Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Методы иодирования ароматических соединений 9
1. Иодирование в присутствии окислителей 10
1.1. Иодирование аренов в присутствии азотной кислоты. Иодирование в присутствии оксидов зота 10
1.2. Иодирование в присутствии йодной и йодноватой кислот и их солей 14
1.3. Иодирование в присутствии перманганата калия, оксидов марганца (IV) и хрома (VI) 20
1.4. Иодирование в присутствии надуксусной кислоты и иодозоацетатов 24
1.5. Иодирование, промотируемое солями металлов переменной валентности 25
1.6. Иодирование в присутствии оксида ртути 26
1.7. Иодирование иодом или иодсодержащими веществами в олеуме 27
1.8. Иодирование с применением элементарного фтора 29
1.9. Электрохимическое иодирование 30
1.10. Другие методы окислительного иодирования 31
2. Иодирование молекулярным иодом, активированным "мягкими" кислотами Льюиса. Иодирование в присутствии солей ртути, серебра, меди 32
3. Иодирование связанным иодом 33
3.1. Иодирование с применением хлористого иода 33
3.2. Иодирование комплексными соединениями хлорида иода 37
3.3. Иодирование N-иодамидами 39
3.4. Иодирование аренов с использованием бис(пиридин)иодоний-тетрафторбората (IPy2BF4) 45
4. Комбинированные методы иодирования 47
Глава 2. Иодирование ароматических соединений реагентами на основе соединений со связями азот-иод 50
2.1. Иодирование ароматических соединений с использованием N-иодсукцинимида 50
2.1.1. Иодирование N-иодсукцинимидом алкилбензолов, производных фенола, ариламинов и полициклических углеводородов в органических растворителях в присутствии H2SO4 50
2.1.2. Иодирование системой NIS-H2S04-CH3COOH жирноароматических карбоновых кислот 54
2.1.3. Использование N-иодсукцинимида для иодирования аренов, содержащих электроноакцепторные группы 57
2.1.4. Новый метод синтеза N-иодсукцинимида 60
2.2. Иодирование ароматических соединений с использованием 1,3- дииод-5,5-диметилгидантоина (DIH) 62
2.2.1. Иодирование активированных ароматических соединений в органических растворителях в присутствии H2SO4 62
2.2.2. Использование 1,3-дииод-5,5-диметилгидантоина для иодирования аренов, содержащих электроноакцепторные группы 65
2.3. Иодирование фенотиазина реагентами на основе соединений NIS,DIHHTIG 68
2.3.1. Восстановление иодфенотиазинов водным раствором Na2SC>3...76
2.4. Рекордные по активности электрофильные иодирующие системы. Оценка активности и региоселективности суперэлектрофильных иодирующих систем 77
2.5. Механизм образования и структура электрофильных иодирующих частиц 85
Глава 3. Экспериментальная часть 100
3.1. Иодирование ароматических соединений N-иодсукцинимидом...100
3.2. Иодирование ароматических соединений 1,3-дииод-5,5-диметил-гидантоином 103
3.3. Иодирование фенотиазина реагентами на основе NIS, DIHHTIG 106
3.4. Определение активности и региоселективности суперэлектрофильных иодирующих систем и реагентов 108
Выводы 111
Список литературы 112
- Иодирование аренов в присутствии азотной кислоты. Иодирование в присутствии оксидов зота
- Иодирование аренов с использованием бис(пиридин)иодоний-тетрафторбората (IPy2BF4)
- Использование 1,3-дииод-5,5-диметилгидантоина для иодирования аренов, содержащих электроноакцепторные группы
- Определение активности и региоселективности суперэлектрофильных иодирующих систем и реагентов
Введение к работе
Актуальность исследования. Значение иода и иодорганических соединений в жизни человека, биологии, медицине и органическом синтезе нельзя переоценить.
Так, недопоступление в человеческий организм иода способствует
глубокому нарушению обмена веществ, приводящему к бесплодию,
глухонемоте, облысению, отставанию в умственном и физическом
развитии. И наоборот, заболевание щитовидной железы,
сопровождающееся аномальным превышением выделения
иодсодержащего гормона тироксина, приводит к целому ряду патологий, таких как неврастения, нарушение сердечного ритма, исхудание и пучеглазие.
В медицине иодпроизводные органических соединений используют как антивирусные и противомикробные препараты (хиниофон, амиодарон, энтеросептол, иодантипирин и др.), синтетические гормоны щитовидной железы, рентгено- и радиоконтрастные вещества.[1]
Иод в арилиодидах обладает несравненно большей подвижностью по сравнению с хлором и бромом и реакции его замещения служат простым способом введения в ароматическое кольцо различных функциональных групп. Это делает арилиодиды незаменимым строительным материалом в синтезе сложных молекул.[2]
В то же время, синтез иодаренов, как правило, существенно более труден, чем соответствующих хлоридов и бромидов, а возможности известных в настоящее время иодирующих систем и реагентов в основном ограничены иодированием ароматических соединений от умеренно активированных до умеренно дезактивированных.
Диссертация развивает традиционное для кафедры органической химии и технологии органического синтеза Томского политехнического университета научное направление в области химии ароматических
иодпроизводных и выполнялась по программам, поддержанных проектами Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 00-03-32812а), Министерства Образования России (грант № Э02-5.0-176), а также в рамках госбюджетной темы Томского политехнического университета.
Целью работы явилось: Создание и исследование универсальных и высокоактивных иодирующих систем и реагентов на основе соединений со связями азот-иод, способных взаимодействовать с максимально широким кругом активированных и дезактивированных ароматических и некоторых гетероциклических соединений.
Научная новизна работы. Впервые на основе N-иодсукцинимида (NIS) и 1,3-дииод-5,5-диметилгидантоина (DIH) созданы иодирующие системы, способные взаимодействовать с широким кругом активированных и дезактивированных ароматических и гетероциклических соединений. Открыты рекордные по активности новые системы, которые в отличие от существующих, позволяют иодировать сильно дезактивированные ароматические соединения при 0 С в течение нескольких секунд. Предложены методы генерации устойчивых суперэлектрофильных интермедиатов иода растворением NIS и DIH в H2SO4 и CF3SO3H. Определена относительная селективность и активность новых систем. Обнаружен и объяснен эффект двойственной реакционной способности NIS в серной кислоте. Предложен метод регулирования электрофильной активности иодирующих агентов влиянием растворителя. Впервые прямым иодированием фенотиазина получены иодпроизводные фенотиазина. Квантово-химическим методом изучено строение, пути возникновения и реакционная способность новых суперактивных электрофильных интермедиатов иода, возникающих при растворении NIS hDIHbH2S04 hCF3S03H.
Практическая значимость. На основании проведенных исследований созданы и предложены для использования в органическом
синтезе новые доступные и универсальные иодирующие системы, позволяющие легко вводить иод в разнообразные ароматические и некоторые гетероциклические соединения. Разработаны удобные методы иодирования ароматических соединений с дезактивирующими заместителями при 0-20 С. Предложен эффективный и дешевый метод синтеза N-иодсукцинимида.
Апробация работы. Отдельные части работы докладывались и обсуждались на V Российско-Корейском международном симпозиуме по науке и технологии «KORUS» Томск. 2001 г.; VII Корейско-Российском международном симпозиуме по науке и технологии «KORUS» Ульсан. 2003 г.; IV Всесоюзном симпозиуме по органической химии. Москва. 2003 г.; III Всероссийской науч. конф. «Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий», Томск. 2004 г; Российской молодежной научно-практической конференции, посвященной 125-летию ТГУ. Томск. ТГУ, 2003.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 статьи и 6 докладов на всероссийских и международных конференциях и симпозиумах.
Объем и структура работы. Работа изложена на 126 страницах, содержит 14 рисунков и 37 таблиц. Состоит из введения, 3 глав, выводов и списка литературы из 177 наименований.
Результаты работы, положения и выводы достоверно подтверждены современными физико-химическими методами исследования (ХМС-, ЯМР-, ИК-, УФ-спектроскопия), квантово-химическими расчетами и сравнением характеристик полученных соединений с аутентичными образцами.
Диссертация выполнена на кафедре органической химии и технологии органического синтеза Томского политехнического университета, и автор выражает благодарность всем сотрудникам кафедры за помощь в ее создании. Автор благодарит своего научного руководителя д.х.н. Чайковского Витольда Казимировича и зав. кафедрой органической химии
и технологии органического синтеза д.х.н., профессора Филимонова Виктора Дмитриевича за помощь в обсуждении результатов исследований и их представлению научному сообществу в данной диссертации. Автор благодарит Российский фонд фундаментальных исследований и Министерство Образования России за финансовую поддержку данной работы.
На защиту выносятся следующие научные положения:
Иодирующие реагенты и иодирующие системы на основе N-иодсукцинимида, 1,3-дииод-5,5-диметилгидантоина и методы иодирования ими ароматических соединений. Синтез N-иодсукцинимида. Способы генерации суперэлектрофильного иода. Регулирование электрофильной активности среды. Механизм образования и строение суперэлектрофильных иодирующих частиц.
Иодирование аренов в присутствии азотной кислоты. Иодирование в присутствии оксидов зота
Система І2-НЮ4 (Ь-НЮ НгО) в уксусной кислоте впервые была исследована Сузуки с сотрудниками [37]. Система очень эффективна в синтезе иодпроизводных алкилбензолов, алкилпроизводных нафталина, полиметилбензойных кислот полифениленов. Достоинством системы является то, что она может иодировать в отсутствии сильных минеральных кислот, что снижает возможность протекания многих побочных реакций, особенно в ряду алкилбензолов и ароматических полициклов. Так с использованием системы І2/Н5ІСУАСОН/Н2О были получены иод- и дииодпроизводные аценафтена [38], иодпроизюдные алкилбензолов с объемными группами 1-иод-2,6-диметил-4-/ирг/и-бутилбезол (90%), 1-иод-2,3,5,6-тетраизопропилбензол (13%), 1-иод-2,5-ди-трет-бутилбензол (21%) [39].
Смесь иода и йодной кислоты в водном этаноле при 60С способна иодировать широкий ряд активированных и слабо дезактивированных аренов (анизол, 3-метиланизол, фенетол, толуол, о-, м- и w-ксилолы, мезитилен, ацетанилид, 1-метокси- и 1,3-диметилнафталины), а также ряд гетероциклов (урацил, 6-метилурацил, имидазол, пиразол и тиофен) с хорошими и удовлетворительными выходами (44-91%) за 0.5-1.0 ч. [40]. В этой же работе показано, что использование микроволнового нагрева позволяет многократно сократить время реакции (1-Ю мин), хотя выходы иодированных продуктов остаются почти без изменений.
Повышенная электрофильная активность системы I2/H5IO6/ACOH/H2O/H2SO4 проявляется и при иодировании 2-амино-З-нитропиридина - 5-иодпроизводное получено с 99 % выходом нагреванием исходного субстрата при 90 С в течение 1 ч [41].
Еще более реакционноспособна система Н5Юб (НЮ4-2Н20)- Ь в H2SO4, применяемая для иодирования нитробензола, бензойной кислоты [39] и исчерпывающего иодирования бензола [40]: При этом с выходами 5-95% получены соответствующие периодированнные арены ЯСбЬ (в случае бензонитрила образуется СбЬСОЫНг, а фталевый ангидрид дает тетраиодпроизводное), или три- и тетраиодпроизводные.
Очень хорошие результаты для иодирования весьма широкого круга ароматических соединений были получены Виртом в 1960 году с использованием в качестве окислителя йодноватой кислоты ШОз (система І2/НІ0з/Н2804/СНзС00Н/Н20 [42]:
Иодирование с помощью йодноватой кислоты проводят как в присутствии сильных кислот, так и в сравнительно нейтральных средах. В последнем случае иодированию подвергаются арены, содержащие электронодонорные группы (ОН, NH2) [43]. Система І2/НІ03 в водном этаноле легко иодирует гидроксиацетофенон в ароматическое кольцо с образованием 4-гидрокси-3,5-дииодацетофенона [43]. Однако иодирование ацетофенонов как с донорными, так и электроноакцепторными группами в кольце системой КІ/КІОз в серной кислоте, напротив, приводит к а-иодкетонам АгСОСН21, замещенным по метильной группе. [44].
Иодирование 2-метоксинафталина с помощью І2/НІ0з в смеси водной уксусной и серной кислот при 65 С приводит за 5 ч к 1,6-диод-2 метоксинафталину (68%), однако при продолжении реакции в течение 12 ч главным продуктом оказывается 6-иод-2-метоксинафталин (88%) [45]. Автор полагает, что причиной образования моноиодированного нафталина является восстановление дииоднафталина выделяющейся в ходе реакции HI. N-Метилпиразолы, их 3- или 5-замещенные, этим методом иодируются в свободные положения цикла [48]. Электроноакцепторные заместители умеренной силы (COOR, І) в положении 4- N-метилпиразола не препятствуют иодированию, но в ряде случаев (СООН, СНО, СН3СО) реакция осложняется их ipso- замещением или их непосредственным галогенированием. [49, 50]. Однако, 4-Нитро-1-метилпиразол и 1,3-диметил-4-нитропиразол не иодируются действием 12 - НІОз Даже при длительном нагревании [51].
Значительно реже в качестве окислителя при иодировании аренов используется ангидрид йодноватой кислоты 1205 [52, 53, 54, 55]. В сообщении [52] указано что І2Л2О5 в АсОН с каталитическими количествами H2SO4 способен иодировать как дезактивированные, так и активированные арены с удовлетворительными и хорошими выходами (например, З-иод-1-трифторметилбензол получался с 54% выходом). При использовании смеси 12 - І2О5 - H2SO4 (конц.) в СНзСООН были получены дииодбензол и иодбензол из бензола [52]. Эта реакция препаративно и кинетически исследована на примере бензола и ацетанилида [53, 54]. Кинетические результаты интерпретированы в пользу образования в качестве электрофильной частицы комплекса между протонированной пятиокисью иода и иодом ІҐІ2О5—I "--15+, и предположено, что лимитирующей стадией является образование а-комплекса [54]. Нужно отметить также, что І2Я2О5 оказался удобным иодирующим агентом полистирола [55].
В работе [56] описано иодирование ароматических субстратов таких как бензол, галоидбензолы, бензойная кислота, метилбензоат, нитробензол, нитротолуол, бензофенон системами, содержащими натриевую соль йодной и йодноватой кислот в качестве окислителя.
Иодирование аренов с использованием бис(пиридин)иодоний-тетрафторбората (IPy2BF4)
Для электрофильной активации иода используются соединения ртути в виде ацетата, трифторацетата, сульфата и др. Синтетические возможности иодирующих агентов на основе иода и солей ртути более широки чем с применением HgO. В 1994 году была опубликована работа [100] по иодированию некоторых ароматических соединений при 20 С в СН2С12 системой I2- HgX2, где X = NO3, CI, OSO2CF3. Активность изученных солей падает в ряду: Hg(OS02CF3)2 Hg(N03)2 HgCl2 в соответствии с уменьшением их ионного характера. При действии I2- HgCl2 из п-нитроанилина получен 2-иод- 4-нитроанилин (выход 35 %), а системой 12 -Hg(OS02CF3)2 проиодированы: хлорбензол до смеси о- и п- иодхлорбензолов (выход смеси 75 %), этилбензоат до 3-иодэтилбензоата (выход 83 %). Иодированием с помощью системы I2/Hg(OAc)2 в СН2С12 получен 3,4-дибензилоксииодбензол [100].
Реакции иода с серебряными солями кислот впервые начал изучать Биркенбах с сотрудниками [101]. Позднее Дербишир и Уотерс провели иодирование ароматических соединений с электроноакцепторными группами посредством иода и сульфата серебра в водной серной кислоте [102]. Были получены иодпроизводные бензальдегида, нитробензола, и-нитротолуола и бензойной кислоты. Процесс вели 80 минут при температуре кипения водяной бани. Система I2-Ag2S04 в 90 % H2S04 предполагает использование ионов Ag+ в качестве кислоты Льюиса. Под действием Ag+ молекула иода с образованием Agl2+ поляризуется, но в отсутствии субстрата распада ее на ионы (образования осадка Agl) не происходит даже при нагревании в течение 12 ч.
В 1990 году Винг-Ва Си с сотрудниками системой I2 - Ag2SC 4 в инертном СН2С12 при комнатной температуре проиодировал бензол, его метил- и некоторые оксиметилпроизводные [103]. В дальнейшем этим же автором метод был распространен на иодирование нуклеозида уридина [104], метоксиамфетаминов [105] и ряда ароматических аминов с выходами продуктов 46 - 96 % [106]. Для иодирования могут использоваться и другие соли серебра - Ag2C03, AgN03 [107], AgN02 [108], CF3C02Ag [109, ПО], CF3S03Ag [110, 111]. Так в системе CF3S03Ag - 12 эффективными переносчиками электрофильного иода являются, генерируемые in situ, предполагаемые трифлаты иода CF3S03I.
Системой 12 - СиХ (X = СІ, ОАс) в уксусной кислоте проиодирован до моно- и дииодпроизводных эстрадиол-17-Р-ацетат с выходами продуктов 30-89% [112].
Другой метод введения иода в молекулы соединений с повышенной электронной плотностью при катализе солями двухвалентной меди на подложке из А1203 был предложен Кодомари с сотрудниками [113]. Полиалкилбензолы и метоксиметилбензолы иодируются при 40-90С за 0.3-10 ч с выходами иодпроизводных 75-96 %. В качестве растворителя использовали бензол, ССЦ, либо сам субстрат. Нафталин, 1 -метилнафталин, флуорен, антрацен в бензоле при 80 С и катализе C11SO4 дают моноиодпроизводные за 2-4 ч. Это один из немногих эффективных способов прямого иодирования антрацена. Выход 9-иодантрацена 73 %. При замене сульфата меди на СиС12 образуется 9-хлорантрацен с выходом 90 %.
Хлористый иод как реагент для иодирования ароматических соединений известен почти полтора века. Ранние работы по использованию хлорида иода освещены в обзоре Терентьева А.П. и Яновской Л.А. [114].
Как правило, иодирование аренов с помощью ІС1 осуществляют в органических растворителях, воде, водных растворах НС1 или H2SC 4. [114].
В соляной кислоте или органических растворителях хлористый иод является мягким иодирующим реагентом и слабым электрофилом, поэтому используется только для иодирования очень активных в реакциях электрофильного замещения соединений, таких как ароматические амины и эфиры фенолов. Иногда происходит не иодирование, а хлорирование [115, 116, 117]. Преобладающий процесс хлорирования над иодированием авторы работ [115, 116, 117] объясняют образованием при взаимодействии хлорида иода и электронодонорного ароматического субстрата ион-радикалов и их последующей рекомбинацией в хлор- или иодзамещенные продукты. Реакции хлорирования наиболее характерны для полиалкоксибензолов и углеводородов с конденсированными бензольными кольцами, а также в случае стерически затрудненных субстратов.
Использование 1,3-дииод-5,5-диметилгидантоина для иодирования аренов, содержащих электроноакцепторные группы
В уксусной кислоте при комнатной температуре вполне удовлетворительно иодируются алкилбензолы и некоторые полициклические соединения. Однако, из-за невысокой растворяющей способности СН3СООН для иодирования труднорастворимых аренов время реакции приходится значительно увеличивать. При получении дииодпроизводных синтез удлиняется еще больше (Таблица 21), так как образующиеся на первой стадии моноиодиды часто еще менее растворимы, чем исходные вещества. Так для получения дииодпроизводных мезитилена, дурола, флуорена потребовалось 60 мин, а для полного превращения дифенила в 4,4 і-дииоддифенил 3 часа.
Иодирование системой NIS- H2S04-CH3COOH жирноароматических карбоновых кислот Иод способен образовывать сравнительно стабильные изотопы. Органические препараты, содержащие иод 123, 125, или 131 незаменимы для исследований в современной медицине и биохимии. В проследнее время для радиодиагностики заболеваний некоторых органов все чаще используются жирные иодфенилкарбоновые кислоты с изотопами иода. На эффективность действия препарата большое влияние оказывает как длина и структура алкильной цепи, так и расположение иода в бензольном кольце. Например, пара-изомер 15-(иодфенил)-3(118)-метилпентадекановой кислоты (286), меченный радиоактивным иодом, может селективно накапливаться в сердечной мышце и является незаменимым веществом для ранней радиодиагностики заболеваний миокарда.
Opwo-изомер такими свойствами не обладает. Поэтому при получении иодпроизводных карбоновых кислот с жирными цепями большое значение имеет не только исследование самой реакции иодирования этих соединений, но и изучение изомерного состава продуктов, полученных в процессе синтеза.
При этом отмечено, что препаративный выход смесей изомерных о- и п- иодфенилкарбоновых кислот повышается с увеличением длины алкильной цепи, однако, вопреки ожиданиям, уменьшается процентное содержание в продуктах реакции ш/?а-изомера и увеличивается количество орто-иодированных кислот (Таблица 22). Парадокс объясняется более легкой растворимостью в смеси вода-уксусная кислота (продукты осаждали разбавлением реакционной массы водой) кислот с более короткими жирными цепями, а среди изомеров каждой кислоты лучшей растворимостью opwo-изомеров.
Если после иодирования 15-фенил-3(118)-метилпентадекановой кислоты 28а при общем выходе иодкарбоновых кислот 28б,в 90 %, содержание орто- изомера в смеси составило 32.4% а пара- 61.6% (анализ по интегральным интенсивностям ЯМР Н), то уже в продуктах реакции иодирования 3-фенилпропановой кислоты было обнаружено только 8.5% орто-изомера и 91.5 пара- при общем выходе ои и-изомеров 74%. В иодированных продуктах фенилуксусной кислоты фиксировались только следы о-иодфенилуксусной кислоты ( 1%) при общем выходе 56%.
Но при этом, следует отметить, что препаративные выходы пара-изомеров всех иодированных жирноароматических кислот, достигнутые перекристаллизацией изомерных смесей из этанола, оказались достаточно близкими и составили 43-55% (таблица22).
Мы провели иодирование с помощью NIS в уксусной кислоте в присутствии H2SO4 пяти жирноароматических кислот с различной длиной алкильной цепи: 15-Фенил-3-метилпента-декановой(28а), 9-фенилнонановой (29а), 6-фенилгексановой (30а), 3-фенилпропановой (гидрокоричной) (31а), фенилуксусной (13а) и исследовали изомерный состав продуктов реакции. Оказалось, что все исследуемые жирноароматические кислоты хорошо иодируются системой NIS- H2SO4-CH3COOH с общими выходами продуктов моноиодирования 56-90% (таблица 22).
Мы полагали, что при растворении NIS не только в относительно дорогой и малодоступной CF3SO3H, но и в H2SO4 может образовываться интермедиат электрофильного иода - "1+", который должен быть очень активным иодирующим реагентом. Как оказалось, NIS достаточно легко растворяется в 90%-ной H2SO4, образуя устойчивый темно-коричневый раствор. Этот раствор реагирует со многими дезактивированными аренами, легко давая при 0С или комнатной температуре иодарены (таблица 23).
Мы нашли, что при иодировании нитробензола 14а для полной конверсии субстрата 14а в 3-иоднитробензол 146 требуется два мольных эквивалента NIS. Процесс иодирования в этом случае протекает за 18-20 мин. Реакция одного эквивалента NIS с одним эквивалентом нитробензола при 20С по данным ТСХ дает 50%-ную конверсию соединения 14а до 3-иоднитробензола 146 за 18-20 мин, а иодирование оставшейся части нитробензола протекает намного медленнее (19-20 ч). Сходные результаты имеют место и при 0С. В этом случае 50%-ное иодирование нитробензола достигается за 1.5 ч, но после этого в течение 24 ч дальнейшее иодирование почти не происходит. В то же время, 2-кратный избыток NIS дает полное иодирование нитробензола за 1.5 ч при 0С.
Определение активности и региоселективности суперэлектрофильных иодирующих систем и реагентов
Нами было замечено, что после стояния осадка, состоящего из смеси моно-(Ш) и дииодфенотиазинов (П2), в растворе Na2S03 в течение ночи при комнатной температуре, на хроматограмме (ТСХ) снова появляется пятно фенотиазина (ИС). При более длительном стоянии оно увеличивалось, а пятна П1 и П2 иодпроизводных уменьшались. Поэтому мы проверили экспериментально: действительно ли восстанавливается иодсодержащии продукт при действии Na2SC 3 до исходного или влияют какие-то другие факторы (влага воздуха при сушке, свет и т.д.). Эксперимент проводили следующим образом.
Для этого брали 0.5 г смеси иодфенотиазинов (моно-, ди-) свободной от ФТА и нагревали при кипении в водном 10 % растворе Na2SC 3. Спустя 30 мин из реакционной массы брали пробу, экстрагировали ее бензолом, вытяжки сушили и снимали хроматограмму. На хроматограмме (рис. 6) действительно появлялось пятно ФТА (ИС). То есть, иодфенотиазины, в отличие от других иодсодержащих соединений, способны восстанавливаться в водных растворах Na2SC 3. Поэтому в последующих синтезах мы отказались от промывки реакционной массы после иодирования от непрореагировавшего иода раствором Na2S03.
На скорость электрофильного замещения и изомерный состав продуктов реакции влияет как природа самого электрофила, так и реакционная среда.
Согласно правилу селективности Г. Брауна, чем выше активность реагента тем он менее региоселективен в реакциях электрофильного замещения [114]. Если процесс проводится в одном и том же растворителе и при одинаковых концентрациях реагирующих веществ, то по изомерному составу продуктов можно сделать вывод об активности реагента. Чаще всего подобную оценку делают на примере электрофильного замещения водорода в толуоле. Однако традиционный подход к оценке региоселективности, осуществляемый определением орто-и пара-изомеров, образующихся при иодировании толуола, или величиной показателя отношения количества орто-изомера к количеству «ара-изомера (а), в случае суперэлектрофильных систем мало пригоден. Толуол в подобных системах дает смесь полииодированных продуктов, в основном три- и тетраиодзамещенных, с очень умеренным общим выходом.
Поэтому для оценки селективности исследуемых методов мы сравнили состав продуктов реакций при иодировании онитротолуола системами NIS-H2S04 (CF3SO3H), DIH-H2SO4 (CF3SO3H) и TIG-H2S04 (CF3SO3H). Следует отметить, что методика определения активности и региоселективности иодирующих систем по анализу продуктов иодирования о-нитротолуола приемлема только в случае действительно суперэлектрофильных систем, так как обычными, известными до настоящего времени методами, при О С нитротолуолы проиодировать нельзя.
Иодирующие реагенты были получены нами предварительным растворением NIS, DIH, TIG в серной кислоте (d=1.814 г/см) и трифторметансульфокислоте. При стехиометрических количествах реагентов синтез проводили в течение 60 мин, а с использованием 2-кратного избытком реагента - 30 минут.
Детальные исследования продуктов реакции о-нитротолуола с системами DIH-H2S04, NIS-H2S04 и TIG-H2S04 методом ХМС (таблицы 31-33), показали, что во всех трех случаях образовывалась смесь только монозамещенных продуктов. Так с двухкратным избытком реагента (пункты 1, 2, 3 таблицы 28) при иодировании о-нитротолуола системой DIH-H2SO4 количество орто-шомера. составило 23 %, а пара- 11 % (а = 0.299). При использовании системы NIS-H2SO4, соотношение орто : пара составило 11 : 89 (а = 0.124), а система TIG-H2S04 дала 16 % орто- и 81 % пара- изомера (а = 0.198). С использованием стехиометрических количеств реагирующих веществ (пункты 4, 5, 6 таблицы 28) по окончании синтеза оставалось значительное количество исходного о-нитротолуола, при этом региоселективность по иорд-положению повысилась, хотя линейной зависимости от вида и концентрации реагентов по всем трем иодирующим системам мы отметить не смогли.
![Синтез хиноидных соединений ряда 1,2,5,10а-тетрагидропиридо[1,2-a]-10Н-бензимидазола и аннелированных систем на их основе](/i/i/4598/45941.png "Синтез хиноидных соединений ряда 1,2,5,10а-тетрагидропиридо[1,2-a]-10Н-бензимидазола и аннелированных систем на их основе Агеенко Наталья Викторовна")