Синтез и превращения солей 3-азапирилия и родственных систем тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

Робота выполнена в отделе химии гетероциклических соединения НИИ Физической и органической химии РЬстовского государственного университета.

Научный руководитель: кандидат химических наук, стерший научный сотрудник С. В. Бородаев

Официальные оппоненты: доктор химических наук, заведующий лабораторией Ю. И. Рябухин

кандидат химических наук, доцент Е.Ш. Каган

Ведущая организация - Институт органической химии

им. К. Д. Зелинского РАН, г. Москва

на заседании специализированного Совета Д 063.52.03 по химическим наукам приРЪстоаском госуниверситете по адресу: г. Ростов-на-Дэад пр. Стачки, 194/3, НИИ физической и органической химии РТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке РТУ С г. Ростов-на-Дону. ул. Пушкинская, 148).

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 344104. г. РЬстов-на-Дону. пр. Стачки. 194/3. НИИ ООХ. ученому секретарю специализированного Совета Д 063.52. (X

Автореферат разослан "_---199 г.

Учений секретарь специализированного Совета, доктор химических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Акпум"»нпгть гтпблймм. Соли 3-азапирилия являются гетеро-аналогами хорош изученного к настоящему времени класса солей пирилия. В шестидесятых годах работы Хтига. Шмидта и соавторов положили начало накоплению информации о солях 3-азапирилия. В этик работах описаны способы синтеза солей 3-азапирилия и их реакции с ыоно- и бифункциональными нуклеофилами.

Недавно в нашэй лаборатории разработаны новые способы синтеза адкил- и ерилзашценных солей 3-азапирилия, основанные на кисхугаа-катализируемых реакциях карбонильных соединений с нитрилами. Так были получены труднодоступные ранее 4- и 6-алкилза-иещенные соли 3-азапирилия. Это позволило нам разработать новый подход к использованию этих соединений в органическом синтезе. Развивая его, мы выделили в структуре катиона 3-азапирилия фрагмент. составленный атомами углерода С-4 0-5, С-6. являвшийся скрытой формой 1,3-дикетона. Нас заинтересовали синтетические возможности солей 3-азапирилия и родственных мы пиримидиниевых солей как производных 1.3-дикетонов. но не в изученных уже нуклеофилъных реакциях, а в электрофильных превращениях по ал-кильным группам. В общем случае данное направление связано с разработкой способов ^ -функшонапизаши 1,3-дикарбоиилышх соединений и химией гетероциклов, так как образующиеся при зтои вещества являвтся полупродуктами для синтеза функциональноза-мещенных гетероциклических соединений С у-пиронов и пиридонов, 4-амино- и 4-хлорпирилиевых солей и 4-аминопиридинов Э.

. Пядт» ряйптн- Изучение новых методов синтеза функционально-замешенных гвтероциклов путем злехлтюфильных сгакций 3-азапири-диевьгх и пиримидиниевых солей.

Научная наяизна и поактицягкоа дначиулм- Разработанные ранее в.нашей лаборатории способы получения солей 3-азалирилия позволили провести систеиагшческоо исследование злэнлтро Сильных реакций алкилзамвшвнных солей пиришщиния. 3-азапирилия и их ан-гидрооснований.

Экспериментально установлено, что соли 3-азапирилия реагируют с электрофилаыи в виде 2-, 4- или б-метален-1,3-оксазиние-вых катионов, а пиримидиниевьв соли требуют их превращения в соответствуйте ангидрооснования.

Показано, что соли 3-азапирилия с ацилирупоими агентами, реактивом Вильсмайера. галогенами и диметилсулъФоксидоц всту-павг в кислотно-катализируемые реакции по алъкилъным группам.

При этом злектрофилъные реакции алкилзамевенных солей 3-азапирилия и пиримидиния могут бить использованы для решения задачи у-функционализащи 1,3-дикарбонильных соединения, что подтверждено образованием труднодоступных функциональнозаизоштшх

пяти- и шестичленнык гетерошпслов.

Обнаружено неизвестное ранее в ряду 1-аминоазиниевых содей внутримолекулярное окислительно-восстановительное расщепление 1-М-алкилоштопиридиниевых солей.

Зафиксирован в ангидрооснованиях пиримидинового ряда вырожденный таутомерный процесс, вызванный кислотно-катализируемой 2. Е-изомеризацией вокруг экзоциклической двойной связи ОС.

Разработан удобный метод получения б-фенэтаппиримидинов на основе внутримолекулярной перегруппировки ангидрооснований пиримидинового ряда.

Предложен простой способ получения 3.4-дигидро-4-оксопири-мидинов окислением пиримидиниевых солей или их ангидрооснований, а также 1,4-дигидро-4-оксопиримидинов взаимодействием 6-этал- и 5-пропилпиримидиниевых солей с нитрозобензолом.

Публикации^ По теме диссертации опубликованы 1 статья, 1 письмо в редакции и 5 тезисов докладов в центральной печати.

страницах машинописного текста, содержит 23 таблицы и 12 рисунков. Библиография насчитывает 77 ссылок. Диссертация состоит из введения, трех глав и списка использованной литературы.

1. ЭлектроСильная функционализацая алкилзамвшенных солей 3-азапирилия

Цель настоящей работы - синтез функционапьнозамешенньи гетерошпслов путем ■у-функционализадаи 1,3-дикарбонильных соединений. фрагмент которых вклинен в швстичлвнную гетероароматическую систему. Для решения поставленной задачи мы планировали осуществить электрофильную функционализацию ¿алкилзамвшенных солей 3-азапирилия и пиримидиния и рециклизовать полученные вещества в целевые ге те рециклы. Перспективность такого подхода показана на примере реакции ацилирования 4-алкилзамеиенных солей 3-азапирилия и превращения полученных продуктов в соли 4-ашшшино-пирилия.

Основные направления у-функционализации 1,3-дикарбонильных соединений мы изобразили схемой, из которой видна шеледова-

телъность обсуждения полученных результатов.

I 3) алкилирование

I изогипсические реакции | |

123 конденсация Сс ЙМО. ДМСОЗ

1.1 Ацилирование отсилзаивщвнных солей З-азапирилия

На основании Фактов кислотного катализа ашишрования 4-ал-килзашценных солей З-азапирилия и возрастания скорости дейте-рообмена протонов метальной группы с увеличением силы кислоты. ш выдвинули гипотезу, что электроСильной атаке катиона З-азапирилия предшествует его изомеризация в катион 4-штилен-1.3-окса-зиния.

В подтверждение этого было показано, что соли 4-иетилен-З-зтил-1,3-оксаз><ния 1, которые южно рассматривать как закрепленные формы катионов 4-матилен-4Н-1,3-оксазиния, вступает- в реакшнз кислотнокатализируемого ацилирования в тех ке условиях, •что и соли 4-мвтал-З-азапирилия.

Соединения 2, подобно соляы 4-ацилштил-З-азапирилия, реццк-лиэуюгся в гексахлоранташната 4-ациламинопирилия 3.

Исходя из предположения, что электроСильной аггаке алкмл-замещенных катионов З-азапирилия предшествует их изомеризация в катионы датилен-1,3-оксазиния. мы провели квантовохимические расчеты методом М1 N1X1/3 теплот образования катиона 2,4,6-три-ыэтил-З-азапирилия. изомерных ему 1.3-оксазиниевых катионов и получили ряд относительной реакционной способности ^стильных групп: 6-СНз < 4-СНз=*2-СНЗ,

Меньшая реакционная способность 6-СНз-группы показана нами во всех исследованных злектрофилъных реакциях. Например, для ацилирования 6-мвтилзамеивншх солей З-аэапирилия 4 и 8 Сто-сравнению с солями 4-кнтил-3-азапирилия) требуется увеличение продолжительности реакции и количества 5ЬС1з.

Сравнивая данные Ж, ШР, и УФ спектров продуктов 5 и 7. мы показали, что 6-ацилметалзамешенная соль 5 в кристаллическом состоянии находится в енолыюй форме 5а, а в растворе в виде смеси изомеров 5, 5а и 56.

Неожиданным оказался результат Бензоилирования солк 8. Вместо ожидаемого соединения 9 были выделены гексахлорантимона-ты 10 и 11, которые при действии аммиака превращены в соответствуй пие пиримидины 12 и 13.