Взаимодействие электрофильных алкенов и трёхчленных гетероциклов с полинитрометановыми реагентами. Новые реакции гетероциклизации

Волкова, Юлия Алексеевна

Взаимодействие электрофильных алкенов и трёхчленных гетероциклов с полинитрометановыми реагентами. Новые реакции гетероциклизации тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

Волкова, Юлия Алексеевна АВТОР

кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ

2010 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.03 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Взаимодействие электрофильных алкенов и трёхчленных гетероциклов с полинитрометановыми реагентами. Новые реакции гетероциклизации»

Автореферат диссертации на тему "Взаимодействие электрофильных алкенов и трёхчленных гетероциклов с полинитрометановыми реагентами. Новые реакции гетероциклизации"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М. В. ЛОМОНОСОВА Химический факультет

На ттавя* """-"иси

ООЭ4Э4133

Волкова Юлия Алексеевна

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОФИЛЬНЫХ АЛКЕНОВ И ТРЁХЧЛЕННЫХ ГЕТЕРОЦИКЛОВ С ПОЛИНИТРОМЕТАНОВЫМИ РЕАГЕНТАМИ. НОВЫЕ РЕАКЦИИ ГЕТЕРОЦИКЛИ5АЦИИ

02.00.03 - органическая химия

1 5 МАР 2010

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва 2010

003494199

Работа выполнена на кафедре органической химии Химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

Научный руководитель: кандидат химических наук, научн. сотр.

Аверина Елена Борисовна

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Иоффе Сёма Лейбович

доктор химических наук, профессор Ненайденко Валентин Георгиевич

Ведущая организация: Российский государственный педагогический

университет им. А.И. Герцена

Защита состоится «21» апреля 2010 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 501.001.69 по химическим наукам при Московском Государственном Университете им. М. В. Ломоносова по адресу: 119992, ГСП-2 Москва, Ленинские Горы, МГУ, Химический факультет, аудитория 446.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Химического факультета

МГУ.

Автореферат разослан «19» марта 2010 г. Ученый секретарь Диссертационного совета доктор химических наук, профессор Ч/ Магдесиева Т. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Среди многочисленных химических превращений нитро-и полинитросоединений особый интерес представляют реакции полинитрометанов с алкенами, приводящие к N.O-гетероциклам. Основные закономерности этих реакций были установлены в 70-х годах в работах Алтухова, Перекалина и Тартаковского с сотрудниками. Было показано, что реакции тетранитрометана с алкенами протекают через образование in situ нестабильного ациклического алкилнитроната, который далее как 1,3-диполь присоединяется к олефинам с образованием динитроизоксазолидинов. Интерес к этим реакциям, в которых две молекулы одного и того же алкена реагируют с молекулой лолишлрометанового реагента, определяется легкостью получения алкилнитронатов, их высокой реакционной способностью, а также сравнительной доступностью непредельных субстратов для получения изоксазолидинов.

В настоящее время нитронаты на основе полинитрометанов нашли широкое применение в органическом синтезе как универсальные 1,3-дилоли в реакциях [3+2]-циклоприсоединения к алкенам для получения нитрозамещенных изоксазолидинов, а также изоксазолинов и азиридинов, которые используются в качестве лекарственных препаратов и синтетических предшественников природных соединений.

Однако возможности широкого применения реакций олефинов с тетранитрометаном и замещенными тринитрометанами ограничены тем, что для их успешного осуществления необходимо использовать пространственно незатрудненные алкены с достаточно нуклеофильной кратной связью.

Ранее в нашей группе были изучены реакции полинитрометанов с напряженными олефинами, содержащими малые циклы. В ходе этих исследований был разработан общий препаративный метод синтеза высокофункционализированных изоксазолидинов смешанного строения на основе трёхкомпонентной тандемной реакции полинитрометанового реагента с двумя различными олефинами, один из которых участвует в генерировании нитроната, а второй - в реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения. В этих работах было впервые показано, что в качестве диполярофила могут использоваться и донорные, и акцепторные олефины, и даже ацетилены, в результате чего были значительно расширены синтетические возможности реакций полинитрометанов с непредельными соединениями.

Данная работа является дальнейшим развитием исследований в области химии полинитрометанов и направлена на поиск новых простых субстратов для получения нитронатов, изучение их химических превращений и создание общих методов получения гетероциклических соединений.

Целью работы явилось изучение реакционной способности полшштро-метановых реагентов по отношению к трёхчленным гетероциклам и электрофильным алкенам с разработкой на основе этих реакций новых методов генерирования

нитроновых эфиров и удобных подходов к синтезу функционально замещенных N,0-пятичленных гетероциклов.

Научная новизна и практическая ценность работы. Впервые были установлены основные закономерности реакций три- и тетранитрометанов с трёхчленными гетероциклами. Показано, что в зависимости от строения исходного субстрата реакции раскрытия оксиранов и азириданов под действием полинитрометановых реагентов протекают как конкурентное С- и О-алкилирование с образованием у-тринитропропанолов, а-кетоспиртов, /J-гидрокси- и /?-аминонитратов. Разработаны препаративные методы получения нитратоспиртов и нитратоаминов -перспективных полупродуктов в синтезе лекарственных препаратов нового поколения.

Впервые была показана возможность генерирования нитроновых эфиров in situ на основе реакций нуклеофильного раскрытия оксиранов тринитрометаном, в результате чего удалось разработать трёхкомпонентный one-pot метод синтеза 3,3-динитроизоксазолидинов смешанного строения и синтезировать серию их функциональных производных.

Было найдено, что при активации тетранитрометана органическим основанием, например, триэтиламином, значительно расширяются синтетические возможности этого реагента в реакциях с олефинами. В частности, впервые удалось ввести электрофильные алкены в реакцию с тетранитрометаном и разработать новый подход к синтезу 3-нитроизоксазолов. Выполнено большое экспериментальное исследование по изучению гетероциклизации широкого ряда элекгрофильных алкенов, таких как 1,3-непредельные альдегиды, кетоны, сложные эфиры, амиды, фосфонаты, сульфо- и нитросоедннения. Показано, что найденная реакция гетероциклизации является общим препаративно удобным методом синтеза функционально замещенных 3-нитроизоксазолов, которые относятся к перспективным соединениям с фармакологической активностью.

Показано, что 1,1-дизамещенные алкены вступают в реакцию с тетранитрометаном в присутствии триэтиламина с образованием труднодоступных функционализированных нитроалкенов.

Публикации и апробация работы. По содержанию диссертации опубликовано 5 статей. Полученные результаты докладывались на 10 научных конференциях. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 07-03-00685-а) и РАН (№ 1.5, 4, отделение химии и наук о материалах).

Структура работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, посвященного получению ациклических нитроновых эфиров и их использованию в синтезе N.O-содержащих гетероциклов, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Экспериментальные исследования, выполненные в диссертационной работе, развивались в двух направлениях, одно из которых посвящено реакциям раскрытия трёхчленных гетероциклов (оксиранов и азиридинов) три- и тетранитрометанами, а другое - новой реакции гетероциклизации акцепторных олефинов, протекающей под действием тетранитрометана в присутствии триэтиламина с образованием 3-нитроизоксазолов.

I. Реакции оксиранов и азиридинов с полинитрометанами

До настоящего времени в литературе отсутствовали сведения о взаимодействии оксиранов и азиридинов с полинитрометанами. Ранее при изучении реакции ХС(МОг)з (X=N02, Br, I) с непредельными соединениями было показано, что тринитрометильный анион проявляет амбидентный характер, выступая в зависимости от природы субстрата как О- или С-нуклеофил. Поэтому мы предположили, что возможны два направления его взаимодействия с трёхчленными гетероциклами (Схема 1): путь А - О-алкилирование, приводящее к генерированию нитронового эфира I, который в присутствии алкена вступает в реакцию [3+2]-циклоприсоединения с образованием 3,3-динитроизоксазолидинов II (трехкомпонентная реакция), или в отсутствие олефина дает продукты распада III или IV, и путь Б - С-алкилирование, протекающее с образованием 3,3,3-тринитропроизводных V (двухкомпонентная реакция).

Схема 1

RWRI

XC(NOj)3

х-н, NO2

Z=0,NTs

п< Путь Л

О-алкилированис

XC(N02)3 х=н

Путь Б С-алкилирование

R' R2

(02М)3С

>VZf

: А

R3 R4 v

WOjC.

N-0„ V

R2 ZH

R' R2

X-NOj

»V

r! r4

RWR

Rs R1

X-H [3+2]-цикло-присоединеиие

, N02

R1 R2

R3 R4 1П

Известно, что в большинстве случаев в реакциях алкенов с полинитрометанами происходит алкилирование О-центра тринитрометильного аниона, поскольку С-атом в этом анионе сильно экранирован. Альтернативный путь - С-алкилирование карбокатионом, образующимся из алкена - реализуется лишь в некоторых случаях. В

связи с этим, мы предположили, что оксираны и азиридины будут реагировать преимущественно с О-центром тринитрокарбаниона с образованием нитроновых эфиров нового типа I, которые в реакциях с различивши диполярофилами могут давать высоко функционализированные изоксазолидины II.

В качестве объектов исследования нами были выбраны оксираны и азиридины 125, содержащие алкильные, циклоалкильные, в том числе напряженные малые циклы, и ароматические заместители (Схема 2):

Схема 2

6 5 <5

17 18 19

7? 7' т>

О^ л л 20 21 22

Т5 Тя Тз

С^ с^ о^

23 24 25

В качестве источника тринитрометильного аниона использовались тринитрометан и тетранитром етан в присутствии органического основания.

1.1. Трёхкомпонентные реакции с участием оксиранов, тринитрометана и алкенов. Синтез 3,3-динитроизоксазолидинов

Тринитрометильный анион является слабым нуклеофилом и использование его для раскрытия оксиранов и азиридинов оказалось непростой задачей, решение которой потребовало тщательной отработки условий реакции. Возможность реализации трёхкомпонентной гетероциклизации была изучена на примере модельной реакции окиси циклогексена (9) с тринитрометаном в присутствии винилацетата. В качестве растворителей использовались диоксан, ацетонитрил, петролейный эфир. Оказалось, что максимальный выход 65% изоксазолидина 28 достигается при проведении реакции оксида 9 с НС(К02)з при 60 °С в диоксане. В найденных условиях был изучен ряд оксиранов в реакции с тринитрометаном и различными донорными алкенами.

При взаимодействии окисей цшсяопентена (8) и циклогексена (9) с тринитрометаном генерируется нитроновый эфир I, который вступает в реакцию [3+2]-циклоприсоединения с алкенами, образуя 3,3-динитроизоксазолидины смешанного строения 26-31 (Таблица 1)

А ^^^ Л

1 2 3 4 5

о*о*од 6 66

б 7 8 9 10 И

обсг* СГ0^

12 13 14 15 16

Таблица 1

НССШз),

диоксан 60 °С

НО,

О—N

.СдаоЛ

ОН

о,м,

Я'Я2СН=СНЛ3

От^

я2

8,9

26-31

Изоксазолидин П Я1 К2 я3 Время, ч Соотношение диастереомеров Выход, %'

26 1 -ОСОМе н н 5 38:24:20:18 45

27 1 Н -(СН2)4- 5 55:15:15:15 25

28 2 -ОСОМе н н 5 35:29:24:12 65

29 2 РЬ РЬ н 4 65:35 71

30 2 -(СН2)з- н 4 60:40 79

31 2 -ОВи н н 4 40:35:20:5 55

* Выходы определены после хроматографической очистки

Во всех случаях реакция протекает регио- и диастереоселективно с образованием 5-замещённых 3,3-динитроизосазолидинов в виде смеси двух (29, 30) и четырёх (26-28, 31) региоизомеров в зависимости от числа стереоцентров. Следует отметить, что, согласно правилу Фюрста-Платтнера, раскрытие оксиранов различными нуклеофилами всегда протекает с образованием продуктов с транс-конфигурацией СНОН и СНКи центров. Кроме того атом азота изоксазолидинового цикла является асимметрическим вследствие его затрудненной инверсии в пятичленном гетероцикле. Величина энергетического барьера инверсии атома азота составляет 60-120 кДж/моль.

Взаимодействие окиси циклопентена (8) с тринитрометаном и алкенами по сравнению с циклогексеноксидом (9) происходит с более низкими выходами, что связанно с меньшей стабильностью оксирана 8 в условиях реакции и его склонностью к полимеризации. Кроме того изоксазолидины 26 и 27, полученные на основе окиси циклопентена (8), оказались лабильными соединениями.

Изоксазолидиновый цикл имеет характеристичные ЯМР-параметры. В спектре ЯМР 13С атомам углерода СНг- (соединение 27) и СН/С-групп изоксазолидинового фрагмента соединений 26-31 соответствуют сигналы при 5 39.7-40.4 м.д. и 94.7-99.0 м.д. В слабом поле спектров ЯМР 13С в области 8 125-134 м.д. для всех синтезированных в нашей работе изоксазолидинов наблвдается уширенный сигнал четвертичного атома углерода (СЖ)С(Ш2)2, что согласуется с ранее полученными в нашей лаборатории данными для 3,3-динитроизоксазолидинов.

Окись метиленциклобутана (6) также вступает в трёхкомпонентную реакцию гетероциклизации с тринитрометаном и алкенами с образованием изоксазолидинов 32

и 33 (Таблица 2). В этих случаях атака нуклеофильного агента происходит по незамещенному, пространственно более доступному атому углерода эпоксида, что согласуется с литературными данными для реакций иуклеофильиого раскрытия несимметричных оксиранов с алкильными заместителями.

Таблица 2

<cxi+ нс№)з + r,ch=chr2 "iSr

32,33

„ _1 _2 г> Соотношение п „.•

Изоксазолидин к Я Время, ч Выход, %

' диастереомеров '

32 ОСОСНз Н 3 55:45 42

33 -(СН2)з- 4 75:25 65 * Выходы определены после хроматографической очистки

Соединения 32 и 33 образуются в виде смеси двух диастереомеров, о чем свидетельствует наличие двух близких групп сигналов в спектрах ЯМР *Н и 13С.

В целом, реакционная способность оксиранов в процессах генерирования нитроновых эфиров определяется электронными и стерическими факторами, а также стабильностью эпоксида в условиях реакции. Оказалось, что окиси циклооктена (11), дифенилэтилена (15), бициклобутилидена (7) и эпихлоргидрина (4) инертны в трёхкомпонентных реакциях гетероциклизации с НС(К02)з, а окиси этилена (1) и пропилена (2) полимеризуются в изученных условиях.

Таким образом, нами был разработан новый подход к генерированию in situ ациклических нитроновых эфиров на основе реакций нуклеофильного раскрытия тринитрометаном оксиранов с циклоалкильными заместителями. Было показано, что реакция оксиранов, тринитрометака и алкенов является простым и удобным one pot методом синтеза высокофункционализированных 3,3-динитроизоксазолидинов.

1.2, Взаимодействие оксиранов с тринитрометаном (двухкомпонентные реакции, С-алкилирование)

Альтернативным направлением взаимодействия амбидентного тринитрометильного аниона с трёхчленными гетероциклами является С-алкилирование Схема 1, путь Б). Такой вариант реакции может реализоваться в том случае, если существует возможность эффективной делокализации заместителями субстрата положительного заряда в переходном состоянии. На примере окиси стирола (12) мы оптимизировали условия ее реакции с тринитрометаном таким образом, чтобы протекало преимущественно С-алкилирование тринитрометил-анионом трёхчленного

гетероцикла. В найденных оптимальных условиях (диоксан, 20 °С) был изучен ряд оксиранов с ароматическими и алкильными заместителями 2, 10, 12, 13 (Таблица 3). Мы нашли, что при взаимодействии этих оксиранов с тринитрометаном реализуются оба направления: С-алкилирование, приводящее к у-тринитропропанолам 34а-г (Схема 1, путь Б), и О-алкилирование, протекающее с образованием а-кетоспиртов 35а-в, которые являются продуктами деструкции нитроновых эфиров (схема 1, путь А, продукт III).

Таблица 3

n НО R2 О. R2

J^ + НС(М02)з 20 . W + W

диоксан R W)3 R. \Н

34а-г 35а-в

Оксиран R1 R2 Продукт 34,35 Время, сут Выход, % 34 35

12 Ph Н а 1 50 20

13 p-BrPh Н б 7 20 (53*) 30

10 чсн&- в 2 20 23

2 Ме н г 2 14 -б

1 Выход по данным спектра ЯМР Н

1,2-Пропандиол был выделен с выходом 40%

В случае окиси стирола (12) С-алкилирование является преимущественным направлением реакции и продукты 34а и 35а образуются с выходами 50 и 20%, соответственно. По данным спектроскопии ЯМР взаимодействие окиси пара-бромстирола (13) с тринитрометаном приводит к соответствующему тринитроспирту 346 в качестве основного продукта, однако после хроматографической очистки его выход не превышает 20% за счет разложения на силикагеле.

В реакции окиси циклогептена (10) с тринитрометаном примерно в равных количествах были выделены продукты 34в и 35в. Взаимодействие окиси пропилена с тринитрометаном происходит с образованием тринитропропанола 34г с низким выходом, а основным продуктом реакции является 1,2-пропандиол, выход которого составил 40%.

Таким образом, мы нашли, что реакции оксиранов как с ароматическими, так и с алкильными заместителями в большинстве случаев протекают как конкурентное С- и О-алкилирование с образованием у-тринитропропанолов и а-кетоспиртов; при этом тринитроспирты являются лабильными соединениями, частично разлагающимися при хранении и хроматографической очистке на силикагеле.

1.3. Реакция раскрытия оксиранов и азиридинов тетранитрометаном (деухкомпонентная реакция, О-алкилирование)

Дальнейшим этапом работы явилось изучение реакционной способности тетранитрометана (ТНМ) по отношению к трёхчленным гетероциклам. В отличие от тринитрометана, ТНМ гораздо менее активен в качестве нуклеофильного реагента и не реагирует с оксиранами и азиридинами с раскрытием трёхчленного цикла. Для получения тринитрометильного аниона из ТНМ реакции проводили в присутствии триэтиламина (ТЭА), поскольку известна способность ТНМ образовывать комплексы с переносом заряда с третичными аминами.

Мы нашли, что оксираны 1-5, 8, 9, 11-14, 16 и азиридины 18-25 вступают в реакцию с ТНМ в присутствии ТЭА с образованием ß-гидроксинитратов 36,37а-м и ß-тозиламинонитратов 36,37н-ф, соответственно. Полученные результаты представлены в таблице 4.

Таблица 4

+ C(N02)4

Et,N

диоксан 20 °С

ХН

НХ V0K02 O2no,

И ♦

R1 R2 R1 R2

Зба-к,н-р 37ерку1,м,п-ф

Субстрат

Методика8

Время, сут

Нитрат

Выход, %б

А Б

7 5 5

2ч

"V/"0' 36а

93 67

85 73

87г

о-^А «ч^А

0К>!

•х.

12 13

А А А

он Збж ««о. 37ж 80/20"

36з ** 36и 36к

о^о—' 4—мо, рно,

37л

37м

85г

83 91 47

80 75

'Ю

20 22

Ч_/ 25

А Б

А Б А

А Б

2ч 14

14 2ч 14

14 2ч

37п

65 71

79г

65г 6Г 50

67 63

" Методика А: Смесь азиридина или оксирана (1 ммоль), ТНМ (2 ммоля) и ТЭА (1 ммоль) выдерживают при комнатной температуре в течение времени, указанного в таблице

Методика Б: Смесь азиридина или оксирана (1 ммоль), ТНМ (2 ммоля) и ТЭА (1 ммоль) выдерживают при микроволновом облучении в течение 2 часов (10 Вт, Т„„ = 50 °С) 6 Выходы /3-гидроксинитров 36 и 37 указаны после хроматографической очистки 1 Соотношения региоизомеров 36 и 37 определены по спектрам ЯМР 'н

г Указан суммарный выход двух региоизомеров 36 и 37_

Продукты раскрытия симметричных дизамещенных эпокси-дов 1, 3, 8, 9, 11 и азиридинов 18, 19 были получены в виде единственного региоизомера Зба-д,н,о с транс-конфигурациями центров СНХН и CHONO2. Дополнительно транс-диэкваториальное расположение заместителей стереоцентров было подтверждено данными РСА аминонитрата 36о (Рис.1).

Несимметричные оксираны и азиридины взаимодействуют с ТНМ региоселективно с образованием

преимущественно или исключительно одного из двух возможных региоизомеров. Алкилзамещенные оксираны 2, 5 и азиридины 21, 22 в реакции с комплексом ТНМ-ТЭА дают преимущественно первичные нитраты 36е,ж,п,р (Таблица 4). Оказалось, что реакции несимметричных оксиранов 12, 13 и азиридинов 23-25 на основе стиролов, а также азиридина 20 на основе метиленциклобутана с комплексом ТНМ-ТЭА протекают с высокой региоселективностью с образованием исключительно вторичных нитратов 37л,м,с-ф. В случае эпихлоргидрина (4), фенилглицидилового эфира (14) и диоксирана 16 также образуется только один из двух возможных региоизомеров - первичный нитрат Збз-к. Следует отметить, что при микроволновой активации время реакции сокращается до двух часов (методика Б, Таблица 4), региоселективностъ раскрытия трёхчленного цикла не изменяется и выходы нитратов сопоставимы с аналогичными, полученными при выдерживании реакционной смеси при комнатной температуре в течение нескольких суток (методика А, Таблица 4).

Мы предполагаем, что ключевой стадией в общей схеме раскрытия оксиранов и азиридинов под действием ТНМ-ТЭА является О-алкилирование трёхчленного гетероцикла, в результате чего образуется нестабильный нитронат I, который за счёт сольволиза и последующего нитрования (интермедиаты II, III) даёт соответствующий нитрат IV (Схема 3). По-видимому, источником протонов в данном случае является растворитель.

Рлс. 1. Молекулярная структура (1И,2К)-2-(4-мептфегатсульфонаы11д|-цнклогекслл шпрата (36о)

X -0,Ш

О-алкилирование

аыо2)з-

С(ЫОгЬ

диоксан (Н*)

нх /

[Е1зЫЫ02Г -Е13Ы

нх рда2

-[С^СУз-ЮН]

и1 я'

я1 яг

iii

В соответствии со схемой 3 высокая региоселективность раскрытия тринитрометильным анионом оксиранов 12,13 и азиридинов 23-25 на основе стиролов объясняется тем фактом, что обычно атака нуклеофила происходит по наиболее электрофильному атому углерода, связанному с ароматическими заместителями. Образование только первичных нитратов 37з,и из эпихлоргдрина и фенилглицндилового эфира можно объяснить анхимерным содействием соседней группы (-СН2С1 или -СНгОРЬ), в результате которого происходит взаимодействие этих групп с менее замещенным атомом углерода трёхчленного цикла.

Таким образом, в этой части работы нами были изучены реакции широкого круга оксиранов и М-тозилазиридинов с ТНМ и показано, что в присутствии ТЭА эти реакции протекают в большинстве случаев региоселективно с раскрытием трёхчленного цикла и образованием нитратов. На основе этой реакции разработаны препаративные методы синтеза /?-гидрокся- и /2-тозиламинонитратов - перспективных полупродуктов в синтезе лекарственных препаратов нового поколения.

II. Гетероциклизация электрофильных алкенов под действием

В предыдущей части работы было установлено, что раскрытие трёхчленных гетероциклов под действием комплекса ТНМ-ТЭА протекает как О-алкилирование. В связи с этим представляло интерес изучить возможность осуществления трёхкомпонентной реакции гетероциклизации оксиранов или азиридинов с электрофильными алкенами в присутствии ТНМ-ТЭА. Неожиданно мы обнаружили, что в реакции окиси циклогексена (9), винилметилкетона и ТНМ-ТЭА изоксазолидин не образуется, а в качестве основных продуктов были выделены 2-гидроксициклогексилнитрат (36а) - продукт раскрытия оксирана - и 1-(3-нитроизоксазол-5-ил)этанон (38) - продукт гетероциклизации исходного

тетранитрометана, активированного триэтиламином

электрофильного олефина под действием ТНМ-ТЭА. Было показано, что в отсутствие окиси 9 единственным продуктом реакции метилвинилкетона и ТНМ-ТЭА является 3-нитроизоксазол 38 (Схема в таблице 5), т.е. реализуется новое направление гетероциклизации электрофильных алкенов под действием ТНМ, активированного ТЭА.

Найденная реакция гетероциклизации метилвинилкетона под действием ТНМ-ТЭА открывает путь к функционализированным 3-нитроизоксазолам, для которых в литературе отсутствуют общие методы синтеза. В связи с этим представляло интерес изучение возможности гетероциклизации различных классов электрофильных алкенов под действием активированного ТНМ.

На модельном винилметилкетоне было найдено, что оптимальной методикой реакции гетероциклизации является добавление алкена к предварительно смешанным ТНМ и ТЭА в диоксане при мольном соотношении реагентов алкен:ТНМ:ТЭА равном 1:2.5:2. В дальнейшем эта методика использовалась при гетероциклизации различных классов электрофильных алкенов. Температура и время реакции для различных типов субстратов подбирались индивидуально.

II. 1. Реакция гетероциклизации 1,3-пепределъных кетонов

Мы показали, что 1,3-непредельные кетоны гладко реагируют с комплексом ТНМ-ТЭА, образуя с высокими выходами 5-ацил-З-нитроизоксазолы 38-42 (Таблица 5).

Таблица 5

3-нитроизоксазол или изоксазол

38 Н Ме 82

39 Н Е1 86

40 Н РЬ 85

41 -(СН2)3- 77

Мы нашли, что гетероциклизация протекает успешно даже для такого высокофункционализированиого кетона как левоглюкозенон*, который является хиральньм предшественником в синтезе природных соединений. В целом, найденная реакция является универсальным методом введения изоксазольного гетероцикла в различные субстраты, содержащие 1,3-еноновый фрагмент.

II. 2. Реакция гетероциклизации 1,3-непредельных альдегидов

Гетероциклизация 1,3-непредельных альдегидов была изучена на примере акролеина и кротонового альдегида. В обоих случаях взаимодействие с комплексом ТНМ-ТЭА приводит к соответствующим 5-карбальдегид-З-нитроизоксазолам 43 и 44 с выходами 40 и 49% (Таблица 6).

Таблица 6

I + С(Ы02)4 -2-,

0 диоксан

20 °С, 2 сут

5-Карбальдегид-3-нитроизоксазол Я Выход, %*

43 н 40

44 Ме 49

* Выходы определены после хроматографической очистки

Более низкие выходы в случае альдегидов по сравнению с кетонами связаны с лабильностью исходных алкенов и продуктов реакции 43 и 44. Оказалось, что диэтилацеталь акролеина не вступает в реакцию гетероциклизации с комплексом ТНМ-ТЭА. По данным спектроскопии ЯМР в реакционной смеси наблюдаются сигналы продукта 43, образующегося в следовых количествах за счёт частичного удаления ацетальной защиты альдегида в условиях реакции.

II.3. Реакция гетероциклизации сложных эфиров 1,3-непредельных карбоновых кислот

Следующим этапом явилось изучение гетероциклизации сложных эфиров 1,3-непредельных карбоновых кислот под действием активированного ТНМ. На примере метилметакрилата было показано, что оптимальными условиями является нагревание

Автор выражает благодарность к.х.н. Конюшкину Л. Д. (ИОХ РАН) за предоставленный образец левоглюкозенона.

реакционной смеси 1,3-непредельного карбоксильного соединения с ТНМ в присутствии ТЭА в диоксане при 70 °С в течение 2 часов. Далее эта методика была использована для гетероциклизации под действием ТНМ других 1,3-непредельных карбоксилатов.

Было найдено, что различные сложные эфиры 1,3-непредельных карбоновых кислот вступают в реакцию с комплексом ТНМ-ТЭА в диоксане с образованием 5-карбокси-3-нитро-изоксазолов 45-53 с хорошими выходами (Таблица 7).

Таблица 7

02\ ^

^Г + С№)4 „.,„,.....' N. ^

Ф диоксан

70 °С, 2 ч

45-53 и

»'„V

5-Карбокси- к. Выход,

3-нитроизоксазол

45 Н Ме 62

46 Н Е1 75

47 Н Ви 60

48 Н г-Ви 46

49 Н СНгРИ 60

50 Ме Е1 50

51 Е1 Е1 40

52 (СН2)3С1 Е1 46

53 СН2РЬ Е1 21

' Выходы определены после хроматографической очистки

Выходы карбоксизамещенных изоксазолов 45-53 находятся в зависимости от объема заместителей при двойной связи (Я1) и в сложноэфирной группе (Я2) исходных эфиров, т.е. эффективность гетероциклизации, в основном, определяется стерическими факторами. Так при переходе Я1 в исходном сложном эфире от Н к Ме, Е1 и затем к СНгРИ выходы соответствующих изоксазолов 46,50,51,53 понижаются от 75 до 50,40 и 21%, соответственно. Оказалось, что алкены с разветвленными заместителями в соположении к двойной связи не гетероциклизуются под действием комплекса ТНМ-ТЭА. В частности, этиловые эфиры (ДМ-метилпент-2-еновой и (Е)-3-циклопропилакриловой кислот, а также кумарин не вступают в эту реакцию ни в стандартных условиях, ни при нагревании в хлорбензоле до 100 °С.

Увеличение объёма заместителя в сложноэфирной группе (Я2) исходного алкена немного понижает выход реакции. В случае метилового, бутилового и бензилового

эфиров акриловой кислоты соответствующие изоксазолы 45, 47 и 49 образуются с примерно одинаковыми выходами (= 60%), однако при переходе к трест-бутиловому эфиру акриловой кислоты выход изоксазола 48 понижается до 46% (Таблица 7).

11.4. Реакция гетероциклизации амидов акриловой кислоты

При изучении гетероциклизации акриламидов мы обнаружили, что простейший представитель этого класса соединений - незамещенный акриламид гладко вступает в реакцию с комплексом ТНМ-ТЭА при комнатной температуре с образованием единственного продукта - 5-карбамид-З-нитроизоксазола (54а) - с выходом 64% (Таблица 8).

Оказалось, что в аналогичных условиях при взаимодействии М-замещенных акриламидов с ТНМ-ТЭА наряду с целевыми 3-нитроизоксазолами 54 образуются 4,4,4-тринитробутиламиды 55 - продукты присоединения по Михаэлю тринитрометана к исходным непредельным амидам (Таблица 8). Оптимизация условий, проведённая на примере И-бензил акр ил амида, не привела к преимущественному образованию изоксазола 546. Соединения 546 и 556 образуются в примерно равных соотношениях как при комнатной температуре за два дня, так и при нагревании до 70 °С в течение двух часов в диоксане. В хлористом метилене И-бензил акриламид реагирует с комплексом ТНМ-ТЭА с образованием исключительно тринитроамида 556 с выходом 54%.

Таблица 8

0,Н

20 °С, 2 сут ^ 0

54а-ж 55б-ж

1р2

Соединение 54,55 Я1 Я2 Выход, % 54 55

а Н н 64 _

б Н СН2РЬ 20 23

в Ви н 29 21

г Н циклогексил 41 38

д н РЬ 24 19

е С3Н7 с3н7 23 25

ж -(СН2)5- 18 25

* Выходы определены после хроматографической очистки

Мы показали, что моно- и ди-К-замещеные амиды акриловой кислош вступают в реакцию с ТНМ в присутствии ТЭА с образованием 5-карбамид-З-нитроизоксазолов 54а-ж и тринитропроизводных 55б-ж в примерно равном соотношении. Максимальные выходы продуктов реакции получены при проведении реакций в течение двух суток при комнатной температуре. Соединения 54 и 55 были разделены методом колоночной хроматографии. Полученные результаты приведены в Таблице 8.

Мы предположили, что по аналогии с 1,3-непредельными карбонильными соединениями в реакцию с активированным ТНМ могут вступать другие моно- и 1,2-дизамещенные алкены, содержащие акцепторную группу. Представляло интерес изучить реакции гетероциклизация ненасыщенных соединений, содержащих -SO2R, -PO(OR)2 и -N02 группы, находящиеся в сопряжении с двойной связью.

II.5. Реакция гетероцитизации 1,3-непределъных серусодержащих соединений

Результаты, полученные при изучении серусодержащих 1,3-непредельных соединений с комплексом ТНМ-ТЭА, аналогичны данным, полученным для замещенных акриламидов. Было показано, что выдерживание реакционной смеси винилсульфенилбензола с комплексом ТНМ-ТЭА в диоксане при комнатной температуре в течение длительного времени (14 суток) приводит к образованию исключительно тринитросульфенилбензола 56 с умеренным выходом (Схема 4). При увеличении температуры реакции до 70 °С наблюдается образование смеси целевого изоксазола 57 и тринитропроизводного 56 в примерно равном соотношении. Дальнейшее повышение температуры реакции - нагревание в хлорбензоле до 110 °С -не привело к увеличению выхода гетероцикла.

Схема 4

^SO,Ph + C(NOj)4

20 °С

14 сут

Et3N

диоксан

70 °С

5ч

(02N)3C^so

56, 38%

0,N

« X

V so¡Ph 57,25%

+ (02N)3C^so.

56,20%

Мы нашли, что при взаимодействии фенилового эфира винилсульфоновой кислоты с активированным ТНМ в зависимости от условий проведения реакции можно получить либо З-нитроизоксазол-5-сульфонат 58, либо продукт присоединения тринитрометана к двойной связи исходного алкена 59 (Схема 5).

ОзЧ

^БОзРЬ + С(М02)4 -М.

С6Н5С1

110 °С, 1.5 ч

Е13Ы

диоксан

70 °С, 2 ч

58,28%

59, 66%

Нагревание реакционной смеси в диоксане до 70 °С приводит к тринитропроизводному 59 в качестве единственного продукта. Гетероциклизация становится основным направлением взаимодействия фенилвинилсульфоната с активированным ТНМ при проведении реакции в кипящем хлорбензоле. В этих условиях изоксазол 58 был выделен с выходом 28% после хроматографической очистки.

11.6. Реакция гетероциклизации винилфосфоната

Дальнейшим расширением границ применимости реакции гетероциклизации электрофильных алкенов под действием комплекса ТНМ-ТЭА явилось вовлечение в эту реакцию винилфосфонатов. Мы нашли, что диэтилвинилфосфонат гладко реагирует с ТНМ-ТЭА в диоксане при 70 °С с образованием первого представителя нового класса фосфонатов - З-нитроизоксазол-5-фосфоната (60) - с высоким выходом 76%. (Схема б).

Схема 6

щи

^РО да)2 + С(*02)4 диоксан

70 °С, 2 ч

II. 7. Реакция гетероциклизации нитроалкенов

02К

РО(ОЕ1)2 60,76%

Общий характер гетероциклизации для различных классов непредельных соединений был продемонстрирован в реакциях нитроалкенов с активированным ТНМ. Было показано, что серия нитрозамещенных алкенов с различными заместителями при двойной связи взаимодействует с активированным ТНМ в диоксане при 70 °С, образуя 3,5-динитроизоксазолы 61-66 с хорошими выходами (Таблица 9).

Таблица 9

02N

R^N02 + C(N02)4

Et3N

диоксан

о' no2

70 °C,2 ч

61-66

3,5-Динитроизоксазол

R Выход*, %

61 62

H 38

Me 63

Et 53

CH2Ph 33

(CH2)3C1 51

- H2C—<] 50

* Выходы определены после хроматографической очистки

Более низкий выход соединения 61 по сравнению с остальными изоксазолами может быть объяснен частичной полимеризацией исходного нитроэтилена в условиях реакции. Реакция нитроалкенов с активированным ТНМ, также как и других классов электрофильных алкенов, чувствительна к стерическим затруднениям в молекуле субстрата. В частности, выход бензилзамещенного изоксазола 64 составил лишь 33%, а более разветвленные изопропил- и циклопропилнитроэтилены в реакцию с ТНМ в изученных условиях не вступают.

II. 8. Предполагаемый механизм реакции тетранитрометана с непредельными карбонильными соединениями в присутствии триэтиламина

Мы нашли, что гетероциклизация электрофильных алкенов под действием ТНМ в присутствии основания носит общий характер, и восемь классов ненасыщенных соединений были вовлечены в эту реакцию. Принимая во внимание полученные результаты, мы предложили следующую общую схему реакции акцепторных олефинов с ТНМ в присутствии ТЭА на примере 1,3-ненасыщенных карбонильных соединений (Схема 7):

C(NOj)4 + EtjN

IEt,NNOjJ[C(NCyj I

,N05 С

а о w [ EtjKNO, 1 О' v0

Путь Б H*

Путь А -EtjN

HQNOjlj

02N NOj 1,3-диполярное OjNN02 цииюприсосяшение С/—i

о_

(OJNJJC

E!,N

® ö -(EtjNNQjlNO,

°2V -H £

-HNO,

-H*

од; н

В соответствии со схемой 7 первоначально происходит поляризация молекулы ТНМ под действием ТЭА, в результате чего образуется комплекс I, который в условиях реакции может выступать в качестве аналога нитронового эфира Н (Путь А). Далее интермедиат Н реагирует подобно 1,3-диполю с электронодефицитным алкеном, приводя к нестабильному 3,3-динитроизоксазолидину II, который претерпевает элиминирование NO3"- и NO^-фрашентоз, в результате чего образуется нитроизоксазолин III. Нам не удалось выделить или зафиксировать спектрально этот интермедиат, который, по-видимому, в условиях реакции быстро подвергается ароматизации, приводящей к изоксазолу V. Стадия ароматизации остается до конца не ясной. Мы предполагаем, что этот процесс возможен за счёт нитрования нитрокатионом интермедиата III с последующим отщеплением молекулы HNO2. Промежуточным соединением на данной стадии является нестабильный изоксазолин IV. Возможно, для успешного протекания стадии ароматизации необходимо наличие в молекуле исходного алкена группы, способной к енолизации. Так, неенолизирующийся пентафторстирол в реакции с комплексом ТНМ-ТЭА изоксазола не образует. Следует особо подчеркнуть, что ТНМ не реагирует с электрофильными алкенами в отсутствие основания.

Стехиометрия гетероциклизации указывает на элиминирование в процессе данной реакции 2N02 + Н20 или HNO3 + HNO2, то есть для образования ароматической системы необходимо отщепление двух NCh-rpyim. Таким образом, роль триэтиламина заключается не только в инициировании реакции за счёт поляризации молекулы ТНМ, но и в связывании образующихся кислот. Косвенным доказательством элиминирования молекулы HNO3 и HN02 является выделение из реакционной смеси EtjN'HNCh и N-нитрозодиэтиламина.

В пользу предложенного нами ионного механизма гетероциклизации свидетельствует тот факт, что реакция метилвинилкетона с комплексом ТНМ-ТЭА успешно протекает в отсутствие света при добавлении ингибиторов радикальных процессов, таких как бензофенон или йод.

Попытки получить 3-нитроизоксазолы или 3-нитроизоксазолины на основе донорных алкенов не привели к успеху, поскольку за счёт обратимости реакции ТНМ с ТЭА в реакционной смеси присутствует свободный ТНМ, способный образовывать с донорным олефинами стабильные 3,3-динитроизоксазолидины.

Альтернативным направлением реакции комплекса ТНМ-ТЭА с элекгрофильными алкенами является путь Б, в соответствии с которым образуются тринитрометильные производные алкенов VI (Схема 7). Аддукты типа VI можно рассматривать как продукты Михаэлевского присоединения к акцепторнозамещенному алкену тринитрометана, образующегося из тринитрометильного аниона комплекса I. Источником протона может служить растворитель или субстрат. Это предположение хорошо согласуется с результатами реакции винилметилкетона с комплексом ТНМ-ТЭА в метаноле, в которой образуется исключительно 4,4,4-тринитробутанон. Мы также показали, что акриловая кислота взаимодействует с ТНМ в присутствии ТЭА с образованием единственного продута - 4,4,4-тринитробутанкарбоновой кислоты.

Предположение о том, что тринитрозамещенные аддукты типа VI являются предшественниками соответствующих изоксазолов V, не подтвердилось. Попытки циклизации Михаэлевских аддуктов VI в различных условиях (действие НИОз/НгО, ТНМ-ТЭА в диоксане и т.д.) оказались безуспешными.

ДР. Альтернативные реакции активированного тетранитрометана с замещенными электрофильными алкенами

Полученные нами результаты по гетероциклизации 1,3-непредельных соединений свидетельствуют о том, что за счёт активации ТНМ с помощью ТЭА значительно расширяется область синтетического применения ТНМ в реакциях с олефинами. Продолжая изучение реакционной способности ТНМ-ТЭА по отношению к ди- и полизамещенным электрофильным алкенам, мы нашли новые примеры интересных реакций.

Реакция гетероциклизации халконов

При изучении в реакции с комплексом ТНМ-ТЭА халконов, было показано, что они гетероциклизуются с образованием 4-нитроизоксазолов вместо ожидаемых 3-нитрозамещенных гетероциклов. Реакция была изучена на двух примерах, результаты приведены в таблице 10.

Таблица 10

РЬ N02

0 + ссыо2)4 —/

РЬ- ^ -р диоксан

№ К 70 °С, 2 ч

_67,68

4-Нитроизоксазол Я Выход, %*

67 Ме 44

68 РЬ 39

* Выходы определены после хроматографической очистки

Реакция малеинимидов с активированным тетранитрометаном

Изучая гетероциклизацию К-заме-щепных малеинамидов под действием комплекса ТНМ-ТЭА, мы обнаружили, что в этой реакции происходит образование имидазолидинов. Так, №этил и Ы-бензилмалеиимиды реагируют с активированным ТНМ при комнатной температуре в диоксане с образованием имидазолидинов 69 и 70 с хорошими выходами (Таблица 11). Структура гетероцикла 70 доказана методом РСА (Рис.2).

Рис. 2. Молекулярная структура 1-бею1отвпдазо.чпдш-2,4,5-тршна(70)

Таблица 11

N—К + С(К02)4

диоксан 20 °С, 20 сут б'

N—Я

О 69,70

Имидазолидин

Выход, %

69 ЕС 70

70 СН2Р11 73 ' Выходы определены после хроматографической очистки

Реакция активированного тетранитрометана с электрофилъными 1,1-дизамещенными алкенами

Очевидно, что 1,1-дизамещенные акцепторные алкены в реакции с активированным ТНМ не могут образовывать 3-нитроизоксазолы (Схема 7). На

примере 1,3-непредельных 1,1-дизамещенных альдегидов, кетонов и сложных эфиров было показано, что эти классы соединений реагируют с комплексом ТНМ-ТЭА при 70 "С в диоксане с образованием смеси нитрозамещенных спиртов 71а-е и нитроалкенов 72а-е, которые легко разделяются хроматографически (Таблица 12). При обработке нитроспиртов 71а-е мезилхлоридом в присутствии триэтиламина были получены соответствующие нитроалкены 72а-е с хорошими выходами.

Таблица 12

Д2

Ме8С1, Е^И

С(К02)4

Е1,И

СОИ5

диоксан 70 °С, 2 ч ок'

71а-е

СН2С12, -20 °С | Д2 Я' СОВ?

он + у==/ 'соя3 02Ы Яг

72а-е

Субстрат

Нитроспирт Выход, %"

Нитроалкен

Выход 72, %а'6 А Б

А >

ч ■ч

С02Ме Ме

С02Ви

М.

Ме

С(0)Ме

СГ

0;\ СОгМе 71а Ме

лЧ"0Н

С02Ви 716

ме

ад со^сн-.а -¡\ъ

Ме

СО,СН,СН,ОН 71г N0, 71д

с!"

27 30 51

С02Ме

Г~\

о.м ме 72а С02Ви

/—( 0гЫ Ме 726

^х>;снгсн;а

Ме 72в

СОгСН2СН2ОН

г°\

Ме 72г

ОС ОС

С(0)Ме

N0, 72д

•СНО

ког72е

15 12 23 30 14

70 68

ч°»71е

'Выходы определены после хроматографической очистки

6А - Выход нитроалкена 72 в реакции исходного электрофильного алкена с ТНМ-ТЭА; Б - Выход нитроалкенов 72 после обработки выделенного нитроспирта 71 мезилхлоридом в присутствии ТЭА 'По данным спектроскопии ЯМР нитроспирт 71г в реакции не был зафиксирован_

Таким образом, данная реакция может быть использована для одностадийного введения нитрогруппы в молекулу электрофильного алкена и представляет интерес как метод синтеза труднодоступных функционализированных нитроалкенов.

Выводы

1. Впервые изучена реакционная способность три- и тетранитрометанов по отношению к большому ряду трёхчленных гетероциклов (оксиранов и азиридиков) различного строения и разработаны пути синтетического применения этих реакций:

а) Показано, что реакция тринитрометана с оксиранами протекает с раскрытием малого цикла как конкурентное С- и О-алкилирование тринитрометил-анионом с образованием у-тринитропропанолов и а-кетоспиртов, соответственно.

б) Разработан новый подход к генерированию in situ ациклических нитроновых эфиров на основе реакций нуклеофильного раскрытия оксиранов тринитрометаном. Показано, что последующее [3+2]-циклоприсоединение нитронатов к алкенам приводит к 3,3-динитроизоксазолидинам смешанного строения. На основе трехкомпонентной реакции гетероциклизации оксиранов, тринитрометана и алкенов предложен эффективный one pot метод синтеза функционализированных динитроизоксазолидинов. Найдено, что образование изоксазолидинов протекает с высокой регио- и диастереоселективностью.

в) Установлено, что оксираны и N-тозилазиридины реагируют с раскрытием трехчленного цикла с ТНМ в присутствии триэтиламина. На основе этой реакции разработаны препаративные методы синтеза /J-гидрокси- и /J-тозиламинонитратов -перспективных предшественников в синтезе лекарственных препаратов нового поколения.

2. Найдено, что при активации ТНМ триэтиламином этот реагент приобретает способность реагировать с элекгрофильными алкенами, что открывает новые возможности использования реакций тетранитрометана с алкенами в гетероциклическом синтезе.

3. Обнаружена новая реакция гетероциклизации электрофильных алкенов под действием ТНМ в присутствии триэтиламина с образованием синтетически труднодоступных 3-нитроизоксазолов.

4. Показано, что, по крайней мере, восемь классов моно- и 1,2-дизамещенных электрофильных алкенов, таких как 1,3-непредельные альдегиды, кетоны, сложные эфиры, амиды, фосфонаты, сульфо- и нитросоединения, вступают в реакцию гетероциклизации с активированным ТНМ с образованием 3-нитроизоксазолов. Разработаны препаративно удобные методы синтеза фунциональнозамещенных 3- и 4-нитроизоксазолов, а также имидазолидинов, которые относятся к перспективным соединениям с фармакологической активностью.

5. Показано, что реакция 1,1-дизамещенных алкенов с ТНМ в присутствии триэтиламина может быть использована для одностадийного введения нитрогруппы в молекулу электрофильного алкена и представляет интерес как метод синтеза труднодоступных функционализированных нитроалкенов.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях!

1. Е.Б. Аверина, О.А. Иванова, Е.М. Будынина, Ю.А. Волкова, Т.С. Кузнецова, Н.С. Зефиров. Ациклические нитроновые эфиры: получение и использование в синтезе Ы,0-содержащих гетероциклов. Вестник МГУ, 2008,49 (3), 163-182.

2. Ю.А. Волкова, О.А. Иванова, Е.Б. Аверина, Е.М. Будынина, Т.С. Кузнецова, Н.С. Зефиров. Изучение реакции тринитрометана с оксиранами. Докл. АН, 2008, 419 (4), 500-503.

3. Ю.А. Волкова, О.А. Иванова, Е.М. Будынина, Е.Б. Аверина, Т.С. Кузнецова, Н.С. Зефиров. Необычная реакция винилкетонов с тетранитрометаном. Синтез 5-ацил-З-нитроизоксазолов. Изв. АН. Сер. хим., 2008, 9, 2001-2003.

4. Y.A. Volkova, О.А. Ivanova, Е.М. Budynina, Е.В. Averina, T.S. Kuznetsova, N.S. Zefirov. A new three-component one pot reaction of trinitromethane, epoxides and alkenes via dinitronitronates generation. Synthesis of highly functionalized 3,3-dinitroisoxazolidines. Tetrahedron, 2008,64,3548-3553.

5. Y.A. Volkova, O.A. Ivanova, E.M. Budynina, E.B. Averina, T.S. Kuznetsova, N.S. Zefirov. Tetranitromethane as an efficient reagent for the conversion of epoxides into P-hydroxy nitrates. Tetrahedron Lett., 2008,49,3935-3938.

6. Ю.А. Волкова, О.А. Иванова, Е.М. Будынина, Е.Б. Аверина. Реакция раскрытия 1,2-эпоксидов тринитрометаном. Международная конференция молодых ученых по фундаментальным наукам "Ломоносов-2006", Химия, Москва, 12-15 апреля, т. 2, 159.

7. Е.М. Будынина, О.А. Иванова, Ю.А. Волкова, Е.Б. Аверина, Т.С. Кузнецова. Реакция раскрытия 1,2-эпоксидов тринитрометаном. International Symposium on Advanced science in Organic Chemistry, Sudak, Crimea, 26-30 июня 2006, C-023.

8. О.А. Иванова, Е.М. Будынина, Ю.А. Волкова, Е.Б, Аверина, Т.С. Кузнецова Трёхкомпонентные реакции полинитрометанов с непредельными соединениями и оксиранами. IX Научная школа-конференция по органической химии, Звенигород, 11-15 декабря 2006, 167.

9. Ю.А. Волкова, О.А. Иванова, Е.М. Будынина, Е.Б. Аверина, Т.С. Кузнецова. Тринитрометильный анион как амбидентный нуклеофил в реакции раскрытия оксиранов. IX Научная школа-конференция по органической химии, Звенигород, 11-15 декабря 2006,111.

10. Е.В. Averina, О.А. Ivanova, Е.М. Budynina, Yu.A. Volkova, T.S. Kuznetsova, N.S Zefirov. Synthesis of 3-nitroisoxazoIines and 3-nitroisoxazoles by the reaction of alkenes with polynitromethanes. XII Blue Danube Symposium on Heterocyclic Chemistry, Tihany, Hungary, 10-13 June 2007, 53.

11. E.M. Budynina, O.A. Ivanova, Y.A. Volkova, E.B. Averina, T.S. Kuznetsova, N.S Zefirov. Acyclic alkyldinitronitronates as intermediates in the synthesis of nitro

substituted heterocycles. XII Blue Danube Symposium on Heterocyclic Chemistry, Tihany, Hungary, 10-13 June 2007, 58.

12. Ю.А. Волкова, O.A. Иванова, E.M. Будынина, Е.Б. Аверина, Т.С. Кузнецова. Необычная реакция винилкетонов с тетранитрометаном. Синтез 5-ацил-З-нитроизоксазолов. XIV Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных по фундаментальным наукам «Ломоносов-2007», Москва, 11-14 апреля 2007, 384.

13. Е.М. Будынина, О.А. Иванова, Ю.А. Волкова, Е.Б. Аверина, Т.С. Кузнецова, Н.С. Зефиров. Ациклические алкилдинитронаты в синтезе нитрозамещенных гетероциклов. X Молодежная конференция по органической химии, Уфа, 26-30 ноября 2007,35.

14. Е.Б. Аверина, Ю.А. Волкова, Т.С. Кузнецова. Гетероциклизация электрофильных алкенов под действием тетранитрометана. Синтез нитрозамещенных изоксазолов. Новые направления в химии гетероциклических соединений, Кисловодск, 3-8 мая 2009,100.

15. Ю.А. Волкова, О.А. Иванова, Е.Б. Аверина, Е.М. Будынина, Т.С. Кузнецова. Взамодействие трехчленных гетероциклов с полинитрометанами. Синтез нитратоспиртов и нитратоаминов. Новые направления в химии гетероциклических соединений, Кисловодск, 3-8 мая 2009,289.

16. Y.A. Volkova, Е.В. Averina, T.S. Kuznetsova. Novel reaction of tetrranitromethane with electrophilic alkenes. Synthesis of 3-nitro substituted isoxazoles. 5th International Conference on Organic Chemistry for Young Scientists. Saint-Petersburg, Russia, June 22-25 2009,209.

17. Е.Б. Аверина, Ю.А. Волкова, Т.С. Кузнецова, Н.С. Зефиров. Новые реакции тетранитрометана с трехчленными гетероциклами и электрофильными алкенами в присутсвии триэтиламина. Химия нитросоединений и родственных азот-кислородных систем, Москва 21-23 октября 2009, 50.

18. Ю.А. Волкова, Е.Б. Аверина, Т.С. Кузнецова, Н.С. Зефиров. Новая реакция гетероциклизации электрофильных алкенов под действием тетранитрометана в присутствии основания. Одностадийный метод синтеза 3-нитроизоксазолов. XII Молодежная конференция по органической химии, Суздаль 7-11 декабря 2009,45.

Отпечатано в отделе оперативной печати Геологического ф-та МГУ Тираж 100 экз. Заказ № ¡0

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата химических наук, Волкова, Юлия Алексеевна

Введение

Глава I. Ациклические нитроновые эфиры: получение и использование в 5 синтезе N, О-содержащих гетероциклов (Литературный обзор)

1.1. Введение

1.2. Генерирование ациклических нитроновых эфиров

1.2.1. Алкилирование нитроновых солей и нитросоединений

1.2.2. Ацилирование нитроновых солей и нитросоединений

1.3. Реакционная способность нитроновых эфиров

1.3.1. Реакции ациклических нитронатов с алкенами

1.3.2. Реакции алкилнитронатов с диенами

1.3.3. Реакции алкилнитронатов с алкинами

1.3.4. Нитронаты как синтетические эквиваленты нитрилоксидов

1.4. Алкилнитронаты на основе полинитрометанов

1.4.1. Алкилнитронаты на основе полинитрометанов и диазоалканов

1.4.2. Алкилнитронаты на основе реакции тетранитрометана и 23 галогентринитрометанов с алкенами

1.4.3. Трёхкомпонентные реакции тетранитрометана и 27 галогентринитрометанов с непредельными соединениями

Глава II. Реакции трёхчленных гетероциклов и электрофильных алкенов 31 с полинитрометанами (Обсуждение результатов)

11.1. Реакции оксиранов и азиридинов с полинитрометанами

II. 1.1. Выбор объектов исследования

II. 1.2. Трёхкомпонентные реакции с участием оксиранов, тринитрометана и алкенов. Синтез 3,3-Дшштроизоксазолидинов

II. 1.2. Трёхкомпонентные реакции с участием оксиранов, тринитрометана и алкенов. Синтез 3,3-динитроизоксазолидинов

II. 1.4. Реакция оксиранов и азиридинов с тетранитрометаном 42 (О-алкилирование, двухкомпонентная реакция)

11.2. Гетероциклизация электрофильных олефинов под действием 50 активированного тетранитрометана

П.2.1. Оптимизация условий реакции гетероциклизации 51 винилметилкетона

II.2.2. Реакция гетероциклизации 1,3-непредельных кетонов

11.2.3. Реакция гетероциклизадии 1,3-непредельных альдегидов

11.2.4. Реакция гетероциклизации сложных эфиров 1,3-непредельных 57 карбоновых кислот

11.2.5. Реакция гетероциклизации амидов акриловой кислоты

11.2.6. Реакция активированного тетранитрометана с 1,3-непредельными 63 серусодержащими соединениями

11.2.7. Реакция тетранитрометана с винилфосфонатом

11.2.8. Реакция тетранитрометана с нитроалкенами

11.2.9. Предполагаемый механизм реакции тетранитрометана с 68 непредельными карбонильными соединениями в присутствии триэтиламина

11.2.10. Реакция гетероциклизации халконов

11.2.11. Реакция малеинимидов с активированным тетранитрометаном

11.2.12. Реакция активированного тетранитрометана с электрофильными 74 1,1-дизамещенными алкенами

Глава III. Экспериментальная часть

Выводы

Введение диссертация по химии, на тему "Взаимодействие электрофильных алкенов и трёхчленных гетероциклов с полинитрометановыми реагентами. Новые реакции гетероциклизации"

Среди многочисленных химических превращений нитро- и полинитросоединений особый интерес представляют реакции полинитрометанов с алкенами, приводящие к N,0-гетероциклам. Основные закономерности этих реакций были установлены в 70-х годах в работах Алтухова, Перекалина и Тартаковского с сотрудниками. Было показано, что реакции тетранитрометана с алкенами протекают через образование in situ нестабильного ациклического алкилнитроната, который далее как 1,3-диполь присоединяется к олефинам с образованием динитроизоксазолидинов. Интерес к этим реакциям, в которых две молекулы одного и того же алкена реагируют с молекулой полинитрометанового реагента, определяется легкостью получения алкилнитронатов, их высокой реакционной способностью, а также сравнительной доступностью непредельных субстратов для получения изоксазолидинов.

В настоящее время нитронаты на основе полинитрометанов нашли широкое применение в органическом синтезе как универсальные 1,3-диполи в реакциях [3+2]-циклоприсоединения к алкенам для получения нитрозамещенных изоксазолидинов, а также изоксазолинов и азиридинов, которые используются в качестве лекарственных препаратов и синтетических предшественников природных соединений.

Заключение диссертации по теме "Органическая химия"

Выводы

1. Впервые изучена реакционная способность три- и тетранитрометанов по отношению к большому ряду трёхчленных гетероциклов (оксиранов и азиридинов) различного строения и разработаны пути синтетического применения этих реакций: а) Показано, что реакция тринитрометана с оксиранами протекает с раскрытием малого цикла как конкурентное С- и О-алкилирование тринитрометил-анионом с образованием у-тринитропропанолов и а-кетоспиртов, соответственно. б) Разработан новый подход к генерированию in situ ациклических нитроновых эфиров на основе реакций нуклеофильного раскрытия оксиранов тринитрометаном. Показано, что последующее [3+2]-циклоприсоединение нитронатов к алкенам приводит к 3,3-динитроизоксазолидинам смешанного строения. На основе трехкомпонентной реакции гетероциклизации оксиранов, тринитрометана и алкенов предложен эффективный one pot метод синтеза функционализированных динитроизоксазолидинов. Найдено, что образование изоксазолидинов протекает с высокой регио- и диастереоселективностью. в) Установлено, что оксираны и N-тозилазиридины реагируют с раскрытием трехчленного цикла с ТНМ в присутствии триэтиламина. На основе этой реакции разработаны препаративные методы синтеза /?-гидрокси- и /Ргозиламинонитратов -перспективных предшественников в синтезе лекарственных препаратов нового поколения.

2. Найдено, что при активации ТНМ триэтиламином этот реагент приобретает способность реагировать с электрофильными алкенами, что открывает новые возможности использования реакций тетранитрометана с алкенами в гетероциклическом синтезе.

Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата химических наук, Волкова, Юлия Алексеевна, Москва

1. Torsell К. Nitrile oxides, nitrones and nitronates in organic synthesis // N. Y.: VCH Publishers, 1988. 332 p.

2. Feuer H. The chemistry of nitro and nitroso groups. Part I // N. Y.: Wiley-Interscience, 1981.447 р.

3. Padwa A., Pearson W. H. Synthetic applications of 1,3-dipolar cycloaddition chemistry toward heterocycles and natural products // New Jersey: Wiley-Interscience, 2002. 952 p.

4. Швехгеймер Г. А., Зволинский В. И., Кобраков К. И. Синтез гетероциклов на основе алифатических нитросоединений // ХГС. 1986. Т. 226. №4. С. 435.

5. Тартаковский В. А., Членов И. Е., Смагин С. С., Новиков С. С. Нитросоединения в реакциях 1,3-диполярного циклоприсоединения // Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1964. С. 583-584.

6. Ерашко В. И., Шевелев С. А., Файнзильберг А. А. Об алкилировании серебряной соли тринитрометана вторичными и третичными алкилгалогенидами // Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1968. С. 2117-2121.

7. Шевелев С. А., Ерашко В. И., Файнзильберг А. А. Двойственная реакционная способность аниона тринитрометана в реакции алкилирования галогенидными алкилами // Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1968. С. 447-448.

8. Шевелев С. А., Ерашко В. И., Файнзильберг А. А. Двойственная реакционная способность аниона тринитрометана в реакции алкилирования первичными алкилгалогенидами // Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1968. С. 2113-2116.

9. Ерашко В. И., Шевелев С. А., Файнзильберг А. А. Двойственная реакционная способность анионов 1,1-динитроалканов в реакции алкилирования алкилгалогенидами // Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1971. С. 151-158.

10. Thurston J. Т., Shriner R. L. Salts of nitro compounds. I. Preparation, alkylation and acylayion of salts of phenylnitroacetonitrile // J. Org. Chem. 1937. V. 2. № 2. P. 183-194.

11. Kerber R. C., Urry G. W., Kornblum N. Radical anions as intermediates in substitution reactions. The mechanism of carbon alkylation of nitroparaffin salts // J. Am. Chem. Soc. 1964. V. 86. №18. P. 3904-3905.

12. Hass H. В., Bender M. L. The reaction of benzyl halides with the sodium salt of 2-nitropropane. A general synthesis of substituted benzaldehydes // J. Am. Chem. Soc. 1949. V. 71. № 5. P. 1767-1771.

13. Kornblum N., Pink P. The leaving group as a factor in the alkylation of the 2-nitropropane anion//Tetrahedron. 1963. V. 19. № 1. P. 17-22.

14. Kim К. E., Adolph Н. G. Synthesis of 2,2,2-trinitroethyl and 2-cyano-2,2-dinitroethyl ethers // Synthesis. 1987. № 11. P. 1029-1030.

15. Kornblum N., Brown R. A. The synthesis and characterization of nitronic esters // J. Am. Chem. Soc. 1964. V. 86. № 13. P. 2681-2687.

16. Тартаковский В. А., Членов И. E., Лагодзинская Г. В., Новиков С. С. О-Эфиры тринитрометана в реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения // Докл. АН СССР. 1965. Т. 161. № 1.С. 136-139.

17. Donaruma L. G. Reduction of nitroparaffins by alkylation. I. Alkylation with trialkyl oxonium salts // J. Org. Chem. 1957. V. 22. № 9. P. 1024-1029.

18. Arndt F., Rose J. D. Relations between acidity and tautomerism. Part III. The nitro-group and the nitronic esters // J. Chem. Soc. 1935. № 1. P. 1-10.

19. McCoy R., Gohlkem R. S. Evidence for esters of aci-nitrocyclohexane as intermediates in production of cyclohexanone oxime // J. Org. Chem. 1957. V. 22. № 3. P. 286-288.

20. Trost В. M. Palladium-catalyzed chemo- and enantioselective oxidation of allylic esters and carbonates // J. Am. Chem. Soc. 2006. V. 128. № 8. P. 2540-2541.

21. Hass H. В., Bender M. L. A proposed mechanism of the alkylation of benzyl halides with nitro paraffin salts // J. Am. Chem. Soc. 1949. V. 71. № 10. P. 3482-3485.

22. Kerber R. C., Porter A. The effect of solvent on anion structure // J. Am. Chem. Soc. 1969. V. 91. № 2. P. 366-371.

23. Kang F. A., Yin C. L., She S. W. Studies on the chemistry of the chiral nitronic acid and nitronic esters // Tetrahedron: Asymmetry. 1997. V. 8. № 21. P. 3585-3589.

24. Cornett В., Davis M., Nevins N., Snyder J. On "pure axial" monosubstituted cyclohexanes: cyclohexyl nitronate esters adopt O-equatorial conformation // J. Am. Chem. Soc. 1999. V. 121. №50. P. 11864-11870.

25. Falck J. R., Yu. J. Synthesis alkyl nitronates via Mitsunobu conditions // Tetrahedron Lett. 1992. V. 33. № 45. P. 6723-6726.

26. Mitsunobu O., Yoshida N. Oxidation of alcohols to aldehydes and ketones via aci-nitroesters of nitroacetate under neutral conditions // Tetrahedron Lett. 1981. V. 22. № 24. P. 2295-2296.

27. Kimura J., Kawashima A., Sugizaki M., Nemoto N., Mitsunobu O. Oxidation of alcohols to carbonyl compounds via aci-nitroethers // J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1979. № 3. P. 303-304.

28. Тартаковский В. А., Членов И. Е., Иоффе С. JL, Лагодзинская Г. В., Новиков С. С. О-метиловые эфиры нитроуксусного эфира в реакции 1,3-Диполярного циклоприсоединения И ЖОрХ. 1966. Т. 2. № 9. С. 1593-1599.

29. Meek J. S., Fowler J. S., Monroe P. A., Clark T. J. The reaction of hinderned phenols with diazomethane // J. Org. Chem. 1968. V. 33. № 1. P. 223-226.

30. Meek J. S., Fowler J. S. The synthesis and decomposition of alkyl nitronic esters of 2,6-di-t-butyl-4-nitrophenol //J. Org. Chem. 1968. V. 33. № 1. P. 226-229.

31. Gree R., Carrie R. Esters nitroniques isomeres geometriques: configuration, activite dipolaire-1,3 comparee et stereochimie de leur addition a diverses olefines activees // Tetrahedron Lett. 1971. V. 12. № 44. P. 4117-4120.

32. Шахова M. К., Будагянц M. И., Самохвалов Г. И., Преображенский Н. А. Синтетические исследования в области флавоноидов // ЖОХ. 1962. Т. 32. № 9. С. 28322834.

33. Фридман А. Л., Габитов Ф. А., Сурков В. Д. Реакции алифатических диазосоединений. VII. О механизме взаимодействия диазосоединений с галогентринитрометанами и гел<-динитроалкенами//ЖОрХ. 1972. Т. 8. № 12. С. 2457-2462.

34. Тартаковский В. А., Савостьянова И. А., Новиков С. С. О-метиловый эфир нитродиметилмалоната в реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения // ЖОрХ. 1968. Т. 4. № 2. С. 240-243.

35. Тартаковский В. А., Лапшина 3. Я., Савостьянова И. А., Новиков С. С. Нитроновые эфиры на основе арилнитрометанов в реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения // ЖОрХ. 1968. Т. 4. № 2. С. 236-239.

36. Тартаковский В. А. Новые пути использования алифатических нитросоединений в органическом синтезе//Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1984. С. 165-173.

37. Poschenrieeder Н., Stachel H.-D., Hofher G., Mayer P. Novel pyrrolines as N-methyl-d-aspartat receptor antagonist // Eur. J. Med. Chem. 2005. V. 40. № 4. P. 391-400.

38. Kerber R. C., Hodos M. Benzo derivatives of nitrocyclopentadiene // J. Org. Chem. 1968. V. 33. №3. P. 1169-1172.

39. McKillop A., Kobylecki R. An investigation of the reaction of primary nitroalkanes with acetic anhydride-sodium acetate // Tetrahedron. 1974. V. 30. № 11. P. 1365-1371.

40. Wade P. A., Amin N. V., Yen H. K., Price D. Т., Huhn G. F. Acid-catalyzed nitronate cycloaddition reactions. Useful syntheses and simple transformations of 3-acyl- and 3-alkenylisoxazolines // J. Org. Chem. 1984. V. 49. № 24. P. 4595-4601.

41. Stefl E. P., Dull M. F. The reaction of 2-nitropropane with acid anhydrides // J. Am. Chem. Soc. 1947. V. 69. № 12. P. 3037-3039.

42. White L. H., Considine W. J. The aeylation of salts of secondary nitroparaffins // J. Am. Chem. Soc. 1958. V. 80. № 3. P. 626-630.

43. Кржижевский A. M., Мирзабекянц H. С., Чебуреков Ю. А., Кнунянц И. JI. Реакции полифторнитралканов, содержащих подвижный атом водорода // Изв. АН. Сер. Хим. 1974. С. 2513-2516.

44. Bachman G., Strom I. Derivatives of primary nitroalkanes. Preparation of isoxazolines // J. Org. Chem. 1963. V. 28. № 4. P. 1150-1152.

45. Mukaiyama Т., Hoshino T. The reaction of primary nitroparaffins with isocyanates // J. Am. Chem. Soc. 1960. V. 82. № 20. P. 5339-5342.

46. Gil M. V., Roman E., Serrano J. A. Unexpected transformation: from 5-glyco-4-nitrocyclohexenes to bicyclic 3.3.1. oximes through isoxasoline N-oxides // Tetrahedron Lett. 2000. V. 41. № 17. P. 3221-3224.

47. Gil M. V., Roman E., Serrano J. A. Studies on the chemistry of sodium nitronates and nitronic esters derived from 5-glyco-4-nitro-l-cyclohexenes // Tetrahedron. 2002. V. 58. №11. P. 2167-2170.

48. Miyashita M., Awen B. Z. E., Yoshikoshi A. A new synthetic aspect of acetic nitronic anhydrides // Tetrahedron. 1990. V. 46. № 21. P. 7569-7586.

49. Miyashita M., Awen B. Z. E., Yoshikoshi A. Convenient and general syntheses of polyalkylpyrroles from ketones and nitroalkenes // J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1989. P. 841-842.

50. Skramstad J. Tautomerization and rearrangement in 2-nitroindenes // Tetrahedron Lett. 1970. V. 11. №12. P. 955-958.

51. Lamberton A. H., Newton G. Nitramines and nitramides. Part XII. The base-catalysed decomposition of some ON-dialkylnitramines, and evidence for the existence of geometrical isomers //J. Chem. Soc. 1961. P. 1767-1770.

52. Bruck P., Lamberton A. H. Nitramines and nitramides. Part XI. The acid-catalysed decomposition of various ON-dialkylnitramines // J. Chem. Soc. 1957. P. 4198-4206.

53. Маянц А. Г., Пыресова К. Г., Гордейчук С. С. N-нитрование 5-аминотетразола тетранитрометаном, гексанитроэтаном и тетранитратом пентаэритрита // ЖОрХ. 1988. Т. 24. № 4. С. 884-887.

54. Lieberman S. V. The use of the disproportion of esters of 2-propanenitronic acid to convert halides to carbonyl compounds and benzamides // J. Am. Chem. Soc. 1955. V. 77. № 5. P. 1114-1116.

55. Bersohn M. С versus О alkylation in the case of stable cation // J. Am. Chem. Soc. 1961. V. 83. №9. P. 2136-2138.

56. Mendler В., Kazmaier U. Highly stereoselective additions of tin enolates to nitroalkenes and subsequent conversion of the nitro group into nitrile // Org. Lett. 2005. V. 7. № 9. P. 1715-1718.

57. Tu Z., Jang Y., Lin C., Liu J-T., Hsu J., Sastry M.N.V., Yao C-F. The study of reaction mechanism for the transformation of nitronate into nitrile by phosphorus trichloride // Tetrahedron. 2005. V. 61. № 44. P. 10541-10551.

58. Тартаковский В. А., Членов И. E., Смагин С. С., Новиков С. С. Метиловый эфир фенилнитрометана в реакции 1,3-диполяпного циклоприсоединения // Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1965. С. 552-554.

59. Тартаковский В. А., Лукьянов О. А., Шлыкова Н. И., Новиков С. С. 1,3-Диполярное циклоприсоединение нитроновых эфиров к сопряженным непредельным соединениям // ЖОрХ. 1967. Т. 3. № 6. С. 980-983.

60. Тартаковский В. А., Лукьянов О. А., Новиков С. С. Новый метод синтеза азиридинов // Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1966. С. 2246-2247.

61. Тартаковский В. А., Лукьянов О. А., Новиков С. С. Взаимодействие нитроновых эфиров с ацетиленами //Докл. АН СССР. Сер. хим. 1968. Т. 178. № 1. С. 123-126.

62. Членов И. Е., Соколова И. Л., Новиков С. С., Тартаковский В. А. Взаимодействие N-окиси 3-карбметокси-4,5-дигидро-6Н-оксазина-1,2 с ацетиленами // Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1973. С. 473-474.

63. Членов И. Е., Соколова И. Л., Хасанов Б. Н., Новиков В. М., Карпенко Н. Ф., Степанянц А. У., Тартаковский В. А. Взаимодействие 1Ч-окиси-3-нитро-4,5-дигидро-6Н-оксазина-1,2 с ацетиленами // Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1974. С. 382-386.

64. Gree R., Carrie R. Formation under kinetic control of aziridine invertomers // J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1975. P. 112-113.

65. Gree R., Carrie R. Addition of nitronic esters to alkynes. Formation under kinetic control of aziridine invertomers. Study of the trasnsportation of 4-isoxazolines to acylaziridines // J. Am. Chem. Soc. 1977. V. 99. № 20. P. 6667-6672.

66. Brandi A., Cicchi S., Cordero F. M., Goti A. Heterocycles from alkylidenecyclopropanes // Chem. Rev. 2003. V. 103. P. 1213-1269.

67. Тартаковский В. А., Членов И. E., Морозова H. С., Новиков С. С. О-метиловый эфир динитрометана в реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения // Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1966. С. 370-372.

68. Levina I. S., Mortikova Е. I., Kamernitzky А. V. Lewis acid catalyzed condensation of 16-dehydro-20-oxosteroids with nitronic esters. A new route to 16,17-d.-4'H-l',2'-oxazole derivatives of steroids // Synthesis. 1974. № 8. P. 562-563.

69. Budynina E. M., Averina E. В., Ivanova O. A., Kuznetsova T. S., Zefirov N. S. Three-component reactions of polynitromethanes with alkynes. The first syntheses of gem-dinitroaziridines // Tetrahedron Lett. 2005. V. 46. № 4. P. 657-659.

70. Онищенко А. А., Членов И. E., Макаренкова JI. M., Тартаковский В. А. О взаимодействии тринитрометана и его галогенпроизводных с диазометаном // Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1971. С. 1560-1562.

71. Padwa A. 1,3-Dipolar cycloaddition chemistry // N. Y.: Wiley-Interscience, 1984.1521 p.

72. Тартаковский В. А., Никонова JI. А., Новиков С. С. О двойственной реакционной способности аниона тринитрометана// Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1966. С. 1290.

73. Тартаковский В. А., Файнзильберг А. А., Гулевская В. И., Новиков С. С. О реакции йодтринитрометана с непредельными соединениями // Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1968. С. 621-625.

74. Тартаковский В. А., Швехгеймер Г. А., Собцова Н. И., Новиков С. С. Реакция йодтринитрометана с непредельными кремнийорганическими соединениями // ЖОХ. 1967. Т. 37. №5. С. 1163-1165.

75. Torssell К. The structure of the tetranitromethane-olefine adduct // Acta. Chem. Scand. 1967. №21. P. 1392-1393.

76. Алтухов К. В., Рацино Е. В., Перекалин В. В. Реакция галогентринитрометанов с алкенами // ЖОрХ. 1973. Т. 9. № 2. С. 269-273.

77. Алтухов К. В., Тартаковский В. А., Перекалин В. В., Новиков С. С. Новая реакция тетранитрометана//Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1967. С. 197-199.

78. Андреева JI. М., Алтухов К. В., Перекалин В. В. Реакция тетранитрометана с виниловыми и аллиловыми эфирами // ЖОрХ. 1967. Т. 3. № 2. С. 220-222.

79. Андреева Л. М., Алтухов К. В., Перекалин В. В. Реакция тетранитрометана с бутадиеном-1,3 и 2,4-диметилпентадиеном-1,3 //ЖОрХ. 1969. Т. 5. № 7. С. 1313-1314.

80. Андреева Л. М., Алтухов К. В., Перекалин В. В. Перекалин. Реакция тетранитрометана с метилзамещенными диенами//ЖОрХ. 1972. Т. 8. № 7. С. 1419-1423.

81. Рацино Е. В., Алтухов К. В., Перекалин В. В. Влияние полярности растворителей на направление реагирования тетранитрометана в ряду замещенных стиролов // ЖОрХ. 1973. Т. 9. № 1. С. 58-60.

82. Будьгаина Е. М., Иванова О. А., Аверина Е. Б., Гришин Ю. К., Кузнецова Т. С., Зефиров Н. С. Бромтринитрометан в трёхкомпонентных реакциях с олефинами // Докл. АН. 2002. Т. 387. № 2. С. 200-203.

83. Budynina Е. М., Ivanova О. A., Averina Е. В., Grishin Y. К., Kuznetsova Т. S., Zefirov N. S. Three-component reactions of halogenotrinitromethanes with alkenes // Synthesis. 2005. № 2. P. 286-290.

84. Будынина E. M., Аверина E. Б., Иванова О. А., Гришин Ю. К., Кузнецова Т. С., Зефиров Н. С. Реакции тетранитрометана с олефинами. Целенаправленный синтез 3,3-динитроизоксазолидинов смешанного строения // Докл. РАН. 2002. Т. 382. № 2. С. 210-213.

85. Иванова О. А., Будынина Е. М., Гришин Ю. К., Кузнецова Т. С., Зефиров Н. С. Реакции тетранитрометана с винилциклопропанами // Докл. РАН. 2002. Т. 382. № 1. С. 71-73.

86. Аверина Е. Б., Иванова О. А., Будынина Е. М., Кузнецова Т. С., Зефиров Н. С. Реакции тетранитрометана с ненасыщенными углеводородами, содержащими малые циклы // ЖОрХ. 2000. Т. 36. № 11. С. 1609-1614.

87. Ivanova О. A., Budynina Е. М., Averina Е. В., Kuznetsova Т. S., Zefirov N. S. Application of a thermal p-elimination reaction to N-alkoxy-3,3-dinitroisoxazolidines: Synthesis of 3-nitroisoxazolines // Synthesis. 2006. № 4. P. 706-711.

88. Будынина E. M., Иванова О. А., Аверина E. Б., Кузнецова Т. С., Зефиров Н. С. Образование гелг-динитропиперидонов в условиях смешанного присоединения к бициклобутилидену и метиленциклопропанам // ЖОрХ. 2003. Т. 39. № 5.С. 783-785.

89. Аверина Е. Б., Будынина Е. М., Иванова О. А., Гришин Ю. К., Гердов С. М., Кузнецова Т. С., Зефиров Н. С. Трёхкомпонентные реакции тетранитрометана с олефинами // ЖОрХ. 2004. Т. 40. №2. С. 189-192.

90. Алтухов К. В., Перекалин В. В. Реакции нитро-тринитрометилирования этилена тетранитрометаном //ЖОрХ. 1966. Т. 2. № 10. С. 1902.

91. Алтухов К. В., Перекалин В. В. Реакция нитро-тринитрометилирования алкенов тетранитрометаном //ЖОрХ. 1967. Т. 3. № 11. С. 2003-2008.

92. Буевич В. А., Алтухов К. В., Перекалин В. В. Стерические факторы в реакции тетранитрометана с алкенами // ЖОрХ. 1970. Т. 6. № 4. С. 658-661.

93. Рацино Е. В., Алтухов К. В. Реакция тетранитрометана с замещенными этиленами, содержащими электронодонорные и электроноакцепторные заместители // ЖОрХ. 1972. Т. 8. № 11. С. 2281-2283.

94. Буевич В. А., Алтухов К. В., Перекалин В. В. Реакция тетранитрометана с циклическими алкенами //ЖОрХ. 1971. Т. 7. № 7. С. 1380-1383.

95. Алтухов К. В., Рацино Е. В., Перекалин В. В. Реакция нитро-тринитрометилирования тетранитрометаном//ЖОрХ. 1969. Т. 5. № 12. С. 2246-2247.

96. Рацино Е. В., Алтухов К. В., Перекалин В. В. Реакция тетранитрометана с п-метоксифенилэтиленом и его алкилзамещенными // ЖОрХ. 1972. Т. 8. № 3. С. 523-527.

97. Буевич В. А., Алтухов К. В., Перекалин В. В. Целенаправленный синтез производных 2-(2-нитроалкокси)-3,3-динитроизоксазолидина//ЖОрХ. 1970. Т. 6. № 1. С. 187-188.

98. Иванова О. А. Реакции тетранитрометана с напряженными алкенами, содержащими малые циклы // Дис. канд. хим. наук. М., 2002. 110 с.

99. Будынина Е. М. Трёхкомпонентные реакции тетранитрометана и его галогенпроизводных с непредельными соединениями // Дис. . канд. хим. наук. М., 2003. 107 с.

100. Фридман A. JL, Сурков В. Д., Новиков С. С. Химия а-галогенитроалканов // Успехи химии. 1980. Т. 49. № 11. С. 2159-2187.

101. Алтухов К. В., Перекалин В. В. Химия тетранитрометана // Успехи химии. 1976. Т. 45. № И. С. 2050-2076.

102. Porto R. S., Vasconcellos М. L. A. A., Ventura Е., Coelho F. Diastereoselective epoxidation of allylic diols derived from Baylis-Hillman adducts // Synthesis. 2005. № 14. P. 2297-2306.

103. Watson I. D. G., Yudin A. K. Ring-opening reactions of nonactivated aziridines catalyzed by tris(pentafluorophenyl)borane // J. Org. Chem. 2003. V. 68. № 13. P. 5160-5167.

104. Ando Т., Капо D., Minakata S., Ryu I., Komatsu M. Iodine-catalyzed aziridination of alkenes using chloramine-T as a nitrogen source // Tetrahedron. 1998. V. 54. № 44. P. 13485-13494.

105. Казанский Б. А. Синтез органических препаратов // Москва: Изд. иностранной литературы, 1952. Сб. 3.411 с.

106. Орлова Е. Ю., Шутов Г. М., Жилин В. Ф., Збарский В. JI. Руководство к лабораторному практикуму по получению нитросоединений // Москва: МХТИ им. Д. И. Менделеева, 1969.242 с.

107. Kropf Н., Thien J., Nimz Н. Alkohole I. // Houben-Weil. Humburg: Georg Thieme Verlag Stuttgard. 1979. Bd. 6/la, 1. S. 357.

108. Smith J. G. Synthetically useful reactions of epoxides // Synthesis. 1984. № 8. P. 629-656.

109. Yudin А. К. Aziridines and epoxides in organic synthesis // Weinheim: Wiley-VCH, 2006. 494 p.

110. Ни X. E. Nucleophilic ring opening of aziridines // Tetrahedron. 2004. V. 60. № 12. P. 2701-2743.

111. Atkinson R. S. 3-Acetoxyaminoquinazolinones (QNHOAc) as aziridinating agents: ring-opening of N-(Q)-substituted aziridines // Tetrahedron. 1999. V. 55. № 6. P. 1519-1559.

112. Орлова E. Ю. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ // Ленинград: Химия, 1973. 687 с.

113. Ахрем А. А., Моисеенков А. М., Добрынин В. Н. Сохранение конфигурации в реакциях раскрытия эпоксидного цикла // Успехи химии. 1968. Т. 37. № 6. С. 1025-1054.

114. Noble P., Borgardt F. G., Reed W. L. Chemistry of the aliphatic polynitro compounds and their derivatives // Chem. Rev. V. 64. № 1. P 19-57.

115. Stankovi S., Espenson J. H. Facile oxidation of silyl enol ethers with hydrogen peroxide catalyzed by methyltrioxorhenium // J. Org. Chem. 1998. V. 63. № 12. P. 4129^130.

116. Nielsen A. T. Nitrocarbones // N.Y.: Wiley-VCH, 1995. 190 p.

117. Рыжова Г. Л., Мишустина Г. Н. Изучение донорно-ацепторного взаимодействия аминов ароматического и алифатического ряда с тетра- и тринитрометаном // Вопросы молекулярной спектроскопии. 1974. С. 212.

118. Van der Hoek J. A., Lupinski J. H., Oosterhoff L. Semiconductivity in organic molecular complexes // J. Mol. Phys. 1960. V. 3. № 3. P. 299-300.

119. Sweeney, J. Aziridines: epoxides ugly cousins? // Chem. Soc. Rev. 2002. № 31. P. 247-258.

120. Иванова О. А., Аверина E. Б., Будынина E. M., Корлюков А. А., Антипин М. Ю., Кузнецова Т. С., Зефиров Н. С. Особенности взаимодействия тетранитрометана с алкенами в нитрометане // ЖОрХ. 2005. Т. 41. № 9. С. 1292-1297.

121. Серков И. В., Безуглов В. В. Многофункциональные соединения, содержащие органические нитраты, прототипы гибридных лекарственных препаратов // Успехи химии. 2009. Т. 78. № 5. С. 442-465.

122. Рацино Е. В., Алтухов К. В. Реакция тетранитрометана с замещенными этиленами, содержащими электронодонорыне и электроноакцепторные заместители // ЖОрХ. 1972. Т. 8. № 11. С. 2281-2283.

123. Rossi S., Duranti Е. A new synthesis of 3-nitroisoxazoles // Tetrahedron Lett. 1973. V. 14. № 7. P. 485-486.

124. Мечков Ц. Д., Сулимов И. Г., Усик Н. В., Младенов И., Перекалин В. В. Реакция пропаргилбромидов с нитратами серебра и натрия. Новый метод синтеза нитроизоксазолов //ЖОрХ. 1980. Т. 16. № 6. С. 1328-1330.

125. Diamantini G., Duranti Е., Tontini A. Nitroisoxazoles by manganese(IY) oxide oxidation of nitro-4,5-dihydroisoxazoles//Synthesis. 1993. № 11. P. 1104-1108.

126. Bravo P., Gaudiano G. 3-Nitroisoxazoles // Gazzetta Chim. Italiana. 1966. V. 96. № 4. P. 454-456; Chem. Abstr. 1966. 65. 2242d.

127. Baum K., Tzeng, D. Synthesis and reactions of tetranitroethylene // J. Org. Chem. 1985. V. 50. № 15. P. 2736-2739.

128. Мифтахов M. С., Валеев Ф. А., Гайсина И. H. Левоглюкозенон: свойства, реакции и использование в полном синтезе // Успехи химии. 1994. Т. 63. № 10. С. 922-936.

129. Witczak Z. J. Chemicals and Materials from Renewable Resources // Bozell, J. J., Ed.; Washington: ACS Publication, 2001. № 784, Ch. 7, P. 81.

130. Голод E. JL, Новацкий Г. H., Багал JI. И. Взаимодействие 1,1,1,3-тетранитроалканов с минеральными кислотами // ЖОрХ. 1973. Т. 9. № 6. С. 1111-1116.

131. Padeken H. G., Schickh O., Segnitz A. Herstellung Aliphatischer Nitroverbindungen. Addition von Stiekstoffoxoden an C-C Mehrfachbindungen // Houben-Weil, Humburg: Georg Thieme Verlag Stuttgard, 1971. Bd. 10/1. S. 70.

132. Wieland H. Zur Kenntsniss der Pseudonitrosite // Liebigs Ann. Chem. 1903. Bd. 329. № 2. S. 225-268.

133. Wieland H. Ueben Additionsreactionen mit Nitrosen Gasen // Liebigs Ann. Chem. 1903. Bd. 328. № 2. S. 154-255.

134. Unterhalt B. Aldehyd-, Keton-, Chinon-Oxime. Nitrosyl-Schwefelsaure // Houben-Weil, Humburg, N.Y.: Georg thieme Verlag Stuttgard, 1990. Bd. E14b. S. 306.

135. Casells J., Colombo A. Reaction of benzoylacetaldehyde and of benzoylacetone with hydroxylamine. Acetylation of the resulting "oximes" // J. Chem. Soc. D. 1969. P. 1062-1063.

136. Baraldi P. G., Barco A., Benetti S., Manfredini S., Pollini G. P., Simoni D. Ethyl 2,4-dioxoalkanoates as starting materials for a convenient route to 3(2H) furanones and 3(2H) furanimines // Tetrahedron. 1987. V. 43. № 1. P. 235-242.

137. Baraldi P. G., Simoni D., Moroder F., Manfredini S., Mucchi L., Vecchia F. D., Orsolini P. Synthesis of 2-(5'-substituted Isoxazol-3'-yl)-4-oxo-3-thiazolidinylalkanoic acids // J. Het. Chem. 1982. V. 19. №3. P. 557-560.

138. Tembo O. N., Dallemagne P., Rault S., Robba M. An efficient synthesis of new phenylpyrrolizine and phenylpyrrolopyrazine derivatives // Heterocycles. 1993. V. 36. № 9. P. 2129-2137.

139. Malavasic Brule В., Cebasek P., Dahmann G., Heine N., Bevk D., Groselj U, Meden A., Stanovnik В., Svete J. Combinatorial solution-phase synthesis of (2S,4S)-4-acylamino-5-oxopyrrolidine-2-carboxamides // J. Comb. Chem. 2007. V. 9. № 2. P. 219-229.

140. Dubsky J. V. Zur Kenntnis der Nitrierung Aliphatischer Iminoverbindungen. I. Mitteilung: Einwirkkung Absoluter Salpetersaure auf das 3,5-Diketo-l-acetamidhexahydro-l,4-diazin, MeN(CH2CO)2NH // Chem. Ber. 1916. Bd. 49. № 1. S. 1037-1040.

141. Dubsky J. V., Wensink W. D. Zur Kenntnis der Direkten Nitrierung Aliphatischer Iminoverbindungen. II. Mitteillung: Einwirkung absoluter Salpetersaure auf das 3,5-Diketo-l-acetamidhexahydro-l,4-diazin// Chem. Ber. 1916. Bd. 49. № 1. S. 1041-1044.

142. Blumer F. Ketopiperazines. VII. Action of oxalyl chloride on alkyloxamides // Chem. Ber. 1919. Bd. 52. №2. S. 215-217.

143. Clive D. J., Bo Y., Selvakumar N., McDonald R. Synthesis and X-ray crystal structure of (-)-calicheamicinone // Tetrahedron. 1999. V. 55. № 11. P. 3277-3290.

144. Берестовицкая В. M., Макаренко С. В., Садиков К. Д., Смирнов А. С. Методы синтеза 3-нитроалкенонов и 3-нитроалкеноатов // Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена. 2007. № 8. С. 59-79.

145. Perry D. D., Armarego W., Perrin D. R. Purification of laboratory chemicals // Oxford: Pergamon Press, Int. Ed, 1966. 362 p.

146. Wei X., Taylor R. J. K. In situ manganese dioxide alcohol oxidation-Wittig reactions: preparation of bifimctional dienyl building blocks // J. Org. Chem. 2000, V. 65. № 2. P. 616-620.

147. Miyabe H., Ueda M., Nishimurab A., Naitob T. Indium as a radical initiator in aqueous media: intermolecular alkyl radical addition to C=N and C=C bond // Tetrahedron. 2004. V. 60. № 19. P. 4227-4235.

148. Liu S., Zhou В., Yang H., He Y., Jiang Z.-X., Kumar S., Wu L., Zhang Z.-Y. Aryl vinyl sulfonates and sulfones as active site-directed and mechanism-based probes for protein tyrosine phosphatases // J. Am. Chem. Soc. 2008. V. 130. № 26. P. 8251-8260.

149. Trost В. M., Muller C. Asymmetric Friedel-Crafts alkylation of pyrroles with nitroalkenes using a dinuclear zinc catalyst // J. Am. Chem. Soc. 2008. V. 130. № 8. P. 2438-2439.

150. Bricke F. F., Burckhalter J. H. The preparation of P-keto amines by Mannich reaction // J. Am. Chem. Soc. 1942. V. 64. № 2. P. 451-454.

151. Ford-Moore A. H., Williams, J. H. The reaction between trialkyl phosphites and alkyl halides //J. Chem. Soc. 1947. P. 1465-1467.

152. Chi Y., Guo L., Kopf N. A., Gellman S. H. Enantioselective organocatalytic Michael addition of aldehydes to nitroethylene: efficient access to у-2-amino acids // J. Am. Chem. Soc. 2008, V. 130. № 17. P. 5608-5609.

153. Tawney P. O, Sehafinner I. J. Trinitroalkyl ethers// U.S. Patent, 1962. 3050565; Chem. Abstr. 1963.58. 1350a.

154. Paizs C., Majdik C., Bydai V., Irimie F.-D., Poppe L. Chemo-enzymatic preparation of hydroxymethyl ketones // J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1. 2002, P. 2400-2402.

155. Новиков С. С., Тартаковский В. А., Иоффе С. JI. Способ получения спиртов, содержащих тринитрометильную группу // Авт. св. СССР, кл. С 07с 79/20, № 387977, заявл. 13.07.62, опубл. 12.02.74; РЖ Хим. 1974. 22. Н86Р.

156. Бобылева Л. И., Крюков С. И., Бобылев Б. Н. Получение пропиленгликоля // Хим. пром. 1990. С. 710.

157. Basavaiah В., Pandiaraju S., Muthukumaran К. Enantioselective synthesis of (1R,2R)- and (lS,2S)-2-nitroxycclohexane-l-ols//Tetrahedron: Asymmetry. 1996. V. 7. № 1. P. 13-16.

158. Кошоков А. Б., Целинский И. В., Аревков Ю. А. Синтез 2-алкоксипроизводных 4,6-дихлор-симм.-триазена // ЖОрХ. 1980. Т. 16. № 6. С. 1150-1152.

159. Nichols P. L., Magnusson А. В., Ingham J. D. Synthesis of nitric esters by the addition of nitric acid to the ethylene oxide ring // J. Am. Chem. Soc. 1953. V. 75. № 17. p. 4255-4258.

160. Fan Y., Shang X., Liu Z., Wu L. Regio- and diastereoselective ring-opening reaction of epoxides with nitric oxide// Synth. Commun. 2006. V. 36. № 21. P. 3149-3152.

161. Iranpoor N., Salehi P. Ceric ammonium nitrat: a mild and efficient reagent for conversion of epoxides to p-nitrato alcohols // Tetrahedron. 1995. V. 51. № 3. P. 909-912.

162. Ерёменко JI. Т., Королёв A. M. Новый вариант окисления непредельных соединений по Вагнеру // Изв. АН СССР, Сер. Хим. 1980. С. 147-149.

163. Duranti E. Balsamini C., Scheda P. // Synthesis and invitro antibacterial activities of 3-nitroisoxazolie derivatives // Farmaco, Edizione Scientifica. 1987. V. 42. № 2. P. 299-306; Chem. Abstr. 1987. 107. 20614.

164. Иоффе С. JI., Кашутинг M. В., Шиткин В. М., Левин А. А., Тартаковский В. А. Силилирование нитросоединений. II. Триметилсилирование тринитрометана // ЖОрХ. 1973. Т. 9. №5. С. 896-905.

165. Suzuki Н., Mori Т. Nitration of nonactivated arenes with a ternary system NO-NO2-O2. Mechanistic implications of the kyodai-nitration // J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1. 1995. № 4. P. 291-293.

166. Coburn M. D., Storm С. В., Moore D. W., Archibald T. G. NMR coupling of 13C and 19F with 14N in nitro compounds // Magnetic Resonance in Chemistry. 1990. V. 28. № 1. P. 16-20.

167. Wille U., Heuger G., Jargstorff C. N-Centered radicals in self-terminating radical cyclizations: experimental and computational studies // J. Org. Chem. 2008. V. 73. № 4. P. 1413-1421.

168. Лернер О. M., Перекалин В. В. Синтез у-тринитрометилкетонов // Докл. АН СССР. 1962. Т. 145. № 4. С. 804-805.

169. Pascual A. Transformations in the isoxazole series: synthesis of substituted 2-aminothiazoles // Helvetica Chimica Acta. 1991. V. 74. № 3. P. 531-42.

170. Duranti E., Balsamini C., Spadoni G., Staccioli L. Reaction of secondary acetylenic bromides with sodium nitrite: synthesis of 3,5-alkyl(aryl)-4-nitroisoxazoles // J. Org. Chem. 1988. V. 53. № 12. P. 2870-2872.

171. Bogolubsky A. V., Ryabukhin S. V., Pakhomov G. G., Ostapchuk E. N., Shivanyuk A. N. Tolmachev A. A. A facile synthesis of N-carbamoylamino acids // Synlett. 2008. № 15. P. 2279-2282.

172. Jayakanthan К., Madhusudanan P., Yashwant D. V. NaN02-Ceric ammonium nitrate mediated conversion of acrylic esters and Baylis-Hillman derived acrylic esters into corresponding P-nitro acrylic esters // Tetrahedron. 2004. V. 60. № 2. P. 397-403.

173. Стоцкий А. А., Кириченко В. В. Нитрование ненасыщенных соединений. IX. Нитрование алкиловых эфиров 2-метилпропеновой кислоты смесями азотной кислоты и серной и уксусным ангидридом //ЖОрХ. 1981. Т. 17. № 7. С. 1373-1377.