Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Реагенты-переносчики -группы в синтезе сульфониевых и эписульфониевых солей в ad е -реакциях с непредельными соединениями. реакций эписульфониевых и сульфонйевых солей (литературный обзор) 7
1.1. Реагенты для получения эписульфониевых солей 7
1.2. Реагенты для получения сульфониевых солей по схеме AcLE-реакции алкенов с сульфенилирующими реагентами 14
1.3. Реакции эписульфониевых солей 16
1.4. Реакции сульфониевых солей 26
Глава 2. Некоторые новые возмошюстй получения и синтети ческого использования солей сульфония и эписульфония (обсуждение результатов) 32
2.1. Постановка задачи 32
2.2. Получение эписульфониевых солей изопрена и бутадиена и их реакции с нуклеофилами 32
2.3. Получение новых реагентов-переносчиков ArS -группы на двойную связь 4-5
2.4. О возможности использования арилсульфенамидов для получения эписульфониевых солей 74
2.5. Некоторые попытки отработки использования эписульфониевых, сульфониевых солей и трифлатов в реакциях с карбанионами 77
2.6. Использование І-арилтио-2-ацетокси-2~метилбутена-3 как замещенного Сз-синтона для получения изопреноидов 80
2.7. Реакция изопропенилциклопропана с арил-сульфенхлоридами, изомеризация полученных аддуктов и некоторые возможности их синтетического использования 93
2.8. Двустадийная Ad^-реакция гексакарбонилди-кобальтового комплекса изопропенилацетилена с арилсульфенилирующими реагентами... 10*
Глава 3. Экспериментальная часть 103
Выводы 135
Литература 137
- Реагенты для получения сульфониевых солей по схеме AcLE-реакции алкенов с сульфенилирующими реагентами
- Реакции сульфониевых солей
- Получение эписульфониевых солей изопрена и бутадиена и их реакции с нуклеофилами
- Использование І-арилтио-2-ацетокси-2~метилбутена-3 как замещенного Сз-синтона для получения изопреноидов
Введение к работе
Присоединение арилсульфенхлоридов по кратной связи - одна из наиболее изученных реакций органической химии; она неизменно протекает с отличными выходами и может использоваться как общий метод превращения алкенов в р-хлоралкиларилеульфиды. Исследованиями последних лет показано, что препаративные возможности этого метода существенным образом расширяются, если проводить арилсульфенилирова-ние алкенов в условиях, благоприятствующих образованию стабильных солей эписульфония или им подобных интермедиатов, которые далее могут использоваться как электрофильные реагенты для р-арилтиоалки-лирования различных нуклеофилов. На этой основе уже удалось разработать ряд новых методов получения разнообразных р-замещенных ал-киларилсульфидов, а также наметить возможности проведения реакций, приводящих к получению новых углерод-углеродных связей.
Однако широкому использованию реакции арилсульфенилирования алкенов как универсальному и эффективному методу функционализации алкенов все еще мешает ряд нерешенных проблем, среди которых наиболее существенны: I) ограниченность набора методов, позволяющих проводить реакции арилсульфенилирования в условиях образования катио-ноидных интермедиатов и 2) слабая изученность направленности арилсульфенилирования для полинепредельных субстратов при полном отсутствии данных о возможных путях трансформации получающихся аддуктов.
В рамках решения упомянутых актуальных проблем и было поставлено представленное исследование.
В поисках эффективных реагентов - переносчиков электрофила j\rS » мы обратились к арилтиосульфониевым солям, поскольку имевшиеся в литературе данные для алкилтиосульфониевых солей указывали на перспективность работ в этом направлении. При этом мы планировали получение широкого набора реагентов, отличающихся как природой переносимой арилтиогруппы, так и природой стабилизирующего сульфидного фрагмента, поскольку можно было ожидать, что стабильность и реакционноспособность этих реагентов будет существенным образом зависеть от этих вариаций.
В плане изучения арилсульфенилирования полинепредельных соединений основное внимание мы уделили реакциям некоторых модельных 1,3-диенов и винилциклопропанов, поскольку получаемые из этих соединений аддукты казались в принципе очень эффективными синтонами для получения непредельных соединений, в частности природного типа. В этих реакциях использовались как классические методы арилсульфенилирования, так и разработанные нами варианты проведения этой реакции. Существенной составной частью нашей работы явилось также изучение возможностей использования получающихся аддуктов в реакциях образования новой связи углерод-углерод и проверка реальной осуществимости некоторых целевых синтезов на основе выявленных закономерностей.
Настоящее диссертационное исследование выполнено в рамках договора о творческом содружестве между ИОХ АН СССР имени Н.Д.Зелинского и Институтом химии АН МССР и является продолжением исследований, проводимых в лаборатории Ш II ИОХ АН СССР под руководством доктора химических наук В.А.Смита и в Институте химии АН МССР -под руководством кандидата химических наук М.З.Кримера.
Полученные в настоящей работе результаты изложены в главе 2 диссертации. В разделе 2.2. показана возможность получения эпи-сульфониевых солей реакциями арилсульфенборфторидов с бутадиеном и изопреном и изучены закономерности реакций этих солей с нуклео-филами.
Разработка новых реагентов - переносчиков Агб -группы с использованием широкого набора арилтиоеульфониевых солей описана в разделе 2.3. Там же рассмотрены закономерности реакций реагентов различных типов с алкенами и некоторые превращения получающихся сульфониевых и эписульфониевых солей,
В разделе 2Л проанализирована возможность использования системы сульфенамид - сильная кислота для генерации эписульфониевой соли в реакциях с алкенами.
Изучение возможности использования солей эписульфония и сульфония с карбанионными реагентами рассмотрено в разделе 2.5.
Результаты разработки путей синтетического использования полученных в работе аддуктов на основе изопрена для получения изо-преноидных структур изложены в разделе 2.6.
Некоторые возможности синтетического использования реакции сульфенхлорирования изопропенилциклопропана, а также изопропенил-ацетилена описаны соответственно в разделах 2.7 и 2.8,
Обсуждению собственных результатов предпослан литературный обзор по основным методам получения и химическим свойствам солей эписульфония и сульфония. При этом мы не стремились дать исчерпывающую сводку литературы и ограничились только данными, непосредственно относящимися к предмету наших исследований.
Экспериментальная часть работы изложена в главе 3.
Реагенты для получения сульфониевых солей по схеме AcLE-реакции алкенов с сульфенилирующими реагентами
В литературе известно лишь небольшое число реагентов, которые при взаимодействии с алкенами образувзт сульфониевые соли. Так, в работе американских химиков /20/ приводятся данные о получении диалкилалкилтиосульфониевых солей (X), полученных алкилированием дисульфидов триметилоксоний 2,4,6-тринитрофенилсульфонатом (схема 9): Эти соли (X) оказались хорошими переносчиками сульфениевой группы на алкены с образованием соответствующих алкилтиосульфо-ниевых солей (Ха) /21/. Эффективность этой системы была проверена на цис- и транс-бутене-2, пентене-1, циклопентене, циклогексене и циклооктене. Данная реакция является стереоспецифичной и протекает как транс-присоединение /22/. Аналогичного типа реагенты (ХП) были получены /13/ при взаимодействии сульфидов (XI) с сульфенхлоридами в присутствии пятихло-ристой сурьмы. Причем эти реагенты в жидком SO при низкой температуре количественно реагируют с некоторыми алкенами, давая эпи-сульфониевые соли (ХПа) (схема 10). Авторы предполагают, что метилтиолирование (ХУ) и (ХУІ) протекает через стадию образования тиираниевой соли, которая претерпевает внутримолекулярную нуклеофильную атаку, давая циклические продукты. Взаимодействие реагента (ХШ) с различными алкенами (цикло-гексен, циклопентен, циклооктен, 1,5-циклооктадиен, гептен, Е-де-цен-5, 2-пропилпентен, Е-1-фенилпропен и 1-метилциклогексен) и реакции получающихся при этом сульфониевых солей с нуклеофилами приведены в двух работах Троста /24, 25/ (подробнее об этом см. раздел 1.4 настоящей главы). Во всех изученных примерах использовались сульфониевые соли, содержащие в качестве переносимого электрофила алкилтиогруппу (чаще всего МеЪ ). Аналогичные реагенты, способные переносить арилтиогруппу, изучены существенно меньше. Так, японскими химиками был получен ряд арилтиосульфониевых солей /26/, однако их поведение в fVdЕ-реакциях с алкенами не изучалось.
В последнее время, независимо от наших исследований, И.В.Бод-риков с сотрудниками изучили возможность получения арилтиодиметил-сульфониевых солей (XIX) при взаимодействии ArSCt с диметилсуль-фидом в нитрометане в присутствии LiC0A /27/. Хотя получающиеся в этих условиях реагенты непосредственно не охарактеризованы, од-нако промежуточное образование комплексов типа ArSSMe CdO в этих условиях показано по данным реакций с алкенами. При этом на ряде модельных примеров получены ( -арилтиоалкилсульфониевые соли (XX) (схема 12). Эписульфониевые соли представляют собой стабильные катионоид-ные частицы, которые являются сильными электрофилами и могут быть использованы в реакциях с различными нуклеофилами. Вопрос о факторах, определяющих предпочтительность атаки нук-леофила по одному из атомов углерода эписульфониевого цикла, решался на примере ЭСС, полученных из простейших олефинов - пропилена и изобутилена /29, 30/ (схема 14). Соотношение позиционных изомеров (М:аМ) в аддуктах, определенное по данным ПИР спектров, а в некоторых случаях и методом ГЖХ приведено в табл. I. Как видно из этих данных, реакция ЭСС -производных изобутилена - с нуклеофилами протекает как региоселек-тивный процесс и дает с селективностью более 95$ аддукты, соответствующие присоединению электрофила ArS и нуклеофила по правилу
Марковникова. В случае производных пропилена региоселективность реакции менее однозначна, однако в большинстве случаев предпочтительность М-аддуктов достаточно явно выражена, хотя соотношение М:аМ и изменяется в некоторой степени в зависимости от природы арильного заместителя при сере и используемого нуклеофила. Данные, приведенные в табл. I, получены для реакции в растворах жидкого SQ2 » однако специальными опытами было установлено, что близкие соотношения М:аМ аддуктов образуются также при проведении реакции генерации ЭСС и обработке их нуклеофилами в других растворителях типа СН 02 или CI C - H CIg. Таким образом, в ЭСС - производных изобутилена и пропилена -наблюдается преимущественное образование Марковниковских аддуктов и, следовательно, региоселективность реакций ЭСС с нуклеофилами Однако при переходе к другим более объемистым заместителям стерическии фактор явился определяющим для региоселективности атаки ЭСС нуклеофилом. Так, для ЭСС - производных трет-бутилэти Вопрос о стереохимии раскрытия ЭСС под действием различных нуклеофилов был изучен для ЭСС, полученных из циклогексена и сте-реоизомеров бутена-2 /31, 32/. Оказалось, что все аддукты типа 1,2-дизамещенных циклогексанов, образующиеся при обработке соответствующей ЭСС обычным набором нуклеофилов, имели транс-конфигурацию /31/ (схема 16). Для реакций ЭСС - производных цис- и транс-бутена-2 - также наблюдалась строгая транс-стереоспецифичность реакции с нуклеофи-лами /32/. Так, из ЭСС - производной цис-бутена-2 - был получен аддукт, идентифицированный как трео-изомер, а из цис-бутена-2 -как эритро-изомер (схема 17). Таким образом, реакция ЭСС с д-нуклеофилами происходит с высокой степенью стереоспецифичности как процесс транс-раскрытия цикла. В этом разделе уместно также рассмотреть те реакции образования р-замещенных алкиларилсульфидов из алкенов, в которых реагентом является ковалентный ArSCE, , но реакция проводилась в условиях повышенной полярности. Обширная серия таких работ была выполнена, как уже отмечалось выше, в лаборатории профессора Н.С.Зе-фирова. Большой интерес представляют работы /33, 34/, в которых описано получение амидосульфидов, являющихся синтетическими предшественниками практически важных аминосульфидов (аминосульфиды с вицинальным расположением заместителей находят применение в качестве противолучевых препаратов). Недавно /35/ этими же авторами разработан препаративный метод получения ацетиламиносульфидов реакцией арилсульфенхлоридов с олефинами в ацетонктриле в присутствии ацетата (трифторацетата) ртути и перхлората лития (схема 18). Алкены: циклогексен, норборнен, І-гептен, диметоксибензонорборна-диен, тетрафторбензобаррелен, квадрициклен. Следует отметить, что предложенный метод является достаточно универсальным и простым для экспериментального выполнения. ЭСС являются достаточно сильными электрофилами. Они могут вступать в реакции даже с такими слабыми нуклеофилами, какими яв
Реакции сульфониевых солей
Химия солей сульфония подробно описана в ряде обзоров (см. /41/ и приведенные там ссылки). Использование этих солей в реакциях алкилирования носит довольно ограниченный характер, поскольку они,как правило, мало активны в реакциях с нуклеофилами. В настоящем разделе мы рассмотрим литературные данные по химии сульфониевых солей наиболее близких по природе к объектам, служивших предметом нашего исследования. Удачная методика использования алкилсульфониевых солей в качестве алкилирующих реагентов описана в работе французских авторов /42/, показавших, что в условиях межфазного катализа эти соли с высоким выходом алкилируют ряд п-доноров (фенол, анилин, фенил-метиламин, и-бутанол, бензолсульфокислота). При этом во всех случаях были получены соответствующие 0- или N-алкилированные производные (схема 25). Следует отметить, что основой для разработки этой препаративно удобной методики алкилирования с использованием сульфониевых солей послужил переход от триалкилсульфониевых солей (наиболее доступных представителей этого класса соединений) к диарилалкил-сульфониевым солям, метод получения которых был предварительно разработан этими же авторами /43/.
Реакции 5-тиозамещенных алкилсульфониевых солей до недавнего времени совершенно не были изучены. Одновременно с нашими исследованиями в этой области появилась работа американских авторов /24/, детально изучивших реакции а-метилтиоалкилдиметилсульфониевых солей с рядом п.-доноров. В этой работе сульфониевые соли не выделялись, а получались in situ взаимодействием различных алкенов с диметилтиосульфонийфторборатом (схема 26). Три типа нуклеофилов использовались в этой реакции: амины, азиды и нитрилы. При этом на примере цис- и транс-дизамещенных олефинов было показано, что стереохимия образующихся аддуктов соответствует транс-присоединению нуклеофилов. При изучении регио-селективности этой же реакции была установлена следующая закономерность: чем больше нуклеофильность атакующего агента, тем больше тенденция к образованию анти-марковниковского аддукта, и наоборот. Замещение в олефине также играет большую роль. Монозамещенные олефины дают аМ-аддукты, а тризамещенные - М-аддукты. Аналогичные данные были получены и при использовании в качестве нуклеофилов К1аНС05, СН3СООК /25/. Хотя в цитируемой работе Б.Троста предполагалось, что интер-медиатом в реакции является S-Me-ЭСС, по-видимому, справедливее считать, что реагирующим электрофилом действительно является суль-фониевая соль (ХШ) /44/. В пользу этого говорит ряд особенностей изученных реакций в сравнении с соответствующими реакциями заведомых ЭСС /45/. Во-первых, реакции образующихся при взаимодействии МеЪЪМе ЬР с алкенами солей с перечисленными нуклеофилами протекают при более высоких температурах и требуют большего времени по сравнению с реакциями ЭСС. Во-вторых, образование антимарковни-ковских продуктов не является характерным для реакций ЭСС с нуклеофилами.
В-третьих, в реакции производных солей циклооктадиена образуются исключительно аддукты 1,2-присоединения, тогда как в аналогичных системах реакции с участием ЭСС сопровождаются образованием продуктов перегруппировки. В-четвертых, большинство реакций -метилтиоалкилдиметилсульфония проводится в среде ацетонитрила, являющегося в данном случае инертным растворителем. В то же время хорошо известно, что CH CW достаточно легко реагирует с ЭСС или ЭСС - подобными интермедиаяами /45/. Реакции сульфониевых солей с т-донорами в литературе не описаны. Напротив, очень большое число работ посвящено взаимодействию сульфониевых солей с карбанионными реагентами. Но эти реакции, как правило, протекают через образование сульфонийилидов (схема 27) и разбираться в настоящем обзоре не будут (по этому вопросу см. монографию Б.Троста /46/). Примеров использования сульфониевых солей как переносчиков алкильной группы в реакциях с карбанионами известно очень немного. Так, при обработке аллилеульфониевых солей реактивами Гриньяра наблюдается образование продуктов замещения как по Sw2 » так и по SN2 механизму. Использование каталитических количеств солей Сц(1) не только увеличивает выход получаемых олефинов, но и существенно влияет на соотношение изомеров /47/ (схема 28). Отметим также описанную в работе /48/ реакцию получения цик-лопропановых производных, основанную на использовании р-хлорал-килметилсульфидов - продуктов метилсульфенхлорирования алкенов.
Авторы показали, что при действии малоната натрия эти аддукты дают соответствующие в-метилтиоалкилированные производные, которые после превращения в сульфониевые соли способны далее претерпевать внутримолекулярное замещение диалкилсульфониевой соли с участием малонат-аниона (схема 29). Приведенные в литературном обзоре данные свидетельствуют о том, что получение ЭСС как стабильных интермедиатов в AdE -реакциях с алкенами требует использования либо катионоидных реагентов типа RSy0, либо таких реагентов, в которых RS-группа связана в оолеобразный комплекс с каким-либо нуклеофилом. При этом существенно, чтобы этот нуклеофил далее не вступал в реакцию с получаемой ЭСС. По-видимому, наиболее перспективным мог быть поиск подобного рода нуклеофилов среди производных сульфидного типа. Сравнение свойств солей сульфония и ЭСС показывает, что последние во всех реакциях являются более активными электрофилами и поэтому разработка удобных систем их генерации представляется целесообразной. В то же время некоторые данные, в частности цитируемые работы Б.Троста, показывают, что р-тиозамещенные сульфониевые соли
Получение эписульфониевых солей изопрена и бутадиена и их реакции с нуклеофилами
Реакции электрофильного сульфенилирования сопряженных диенов с помощью ковалентних реагентов описаны в ряде работ. Так, Мюллер и Батлер /49/ изучали регионаправленность присоединения метил- и фенилсульфенхлоридов к таким диенам, как бутадиен, изопрен, хлоропрен и пиперилен. Оказалось, что основными продуктами реакции являются аддукты присоединения по одной из двойных связей, причем присоединение протекает по правилу Марковникова. В случае хлоро-прена и пиперилена в реакцию вступает концевая, т.е. незамещенная двойная связь, а для изопрена наблюдается образование двух аддук-тов с невысокой степенью селективности (схема I). Эти результаты авторы объясняют тем, что место атаки в диене контролируется как стерическими, так и электронными факторами. Так, в случае пиперилена стерически свободная концевая двойная связь является наиболее удобным местом для атаки реагентом. В случае же хлоропрена определяющим является электронный фактор и исключительным местом атаки служит более нуклеофильная незамещенная двойная связь. Для изопрена стерическии фактор не играет большой роли, а из-за слабого электронодонорного влияния СН?-группы наблюдается лишь незначительная предпочтительность атаки по заме щенной двойной связи. Аналогичные результаты были получены и другими исследователями /50/, изучавшими реакцию присоединения 4-хлорфенилсульфен-хлорида к диенам. В кинетически контролируемых условиях проведения реакции присоединения сульфенхлоридов к диенам образуются 1,2-аддукты, которые затем могут быть изомеризованы в термодинамически более стабильные 1,4-аддукты. Причем, если аддукты диенов с метилсуль-фенхлоридом уже при комнатной температуре изомеризуются в 1,4-ад-дукты /49/, то аддукты 4-хлорфенилсульфенхлорида требуют для этого более жестких условий (температура, каталитические количества серной кислоты) /50/ (схема 2). Реакции сульфенилирования диенов с помощью катионоидных реагентов ранее не изучались. Нами изучена направленность реакции катионоидных реагентов R.S У" в AdЕ-реакциях с бутадиеном (I) и изопреном (2). Поскольку можно было ожидать, что стабильность и характер реакционной способности получающихся интермедиатов в существенной мере зависит от природы остатка R. , в качестве реагентов использовались различные арилзамещенные сульфений-катионы и метилеульфений-катион.
Реакция проводилась либо путем прибавления диена к свежеприготовленному раствору RSBF/f (способ А), либо путем совместного введения диена и Aqbf к раствору RSC& (способ Б). Попытки изучить образовавшиеся первоначально катионоид ные комплексы методами ЯМР спектроскопии не удались, поскольку прямая съемка спектров в присутствии осадка галогенида серебра была невозможной, а нестабильность получающихся комплексов делала невозможным выделение их в чистом виде (в растворе или твердом состоянии). Поэтому в качестве метода регистрации образования ЭСС (3) и оценки их стабильности избрана реакция их превращения в соответствующие ацетаты, так как ранее показано, что для ЭСС эта реакция протекает неизменно гладко и с высокими выходами /6/. Оказалось, что взаимодействие диена (I) или (2) с RSBF e протекало быстро при -50 -40С и уже через 5 мин обработка смесью AeD/Va -АсОН давала с высокими выходами соответствующие р-ацетоксисульфиды (4) или (5), которые практически не содержали примеси 1,4-аддуктов (ГЖХ, ПМР). Данные спектров ПМР для ацетатов (5), полученных из ЭСС (3) - производных изопрена, показали, что образуются исключительно продукты присоединения по замещенной двойной связи.
Так, в ПМР спектрах ацетатов (4) и (5) имеются сигналы терминальной двойной связи -СН=СН в виде мультиплетов в области 5,8-6,0 м.д. (-СН=С) и 5,10-5,20 м.д. (Н2С=С-) (АВХ-систе-ма). Сигналы CHaS -группы проявляются в виде мультиплета в области 2,9 м.д. как АВ - часть АВХ-системы, а для (5) - в области 3,3-3,4 м.д. как АВ - мультиплет. Для ацетатов (5) сигналы СН -за-местителя в цепи располагаются в виде синглета в области 1,5 м.д. Таким образом, как образование ЭСС (3), так и их реакция с ацетат-анионом (АсО0) протекали строго региоселективно, затрагивая лишь одну из двойных связей диеновой системы (схема 3). Причем в случае изопрена реагировала замещенная двойная связь. Отметим повторно, что взаимодействие изопрена с ковалентними сульфен-хлоридами протекает нерегиоселективно /49/. Во всех случаях реакция проводилась в системе растворителей CU2ce2-CH3N02-C2HAC2 (6:2:1), на отдельных примерах показана
Использование І-арилтио-2-ацетокси-2~метилбутена-3 как замещенного Сз-синтона для получения изопреноидов
Очевидно, что один из простейших путей синтеза изопреноидов регулярного строения может быть основан на использовании бифункциональных изопреноидных синтонов. При этом необходимо, чтобы требуемые синтоны легко получались из доступных предшественников (лучше всего из изопрена, являющегося продуктом многотоннажного синтеза) и имели строго определенную конфигурацию трехзамещенной связи. Ниже мы рассмотрим некоторые из наиболее часто используемых подходов к решению этой задачи. Большую работу по функционализации изопрена провели голландские химики /57/. Ими найдено /58/, что изопрен в присутствии тио-фенола легко окисляется молекулярным кислородом при комнатной температуре в смесь гидроксисульфоксидов (83) - (86) (схема 31). Легко выделяемый из этой смеси р-гидроксисульфоксид (83), являясь бифункциональным изопреноидным синтоном, нашел применение в синтезе целого ряда природных соединений. Так, например, на его основе разработаны способы получения /59/ монотерпенолов;линало-ола (87) и неролидола (88) (схема 32). Получение изопреноидного синтона со строго определенной конфигурацией трехзамещенной двойной связи осуществлено японскими исследователями /61/ (схема 34). А.М.Моисеенковым с сотрудниками /62/ разработан пятистадий-ный синтез цисоидного изопреноидного синтона (89), применение которого позволило создать оригинальный общий метод синтеза функ-ционализированных 2-тризамещенных олефинов /63/. Выше нами неоднократно отмечалось образование 1-арилтио-2-ацетоксиаддуктов - производных изопрена,при реакциях ацетолиза соответствующих ЭСС, аллилсульфониевых солей и трифлатов в соответствии со схемой 35. Из них наиболее удобен путь Б, который и использовался нами в препаративных целях. Поскольку в аддуктах (5) имеются арилтио-группа и аллильная ацетатная группа, то эти соединения потенциально являются бифункциональными Сс-изопреноидными синтонами. В связи с этим представляло интерес выяснение возможности применения данных ацетоксисульфидов (5) для образования новых С-С-связей и получения изопреноидных структур.
Поскольку ацетаты аллиловых спиртов, как известно /64/, способны алкилироваться металлоорганическими реагентами типа RaCuLi или RWgX-ЄиУ и при этом в зависимости от природы субстратов и условий реакций может реализовываться как S 2 , так и %2! процесс, мы, в первую очередь, изучили возможность проведения аналогичных реакций с ацетоксисульфидами (5). В качестве модельного гомокупрата нами был выбран комплекс дибутилкупрата лития с диметилсульфидом -n-Bu2CuU- Me2s (90). При этом найдено, что 5-кратный избыток данного купрата (90) реагирует с ацетоксисульфидами (5в-д) по механизму SN2 с образованием сульфидов (91в-д) (схема 36) в виде смеси Е- и 3-изомеров в соотношении 4:1 независимо от природы Аг в исходном р-ацетокси-сульфиде (5) (соотношение стереоизомеров определено по данным спектров Ям? %, 250 МГц). Отнесение изомеров (91) к Е- или 2-ряду сделано на основании анализа данных спектров Вс-ЯМР (табл. 14) и их сравнения со спектрами аналогичных по строению веществ /65/. В спектрах ЯМР Е-изомеров сигналы С -метильной группы располагаются в более сильном поле ( 15 м.д.) по сравнению с сигналами такой же группы в 2-изомерах ( 20 м.д.). Другими диагностическими сигналами являются сигналы С1-метиленовой группы. В Е-изомерах они проявляются в области 4,5 м.д., а в 2 -изомерах - 37 м.д.
Переход от алкилкупрата лития (90) к ot-ацилкарбанионному реагенту (t-6u00CCH2) CuLi-Me S (92) /66, 67/ резко изменил ре-гиоселективность реакции и в этом случае наблюдалось исключительное образование (выход 93%) продукта реакции SN2. (93) (схема 37). С целью выяснения возможности изменения изомерного состава в сульфидах (91), нами была изучена реакция купрата (90) с сульфоксидом (94), который легко получается при окислении ацетокси-сульфида (56, Аг-Ph ) смесью ЪеО /Н О в метаноле /68/. Оказалось, что 5 2 реакция сульфоксиацетата (94) протекает легко уже при использовании 2 эквивалентов купрата (90), но также приводит к смеси стереоизомеров сульфоксида (95) (выход 64%, Е:2= 2:1). Использование в этой реакции гетерокупратов и-Bu(PWS) Си Ц, n-Bu(CNf)CuU , высшего купрата w-BuaCu(CN)Li2 ИЛИ комплекса к-йиСи-йР, не изменило стереохимии реакции. Также неэффективными оказались вариации в природе растворителя (замена Et20 на ТГФ, добавки гексаметапола). Продукт замещения по механизму sw2 того же стереоизомерного состава (97) был получен с выходом 46% при фенилировании сульфоксида (94) с помощью Ph2CuU-Me2S (96) (схема 38). Та же смесь Е- и 2,-стере оизомеров (95) была получена Использование большого избытка купратного реагента (90) ( 5 эквивалентов) в реакции с сульфоксидом (9(f) привело к получению (выход 50%) продукта бис-алкилирования (98). Образование последнего, очевидно, является результатом двух последовательных процессов алкилирования: реакции SA/2 , приводящей к сульфоксиду (5), и его алкилирования по схеме реакции S /2 (ср. с данными о возможности реакции аллильных сульфоксидов с купратными реагентами /69/),
Действительно продукт диалкилирования (98) может быть также получен при реакции заведомого сульфоксида (95) с купратом (90) (схема 39). В этих же условиях фенилирование сульфоксида (95) дало ад-дукт (99) (выход 25%), а бутилирование сульфоксида (97) - аддукт (100) (выход 71%) (схема 40). Причина подобной стереоселективности неясна, но отмеченная особенность реакции может быть безусловно полезна для ее использования в синтезе изопреноидов, содержащих преимущественно двойные связи с Е-конфигурацией. Выяснив направленность реакций 1-арилтио-2-ацетокси-2-метил-бутена-3 (5) с купратами, мы использовали (5) как Сз-синтон с целью выхода на его основе к феромону червеца Комстока (105) /70/. Ключевой стадией являлась реакция (56) с диизобутенилкупратом лития (101), протекающая исключительно по схеме Sw2 с образованием диенового сульфида (102). Последний окислили диоксидом селена в соответствующий сульфоксид (105), который под действием триметил-фосфита претерпевал сульфоксид-сульфенатную перегруппировку /71/, давая 1,5-диенол (104). Ацетилированием этого спирта получен рацемический ацетат (105), идентичный по своим спектральным характеристикам природному продукту /70/ (схема 41).
Похожие диссертации на Некоторые новые возможности получения и синтетического использования солей сульфония и эписульфония
