Г л а в а III
Дипольные моменты
сопряженных
енаминов
Данных по вопросу о дипольных моментах сопряженных ена минов пока немного. Они относятся к нециклическим [24, 201, 230, 232, 519, 530, 609, 761] или гранс-г/шнс-фиксированным циклическим р-аминовинилкетонам [201].
Укажем три основных изомера этих соединений:
|
о |
|
R- |
R3 |
О |
I |
R<s. |
1 |
1 |
II |
|
II |
/Ccs |
|
|
||
|
/С . |
R, |
|
°г |
|
|
О-К |
|
|
||
|
|
|
|
В |
|
Поскольку энергетически наиболее выгодны копланарные или
близкие |
к ним |
конформации молекул, то из |
указанных |
трех |
|||
форм (А, Б, В) |
в зависимости от типа замещающих групп для |
||||||
АВК возможны следующие: |
все формы; |
|
|||||
при R i |
= R2 = R 3= |
R4= H |
в о з м о ж н ы |
|
|||
если Ri, R2, R3 — алкил, a R4=H |
или же Rt, R2, R4 — |
алкил, |
|||||
a R3 = H, то выгодны формы Б и В; |
|
|
|
||||
Т а б л и ц а 9 |
д и п о л ь н ы е м о м е н т ы м о н о ф у н к ц и |
|
|||||
|
|
|
о н а л ь н ы х НЕЦИКЛИЧЕСКИХ АВК, |
|
|||
|
|
|
ОБРАЗУЮЩИХ ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНУЮ |
|
|||
|
|
|
в о д о р о д н у ю связь |
|
|
||
|
Соединение |
м D |
Температура |
Источник |
|
||
|
Диоксан |
Бензол |
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
Пб |
|
3,59 |
3,18 |
25° |
[201] |
|
|
Пв |
|
— |
3,18 |
25° |
[201] |
|
|
Пг |
|
2,27 |
— |
25° |
[761] |
|
|
|
|
2,34 |
1,95 |
20° |
[761] |
|
|
|
|
2,41 |
— |
15° |
[761] |
|
|
Пд |
|
2,77 |
— |
25° |
[761] |
|
|
|
|
2,90 |
2,40 |
20° |
[761] |
|
|
|
|
3,01 |
— |
15° |
[761] |
|
|
Не |
|
— |
1,64 |
25° |
[761] |
|
|
|
|
1,63 |
1,63 |
20° |
[761] |
|
|
|
|
— |
1,61 |
15° |
[761] |
|
|
Пж |
|
1,73 |
— |
25° |
[523] |
|
|
Из |
|
2,78 |
— |
25° |
[523] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
ГЛАВА III. ДИПОЛЬНЫЕ МОМЕНТЫ СОПРЯЖЕННЫХ ЕНАМИНОВ |
|
если R3, R4, Ri, (R2) — алкил, a R2, |
(R i)=H , то в ы г о д н ы |
|
формы А, |
В (Б — при условии, если |
R3 и R4 входят в состав |
цикла);
вслучае, если Rb R2, R3, R4 — алкил, возможны структуры
Ви Б (последняя — при условии, если R3 и R4 входят в состав
цикла);
при наличии, неодинаковых заместителей R[ и R2 следует еще различать поворотно-изомерные формы аминоостатка вокруг связи С—N.
Пространственное строение, а следовательно, и дипольный момент для нециклических АВК I—IV, имеющих хотя бы один протон при азоте, в большинстве случаев определяются нали чием или отсутствием внутримолекулярной водородной связи С = 0 - ”Н—N. Дипольные моменты этих систем цис-конфигура- ции А, определенные в среде диоксана и бензола, сведены в таблицу 9 (см. выше).
/COR3 |
/Н |
fV C = C ЧН |
R ,-C = C 4 COR, |
R2-N H |
R2-N H |
|
Т |
II |
а) |
Ri = R3= H; R2=C5H5 |
|
б) |
. R, = R3 = CH3; R2= H |
|
в) |
R1 = R3 = CH3; R2= C 6H5 |
|
г) |
Ri = CH3; R2=H; |
R3 = OC2H5 |
Д) |
Ri = CH3; R2 = C2H,; R3=OC2Hs |
|
е) |
Ri = CH3; R2 = C6H5; |
R3 = OC2H5 |
ж) |
R, = H; R2 = C6H5; |
R3=OCH3 |
з ) |
Ri = H; R2= C 6H„; R3=OCH3 |
|
цнс-Структура енаминов Пб— Из доказана независимыми ме тодами [415, 416, 759]. Низкое значение момента (2,40 D, в бен золе) и симметричное расположение кетогрупп позволяют пред полагать Н-связь и в гемицианине IV [232].
Характерной особенностью упомянутых систем являются отно сительно низкие дипольные моменты по сравнению с заведомо гранс-фиксированными енаминами (табл. 10), причем самые низкие значения ц при прочих равных условиях имеют произ водные р-аминоакриловой кислоты.
Обращает на себя внимание то, что дипольный момент енами нов в бензоле еще примерно на 0,5 D ниже, чем в диоксане. Су ществует мнение, щто это следует отнести за счет межмоле кулярной водородной связи между растворенным веществом и диоксаном [117, 610]. Однако такое объяснение не носит общего характера, так как эффект диоксана наблюдается также в си
стемах, где подобная ассоциация |
А В К "0< |
вообще |
исключена |
[761]. Можно лишь предполагать, что в диоксане |
происходят |
||
какие-то изменения конформации |
молекул |
в пользу |
более вы |
ГЛАВА III. ДИПОЛЬНЫЕ МОМЕНТЫ СОПРЯЖЕННЫХ ЕНАМИНОВ |
71 |
тянутых, а следовательно, и более полярных форм. Это объяс нение может быть единственным в случае енамина 1а, для ко торого повышение полярности молекулы в диоксане особенно велико [761] (см. табл. 2).
Отдельную группу веществ составляют бифункциональные АВК (V), производные нециклических р-дикетонов и алифати ческих диаминов. Этим соединениям некоторые авторы [414,519, 609] однозначно приписывают структуру с внутримолекуляр ными водородными связями. Согласно современным представ лениям эти АВК обладают общей структурой А (с. 69), при водимой ниже, вместе с полученными для этих соединений ди польными моментами (растворитель — бензол):
о
\
/
|
|
1 |
/ С Н з |
|
/(снАг |
-сн |
|
|
ч. . |
||
1-N |
X N - О |
||
|
о |
\ И |
н7 |
I U 1/ |
с== 0-'' |
|
/ |
|
'■•0==с4/ |
|||
V R<
|
Ri |
R2 |
п |
HD |
а) |
СНз |
н |
1 |
3,16 |
б) |
СНз |
н |
3 |
3.93 |
в) С 6Н5 |
н |
1 |
3,21 |
|
г) |
С6н 5 |
СНз |
1 |
2,39 |
д) |
С 6Н5 |
СНз |
2 |
3.71 |
е) |
с,н5 |
н |
4 |
4,23 |
Введение сильнополярных групп, например трифторметильной группы вместо метильной или бром-(нитро-) фенильной группы вместо фенильной, приводит к существенному увеличе нию дипольных моментов енаминов V. Однако наиболее инте ресным является тот факт, что суммарный момент систем уве личивается с ростом длины мостика между обеими цис-хелат
ными структурными единицами. Авторы упомянутых выше работ это явление объясняют тем, что при наличии короткого мостика (II, л = 1) и при R2=C H 3 наиболее выгодно такое рас положение отдельных хелатных колец, когда их моменты в зна чительной степени имеют противоположное направление и могут взаимно компенсироваться. В производных тетраили пентаметилендиамина оба кольца могут иметь среднестатистиче ское взаимное расположение, и, по-видимому, момент енаминов в этих крайних случаях может быть отнесен к каждой из цис-
связанных структурных единиц в отдельности [414].
Далее следует остановиться на веществах, способных, в прин ципе, образовывать внутримолекулярные ассоциаты типа СО-*
•••NH, но все же существующих в пространственной транс-кон
фигурации Б и В (с. 69).
Их дипольные моменты, определенные в среде диоксана и бензола, приводятся в таблице 10.
72 ГЛАВА III. ДИПОЛЬНЫЕ МОМЕНТЫ СОПРЯЖЕННЫХ ЕНАМИНОБ
Т а б л и ц а 10 |
ДИПОЛЬНЫЕ МОМЕНТЫ Н ЕЦ ИКЛ ИЧЕ |
|
СКИХ АМИНОВИНИЛКЕТОНОВ Т Р А Н С - |
|
СТРОЕНИЯ, СОДЕРЖАЩИХ ПО КРА Й |
|
НЕЙ МЕРЕ ОДНУ СВЯЗЬ NH |
(Ш
конфигурация |
Диоксан |
Бензол |
тура |
Источни |
|
|
|
|
|
||
Via |
(Б) |
5,82 |
5,0 |
25° |
[24] |
VI6 |
(Б) |
5,25 |
25° |
[24] |
|
la |
(Б) |
— |
4,38 |
30° |
[761] |
|
|
5,46 |
— |
25° |
[761] |
|
|
5,65 |
4,52 |
20° |
[761] |
ш |
(В) |
5,82 |
— |
15° |
[761] |
4,74 |
— |
20° |
[761] |
||
1ж |
(В) |
3,00 |
— |
25° |
[523] |
1з |
(В) |
4,25 |
— |
25° |
[523] |
В а-нитро-р-аминоакролеинах (VI) при помощи колебатель
ной спектроскопии доказано наличие |
внутримолекулярной во- |
|
/С Н = 0 |
|
|
/С Н = С |
|
|
R -N |
|
|
ч н ....с/ |
|
|
VI |
а) R=CH3 |
|
б) R= C6HS |
||
дородной связи типа —NCV'HN |
[24]. Очевидно, нитрогруппа |
|
в этом случае является более сильным |
акцептором протонов, |
|
чем формильный заместитель. Существование енамина VI в ци тируемой нами конфигурации подтверждается также векторно аддитивной суммой моментов структурных элементов; правда, в этой схеме вместо сс-амино-р-нитроэтиленового фрагмента,
ксожалению, использовался о-нитродифениламиновый остаток
[24].гракс-Расположение амино- и кетогрупп енаминов, приве денных в таблице 10, вытекает из анализа колебательных спек
тров сходных систем [385] и данных ПМР [523].
В |
работе [201] в основном исследовались граяс-фиксирован- |
|
ные |
АВК циклогексенового |
(VII) или инденового (VIII) ряда |
с общей структурой Б (с. 69) |
характеристической пентады: |
|
СН3 сн3
O ^ ^ N H R
vTT
а) |
R = H |
б) |
R = C6H5 |
в) |
R = CH3 |