а-Диазобутиролактамы: реакции формального внедрения в связи С-С и Н-гетероатом-Дипломная работа

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 4
1.1 Реакции внедрения в связи Н-гетероатом с участием диазолактамов 4
1.2 Реакция Бюхнера-Курциуса-Шлоттербека 9
1.3 Заключение 14
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 15
2.1 Оборудование и материалы 15
2.2 Получение продуктов реакций Х-Н внедрения 15
2.3 Получение енаминов в условиях реакции Х-Н внедрения 22
2.4 Синтез А-(1-метилпирролидин-3-ил)пиридин-2-амина 23
2.5 Синтез дигидро-2Н-тиопиран-4(3А)-она 23
2.6 Получение спироциклических производных по реакции Бюхнера-Курциуса-Шлоттербека .24
2.7 Проведение реакции Бюхнера-Курциуса-Шлоттербека с А-метил-а-диазо-у-лактамом 2а ...31
2.8 Кристаллографические данные для соединения 6j 32
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 33
3.1 Получение исходных соединений 33
3.2 Получение продуктов реакций Х-Н внедрения 35
3.3 Оптимизация условий проведения реакции Бюхнера-Курциуса-Шлоттербека 38
3.4 Получение спироциклических производных по реакции Бюхнера-Курциуса-Шлоттербека .39
ВЫВОДЫ: 42
БЛАГОДАРНОСТИ 43
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 44

Введение

Химия диазосоединений продолжает активно развиваться в настоящее время, что обусловлено возможностью как создания на их основе новых методов получения различных карбо- и гетероциклических каркасов [1,2], так и осуществления эффективной направленной функционализации скелета молекулы. Отдельный интерес представляет разработка методов функционализации у-лактамов, так как этот лактамный скаффолд входит в состав фармацевтически активных препаратов и природных соединений.
Одним из подходов к получению производных лактамов является путь через соответствующие а-диазопроизводные. Богатая химия диазокарбонильных
соединений представляет собой уникальную и эффективную платформу для функционализации различных скаффолдов с помощью широкого круга разнообразных превращений [3]. Подход, основанный на использовании диазолактамов, открывает доступ к синтезу широкого круга замещенных лактамов исходя из одного диазопредшественника путём варьирования субстратов и условий проведения реакции.
Благодаря недавним исследованиям, проведенным в нашей научной группе, [4-7] по изучению реакций а-диазо-у-лактамов, был существенно расширен круг химических превращений с их участием, однако по-прежнему остались неизученными реакции с участием А-алкил-а-диазо-у-лактамов, которые требовали особого подхода ввиду их нестабильности. Поэтому одной из задач данной работы стала разработка методологии функционализации А-алкилбутиролактамов на основе диазосубстратов.
Важную роль циклические диазосоединения играют в синтезе спироциклических соединений [8]. Учитывая большое значение спироциклических скффолдов в области медицинской химии [9], развитие новых синтетических подходов для их формирования представляет актуальную задачу. Недавно в нашей лаборатории было изучено взаимодействие а-диазобутиролактона с циклическими кетонами, катализируемое кислотами Льюиса и приводящее к новым спироциклическим производным [10]. Поэтому следующей задачей данной работы стало распространение этого подхода на А-замещенные а-диазобутиролактамы.
Таким образом, целью данной работы является разработка метода функционализации А-алкил-замещенных а-диазо-у-лактамов на основе реакций внедрения в связи X-H (X = N, O, S) различных субстратов и метода получения новых спироциклических соединений на основе реакции формального внедрения а-диазо-у- лактамов в связь С-С циклических кетонов.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

Заключение

1. Разработан метод получения продуктов реакции ХН-внедрения с участием нестабильных N-алкил-а-диазо-у-лактамов в one-pot формате исходя из этоксалил-замещенных лактамов. Целевые соединения получаются с умеренными выходами. На одном примере продемонстрирована возможность полного восстановления карбонильной группы в функционализированном лактаме.
2. Оптимизированы условия проведения реакции Бюхнера-Курциуса-Шлоттербека
для а-диазо-у-лактамов с циклическими кетонами. Наибольший выход достигается при использовании в качестве катализатора 1 эквивалента диэтилэфирата трифтористого бора и проведении реакции при -78 °С.
3. При проведении синтеза с шести- и семичленными циклическими кетонами была получена серия новых спироциклических бутиролактамов с хорошими выходами. В случае использования N-Boc-замещенного диазосубстрата в процессе синтеза происходит деблокирование лактамного атома азота.

Литература

[1] - De C. da Silva, F., K. Jordao, A., R. da Rocha, D., B. Ferreira, S., C. Cunha, A., & F. Ferreira, V. (2012). Recent Advances on the Synthesis of Heterocycles from Diazo Compounds. Current Organic Chemistry, 16(2), 224-251.
[2] - Budeev, A.; Kantin, G.; Dar’in, D.; Krasavin, M. (2021). Diazocarbonyl and Related Compounds in the Synthesis of Azoles. Molecules, 26, 2530.
[3] - Ford, A., Miel, H., Ring, A., Slattery, C. N., Maguire, A. R., & McKervey, M. A. (2015). Modern Organic Synthesis with a-Diazocarbonyl Compounds. Chemical Reviews, 115(18), 9981-10080.
[4] - Zhukovsky, D., Dar’in, D., Kantin, G., & Krasavin, M. (2019). Synthetic exploration of a-diazo y-butyrolactams. European Journal of Organic Chemistry.
[5] - Barkhatova, D., Zhukovsky, D., Dar’in, D., & Krasavin, M. (2019). Employing a- diazocarbonyl compound chemistry in the assembly of medicinally important aryl(alkyl)thiolactam scaffold. European Journal of Organic Chemistry.
[6] - Zhukovsky, Daniil & Dar'in, Dmitrii & Krasavin, Mikhail. (2019). Rh2(esp)2-catalysed coupling of a-diazo-y-butyrolactams with aromatic amines. European Journal of Organic Chemistry.
[7] - Zhukovsky, D., Dar’in, D., & Krasavin, M. (2020). tert-Butyl 3-Diazo-2-oxopyrrolidine- 1-carboxylate - A New Reagent for Introduction of the 2-Oxopyrrolidin-3-yl Motif via RhII -Catalyzed X-H Insertion Reactions. European Journal of Organic Chemistry, 2020(20), 3013-3018.
[8] - Solovyev, I.; Eremeyeva, M.; Zhukovsky, D.; Dar'in, D.; Krasavin, M. (2021) Cyclic diazo compounds in the construction of spirocyclic scaffolds. Tetrahedron Lett., 62, 152671.
[9] - Hiesinger, K.; Dar'in, D.; Proschak, E.; Krasavin, M. (2021) Spirocyclic Scaffolds in Medicinal Chemistry. J. Med. Chem., 64, 150-183.
[10] - Shershnev, I.; Dar’in, D.; Chuprun, S.; Kantin, G.; Bakulina, O.; Krasavin, M. (2019). The use of a-diazo-y-butyrolactone in the Buchner-Curtius-Schlotterbeck reaction of cyclic ketones: a facile entry into spirocyclic scaffolds. Tetrahedron Lett., 60, 1800
[11] - Gillingham, D., & Fei, N. (2013). Catalytic X-H insertion reactions based on carbenoids. Chemical Society Reviews, 42(12), 4918.
[12] - Miller, D. J., & Moody, C. J. (1995). Synthetic applications of the O-H insertion reactions of carbenes and carbenoids derived from diazocarbonyl and related diazo compounds. Tetrahedron, 51(40), 10811-10843.
[13] - Moyer, M. P., Feldman, P. L., & Rapoport, H. (1985). Intramolecular nitrogenhydrogen, oxygen-hydrogen and sulfur-hydrogen insertion reactions. Synthesis of heterocycles from alpha-diazo beta-keto esters. The Journal of Organic Chemistry, 50(25), 5223-5230.
[14] - Daorui H, Shenxin C, Xueyan Z, Qiuhan Y, Qizheng Y and Zhenya D. Advances in Research on Transition-metal-catalyzed Diazo Compounds X-H Insertion Reactions and Applications. Austin J Anal Pharm Chem. 2016; 3(2): 1064. ISSN : 2381-8913
[15] - Tan, F., Liu, X., Hao, X., Tang, Y., Lin, L., & Feng, X. (2016). Asymmetric Catalytic Insertion of a-Diazo Carbonyl Compounds into O-H Bonds of Carboxylic Acids. ACS Catalysis, 6(10), 6930-6934....35