Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Азотсодержащие производные дифеновых кислот. Методы синтеза, реакции, применение . 7
1.1. Способы получения дифеновых кислот 7
1.2. Способы получения амидов дифеновых кислот и родственных им соединений 10
1.2.1. Моноамиды
1.2.2. Диамиды
1.2.3. Имиды
1.2.4. Эфиро-амиды 19
1.2.5. Гидразиды 20
1.2.6. 2,2'-мс(гетарил)бифенилы 22
1.3. Реакции азотсодержащих производных дифеновых кислот 25
1.3.1. Восстановление 25
1.3.2. Перегруппировки 27
1.3.3. Реакции по атому азота 29
1.3.4. Другие реакции 30
Глава 2. Аминирование дифеновой кислоты мочевинами и амидами. новые способы получения амидов и имидов дифеновой кислоты 34
2.1. Аминирование дифеновой кислоты мочевинами 34
2.1.1. N,ЛГ-Дизамещенные мочевины 38
2.1.2. iV-Монозамещенные мочевины 40
2.1.3. Первичные амины 40
2.1.4. Первичные амины в присутствии мочевины 41
2.1.5. Обсуждение результатов
2.2. Аминирование дифеновой кислоты амидами 49
2.3. Однореакторный синтез /^-замещенных имидов дифеновой кислоты 52
2.4. Достоинства разработанных методов 55
2.5. Синтез З-фенилдигидроизоиндолинонов из 2-карбоксибензофенона и мочевин 57
2.6. Экспериментальная часть 59
Глава 3. Функционализация циклических производных дифеновой кислоты 69
3.1. Восстановление имидов дифеновой кислоты боргидридом натрия 69
3.2. Восстановление ангидрида дифеновой кислоты боргидридом натрия в спиртах 77
3.3. Восстановление некоторых 1,2-дикетонов и кислородсодержащих производных фенантрена системой NaBH^h 79
3.4. Реакции циклизации JV-замещенных амидов 2'-гидроксиметилбифенил-2-карбоновой кислоты 82
3.5. Аномальный гидролиз имидов дифеновой кислоты 86
3.6. Экспериментальная часть 88
Выводы 99
Литература 101
- Способы получения амидов дифеновых кислот и родственных им соединений
- Первичные амины в присутствии мочевины
- Достоинства разработанных методов
- Восстановление ангидрида дифеновой кислоты боргидридом натрия в спиртах
Введение к работе
Азотсодержащие производные 2,2'-бифенила представляют интерес, главным образом, как ценные биологически активные соединения, для разработки перспективных лекарственных средств. Сравнительно недавно был выделен ряд природных соединений (стеганой, эллагитаннин и др.), содержащих явно выраженный 2,2'-бифенильный фрагмент, что может свидетельствовать о их специфической, на сегодняшний день не выясненной, роли в биохимических процессах, протекающих в живых организмах.
Кроме того, в последнее время 2,2'-дизамещенные бифенилы, с азотсодержащими гетероциклическими заместителями привлекают к себе внимание как новые би- и полидентальные лиганды. Комплексные соединения подобных лигандов с (/-металлами представляют практический интерес как перспективные катализаторы, во-первых, для энантиоселективного синтеза, во-вторых, для реакций полимеризации, где данные соединения рассматриваются как альтернатива катализаторам Циглера - Натта.
Необходимо отметить, что 2,2'-дизамещенные бифенилы, в том числе и дифеновая кислота, являются главными продуктами переработки фенантрена, который в больших количествах содержится в отходах коксохимической промышленности, и который на сегодняшний день так и не нашел рационального применения.
Азотсодержащие производные дифеновой кислоты являются удобными синтетическими блоками для получения новых 2,2'-бифенилов, обладающих целым набором полезных свойств. Однако, существующие в настоящее время методы синтеза азотсодержащих производных дифеновой кислоты либо многостадийны, либо требуют применения высокотоксичных и агрессивных реагентов, что является, сдерживающим фактором развития химии азотсодержащих 2,2'-бифенилов.
Поэтому, актуальной является разработка новых удобных методов синтеза азотсодержащих производных дифеновой кислоты, делающих эти соединения более доступными и, следовательно, значительно упрощающих синтез новых ценных соединений.
Исследования в области рационального использования коксохимического фенантрена были начаты еще в 60-х годах прошлого столетия в Томском политехническом институте под руководством профессора Л. П. Кулева. Затем они были продолжены в 80-х - 90-х годах Л. Г. Тигнибидиной и А. А. Бакибаевым. Данную работу следует рассматривать как дальнейшее продолжение этих исследований.
Цель работы: является разработка простых препаративных методов синтеза амидов и имидов дифеновой кислоты и исследование некоторых реакций их функционализации.
Структура и содержание диссертации: Работа состоит из введения, 3-х глав, выводов и списка литературы.
Первая глава посвящена обзору литературных данных о методах синтеза, химических свойствах и применению азотсодержащих производных дифеновых кислот.
Во второй главе излагаются и обсуждаются экспериментальные данные по новым методам синтеза амидов и имидов дифеновой кислоты, реакцией дифеновой кислоты с мочевинами и некоторыми алифатическим амидами в условиях азеотропной отгонки воды.
В третьей главе излагаются и обсуждаются экспериментальные данные по восстановлению имидов дифеновой кислоты боргидридом натрия и дальнейшей функционализации полученных продуктов.
Научная новизна:
1) Впервые исследован процесс аминирования дифеновой кислоты мочевинами в
условиях азеотропной отгонки воды. Показано, что в данных условиях при аминировании
незамещенной мочевиной и формамидом образуется незамещенный имид дифеновой
кислоты, а при аминировании монозамещенными и симметричными дизамещенными
мочевинами - соответствующие моноамиды дифеновой кислоты. На основании
экспериментальных данных предложен один из вероятных механизмов реакции.
На примере некоторых имидов дифеновой кислоты нами впервые было проведено восстановление семичленных циклических имидов боргидридом натрия, при этом были получены, ранее не известные амиды 2'-гидроксиметилбифенил-2-карбоновой кислоты.
Установлено, что амиды 2'-гидроксиметилбифенил-2-карбоновой кислоты не подвергаются циклизации при обработке их такими дегидратирующими реагентами как уксусный ангидрид и SOCh - в данных условиях образуются исключительно ациклические продукты ацилирования или замещения ОН-группы. Циклические дибензо[с,е]азепиноны были получены лишь при термическом разложении амидов 2'-хлорметилбифенил-2-карбоновой кислоты.
На примере имидов дифеновой кислоты впервые обнаружено, что действие алгоголятов на эти соединения приводит к быстрому и количественному образованию продуктов гидролиза - N-замещенных моноамидов дифеновой кислоты, а не продуктов алкоголиза имидов.
5) Исследовано действие восстановительной системы NaBIV^ на ряд кислородсодержащих производных фенантрена и дифеновой кислоты, и при этом обнаружено, что указанная система обладает более сильными восстановительными свойствами по сравнению с NaBRt.
Практическая ценность работы:
Разработаны новые удобные одностадийные (однореакторные) методы синтеза моноамидов и имидов дифеновой кислоты аминированием непосредственно дифеновой кислоты мочевинами и формамидом в органических растворителях в условиях азеотропной отгонки воды.
Предложен метод восстановления имидов дифеновой кислоты боргидридом натрия в метаноле до амидов 2'-гидроксиметилбифенил-2-карбоновой кислоты.
Полученные амиды 2'-гидроксиметилбифенил-2-карбоновой кислоты являются новыми удобными синтонами для получения азотсодержащих 2,2'-бифенилов, что было продемонстрировано на примере синтеза 6-К-6,7-дигидродибензо[с,е]азепин-5-онов.
Разработанными способами синтезирован ряд новых Л^-замещенных имидов дифеновой кислоты и дибензо[с,е]азепинонов.
Разработанные методы защищены двумя патентами РФ.
Способы получения амидов дифеновых кислот и родственных им соединений
Моноамиды 6 - самая изученная группа азотсодержащих производных дифеновых кислот. В настоящее время известно около 300 моноамидов дифеновых кислот 6. Реакции получения JV-замещенных моноамидов 6 проводились при эквимолярном соотношении амина и ангидрида 2 в таких растворителях как хлороформ (или смесь хлороформ -толуол) [37], дихлорэтан [38-39], СНгСЬ [40], ацетонитрил [41] или ксилол [42-46], либо, в случае жидких аминов, без растворителя при комнатной температуре в избытке амина [47-48]. Выходы моноамидов 6, в зависимости от условий реакции и строения амина, достигают 80...90 %.
В работе [42] исследовалось влияние температуры и времени реакции на выход N-метиламида ДК, и было показано, что максимальный выход 91.6 % достигается при проведении реакции при 155 С и времени 2 ч. При реакции ангидрида 4-нитродифеновой кислоты 2Ь с аммиаком, были получены два изомерных амида 6Ь и 6с с выходами 32 и 23 % соответственно [24]. Кулевым с сотр. был получен ряд yV-замещенных моноамидов 4-нитродифеновой кислоты, однако в данной работе разделение моноамидов на изомеры не проводилось [49].
Из ангидридов 5,5 -бмс(трифторметил)дифеновой, 4,4 -дихлордифеновой и 4,4 -динитродифеновой кислот и 2-аминофлуоренов были получены соответствующие N-флуорениламиды [4,50].
При реакции ангидридов дифеновых кислот с аминокислотами образуются соответствующие моноамиды, содержащие в качестве заместителя при атоме азота аминокислотный остаток [40]. Гидроксиламины также легко вступают в реакцию с АДК 2а. Так при ацилировании Ы-(1-арилэтил)гидроксиламинов были получены соответствующие N-гидроксимоноамиды ДК (ТГФ, кип., 5 ч., 68 %) [51].
Синтезированы моноамиды ДК 6, содержащие при атоме азота один [37, 42,43, 51-53] либо два алкильных заместителя [43, 47], а также моноамиды 6, где амидный атом азота входит в состав гетероциклической системы [43, 47, 48]. Среди JV-арилмоноамидов известны соединения, содержащие при атоме азота различные производные фенила [38, 39, 43, 45, 54], флуоренила [37], антрахинон-9,10-ила [55], нафтила [43, 45], а также различные гетероароматические системы [37,43].
Необходимо отметить, что подавляющее большинство моноамидов ДК 6 было синтезировано в качестве потенциально ценных биологически активных соединений. В таблице 1.1 приведены примеры моноамидов 6, проявивших биологическую активность, либо какие-то другие полезные свойства.
Незамещенный диамид ДК 7а может быть получен действием избытка водного NHj на дихлорангидрид ДК 8а (82 %) [36, 62, 65]. Реакцию с другими аминами проводят в индифферентных растворителях, например, в бензоле [60, 63, 64] или хлорбензоле [66]. С целью предотвращения побочного образования имидов ДК 9, при использовании первичных аминов реакцию проводят в избытке последнего [60]. Выходы продуктов варьируются в пределах 40...90 %.
Незамещенный имид 9а получали кипячением моноамида 6а в смеси АсгО и АсОН в течение 7...7.5 ч [34-36, 71, 72], iV-замещенные имиды - нагреванием при 95...98 С смеси моноамида и Ac20 в присутствии безводного AcONa в течение 15...20 мин. [4, 37, 50]. Выходы JV-замещенных имидов, как правило, высокие и достигают 90...97 % [37, 50]. Незамещенный имид 9а образуется с выходами не превышающими 73 % [34, 71]. Пониженный выход имида 9а можно объяснить тем, что он способен дальше реагировать с избытком АсгО, давая продукт іУ-ацилирования, как это было показано в работе [73]. При этом интересно отметить тот факт, что выход получаемого имида 9а зависит от способа его выделения. В работе [34] реакционную массу после завершения реакции обрабатывали раствором ИагСОз, при этом, вероятно, происходил частичный гидролиз групп N-Ac до N-H, и конечный выход имида 9а составил 73 %. Другие исследователи [71] получали незамещенный имид 9а в абсолютно аналогичных условиях, однако щелочной обработки реакционной массы не проводили, выход продукта 9а составил всего лишь 43 %.
Аналогично моноамидам 6 при обработке моногидразидов дифеновых кислот 13 АсгО в присутствии безводного AcONa образуются соответствующие JV-аминоимиды (R = NHPh, NHCSNH2,93...99 %, [37]). Другим способом получения имидов дифеновых кислот 9 является действие избытка дихлорангидрида дифеновой кислоты 8 на первичный амин [66] (схема 1.7). Этим способом были синтезированы некоторые jV-антрахинонилимиды дифеновой и 5,5 -дибромдифеновой кислоты (PhCl, нагревание 3...4 ч), которые исследовались в качестве новых кубовых красителей [66].
Наиболее распространенная схема получения имидов 9, исходя из дифеновых кислот 1, включает в себя три стадии и выглядит следующим образом: дифеновая кислота 1 — ангидрид кислоты 2 —» моноамид 6 — имид 9. Конечный выход имидов 9, получаемых по этой схеме, как правило, не превышает 65...70 % [34,35, 37, 71].
Первичные амины в присутствии мочевины
Аминирование ДК 1а такими первичными аминами как анилин и бензиламин в присутствии мочевины приводит к образованию смеси незамещенного имида ДК 2а и N-замещенных амидов 4с,е. При эквимолярных соотношения реагентов для анилина выходы продуктов 2а и 4с составляет 64 % и 7 % соответственно, для бензиламина выходы 2а и 4е - 55 и 10 % соответственно.
Следует сразу оговорить, что в настоящее время не существует надежно доказанного механизма аминирования карбоновых и дикарбоновых кислот мочевинами.
Полученные нами экспериментальные данные позволяют утверждать, что образование имидов ДК 2а-е происходит через промежуточное образование моноамидов 4а-е. При аминировании ДК 1а мочевиной скорость образования моноамида 4а, значительно ниже, чем скорость его циклизации в имид 2а, поэтому в независимости от времени проведения реакции концентрация моноамида 4а в реакционной массе достаточно низка. В отдельном эксперименте нами было показано, что независимо полученный моноамид ДК 4а в присутствии эквимолярного количества мочевины в найденных условиях полностью переходит в имид 2а за 3 ч. В отсутствие же мочевины за 10 ч реакции наблюдается образование лишь следовых количеств имида 2а. Для замещенных мочевин наблюдается обратное явление - образование моноамидов 4Ь-е происходит быстрее, чем их циклизация в имиды 2Ь-е, поэтому продукты 4Ь-е могут быть выделены в значительных количествах (до 80...85 %). Однако, как указывалось ранее (см. раздел 2.1.1), если процесс не останавливать на стадии получения замещенного моноамида 4Ь-е, а продолжать дальше, то образуется соответствующий имид 2Ь-е.
Таким образом, диссоциация мочевины приводит к образованию двух типов азотсодержащих соединений, каждый из которых может выступать в роли аминирующего реагента. Принимая во внимание то, что атомы азота в мочевинах, вследствие сопряжения с карбонильной группой, являются гораздо более слабыми нуклеофилами, чем в предшествующих им аминах, вариант, когда аминирующим реагентом выступает сама мочевина, мы в данном случае не рассматриваем.
Выше было показано, что свободные амины, даже в присутствии кислотных катализаторов, реагируют с ДК 1а значительно медленнее, чем мочевины, содержащие аналогичные заместители (раздел 2.1.3). Следовательно, то направление реакции, в котором происходит непосредственная атака азота амина по карбоксильной группе хотя и возможно, но не является в данном случае доминирующим.
Считается [104], что образование пяти и шестичленных имидов дикарбоновых кислот в присутствии мочевины происходит через стадию образования циклических ангидридов этих кислот, которые под действием продуктов распада мочевин - аминов переходят в моноамиды дикарбоновых кислот. Дальнейшая внутримолекулярная дегидратация моноамидов приводит к получению циклических имидов. В свою очередь, образование промежуточных ангидридов возможно как напрямую из дикарбоновой кислоты, так и через неустойчивый ацилкарбамат, получающийся в результате присоединения молекулы изоцианата к карбоксильной группе [111]. В данном случае изоцианат играет лишь роль дегидратирующего реагента.
Мы установили, что ДК 1а в отсутсвие аминирующего реагента в условиях азеотропной отгонки/даже при продолжительном кипячении в ксилоле (более 20 ч) не претерпевает каких-либо превращений. Таким образом, вариант аминирования ДК 1а через ангидрид 5 по направлению «А» следует сразу же отвергнуть.
Более того, мы обнаружили, что при кипячении ДК 1а в ксилоле в присутствии каталитических количеств и-толуолсульфокислоты происходит внутримолекулярное ацилирование ДК 1а и образуется 4-карбоксифлуоренон-9 7 . Выход соединения 7 составляет порядка 80...85 % при времени синтеза около 4...5 ч. Такой способ получения 4-карбоксифлуоренона-9 7 ранее не был описан в литературе. Классический и единственно известный метод получения соединения 7 заключается в нагревании ДК 1а в присутствии концентрированной серной кислоты [123, 124], выступающей одновременно и в качестве кислотного катализатора и в качестве дегидратирующего реагента.
Известно, что присоединение молекулы изоцианата к карбоксильной группе приводит к образованию нестабильных ацилкарбаматов [125]. В нашем случае присоединение одной молекулы изоцианата к одной карбоксильной группе ДК 1а должно приводить к образованию ацилкарбамата 6 (схема 2.7). Рассмотрим три наиболее возможных направления дальнейших превращений 6, приводящих к получению моноамидов 4а-с (схема 2.7).
Направление «В» подразумевает собой циклизацию ацилкарбамата 6 в ангидрид 5 с выбросом молекулы карбаминовой кислоты. В дальнейшем происходит ацилирование амина образовавшимся ангидридом 5, приводящее к получению моноамидов 4а-е. Направление «С» отличается от «В» тем, что выброс молекулы карбаминовой кислоты происходит не врезультате внутримолекулярной атаки соседней карбоксильной группой, а в результате атаки молекулой амина. Эгот путь реакции также представляется весьма вероятным, т. к. молекулой амина вытесняется такая хорошо уходящая группа как карбаминовая кислота, которая легко распадается до СОг и амина, т. е. данный процесс должен быть практически необратимым.
Протекание процесса аминирования по направлениям «С» и «В» ііе ротттгюречит известным представлениям о механизмах подобного рода реакций [125]. Однако, если допустить преобладание этих направлений в нашем случае, то при аминировании ДК 1а монозамещенными мочевинами следовало бы ожидать образования смеси незамещенного имида 2а и соответствующих моноамидов 4Ь-е, с преобладанием того продукта, которому соответствует амин с более выраженными нуклеофильными свойствами. Ввиду того, что оба эти направления подразумевают собой конкурентную атаку промежуточного ацилкарбамата 6 либо ангидрида 5 молекулами двух различных аминов, то, например, в случае iV-фенилмочевины преобладающим продуктом реакции должен быть незамещенный имид 2а (т. к. аммиак более сильный нуклеофил, чем анилин), а в случае бензил- или н-бутилмочевины наоборот - замещенные моноамиды 4d,e (здесь нуклеофильность аммиака слабее чем у соответствующих аминов). Даже если предположить, что исходная монозамещенная мочевина диссоциирует исключительно на изоциановую кислоту и амин, т. е. не образуя на этой стадии свободного аммиака, то последний неизбежно должен накапливаться в реакционной массе на последующих стадиях процесса, а именно после разложения карбаминовой кислоты. На самом деле в независимости от нуклеофильных свойств аминов во всех показанных нами случаях наблюдается образование преимущественно замещенных моноамидов 4b,d,e, незамещенный же имид 2а присутствует в продуктах реакции лишь в очень незначительных количествах (раздел 2.1.2).
Достоинства разработанных методов
Предложенные нами новые методы синтеза моноамидов и имидов ДК обладают рядом несомненных преимуществ перед известными способами. Этими преимуществами являются: 1) Одностадийность (однореакторность); 2) Доступность субстратов и реагентов; 3) Сравнительно малое время синтеза; 4) Достаточно высокие выходы целевых продуктов (для незамещенного имида 2а -до 86 %, для JV-замещенных моноамидов 4Ь-е - до 85 %, для JV-замещенных имидов 2Ь,с -до 75 %); 5) Легкость выделения продуктов.
Пункт 2 этого перечня следует пояснить. Не вызывает сомнений тот факт, что ДК 1а более доступна, чем ее ангидрид 5, используемый в большинстве известных способов получения амидов и имидов ДК. Для получения имида 2а нами использовались такие общедоступные реагенты как мочевина и формамид. Однако для получения JV-замещенных амидов либо имидов ДК предлагаемыми способами требуется использование ІУД -дизамещенньгх мочевин, которые, несомненно, менее доступны, чем соответствующие им амины. Тем не менее, имея первичный амин, получить соответствующую ІУ Д -дизамещенную мочевину не представляет особой сложности. В настоящее время существует большое количество удобных синтетических способов получения такого рода замещенных мочевин [130-132]. Нами из мочевины и аминов были синтезированы Л У-дифенил, -дибензил, -дициклогексил, и -диантипирилмочевины с выходами 86,92, 84 и 97 % соответственно.
С целью сравнения препаративных возможностей различных методов синтеза моноамидов и имидов ДК нами был получен ряд этих соединений разработанными нами методами [120, 129], а также классическим способом через АДК 5 [34, 37]. Сравнение проводилось по времени синтеза и выходам продуктов. Полученные результаты приведены в таблицах 2.6 и 2.7 соответственно.
Данные, представленные в таблицах 2.6 и 2.7 свидетельствуют о том, что для получения незамещенного имида ДК 2а, а также моноамидов и имидов, содержащих простейшие заместители, например, метил или фенил, разработанные нами методы синтеза имеют неоспоримые преимущества перед известными ранее методами, как по времени реакции, так и по выходам продуктов. В случае получения моноамидов и имидов ДК, содержащих более сложные заместители, в целом, выходы сопоставимы, однако в этом случае предлагаемые нами методы оказываются более продолжительными по времени.
Ранее, в работе Тигнибидиной Л. Г. с сотр. [133] было показано, что восстановительное аминирование дифеновой альдегидо-кислоты (2-карбокси-2 -формилбифенила) мочевиной в этиленгликоле в присутствии муравьиной кислоты приводит к образованию 6,7-дигидро-5Я-дибензо[с,е]азепин-7-она с выходами до 81 %. Эти данные свидетельствуют о том, что мочевины являются удобными аминирующими реагентами не только для построения гетероциклических систем имидного типа [-С(=0)-Ж-С(-0)-], но и для получения гетероциклов лактамного типа, содержащих рядом с азотом всего лишь одну карбонильную группу [-NR-C(=0)-].
С целью дальнейшего исследования синтетических возможностей этого ряда реакций мы, провели аминирование мочевинами 1,4-дикарбонильного соединения на примере 2-карбоксибензофенона 8.
В отличие от 2-карбоксибензофенона 8 (схема 2.14) в случае использования эфира 11 3-фенилдигидроизоиндолиноны Юа-с получаются за более короткое время и с несколько повышенными выходами, что в общем случае согласуется с лучшими уходящими свойствами метокси-группы в реакциях нуклеофильного замещения.
Вопрос об аминирующем реагенте в этих реакциях (соответствующий амин или изоцианат - продукты распада мочевин) остается открытым, но, судя по продолжительности образования продуктов Юа-с, лимитирующей стадией является диссоциация мочевин, так как известно, что Л Д -дизамещенные мочевины менее склонны к распаду, чем сама мочевина или ее Л -монозамещенные производные [121]. На примере образования 3-фенилдигидроизоиндолинона 10а мы обнаружили, что в условиях непрерывной отгонки воды при прочих равных условиях, соединение 10а получается в пять раз быстрее, а это обстоятельство свидетельствует о заметном ингиб_ирующем_ действии воды на ход образования соединений Юа-с в найденных условиях. Следует отметить, что ранее 3-фенилдигидроизоиндолинон 10а получали реакцией 2-карбоксибензофенона 8 с формамидом в муравьиной кислоте [134], либо ступенчато через первоначальное образование З-формамидо-3-фенилдигидроизоиндолинона с последующим его восстановлением муравьиной кислотой [135].
Таким образом, мы показали, что 2-карбоксибензофенон 8 и его метиловый эфир 11 под действием мочевин в муравьиной кислоте гладко образуют циклические продукты восстановительного аминирования - 3-фенилдигидроизоиндолиноны 10а-с.
Восстановление ангидрида дифеновой кислоты боргидридом натрия в спиртах
Другое циклическое производное дифеновой кислоты - ее ангидрид 10, ранее восстанавливали в ДМФА до 7Я-дибензо[с,е]оксепин-5-она 3 с выходом 87 % [147]. Анализ полученных данных о выходах продуктов показывает, что природа спирта слабо влияет как на выход оксепинона 3, так и на выход соответствующих эфиров 11а-с. Максимальный разброс выходов 3 составляет 10 %, а эфиров Па-с - 7 %, притом, что соотношение продуктов для всех случаев близко к 1. Это может говорить о том, что для этих спиртов отношение скорости восстановления к скорости алкоголиза примерно одинаковое.
Реакции восстановления и алкоголиза протекают параллельно, поэтому отношение скоростей этих реакций должно определять конечное соотношение продуктов. Скорость алкоголиза зависит от концентрации алкоголята и его основности, а скорость восстановления - от равновесной концентрации NaBFLt в растворе. Текущая концентрация алкоголята определяется скоростью разложения NaBKi и будет максимальной в метаноле, как в более сильной кислоте [139]. Однако, образовавшийся метилат натрия, для данного ряда, будет самым слабым основанием. В то же время, растворимость NaBtU в метаноле значительно выше, чем в остальных спиртах [139], следовательно, концентрация растворенного боргидрида в данном случае будет наибольшей. Таким образом, в метаноле имеем высокую скорость алкоголиза и высокую скорость восстановления.
В пропаноле-2 наблюдается обратная картина: текущая концентрация алкоголята невысока, однако, изопропилат натрия самое сильное основание; равновесная концентрация NaBH4 также сравнительно невысока. Таким образом, в пропаноле-2 и алкоголиз и восстановление протекают относительно медленно. Соотношение же скоростей этих реакций, как для метанола, так и для пропанола-2 остается примерно одинаковым.
Этанол в данном ряду, вероятно, занимает промежуточное положение. Таким образом, нами было показано, что восстановление ангидрида дифеновой кислоты 10 боргидридом натрия в простейших спиртах протекает с образованием циклического продукта восстановления - 7#-дибензо[с,е]оксепин-5-она 3 (36...46 %), а также продуктов алкоголиза - моноэфиров дифеновой кислоты lla-c (29...36 %). При этом установлено, что природа спирта слабо влияет на соотношение продуктов реакции.
Комплексные гидриды металлов давно зарекомендовали себя как высокоэффективные и надежные реагенты для восстановления органических субстратов. Препаративным возможностям использования этих соединений в органическом синтезе посвящен ряд обзоров и монографий [139-141]. Однако в препаративной практике комплексные гидриды металлов в индивидуальном виде не всегда позволяют достичь поставленной цели из-за низкой, либо, наоборот, высокой реакционной способности, недостаточной регио- и стереоселективности изучаемых реакций.
В настоящее время интенсивно разрабатываются новые восстановительные системы на основе комплексных гидридов металлов, где комплексный гидрид используется не в индивидуальном виде, а совместно с каким-либо другим реагентом или группой веществ. Такой вариант позволяет варьировать восстановительные свойства реакционной системы в достаточно широких пределах, а в отдельных случаях проводить более глубокие процессы восстановления, которые не достижимы в случае индивидуальных комплексных гидридов.
Так, относительно недавно была обнаружена новая восстановительная система NaBIVh [148, 149]. Сообщается, что в присутствии системы NaBHVb в ТГФ при О С карбоновые кислоты превращаются в спирты; амиды, имиды и нитрилы - в амины, тогда как индивидуальный NaBR» не дает таких результатов [148]. В работе [149] было проведено восстановление ДК действием NaBH b в ТГФ при 25 С до 2,2 -диоксиметилбифенила с выходом 87 %.
Эффективное действие восстановительной системы NaBH4/l2, по-видимому, связано с действием на органические субстраты или интермедиа ряда специфических восстановителей (HI, Н2, BI3, ВН3), генерируемых in situ в ходе реакции между боргидридом натрия и иодом.
Данная восстановительная система, на наш взгляд, представляет несомненный интерес для использования ее в практике органического синтеза, в том числе и для восстановления азотсодержащих производных дифеновых кислот.
Однако первоначально нами было исследовано действие системы NaBH4/i2 на некоторые 1,2-дикарбонильные соединения ароматического ряда и кислородсодержащие производные фенантрена [150]. Известно, что карбонильные соединения под действием NaBH4 восстанавливаются до спиртов, а дикарбон ильные соединения - соответственно до диолов [139-141]. Нами было обнаружено, что действие восстановительной системы NaBH4/l2 на такие дикетоны как бензил 12 и фенантрахинон-9,10 15 приводит к образованию продуктов более глубокого восстановления [150]. Так, бензил 12 при действии системы NaBH h в ТГФ при 0 С за 3 суток образует не только ожидаемый гидробензоин 13 (66 %), но и 1,2-дифенилэтан 14 (4 %) (схема 3.8), который является продуктом полного восстановления карбонильных групп. 13 (66%) 14 (4%)
В отдельном эксперименте нами показано, что гидробензоин 13 под действием восстановительной системы NaBbVh не образует дифенилэтан 14 даже в следовых количествах, что свидетельствует о том, что образование соединения 14 проходит не через промежуточное образование продукта 13.
Нами было установлено, что реакция между УУ-замещенными амидами 2 -гидроксиметилбифенил-2-карбоновой кислоты 2Ь-е и SOCb в бензоле при комнатной температуре протекает с образованием ациклических yV-R-амидов 2 -хлорметилбифенил-2-карбоновой кислоты 20Ь-е (схема 3.11). Выходы этих продуктов достаточно высоки и достигают 76...89 %. Аналогичным образом данные субстраты реагируют и с Ас20 (140 С, 10 мин), образуя соответствующие JV-R-амиды 2 -ацетоксиметилбифенил-2-карбоновой кислоты 21Ь-е также с высокими выходами (79...89 %).
