Введение к работе
Актуальность темы. Присоединение дигалогенкарбенов к алкенам является хорошо изученным методом создания циклопропанового кольца. Использование межфазного катализа для генерирования дигалогенкарбенов делает этот способ очень удобным в синтетическом плане и позволяет получать с высокими выходами разнообразные по своему строению геж-дигалогенциклопропаны. Важной задачей современной науки является поиск новых путей применения этих легкодоступных субстратов в органическом синтезе.
Известно, что арилированные геж-дихлорциклопропаны реагируют с
тетрафторборатом нитрозония с образованием хлорзамещенных изоксазолов. Этот подход к созданию изоксазольного цикла является альтернативой традиционным методам синтеза изоксазолов, и его можно рассматривать как двухстадийный процесс функционализации двойной связи. Однако до сих пор не было проведено систематического изучения этой реакции. Между тем, разработка новых методов синтеза изоксазолов является актуальным направлением в органической химии: производные изоксазолов обладают широким спектром фармакологической активности, благодаря чему находят важное применение в качестве коммерчески доступных лекарственных препаратов. Кроме того, галогензамещенные изоксазолы, представляют практическую значимость для современного органического синтеза, так как используются в качестве строительных блоков для создания более сложных гетероциклических структур, а также при конструировании соединений, проявляющих биологическую активность.
В связи с этим значительный интерес представляет расширение границ применимости реакции нитрозирования геж-дигалогенциклопропанов с использованием новых доступных и эффективных нитрозирующих реагентов с целью получения полизамещенных изоксазолов. Важным моментом является также тот факт, что исходные субстраты для гетероциклизации - геж-дигалогенциклопропаны - относятся к дешевым, синтетически доступным соединениям и отличаются большим структурным разнообразием.
Цель работы. Целью настоящей работы являлась разработка нового препаративного метода синтеза 5-галогензамещенных изоксазолов на основе реакции гетероциклизации геж-дигалогенциклопропанов алифатического, полициклического и ароматического рядов под действием предложенных нами нитрозирующих реагентов -NOC1-2S03 и NOCl/АІСІз, а также выявление хемо- и региоселективных особенностей реакции гетероциклизации.
Научная новизна и практическая значимость. Разработан препаративный метод синтеза 5-хлор- и 5-бромизоксазолов нитрозированием 1,1-дигалогенциклопропанов комплексом NOC1-2S03. На примере дихлор- и дибромциклопропанов различного строения, содержащих алифатические и ароматические заместители в трехчленном цикле, а также дигалогенциклопропанов полициклического строения, проведено систематическое исследование данной реакции с целью определения ее синтетического потенциала.
Найдено, что нитрозирование 2-алкил-1,1-дихлор(бром)циклопропанов комплексом NOC1-2S03 позволяет с высокими выходами получать замещенные 5-хлор- и 5-бромизоксазолы, в виде смеси структурных изомеров. При нитрозировании гем-дигалогенидов ряда би- и трициклоалканов, содержащих трехчленный цикл, реакция протекает региоспецифично с размыканием исключительно СНаЬ-С связи циклопропанового фрагмента, при этом выходы образующихся изоксазолов существенным образом зависят от размера макроцикла, конденсированного с циклопропаном. Показано, что при нитрозировании линейных структур, содержащих два дигалогенциклопропановых фрагмента, возможно нитрозирование обоих трехчленных циклов с образованием соединений содержащих два изоксазолных кольца.
Показано, что в случае 2-арил-1,1-дихлор(бром)циклопропанов, в отличие от алкилзамещенных дигалогенциклопропанов, нитрозирование малого цикла протекает региоспецифично с образованием исключительно З-арил-5-галогенизоксазолов.
Показана возможность активации нитрозилхлорида хлористым алюминием. Разработан удобный метод синтеза изоксазолов из 1,1-дигалогенциклопропанов на базе дешевых и доступных реагентов: нитрозилхлорида и хлористого алюминия (NOCl/AlCb). Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 3 статьи и 5 тезисов докладов.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на XIX Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Волгоград, 2011), Всероссийской научной конференции (с международным участием) «Успехи синтеза и комплексообразования» (Москва, 2012). Отдельные части работы были представлены на Международной конференции «Химия гетероциклических соединений», посвященной 95-летию со дня рождения профессора А. Н. Коста (Москва, 2010), Второй международной конференции «Новые направления в химии гетероциклических соединении» (Железноводск, 2011), в Материалах XIX Молодежной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва 2012).
Объем и структура диссертационной работы. Диссертационная работа изложена на 126 страницах машинописного текста и состоит из введения, литературного обзора,
