Введение 2
Литературный обзор «Методы синтеза литий- и бопроизводных N,N-диметиланилинов и N,N-диметиламинонафталинов» 4
Часть 1. Литиирование N,N-диметиланилинов и диметиламинонафталинов. 4
Литиирование N,N-диметиланилинов. 5
Литиирование диметиламинонафталинов. 12
Экспериментальная часть 17
Часть 2. Литий-галогенный обмен в N,N-диметиланилинах и N,N-диметиламинонафталинах. 19
Литий-галогенный обмен в N,N-диметиланилинах. 19
Литий-галогенный обмен в диметиламинонафталинах. 22
Часть 3. Каталитическое борилирование N,N-диметиланилинов и N,N-диметиламинонафталинов. 24
Обсуждение результатов 26
Выводы 47
Список литературы 48
В настоящее время литийорганические соединения, впервые открытые В. Шленком в 1917 году, занимают место среди наиболее удобных и универсальных реагентов для органического синтеза[178]. С их помощью возможно введение самых разнообразных функциональных групп, а реакции, как правило, отличаются селективностью и высокими выходами[2][3]. Помимо непосредственно реакций замещения лития на различные функциональные группы, литийорганические реагенты могут быть успешно применены в реакциях кросс-сочетания или же построения сложных гетероциклических систем путем внутримолекулярных циклизаций.
Ввиду популярности данного типа реагентов и широких возможностей для их использования, изучение особенностей их реакционной способности и факторов, на нее влияющих, является крайне актуальной задачей. Наиболее часто применяемыми способами получения литийорганических соединений являются литиирование субстрата с замещением водорода на литий, либо же с замещением галогена на литий. Оба метода имеют свои сильные и слабые стороны, которые определяют их применимость для определенных задач. Так, например, реакция обмена Li-H является крайне селективной при наличии в молекуле направляющих групп и протекает в мягких условиях, а отсутствие необходимости предварительного введения в субстрат галогенов делает ее более экологичной и атом-экономной. В то же время, реакции литий-галогенного обмена протекают намного быстрее даже при низких температурах (−100–78°С), что позволяет проводить их даже в присутствии плохо совместимых с металлорганическими реагентами функциональных групп, например, карбонильных соединений (c), а наличие галогена в нужном положении практически полностью определяет региоселективность реакции. Ключевые особенности и закономерности данных процессов будут рассмотрены далее в соответствующих разделах литературного обзора.
Методы получения и особенности реакций литийорганических соединений наиболее подробно изучены на примере субстратов, имеющие такие функциональные группы как SO2NR2, NHCOR, CONR2,CSNR2,CONHR,OCH2OMe и OR, где R=Alkyl [4]. Этот факт объясняется их крайне заметным влиянием на протекание металлорганических реакций (особенно на обмен Li-H), а также относительной доступностью исходных соединений. Однако, изучение молекул с менее «мощными» заместителями представляет не меньший фундаментальный и практический интерес. К примеру, ароматические соединения с диалкиламино группой, которая умеренно координирует литийорганический реагент, незначительно подкисляет связи С-Н в ароматическом ядре и способна к конформационным превращениям, представляют собой перспективные субстраты для детального изучения влияния стерических факторов на особенности синтеза и реакционную способность литийорганических соединений. Химическая интуиция подсказывает, что наличие громоздкого заместителя в орто-положении к реакционному центру будет замедлять процесс реакции. В то же время менее очевидно, как конформационная подвижность этого заместителя влияет на стерическую доступность реакционного центра (С-Р, С-Hal и т.д. связей) в присутствии второго заместителя в орто-положении к первому. Это непрямое взаимодействие (так называемый «эффект поддержки») играет важную роль в реакционной способности органических и металлоорганических соединений[5–7]. Например, оно резко усиливает основность протонных губок нафталина[8; 9]. Отдельный интерес в этом контексте представляет превращение стерически затрудненных литийорганических соединений в борорганические. Последние представляют особый интерес как ключевые субстраты в реакциях кросс-сочетания для построения связей C-C[10], C-N[11], C-O[12], C-S[13], а так же проявляют каталитическую активность в прямом амидировании карбоновых кислот, их этерификации, реакциях циклоприсоединения, перегруппировках Бэкманна и многих других[14].
Таким образом, целью данной выпускной квалификационной работы является изучение влияния «эффекта поддержки» на особенности получения и реакционную способность литий- и борпроизводных N,N-диметиланилинов и диметиламинонафталинов...
1. Введение объемных заместителей в орто-положение к диметиламино группе приводит к стерическому экранированию СН-связи или атома галогена во втором орто-(пери-)положении за счет проявления «эффекта поддержки». Сила «эффекта поддержки» напрямую зависит от размера «поддерживающего» заместителя и его конформационной мобильности.
2. В реакциях СН-литиирования сипользованеи «эффекта поддержки» открывает беспрецедентные возможности мета-литиирования таких соединений с использованием объёмных высокоосновных реагентов.
3. В реакциях литий-галогенного обмена стерическое экранирование орто-галогенида приводит к существенному затруднению процесса и необходимости использования менее агрегированных и более активных реагентов.
4. В реакции каталитического борилирования 1,8-бис(диметиламино)нафталина «эффект поддержки» обеспечивает идеальную мета-селективность процесса.
5. Проявление «эффекта поддержки» препятствует эффективной агрегации орто-литий-N,N-диметиланилов, что понижает их стабильность в эфирных растворителях. В случае бор производных 1,8-бис(диметиламино)нафталина «эффект поддержки» способствует деборилированию.
