«Синтез замещённых нопинан-аннелированных пиридинов и их химические превращения ...»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ

НОВОСИБИРСКИЙ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

ИМ. Н.Н. ВОРОЖЦОВА

На правах рукописи

Васильев Евгений Сергеевич

Синтез замещённых нопинан-аннелированных

пиридинов и их химические превращения

специальность 02.00.03 органическая химия Диссертация на соискание учёной степени кандидата химических наук

Научный руководитель:

д.х.н., профессор Ткачёв А.В.

Новосибирск – 2014 Оглавление 1. ВВЕДЕНИЕ

2. МЕТОДЫ СИНТЕЗА ЗАМЕЩЁННЫХ НОПИНАН-АННЕЛИРОВАННЫХ

ПИРИДИНОВ И ИХ ПРЕВРАЩЕНИЯ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)................. 2.1 Сокращения и обозначения, принятые в тексте

2.2 Молекулы, не содержащие фрагмента 2,2’-бипиридина

2.2.1 2-Фенилпиридины

2.2.2 Хинолины

2.2.3 2-Замещенные пиридины (кроме фенил- и пиридилзамещённых)

2.3 Молекулы, содержащие фрагмент 2,2’-бипиридина

2.3.1 2,2`-Бипиридины

2.3.2 1,10-Фенантролины

2.4 Заключение

3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ СИНТЕЗА И ИЗУЧЕНИЕ НЕКОТОРЫХ

ПРЕВРАЩЕНИЙ НОПИНАН-АННЕЛИРОВАННЫХ ПИРИДИНОВ

(ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ)

3.1 Синтез нопинан-аннелированных пиридинов [79, 80, 81]

3.1.1 Подбор условий конденсации

3.1.2 Строение нопинан-аннелированных пиридинов

3.2 Изучение некоторых превращений нопинан-аннелированных пиридинов

3.2.1 Реакция Манниха

3.2.2 Бромирование

3.2.3 Превращения кетона 225 [90]

3.2.4 Замещение атома брома

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

4.1 Приборы, материалы, методы

4.1.1 Спектрально-аналитические исследования

Микроаналитические методы

Спектральные методы

4.1.2 Реактивы и материалы

4.1.3 Исходные вещества в синтезах

Природные монотерпеновые углеводороды

(+)-Оксим пинокарвона 206 [78, 92]

Оглавление Енамины

4.2 Получение нопинан-аннелированных пиридинов

4.3 Превращения нопинан-аннелированных пиридинов

5. ВЫВОДЫ

6. ЛИТЕРАТУРА

1. Введение В настоящее время большое внимание уделяется энантиоселективному синтезу инновационных продуктов. Первичными источниками хиральности для энантиоселективного синтеза часто являются природные оптически активные соединения: алкалоиды, углеводы, аминокислоты, терпеновые соединения – моно-, сескви-, ди- и тритерпеноиды. Монотерпены выделяются среди этой группы лёгкой доступностью. Поэтому их удобно использовать в качестве строительных блоков для синтеза хиральных лигандов с определённым набором и расположением гетероатомов. Среди прочих хиральных молекул на основе монотерпенов в последние два десятилетия повышенный интерес вызывают пиридиновые производные. Пиридиновое ядро легко поляризуемо, и ион (например, переходного металла), координируясь к такой молекуле, имеющей терпеновый фрагмент, может быть переведён в органическую фазу и работать там как гомогенный катализатор асимметрического синтеза. В этом направлении терпеновые производные пиридинов широко исследуются (обзоры: [1, 2, 3]). Однако на фоне исследования хиральных пиридинов вообще ([4, 5, 6], обзоры: [7, 8, 9, 10, 11, 12]), потенциал терпеновых производных раскрыт слабо. Пиридиновый азот как гетероатом в таком случае имеет преимущество по отношению, например, к фосфору (в замещённых фосфинах) в том, что нет необходимости создания инертной атмосферы при синтезе и использовании комплексных соединений. Другое направление использования пиридиновых производных связано с возможностью получения лигандов с длинной сопряжённой системой, например, при введении фенильных заместителей, сшивке пиридиновых фрагментов в би- и терпиридины, создании фенантролиновой системы.

Комплексы на основе таких лигандов могут иметь интересные люминесцентные свойства. Ещё одной причиной, обусловившей интерес к данной теме, является широкий спектр биологической активности, которую проявляют различные пиридиновые производные.

Таким образом, разработка методов получения новых и совершенствование методов синтеза известных пиридиновых производных, содержащих терпеновый фрагмент, является актуальной задачей.

Введение Среди разнообразных молекул, содержащих монотерпеновый и пиридиновый фрагменты, чаще обращают на себя внимание такие структуры, где эти фрагменты входят в состав конденсированной системы. В такой ситуации хиральные центры монотерпена оказываются максимально приближены к пиридиновом кольцу, а весь структурный мотив оказывается конформационно жёстким. Среди монотерпеновых производных исследуются молекулы, где пиридиновое кольцо конденсировано с камфановым (например, [13]), карановым (например, [14]) и ментановым фрагментами (например, [15, 16]). Однако по литературным данным, подавляющее большинство исследований выполнено для систем, где пиридиновое кольцо конденсировано с пинановым остовом. По нашему мнению, это может быть связано с тем, что:

1) оба энантиомера как -пинена, так и -пинена, которые используются как исходные вещества в синтезах, коммерчески доступны и сравнительно недороги;

2) потеря оптической активности связана с фрагментацией циклобутанового кольца – это позволяет проще детектировать такое нежелательное событие (в отличие, например, от производных ментанового ряда);

3) потеря оптической активности, связанная с фрагментацией циклобутанового кольца, требует более жёстких условий по сравнению, например, с циклопропановым циклом карана, что налагает ограничения на получение в карановом ряду таких веществ и дальнейшее их использование;

4) дальнейшую функционализацию полученных молекул по терпеновому остову в случае пинанового остова можно проводить по атому С8 без затрагивания асимметрических центров терпенового скелета, но в непосредственной их близости, что позволяет стереоселективно конструировать новый асимметрический центр в небольшое число стадий, в случае камфанового остова это невозможно:

Введение Пинопиридины – термин, под которым в данной работе мы понимаем соединения, содержащие фрагмент пинана, конденсированный с пиридиновым ядром. Строго говоря, молекула пинопиридина имеет в своей структуре пиридиновое ядро, конденсированное не с молекулой пинана, а с молекулой нопинана – 10-нор-пинана. Поэтому полное наименование такой молекулы звучит как «нопинан-аннелированный пиридин»

Целью данной работы является разработка новых способов получения пинопиридинов с различными заместителями в пиридиновом ядре и исследование их химических превращений в направлении введения гетероатомов в различные положения пинопиридиновом системы.

Для достижения поставленных целей были поставлены следующие задачи:

1) Изучить реакцию оксима пинокарвона с различными енаминами в присутствии трихлорида железа. Рассмотреть различные условия проведения реакции: влияние растворителя, температуры. Провести реакцию в присутствии различных кислот Льюиса. Оценить синтетический потенциал реакции.

2) Изучить возможности функционализации пинопиридинов в направлении построения хелатирующих лигандов. Для этого исследовать реакцию Маннниха для пинопиридинов и возможность окисления пинопиридинов диоксидом селена с последующей функционализацией Введение В ходе работы изучена реакция оксима пинокарвона с различными енаминами в присутствии трихлорида железа. Показано, что наилучшим вариантом проведения реакции является метод без использования растворителя. Также проверены другие кислоты Льюиса, однако наилучшие результаты (выход, конверсия) найдены именно для шестиводного трихлорида железа. Выходы реакции – умеренные. Для енаминов с акцепторными заместителями выходы составляют до 39%, для енаминов с алкильными заместителями – 20-25%. Для моноенаминов, у которых в вицинальном положении к аминогруппе есть карбонильная группа, реакция идёт дальше с образованием С2-симметричных бипиридиновых производных с выходом 19-25%.

Разработано два подхода к полигетероатомным соединениям на основе пинопиридиновой системы, первый – по реакции Манниха с подходящим амином, второй – путём окисления с последующим восстановительным аминированием или бромированием и замещением брома гетероатом-центрированными нуклеофилами в метиленовой группе в -положении пиридинового фрагмента. Показано, что в условиях реакции Манниха регио- и стереоселективно образуются продукты аминометилирования со вторичными аминами (диметиламином и морфолином).

Установлено, что восстановительное аминирование в случае о- и п-анизидинов стереоселективно даёт ожидаемые вторичные амины, а в случае о-фенилендиамина приводит к продукт пиридофеназинового типа в результате перегруппировки и окисления. Исследовано взаимодействие бромированных пинопиридиновых производных с морфолином и пиперазином и показано, что эта реакция является удобным методом получения производных пинопиридинов с дополнительными аминогруппами.

Полученные результаты показывают, что оксим пинокарвона является удобным исходным соединением для синтеза нопинан-аннелированных пиридинов и других замещённых пиридинов – перспективных лигандов для координационной химии. Полученные в работе соединения нашли применение в синтетической Введение практике Института неорганической химии им. А.В.Николаева СО РАН, где они изучаются в качестве полидентатных лигандов в комплексах переходных металлов.

Все вновь полученные соединения охарактеризованы необходимым набором физико-химических (температуры плавления, удельное вращение, элементный анализ) и спектральных данных (спектры ЯМР 1Н и корреляционные спектры ионизации электроспреем, ИК-спектры и электронные спектры поглощения). Для ряда соединений строение доказано методом рентгеноструктурного анализа. Для некоторых синтезированных полигетероатомных соединений сотрудниками Института неорганической химии им. А.В.Николаева СО РАН получены и охарактеризованы комплексы переходных металлов, структуры которых решены методом РСА.

Автор выражает благодарность научному руководителю – профессору, д.х.н.

Алексею Васильевичу Ткачёву, сотрудникам Лаборатории физических методов исследования НИОХ СО РАН – за регистрацию молекулярных спектров, сотрудникам Лаборатории микроанализа НИОХ СО РАН – за выполнение микроанализов полученных органических веществ, сотрудникам Лаборатории терпеновых соединений к.х.н. Александру Михайловичу Агафонцеву и к.х.н. Сергею Николаевичу Бизяеву – за помощь и консультации в ходе экспериментальных исследований, к.х.н. Василию Дмитриевичу Колеснику за предварительные исследования в области превращений пинопиридинов, сотрудникам Лаборатории синтеза комплексных соединений ИНХ СО РАН профессору, д.х.н. Станиславу Васильеву Ларионову, к.х.н. Татьяне Евгеньевне Кокиной и Юлии Анатольевне Брылёвой и старшему научному сотруднику Лаборатории кристаллохимии ИНХ СО РАН Людмиле Александровне Глинской – за изучение синтезированных соединений в качестве лигандов в комплексах переходных металлов, а также сотрудникам Группы рентгеноструктурного анализа НИОХ СО РАН д.х.н. Юрию Васильевичу Гатилову и д.х.н. Ирине Юрьевне Багрянской за проведение и интерпретацию рентгеноструктурных данных для синтезированных органических соединений.

Введение Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках грантов: № 12-03-31078 мол_а, № 10-03-00346-а и при поддержке правительства Российской Федерации, грант № 11.G34.31.0033.

Васильев Е.С. самостоятельно синтезировал исходные соединения и продукты реакции; проводил выделение и очистку веществ (перегонка в вакууме, перекристаллизация, колоночная хроматография, очистка растворителей). Анализ и интерпретация данных УФ-, ИК-, ЯМР-спектроскопии и масс-спектрометрии выполнены совместно с научным руководителем. Поиск, анализ литературных данных и планирование синтеза выполнены совместно с Агафонцевым А.М. Запись спектров УФ-, ИК-, масс-, ЯМР и измерение величин углов оптического вращения выполнены сотрудниками Лаборатории физических методов исследования НИОХ СО РАН. Элементные анализы методом сжигания выполнены сотрудниками Лаборатории микроанализа НИОХ СО РАН. Регистрация двумерных спектров ЯМР проведена д.х.н. Ткачёвым А.В. Рентгеноструктурный анализ синтезированных молекул выполнен д.х.н. Гатиловым Ю.В. и д.х.н. Багрянской И.Ю. в Группе рентгеноструктурного анализа НИОХ СО РАН. Рентгеноструктурный анализ комплексов Zn(II) (синтезирован Т.Е.Кокиной) и Cd(II) (синтезирован Ю.А.Брылёвой) выполнен в ИНХ СО РАН Глинской Л.А.

2. Методы синтеза замещённых нопинананнелированных пиридинов и их превращения (Литературный обзор) В данном обзоре будут рассмотрены пути синтеза пинопиридиновых молекул и возможности дальнейшей их модификации. В силу большого объёма литературных данных вопросы применения веществ этой группы в асимметрическом катализе (обзоры: [1, 2]) и в координационной химии (обзоры: [17, 18, 19]), как правило, рассмотрены не будут. Однако наиболее яркие результаты из этих областей будут отмечены. В данном литературном обзоре акцент сделан на конденсированных производных с одним и двумя пиридиновыми ядрами и на работах, наиболее близких собственному диссертационному исследованию. В обзор не вошли многочисленные работы по тер- и кватер- и сексипиридинамi (например, [20, 21]), фенантролинам, где зачастую используются те же синтетические методы, которые здесь разобраны для более простых молекул. Также не рассмотрены N-оксиды пиридинов (например, [22, 23]).

Классифицировать пинопиридины можно по нескольким признакам:

акридиновая, фенантролиновая, бензофенантролиновая);

2) по числу пиридиновых ядер (системы с одним пиридиновыи ядром, 3) по типу гетероатомов, которые в дальнейшем будут образовывать комплекс с переходным металлом (N-лиганды, N,P-лиганды, N,Sлиганды).

В основу классификации в настоящем обзоре положены первый и второй признаки.

Молекулу пинопиридина 1, то есть 6,6-диметил-5,6,7,8тетрагидро-5,7-метанохинолина, можно рассматривать как замещённый тетрагидрохинолин или как замещенный пиридин (считая конденсированный пинановый фрагмент не В оригинальных англоязычных статьях эти соединения называют соответственно terpyridine, quaterpyridine и sexipyridine.

Литературный обзор частью остова, а заместителем). Под словами «тип гетероциклической системы» в этой классификации мы будем считать пинопиридин 1 замещённым пиридином.

2.1 Сокращения и обозначения, принятые в Поскольку все известные данные о нопинан-аннелированных пиридинах опубликованы только в англоязычных журналах, мы сочли уместным сохранить общепринятые английские сокращения и обозначения для облегчения сопоставления изложенных результатов с оригинальными научными работами, использованными как источники при составлении сводки литературных данных:

TMEDA N,N,N’,N’- тетраметилэтилендиамин Литературный обзор 2.2 Молекулы, не содержащие фрагмента 2,2’бипиридина 2.2.1 2-Фенилпиридины Одной из первых работ обсуждаемой темы был синтез и исследование некоторых превращений N,O-лигандов системы 2-фенилпиридина 3a [24] (Схема 1).

Так, (+)-пинокарвон (+)-2, полученный окислением (–)--пинена при помощи синглетного кислорода ([25, 26]), на ключевой стадии реагирует по реакции Крёнке [27] с фенацилпиридинийбромидом, давая 2-фенилпиридин 3a. Последний окислялся в N-оксид при помощи надуксусной кислоты, после чего проводилась перегруппировка Боекелхайде действием ангидрида изобутановой кислоты, давая смесь диастереомерных сложных эфиров 4 и 5 (4:5=65:35) [28]. Сложный эфир выделяли при помощи перекристаллизации из гексана, изомер 5 очищали при помощи колоночной хроматографии (силикагель, гексан-этилацетат 10:1). Спирты и 7 получались при гидролизе соответственно изомерных сложных эфиров 4 и 5, а при окислении хромовой кислотой превращались в кетон 8.

Впоследствии был получен другой ряд N,O-лигандов на основе 2фенилпиридина 3a [29] (Схема 2). Фенилпиридин 3a и бипиридин 9 (см. след.

раздел) литиировались при помощи LDA по атому С8, полученные продукты вводились в реакцию с серией кетонов, давая соответственно спирты 10, 11, 12, 13, 14 и 15, 16, 17, 18, 19. В случае прохиральных кетонов образуется новый асимметрический центр. В зависимости от природы кетона может образоваться как один диастереомер (с 1-ацетонафтоном), так и оба возможных диастереомера (с ацетофеноном и 2-ацетонафтоном). В обоих случаях диастереомеры разделяли колоночной хроматографией. Конфигурация атома С`1 для пиридина 19 определена методом РСА, для остальных лигандов она определялась на основании анализа величин химических сдвигов в спектрах ЯМР 1H.

Литературный обзор (a) O2, Ac2O, Py, DMAP, мезо-тетрафенилпорфирин, 20 °С, 16 ч; (b) фенацилпиридиний бромид, ацетат аммония, HOAc, 100 °С, 20 ч; (c) (i) HOOAc, HOAc, 70 °С, 24 ч; (ii) ангидрид изобутановой кислоты, 100 °С, 8 ч; (d) NaOH, метанол-вода, кипячение 1 ч; (e) хромовая кислота, ацетон-вода, 20 °С, 7 ч.

Литературный обзор В другой работе был получен ряд N,S-лигандов 2-фенилпиридиновой серии [30] (Схема 3).

(+)-Пинокарвон (+)-2, реагируя с 1-фенацилпиридиний иодидом [31], даёт пиридин 3a с выходом 82 %. Раствор литиированного по атому С8 пиридина 3a, полученного обработкой последнего BuLi при –78 °C в течение 1 ч, а затем 1 ч при °C, вводится в реакцию с S-фенилбензолтиосульфонатом при –78 °C, давая смесь сульфидов 20:21 3:1, которая разделяется хроматографически.

Есть данные о синтезе тиолов 22 и 23 (Схема 4) [32]. Процедура аналогична синтезу производных 20 и 21 с той лишь разницей, что литиированный по С пиридин 3b обрабатывают элементарной серой. Продукты 22 и 23 в соотношении 3: разделяют колоночной флэш-хроматографией. Лиганды 22 и 23 тестировали как асимметрические катализаторы для реакции диэтилцинка с бензальдегидом, но результаты этих тестов оказались разочаровывающими. В случае тиолов 22 и 23 в ходе реакции асимметрического синтеза образуется пятичленный хелатный цикл с участием цинка, координированного с серой и азотом. С целью улучшить Литературный обзор результаты асимметрической индукции за счёт образования шестичленного хелатного цикла, авторы предложили синтез лигандов 24 и 25 (Схема 5) на основе 2фенилпиридиновой системы. Литиированное производное 3b обрабатывали ДМФ при –60 °C и получали енол 26, который восстанавливали борогидридом натрия в смесь диастереомерных спиртов 27 и 28 в соотношении 3:7. Эти диастереомеры были разделены при помощи колоночной хроматографии на длинной колонке и превращены в мезилаты 29 и 30 соответственно, которые обрабатывали пятью эквивалентами тиоацетата калия в этаноле при кипячении, получая ацетаты тиолов 31 и 32. Наконец, восстановление алюмогидридом лития ацетатов 31 и 32 приводило к метантиолам 24 и 25. После удачного синтеза первичных тиолов 24 и 25 авторы осуществили попытку синтеза тиолов с третичным заместителем на основе обсуждаемой 2-фенилпиридиновой системы 3b. Так, литиированное по С производное 3b после обработки бензофеноном давало спирт 11b в виде одного диастереомера. После первой попытки прямой замены гидроксигруппы на тиольную группу действием реагента Лоуэссона [33] из реакционной смеси был выделен только продукт дегидратации 33. Поэтому авторы ввести атом хлора на место гидроксигруппы спирта 11b другим методом. В качестве реагентов были выбраны триметилсилилхлорид/триэтиламин [34]. Однако опять из реакционной смеси был выделен лишь продукт дегидратации 33. Для того чтобы избежать нежелательного процесса дегидратации, использовали другой спирт 10b, который получался при обработке литиированного производного 3b ацетоном. Но и в этом случае попытка превратить его в хлорид привела к продукту отщепления воды 34. Далее, авторы пробовали получить целевой тиол присоединением тиоацетата к алкену 34, также были проведены эксперименты с использованием TiCl4 [35], HClO4 [36] и попытка провести реакцию литиированного по С8 пиридина 3b c адамантантионом, но ничего из этого не привело к получению желаемого тиола.

Лиганды 10b, 11b, 24, 25, 27 и 28 тестировались для асимметрического катализа в реакции присоединения диэтилцинка к бензальдегиду. Среди прочего стоит отметить, что тиопроизводные 24 и 25 (выходы соответственно 88 % и 76%, ee 51 % и 51 %) показали лучшие результаты, чем гидроксипроизводные 27 и (выходы соответственно 77 % и 83 %, ee 13 % и 28 %). Наиболее интересным фактом является то, что диастереомеры 24 и 25 (то же касается и гидроксипроизводных 27 и Литературный обзор 28), хотя и отличаются конфигурацией только атома C8, приводят к разным энантиомерам 1-фенилпропанола. То есть эти эпимеры можно назвать псевдоэнантиомерами. Как и предполагалось авторами, третичные спирты 10b и 11b показали лучшие результаты, чем первичные спирты 27 и 28.

Осуществлён синтез 8-аминозамещённых лигандов 35 и 36 [37] (Схема 6).

Кетон 8b реагирует с аминами (метиламином, циклогексиламином и бензиламином), затем следует восстановление борогидридом натрия имина без выделения последнего с образованием вторичных аминов 37a-c. Во всех случаях восстановление протекало стереоспецифично с образовыванием цис-изомера. Далее авторы решили получить оба эпимера 8-аминопинопиридина 35 и 36. Их удалось получить двумя путями. Обработка кетона 8b гидрохлоридом гидроксиламина приводила к соответствующиму оксиму 38, который восстанавливался алюмогидридом лития в смесь аминов 35 и 36 в отношении 8:2 (смесь разделяли хроматографически). Действие на кетон 8b муравьиной кислоты и формамида (реагент Лейкарта) приводило к образованию смеси неделимых хроматографически Литературный обзор диастереомерных формамидов 39, гидролиз которой давал смесь аминов 35 и 36 в отношении 2:8, но с низкими выходами на последней стадии (7 % и 27 %, соответственно). Хотя этот метод неудобен для получения первичных аминов, его можно использовать для получения транс-N-метиламина 40, который недоступен по реакции восстановительного аминирования. Так, восстановление алюмогидридом лития формилпроизводного 39 приводит к вторичному амину 40 наряду с его эпимером 41a в соотношении 65:35, которое отлично от того, которое получено для 35 и 36 при гидролизе формилпроизводного 39. По мнению авторов, это может быть вызвано равновесием таутомерных форм енолов 39a-c, возникающих в основных условиях восстановления алюмогидрида лития. Был разработан третий путь синтеза аминов 35 и 36. Так, гидроксипроизводное 6b, доступное из пинопиридина 3b, превращалось в соответствующий мезилат 42, который обрабатывали азидом натрия в ДМФ. Реакцию проводили 24 ч при 90 °C [38] и обнаружили наряду с азидом его эпимер 44 в соотношении 85:15, соответственно (суммарный выход 32 %).

Образование карбокатиона могло бы объяснить стереохимический результат нуклеофильного замещения, а также низкий выход, поскольку в случае классического SN2-процесса следует ожидать образование только продукта 43.

Восстановление хроматографически неразделимой смеси азидов водородом на палладизированном угле приводило к аминам 35 и 36 в соотношении 73:27 с очень низким выходом.

Для синтеза пиридина 45 [39] был использован метод Крёнке (Схема 7). (–)Пинокарвон (–)-2 подвергался аннелированию с помощью 1-фенацилпиридинийиодида 46, полученного по реакции 2-метоксиацетофенона с иодом в пиридине.

Полученное метоксипроизводное 47 деметилировали в фенол 48, из которого был получен трифлат 49. Далее, обработка трифлата 49 дифенилфосфином в ДМФ привела к целевому фосфину 45. Среди побочных продуктов был найден соответствующий N-оксид. Метоксифенилпиридин 47 был превращен в анион и алкилирован галогенидами, после замены метоксигруппы на гидроксил были получены производные 50 [40].

Литературный обзор Литературный обзор 2-метоксиацетофенон (a) I2, Py; (b) ( )-2, AcOH, AcONH4, 120 °C; (c) BBr3, DCM; (d) (CF3SO2O)2O, Py, DCM; (e) HPPh2, 10% мол. NiCl2(dppe), DABCO, DMF, 100 °C; (f) LDA, THF, 1 ч при 78 °C; 1 ч при 0 °C;

затем iPrI или BuBr или PhCH2Br, THF, 78 °C, затем rt; (g) Py·HCl, 200 °C 14 ч.

Метод синтеза пиридинов по Крёнке был использован для ряда других,ненасыщенных кетонов (Схема 8) [39]. Так, соединения 51 и 52, получаемые из (–)изопинокамфеола [41] и (–)--пинена (см. Схему 9), образуют соответственно превращаются в трифлаты 57 и 58. В ходе кросс-сочетания дифенилфосфина с последними образуются фосфины 59 и 60. Лиганды 45, 59 и 60 были испытаны в реакции асимметрического палладий-катализируемого аллильного замещения, для пиридина 60 величина энантиомерного избытка достигала 71 % [39].

Разработан синтез N,P-лиганда 2-фенилпиридиновой серии 61 (Схема 9) [42].

Так, (+)-нопинон 62, полученный из (–)--пинена 63 по реакции окислительного формальдегидом приводила к ненасыщенному кетону 52, который вводился в реакцию Крёнке с солью пиридиния 65, давая фторфенилпиридин 67. Обработка последнего дифенилфосфидом калия приводила к фосфину 61.

Литературный обзор 66% (a) кат. OsO4, Me3NO, Py, NaIO4, tBuOH-H2O, rt, 30 мин., затем кипячение 2 ч; (b) HCO2Et, MeONa, толуол, rt, 10 ч; (с) 37% CH2O, в H2O, Na2CO3, эфир, rt, 2 ч; (d) I2, Py, 100 °C, 2 ч;

(e) AcONH4, AcOH, 90 °C, 3 ч; (f ) Ph2PH, tBuOK, 18-краун-6, THF, rt, 48 ч.

Литературный обзор 2.2.2 Хинолины На основе конденсации Фридлендера был синтезирован ряд N,P-лигандов типа 68 [43] (Схема 10). Так, 2-амино-3-фторобензальдегид 69, полученный при гидролизе трет-бутилоксикарбонильного производного 70 [44], подвергался конденсации Фридлендера с (+)-нопиноном (+)-62, давая 5-фтортетрагидроакридин 71 с выходом 9 %. Очень низкий выход, возможно, обусловлен самоконденсацией оаминоарилальдегида. Был предложен метод, позволяющий избежать выделения оаминоарилальдегида. Таким образом, N-Boc альдегид 70 вводился в реакцию с кетоном (+)-62 при перемешивании в диоксане с трет-бутилатом калия при комнатной температуре в течение 2 ч с последующем добавлением водного раствора 3N HCl. Нагревание смеси при кипячении в течение 2 ч привело к продукту 71 c выходом 88 %. Наконец, обработка арилфторида 71 дифенилфосфидом лития привела к дифенилфосфиноакридину 68 с хорошим выходом (82 %).

CHO CHO

(a) tBuLi, 78 до 50 °C, 3 ч, затем DMF, 78 °C до rt; (b) HCl (3 N), диоксан, 60 °C, 1 ч;

(c) (+)-62, карбитол, KOH в MeOH насыщ., 9%; (d) (+)-62, tBuOK, диоксан, rt, 2 ч, затем N HCl, кипячение, 2 ч, 88%; (e) LiPPh2, THF, 10 °C, 0,5 ч, затем 60 °C, 2 ч.

2.2.3 2-Замещенные пиридины (кроме фенил- и пиридилзамещённых) Осуществлён синтез 2-тиенилпиридина 72 по реакции Крёнке пиридиниевой соли 74 с,-непредельным кетоном 52 (Схема 11) [45].

Литературный обзор Разработан синтез трис(пиридилпиразолил)гидробората 75 (Схема 12) [46].

Одна карбонильная группа 1-бромбутандиона-2,3 77 переводится в оксимную, и полученный кетоксим 78 превращается в соль Крёнке 79. Пиридиниевая соль вступает в реакцию с ()-миртеналем 80, что после дезоксиминирования приводит к ацетилпиридину (8182). Затем ацетильную группу превращают в пиразольную, которая, в свою очередь замещает водород в боратном ионе с образованием соли 75.

(a) Br2, 0 °C; (b) NH2OH·HCl, H2O, Na2CO3, 0 °C; (c) Py, Et2O rt (d) ( )-миртеналь 80, NH4OAc, DMF, 80 °C;

(e) водн. HCl, кипячение; (f ) DMF–диметилацеталь, кипячение 6 ч; (g) гидразин гидрат, EtOH, 60 °C, 30 минут; (h) KBH4, 4-метиланизол, кипячение, 24 ч.

Литературный обзор Разработан синтез пиразиновых производных 85-88 (Схема 13) [47]. 2,5Диацетилпиразин 89, полученый по радикальному ацетилированию пиразина 90, превращали в дипиридиниевую соль 91, которую вводили в реакцию Крёнке с двумя эквивалентами непредельного карбонильного соединения с образованием пиразинов 85 и 86.

(a) tBuOOH, CH3COH, H2SO4, FeSO4; (b) I2, Py; (c) NH4OAc, HOAc, Ac2O, 5 ч кипячение; (d) NH4OAc, формамид, 60 °C ночь; (e) [H2C=N+Me2]Cl; (f ) NH4OAc, формамид 15 ч 60 °C, 5 ч 80 °C; (g) NH4OAc, MeOH, 20 ч 80 °C..

Литературный обзор реакции Манниха из диацетилпиридина 83) и пиридиниевые соли 93 и 94, уже содержащие фрагмент пинопиридина. Это удачный пример того, как группе фон Зелевского удаётся избегать реакции сочетания (Стилле, Сузуки, никелькатализируемое сочетание) на конечных стадиях синтеза, поскольку эти реакции, как будет видно из следующего обсуждения, часто протекают с низкими выходами, что приводит к большому риску при осуществлении синтетической схемы в целом (рискованные стадии предпочтительно осуществлять в середине или начале многостадийной цепочки).

Получены производные тетрапиридилпиразинового типа (R)-4,5-PTPPZ 95 и (R)-5,6-PTPPZ 96 (Схема 14) [48].

(a) Br2; (b) Py; (c) ( )-80, NH4OAc, HOAc, 120 °C, ночь; (c) HNO3, NH4VO3; кипячение; (d) EtOH, H2SO4;

(f) LiAlH4, THF 78 °C; (g) NaCN, Py, 100 °C, 0.5 ч; (h) NH4OAc 180 °C 1 ч без растворителя.

Литературный обзор Интересно отметить, что в реакцию Крёнке вовлекалась пиридиниевая соль 99, где фурановый заместитель в дальнейшем выступал в качестве защищенной альдегидной функции. Однако её снятие проходило в довольно жестких условиях (HNO3, NH4VO3, кипячение, выход 56%). Эфир 102 восстанавливали в альдегид 103, который при бензоиновой конденсации приводил к пиридоину 104. Последний при нагревании с ацетатом аммония без растворителя образовывал тетрапиридилпиразин 95. Аналогично, когда вместо ()-миртеналя 80 на стадии реакции Крёнке использовали ()-пинокарвон ()-2, то в качестве конечного продукта получали лиганд 96.

2.3 Молекулы, содержащие фрагмент 2,2’бипиридина 2.3.1 2,2`-Бипиридины На рисунке 1 показана нумерация атомов в замещённом 2,2’-бипиридине. Один нопинановый фрагмент может занимать положения 5 и 6 (два варианта), положения 4 и 5 (два варианта), положения 3 и 4 (два варианта).

Литературный обзор Производные веществ 105 и 106 являются 4,5-пинобипиридинами, а вещества 107 и 108 – 5,6-пинобипиридинами.

Одной из первых работ был синтез 4,5-пинобипиридина 112, 5,6пинобипиридина 9 [49], [2] и позже 5,6-пинобипиридина 115 [50] (Схема 15).

(a) I2, пиридин; (b) 109, NH4OAc, HCONH2, 100 °C, 12 ч; (c) 43, AcOH, AcONH4, 100 °C, 3 ч; (d) (+)-2, NH4OAc, HCONH2, 70 °C, 6 ч.

Эти вещества получают по реакции Крёнке,-непредельного карбонильного соединения ((–)-80, (+)-2 и 43) с 2-ацетилпиридинпиридинийиодидом 111. По аналогичной схеме из пиридиниевой соли 118 и пинокарвона (+)-2 получен бипиридин 119 (Cхема 16), который использовался в реакции Нозаки-Хияма-Киши в качестве хирального катализатора [51].

Молекулы бипиридинов 112 и 9 интересны тем, что легко могут быть превращены в ряд замещённых по пинановому фрагменту бипиридиновых производных. Протон в -метиленовой группе лигандов 112 и 9 может легко Литературный обзор стереоспецифично (заместитель присоединяется транс по отношению к диметилметиленовому мосту, см. схему 2) претерпевать реакции присоединения.

Молекулы бипиридинов 112 и 9 интересны тем, что легко могут быть превращены в ряд замещённых по пинановому фрагменту бипиридиновых производных. Протон в -метиленовой группе лигандов 112 и 9 может легко стереоспецифично (заместитель присоединяется транс по отношению к диметилметиленовому мосту, см. схему 2) претерпевать реакции присоединения.

Так, исходя из бипиридина 112, был получен ряд производных 120, 121, 122 и [52, 53, 54] (Схема 17), а из бипиридина 9 замещённые производные 124 и 125 [55, 56] (Схема 18). Такие вещества получили аббревиатуру CHIRAGEN-лиганды (chirality generating). Они нашли применение в координационной химии при стереоселективной (по металлоцентру) самосборке трёх- и шестиядерных спиралевидных супрамолекулярных ансамблей [56, 57, 58, 59, 19, 18, 60]. В случае лиганда 125 с п-ксилиленовым мостом получена также мезоформа, а для рацемата при координации с Cu(I) отмечен феномен хирального самораспознавания [61].

Показана возможность варьирования заместителей в пиридиновом кольце, у которого нет конденсированного пинанового фрагмента (Схема 19) [62]. При ацетилпиридинов 128 a-d и соответствующих,-ненасыщенных карбонильных соединений (см. Схему 15), получены бипиридины 126 a,b,d и 127 a-d.

Литературный обзор при 40 °C, затем SiMe2Cl2, THF; (d) LDA, THF 40 °C Литературный обзор Превращениями, аналогичными изложенным на Схемах 17 и 18, получены замещённые тетрадентатные лиганды 129 a-c, 130 a-c, а из 2-N,N-диметиламино-2метилбутанона 132 синтезирован лиганд 131.

В случае, когда в реакцию Крёнке вводится цианометилпиридинийиодид (Схема 20), получается аминопиридин 134, который по реакции типа Зандмайера превращается в бромпиридин 135. Наконец, сочетание, катализируемое Ni(0), приводит к бипиридину 136, который в анионной форме окисляется иодом с образованием бис-бипиридина 137 [52].

Группой фон Зелевского осуществлён синтез C1-симметричного бипиридина, где пинановый фрагмен конденсирован лишь с одним пиридиновым фрагментом, а 6’-положение другого пиридинового кольца занято фенильной группой (Схема 21) [63]. 2-Ацетил-6-фенилпиридин 138 был получен по реакции монолитиевой соли из Литературный обзор 2,6-дибромпиридина 139 с диметилацетамидом и последующим кросс-сочетанием монобромпроизводного 140 с фенилбороновой кислотой. Образование соли Крёнке из 2-ацетил-6-фенилпиридина 141 проходило почти количественно. Реакция аннелирования приводила к целевому бипиридину 142, который алкилировался в присутствие LDA с образованием этилзамещённого производного 143.

Кроме реакции Крёнке и метода Фридлендера (см. раздел Хинолины) для синтеза пинопиридинов опробирован другой метод (Схема 22) [64]. В этом случае хинолилпиридин 144 получен при сопряжённом присоединении литиевого енолята 2-ацетилхинолина 145, за которым следует внутримолекулярная циклизация 1,5дикарбонильного интермедиата в присутствие ацетата аммония и уксусной кислоты.

Алкилирование полученного вещества бутил- или бензилиодидом приводит к замещённым хинолилпиридинам 146 и 147.

Литературный обзор (a) LDA, THF, 78 °C, 2 h; затем ( )-2 от 78 °C медленно до комнатной температуры; (b) AcOH, NH4OAc, THF, кипячение, 2 ч; (c) LDA, THF, 40 °C, 2 ч; затем CH3(CH2)2CH2I или (d) C6H5CH2I.

Еще один метод, не изложенный здесь ранее, положен в основу синтеза С2симметричного лиганда 148 (Схема 23) [65]. Согласно этому методу, (–)--пинен окисляют до (+)-нопинона 62, который затем превращают в оксим 149.

Восстановление последнего железной пылью в присутствии уксусного ангидрида приводит к енамиду 150, который в условиях реакции Вильсмайера-Хаака превращается в хлорпиридин 151. Стехиометрическое Ni(0)-катализируемое Литературный обзор сочетание хлорпиридина приводит к смеси продукта восстановления (формально замещение атома хлора на атом водорода) (выход 32%) и целевого бипиридина (выход 50%).

Синтез С2-симметричного бипиридина 152 авторы провели, используя метод Крёнке для аннелирования нопинананового фрагмента. Так, по реакции (+)пинокарвона 2 с амидом 153 получали гидроксипиридин 154, который вводили в реакцию с пятихлористым фосфором с образованием хлорпиридина 155. На финальной стадии также использовалось Ni(0)-катализируемое сочетание, приводя к бипиридину 152 (Схема 24) [50]. Другими авторами получены продукты моно- и диалкилирования 156 при различных количествах LDA и галогенида [63, 66].

Все перечисленные варианты синтеза C2-симметричных бипиридинов основаны на стратегии сочетания 2-галогензамещённых бипиридинов. Группа Челуччи представила стратегию, основанную на последовательном конструировании пиридиновых колец (Схема 25) [67]. Сопряжённое присоединение литиевого енолята бензилированного кетона 157 к метиленнопинону 43, за которым следует внутримолекулярная конденсация невыделяемого 1,5-дикарбонильного соединения в присутствии ацетата аммония, приводит пиридину 158. Снятие защиты и окисление по Сверну приводит к ацетилпиридину 160. Далее, повторяя первую стадию сопряжённого присоединения, получают целевой продукт 148.

Литературный обзор Альтернативный (третий!) путь синтеза бипиридина 144 в рамках стратегии, избегающей стадию сочетания галогензамещенных пиридинов, предложен группой фон Зелевского (Схема 26) [68]. Пиридиниевая соль 79 вводится в реакцию Крёнке с метиленнопиноном 43, приводя к оксиму 161. Гидролиз оксима приводит к Литературный обзор ацетилпиридину 160, который после иодирования в пиридине образует пиридиниевую соль 162, которая опять вводится в реакцию Крёнке с образованием бипиридина 148.

Предложен метод модификации 5,6-пинобипиридинов (+)-9 и (+)-152, основанный на их селективном окислении перманганатом калия в трет-бутаноле. В случае бипиридина (+)-9 образуется кетон 163, а из С2-симметричного производного – смесь монокетона 165 и дикетона 166, соответственно (24% : 33%). Показано, что кетоны могут быть стереоселективно восстановлены, а также стереоселективно вступают в реакцию Гриньяра с образованием производных 164, 167, 168 (Схема 27) [69].

Синтезирована группа спироциклических боратов 169 (Схема 28) [70].

Аллилирование Барбье-типа кетона 163 стереоселективно приводило к гомоаллильному спирту 170. Озонолиз, за которым следовало восстановительное аминирование альдегида 171 аминоспиртами 172 и 173 с использованием Литературный обзор борогидрида натрия в уксусной кислоте, приводили к спироциклическим боратам 169, которые превращались в спирты 174 и 175, не содержащие бора.

(a) KMnO4, tBuOH, 75–80 °C 24 ч; (b) LiAlH4, THF; (c) RMgI, Et2O, rt, 1 ч.

С точки зрения получения лигандов, предопределяющих абсолютную конфигурацию металлоцентра в гексадентатном окружении, интересен синтез C3симметричных лигандов, имеющих три бипиридиновых фрагмента. Развивая идею CHIRAGEN-лигандов, получено бипиридиновое производное 176, в котором три пинопиридиновых фрагмента соединены мезитиленовой группой (Схема 29) [71, 72].

Однако этот лиганд не давал моноядерных октаэдрических комплексов, возможно, в силу пространственных затруднений. Авторы получили лиганд 177, в котором этиленгликолевыми вставками. С ионами Ru(II) и Fe(II) стереоселективно получены заключается в следующем [71]. Бипиридин 112 депротонируется регио- и Литературный обзор группу снимают после обработки кислотой и получают спирт 179. Целевой лиганд 177 образуется по реакции триброммезитилена 180 с тремя бипиридиновыми молекулами 178. Альтернативный конвергентный вариант синтеза лиганда 177, предложенный той же группой, состоит в алкилировании заранее приготовленным иодпроизводным 184 бипиридина 112 [72].

Разработка возможности введения заместителей в пиридильный заместитель в остове бипиридина ()-9 (Схема 19), а именно, синтез бромпроизводного 127d, Литературный обзор подтолкнула авторов к использованию методологии кросс-сочетания Сузуки для синтеза новых молекул пинопиридинового типа (Схема 30) [73].

(a) LDA, THF, 40 °C, затем I(CH2)2O(CH2)2OTHP, THF, 40 °C; (b) HCl, EtOH, кипячение; (c) 161, NaH, THF, rt (d) LDA, THF, 20 °C до rt, затем 168; (e) HO(CH2)2O(CH2)2OTHP, THF, NaOH, 60 °C; (f ) MsCl, NEt3, DCM, 0 °C; (g) NaI, CH3CN, кипячение.

С использованием бороновых кислот 185, 186, 187 и эфиров бороновых кислот 188 и 189 получены бис-бипиридины 190 – 193. Интересно, что и для бороновой кислоты 187, и для её эфира 189 выходы одинаковые (30%).

Лиганд 193 нашёл применение в стереоселективном синтезе комплексов типа двойной спирали [74].

Литературный обзор (a) Pd(PPh3)4, Na2CO3, толуол-этанол-вода, атмосфера аргона 100 °C.

Литературный обзор Как показано на Рисунке 2, возможно образование двух диастереомерных комплексов, однако установлено, что в случае с Cu(I) преоблагает комплекс с Mконфигурацией (70:30), а в случае Ag(I) стереоселективность образования Mдвойной спирали ещё выше (>95:5). На Рисунке 3 показано строение коплекса лиганда 193 с Ag(I) по данным РСА, имеющего форму M-двойной спирали.

Рисунок 3. Структура M-спирали комплекса 193 с Ag(I) по данным РСА Несколько ранее этой же группой показана возможность синтеза структур типа трилистного узла на основе лиганда 193 [75]. Бис-бипиридин 193 был алкилирован иодидом 194 (Схема 31).

(a) NaOH, THF, аллил бромид; (b) MsCl, NEt3, CH2Cl2, 5 °C; (c) NaI, кипячение, ацетон; (d) LDA, THF, 40 °C, 179.

Литературный обзор На Схеме 32 показан принцип построения трилистного узла на основе молекулы 195. Молекулярная нить 195 включает два бипиридиновых фрагмента.

Красными точками изображены ионы меди(II). В ходе комплексообразования образуется только спираль 196M (выход >95% по данным 1H-ЯМР). Дальнейший синтез (Схема 33) заключается в метатезисе с образованием узловой системы, так что с выходом 73% образется смесь EE, EZ и ZZ-изомеров по вновь образованной углерод-углеродной связи. Каталитическое гидрирование (Pd/C (20%), H2 (3 атм), ч) приводит к комплексу 197 без алкеновых кратных связей, обработка которого избытком цианида натрия (ацетонитрил-дихлорометан 1:1, 12 ч, количественный выход) приводит к деметаллированному трилистному узлу 198 в виде бесцветного масла, которое может быть легко реметаллировано (секунды).

Литературный обзор 2.3.2 1,10-Фенантролины С2-симметричный лиганд 199 был получен методом, основанном на присоединении по Михаэлю литиевого енолята кетона 200 к сопряженному кетону 43, за которым следует аза-аннелирование, что приводит к хинолину 201. [76] (Схема 34). Снятие бензильной защиты, окисление по Сверну и присоединение енолята, полученного из пиридина 203, к кетону 43 приводит к веществу 204, дегидрированием которого получается целевой продукт 199.

Литературный обзор Когда в реакцию аза-аннелирования вводился ()-пинокарвон ()-2, то по аналогичной схеме удалось синтезировать С2-симметричный лиганд 205 (Схема 35) [41].

Таким образом, в данном обзоре рассмотрены примеры получения различных лигандов, содержащих фрагмент циклического монотерпена и конденсированного пиридина, с разным количеством этих фрагментов и разным их относительным расположением. В основе всех этих подходов лежат четыре реакции построения пиридинового ядра, а именно:

2. конденсация Фридлендера;

3. присоединение литиевого енолята к,-ненасыщенному кетону с последующей внутримолекулярной конденсацией;

4. реакция Вильсмайера-Хаака для N-ацетиленаминов Рассмотрены некоторые стереохимические аспекты, показаны трудности, с которыми сталкивались авторы в ходе синтетической работы.

В данном обзоре также показаны возможности использования структурного фрагмента нопинан-аннелированного пиридина в супрамолекулярной химии, а также приведены некоторые результаты использования их в асимметрическом катализе.

3. Разработка методов синтеза и изучение некоторых превращений нопинананнелированных пиридинов (ОБСУЖДЕНИЕ

РЕЗУЛЬТАТОВ)

Как видно из Литературного обзора, несмотря на разнообразие синтезированных пинопиридиновых производных, во всех рассмотренных работах использовался ограниченный набор подходов построения пиридинового ядра целевых продуктов. На Схеме 36 суммированы эти методы построения системы нопинан-аннелированных пиридинов. Первый метод основан на реакции Михаэля при действии сильного основания (диизопропиламида лития) с последующей внутримолекулярной циклизацией, второй – на реакции Крёнке (подробно рассмотрены в литературном обзоре).

Третий метод разработанная в Лаборатории терпеновых соединений НИОХ СО РАН реакция присоединения СН-активированного карбонильного соединения к Обсуждение результатов оксиму пинокарвона 206. Синтез соединения 207 впервые осуществлён исходя из доступного (–)--пинена [77] (Схема 37). Методы, показанные на Схеме 36, обладают ограничениями. В первом случае использование LDA сопряжено со сложной техникой эксперимента, также этим способом синтезировано лишь небольшое число пиридинов. Для второго метода характерна более простая экспериментальная процедура, но ограничен круг пиридиниевых солей, которые можно получить и ввести в реакцию (в основном, из ацетилароматических кетонов).

В третьем методе использованы только СН-активированные карбонильные соединения, и нет возможности прямого синтеза пиридинов без этих активирующих групп. Также во всех трёх методах выходы сильно варьируют: наибольший (60-80%) в реакции Крёнке фенацилпиридинийбромида и пинокарвона, однако уже при появлении метоксизаместителя в ароматическом кольце выход составлял 44%.

Вместе с тем, отличительной особенностью метода 3 является использование азотсодержащего субстрата – оксима пинокарвона, что избавляет от необходимости применять в реакции дополнительные реагенты как источники атома азота, Обсуждение результатов поскольку в ходе превращения оксимный атом азота субстрата превращается в пиридиновый азот целевого соединения.

Оксим пинокарвона – одно из самых доступных производных пинанового ряда и, без сомнения, самое доступное азотсодержащее производное -пинена. Ранее показана возможность получения как (E)-оксима пинокарвона 208, так и (Z)-оксима пинокарвона, отличающихся конфигурацией двойной связи C=N [78]. В нашей работе мы использовали (E)-оксима пинокарвона 208 как более легко получаемый и в дальнейшем описании под словами «оксим пинокарвона» подразумевается (Е)изомер. Иногда (Z)-изомер 209 удавалось наблюдать как примесь к (E)-изомеру 208.

Учитывая большое значение нопинан-аннелированных пиридинов как реагентов различного назначения, представляется весьма перспективной разработка новых вариантов построения нопинан-аннелированных пиридинов с использованием оксима пинокарвона как исходного соединения.

3.1 Синтез нопинан-аннелированных 3.1.1 Подбор условий конденсации Для синтеза нопинан-аннелированных пиридинов мы исследовали реакцию оксима пинокарвона с различными енаминами в присутствии кислоты Льюиса.

Подобную реакцию ранее использовали для синтеза пиридинов с более простыми заместителями (катализатор: гидрохлорид пиперидина, температура 200 С) [82].

Превращение карбонильных соединений в енамины является широко используемым методом СН-активации [83, 84, 85]. Таким способом енамины 210-216 в реакции с оксимом пинокарвона 206 превращаются в замещенные пиридины 217-224 (Схема Обсуждение результатов 38). Показано, что реакцию образования пинопиридинов катализируют различные кислоты Льюиса (FeCl3·6H2O, AlCl3, BF3·OEt2, CuCl2·2H2O), а без катализаторов реакция не идёт. Мы протестировали различные растворители (бензол, толуол, пксилол, пиридин, морфолин, DMF), однако оказалось, что лучшие выходы получены без растворителя. Среди прочих катализаторов FeCl3·6H2O показал наилучшие результаты. Хотя безводный FeCl3 тоже катализирует реакцию, но выход был меньше. Реакция проводилась при нагревании 110-130 С в течение 10-30 минут.

Выходы замещённых пиридинов составляют 20-25% и не сильно зависят от природы енамина. Это можно объяснить тем, что в условиях реакции: а) ограничена стабильность исходного оксима пинокарвона; б) целевые нопинан-аннелированные пиридины могут претерпевать дальнейшие превращения. Так, в случае енамина получен продукт дальнейшей конденсации 223. Для случая этого енамина протестированы различные катализаторы, причём только хлорид железа (III) шестиводный приводит к С2-симметричному продукту. Сульфат железа (II) семиводный, хлорид хрома (III) шестиводный приводят лишь к продукту 224.

Хлорид индия (III) трёхводный в случае 5 % мол. (к оксиму) не приводил к заметной конверсии в течение часа, при использовании 50 % мол. образовывалась сложная смесь продуктов. Менее активный катализатор CuCl2·2H2O позволяет получить продукт первичной конденсации 224 с выходом 10%. На примере енамина проводили сравнение обычного метода нагрева и микроволнового, и в случае последнего наблюдались лучшие результаты. Однако на примере енамина преимущества микроволнового нагрева были незначительны, и для наработки продукта 223 по приведённой методике необязательно использовать микроволновый нагрев.

3.1.2 Строение нопинан-аннелированных пиридинов Для известных соединений 217, 218, 223, 224 данные спектров ЯМР совпадали с литературными. Строение соединений 219-222 установлено из анализа Обсуждение результатов молекулярных спектров (ИК-спектроскопии, масс-спектрометрии высокого разрешения, УФ-спектроскопии, спектроскопии ЯМР 13С и 1Н).

Обсуждение результатов В спектре ЯМР 1Н соединения 219 наблюдался характерный набор сигналов пинанового фрагмента, дублет дублетов J = 0.7, J = 0.7 Гц при 2.26 м.д.

соответствовал протонам метильной группы Н12 (4J H-С12-С3-С2-Н и 4J H-С12-С3-С4-Н).

Дублет мультиплетов при 7.07 м.д. (4J H-С4-С3-С2-Н = 2.1 Гц W1/2 = 2.4 Гц) и дублет квартетов (4J H-С2-С3-С4-Н = 2.1 Гц и 4J H-С2-С3-С12-Н = 0.7 Гц) при 8.15 м.д.

соответствуют протонам Н4 и Н2, что возможно только для 1,3-расположения протонов ароматической системе и исключает альтернативный изомер. В спектре ЯМР С соединения 219 наблюдаются сигналы атомов углерода пинанового и пиридинового фрагментов, а также сигнал при 17.99 м.д. атома углерода метильной группы С(12).

В спектре ЯМР 1Н соединения 220 наблюдался характерный набор сигналов пинанового фрагмента, а также сигналы конденсированного 3,3диметилциклогексанона: сигнал при 2.94 м.д. в виде АВ-системы соответствует метиленовой группе Н5, синглетный сигнал при 2.46 м.д. соответствует метиленовой группе Н7; cинглеты при 1.05 и 1.07 м.д. соответствуют метильным группам Н14 и Н15. При 7.71 м.д. наблюдался синглетный сигнал пиридинового протона Н9. В спектре ЯМР 13С соединения 220 наблюдаются сигналы атомов углерода пинанового и пиридинового фрагментов, сигнал атома углерода кетогруппы С(8) при 198.26 м.д., сигналы атомов углерода метиленовых фрагментов С(5) и С(7) при 46.09 и 51. м.д., сигналы метильных групп С(14) и С(15) при 28.40 и 27.99 м.д., сигнал С(6) при 33.00 м.д.

В спектре ЯМР С соединения 220 в режиме монорезонанса мультиплетность сигналов С(5) и С(7) одинаковая: т.кв.кв.т (J = 128, J = 4, J = 4, J = 4 Гц). Такое расщепление возникает для сигнала атома С(7) за счет двух собственных атомов водорода (1J С7-Н7), трёх атомов водорода каждой из метильных групп (3J С7-С-С-Н14 и J С7-С-С-Н15), двух атомов водорода метиленовой группы (3J С7-С-С-Н5); для сигнала атома С(5) – за счет двух собственных атомов водорода (1J С5-Н5), трёх атомов водорода каждой из метильных групп (3J С5-С-С-Н14 и 3J С7-С-С-Н15), двух атомов Обсуждение результатов водорода метиленовой группы (3J С5-С-С-Н7). Сигнал С(8) представляет собой дублет триплетов (J = 3, J = 6 Гц). Такое расщепление возникает за счёт атомов водорода пиридинового кольца (3J С8-С-С-Н9) и двух атомов водорода метиленовой группы (2J С8-С-Н7). В случае альтернативной структуры 220а для сигналов С(8) и С(6) следовало бы ожидать различную мультиплетность. Для сигнала атома углерода С(5) следовало бы ожидать другую мультиплетность (триплет).

В спектре ЯМР 1Н соединения 221 наблюдается характерный набор сигналов пинанового фрагмента, синглет при 2.65 м.д. соответствует метильной группе H12, синглет при 7.32 м.д. соответствует пиридиновому протону Н4. В спектре ЯМР С соединения 221 наблюдаются сигналы атомов углерода пинанового и пиридинового фрагментов, сигнал атома углерода С(13) нитрильной группы при 117.41 м.д., сигнал атома углерода метильной группы С(12) при 23.00 м.д. В спектре ЯМР С соединения 221 в режиме монорезонанса сигнал атома углерода С(13) наблюдается в виде дублета с константой ССВ J = 5 Гц. Такое расщепление атома углерода С(13) возникает за счет пиридинового протона (3J С13-С-С-Н4). В случае образования соединения 221а сигнал атома углерода цианогруппы должен наблюдаться в виде синглета (4J 1 Гц).

В спектре ЯМР 1Н соединения 222 наблюдается характерный набор сигналов пинанового фрагмента, мультиплет при 2.16 м.д. соответствует метиленовой группе Н6, мультиплет при 2.61 м.д. метиленовой группе Н7, мультиплет при 3.06 м.д.

метиленовой группе Н5. В спектре ЯМР 13С соединения 222 наблюдаются сигналы Обсуждение результатов атомов углерода пинанового и пиридинового фрагментов, сигнал атома углерода С(8) карбонильной группы при 197.41 м.д., сигнал атома углерода С(6) при 22. м.д., сигнал атома углерода С(5) при 32.24 м.д., сигнал атома углерода С(7) при 38. м.д.

Таким образом, анализ структуры соединений 219-222 однозначно доказывает топологию сборки пиридинового ядра, в результате которой -атом енаминового фрагмента становится -атомом пиридинового ядра:

Для соединения 223 в группе рентгеноструктурного анализа НИОХ СО РАН получены данные его кристаллической структуры, которые подтвердили наши выводы о строении, полученные из анализа молекулярных спектров (Рисунок 4).

Рисунок 4. Строение бипиридина 223 по данным РСА Препаративные методы синтеза соединений 217, 218, 223, 224, предложенные нами, имеют преимущества по сравнению с известными в литературе. Данные сравнения приведены в Таблице 1.

Обсуждение результатов 3.2 Изучение некоторых превращений нопинан-аннелированных пиридинов В рамках разработки подходов к синтезу лигандов с возможностью дальнейшего получения комплексных соединений на основе нопинананнелированых пиридинов мы исследовали возможность модификации этих соединений в направлении введения дополнительных гетероатомов с образованием хелатирующих лигандов. Именно такие лиганды хорошо зарекомендовали себя в асимметрическом катализе и координационной химии (см., например, [32]). Таким образом, была поставлена задача введения гетероатом-содержащих функциональных групп в положения, соседние к пиридиновому кольцу и одновременно ближайшие к атому азота. Мы выбрали в качестве модельного соединения наиболее доступный нопинан-аннелированный пиридин пиридин 207:

Обсуждение результатов Ранее в Лаборатории терпеновых соединений было показаноii, что соединение 207 может быть окислено в кетон 225, который далее может быть селективно бромирован по метильной группе при действии N-бромсукцинимида (Схема 39).

Мы повторили синтез соединений 207, 225 и 226 из (–)--пинена и наработали синтетических исследований.

3.2.1 Реакция Манниха Мы обнаружили, что пинопиридин 207 вступает в реакцию Манниха в условиях микроволнового облучения, давая продукты 227 (выход 37 %) и 228 (выход 33 %), которые удалось разделить колоночной хроматографией (Схема 40) [87].

Неопубликованные данные, полученные к.х.н. Колесником В.Д. (НИОХ СО РАН) Обсуждение результатов Целевой продукт 227 получается стереоселективно в виде одного диастереомера.

Строение соединения 227 установлено при помощи анализа молекулярных спектров (инфракрасной спектроскопии, масс-спектрометрии высокого разрешения, ультрафиолетовой спектроскопии), спектроскопии 13С и 1Н ядерного магнитного резонанса, CH-корреляции на ближних константах ССВ. В спектре ЯМР 13С наблюдалось увеличение числа сигналов за счет появления углеродов С18 и С19, имеющих химсдвиги 61.13 и 45.7 м.д. соответственно, а сигналы атомов углерода пинановой части, пиридинового кольца, сложноэфирной группы и метильных групп, остались почти неизменными по сравнению со спектрами исходного соединения 207. В спектре ЯМР 1Н наблюдалось появление сигналов синглета на 2.34 м.д., соответствующего метильной группе при атоме азота, мультиплета на 2.54 м.д. и дублета на 2.95 с константой J = 12 Гц, соответствующих двум протонам Н18, причём положение, мультиплетность и интенсивность сигнала Н17 сохранялись (2.74 м.д., с, 3Н,), что обусловливает приведенный региоспецифичекий результат реакции. Сигнал Н8 проявлялся в виде дублета триплетов с химсдвигом 3.16 м.д.

Конфигурация атома С8 продукта реакции Манниха 227 подтверждена экспериментом по наблюдению гомоядерного эффекта Оверхаузера и экспериментом с измерением величин дальних констант ССВ 13С-1H. При наблюдении эффекта Оверхаузера протон Н9, а затем протоны метильной группы Н10 последовательно облучали радиочастотой до насыщения. В случае облучения протонов метильной группы Н10 наблюдалось увеличение интенсивности сигнала протона Н8, в случае облучения протона H9 изменений в интенсивностях сигналов не было, а это возможно лишь в случае одной из конфигураций при С8, которая показана (Схема 41).

Обсуждение результатов Вторым подтверждением конфигурации при С8 являются результаты эксперимента по определению дальних констант спин-спинового взаимодействия протона Н8 со всеми атомами углерода пинановой системы. Величины этих констант были измерены для протонов -пинена ранее в работе Денисова и Ткачева [88]. Константы ССВ, полученные для исследуемого протона Н8 с атомами углерода С7 и С9, соответствуют константам ССВ в пинене для протона, расположенного в аналогичном стереохимическом окружении (константы ССВ с другими атомами углерода для этих протонов при С8 в пинене равны).

Побочный продукт 228 получается предположительно в ходе отщепления диметиламиногруппы от целевого амина 227. Строение олефина 228 подтверждено спектроскопией ЯМР 1Н по появлению характерных олефиновых сигналов Н18. О том, что соединение 228 образуется именно в ходе деструкции продукта реакции Манниха 227 свидетельствует то, что при проведении реакции при более высоких температурах (100 °С) выход целевого продукта 227 значительно уменьшается, а выход побочного олефина 228 растёт.

Обсуждение результатов После удачного проведения реакции мы решили заменить диметиламин на морфолин в качестве реагирующего амина. Однако в этом случае выход целевого амина 229 был крайне мал (10 %) (Схема 42). Это согласуется с тем, что наилучший выход для реакции Манниха получается для пары формальдегид/диметиламин [89].

Строение морфолинового производного 229 установлено из анализа молекулярных спектров (масс-спектрометрия высокого разрешения), спектроскопии ядерного магнитного резонанса и CH-корреляции на ближних константах ССВ. В спектре 13С-ЯМР наблюдалось появление сигналов атомов углерода С18, С19 и С20, имеющих химсдвиги 60.68, 67.15 и 66.83 м.д. соответственно. В спектре ЯМР 1Н наблюдалось появление характерных сигналов Н19 и Н20 в виде мультиплетов с химсдвигами 2.5 и 3.7 м.д. при сохранении интенсивности и формы сигнала протонов метильной группы Н17.

3.2.2 Бромирование Нам удалось провести реакцию бромирования конденсированного пиридина 207 при помощи N-бромсукцинимида, при этом регио- и стереоселективно образовывался продукт 230 (Схема 43). Строение соединения 230 установлено из анализа молекулярных спектров (масс-спектрометрия высокого разрешения, инфракрасная спектроскопия), а также при помощи спектроскопии 13С и 1Н ядерного магнитного резонанса. В спектре ЯМР Н Н8 проявляется в виде дублета с константой ССВ J = 3.2 Гц при 5.45 м.д., протоны метильной группы сохраняются.

Конфигурация атома С8 пока не определена.

Обсуждение результатов 3.2.3 Превращения кетона 225 [90] Вторым методом, выбранным нами для введения гетероатомов в систему пинопиридина 207, является модификация кетона 225 (Схема 44). При реакции кетона 225 с о-фенилендиамином 231 основания Шиффа 232 выделить из реакционной смеси не удавалось. Однако был получен и охарактеризован продукт со перегруппировки и окисления.

Строение продукта 233 установлено из анализа молекулярных спектров (массспектрометрия высокого разрешения), методами спектроскопии ЯМР 1H и наблюдается увеличение числа сигналов за счёт C19, C20, C21, C22, C24, C25, имеющих химсдвиги 131.2, 130.1, 131.1, 129.2, 142.7, 140.9 м.д. соответственно, сигнал углерода одной из метильных групп кетона отсутствовал, но появлялись сигналы С9 и C10 при 143.8 и 118.4 м.д. В спектре ЯМР 1Н также не наблюдалось Обсуждение результатов сигналов протонов метильных групп циклобутанового фрагмента кетона, но появлялись характерные сигналы протонов двойной связи пропиленовой группы для H10 при 5.59 и 5.27 м.д., метильная группа H11 прежнего циклобутанового фрагмента сдвигалась в слабое поле и имела химсдвиг 2.31 м.д. В области ароматических протонов присутствовали сигналы H4, H6, H19, H22 с химсдвигами при 8.90, 7.9, 8.56-8.58, 8.23-8.25 м.д. и H20, H21 при 7.86-7.89 м.д. соответственно.

дополнительные подтверждения химического строения этого вещества. Для этого мы получили монокристаллы этого вещества, а в группе РСА НИОХ СО РАН были получены даны, подтверждающие строение продукта 233. Строение молекулы по данным РСА показано на Рисунке 5.

Рисунок 5. Структура сольвата пиридофеназина 233 с метанолом по данным РСА Мы предложили механизм образования пиридофеназина 233, учитывая то, что кетон расходуется весь в течение 5 часов кипячения реакционной смеси, однако основная часть продукта образуется лишь при стоянии на воздухе (синтез проводили Обсуждение результатов с перерывом на ночь) и на стадии выделения (хроматография и перекристаллизация) при контроле по ТСХ (Схема 45). Предполагаемый механизм включает следующие стадии: образование основания Шиффа 232, катализируемое эфиратом трифторида бора, фрагментация циклобутанового фрагмента с отщеплением протона, приводящая к енамину 234, его окисление кислородом воздуха в имин 235, электроциклизация с образованием вещества 236 и его окисление, приводящее к продукту 233.

Оказалось, что соединение 233 является перспективным лигандом для координационной химии. Так, сотрудниками ИНХ СО РАН получены комплексные соединения по реакции феназина 233 с хлоридом цинка (II) (Рисунок 6) и хлоридом кадмия (II) (Рисунок 7). Для этих комплексов наблюдается люминесценция как в растворе (хлороформ), так и в твёрдой фазе. Для свободного лиганда наблюдается более слабая люминесценция.

Рисунок 6. Структура комплекса 230 с хлоридом цинка (II) по данным РСА Нам удалось провести реакции восстановительного аминирования между кетоном 225 и ароматическими аминами: о-анизидином 237 и п-анизидином 238, при этом стереоселективно образовывались амины 239 и 240 (Схема 46).

Обсуждение результатов Рисунок 7. Структура комплекса 230 с хлоридом кадмия (II) по данным РСА Обсуждение результатов Строение продуктов 239 и 240 установлено из анализа молекулярных спектров (масс-спектрометрии высокого разрешения, инфракрасной спектроскопии), а также при помощи спектроскопии ЯМР 1H и дальних константах ССВ, H-H-корреляцией. В спектрах ЯМР 13С соединений 239 и 240 сигналы всех атомов из кетонового фрагмента сохранились, но сигнал атома C изменял положение и четность, химсдвиг соответственно 60.02 и 61.50 м.д., появились сигналы одной метоксигруппы C24 при 55.38 и 55.67 м.д. и сигналы ароматического кольца C18, C19, C20, C21, C22, C23 при 138.09, 109.94, 121.13, 116.49, 109.71, 147.05 м.д. и 142.3, 114.8, 155.3, 152.7, 155.3, 114.8 м.д. В спектрах ЯМР 1Н аминов 239 и 240 появляется сигнал H8 при 4.71 и 4.59 м.д. соответственно, протоны метоксигруппы H24 при 3.83 и 3.74 м.д., протоны ароматического кольца H19, H20, H21, H22 для орто-производного 239 при 6.75, 6.83, 6.64, 6.75 и H19, H23, H20, H22 для пара-производного 240 на 6.71 и 6.76 м.д.

Конфигурация C8 во вторичных аминах 239 и 240 определялась из анализа имеющихся данных спектров ЯМР 13С для аминов 227, 239 и 240 (Схема 47). Для этого мы рассмотрели разность величин химсдвигов в спектрах ЯМР С атомов углерода С7, С9, С10, С11 во вторичном амине 239 и в третичном амине 227, где конфигурация C(8) определена. Полученные результаты мы сравнили с известными Обсуждение результатов данными по цис- и транс-вербенолам 241 и 242 соответственно [91]. На Схеме приведены значения разностей величин химсдвигов (, м.д.) атомов углерода пинановой системы для цис- и транс-вербенолов, аминов 239 и 227, аминов 240 и 227 рядом со структурными формулами цис-изомеров. Впоследствии конфигурация подтверждена данными РСА (Рисунок 8).

Рисунок 8. Установление конфигурации С8 в продуктах 239 и 3.2.4 Замещение атома брома Третьим выбранным нами методом введения гетероатомов в систему пинопиридина 207 является замещение брома в бромкетоне 226 (Схема 49). Так, были проведены реакции нуклеофильного замещения брома при действии морфолина 243 и пиперазина 244, соответственно были получены амин 245 и С2-симметричный амин 246. Строение аминов 245 и 246 установлено из анализа молекулярных спектров (масс-спектрометрия, инфракрасная спектроскопия), а также при помощи спектроскопии 13С и 1Н ядерного магнитного резонанса.

Обсуждение результатов Рисунок 9. Структура амина 239 по данным РСА В спектре ЯМР 1Н обоих производных наблюдается исчезновение AB-системы протонов Н17, характерной для бромида 226 (5 м.д.), вместо которой появляются мультиплеты с химсдвигами 3.9 и 3.8 м.д. соответственно для производных 245 и 246. Кроме того, для амина 246 появляется уширенный синглет при 2.3 м.д., характерный для пиперазиновой системы, для амина 245 – уширенные синглеты при 2.4 м.д и 3.55 м.д., характерные для протонов Н18 и Н19 морфолиновой системы соответственно. В углеродных спектрах увеличивается число сигналов атомов углерода на один для амина 246 и на два для морфолинового производного 245.

Кроме того, химсдвиг атома углерода С17 сильно смещается в область слабого поля (62.65 м.д. для амина 245 и 62.43 м.д. для амина 246) по сравнению с исходным бромидом (31.96 м.д.).

4. Экспериментальная часть 4.1 Приборы, материалы, методы Молекулярные спектры записаны в Лаборатории физических методов исследования НИОХ СО РАН, данные микроанализа получены в Лаборатории микроанализа НИОХ СО РАН, все описанные ниже синтезы выполнены Автором в Лаборатории терпеновых соединений НИОХ СО РАН.

Эксперименты с использованием микроволнового излучения проводили в реакторе «Discover System S-Class (CEM corp., USA)» с использованием ампулы на 35 мл.

4.1.1 Спектрально-аналитические исследования Микроаналитические методы Температуры плавления определены методом дифференциальной сканирующей калориметрии на приборе NETZSCH STA 409. Микроанализы получены на анализаторах «Hewlett Packard 185», «Carlo Erba 1106», и «EA-3000»

(HEKAtech GmbH).

Спектральные методы Оптическое вращение измеряли на поляриметре «PolAAr 3005». ИК-Спектры записывали на спектрофотометрах «Brucker Vector 22» и «Brucker TENSOR 27».

УФ-спектры записаны на спектрометре Agilent 8453. Масс-спектры электронного удара (ЭУ, 70 эВ) высокого разрешения получены на спектрометре «Thermoelectron положительные ионы) получены на приборе «Bruker customer micrOTOF-Q».

Спектры ЯМР регистрировали на спектрометрах высокого разрешения «Bruker AV-300» (300.13 МГц для 1Н и 75.48 МГц для МГц для 1Н и 125.758 МГц для 13С) для растворов концентрации 10-40 мг/мл при 25С. В качестве внутреннего стандарта использовали сигнал растворителя:

хлороформ-d (С = 76.90 м.д., Н = 7.24 м.д.), диметилсульфоксид-d6 (С = 39.50 м.д., Н = 2.5 м.д.). Отнесение сигналов выполнено с использованием спектров ЯМР С, Экспериментальная часть противоположная фаза для сигналов атомов с четным и нечётным числом присоединённых протонов с настройкой на константу J = 135 Гц) и по данным двумерных спектров: (1) гомоядерной С-1Н на прямых константах спин-спинового взаимодействия (J = корреляции Гц), (3) гетероядерной корреляции взаимодействия (J = 10 Гц). Величины констант спин-спинового взаимодействия 13СН получены из спектров ЯМР 13С, записанных в режиме без развязки от протонов.

4.1.2 Реактивы и материалы Все растворители (трет-бутилметиловый эфир, тетрагидрофуран, диэтиловый эфир, ацетонитрил, этилацетат, метиловый спирт, изопропиловый спирт, 95%водный этиловый спирт, пиридин, диметилсульфоксид, диметилформамид, диоксан, петролейный эфир т. кип. 40-70 С (далее везде «петролейный эфир»), бензол, толуол, п-ксилол, хлористый метилен, хлороформ, четырёххлористый углерод) использовали свежеперегнанными.

Неорганические вещества (натрий, натр едкий, натрия хлорид, натрия карбонат, натрия борогидрид, натрия сульфат безводный, калия карбонат, кальция хлорид безводный, железа (III) хлорид шестиводный, меди (II) хлорид двухводный, висмут азотнокислый основной, аммония хлорид, концентрированный 25%-ный водный раствор аммиака, концентрированную 35-38%-ную соляную кислоту, концентрированную 98%-ную серную кислоту, селена диоксид, фосфорный ангидрид квалификации «ч», «ч.д.а.», «х.ч.») использовали без дополнительной очистки.

Коммерчески доступные органические реагенты – 2,2'-Азо-бисизобутиронитрил, пиперазин, морфолин, циклогександион-1,2, циклогександион– 1,3, пропаналь (все - Fluka AG), N-бромсукцинимид, винная кислота (ГОСТ 5817-77), циклогексанон, циклопентанон, уксусная кислота, о- и п-анизидин, офенилендиамин, диметиламин 30%-ный водный раствор (все - РЕАХИМ), трифторид бора эфират (Alfa Aesar). Хлористый нитрозил изготовлен в Опытном химическом производстве НИОХ СО РАН. N-бромсукцинимид перекристаллизован Экспериментальная часть из воды. Морфолин, пропаналь, о-анизидин, циклогексанон, циклопентанон использовали свежеперегнанными. Водный раствор формалина получали растворением параформальдегида производства Fluka AG (№ 76240).

Аналитическую тонкослойную хроматографию (ТСХ) выполняли на пластинах Sorbfil (алюминиевая фольга с закреплённым слоем силикагеля и УФ-индикатором).

Для визуализации использовались следующие растворы:

а) реагент Драгендорфа (В 10 мл ледяной уксусной кислоты растворяют 0,85 г основного нитрата висмута и прибавляют 40 мл воды, к этой жидкости прибавляют раствор 8 г иодида калия в 20 мл воды), промакивание пластины в небольшой порции раствора б) раствор хлорного железа (10 г FeCl3·6H2O + 100 мл 95%-ного EtOH), опрыскивание пластины c последующим нагревом до 100-150 С в) раствор нингидрина (0.5 г нингидрина + 3 мл ледяной AcOH + 100 мл 95%ного EtOH).

Для колоночной хроматографии использовали силикагель марки «КСК»

(Россия) с размером зёрен 0.10-0.20 мм, высушенный на воздухе и активированный нагреванием при 140 С в течение 5 часов.

4.1.3 Исходные вещества в синтезах Природные монотерпеновые углеводороды В работе использовали ()--пинен с чистотой >97% (GC), т.кип. 154-156 С, d 4 0.858, n D 1.466, [ ]578 50 3 и [ ] 20 42 3, производства Fluka AG (кат. номер W290203).

(+)-Оксим пинокарвона 206 [78, 92] В круглодонную колбу ёмкостью 1 л, снабжённую магнитной мешалкой, термометром, трубкой для подачи газа и клапаном Бунзена, поместили ()--пинен (190 г., 1.4 моль) и дихлорметан (150 мл), смесь охладили до –5 С, затем при перемешивании пропускали в колбу газообразный хлористый нитрозил при Экспериментальная часть температуре реакционной смеси около –5 С. После того, как весь монотерпен прореагировал (контроль по ТСХ), остановили подачу газа и реакционную массу синего цвета перемешивали 30 мин, затем, подключив систему к вакууму водоструйного насоса, удалили избыток хлористого нитрозила (10 мин). Выпавший белый осадок нитрозохлорида пинена отфильтровали. Фильтрат упарили при комнатной температуре и пониженном давлении в вакууме водоструйного насоса до образования вязкой массы, к которой прибавили 50 мл холодного метанола.

Выпавший белый осадок нитрозохлорида отфильтровали, объединили с первой порцией, промыли на фильтре 80 мл холодного метанола и высушили в токе воздуха.

Полученные кристаллы (64 г, 0.159 моль, выход 23 %) растворили в хлороформе (300 мл), после чего при перемешивании к раствору добавили триэтиламин (150 мл) в хлороформе (100 мл) и перемешивали при комнатной температуре 6 часов (при закипании реакционной смеси её охлаждали на холодной водяной бане).

Реакционную смесь промыли 1М водной соляной кислотой (3100 мл), органическую фазу сушили безводным сульфатом натрия и концентрировали в вакууме. Продукт реакции перекристаллизовали из петролейного эфира (белые кристаллы, т.пл. 124 C (лит. т.пл. 132-134 C для образца неизвестной оптической чистоты [78]), [] 589 +14 (c 0.85, CHCl3). Выход 34 г, 0.21 моль, в расчете на -пинен 15 %.

В круглодонную колбу ёмкостью 1 л, снабжённую магнитной мешалкой, термометром, трубкой для подачи газа и клапаном Бунзена, поместили ()--пинен (100 мл, 86 г, 0.63 моль) и дихлорметан (100 мл), смесь охладили до –5 С, затем при перемешивании пропускали в колбу газообразный хлористый нитрозил при температуре реакционной смеси около –5 С. После того, как весь монотерпен прореагировал (контроль по ТСХ), остановили подачу газа и реакционную массу перемешивали 20 мин, затем, подключив систему к вакууму водоструйного насоса, удалили избыток хлористого нитрозила (10 мин). К полученному раствору при перемешивании добавили раствор триэтиламина (200 мл) в дихлорметане (100 мл), и реакционную смесь выдерживали при температуре 8) и экстрагировали этилацетатом (4100 мл). Объединённый этилацетатный экстракт осушили безводным сульфатом натрия, отфильтровали и упарили. Сырой петролейном эфире. Продукт представлял собой желтоватое вязкое масло (37 г, выход 27%).

ЯМР 1H (CDCl3): = 0.63 (с., 3 Н), 1.23 (д., J = 9.5 Гц, 1 Н), 1.37 (т., J = 7.0 Гц, 3 Н), 1.40 (с., 3 Н), 2.35 (д.д.д.д., J = 6.5, 6.0, 3.1, 3.1 Гц 1 Н), 2.67 (д.д.д., J = 9.5, 6.5, 6.0 Гц 1Н), 2.74 (с., 3 Н), 2.77 (д.д., J = 6.5, 6.5 Гц 1 Н), 3.04 (д., J = 3.1 Гц, 2 Н), 4. (к., J = 7.0 Гц, 2 Н), 7.64 (с., 1 Н).

Экспериментальная часть 4.2 Получение нопинан-аннелированных Общая методика Смесь (+)-оксима пинокарвона 206 (165 мг, 1 ммоль), енамина (2 ммоль), железа (III) хлорида шестиводного (20 мг, 0.07 ммоль) нагревали в микроволновой печи при температуре 130 С в течение 25 мин. при перемешивании. Начальная мощность – 80 Вт, автоматически корректировалась для поддержания температуры 130 С. Смесь охладили до комнатной температуры, разбавили дихлорметаном ( мл) и вылили в насыщенный водный раствор аммиака. Продукты реакции экстрагировали дихлорметаном (230 мл). Объединённый органический экстракт осушали безводным сульфатом натрия, фильтровали и упаривали. Сырой продукт очищали при помощи колоночной хроматографии на силикагеле в элюентной системе этилацетат (5%-20%) в петролейном эфире.

(1R,3R)-2,2-диметил-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидро-1,3метаноакридин (217) Rf = 0.28 (петролейный эфир-этилацетат 1:1). Выход: 57 мг (0.25 ммоль, 25%).

Белые кристаллы [ ] 24 33 (c 3.1, CHCl3) (лит. [86] для энантиомера: [ ]578 39 ).

Спектры ЯМР 1Н и 13С совпадают с литературными [86].

(6R,8R)-7,7-диметил-2,3,5,6,7,8-гексагидро-1H-6,8-метаноциклопента[b]хинолин (218) Rf = 0.28 (петролейный эфир-этилацетат 1:1). Выход: 53 мг (0.25 ммоль, 25%).

Белые кристаллы [] 589 57 (c 0.18, MeOH) (лит.[86] для энантиомера: [] 578 +41 (c 1.1, CHCl3)). Спектры ЯМР 1Н и 13С совпадают с литературными [86].

(5R,7R)-3,6,6-триметил-5,6,7,8-тетрагидро-5,7-метанохинолин Rf = 0.28 (петролейный эфир-этилацетат 1:1). Выход:

37 мг (0.20 ммоль, 20%). Желтоватое масло c [] 589 +32 (c 0.18, MeOH).

ИК (KBr): 3074 и 3035 (ArH), 1637, 1607 и 1569 см (C=C и C=N).

Экспериментальная часть УФ (EtOH): max (log ) = 276 нм (3.61).

ЯМР 1H (500 MГц, CCl4CDCl3 1:1 v/v): = 0.60 (с., 3 H, H-10), 1.22 (д., J = 9. Гц, 1 Н, pro-R-Н-9), 1.37 (с., 3 Н, Н-11), 2.26 (д.д., J = 0.7 и 0.7 Гц, 3 Н, Н-12), 2. (д.д.т., J = 5.5, 5.5 и 2.9 Гц, 1 Н, Н-7), 2.65 (д.д., J = 5.5 и 5.5 Гц, 1 Н, Н-5), 2. (д.д.д., J = 9.2, 5.5 и 5.5 Гц, 1 Н, pro-S-Н-9), 3.09 (д., J = 2.9 Гц, W1/2 = 2.6 Гц, 2 Н, Нд.m, J = 2.1 Гц, W1/2 = 2.4 Гц, 1 Н, H-4), 8.15 (д.q, J = 2.1 и 0.7 Гц, 1 Н, H-2).

ЯМР 13C (125 MГц, CCl4CDCl3 1:1 v/v): = 17.99 (C-12), 21.10 (C-10), 25.87 (C- 11), 31.74 (C-9), 35.23 (C-8), 39.35 (C-6), 39.92 (C-7), 46.22 (C-5), 130.06 (C-3), 134. (C-4), 141.85 (C-4a), 145.11 (C-2), 153.02 (C-8a).

Масс-спектр (EI, 70 eV): m/z (%) = 187 (23) [M]+, 186 (37), 172 (93) [MCH3]+, 168 (50), 149 (27), 144 (91) [MC3H7]+, 143 (27), 128 (100), 91 (23), 77 (21), 55 (18), (32).

Масс-спектр высокого разрешения (ЭУ): m/z [M]+ вычислено для C13H17N:

187.1356; найдено: 187.1350.

(1R,3R)-2,2,6,6-тетраметил-1,2,3,4,6,7-гексагидро-1,3-метаноакридин-8(5H)-он (220) Rf = 0.4 (петролейный эфир-этилацетат 1:1). Выход: 61 мг (0.23 ммоль, 23%).

Белые кристаллы с т.пл. 88 С (из CH3CN) и [] 589 25 (c 0.29, MeOH).

ИК (KBr): 3049 (ArH), 1680 (C=O), 1632, 1597 и 1558 см1 (C=C и C=N).

УФ (EtOH): max (log ) = 217 (4.21), 243 (3.93), 298 (3.83).

ЯМР 1H (500 MГц, CDCl3): = 0.58 (с., 3 H, Hс., 3 H, H-14), 1.07 (с., 3 H, H-15), 1.21 (д., J = 9.8 Гц, 1 Н, pro-R-Н-11), 1.36 (с., 3 Н, Н-13), 2. (д.д.т., J = 6.0, 5.8 и 2.9 Гц, 1 Н, Н-3), 2.46 (с., 2 H, H- 7), 2.66 (д.д.д., J = 9.8, 5.8 и 5.8 Гц, 1 Н, pro-S-Н-11), 2.79 (д.д., J = 6.0 и 5.8 Гц, 1 Н, Н-1), 2.92 (д., J = 16.9 Гц, 1 H, Ha-5), 2.95 (д., J = 16. Гц, 1 H, Hb-5), 3.08 (д., J = 2.9 Гц, 2 Н, Н-4), 7.71 (с., 1 Н, H-9).

ЯМР C (125 MГц, CDCl3): = 21.18 (C-12), 25.76 (C-13), 27.99 (C-14), 28. (C-15), 31.76 (C-11), 32.91 (C-6), 37.01 (C-4), 39.33 (C-2), 39.80 (C-3), 45.95 (C-1), 46.09 (1JC-H = 127.9 Гц, 3JC-H14 = 3JC-H15 = 4.6 Гц, C-5), 51.93 (1JC-H = 127.5 Гц, 3JC-H14 = Экспериментальная часть JC-H15 = 4.4 Гц, C-7), 124.19 (C-8a), 130.29 (1JC-H = 162.9 Гц, 3JC-H5 = 4.6 Гц, C-9), 140.33 (C-9a), 159.48 (3JC-H9 = 6.3 Гц, 2JC-H5 = 6.3 Гц, C-10a), 162.67 (C-4a), 198.26 (2JCГц, 3JC-H9 = 3.5 Гц, C-8).

Масс-спектр (EI, 70 eV): m/z (%) = 269 (50) [M]+, 268 (50), 254 (100), 240 (21), 228 (25), 226 (91), 214 (15), 198 (10), 184 (13), 168 (10), 142 (14), 115 (12), 83 (20).

Масс-спектр высокого разрешения (ЭУ): m/z [M]+ вычислено для C18H23NO:

269.1774; найдено: 269.1764.

(5R,7R)-2,6,6-триметил-5,6,7,8-тетрагидро-5,7-метанохинолинкарбонитрил (221) Rf = 0.35 (петролейный эфир-этилацетат 1:1). Выход: 44 мг (0.21 ммоль, 21%).

1553 см1 (C=C и C=N).

УФ (EtOH): max (log ) = 206 (4.25), 234 (3.83), 287 (3.69), 296 нм (3.63).

ЯМР 1H (500 MГц, CDCl3): = 0.56 (с., 3 H, H-10), 1.16 (д., J = 9.8 Гц, 1 Н, proR-Н-9), 1.34 (с., 3 Н, Н-11), 2.31 (д.д.т., J = 6.0, 6.0 и 2.9 Гц, 1 Н, Н-7), 2.645 (с., 3 Н, Н-12), 2.649 (д.д.д., J = 9.8, 6.0 и 6.0 Гц, 1 Н, pro-S-Н-9), 2.73 (д.д., J = 6.0 и 6.0 Гц, Н, Н-5), 3.05 (д., J = 2.9 Гц, 2 Н, Н-8), 7.31 (с., 1 Н, H-4).

ЯМР 13C (125 MГц, CDCl3): = 21.01 (C-10), 23.00 (1JC-H = 128.4 Гц, 4JC-H4 = 0. Гц, C-12), 25.55 (C-11), 31.47 (C-9), 36.78 (C-8), 39.13 (C-6), 39.53 (C-3), 45.51 (C-1), 104.95 (C-3), 117.41 (3JC-H4 = 5.2 Гц, C-13), 135.50 (1JC-H = 164.8 Гц, 3JC-H5 = 4.6 Гц, C- 4), 139.22 (C-4a), 158.43 (C-2), 161.06 (C-8a).

Масс-спектр (EI, 70 eV): m/z (%) = 212 (12) [M]+, 211 (25) [M+-H], 197 (36) [M+CH3], 183 (13), 169 (100), 156 (12), 149 (10), 140 (7), 128 (10), 115 (8), 101 (6), 91 (6), 77 (12).

Масс-спектр высокого разрешения (ЭУ): m/z [MH]+ вычислено для C14H15N2:

211.1230; найдено: 211.1231.

Найдено: C, 79.1; H, 7.4; N, 13.1. Вычислено для C14H15N2: C, 79.21; H, 7.60; N, 13.20.

Экспериментальная часть (1R,3R)-2,2-диметил-1,2,3,4,6,7-гексагидро-1,3-метаноакридин-8(5H)-он (222) Смесь (+)-оксима пинокарвона (330 мг, 2 ммоль), 3морфолиноциклогексен-2-енона 215 (362 мг, 2 ммоль) и железа (III) хлорид шестиводный (270 мг, 1 ммоль) нагревали при перемешивании 20 мин при 120 C.

Смесь охладили до комнатной температуры, разбавили дихлорметаном (40 мл) и вылили в концентрированный раствор аммиака. Продукты реакции экстрагировали дихлорметаном (230мл). Объединённый органический экстракт сушили над безводным сульфатом натрия, фильтровали и упаривали. Сырой продукт очищали колоночной хроматографией на силикагеле. Элюент – 2-20% этилацетата в петролейном эфире.

Rf = 0.35 (петролейный эфир-этилацет 1:1). Выход: 187 мг (0.78 ммоль, 39%).

Желтое вязкое масло с [] 589 22 (c 0.29, EtOH).

ИК (KBr): 3051 (ArH), 1686 (C=O), 1652, 1597 и 1558 см1 (C=C и C=N).

УФ (EtOH): max (log ) = 217 (4.31), 243 (4.01), 299 нм (3.95).

ЯМР 1H (500 MГц, CCl4CDCl3 1:1 v/v): = 0.62 (с., 3 H, H-12), 1.22 (д., J = 9. Гц, 1 Н, pro-R-Н-11), 1.39 (с., 3 Н, Н-13), 2.16 (м., 2 H, H-6), 2.35 (д.д.т., J = 6.0, 5.8 и 2.9 Гц, 1 Н, Н-3), 2.61 (м., 2 H, Hд.д.д., J = 9.8, 5.8 и 5.8 Гц, 1 Н, pro-S-Н-11), 2. (д.д., J = 6.0 и 5.8 Гц, 1 Н, Н-1), 3.06 (м., 2 H, H-5), 3.08 (д., J = 2.9 Гц, 2 H, H-4), 7.73 (с., 1 Н, H-9).

ЯМР 13C (125 MГц, CCl4CDCl3 1:1 v/v): = 21.41 (C-12), 22.14 (2JC-H5 = 2JC-H7 = 4.0 Гц, С-6), 26.00 (C-13), 32.00 (C-11), 32.24 (2JC-H6 = 4.0 Гц, 3JC-H7 = 5.5 Гц, C-5), 37.08 (C-4), 38.48 (2JC-H6 = 4.0 Гц, 3JC-H5 = 5.5 Гц, C-7), 39.51 (C-2), 39.95 (C-3), 46. (C-1), 125.38 (C-8a), 130.86 (1JC-H = 162.9 Гц, 3JC-H5 = 4.7 Гц, C-9), 140.43 (C-9a), 160.88 (C-10a), 162.16 (C-4a), 197.41 (C-8).

Масс-спектр (EI, 70 eV): m/z (%) = 241 (16), 240 (12) [M]+, 226 (49), 212 (26), (90), 197 (42), 185 (10), 170 (100), 156 (10), 154 (12), 143 (16), 128 (14), 115 (12).

Масс-спектр высокого разрешения (ЭУ): m/z [MH]+ вычислено для C16H18NO:

240.1383; найдено: 240.1381.

Экспериментальная часть (2R,4R,9R,11R)-3,3,10,10-тетраметил-1,2,3,4,6,7,9,10,11,12декагидро-2,4,9,11-диметанодибензо[b,j][1,10]фенантролин Смесь (+)-оксима пинокравона (330 мг, 2 ммоль), 2-морфолиноциклогекс-2ненона (362 мг, 2 ммоль) и железа (III) хлорид шестиводный (300 мг, 1.1 ммоль) нагревали до 120 C при перемешивании до затвердевания смеси (примерно 15 мин.).

Смесь охладили до комнатной температуры, растворили в дихлорметане (40 мл), и концентрированном водном аммиаке (40 мл). После выдерживания в течение часа при комнатной температуре органическая фаза была отделена, водный раствор экстрагирован дихлорметаном (230мл). Объединённый органический экстракт осушен безводным сульфатом натрия, отфильтрован и упарен. Сырой продукт хроматографировали на силикагеле, элюент петролейный эфир –этилацетат 10:110:2.

Rf = 0.28 (петролейный эфир – этилацетат 1:1). Выход: 93 мг (0.25 ммоль, 25%).

Желтое масло с [] 589 120 (c 0.30, EtOH), [] 589 194 (c 0.24, CHCl3) (лит. [41] для энантиомера: [] 589 +153.6 (c 1.25, CHCl3)). Спектры ЯМР 1Н и литературным [41].

(1R,3R)-2,2-диметил-1,2,3,4,7,8-гексагидро-1,3-метаноакридин-5(6H)-он (224) двухводный (171 мг, 1 ммоль) нагрели до 120 C при перемешивании 20 мин. Смесь охладили до комнатной температуры, разбавили дихлорметаном (40 мл) и вылили в насыщенный водный раствор аммиака (20 мл). Органическую фазу отделили, водный раствор экстрагировали дихлорметаном (230мл). Объединённый органический экстракт осушили безводным сульфатом натрия, отфильтровали и упарили. Сырой продукт очишали при помощи колоночной хроматографии на силикагеле в элюентной системе петролейный эфир – этилацетат 10:110:2.5.

Rf = 0.22 (петролейный эфир-этилацетат 1:1). Выход: 48 мг (0.2 ммоль, 10%).

Желтоватое масло с [] 589 35 (c 0.50, EtOH) (лит. [41] для энантиомера: [] 589 +63. Экспериментальная часть (c 1.24, CHCl3)). Спектры ЯМР 1Н и 13С совпадают с литературными [41].  4.3 Превращения нопинан-аннелированных Этиловый эфир (5R,7S)-2,6,6-триметил-8-оксо-5,6,7,8-тетрагидро-5,7-метанох инолин-3-карбоновой кислоты (225) Смесь диоксида селена (1.03 г, 9.31 ммоль), 1,4-диоксана (55 мл), воды (0.33 г) нагревали при температуре 60 С в течение 30 мин. при перемешивании. После чего к ней добавили пинопиридин 207 (2 г, 7.7 ммоль). Реакцию проводили при кипячении в течение 5 ч. После чего в реакционную смесь добавили диоксид селена (0.309 г, 2.78 ммоль) и смесь кипятили ещё 3 ч. На стенках колбы заметен характерный чёрный налёт элементарного селена. Реакционную смесь охладили, упарили и растворили в этилацетате (250 мл). Органическую фазу промыли 0.5 М водным раствором карбоната натрия (70 мл), насыщенным раствором хлорида натрия (20 мл), осушили безводным сульфатом натрия, упарили. Сырой продукт очищали хроматографией на силикагеле, градиентное элюирование от 5% до 20% этилацетата в петролейном эфире, удалось выделить кетон 225.

Rf = 0.28 (петролейный эфир – этилацетат 1:1). Выход 1,2 г (4.4 ммоль, 56 %).

Белые кристаллы с кремовым оттенком с т.пл. 149-151 °С и [ ] 23 –166 (c 2.1, CHCl3).

ИК (KBr): 1724 (C=O(O)), 1705 (C=O), 1255 (C(O)–O).

УФ (EtOH): max (log ) = 207 (4.32), 240 (3.93), 308 нм (3.72).

ЯМР 1H (CCl4 -CDCl3,, м.д.): 0.77 (с, 3H, H(10)), 1.40 (т, J = 7,2 Гц, 3Н, ЯМР С (CCl4 -CDCl3,, м.д.): 13.70 (С(14)), 22.10 (С(10)), 23.92 (С(17)), 26.10 (С(11)), 38.34 (С(9)), 46.16 (С(5)), 51.57 (С(6)), 57.47 (С(7)), 69.68 (С(13)), 127.0 (С(3)), 135.50 (С(4)), 142.3 (С(15)), 148.4 (С(2)), 158.0 (С(16)), 164.8 (С(12)), 197.2 (С(8)).

Масс-спектр m/z (Iотн(%)): 273 (4), 272 (8) [M]+, 258 (12), 246 (19), 245 (100), Экспериментальная часть (76), 231 (12), 230 (72), 217 (37), 216 (41).

Масс-спектр высокого разрешения (ЭУ, осколочный ион М–Н+): C16H18O3N1, расчетное значение m/z = 272.12866 измеренное значение m/z = 272.12838.

Этиловый эфир (5R,7S)-2-(бромометил)-6,6-диметил-8-оксо-5,6,7,8-тетрагидро-5,7-метано хинолин-3-карбоновой кислоты (226) Смесь кетона 225 (867 мг, 3.17 ммоль), N-бромсукцинимида (678 мг, 3.8 ммоль), 2,2-азо-бис(изобутиронитрила) (52 мг, 0.32 ммоль) и четырёххлористого углерода ( мл) нагревали до температуры 70 °С при перемешивании в течение 15 ч. Затем в реакционную смесь добавляли N-бромсукцинимид (678 мг, 3.8 ммоль). Реакционную смесь нагревали (65 °С) при перемешивании в течение 10 ч (Конверсию контролировали при помощи ЯМР 1H: из реакционной смеси брали аликвоту ( мкл), промывали 0.5 M водным карбонатом натрия (200 мкл), упаривали и анализировали). Систему охладили, реакционную смесь упаривали и растворяли в 120 мл этилацетата. Этот раствор промыли 120 мл 0.5 M водного карбоната натрия.

Затем из водной фракции экстрагировали целевой продукт этилацетатом 240 мл.

Объединённую органическую фазу промыли насыщенным водным раствором хлорида натрия, осушили безводным сульфатом натрия, упарили. Чистота полученного бромкетона достаточна для проведения дальнейших экспериментов.

Rf = 0.28 (петролейный эфир – этилацетат 1:1). Выход 0.95 г (2.7 ммоль, 86 %).

ИК (KBr): 1711 (C=O).

ЯМР 1H (CCl4 - CDCl3,, м.д.): 0.75 (с, 3Н, 5.04 (AB система JAB = 9 Гц, 2H), 8.05 (с, 1H, Н(4)).

ЯМР 13С (CCl4 -CDCl3,, м.д.): 14.18 (С(14)), 22.73 (С(10)), 26.68 (С(11)), 31. (С(17)), 38.53 (С(9)), 46.97 (С(5)), 52.07 (С(6)), 57.96 (С(7)), 61.94 (С(13)), 127. (С(3)), 136.92 (С(4)), 145.00 (С(15)), 149.18 (С(2)), 156.90 (С(16)), 164.50 (С(12)), 197.00 (С(8)).

Масс-спектр m/z (Iотн(%)): 352 (5), 350 (5) [M]+, 325 (12), 323 (12), 272 (35), Экспериментальная часть (25), 244 (100), 216 (21), 202 (10), 157 (11).

C16H17Br1O3N1, расчетное значение  m/z  =  350.0392, измеренное значение m/z  =  350.0377.

Этиловый эфир (5R,7R,8R)-8-[(диметиламино)метил]-2,6,6триметил-5,6,7,8-тетрагидро-5,7-метанохинолин-3-карбоновой кислоты (227) Пинопиридин 207 (526 мг, 2 ммоль) растворили в смеси метанола (2 мл), 1 мл ледяной уксусной кислоты (1 мл), ~30 % водного формальдегида (1 мл), ~30 % водного раствора диметиламина (1 мл). Реакционную смесь нагревали в микроволновой печи при температуре 90 °С в закрытой ампуле в течение 6 ч при перемешивании. Затем реакционную смесь разбавили водой до 100 мл и довели концентрированным водным раствором аммиака до pH > 9, затем экстрагировали 370 мл этилацетата. Органическую фазу промыли 10 мл насыщенного водного раствора хлорида натрия, осушили сульфатом натрия, упарили. Для выделения продукта использовали колоночную хроматографию с градиентным элюированием.

Элюент: 4 % этилацетат в петролейном эфире – 1 % метанол в этилацетате.

Малополярная фракция представляет собой 228, полярная – является целевым 227.

Rf = 0.23 (этилацетат). Выход 240 мг (0.76 ммоль, 37%). Желтоватое очень вязкое масло с [ ]589  +49,3 (c 1.46, iPrOH).   ИК (KBr): 1725 (C=O), 1247 (C(O)–O).

УФ (EtOH): max  (log ): 204 (4.29), 233 (3.82), 286 (3.70).

ЯМР 1H (CCl4 - CDCl3,, м.д.): 0.65 (с, 3H, H(10)), 1.21 (д, J = 9.5 Гц, 1Н, pro-R-Н(9)), 1.37 (т, J = 7.2 Гц, 3Н, Н(14)), 1.42 (с, 3Н, Н(11)), 2.52 (м, 1Н, Н(7)), 2.54 (м, 1Н, Н(18)) 2.57 (м, 1Н, pro-S-Н(9)), 2.74 (с, 3Н, Н(17)), 2.75 (м, 1Н, Н(5)), 2.95 (д, J = 12 Гц, 1Н, Н(18)), 2.34 (с, 6Н, Н(19)), 3.16 (дт, J = 11 Гц, 1Н, Н(8)), 4.31 (к, J = 7.2 Гц, 2Н, Н(13)), 7.64 (с, 1Н, H(4)).

ЯМР 13С (CCl4 - CDCl3,, м.д.): 14.38 (С(14)), 21.03 (С(10)), 24.60 (С(17)), 26. (С(11)), 28.59 (С(9)), 40.98 (С(6)), 42.50 (С(7)), 42.60 (С(8)), 45.70 (С(19)), 46. (С(5)), 60.64 (С(13)), 61.13 (С(18)), 122.2 (С(3)), 134.48 (С(4)), 139.10 (С(15)), 157. Экспериментальная часть (С(2)), 161.20 (С(16)), 166.60 (С(12)).  Масс-спектр m/z (Iотн(%)): 316.3 (1) [M]+, 258.2 (1), 216.1 (1), 188.1 (1), 58. (100).

Масс-спектр высокого разрешения (ЭУ): C19H28O2N2, расчетное значение m/z =  316.2145, измеренное значение m/z = 316.2143.

Этиловый эфир (5R,7R,8R)-2,6,6-триметил-8-(морфолин-4илметил)-5,6,7,8-тетрагидро-5,7-метанохинолин-3-карбоновой кислоты (229) Пинопиридин 131 (263 мг, 1.02 ммоль) растворили в смеси метанола (2.7 мл), ледяной уксусной кислоты (1 мл), ~30 % водного формальдегида (1 мл), затем добавили морфолин (635.1 мг, 7.3 ммоль). Реакционную смесь нагревали в микроволновой печи (90 °С) в закрытой ампуле в течение 6 ч при перемешивании.

Затем реакционную смесь разбавили водой до 70 мл и довели концентрированным водным раствором аммиака до pH > 9, затем экстрагировали 350 мл этилацетата.

Органическую фазу промыли 10 мл насыщенного водного раствора хлорида натрия, осушили сульфатом натрия, упарили. Для выделения продукта использовали колоночную хроматографию с градиентным элюированием. Элюент: 4 % этилацетат в петролейном эфире – 1 % метанол в этилацетате. Малополярная фракция представляет собой олефин 228, полярная – является целевым веществом 229.

Rf = 0.23 (этилацетат). Выход 40 мг (0.11 ммоль, 10%). Желтоватое масло.

ИК-спектр (KBr): 1720 (C=O), 1258 (C(O)–O).

УФ (EtOH): max (log ): 292 (3.73).

ЯМР 1H (CCl4 - CDCl3,, м.д.): 0.60 (с, 3H, H(10)), 1.22 (д, J = 9.8 Гц, 1Н, pro-RН(9)), 1.37 (т, J = 7.2 Гц, 3Н, Н(14)), 1.42 (с, 3Н, Н(11)), 2.52 (м, 1Н, Н(7)), 2.54 (м, 1Н, Н(18)) 2. (м, 1Н, pro-S-Н(9)), 2.74 (с, 3Н, Н(17)), 2.75 (м, 1Н, Н(5)), 3.03 (дд J = 12.6 Гц, J = 3.7 Гц, 1Н, Н(18)), 2.4-2.6 (м, 4Н, Н(19)), 3.19 (дт J = 11 Гц, 1Н, Н(8)), 3.7 (м, 4Н, Н(20)), 4.31 (к, J = 7.2 Гц, 2Н, Н(13)), 7. (с, 1Н, H(4)).

ЯМР 13С (CCl4 - CDCl3,, м.д.): 14.36 (С(14)), 21.00 (С(10)), 24.67 (С(17)), 26. Экспериментальная часть (С(11)), 28.58 (С(9)), 40.91 (С(6)), 41.59 (С(7)), 42.43 (С(8)), 46.11 (С(5)), 60. (С(13)), 60.68 (С(18)), 66.83 (С(20)), 67.15 (С(19)), 122.00 (С(3)), 134.46 (С(4)), 139. (С(15)), 157.00 (С(2)), 161.30 (С(16)), 166.60 (С(12)).

Масс-спектр m/z (Iотн(%)): 358.2 (1), 340.2 (2), 272.2 (4), 271.2 (5), 270.2 (7), 259.2 (5), 258.2 (12), 256.2 (5), 228.1 (8), 216.1 (7), 188.1 (4), 169.1 (3), 144.1 (3), 114. (4), 101.1 (6), 100.1 (100), 70 (3).

Масс-спектр высокого разрешения (ЭУ): C21H30O3N2, расчетное значение m/z =  358.2251, измеренное значение m/z = 358.2246.

Этиловый эфир (5R,7S,8S)-8-бромо-2,6,6-триметил-5,6,7,8тетрагидро-5,7-метанохинолин-3-карбоновой кислоты (230) Смесь пинопиридина 207 (259 мг, 1 ммоль), N-бромсукцинимида (213.6 мг, 1. ммоль) и 2,2-азо-бис(изобутиронитрила) (16.4 мг, 0.1 ммоль) растворили в четырёххлористом углероде (50 мл) и нагревали при температуре 65 °С в течение 2 ч.

Затем реакционную смесь упарили, добавили 30 мл 0.5М водного раствора карбоната натрия и экстрагировали 320 мл этилацетатом. Органическую фазу осушали безводным сульфатом натрия и упаривали. Очистку проводили методом колоночной хроматографии, элюент 3-4 % этилацетат в петролейном эфире.

Rf = 0.33 (петролейный эфир – этилацетат 1:1). Выход 0.28 г (0.83 ммоль, %). Желтоватое масло.

ИК-спектр (KBr): 1719 (C=O), 1259 (C(O)–O).

ЯМР 1H (CCl4 - CDCl3,, м.д.): 0.61 (с, 3H, H(10)), 1.75 (д, J = 9.6 Гц, 1Н, pro-S-Н(9)), 1.45 (с, 3Н, Н(11)), 1.37 (т, J = 7.2 Гц, 3Н, Н(14)), 2.7-2.8 (м, 1Н, Н(7)), 2.7 (м, 1Н, pro-R-Н(9)), 2.79 (с, 3Н, Н(17)), 2.7-2.8 (м, 1Н, Н(5)), 5.45 (д, J = 3.2 Гц, 1Н, Н(8)), 4.34 (к, J = 7.2 Гц, 2Н, Н(13)), 7.71 (с, 1Н, H(4)).

ЯМР 13С (CCl4 - CDCl3,, м.д.): 14.38 (С(14)), 21.03 (С(10)), 24.60 (С(17)), 26. (С(11)), 28.59 (С(9)), 40.98 (С(6)), 42.50 (С(7)), 42.60 (С(8)), 45.70 (С(19)), 46. (С(5)), 60.64 (С(13)), 61.13 (С(18)), 122.20 (С(3)), 135.31 (С(4)), 139.1 (С(15)), 157. (С(2)), 161.20 (С(16)), 166.60 (С(12)).

Экспериментальная часть Масс-спектр высокого разрешения (ЭИ): C16H21BrNO2 [M+H]+, расчетное значение m/z = 338.075, измеренное значение m/z = 338. Этиловый эфир 2-метил-5-(проп-1-ен-2-ил)пиридо[2,3а]феназин-3-карбоновой кислоты (233) Кетон 225 (300 мг, 1.1 ммоль), о-фенилендиамин (237.9 мг, 2.2 ммоль) растворили в 50 мл бензола и добавили эфират трифторида бора (21 мг, 0.15 ммоль).

Смесь кипятили в течение 6 часов. После чего к ней добавили 40 мл концентрированного водного раствора аммиака и экстрагировали этилацетатом мл. Органическую фазу осушали сульфатом натрия и упаривали. Продукт перколировали на силикагеле (элюент 2 – 4 % этилацетат в петролейном эфире) и дважды перекристаллизовывали из метанола. При перекристаллизации из метанола вначале образуются оранжевые кристаллы, в которых на каждую молекулу продукта приходится молекула метанола, при стоянии на воздухе превращаются в желтые кристаллы, не являющиеся сольватом.

Rf = 0.25 (петролейный эфир – этилацетат 1:1). Выход: 117 мг (0.33 ммоль, 30%). Жёлтые кристаллы с т.пл. 183-185 °С.  ИК (KBr): 1721 (C=O(O)), 1239 (C(O)–O).  УФ (EtOH): max (log ) = 192 (4.39), 200 (4.65), 229 (4.53), 270 (4.56), 308 (4.71).

ЯМР  1H (CCl4 - CDCl3,, м.д.): 1.46 (т, J = 7. Гц, 3H, H(14)), 2.31 (c, 3H, H(11)), 3.20 (c, 3H, H(17)), 4.47 (к, J = 7.5 Гц, 2H, H(13)), 5.27 (c, 1H, H(10)), 5.59 (т, J = 1.5 Гц, 1H, H10), 7.87 (дд, J = 2.0, 3.0 Гц, 1H, H(20)), 7.88 (дд, J = 2.0, 3.0 Гц, 1H, H(21)), 7.90 (с, 1H, H(6)), 8.23-8.25 (м, 1H, H(19)), 8.56-8.58 (м, 1H, H(22)), 8.90 (c, 1H, H(4)).   ЯМР 13С (CCl4 - CDCl3,, м.д.): 14.35 (C(14)), 24.60 (C(11)), 25.93 (C(17)), 60. (C(13)), 118.44 (C(10)), 125.34 (C(3)), 125.87 (C(6)), 126.06 (C(15)), 129.19 (C(19)), 130.07 (C(20)), 131.08 (C(22)), 131.18 (C(21)), 137.33 (C(4)), 140.87 (C(25)), 141. (C(7)), 142.69 (C(24)), 143.80 (C(16)), 144.71 (C(9)), 145.04 (C(8)), 147.56 (C(5)), 159.50 (C(2)), 166.13 (C(12)).