов и их производных найдены перспективные противораковые препараты [22], получены комплексы с переносом заряда [23] и соли с плоским органическим анионом имеющие перспективу использования в качестве элементов молекулярной электроники [2426].

Несмотря на большое количество сообщений о взаимодействии ТЦЭ с карбонильными соединениями, все они относятся к кетонам, а альдегиды обойдены вниманием исследователей.

Цель работы. Исследование закономерностей взаимодействия тетрацианоэтилена с альдегидами. Изучение реакций полученных соединений идущих с участием дигидро-2(ЗЛ)-фураниминной составляющей или фрагмента, содержащего 1,3-диаксиальные гидрокси и цианогрупы, как ее предшественника.

Научная новизна. Впервые начато исследование взаимодействие тетрацианоэтилена с альдегидами. Установлено что, варьируя молярное соотношение реагентов, вид и количество катализатора, удается осуществить синтез ранее неизвестных 6-имино-2,7-диоксабицикло[3.2.1]октан-4,4,5-трикарбонитрилы, 2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-1Я-пиридин-3,4,4-трикарбо-нитрилы, 7-имино-6-оксабицикло[3.2.1]окт-3-ен-1,8,8-трикарбонитрилов и синтез 2-(5-амино-2,3-дигидро-4Я-имидазол-4-илиден)малононитрилов. Изучено взаимодействие 2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-1Я-пиридин-3,4,4-трикарбонитрилов с О- и N-нуклеофилами. В результате взаимодействия полученных соединений с концентрированной азотной кислотой, обнаружена миграция хлора.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, и выводов. Первая глава (литературный обзор) посвящена взаимодействию тетрацианоэтилена с карбонильными соединениями и свойствам 4-оксиалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов. Во второй главе обсуждены результаты диссертационных исследований. Третья глава - экспериментальная.

Выводы

1. В результате изучения взаимодействия тетрацианоэтилена с альдегидами разработаны препаративные методы позволяющие в одну синтетическую операцию получать карбо- и гетероциклические соединения в недоступном ранее функциональном окружении.

2. Установлено, что при взаимодействии тетрацианоэтилена с избытком альдегида в условии кислого катализа образуются 3,8-диалкил-6-имино-2,7-диоксабицикло[3.2.1]октан-4,4,5-трикарбонитрилы.

3. Найдено, что в результате мультикомпонентного превращения: тетрацианоэтилен - а-разветвленный альдегид - галоидводородная кислота получаются 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-1Я-пиридин-3,4,4-трикарбонитрилы.

4. Установлено, что взаимодействие тетрацианоэтилена с алифатическими альдегидами в условиях катализа смесью соляной и серной кислот, а также в случае а,|3-непредельных альдегидов образуются 2,4-диалкил-7-имино-6-оксабицикло[3.2.1]окт-3-ен-1,8,8-трикарбонитрилы.

5. Показано, что при проведении реакции тетрацианоэтилена с а-разветвленными альдегидами в присутствии ацетата аммония образуются 2-(5-амино-2-алкил-2,3-дигидро~4Я-имидазол-4-илиден)малононитрилы.

6. Обнаружен мягкий гидролиз цианогруппы в 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро- 1Я-пиридин-3,4,4-трикарбонитрилах, сопровождающийся замещением гидроксильной функции в результате взаимодействия с метанолом, циклогексанолом, этиловым эфиром меркаптоуксусной кислоты и рядом оксимов кетонов и альдегидов.

7. Найдено, что кислотный катализ взаимодействия 5,5-диалкшг-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-1 Н-пиридин-3,4,4-трикарбонитрилов со спиртами приводит исключительно к замещению гидроксильной группой.

8. Показано наличие двух возможных направлений взаимодействия 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-1Я-пиридин-3,4,4-трикарбонитрилов с морфолином, которые приводят к З-галоген-8,8-диметил-6-оксо-2,7-диазабицикло [3.2.1 ] окта-3 -ен-4,5 - дикарбонитрил ам в спиртовом растворе или к 3,3-диалкил-6-галоген-2-морфолин-4-ил-4,5-дициан-1,2,3,4-тетрагидропиридин-4-карбоксамидам в ацетоне и ацетонитриле.

9. Установлено, что взаимодействие 2-хлор-6-гидрокси-5,5-диалкил-5,6-дигидро-3,4,4( 1Я)-пиридинтрикарбонитрилов и их производных с концентрированной азотной кислотой приводит к миграции хлора из положения 2 в положение 3 пиридинового цикла и может сопровождаться гидролизом цианогрупп.

10.Обнаружены процессы нуклеофильного раскрытия дигидро-2(ЗН)-фураниминной составляющей 2,4-диалкил-7-имино-6оксабицикло[3.2.1]окт-3-ен-1,8,8-трикарбонитрилов под действием оксимов. Оксим ацетальдегида приводит к 6-[1-(гидроксиламино)этокси]-3-имино-4-К-7-К'-7-К"-1-оксатетрагидропурано[3,4-с]пиррол-3 а,7а( 1Я,4#)-дикарбонитрилам, а оксимы кетонов к 3,3,4-Tpmi;HaHO-2-R-5-R-5-R-6алкилиденамино)окси]тетрагидро-2Я-пиран-4-карбоксамидам.

1. Граник В.Г. Основы медицинской химии. М.: Вузовская Химия. -2001. -384 с.

2. Анцеферов В.Н., Бездудный Ф.Ф. и др. Новые материалы / под. науч. ред. Ю.С.Карабасова. М.: МИСИС. -2002. -736 с.

3. Гусев А.И. Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства. Екатеринбург: УрО РАН -1998. -199 с.

4. Смит В., Бочков А., Кейпл Р. Органический синтез. Наука и искусство. М.: Мир. -2001.-572 с.

5. Cairns T.L., McKusick B.C. Cyankolenstoffchemie // Angew. Chem. -1961. -Bd. 73. -S. 30-35.

6. Ремон Ж. Новое семейство органических соединений -циануглеводороды // Усп. химии. -1962. -Т.31. -С. 1257-1264.

7. Винклер Р. Химия тетрацианоэтилена // Усп. химии. -1963. -Т. 31. -С. 1525-1536.

8. Kuban V., Janak J. Molecularni komplexy tetracyanoethyleny // Chem. Listy. -1969. -Sv.63. -S.639-678.

9. Ciganek E., Linn W.J., Webster O.W. Cyanocarbon and polycyanocompaunds // The Chemistry of the cyano group / Ed. Z.Rappoport. London: Intersc. Pupl. -1970. -Ch. 9. -P. 423-638.

10. Ю.Зильберман E.H. Реакции нитрилов. M.: -Химия. -1972. -448 с. 11.Зефиров Н.С., Махонькое Д.И. Успехи химии пернитрилов // Усп. химии. -1980. -Т. 49. -С. 637-678.

11. Fatiadi A.J. New applications of the tetracyanoethylene in organic chemistry // Syntesis. -1986. -N 4. -P. 249-284.

12. Fatiadi A.J. Addition and cycloaddition reaction of tetracyanoethylene in organic chemistry // Syntesis. -1987. -N 9. -P. 749-789.

13. Freeman F. Reactions of Malononitrile Derivatives // Syntesis. -1987. -N 12. -P. 925-954

14. Шаранин Ю.А., Гончаренко М.П., Литвинов В.П. Взаимодействиекарбонильных соединений с а,(3-нередельными нитрилами удобный путь синтеза карбо- и гетероциклов // Успехи химии. -1998. -Т.67 -Вып.5. -С.442-472.

15. Гудман М., Морхауз Ф. Органические молекулы в действии. М.: Мир. -1977. -С. 12-13.

16. Каюков Я.С. Синтез полицианозамещенных гидрированных производных пиридина взаимодействием 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов с 1,3,5-триарил-2,4-диаза-1,4-пентадиенами и изучение их свойств // Автореф. дис. канд. хим. наук. Москва.- 1997.-22с.

17. Ершов О.В. Взаимодействие тетрацианоэтилена с а,(3-непредельными, (3-гидрокси- и а-хлоркетонами. // Автореф. дис. канд. хим. наук.-Чебоксары. -2000. -21с.

18. Булкин В.В. Синтез, реакционная способность и биологическая активность тетрацианоциклоалканов // Автореф. дис. канд. хим. наук.-Чебоксары.- 2004.- 21с.

19. Чернушкин А.Н. Синтез и свойства 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов // Автореф. дис. канд. хим. наук.- Москва.- 2006.-21с.

20. Николаев А.Н. Синтез и превращения 6,6-диметил-5,7-диоксо-4,8-диоксаспиро2.5.октан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов // Автореф. дис. канд. хим. наук. -Москва. -2006. -21с.

21. Лыщиков А.Н., Насакин О.Е., Шевердов В.П. и др. Противоопухолевая активность производных полинитрилов // Хим.-фарм. журнал. -2000. -T.34.-N4-C. 11-23

22. Junek Н., Fischer-Colbrie Н., Anigner Н., Braun A.M. Synthesen mit Nitrilen. Phenylhydrazone des Dicyanmethylenindandions: Struktur und Farbe// Helv. Chem. Acta. -1972. -Vol. 55. -P.1459-1466.

23. Tafeenko V.A., Nikolaev A.N., Peschar R, Kajukova O.V., Schenk H, Aslanov L.A. N-methylpyridinium 3-cyano-4-(dicyanomethylene)-5-oxo4,5-dihydro-lH-pyrrol-2-olate 11 Acta Crystallogr. -2004. -C60. -o297 -o299.

24. Tafeenko V.A., Peschar R., Kajukova O.V., Schenk H., Aslanov L.A. N-Methylpyridinium 3-cyano-4-(dicyanomethylene)-5-oxo-4,5-dihydro-lH-pyrrol-2- olate // Acta Crystallogr. -2004. -C60. -o62-o64.

25. Tafeenko V. A., Peschar R., Kajukov Y. S., Kornilov K. N., Aslanov L. A. Ammonium 3-cyano-4-(dicyano- methylene)-5-oxo-4,5-dihydro-lH- pyrrol-2-olate monohydrate // Acta Cryst. -2005. -C61. -0З66-0З68

26. Banert K., Kohler F., Meier B. Synthesis and reactions of the first cyclopentadienyl isonitriles // Tetrahedron Letters. -2003. -Vol. 44. -P. 3781-3783.

27. Sustmann R., Tappanchai S., Bandmann H. a(E)-l-Methoxy-1,3-butadiene and 1,1-dimethoxy-1,3-butadiene in (4 + 2) cycloadditions. A mechanistic comparison//J. Am. Chem. Soc. -1996. -Vol. 118. -P. 12555-12561

28. Williams J.K., Wiley D.W., McKusick B.C. Cyanocarbon chemistry. 19. Tetracyanocyclobutanes from tetracyanoethylene and electron-rich alkenes // J. Am. Chem. Soc.-1962.-Vol.84.-P.2210-2215.

29. Bartlett P.D. Mechanisms of cycloaddition // Q. Rev. Chem. Soc. -1970. -Vol. 24. -P.473-497.

30. Huisgen R. Tetracyanoethylene and enol ethers. A model for 2 + 2 cycloadditions via zwitterionic intermediates // Acc. Chem. Res. -1977. -Vol.10. -№4.-P.l 17-124.

31. Huisgen R. Can tetramethylene intermediates be intercepted? // Acc. Chem. Res. -1977. -Vol. 10. -P.199-206.

32. Clennan E.L., Lewis K.K. The unexpected regioselectivity in the singlet oxygen cycloadditions to electron-rich 1,3-butadienes // J. Am. Chem. Soc. -1987. -Vol. 109. -N. 8. -P.2475-2478.

33. Pizem H., Sharon O., Frimer A.A. Surprising exocyclic regioselectivity in electrophilic additions to alkylidenecyclobutenes // Tetrahedron. -2002. -Vol. 58. -P.3199-3205.

34. Vassilikogiakis G., Orfanopoulos M. Remote e-secondary isotope effect in the reaction of tetracyanoethylene with 2,5-dimethyl-2,4-hexadiene. A stepwise mechanism // Tetrahedron Letters. -1996. -Vol. 37. -P.3075-3078.

35. Huisgen R, Steiner G. Nonstereospecifity in 2+2. cycloadditions of tetracyanoethylene to enol ethers // J. Am. Chem. Soc. -1973. -Vol.95. -P.5054-5055.

36. Huisgen R., Steiner G. Reversibility of zwitterion formation in the 2 + 2. cycloaddition of tetracyanoethylene to enol ethers // J. Am. Chem. Soc.1973. -Vol. 95. -P.5055-5056.

37. Karle J., Flippen J., Huisgen R., Schug R. 2+2. Cycloaddition of tetracyanoethylene to enol ethers. Structure of the product of interception with alcohol // J. Am. Chem. Soc. -1975. -Vol. 97. -P. 5285-5287.

38. Huisgen R., Schug R., Steiner G. Trapping of the 1,4-dipole formed in the 2 + 2-cycloaddition of tetracyanoethylene to enol ethers // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. -1974. -Vol. 13. -N 1. -P.80-81.

39. Schug R., Huisgen R. 1,4 -Dipolar cycloadditions as trapping reactions for zwitterionic intermediates of 2 +2 cycloadditions // J. Chem. Soc. Chem. Commun. -1975. -P.60-61.

40. Middleton W.I., Heckert R.E., Little E.L., Krespas C.G. Cyanocarbon chemistry. III. Addition reactions of tetracyanoethylene // J. Am. Chem. Soc. -1958. -Vol. 80. -Nil. -P. 2783-2788.

41. Middleton W.I. Alpha-(l,l,2,2-tetracyanoetyl)-ketones and their preparation //U.S. Patent 2,762,837 (1956).

42. Николаев Е.Г. Синтез, реакционная способность и биологическая активность тетрацианэтилированных кетонов и их производных // Автореф. дис. канд. хим. наук. Москва. -1985. -23с.

43. Fatiadi A.J. New application of malononitrile in organic chemistry part II // Synthesis.-1978.-P.241-282.

44. Насакин O.E., Кухтин B.A., Петров В.Г., Николаев Е.Г., Алексеев В.В., Сильвестрова С.Ю. Способ получения (3,(3,у,у-тетрацианокетонов // А.С. 759507 (1979). -Б.И. -1980. -№32.

45. Насакин О.Е., Николаев Е.Г., Терентьев П.Б., Булай А.Х., Лаврентьева И.В. Синтез замещенных пиридинов взаимодействиемтетрацианоэтилированных кетонов с хлористо- и бромистоводородными кислотами //ХГС. -1987. -№8. -С.653-656

46. Насакин О.Е., Лукин П.М., Николаев Е.Г. Химия полицинсодержащих соединений. Чебоксары: ЧТУ. -1985. -44 с.

47. Клемон Д.П. Синтез и реакции производных 4-оксо-4,5,6,7-тетрагидроиндола// Автореф. дис. канд. хим. наук. -М. -1984. -24с.

48. Wolfbeis O.S., Zacharias G., Junek H. Die Reactionen von 2-Indanon mit Malonitrile bzw. Cyanessigester und Tetracyanoathylen // Monatsh. Chem. -1975. -Bd. 106.-S. 1207-1212.

49. Шевердов В.П., Ершов O.B., Насакин O.E., Чернушкин А.Н., Тафеенко В.А. Взаимодействие тетрацианоэтилена с 2-замещенными циклогексанонами // Журн. органич. химии. -2002. -Т.38. -Вып. 7. -С. 1043-1046.

50. Lown J.W., Koganty R. R. Formation of novel 1,2-oxathietanes from 2-chloroethyl sulfoxide precursors and their reactions in solution, including formal a2s + a 2a. cycloreversions and rearrangements // J. Am. Chem. Soc. -1986. -Vol. 108. -P.3811-3818.

51. Block E., Stevenson R. The irradiation of 2-methylbenzophenone in the presence of dienophiles // J. Chem. Soc. Perkin Trans. I -1973. -P.308-313.

52. Rajakumar P., Srisailas M., Kanagalatha R. Synthesis of annularly functionalized cyclophanes // Tetrahedron. -2003. -Vol. 59. -P.5365-5371.

53. Могап J. R., Huisgen R., Kalwinsch I. Thiobenzophenone and tetracyanoethylene // Tetrahedron Letters. -1985. -Vol.26. -N 15. -P 18491852.64.0kuma K., Miyazaki K., Okumura S., Tsujimoto Y., Kojima K., Ohta H.,

54. Yokomori Y. A. Novel reaction of selenobenzophenones with tetracyanoethylene. Formation of a 2,3-dihydroselenophene // Tetrahedron Letters. -1995. -Vol. 36, -N48. -P.8813-8816.

55. Шевердов В.П., Ершов О.В., Насакин О.Е., Селюнина Е.В. Тихонова И.Г. Чернушкин А.Н., Хрусталев В.Н. Новый метод синтеза 1-замещенных 2,2,3,3-тетрацианоциклопропанов // Журн. общ. химии.-2000.- Т.70.-Вып.8,- С.1334-1336.

56. Van Dyke J.W., Snyder H.R. Retrograde Michael Reaction in Additions of Active Methylene Compounds to Tetracyanoethylene // J. Org. Chem. -1962. -Vol.27. -P.3888-3890.

57. Ершов O.B., Шевердов В.П., Насакин O.E., Селюнина E.B., Тихонова И.Г., Григорьев Д.В., Тафеенко В.А. Взаимодействие тетрацианоэтилена с а,р-непредельными кетонами // Журн. органич. химии. -2000. -Т. 36. -Вып. 4. -С. 617-618.

58. Sheverdov V.P., Ershov O.V., Nasakin О.Е., Chernushkin A.N., Tafeenko V.A., Firgang S.I. Reaction of a,(3-unsaturated ketones with tetracyanoethylene // Tetrahedron. -2001. -Vol.57. -P.5815-5824.

59. Шевердов В.П., Ершов O.B., Насакин O.E., Лыщиков А.Н., Ефимов Р.Н., Булкин В.В., Тафеенко В.А. Синтез З-ацетонил-1,1,2,2-тетрацианоциклобутанов // Журн. общ. химии. -2002.-Т.72.-Вып.6.-С.1051-1052.

60. Cornelis A., Laszlo P., Pasquet С. Ene-reaction between isophorone and tetracyanoethylene // Tetrahedron Letters -1973. -Vol. 13. -N 44. -P. 43354338.

61. Acar M., Cornelis A., Laszlo P. Cyclopropane formation as a prerequisite for tetracyanoethylene fragmentation. An acid-catalysed reaction of eucarvone// Tetrahedron Letters. -1972. -Vol. 12. -No. 35. -P.3625-328.

62. Nitta M., Kuroki T. Cycloaddition of tetracyanoethylene // J. Chem. Soc. Jpn.-1982.-Vol. 55.-P.1323.

63. Самуилов Я.Д., Нуруллина p.ji., Коновалов А.И. Реакционная способность тетрафенилциклопентадиенона в реакции диеновго синтеза с цианоэтиленами в реакции Дильса-Альдера // Журн. органич. химии. -1981. -Т. 17. -С. 1494 1498

64. Самуилов Я.Д., Нуруллина Р.Л., Коновалов А.И. Реакционная способность тетрафенилциклопентадиенона // Доклады акад. наук СССР. Сер. хим. -1981. -С. 260-263.

65. Самуилов Я.Д., Бухаров С.В., Коновалов А.И. Реакционная способность тетрафенилциклопентадиенона в реакции диенового синтеза с цикноэтиленами // Журн. общ. химии. -1981. -Т. 51. -С.1368.

66. Самуилов Я.Д., Бухаров С.В., Коновалов А.И. Реакционная способность тетрафенилциклопентадиена и тетрациклона в рекции Дильса-Альдер с цианоэтиленами // Журн. органич. химии. -1981. -Т. 17. -С. 2389-2393.

67. Sasaki Т., Kanematsu К., Lizuka К. Molecular design by cycloaddition reactions. XXV. High peri- and regiospecificity of phencyclone // J. Org. Chem. -1976. -Vol. 41. -N. 7. -P.l 105-1112.

68. Sasaki Т., Kanematsu K., Lizuka K., Ando I. Molecular design by cycloaddition reactions. XXIV. Stereospecific cycloaddition reactions of dibenzo 4,5-c.furotrogone // J. Org. Chem. -1976. -Vol. 41. -N. 8. -P. 14251429.

69. Cook M.J., Forbes E.J. 4,5-c. Furotropone a new heterocyclic system // Tetrahedron. -1968. -Vol. 24. -P. 4501-4508.

70. Huffman K.R., Loy M., Henderson W.A., Ulman E.F. Reversible cyclohexadiene-hexatriene valence isomerizations. A new class of photohromic compounds // Tetrahedron Letters. -1967. -N 10. -P. 931-934.

71. Ducker J.M., Gunter M.J. The reaction of ethentetracarbonitrile with acyclic (3-dicarbonyl compounds and related studies // Aust. J. Chem.- 1973.- Vol. 26.-N7.-P. 1551-1569.

72. Rappoport Z., Ladkani D. Nucleophilic attacks an carbon-carbon double bonds. Part XX. Reaction of active methylene compounds with electrono -4-cyano-4#-pyrans // J. Chem. Soc. -1974. -P. 2595-2601.

73. Junek H., Aigner H. Synthesen mit Nitrilen XXXI. Chromene und Chinoline durch Tetracyanoalkirung von cyclischen 1,3-Diketonen // Z. Naturforsch. -1970. -N25. -P.1423-1426.

74. Junek H., Strek H. Synthesen mit Nitrilen. 19 Mitt.: Die partielle Retro-Michael Addition von Tetracyanoathylen an Indandion-1,3 // Tetrahedron Letters.-1968.-P. 4309-4310.

75. Braun A.M., Loeliger H., Junek H. Synthesen mit Nitrilen. Phenylhydrazone des Dicyanmethylenindandions: Photolyse von 2-Dicyanmethylen- 1,3-indandion-monophenylhydrazon in Methylenchlorid // Helv. Chem. Acta -1972. -Vol. 55. -P.1467-1477.

76. Junek Н. Synthesen mit Nitrilen. 10 Mitt.: Addition von Tetracyanoathylen an 4-Hydroxycumarine // Monats. Chem. -1965. -Vol. 96. -S. 1421-1426.

77. Junek H., Aigner H. Synthesen mit nitrilen, 30. Mitt. Die direkte tetracyan-alkylierung von chinisatin mitt malonsouredinitril. // Monatsh. Chem. -1971. -Vol.102.-P.622-626.

78. Junek H., Aigner H. Sythesen mit nitrilen XXXV. Reactionen von tetracyanoathylen mit heterocyclen // Chem. Ber. -1973. -Bd. 106. -S. 914921.

79. Селюнина E.B., Ершов O.B., Шевердов В.П. Взаимодействие тетрацианоэтилена с ариламидами ацетоуксусной кислоты // Тез. докл. международной конференции «Молодежь и Химия». -Красноярск. -2000. -С. 71.

80. Junek Н., Klade М., Fabian W. Dicyanmethylenpyrazolinone und depen Bedeutiny als Chromophor. Synt. M. №80, Mitt. // Monatsh. Chem. -1988. -Bd.l 19. -S.993-1010.

81. Abdel-Galil F. M. Barsoum B. N, Said M.M., Saleh S.S. Reaction between 3-methyl-l-phenyl-2-pyrazolin-5-one and tetracyanoethylene // Bull. Chim. Soc. Fr. -1988. -P.658

82. Guard J. A. M., Steel P. J. Heterocyclic tautomerism, part 12. The structure of the product of reaction between 3-methyl-l-phenyl-2-pyrazolin-5-one and tetracyanoethylene //ARKIVOC-STEEL.

83. Dworczak R., Sterk H., Junek H. Sythesen mit nitrilen, 85. Mitt. Uber 4-dicyanmethylen und 4-tricyanpropyliden-homophttulimide // Monatsh. Chem.-1990.-Vol.121.-P.189.

84. Potts К. Т., Sorm M. Mesoionic compounds. XIII. 1,4-Dipolar-type cycloaddition reactions of anhydro-2-hydroxy-l-methyl-4-oxopyridol,2-a.pyrimidinium hydroxide // J. Org. Chem. -1971.-Vol. 36. -N 1. -P.8-10.

85. Jones R.A.Y., Sadighi N. N-Oxides, N-lmides, and N-yiides of five-membered heterocycles. Part 5. Reactions of 2,4,5-triphenyl-3#-pyrrol-3-one 1 -Oxide // J. Chem. Soc. Perkin Trans. I. -1976. -P.2259-2264.

86. Huisgen R., Mloston G., Langhals E. The first two-step 1,3-dipolar cycloadditions: interception of intermediate // J. Org. Chem. -1986. -Vol.51. -P.4085-4087.

87. Huisgen R, Mloston G., Giera H., Langhals E. Cycloadditions of two thiocarbonyl ylides with a,(3-unsaturated esters and nitriles: steric course and mechanism // Tetrahedron. -2002. -Vol.58. -P. 507-519.

88. Mloston G., Huisgen R., Giera H. Reaction of a sterically hindered tetrasubstituted thiocarbonyl ylide with acceptor-substituted ethylenes; regioselectivity and stereochemistry // Tetrahedron -2002. -Vol.58. -P.4185-4193.

89. Шевердов В.П., Ершов O.B., Насакин O.E., Чернушкин А.Н., Тафеенко В.А., Булкин В.В. Взаимодействие тетрацианоэтилена с 1,2-циклогександионом и бис(циклогексанон-2-ил)метаном // Журн. органич. химии. -2001. -Т.37. -Вып.2. -С.304-305.

90. Каюкова О.В., Каюков Я.С., Николаев А.Н., Насакин О.Е. Синтез 6,6-диалкил-4,8-диоксо-5,7-диоксаспиро2.5.октан-1,1,2,2-тетракарбонтирилов и тетрацианоциклопропанкарбоновой кислоты // Журн. органич. химии. -2004. -Т.40. -Вып.9. -С.1429-1430.

91. Николаев А.Н., Ершов О.В., Шевердов В.П. Взаимодействие тетрацианоалканонов с морфолином // Наука в XXI веке. -Чебоксары. -2002. -С.25.

92. Насакин О.Е., Шевердов В.П., Моисеева И.В., Ершов О.В., Чернушкин А.Н., Тафеенко В.А. Реакционная способность f3,f3,y,y-тетрациано-, {3,{3-дицианоалканонов и 5-амино-4-циано-2,3-дигидрофуранов // Журн. общ. химии. -1999. -Т. 69. -Вып. 2. -С.302-311.

93. Насакин О.Е., Любомирова Н.А., Лыщиков А.Н., Шевердов В.П., Моисеева И.В. В кн. Карбонильные соединения в синтезе гетероциклов. // (Тез. докл. IV Всерос. конф.). -Саратов. -1996. -С.37.

94. Nasakin O.E., Sheverdov V.P., Moiseeva I.V., Lyshchikov A.N., Ershov O.V., Nesterov V.N. The Synthesis of 3-Amidinio-2-amino-pyridine-4-Carboxylates // Tetrahedron Letters. -1997. -Vol. 38. -N 25. -P. 4455-4456.

95. Takehana Т., Shimizu K., Yokozawa Т., Kimura Т., Nishikata A. Tandem Dimerization and Double Annulation of 3,3,4,4-Tetracyanobutanal Acetal. Synthesis of a Bicyclic 2-Aminopyridine Derivative // Tetrahedron Letters. -1999. -Vol. 40. -P.4707-4710.

96. Dickinson C.L. Cyanocarbon chemistry. XV. A new synthesis of 3,4dicyano-2(l#)pyridones // J. Am. Chem. Soc. -1960. -Vol. 82. -P. 43674369.

97. Насакин O.E., Николаев Е.Г., Терентьев П.Б., Булай А.Х., Хаскин Б.А. О взаимодействии 0,0-диалкилдитиокислот фосфора с тетрацианалканонами. // Журн. общ. химии. -1984. -Т. 54. -С. 470-471.

98. Насакин О.Е., Николаев Е.Г., Терентьев П.Б., Булай А.Х., Хаскин Б.А., Михайлов В.К., Реакции тетрацианэтилированных кетонов с хлористоводородной и бромистоводородной кислотами. Синтез 2-хлор(бром)-3,4-дицианопиридинов//ХГС. -1984. -N. 11. -С.1574.

99. Насакин О.Е., Николаев Е.Г., Терентьев П.Б., Булай А.Х., Хаскин Б.А., Дагер К. Взаимодействие тетрацианэтилированных кетонов с альдегидами. Синтез 3-имино-2,6-диоксабицикло-2,2,2.октанов // ХГС. -1984.-N. 11. -С.1462-1466.

100. Каюков Я. С., Лукин П.М., Насакин О.Е., Хрусталев В.Н., Нестеров В.Н., Шевердов В.П. Уточнение структуры продуктов взаимодействия 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов с альдегидами // ХГС. -1997. -N 4. -С. 497-499.

101. Шевердов В.П., Ершов О.В., Насакин О.Е., Чернушкин А.Н., Булкин В.В., Тафеенко В.А. Получение замещенных циклопентенов при взаимодействии акролеина с р,3,у,у-тетрацианоалканонами // Журн. органич. химии. -2001. -Т.37. -Вып.5. -С.778-779.

102. Григорьев Д.В., Ершов О.В., Шевердов В.П., Насакин О.Е. Синтез 3,4,4-трициано-1-формил-2-амино-1-циклопентенов // Тез. докл. молодежной научной школы по органической химии. Екатеринбург. -2000. -С. 305.

103. Шевердов В. П., Ершов О. В., Еремкин А.В., О.Е. Насакин, Бардасов И.Н., Тафеенко В.А. Синтез 4-формил-З-циклопентен-1,1,2-трикарбонитрилов. // Журн. органич. химии. -2005. -Т. 41. -№ 12. -С. 1795-1801.

104. Yokozawa Т., Oishi М., Tanaka Y. Spontaneous Addition of Active Methine Compounds to Enol Ethers and a,(3-Unsaturated Ketones in Aprotic Polar Solvent // J. Org. Chem. -2000. -Vol.65. -P.1895-1897.

105. Но T.-L. Tandem reactions in organic synthesis // N.Y. Wiley-Interscience. -1992.

106. Wender P.A., Miller B.P. Organic synthesis: theory and applications. Ed. T. Hudlicky. Greenwich: JAP Press, CT. -1993. -Vol. 2. -P. 27.

107. Perlmuter P. Cojugate addition reactions in organic synthesis. Tetrahedron Organic Series. Oxford: Pergamon. -1992. -373 p.

108. Allen F.H., Kennard 0., Watson D.G., Brammer L., Orpen A.G., Taylor R. Tables of bond lengths determined by X-ray and neutron diffraction. Part 1. Bond lengths in organic compounds // J. Chem. Soc. Perkin Trans 2. 1987. -P.S1-19.

109. Parris C. L., Christenson R. M. The Amidomethylation of Aromatic Compounds //J. Org. Chem., -1960. -Vol.25. -P.1888-1893.

110. Meyers A. I., Garcia-Munoz G. The Synthesis of 2-Pyridones from Cyclic Cyano Ketones. A New Aromatization Procedure for Dihydro-2-pyridones // J. Org. Chem. -1964. -Vol.29. -P. 1435-1438.

111. Boyce W. Т., Levine R. The Acylation and Alkylation of o-Tolunitrile. A New Route to 3-Substituted Isocarbostyrils // J. Org. Chem. -1966.-Vol.31.-P.3807-3809.

112. Бабичев Ф.С., Шаранин Ю.А., Литвинов В.П. Внутримолекулярное взаимодействие нитрильной и С-Н-, О-Н- и S-H-групп. Киев: Наукова думка. -1985. -200с.

113. Бабичев Ф.С., Шаранин Ю.А., Промоненков В.К. и др. Внутримолекулярное взаимодействие нитрильной и аминогрупп. Киев: Наукова Думка. -1987. -240 с.

114. Шаранин Ю.А., Промоненков В.К., Литвинов В.П. Малононитрил (часть I). Итоги науки и техн. ВИНИТИ. Сер.

115. Органическая химия. -1991. -239 с.

116. Шаранин Ю.А., Промоненков В.К., Литвинов В.П. Малононитрил (часть II). Итоги науки и техн. ВИНИТИ. Сер. Органическая химия. -1991. -123 с.

117. Мс Kusick В.В., Heckert R.E., Cairns T.L., Coffman D.D., Mower H.F. Cyanocarbon chemistry. IV. Tricyanovinylamines // J. Am. Chem. Soc. -1958. -Vol.80. -N.ll. -P.2806-2815.

118. Middleton W.J., Little E.L., Coffman D.D., Engelhardt V.A. Cyanocarbon chemistry. V. Cyanocarbon acids and their salts // J. Am. Chem. Soc. -1958. -Vol.80. -N.ll. -P.2795-2806.

119. Grimmett M.R. Imidazole and benzimidazole synthesis. London: Academic Press. -1997. -265 p.

120. Begland R. W., Hartter D. R., Jones F. N., Sam D. J., Sheppard W. A., Webster O. W., Weigert F. J. Hydrogen cyanide chemistry. VIII. New chemistry of diaminomaleonitrile. Heterocyclic synthesis // J.Org.Chem. -1974. -Vol.39. -№16. -P. 2341-2350.

121. Лыщиков A.H., Лукин П.М., Тафеенко B.A., Булай А.Х., Краснокутский С.Н., Терентьев П.В. Циклизация 1,1,2,2-тетрацианоэтана семикарбазонами оксимамикарбонильных соединений //ХГС. -1991. -№8. -С. 1046-1051.

122. Лукин П.М., Лыщиков А.Н., Тафеенко В.А., Булай А.Х., Медведев С.В. О взаимодействии 2,5-замещенных 3,3,4,4-тетроцианопирролидинов с анилинами // ХГС. -1992. -№10. -С. 1325

123. Kuleshova L. N., Zorky P. M. Graphical enumeration of hydrogen-bonded structures // Acta Cryst. 1980. -B36. -P. 2113-2115.

124. Etter M. C., MacDonald J. C., Bernstein J. Acta Cryst. -1990 -B46. -P.25 6-262.

125. Bernstein J., Davis R. E., Shimoni L., Chang N—L. Patterns in Hydrogen Bonding: Functionality and Graph Set Analysis in Crystals // Angew. Chem. Int. Ed. 1995. - Vol. 34. - P. 1555-1573.

126. Batten S. R., R. Robson. Interpenetrating Nets: Ordered, Periodic Entanglement // Angew. Chem. Int. Ed. 1998. - Vol. 37. - P. 1460-1494.

127. Wu Zhong-Liu, Li Zu-Yi. Enantiosective biotransformation of a,a-disubstituted dinitriles to the corresponding 2-cyanoacetamides using Rhodococcus sp.CGMCC 0497 // Tetrahedron Asymmetry. -2003. -Vol. 14. -P. 2133-2142.

128. Ю.А.Шаранин, В.К.Промоненков, Л.Г.Шаранина и др. Синтез амино(гетеро)циклических соединений по реакции Торпа. Обзорная информация. Сер.: Хим.средства защиты растений. М.: НИИТЭХИМ. -1976. -27 с.

129. Насакин О.Е., Лукин П.М., Лыщиков А.Н., Урман Я.Г., Линдеман С.В., Стручков Ю.Т., Булай А.Х. Гексацианоциклопропан. Взаимодействие гексацианоциклопропана с оксимами альдегидов и кетонов // Журн. орган, химии. -1995. -Т35. -Вып. 11. -С. 1724-1728.

130. Каюкова О.В. Синтез и реакционная способность тетрацианоциклопропанов с шестью электроноакцепторными группами // Автореф. дис. канд. хим. наук.- Чебоксары. -1997. -18с

131. Сиака Соро. Пентацианоциклопропаны: Синтез и свойства // Автореф. дис. канд. хим. наук. -М. -1998. -22 с.

132. Лукин П.М. Гексацианоциклопропан и его аналоги. Чебоксары: Порядок. -2002. -101с.

133. Бокач Н.А., Кукушкин В.Ю. Присоединение НО-нуклеофилов к свободным и координированным нитрилам // Усп. химии. -2005. -Т.74. -С.164-182.

134. Сиака С., Лукин П.М., Насакин О.Е., Антипин М.Ю., Хрусталев В.Н. Пентацианоциклопропанкарбоксамиды: синтез строение и взаимодействие со спиртами и оксимами кетонов // Журн. орган, химии. -1999. -Т.35. -Вып 2. -С.288-293.

135. Лукин П.М., Манзенков А.В., Урман Я.Г., Хрусталев В.Н., Нестеров В.Н., Антипин М.Ю. Взаимодействие полицианоциклопропанов с оксимами кетонов // Журн. орган, химии.-2000. -Т.36. -Вып. 2. -С. 249-255.

136. Roeber Н., Matasch R., Hartke К., Zur reaktion von 1,2-diketonen mit malononitrile unter piperidin-katilyse // Chem. Ber. -1975. -Bd.108. -N.10. -S. 3247-3255.