На правах рукописи

ЛИПИН

КОНСТАНТИН ВЛАДИМИРОВИЧ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ 4-ОКСОАЛКАН-1,1,2,2-ТЕТРАКАРБОНИТРИЛОВ С ГАЛОГЕНОВОДОРОДНЫМИ КИСЛОТАМИ

02. 00. 03 - Органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Казань – 2009 2

Работа выполнена на кафедре органической химии и химической технологии органических веществ ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова»

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор Насакин Олег Евгеньевич

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор Верещагина Яна Александровна кандидат химических наук, доцент Фахрутдинова Венера Хафизовна

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Казанский государственный университет им. В.И. Ульянова-Ленина»

Защита состоится «11» декабря 2009 г. в 1300 часов на заседании диссертационного совета Д 212.080.07 в Казанском государственном технологическом университете по адресу: 420029, г. Казань, ул. Сибирский тракт, 12, к.

Д-414.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технологического университета.

Автореферат разослан 2009 г.

« »

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат химических наук, доцент Захаров В.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Шестичленные гетероциклы, в частности пиридин и его гидрированные аналоги, занимают десятую долю всего ассортимента лекарственных препаратов. Стоит также отметить, что производные пиридина широко представлены среди веществ, имеющих важное биологическое значение – коферменты НАД+, НАДФ+, витамин РР и витамины группы В6, некоторые алкалоиды и пестициды.

Направленный синтез производных пиридина зачастую связан с многостадийными трудоемкими операциями и невысокими выходами, поэтому актуальна задача поиска новых реагентов для формирования пиридинового кольца с заданным расположением и природой функциональных групп и углеводородных заместителей. Кроме того, поиск новых путей синтеза и модификации шестичленных азотсодержащих гетероциклов является одной из приоритетных задач, стоящих перед современной фармацевтикой 4-Оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилы содержат в своей структуре цепь С5N с электрофильным атомом углерода (карбонильная группа), что обуславливает образование азотсодержащего цикла при действии нуклеофилов, в то же время наличие еще нескольких реакционноспособных групп открывает возможности для дальнейших превращений. Варьируя заместители в положениях 3 и 5 тетрацианоалканона, можно синтезировать гетероциклы с алкильным, арильным и гетерильным функциональным обрамлением и, несомненно, природа и количество этих заместителей будут влиять на ход взаимодействия.

Цель работы. Целью данной работы является выявление закономерностей взаимодействия 4-оксоалкантетракарбонитрилов с галогеноводородными кислотами и установление структурных факторов и условий, влияющих на строение образующихся соединений.

Научная новизна. Проведено систематическое исследование реакционной способности тетрацианоэтилированных кетонов по отношению к галогеноводородным кислотам и детально изучены такие факторы, влияющие на структуру конечного соединения, как строение исходного 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрила, природа растворителя, концентрация галогеноводорода и температура проведения синтеза.

Впервые подробно исследованы арилзамещенные и -разветвленные тетрацианоалканоны и показаны различные пути их взаимодействия, сопровождающиеся как гидролизом цианогрупп, так и циклизацией по ЦиглеруТорпу.

Найдено новое направление взаимодействия тетрацианоэтилированных кетонов с галогеноводородными кислотами при использовании в качестве растворителя метанола – образование 2-галоген-6-метокси-5,6-дигидропиридин-3,4,4(1H)-трикарбонитрилов и метиловых эфиров 2-галоген-3-цианоизоникотиновых кислот.

Изучено 1,3-диаксиальное содействие цианогруппы нуклеофильному замещению гидроксильной группы в синтезированных соединениях и показано, что реализация данного содействия протекает совместно с мягким гидролизом одной из цианогрупп.

Практическая значимость. В процессе работы осуществлен синтез 81 нового соединения. Предлагаемые методы просты по выполнению и могут быть использованы как препаративные в органической химии. Осуществлены ранее неизвестные превращения 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов под действием галогеноводородных кислот с образованием различных гетероциклических фрагментов. Разработан трехкомпонентный синтез 2галогенпиридин-3,4-дикарбонитрилов, позволяющий в одну стадию получить пиридиновый фрагмент с множеством реакционных центров.

Положения, выносимые на защиту.

- выявление закономерностей взаимодействия тетрацианоэтилированных кетонов с галогеноводородными кислотами;

- осуществление возможности направленного синтеза различных полифункциональных гетероциклов изменением условий проведения реакции;

- исследование 1,3-диаксиального содействия цианогруппы нуклеофильному замещению гидроксильной группы на примере полученных соединений.

Личный вклад автора заключается в постановке проблемы и экспериментальном осуществлении ее решения, анализе, интерпретации и обобщении полученных результатов.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 4 статьи и 9 тезисов докладов.

Апробация. Основные результаты диссертации доложены и обсуждены на международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «ЛОМОНОСОВ» на химическом факультете МГУ (Москва, 2008, 2009), Российской молодежной научной конференции (Екатеринбург, 2008, 2009), XI школе-конференции по органической химии (Екатеринбург, 2008), Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы химической науки, практики и образования» (Курск, 2009), IV-ой школе-семинаре молодых ученых «Квантово-химические расчеты: структура и реакционная способность органических и неорганических молекул» (Иваново, 2009), III Республиканской научно-практической конференции «Проблемы молодежи в контексте естественнонаучных исследований» (Чебоксары, 2009).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, посвященного анализу реакций между тетрацианоэтиленом и карбонильными соединениями, а также свойствам 4оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов и обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов, списка литературы (145 ссылок на публикации отечественных и зарубежных авторов). Общий объем диссертации 167 страниц, включая 41 таблицу и 13 рисунков.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект №08-03-97015 р-Поволжье-а).

Автор выражает глубокую благодарность научным консультантам Ершову Олегу Вячеславовичу (ЧГУ им.

И.Н. Ульянова) и Еремкину Алексею Владимировичу (ЧГУ им. И.Н. Ульянова).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Взаимодействие -неразветвленных 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов (R3 = H) с галогеноводородными кислотами Первоначально была усовершенствована известная методика синтеза 2-галогенпиридин-3,4-дикарбонитрилов, что с одной стороны позволило получать конечные соединения с большими выходами при меньшей продолжительности синтеза, а с другой – проводить реакции с сухими галогеноводородами.

Обнаружено, что взаимодействие алифатических -неразветвленных тетра-цианоэтилированных кетонов (R3 = H) с галогеноводородными кислотами протекает с образованием 2-галогенпиридин-3,4-дикарбонитрилов 2а-д, 3ад, 4а-д с выходами 76-97%.

Структура соединений 2а-д, 3а-д, 4а-д установлена методами ИК, ЯМР 1Н спектроскопии и массспектрометрии.

Согласно предполагаемой схеме превращений, в присутствии концентрированной галогенводородной кислоты происходит протонирование карбонильной группы, что способствует нуклеофильному присоединению азота нитрильной группы к ней. Для цианогрупп дицианометиленового звена характерна нитрил-кетениминная таутомерия. Возможность образования кетениминной формы Б объясняет региоселективость присоединения галогенид аниона по терминальной цианогруппе, что приводит к дальнейшей гетероциклизации с формированием тетрагидропиридина Г. Дальнейшая ароматизация, сопровождающаяся процессами дегидратации и дегидроцианирования, приводит к формированию пиридинов 2-4.

2. Взаимодействие -разветвленных 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов (R2, R3 H) с галогеноводородными кислотами На предложенной схеме образования пиридинов 2-4 одной из ключевых стадий является формирование тетрагидропиридинового цикла Г, который далее претерпевает процессы дигидратации и дегидроцианирования. Таким образом, если исключить возможность реакции элиминирования, взаимодействие между тетрацианолканонами 1 и галогеноводородами можно остановить на тетрагидропиридине Г или продуктах его дальнейшего превращения, протекающего по другому направлению. Для достижения этой цели были использованы -разветвленные тетрацианоалканоны 1ж-и, у которых R2 и R3 Н.

Обнаружено, что -разветвленные тетрацианоалканоны взаимодействуют с галогеноводородными кислотами с образованием замещенных 6-оксо-2,7-диазабицикло[3.2.1]окт-3-ен-4,5-дикарбонитрилов 5а-и с выходами 56Схема По-видимому, в данном случае, вследствие невозможности отщепления циановодорода от тетрагидропиридина А, протекает конкурирующая реакция гетероциклизации между аксиальными гидрокси- и цианогруппой с образованием интермедиата Б, который в дальнейшем перегруппировывается в диазабициклы 5.

Структура соединения 5а доказана методом рентгеноструктурного анализа (рис. 1), а структуры соединений Выяснилось, что в случае использования 2-метилциклогексанонового аддукта 1з в реакционной массе по окончании реакции всегда присутствует второй компонент – 2-галоген-4a-метил-4a,5,6,7-тетрагидрохинолин-3,4,4(1H)-трикарбонитрилы 6а-в, то есть продукты Рис.1. Молекулярная структура Структура соединения 6б доказана методом рентгеноструктурного анализа (рис. 2), а структуры 6а и 6в подтверждены соотнесением данных ИК, ЯМР 1Н спектроскопии и масс-спектрометрии с данными соединения 6б.

3. Взаимодействие тетрацианоэтилированных ацетона и пинаколина с галогеноводородными кислотами Обнаружены два возможных направления взаимодействия 4-оксопентан-1,1,2,2-тетракарбонитрила 1а с галогеноводородными кислотами в зависимости от концентрации используемой кислоты. Так, при использовании галогеноводо-родов получены 2-галоген-6-метилпиридин-3,4-дикарбонитрилы 7а-в с выхода-ми 68-76%, а растворов галогеноводородных кислот – 3-галоген-1-метил-6-оксо- 2,7-диазабицикло [3.2.1]окт-3-ен-4,5-дикарбонитрилы 8а-в с выходами 74-86%.

Образование как соединений 7а-в, так и соединений 8а-в, по-видимому, на-чинается с образования промежуточного тетрагидропиридина А. В структуре ин-термедиата А в положении 5 цикла отсутствуют какие-либо заместители, что, с одной стороны, не препятствует дегидроцианированию, а с другой – способствует более легкому 1,3диаксиальному взаимодействию гидрокси- и цианогруппы. Вероятно, процесс дегидратации протекает легче при отсутствии воды в реакционной массе.

Для подтверждения нашего предположения были проведены аналогичные взаимодействия с тетрацианоэтилированным пинаколином. Как и в случае ацетона, при взаимодействии 5,5-диметил-4-оксогексан-1,1,2,2тетракарбонитрила с сухим хлороводородом нами получен 6-трет-бутил-2-хлорпиридин-3,4-дикарбонитрил 7г с выходом 68%, при действии концентрированной соляной кислоты – 1-трет-бутил-6-оксо-3-хлор-2,7диазабицикло[3.2.1]окт-3-ен-4,5-дикарбонитрил 8г с выходом 82%.

Структуры синтезированных соединений 7а-г и 8а-г подтверждаются данными ИК, ЯМР 1Н спектроскопии и масс-спектрометрии.

4. Взаимодействие арилзамещенных 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов с хлороводородной кислотой В структуре тетрацианоалканонов на основе некоторых ароматических кетонов имеется СН2 звено и можно предположить, что их превращения в галогеноводородных кислотах будут протекать также, как в случае тетрацианоэтилированных ацетона и пинаколина. Оказалось, что тетрациано-этилированные ацетофенон, 2ацетилтиофен и пропиофенон как с сухим хлороводородом, так и с соляной кислотой образуют соответствующие 2-хлорпиридин-3,4-дикарбонитрилы 9а-в с выходами 67-93%.

В данном случае, вода, содержащаяся в реакционной массе, не оказывает влияние на строение конечного соединение. Такая зависимость начинает наблюдаться при появлении в бензольном кольце тетрацианоалканона электронодонорных заместителей. Можно предположить, что карбонильная группа дезактивирована и в водной среде осуществляется гидролиз цианогрупп с последующей их циклизацией в пирроло[3,4-c]пирролH,3aH,5H,6aH)-тетраоны 10а-г с выходами 73-81%. С сухим хлороводородом тетрацианоалканоны 1о-с образуют замещенные 2-хлорпиридин-3,4-дикарбонитрилы 9г-ж с выходами 74-78%.

Исходя из вышесказанного, можно предположить, что при введении в бензольное кольцо тетрацианоалканона электроноакцепторного заместителя направление реакции будет сдвигаться в сторону образования 2-галоген-6-арилпиридин-3,4-дикарбонитрила. Действительно, в случае взаимодействия 4-(3-нитрофенил)-4оксобутан-1,1,2,2-тетракарбонитрила 1т с соляной кислотой как в водной, так и в безводной среде образуется 6-(3нитрофенил)-2-хлорпиридин-3,4-дикарбонитрил 9з с выходом 72% (схема 4).

Структуры синтезированных соединений 9а-з и 10а-д подтверждаются данными ИК, ЯМР 1Н спектроскопии и масс-спектрометрии, а структура 10в – также данными ЯМР 13С спектроскопии.

5. Взаимодействие тетрацианоэтилированных кетонов с галогеноводородными кислотами в присутствии метанола Обнаружено, что тетрацианоалканоны 1ж,з при проведении реакции в метаноле как с сухими галогеноводородами, так и с растворами галогеноводородных кислот образуют 2-галоген-6-метокси-5,6-дигидропиридинH)-трикар-бонитрилы 11а-г с выходами 44-72%.

Замещение в интермедиате А гидроксильной группы на метокси подтверждает наличие равновесия А Б, представленного на схеме 4.

Структуры синтезированных соединений 11а-г подтверждены данными ИК, ЯМР 1Н спектроскопии и массспектрометрии.

Тетрацианоэтилированный ацетон 1а и пинаколин 1к с галогеноводородными кислотами в метаноле образуют вместо ожидаемых метокситетрагидропиридинов 11 метиловые эфиры 2-галоген-6-алкил-3-цианоизоникотиновых кислот 12а-в с выходами 76-82%.

По-видимому, в случае тетрацианоалканонов 1а,к скорость перехода АБ выше, чем для тетрацианоалканонов 1ж,з, так как R2 = R3 = H и, следовательно, стерических препятствий нет. Образовавшийся дигидрофураниминный цикл раскрывается под действием метанола с образованием интермедиата В, который ароматизируется и гидролизуется с образованием метиловых эфиров 2-галоген-6-алкил-3-цианоизоникотиновых кислот 12а-в.

Структуры соединений 12а-в подтверждены данными ИК, ЯМР 1Н спектроскопии и масс-спектрометрии, а структура 12а – также данными ЯМР 13С спектроскопии и методом гетероядерной протон-углеродной корреляции (HMBC). В HMBC спектре присутствует корреляционный пик химического сдвига протона пиридинового кольца (7.95 м.д.) и углерода С7 (162.34 м.д.) сложноэфирной группы, тогда как сдвиг этого протона не дает корреляции на химический сдвиг углерод С9 (113.91 м.д.) цианогруппы.

корреляционных пика – в координатах углеродов пиридинового кольца С2 (164.68 м.д.), углеродов пиридинового кольца – С2 (164.68 м.д.) и С3 (122.89 м.д.). Химический сдвиг протонов сложноэфирной группы коррелируется только на сдвиг углерода С7 (162. 6. Новые закономерности взаимодействия тетрацианоэтилированных кетонов с Обнаружено, что проведение реакции тетрацианоалканонов 1б,г,д с сухим хлороводородом, взятом в небольшом избытке, в апротонном растворителе приводит к алкилзамещенным 6-оксо-3-хлор-2,7-диазабицикло[3.2.1]октен-4,5-дикарбонитрилам 13а-в с выходами 52-61%. В протонном растворителе (этанол, пропанол-2) наблюдается образование описанных ранее 2-хлорпиридин-3,4-дикарбонитрилов 2а,в,г. Пиридины 2а,в,г также образуются и при использовании небольшого количества концентрированного раствора соляной кислоты в апротонном растворителе, то есть для образования соединений 13а-в необходимым условием является отсутствие воды в реакционной массе.

В протонном растворителе предполагаемое равновесие А Б смещается в сторону интермедиата Б. В то же время избыток хлороводорода может сам выступать в роли донора протонов, и, вследствие этого, наблюдается образование 2-хлорпиридинов 2а,в,г. В случае апротонного растворителя и при 1,5-2-кратном избытке хлороводорода тетрагидропиридин А более устойчив и, поэтому взаимодействие приводит к диазабициклам 13а-в.

Структуры соединений 13а-в подтверждены данными ИК, ЯМР 1Н спектроскопии и масс-спектрометрии.

7. Трехкомпонентные реакции в системе тетрацианоэтилен – кетон – галогеноводородная кислота Эффективным катализатором при синтезе исходных тетрацианоэтилированных кетонов 1а-т является соляная кислота. Все вышеописанные взаимодействия проводились с использованием галогеноводородных кислот, поэтому для сокращения количества стадий синтеза и времени проведения реакции была разработана трехкомпонентная система тетрацианоэтилен – кетон – галогеноводородная кислота, то есть удалось провести описанные выше взаимодействия без выделения тетрацианоалканонов.

Обнаружено, что -неразветвленные кетоны при проведении трехкомпонентной реакции при 70-80°С образуют 2-хлорпиридины 2а,в,д и 9а,б.

На универсальность метода указывает широкий круг кетонов, представленных на схеме 15 – это алифатический нециклический, алифатический циклический, жирноароматический и гетероциклический кетоны. Синтез проводился при небольшом нагревании (70-80°С) в 1,4-диоксане.

Выходы соединений 2а,в,д и 9а,б при трехкомпонентном синтезе незначительно отличаются от выходов по двухстадийному методу.

Для упрощения синтеза 6-оксо-2,7-диазабицикло[3.2.1]окт-3-ен-4,5-дикарбонитрилов в трехкомпонентную реакцию были вовлечены и -разветвленные кетоны – так, проведение реакции тетрацианоэтилен – разветвленный кетон – галогеноводородная кислота при 70-80°С приводит к, описанным в главе II.3, соединениям 5а,б,г,д,ж,з. с выходами 67-79%.

Температуры плавления и спектральные данные полученных соединений полностью совпадают с данными соединений 5а,б,г,д,ж,з, полученными двухстадийным методом.

При проведении трехкомпонентного синтеза тетрацианоэтилен – метилизопропилкетон – соляная кислота при более низкой температуре, чем синтез соединений 5а,б,г,д,ж,з, нам удалось получить 6-гидрокси-5,5,6-триметил-2хлор-5,6-дигидропиридин-3,4,4(1H)-трикарбонитрил 14. Стоит отметить, что в данном случае требуется непрерывный контроль методом ТСХ после отрицательной пробы тетрацианоэтилена на гидрохинон.

Структура соединения 14 подтверждена с помощью ИК, ЯМР 1Н спектроскопии и масс-спектрометрии.

Проведение трехкомпонентного синтеза тетрацианоэтилен – 2-метилциклогексанон – галогеноводородная кислота в тех же условиях, что и синтез соединения 14, приводит к 2-галоген-4a-метил-4a,5,6,7-тетрагидрохинолинH)-трикарбонитрилам 6а,б.

8. Свойства 2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидропиридин-3,4,4(1H)-трикарбонитрилов.

Из ранее проведенных исследований известно, что взаимодействие в системе тетрацианоэтилен – разветвленный альдегид – галогеноводородная кислота приводит к 2-галоген-5,5-диалкил-6-гидрокси-5,6дигидропиридин-3,4,4(1H)-трикарбонитрилам 15а-г. Данные соединения являются структурными аналогами 2хлор-5,5,6-триметил-6-гидрокси-5,6-дигидропиридин-3,4,4(1H)-трикарбонитрила 14, который предполагается в качестве интермедиата при синтезе соединений 5а и 11а и, чтобы подтвердить предложенные последовательности превращений на схемах 2 и 6, мы решили вовлечь тетрагидропиридины 14, 15а-г в дальнейшие взаимодействия.

Диазабициклы 5а, 16а-г на основе соединений 14 и 15 можно получить нагреванием последних в различных растворителях, как в основных, так и в кислотных средах – то есть можно утверждать, что последовательности превращений. Структура 16г установлена методом РСА (рис. 3), а соединений 16а-в – сопоставлением данных ИК, 2-Галоген-6-гидрокси-5,6-дигидропиридин-3,4,4(1H)-трикарбонитрилы 14 и 15 были также вовлечены и во взаимодействие с метанолом в присутствии кислоты. Полученные в результате, 2-галоген-6метокси-5,6-дигидро-3,4,4(1H)-пиридинтрикарбонитрилы 11а и 17а-г Рис.3. Молекулярная структура По-видимому, превращение начинается с отщепления молекулы воды от тетрагидропиридинов 14, 15а-г, с образованием промежуточного интермедиата А, который взаимодействуя со спиртом образует метоксипроизводные 11а, 17a-г.

Структура соединения 17г доказана методом РСА, а 17а-д – сопоставлением данных данных ИК, ЯМР 1Н спектроскопии и масс-спектрометрии.

При дальнейшем изучении свойств тетрагидропиридинов 15а,б было обнаружено, что взаимодействие их с избытком метанола или оксима ацетона сопровождается замещением гидроксильной группы наряду с гидролизом аксиальной цианогруппы в положении 4 цикла, причем наблюдается образование двух изомеров.

Интермедиат А в условиях реакции подвергается раскрытию и в дальнейшем образовавшийся дигидропиридин Б, координирует по связи С=N молекулу нуклеофила. Последняя может подойти с любой из сторон относительно плоскости цикла, приводя к двум изомерным пиридинкарбоксамидам 18а,б, 19а-г.

Данные стереоизомеры кристаллизуются совместно и легко различимы по данным ЯМР 1Н спектроскопии.

Структура соединений 18а,б, 19а-г предложена на основе анализа данных ИК, ЯМР 1Н спектроскопии и массспектрометрии.

Возможно и другое направление процесса – когда атакующая частица взаимодействует непосредственно с молекулой промежуточного оксаазабицикла, раскрывая его, или взаимодействие протекает посредством пушпульного механизма. Реализовать такой процесс нам удалось, проведя взаимодействие с эквимолярным количеством метанола и оксима в апротонном растворителе.

показало наличие одного изомера и для соединения 19а было проведено рентгеноструктурное исследование для определения расположения функциональных групп. Действительно, в данном случае карбоксамидная и алкилиденаминокси группы находятся в транс-положении (рис.

Стоит отметить, что для тетрагидропиридина 14 проведение реакции как с избытком, так и с эквимолярным количеством метанола и оксима приводит к 1,8,8-триметил-6-оксо-3-хлор-2,7-диазабицикло[3.2.1]окт-3-ен-4,5-дикарбонитрилу 5а. По-видимому, это связано Рис.4. Молекулярная структура С целью выявления новых закономерностей и подтверждения уже соединения 19а обнаруженных было проведено взаимодействие тетрагидропиридинов В ходе проведенных исследований обнаружилось, что глубина данного взаимодействия напрямую зависит от природы используемого растворителя. Так, в апротонном растворителе наблюдается образование 3,3-диалкил-6галоген-2-морфолин-4-ил-4,5-дициано-1,2,3,4-тетрагидропиридин-4-карбоксамидов 20а-г с выходами 65-70%, в протонном – 8,8-диалкил-3-галоген-6-оксо-2,7-диазабицикло[3.2.1]окт-3-ен-4,5-дикарбонитрилов 16а-г с выходами 94-99%.

подтверждением протекания данного процесса через карбоксамид 20 является возможность получения диазабициклов 16 при растворении соединений 20 в метаноле с выходами 95-97% (схема 18).

Тетрагидропиридин 14 при взаимодействии с морфолином во всех вышесказанных случаях образует 1,8,8триметил-6-оксо-3-хлор-2,7-диазабицикло[3.2.1]окт-3-ен-4,5-дикарбонитрил 5а. Также как и в случае взаимодействия с О-нуклеофилами, данный факт можно объяснить наличием заместителя в положении 6 исходного тетрагидропиридина.

ВЫВОДЫ

1. Обнаружено, что взаимодействие -неразветвленных 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов с избытком галогеноводородных кислот приводит к 2-галогенпиридин-3,4-дикарбонитрилам, а с эквимолярным количеством – к 6-оксо-2,7-диазабицикло[3.2.1]окт-3-ен-4,5-дикарбонитрилам.

2. Для -разветвленных тетрацианоалканонов найдено новое направление взаимодействия с галогеноводородными кислотами – образование 6-оксо-2,7-диазабицикло[3.2.1]окт-3-ен-4,5-дикарбонитрилов.

3. Установлено, что в случае тетрацианоэтилированных ацетона и пинаколина с галогеноводородами образуются 2-галогенпиридин-3,4-дикарбонитрилы, а при использовании водных растворов кислот – 6-оксо-2,7-диазабицикло[3.2.1]окт-3-ен-4,5-дикарбонитрилы.

4. Впервые обнаружено, что жирноароматические тетрацианоэтилированные кетоны, замещенные электронодонорными заместителями в ароматическом кольце, при реакции с соляной кислотой образуют пирроло[3,4c]пиррол-1,3,4,6(2H,3aH,5H,6aH)-тетраоны.

5. Впервые найдено, что проведение взаимодействия с галогеноводородными кислотами в метаноле приводит к 2-галоген-6-метокси-5,6-дигидропиридин-3,4,4(1H)-трикарбонитрилам – в случае -разветвленных тетрацианоалканонов и к метиловым эфирам 2-галоген-3-цианоизоникотиновых кислот – в случае тетрацианоэтилированных ацетона и пинаколина.

6. На примере 2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидропиридин-3,4,4(1H)-трикар-бонитрилов показана возможность реализации 1,3-диаксиального содействия цианогруппы нуклеофильному замещению гидроксильной группы.

Основное содержание работы

изложено в следующих публикациях:

1. Липин К.В. Взаимодействие 2-галоген-6-гидрокси-5,5-диалкил-5,6-дигидро-1Н-пиридин-3,4,4трикарбонитрилов с оксимами альдегидов [Текст] / К.В. Липин, А.В. Еремкин, О.В. Ершов, Я.С. Каюков, О.Е. Насакин // Журн. орг. химии. - 2008. - Т. 44, вып. 9. - С. 1423-1424.

«домино» 1,8-диалкил-3-галоген-8-метил-6-оксо-2,7диазабицикло[3.2.1]окт-3-ен-4,5-дикарбонитрилов [Текст] / О.В. Ершов, К.В. Липин, А.В. Еремкин, Я.С. Каюков, О.Е. Насакин // Журн. орг. химии. - 2009. - Т. 45, вып. 3. - С.479-480.

3. Ершов О.В. Взаимодействие 4-арил-4-оксобутан-1,1,2,2-тетракарбонит-рилов с хлороводородной кислотой [Текст] / О.В. Ершов, К.В. Липин, В.Н. Максимова, А.В. Еремкин, Я.С. Каюков, О.Е. Насакин // Журн. орг. химии.

- 2009. - Т. 45, вып. 3. - С. 484-485.

4. Еремкин А.В. Взаимодействие 5,5-диалкил-2-галоген-6-гидрокси-5,6-дигидро-1Н-пиридин-3,4,4трикарбонитрилов со спиртами [Текст] / А.В. Еремкин, К.В. Липин, О.В. Ершов, Я.С. Каюков, О.Е. Насакин, В.А.

Тафеенко // Журн. орг. химии. - 2009. - Т. 45, вып. 9. - С. 1436-1437.

Тезисы докладов:

1. Липин К.В. Взаимодействие 2-галоген-6-гидрокси-5,5-диалкил-5,6-дигидро-1H-пиридин-3,4,4трикарбонитрилов с морфолином [Текст] / К.В. Липин, А.В. Еремкин, О.В. Ершов, Я.С. Каюков // Тезисы докладов XVIII Российской молодежной научной конференции. - Екатеринбург, 2008. - С.291-292.

«домино» 3-галоген-1,8-диалкил-8-метил-6-оксо-2,7диазабицикло[3.2.1]окт-3-ен-4,5-дикарбонитрилов [Текст] / Материалы XV международной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных по фундаментальным наукам «Ломоносов 2008». РФ, Москва. - 2008. - С.481.

3. Липин К.В. Электрофильное содействие нуклеофильному замещению в 2-галоген-6-гидрокси-5,6дигидропиридин-3,4,4(1H)-трикарбонитрилах [Текст] / К.В. Липин, О.В. Ершов, А.В. Еремкин // Материалы лекций XI школы-конференции по органической химии. - Екатеринбург, 2008. - С. 139-142.

4. Максимова В.Н. Синтез замещенных 2-галогенпиридин-3,4-дикарбонитрилов [Текст] / В.Н. Максимова, К.В. Липин, О.В. Ершов, // Материалы лекций XI школы-конференции по органической химии. - Екатеринбург, 2008. - С. 143-145.

5. Липин К.В. Влияние строения 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов на ход взаимодействия с галогеноводородными кислотами [Электронный ресурс] / К.В. Липин, В.Н. Максимова // Материалы докладов XVI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» - РФ, М.: МАКС Пресс, 2009. - электрон. опт. диск (CD-ROM); 12 см. ISBN 978-5-317-02774- 6. Липин К.В. Различные направления реакции арилзамещенных тетрацианоалканонов с хлороводородной кислотой [Текст] / К.В. Липин, В.Н. Максимова, М.Ю. Беликов, О.В. Ершов // Сборник статей Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы химической науки, практики и образования». - Курск, 2009. - С. 134-136.

7. Еремкин А.В. Устойчивость гетероциклических систем с 1,3-диаксиальным расположением гидрокси- и цианогруппы [Текст] / А.В. Еремкин, О.В. Ершов, К.В. Липин // Сборник материалов IV-ой школы-семинара молодых ученых «Квантово-химические расчеты: структура и реакционная способность органических и неорганических молекул». - Иваново, 2009. - С. 9-12.

8. Липин К.В. Взаимодействие 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов с сухой хлороводородной кислотой в присутствии метанола [Текст] / К.В. Липин, В.Н. Максимова, О.В. Ершов // Тезисы докладов XIX Российской молодежной научной конференции. - Екатеринбург, 2009. - С.257-258.

9. Липин К.В. Реакции тетрацианоэтилена с кетонами различного строения в избытке галогеноводородной кислоты [Текст] / К.В. Липин, В.Н. Максимова, О.В. Ершов // Тезисы докладов III Республиканской научнопрактической конференции «Проблемы молодежи в контексте естественнонаучных исследований». - Чебоксары, 2009. - С.41-42.