212 |
ГЛАВА VI. ХИМИЧЕСКИЕ ' СВОЙСТВА ЕНАМИНОКЕТОНОВ, |
CVII!
До сих пор не существует единой теории, объясняющей лите ратурный материал по обмену аминами в АВК. Отмечалось, что обмен может представлять собой как обратимую, так и необра
тимую реакцию [289]. Одни авторы находят, что |
реакция |
|
ABKi |
‘'АВКг протекает быстро при условии, если |
«вступаю |
щий» амин более основен, чем «уходящий» [66, 119, |
120, 289, |
|
578]; |
другие же, в том числе и автор настоящей книги, наблю |
|
дали противоположное явление, например вытеснение диалкил-
аминогруппы или |
аминогруппы ариламиногруппой [167, |
257, |
303, 362, 424, 425] |
или же N-алкил-М-ариламиногруппы |
арил- |
аминоостатком [359, 427]. |
|
|
Для выяснения ряда факторов, влияющих на ход аминного обмена, эта реакция исследовалась на примере инденовых енаминов. Например, нижеприведенная реакция протекает в уксус ной кислоте, при наличии большого молярного избытка амина
[23, |
183]: |
|
|
NH. |
|
|
X X IX о |
о |
|
a) R = CH3; б) |
R= C6HS |
Присутствие в реакционной среде свободных протонов уско ряет процесс обмена [603]. Роль кислоты в случае малооснов ных АВК сводится к облегчению (катализу) образования или распада геминального диамина СVIII. Это подтверждается ре акцией [213], которая хорошо протекает в среде уксусной кис лоты и совершенно не идет в среде н-пропанола при прочих рав ных условиях.
ЫНI NH— С6Н«— NH
|+RNHC6H4NHZ
О |
О |
о |
о |
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО УСТАНОВЛЕННЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА |
213 |
Аналогично присутствие кислоты облегчает обмен в Ы,Ы-ди- алкилзамещенных инденовых АВК. Так, в кипящей уксусной кислоте данная реакция заканчивается в течение нескольких минут [167]:
0_ |
О |
|
<Ж |
||
|
Такой обмен осуществлен в следующих вариантах:
а) |
r 1+ R2=_ (C H 2)5- ; |
R3=R 4 = C6H5 |
|
б) |
R i + R 2= > ( C H 2C H 2) sO; |
Из = R 4 CgHs |
|
в) |
Ri+ R2= > (C H 2CH2) 20; |
R4= C 6H5; R3=n-C6H4Cl |
|
г) |
R[ = C2H5; R2 = R3- R 4 = C6H5 |
||
Д) |
Ri+ R2= - ( C H 2)5- ; |
R4 |
= H; R3= C6H5 |
В основной среде реакция не идет или протекает весьма мед |
|||
ленно. В случае N-моно- или |
N-диалкилзамещенных енаминов |
||
кислота, наряду с катализом отдельных стадий реакции обмена, может в какой-то степени протонировать исходное соединение с образованием значительно более электрофильного катиона (см.
табл. 34).
Енамин CIX, R, + R2 = — (СН2)5—, R3 = C6H5, в среде амина не реагирует ни с анилином, ни с циклогексиламином, но медленно взаимодействует с к-бутиламином или бензиламином. В этом, видимо, определенную роль играют стерические условия под хода реагента к исходному енамину [167].
Если учесть сказанное, а также работы [120, 289, 347, 427, 438, 758], то кажется наиболее вероятным, что главными усло виями успешного протекания реакции обмена являются, с одной стороны, избыток «вступающего» амина — для смещения рав новесия вправо и, с другой, присутствие водородных ионов в ре акционной среде — для катализа стадий превращения или ак тивации исходного енамина.
Если на АВК действовать гидроксиламином или производным гидразина (фенилгидразин, семикарбазид, гидразин), то иногда удается выделить р-кетоксимы [433], р-кетогидразоны [479, 786, 120] или р-кетосемикарбазоны [433, 786], которые затем спо собны циклизоваться в пиразолы [433, 786] или изоксазолы
[433].
Автору удалось выделить два р-кетоксима СХ тданс-фиксиро- ванных соединений индонового ряда [23, 183], осторожно воз действуя избытком солянокислого гидрбксиламина на индоно вый АВК в среде уксусной кислоты:
2.1;4 |
ГЛАВА VI. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЕНАМИНОКНТОНОВ |
NH,
о
xxix
Реагирующим агентом должен быть свободный гидроксиламин, образующийся в результате диссоциации хлорида. С осно ванием гидроксиламина из соединений XXIX и СХ образуются только диоксимы индандионов-1,3. Видимо, применяемая смесь реагентов имеет именно такую концентрацию нуклеофильного реагента и ионную силу, что становится возможным выделение моноксима до его превращения в диоксим. Кроме того, следует учесть и общее ускорение реакции, вызванное присутствием кис лоты. Полученные р-кетоксимы могут быть интересными про межуточными соединениями в различных синтезах, например в реакциях перегруппировки или восстановления [189].
В литературе известен только один случай, когда продукт аминного обмена АВК с. гидроксиламином имеет ен-гидроксил- аминную форму CXI [9]. Очевидно, энергетическая выгодность такой структуры с единой цепью сопряженных связей объясня ется дополнительной карбонильной группой и внутримолекуляр ной водородной связью (ср. с. 50).
О |
7 |
|
|
+1ЧН20Н |
HON |
R |
|
- c6h 5nh2 |
|||
I |
|||
|
Н-.•о |
R |
|
|
Ш |
|
Однако в- большинстве случаев при реакции АВК с гидрази ном или гидроксиламином выделяются только конечные, пира-
золы [265, 267, 294, 296, 300, 301, 303, 304, 381, 603] или цэрксазолы [77, 294, 364, 381, 603, 653, 478] со структурой, соответству ющей предварительно протекавшему обмену аминных оснований.
В предыдущихпримерах промежуточный геж-диамин СVI11 стабилизируется благодаря отщеплению нуклеофильной .амин ной группы. Существование промежуточного диамина (CVIII) подтверждают и работы, в которых описано отщепление нуклео фильного углеродного остатка. Такой вариант стабилизации ад дукта CVIII имеет место в том случае, если конечным продук том является гетероцикл ароматического характера. Например,
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО УСТАНОВЛЕННЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ' СВОЙСТВА |
215 |
гидролиз бенздиазепинов включает':.стадию образования г'ем-
диамина (аминаля) СХП, который далее расщепляется; по схеме [236, 248, 276, 510, 582, 683, 750]
X
NH2 q!_,
COR*
CXII
Всюду: a) Ri= R2 = CH3 б) Ri = R2= C 6H5
в) Ri= CH3; R2 = C6H5
x |
© |
X |
|
Nl-K +_■ |
|
COR2~ |
+RaCOCH® |
+CH,COR, |
r) Rr=C6H5; R2 = CH3
д), R i=C H 3; Р2=.а-селенофенил
ж) R, = CH3; R2=O C2H5
X, у могут означать дополнительно анеллированный цикл.
Реакция АВК с аминами по карбонильному углероду С4 мо жет быть представлена в виде следующей общей схемы:
Нч I |
I I я |
H |
1 I |
1/ОН |
|
|
fv № S - S : ° |
rR )N -O C -C < M/R |
CXIV |
||||
CXIII |
r^ ' h |
-OH' |
|
xR2 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||
R,.NH |
|
|
|
© |
||
|
|
-H® |
|
|
||
A B K |
d) n- c^c- c- n/ R< |
|||||
А В И |
||||||
|
|
|
K3 |
___ |
xr2 |
|
|
|
|
|
cxv |
|
|
Вероятнее всего, в качестве промежуточного продукта обра зуется оксиамин CXIV, что вытекает из результатов работы [260]. В итоге АВИ выделяются в виде, солей, содержащих ка тион CXV, или соответствующих свободных оснований , [127]'.
Данный синтез в нейтральной или. основной среде идет в редких , случаях, преимущественно тогда, когда в «-положении, ДО отношению к карбонильной группе имеется сильно., электрофилv . ный заместитель [427, 492, 508, 587]. Эйстерт’ [427] указывает; что в ряду a-замещенных р-аминоакроле.инов превращение АВК в соли соответствующих АВИ лучше всего идет при условии,что «-заместитель имеет , нулевой или отрицательный мезомерный эффект ([426], см. также работу [66]).; •
Многими ’авторами отмечена пониженн,й'’Я';'Электрофи®вностьз карбонильной группы АВК в связи с эЛектронодонорным /-эф-г
фектом аминного остаткп.гШо'этому'аля прёпйратиВ|НЫх"С«,Пт'ёЗов<"
216 |
ГЛАВА VI. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЕНАМИНОКЕТОНОВ |
|
АВИ |
из АВК обычно прибегают к |
активации углеродного |
атома |
С4 исходного енамина одним из следующих методов. |
|
1. |
До взаимодействия с амином |
исходные АВК ацилируются |
по азоту. Этим снижается смещение неподеленной пары элек тронов аминогруппы в сторону карбонила Г158, 197, 305Т (CXVI).
ч И чг. Г* 1 /■ I ^ ' |
r v w T |
-C -N -C = C -C = 0 |
CXVI |
Используя этот принцип, можно получить самые разнообраз ные и труднодоступные АВИ инденового ряда. Обычно нагре вают N-ацилированньгй АВК с ацетатом аммония в ледяной ук сусной кислоте [193, 197]:
‘г.
Промежуточная стадия CXVII—’'CXVI11 показана и на от дельном опыте. Наряду с солью АВИ CXVIII образуются и со ответствующие АВК (XXIX). Происходит это либо за счет гид ролиза катиона CXVIII, либо в результате параллельно иду
щей |
атаки аммиака по |
углероду С3 инденовой системы [153]. |
2. |
Вторым, самым |
распространенным способом активации |
АВК к взаимодействию кетогруппы с амином является проведе ние реакций в присутствии кислотных добавок [249, 257, 305, 406, 426, 429, 463, 468, 565, 627, 667, 668, 714, 726, 728, 737]. Во
дородные ионы могут катализировать образование и распад геминального оксиамина CXIV аналогично тому, как это проис ходит в реакции аминного обмена по атому Сг (см. с. 212).
Кроме того, кислота может непосредственно протонировать ис ходный АВК с образованием структур СХ1Ха,б.
Часто проводят реакцию между АВК |
и солью амина. Тогда |
|
в сильно концентрированных растворах |
или, |
особенно, в рас |
плаве, несмотря на низкую основность |
АВК |
по сравнению с |
амином, можно допустить существование |
равновесия: |
|