Построение каркасных структур на основе 1-фенилтрицикло [4.1.0.0 2,7]гептана Золотарев Руслан Николаевич

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 2. Литературный обзор 8

2.1. Способы построения трицикло[к,.м.о.о]алісановьгх систем 8

2.1.1. Введение S

2.1.2. Способы построения трицикло[п.т.0.0.]алканов 11

2.2. Электрофилы-юе присоединение к би циклобутанам 29

2.2.1. Кислый сольволиз замещенных бициклобутаиов 31

2.2.2. Реакции с участием электрофильного галогена 34

2.2.3. Сольвоксимеркурирование бициклобутаиов 38

2.3. Реагенты радикальной циклизации 41

ГЛАВА 3. Обсуждение результатов 54

3.1. Синтез исходных соединений 54

3.2. Построение гетероаналогов трицикло|>.4.0.0]алкановых систем через циклизацию, инициируемую электрофильным реагентом 58

3.2.1. Построение системы 8-оксатрицикло[4.3.0.0 ' ]нонан-2-она 59

3.2.2. Построение 8-оксатрицикло[4.3.0.02,7]нонановой и 8-оксатрицикло[4.4.0.0 ' ]декановой систем 67

3.3. Построение 3-оксатрицикло[4.4.0.02,7]декановой системы через радикальную циклизацию 70

3.3.1. Синтез 7-галогено-6-алкенил(алкинил)окси-6-фенилбицикло[3.1.1]гептанов 71

3.3.2, Непредельные галогеналкоксинорпинаны как объекты для радикальной циклизации 75

3.4. Синтез трициклических структур за счет образования связи между функционализированными заместителями в э/о0,эа30-6.7-дизамещенных норпинанах 86

3.4.1. Синтез трицикло[п,4.0.0]алканов 86

3.4.2. Синтез гетероциклической системы трицикло[4.11.0.0]алкана 103

ГЛАВА 4. Экспериментальная часть 106

4.1. Синтез исходных соединений 106

4.1.1.1-Фенилциклокексан-1-ол 106

4.1.2. 1 -Фенипциклокексен 107

4.1.3. 7,7- Дйбром-1-фенилбицикло[4.1.0]гептан 108

4.1.4. 1-Фенилтрициюіо[4.1.0.02,7]гептан(І) 109

4.1.5. 7-Фенилтрнцикто [4.1.0.02і7]гептан-1-карбоновая кислота (II) 109

4.1.6. Метиловый эфир 7-фенилтрициішо[4.1.0.02і7]ґептан-1-карбоновой кислоты (III) 110

4.1.7. 7-Фенилтрицикло[4.1.0.02і7]гепт-1-илметанол (У) Ш

4.1.8. 2-(7-Фенилтрицикло[4.1.0.02,7]гепт-1-ил)этанол (VI) 112

4.1.9. 7-Фениятрицикло[4.1.0.02'7]гептан-1-карбальдегид (IX) 112

4.1.10. 1-Бром-7-фенилтрицикло[4.1.0.02,7]гептан (X) 113

4.1.11. 1-Нитро-7-фенилтрициішо[4.1.0.02,7]гептан(ХІ) 113

4.1.12. Ангидрид 7-фенилтрицикло[4Л.0.0^7]гептан-1-карбоновой кислоты (VIII) 114

4.1.13. 7-Фенилтрицикло[4.1.0.0 ' ]гептан-1-карбоксамид (IV) 114

4.2. Превращения под действием электрофильных реагентов 115

4.2.1. Синтез и превращения (9-оксо-7-фенил-8-оксатрицикло[4.3.0.0 ' ]ыон-1-ил)ртути

ацетата (XII) 115

7 7

4.2.2. 7-Фенил-1-(фенилсульфанил)-8-оксатрицикло[4.3.0.0 ' ]нонан-9-он (XVII) 117

7 1

4.2.3. Изомеризация 7-фенилтрицикло[4.1.0.0 ; ]гептан-1-карбоновой кислоты (II) в

присутствии PdCl2[PhCNb 118

4.2.4. 1-Феншібицщщо[4.1.0]гепт-2-ен-7-карбоновая кислота (XVIII) 118

7 7

4.2.5. Изомеризация 1-фенилтрицикло[4.1.0.0 ' ]геитана(1) 119

4.2.6. Реакция 7~фенилтрицикло[4.1.0.02, ]гептан-1-карбоновой кислоты (И) с Me3SiCl/NaI/H20 119

4.2,7.1-Фенилбицикло[4.1.0]гептан-7-карбоновая кислота (ХХП) 120

4.2.8. Реакция 1-фенилбицикло[4.1.0]гептан-7-карбоновой кислоты (XXII) с MesSiCl/Nal/I-hO в бензоле 121

4.2.9. Реакция 7-фенилтрицикло[4.1.0,0 ' ] гептан-1-карбоновой кислоты (II) с HI 121

4.2.10. Реакция 1-фенилбицшшо[4.1.0]гептан-7-карбоновой кислоты (XXII) с безводным HI 121

4.2.11. 7-Фенил-8-оксатрицикло[4.3.0.02'7]нонаіі-9-он (XVI) 122

4.2.12. Реакция 7-фенилтрицшшо[4.1.0.02і7]гептан-1-карбоксамида (IV) с NBS 122

4.2.13. 1-Бром-7-фенил-8-оксатрищшго[4.3.0.02'7]нонан (ХХШ) 123

4.2.14. 1-Иод-7-фенил-8-оксатрицикло[4.3.0.02'7]нонан(ХХ^) 123

4.2.15. б-Бром-2-феиил-З-оксатрицикло[4.4.0,02'7]декан (XXV) 123

4.2.16. 6-Иод-2-фенил-3-оксатрицикло[4.4.0.02'7]декан (XXVI) 124

4.2.17.7-Феиил-8-оксатрицшаіо[4.3.0.02'7]ноиан (XXVIII) 124

4.3. Циклизации, через генерирование радикального центра 125

4.3.1. Синтез исходных субстратов 125

4.3.2. Различные попытки радикальной циклизации 131

4.3.3. 5-Иодометил-3-окса-2-фенилтрицикло[4.4,0.02,7]декан (XL) 133

4.3.4. 5-Метилен-3-окса-2-феыилтрицикло[4,4.0.02,7]декан (XLI) 134

4.3.5. Дегидрогалогенированне соединения (XL) 134

4.4. Синтез трициклических структур из 6,7-дизамещенных норгшнанов 135

4.4.1. Каталитический гидрогенолиз 7-фенилтрицикло[4.1,0.0 ' ]гсптаы-1-карбон.овой кислоты (I) и ее метилового эфира (III) 135

4.4.2. ш/ти~7-Фенилбицикло[ЗЛ.1]гептан-эгсзо-6-карбоновая кислота (XLII) 135

4.4.3. йктг(-7-Фенилбицикло[3.1.1]гептан-экзо-6-карбонил хлорид (XLIV) 137

4.4.4. 4,5-Бензотрицикло[4.4,0.02,7]децен-3-он (XLV) 138

4.4.5. аннїМ-1-Диазоацетил~зкзо-7-фенилбицикло[ЗЛ.1]гептан (XLVII) 138

4.4.6. йииїіі-1-(2-Хлорацетил)-зкзо-7-фенилбицикло[ЗЛ ,1]гептан (XLVIII) 139

4.4.7. йнтг/-2-(зкзо-7-Фенилбицикло[ЗЛЛ]гепт-6-ил)уксусная кислота (L) 139

4.4.8. 5:6-BeH3OTpHumao[5.4.0.0^VMe«^-eH^-oH(XLIX) 139

4.4.9. 5,6Лхнзотрицикло[5.4.0.02'8]ундец-5-ен-4-он (LI) 140

4.4.10. 7-Гидрокси-7-фенилбицикло[3.1.1]гептан-б-карбоновой кислоты амид (LII) 140

4.4.11. 7-Гидрокси-7-фенилбицикло[3 Л Л ]гептан-6-карбоновой кислоты гидразид (LIII) 141

4.4.12. 2-Фенил-3-окса-5-азатрициіоіо[4.4.0.02;7]декан-4-он (LIV) 141

ГЛАВА 5. Выводы 143

ГЛАВА 6. Приложение 144

6.1. Таблицы 144

6.2. Указатель структур 156

Глава 7. Список литературы

• Способы построения трицикло[п.т.0.0.]алканов
• Построение 8-оксатрицикло[4.3.0.02,7]нонановой и 8-оксатрицикло[4.4.0.0 ' ]декановой систем
• Непредельные галогеналкоксинорпинаны как объекты для радикальной циклизации
• Дйбром-1-фенилбицикло[4.1.0]гептан

Введение к работе

Глава 1. ВВЕДЕНИЕ

Одним из интересных представителей каркасных структур является 1,3-(п)алкано-2,4-(т)алканоциклобутан А, то есть трициклическая система, в основе которой лежит напряженный четырехуглеродный цикл, связанный по положениям 1,3 и 2,4 алкано-мостиком. Частным случаем каркасных структур А являются трициклические системы Б, в которых одним из алкано-мостиков является триметиленовый фрагмент (схема 1.1)

-in-

Б В

схема 1.1

В настоящей работе была поставлена задача построения каркасной структуры Б на основе системы трицикло[4.1.0.0^2>7]гептана В. Для реализации этой задачи необходимо было в указанном предшественнике заменить "?/уль"-мостик на п-алкано-мостик. При этом рассматривалась возможность образования как карбомостика, так и мостика, включающего гетероатом.

Практическая целесообразность предлагаемого пути построения каркасной структуры Б состоит в том, что избранный предшественник - трициклогептан В является относительно доступным соединением, Доступность трициклогептана стала очевидной после открытия его двухстадийного синтеза исходя из циклогексена [1].

СНВг₃ г^"^ Br MeLi

_ —>-

f-BuOK \^ ^Вг

Позднее было показано, что алкил- и арилзамещеиные циклогексены при аналогичной цепочке превращений образуют соответствующие замещенные трициклогептан ы. Учитывая изложенное, фактически была поставлена задача реализовать синтез структуры Б (схема 1.1) из циклогексена (или замещенного циклогексена), что является вполне практичным.

Ключевой задачей явилась разработка стратегии замены "«^"-мостика в трщиклогептане В на мостик большего размера. Очевидно, что требовалось избирательно раскрыть бициклобутановый фрагмент в трициклогептанрвом субстрате В по центральной связи СС, а затем в образовавшемся бицикло[3.1.1]гептане каким-либо путем связать положения 6 и 7 п-алкано-мостиком (схема 1.2).

Способы построения трицикло[п.т.0.0.]алканов

Именно этим путем был синтезирован первый представитель обсуждаемых каркасных структур. А именно, в 1963 году Срайнивазан Р. при облучении гексанового раствора цис,цис-циклоокта-1,5-диена (1), используя сенсибилизацию с помощью ртути, в качестве минорного продукта, выделил, охарактеризовал и доказал структуру трицикло[3.3.0.02 6]октана (2) [38]. Необычность данного продукта заключалась в том, что он явился результатом реакции [2тг+2л;]-циішоприсоединения, которая протекала внутримолекулярно и, что важно, так называемым способом "голова к хвосту", то есть произошло кросс-присоединение. Предполагалось, что реакция протекала через образование дирадикалыюго интермедиата (схема 2.5) [39,40].

Вообще говоря, изучению свойств и реакций, связанных с изомерными превращениями различных несоиряженных диенов было посвящено немало работ (см, например [41, 42, 43]). Кроме этого, имелись примеры, где продукты этих реакций являлись результатом /дадсе-присоединения [44]. Но в отличие от них, вышеназванный пример был первым [2я+2л]-кросс-присоединением на основе циклического несопряженного диена.

Этот результат вызвал повышенный интерес к реакциям данного типа на протяжении многих лет, а как следствие, появление серии работ разных авторов. В частности, с целью изучения превращений этого типа, были исследованы механизм, влияние растворителей, а также сенсибилизаторы [45,46,47]. Так, используя комплекс циклоокта-1.5-диена с CuCI выход трициклооктана удалось повысить до 30% (Р. Срайнивазан, 1963 г.) [40, 48], а затем и до 45% (Дж. Майнвальд, 1966 г.) [49] (схема 2.5).

Далее, в 1969 году Джорж Уайтсайд и сотр. исследовали механизм этой реакции, облучая все три возможных изомера циклоокта 1,5-диена при сенсибилизации и при отсутствии таковой, и пришли к выводу, что продукт (2) образуется ие напрямую из доступного цис, г/иоизомера, а путем последовательных изомеризации из других его изомеров (цис,трстс и транс\транс) [50]. В результате этого, максимальный выход (70%) был получен из транстрапс-язомера без сенсибилизации. трищшю[3.3.0.02,6]окт-1-ен [49, 52, 53], трицикло[3.3.0.03 б]окта-3,7-диен [54,55, 56]. Последний стал объектом исследования [57, 58], как простейший представитель соединений, содержащих две взаимно перпендикулярные тг-системы, соединенные циклобутаиовым фрагментом.

Субстратами для этого превращения служили, также, различные замещенные циклоокта-1,5-диены. Так, Е, Делла в 1980 году, исхода из циклоокта-1,5-диена, получил фторпроизводное (3), а затем, облучая комплекс последнего с СиС1; синтезировал 1-фтортрициклооктан (4) с удовлетворительным выходом [59]. _/ 2. ДБУ 1Вг2 AgF hv, Cuci 29% В качестве источника возбуждения использовалось не только облучение видимым или УФ светом, но и более экзотические способы. Например, Л. Миллер в 1986 году, исследуя возможности радиочастотного плазмолиза, получил, исходя из 1,5-диметилциклоокта-1,5-диена (5). диметилтрициклооктан (6) [60].

В реакцию вводились и более сложно замещенные субстраты, как то 1,2,5,6-тетрафеншщиклооктадиен (7), полученный фотодимеризацией 1,2-дифенилцикло-бутена с последующей изомеризацией в (7), последний, в свою очередь, в результате внутримолекулярного ьуюсс-присоединения, образует тетрафенилтрициклооктан (8) (ХасегаваЕ., 1989 г.) [61].

Ph Ph7 Следует упомянуть о синтезе тетраметилтетраметилентрициклооктана (10) [62], полученного путем термического [2л+2тг]-присоединения циклооктадиена (9), поскольку этот аддукт был одним из объектов изучения взаимодействия тг-систем (см. выше, а также [57]).

Идея кросс-присоединения несопряженных диенов на определенном этапе развития привела к формулировке так называемого "правша пяти", то есть, чтобы несопряженный диен мог образовать продукты внутримолекулярного [2л;+2;і]-кросс-присоединения, двойные связи диена должны находиться в I и 5 положениях по отношению друг к другу. Это утверждение, конечно же, не означает, что при выполнении этого условия должны непременно и/или исключительно образоваться продукты кросс-присоединения. Впервые условия этого эмпирического правила сформулировал Р. Срайнивазаи в 1967 году [44].

Это правило нашло блестящее подтверждение в работах Р. Глайтера. Озадачившись синтезом полиенов, віипочающих каркас трициклоалканов рассматриваемого типа, этот автор в 1982 году реализовал синтез трицикло[5.3.0.0 ]деканона (12) [63]. Исходным послужил ,2-циклодека-1,5-диен, который путем эпоксидирования, а затем реакции с PhLi превращали в Z,Z-диеновый спирт [64]. Последний, действием пиридинового комплекса СгОз, переводили в 2,2-диенон (схема 2.6). Следующая стадия, являясь ключевой в синтезе исходного (II), заключалась в протогропной фотохимической изомеризации двойной связи, сопряженной с карбонильной группой в р-положение по отношению к последней. Таким образом, обе двойные связи оказываются в I и 5 положениях по отношению друг к другу, и, при дальнейшем облучении, испытывают успешное внутримолекулярное [2л+2л]-/фосс-присоединение, приводящее к целевому трицикло[5.3.0.02;К]деканону (12) с неплохим выходом. Доказательство структур проведено весьма тщательно [65].

Построение 8-оксатрицикло[4.3.0.02,7]нонановой и 8-оксатрицикло[4.4.0.0 ' ]декановой систем

Примечательно, что в зависимости от тонких различий в условиях проведения циклизации кислоты (II) под действием элсктрофильного водорода превращение может реализовываться в трех направлениях с образованием либо кислоты (XVHI), либо лактона (XXI), либо желательного лактона (XVI). Ключевым моментом, влияющим на направление превращения кислоты (II), является скорость циклобутил-циклопропилкарбинильной перегруппировки А «-» Б, (схема 3.12): если катион А успевает испытать внутримолекулярную нуютеофильную атаку карбоксильной группы, то образуется лактон (XVI). Если же скорость перегруппировки велика, то дальнейшее превращение идет с участием иона Б. Последний не может испытывать внутримолекулярную атаку карбоксильной группы, а превращается, в зависимости от характера внешнего иуклеофила-осиования, либо в кислоту (XVIII), либо лактон (XXI). Очевидно, что существенно и влияние растворителя. Нужно заметить, что поиск оптимальных условий синтеза лактона (XVII) носил во многом интуитивный характер и успех был достигнут после многочисленных экспериментов.

Следует отметить, что лактонизация кислоты (П) под действием других электрофилов (NBS, Нд{ОАс)г, PhSCi) не сопровождалась осложнениями: образующийся беизильный катион типа А испытывал быструю циклизацию. Возможно, однозначность протекания лактонизации под действием указанных электрофильных реагентов обязана тому обстоятельству, что в этих случаях образующийся катион типа А ЬЬЬЬется стабильнее его изомера типа Б и поэтому изомеризация А - Б просто не осуществляется.

Амид (VI) (см. выше) подобно кислоте (II) также может рассматриваться как трициклогеитаиовый субстрат способный к внутримолекулярной циклизации под действием электрофильных реагентов. При этом, априори, могут иметь место два направления циклизации: образование лактона (за счет участия карбонильного атома кислорода), либо образование лактама (за счет участия амидного атома азота).

С целью изучения этой возможности амид (VI) ввели в реакцию с N-бромсукцинимидом. Реакцию проводили при комнатной температуре в среде хлористого метилена, добавляя NBS к раствору амида (VI) при перемешивании. Реаіщия протекала исключительно в направлении образования бромлактона (XV) (схема 3.14). Никакие попытки изменить условия реакции не повлияли на результат: образования лактама не происходит.

Надо заметить, обычные непредельные амиды также лактонизируготся, а не лактамизируются, при действии электрофильыых реагентов, см. обзор [214]. Поэтому поведение амида (VI) в реакции с NBS следует признать ожидаемым. Вместе с тем, из литературы известны [223] способы изменения направления инициируемой электрофилом циклизации непредельных амидов, когда продуктом оказывается не лактон, а соответствующий лактам. Для этого используют реагенты, осуществляющие, так называемое, обращение полярности функциональной группы в субстрате. В частности, для получения лактамов из амидов непредельных кислот, последние предварительно обрабатывают триметилсилиловым эфиром трифторметансульфокислоты, получая М,0-ди(триметилсилильное) производное, которое под действием электрофильыых реагентов превращается в лактам [228]. Отсутствие подобного реагента не позволило проверить эту идею.

По аналогии с циклизацией непредельных спиртов под действием электрофильного реагента [213, 229] ожидалось, что спирты (IV) и (V) также будут подвергаться циклизации подобно той, что была осуществлена в отношении кислоты (II).

В качестве переносчиков электрофильного галогена были использованы N-бромсукцинимид (NBS) и N-иодсукцинимид (NIS). Реакции проводили при комнатной температуре в среде хлористого метилена при перемешивании, добавляя порциями галогенсукцннимид к раствору соответствующего спирта. Ход реакции контролировали методом ТСХ. Было установлено, что оба спирта (IV) и (V) гладко реагируют с обоими

Циклизация спиртов (IV) и (V), как и в случае кислоты (II) и амида (VII), обязана региоселєктивной и строго эвдо-направленной атаке электрофильиого галогена в узловое положение трициклогептанового субстрата, приводящей к соответствующему карбениевому иону, который далее циклизуется за счет внутримолекулярной атаки гидроксильнои группы на катионный центр.

Далее с целью изучения возможности циклизации под действием других электрофилов, спирт (IV) ввели в реакцию с ацетатом ртути(П). Условия проведения реакции аналогичны таковым для N-галогенсукцинимидов.

Ожидание вполне оправдалось: промежуточное ртутьорганическое соединение (XXVII) не выделяли, а подвергали гидродемеркурированию действием боргидрида натрия. В результате реакции был получен трициклический простой эфир (XXVIII) с хорошим выходом (69%) (схема 3.16).

Следует отметить, что рассмотренная внутримолекулярное меркуралкоксилирование (в отличие от галогеналкоксилирования) отличается по стереохимии присоединения от межмолекулярного меркуралкоксилирования 1-фенилтрициклогептана (I) и его замещенных аналогов [2, 130, 136]. Присоединение спиртов под действием электрофильной ртути (в отличие от электрофильного галогена) происходит эн()о,сш-стереоспецифично и приводит к продуктам, в которых алкоксильная группа эндо-ориентирована. В данном же случае, благодаря внутримолекулярному характеру процесса стереохимия присоединения нуклеофилы-юй атаки меняется на противоположную, то есть, имеет место атака из экзо-направл ения.

Данная реакция позволяет сделать определенные выводы. Очевидно, что внутримолекулярное присоединение нуклеофильной компоненты осуществляется с большей скоростью, нежели межмолекулярное. Считается (см. лит, обзор, раздел 2.2.3. ), что реакция меркуралкоксилирования проходит через стадию образования норпинанилыюго карбокатиона "неклассического" типа. Это объяснение следует из строения образующегося норпинана, поскольку согласуется с исключительным образованием продукта с эндо-ориентированной группой OR1. В то время как присоединение спиртов под действием электрофильного галогена протекает через стадию образования "классического" карбокатиона, допускающего нестрогий выбор конфигурации продуктов. Тем не менее, данный пример показывает, что строение промежуточного иитермедиата не может быть априори заданно природой электрофила. Скорее, имеет место зависимость строения промежуточиого карбокатиона от большего числа факторов, в частности, не только от природы электрофила, но и от характера протекающей реакции - межмолекулярного или внутримолекулярного. Что, в свою очередь, сказывается на стереохимии продуктов реакции.

Непредельные галогеналкоксинорпинаны как объекты для радикальной циклизации

Первоначально было проведено несколько попыток гидрогенолиза кислоты (II) с помощью классических каталитических методов (используя в качестве катализатора такие, как Pd/СаСОз, Pd/C, Pt). Хотя реакция протекала во всех случаях, гидрогенолиз никак не замедлялся при поглощении 1 экв. водорода, а продолжался далее, что приводило к образованию смеси продуктов. Этот путь показался неперспективным, поэтому были опробованы другие методы гидрогенолиза. В частности, известно, что (х,р -непредельные карбоповые кислоты типа коричной кислоты эффективно гидрируются на никель-алюминиевом сплаве в щелочной среде [248]. Учитывая олефиноподобный характер центральной бицикяобутановой связи СС, кислота (II) может рассматриваться как некий аналог коричной кислоты. Отсюда представлялось логичным использовать подобный восстанавливающий реагент и для гидрогенолиза кислоты (II). Первоначально был испытан в качестве восстановителя сплав Ренея (сплав никеля и алюминия в соотношении 1:1 по массе), используемый для получения скелетного никелевого катализатора (никель Ренея или катализатор Ренея), широко применяемого для гидрирования и восстановления в органическом синтезе.

Реакцию проводили по следующей схеме. В водный щелочной раствор кислоты (II) при интенсивном перемешивании добавляли порциями порошкообразный сплав Ренея, следя за тем, чтобы температура реакционной смеси не превышала 5С. Трехкратного количества сплава по массе исходной кислоты (II), как правило, достаточно для проведения гидрогенолиза до конца.

Реакция протекает строго регио- и стереоселективно, образуя единственный продукт гидрогенолиза - антта-7-фенилбицикло[3.1.1 ]гептан-экзо-6-карбоновую кислоту (ХІЛІ) (схема 3.27).

Структура кислоты (XLII) полностью подтверждается спектрами ЯМР Ни С (таблицы 9 и 10). Симметрия норпинанового фрагмента подтверждается наличием в спектре ЯМР 13С двух сигналов удвоенной интенсивности, принадлежащих углеродным атомам С" ( %: 30.9 м.д.) и C/,J {5с 41.0 м.д.), наряду с наиболее сильнопольным сигналом от углеродного атома С3 (5с 15.7 м.д.) и сигналами атомов С6 (5с 46.8 м.д.) и С7 (( 49.9 м.д.). Карбоксильный углеродный атом и углеродные атомы феыильного заместителя занимают свои обычные положения. Конфигурация кислоты (XVII) надежно подтверждается спектром ЯМР Н. В этом отношении очень информативны сигналы протонов Нб и Н/ (2.49 м.д. и 2.94 м.д.. соответственно), которые выглядят как два дублета с КССВ равной /цн 4.5 Гц. Именно мультиплетность этих сигналов (дублеты), обязанная проявлению дальнего спин-спинового взаимодействия между неэквивалентными протонами Н и Н ( /-правіша [249]) позволяет приписать им эидй-ориентацию. С этим выводом согласуется и тот факт, что наблюдаемые дублеты протонов Я6 и Н7 не осложнены вицинальным спин-спиновым взаимодействием с протонами H/,J, так как КССВ 3JHH 0 Гц в согласии с критерием Уайберга для бицикло[ЗЛ.1]гептанов [231]. Остальные сигналы, лежащие в сильнопольной части спектра ЯМР Н, принадлежат норпинановому остову молекулы: мультиплетные сигналы метиленових протонов Н (1.82-2.02 м.д.) и Н (2.12-2.28 м.д.), а также уширенный синглет от метановых протонов Н ,: (3.09 м.д.). В слабопольной части спектра лежат сигналы протонов феиильной и карбоксильной групп.

Затем, бьшо продолжено исследование каталитического гидрогенолиза кислоты (II). Также было целесообразно исследовать в тех же условиях и эфир (Ш). Обе реакции проводились в аналогичных условиях. Катализатором служил 10%-ный палладий на активированном угле. Спиртовой раствор соответствующего субстрата и катализатора насыщался водородом при перемешивании до прекращения поглощения последнего. Реакция протекала достаточно энергично и заканчивалась через 2 ч. После стандартной обработки. производилась съемка спектров ЯМР 1-І и С реакционного остатка.

Анализ спектров ЯМР Ни С продуктов гидрогенолиза кислоты (II) и эфира (Ш) показали, что каждый из них представляет собой смесь нескольких соединений. В продукте гидрогенолиза кислоты (II) была идентифицирована кислота (ХІЛІ) как главный компонент смеси. Для выяснения состава продукта гидрогенолиза эфира (III) был получен эфир (XLIII) (взаимодействием кислоты (XLII) с диазометаном) (спектры ЯМР Н и 13С см. таблицы 9 и 10). Это позволило установить присутствие эфира (ХЫГХ) в продукте гидрогенолиза эфира (III) в качестве минорного компонента смеси. С тем чтобы сопоставить результаты гидрогенолиза соединений (II) и (III) продукт гидрогенолиза кислоты (II) был обработан диазометаном. Сопоставление спектров ЯМР Н и JC полученного продукта и продукта гидрогенолиза эфира (III) показало, что каждая смесь содержит одни и те же три компонента, но с разной долей в смеси эфира: 65% в смеси, полученной из кислоты (II) и только 13% в смеси, полученной из эфира (Ш). Соотношение двух других компонент (1.25:1) в каждой смеси одинаково. Примесные компоненты не удалось выделить в индивидуальном виде, что не позволило сделать для них однозначное структурное отнесение. Однако на основании данных продукта гидрогенолиза эфира (III) (см. таблицу ниже) можно утверждать, что выбор структур этих компонент ограничен четырьмя вариантами (а)-(г), отвечающими типичному направлению гидрогенолиза замещенных трицикло[4.1.0.02 7]гептанов (разрыв центральной и боковой связи СС) при допущении его нестереоселективности. Аргументом такого вывода является наблюдение в спектре ЯМР С (за вычетом сигналов, принадлежащих эфиру (XLIII)) 16-ти сигналов (по 8 для каждого компонента) в сильном поле и двух сигналов карбонильных атомов углерода (кроме слабого пика карбонильного углерода эфира (XLIII) при 175,0 м.д.).

Дйбром-1-фенилбицикло[4.1.0]гептан

Наблюдаемое сходство спектров (L1I) и (LIII) является ожидаемым. Конфигурация при С вытекает (в соответствии с критерием Уайберга [231]) из наблюдения синглетного сигнала эндо-протона Н , химсдвиги которого близки к таковым в соединениях таблицы 9. Конфигурация при С подтверждается положением сигналов Н в сильном поле из-за экранирующего эффекта э!/ )о-ориеытированного феиильного ядра при С7, что отмечалось выше (см. п.3.3.1.3. ) для соединений группы (я) таблицы 7 и по понятным причинам отличается от характеристик соединений таблицы 9.

Спектры ЯМР С также находятся в превосходном согласии с принятой структурой. Смещение сигнала С в слабое поле (ср. с соединениями группы (а) таблицы 7) и положение сигнала С (ср. с соединениями таблицы 9) находятся в согласии с данными модельных соединений.

Целевой уретан (LIV) был получен как в результате окислительной циклизации гидроксиамида (LII) при использовании тетраацетата свинца [253], так и при обработке гидроксигидразида (LIII) азотистой кислотой [254] (схема 3.31).

Из общих соображений [255, 256] можно полагать, что превращение соединений (LII) и (LIII) в уретан (LIV) протекает через промежуточное образование одного и того же гидроксиизоцианата (А), который далее испытывает циклизацию.

Строение соединения (LIV) надежно подтверждается спектрами ЯМР !Н и 3С (таблицы 13 и 14, соответственно). Как и следовало ожидать, основное различие спектральных параметров норпинановых фрагментов в соединении (LIV) по сравнению с соединениями (LII) и (LIII) состоит в изменении химсдвига и мультиплетности сигнала Нй, что легко объяснимо. Можно также отметить смещение сигналов К3 в слабое поле по сравнению с их положением в соединениях (LII) и (LIII). Такое изменение следовало ожидать, так как создание дополнительного мостика в соединении (LIV) должно привести к некоторому отклонению (и удалению) от 3-СІ-І2-фрагмента (таїсая тенденция для лактона (XVII) еще более выражена, см. таблицу 3). ОН ,N, ОН NH2 Трамадол (tramadolum)

В заключение отметим, что предложенный относительно простой синтез уретана открывает новые перспективы для получения функционально замещенных производных норпинаиа, поскольку прямое введение азотной функции в неактивированные норпинаны вызывает известные трудности и в литературе не описано. А с другой стороны, уретан (LTV), фактически представляет собой защищенный 7-аминонорпиыан-6-ол и является довольно близким структурным аналогом такого лекарственного препарата, как трамадол (tramadolum) (сильный анальгетик неморфинанового ряда), что позволяет рассчитывать на наличие биологической активности у производных синтезированного соединения.

Элементные анализы полученных препаратов выполнены на С,Н5]М-анализаторе HP 185В фирмы "Hewlett Packard".

Спектры ЯМР Н сняты на спектрометрах Tesla BS 567А 100 МГц), Bmker АС-200 (200 МГц) и Вгакег АМ-300 (300 МГц) для растворов в CDC13 и ДМСО- без внутреннего стандарта. Спектры ЯМР !3С записаны на приборах АС-200 (50,3 МГц) и АМ-300 (75.5 МГц) фирмы "Вгакег" для растворов в CDC13 и ДМСО- б Масс-спектры получены на спектрометре МХ-1320. Съемка ИК спектров проводилась иа спектрометрах UR-20, Specord М-80 и Specord Щ-75.

Состав реакционных смесей и чистоту полученных препаратов контролировали с помощью ТСХ на пластинках SHufol UV-254 в системах различной полярности.

Разделение и очистку веществ проводили методом препаративной колоночной хроматографии (ПКХ) на синикагеле L 40/100 ц (Chemapol), L 100/160 \х (Chemapol), Silpearl (для колоночной хроматографии), используя элгоенты различной полярности.

Фотолиз галогениорпинанов (ХХХа) и (XXXIVa) проводили в пирексовом реакторе объемом 250 мл с рубашкой, охлаждаемой проточной водой. В качестве источника УФ излучения использовали горелку от лампы высокого давления ДРЛ-250.

Растворители очищали и абсолютировали согласно методикам [257, 258, 259]. Получение »-бутиллития в гексане, метиллития в диэтиловом эфире, а также установление их концентраций проводили согласно [260]. Хлоро(ниридин)-(5нс (диметилглиоксимато)комплекс кобальта(ІІІ) (кобалоксим(Ш)) получали по известным методикам [177, 261]. N-хлорсукцшгамид получали согласно [262]. Дифенилдисульфид и фенилсульфенилхлорид получали согласно [263, 264]. Ацетат ртути(И) получали по методике [265]. Натрия цианид[266], бромциан [267], fiN -дициклогексилкарбодиимид [268] получали по известным методикам. Эфирный раствор диазометана получали и определяли его концентрацию согласно [269, 270]. Окись серебра(І) [271, 272], дихлорбис(бензонитрил)палладий(11) [273] синтезировали по известным методикам.

Похожие диссертации на Построение каркасных структур на основе 1-фенилтрицикло [4.1.0.0 2,7]гептана

Реакции сопряженного галогенирования производных трицикло[4.1.0.0 2,7]гептана Семенов Александр Владимирович

Синтез замещенных и спироаннелированных бенз-2-азепинов, 1,2,3-оксатиазин-2,2-диоксидов, азетидинов, 7-окса-1-азабицикло[2.2.1]гептанов и 6-фенилпиперидин-4-олов на основе гомоаллиламинов и их нитронов. Изучение [3+2] циклоприсоединения алкенов к N-оксиду 4,5-дигидро-5-метил-3Н-спиро[бенз-2-азепин-3,1'-циклогексана]Зубков, Федор Иванович

Методология построения количественных моделей связи "структура-свойство" для разнородных выборок органических соединенийИванова Анна Александровна

Синтез и строение металл-органических структур на основе пиридильных производных тиакаликс[4]аренаОвсянников, Александр Сергеевич

Виртуальный скрининг библиотек органических структур на основе одноклассовой классификацииКарпов, Павел Владимирович

Пространственно затрудненные тридентатные органические лиганды и комплексы металлов на их основе: синтез, структура, свойстваКиреенко, Марина Михайловна

"Пинцетообразные" структуры на основе изостевиолаКорочкина Майя Геннадьевна

Синтетический дизайн потенциальных промоторов полимеризации Z-тубулина на основе каркасных структур адамантанового и бицикло[3.3.1]нонанового типаНуриева Евгения Владимировна

Новые гетероциклические структуры на основе папаверинаКриворотов Денис Викторович

Синтез и свойства новых гибридных структур на основе азот- и фосфорсодержащих пространственно затрудненных феноловОлудина Юлия Николаевна