CC BY
38
ХИМИЯ
УДК 547.598 : 544.433.3
В. А. Васин, Д. Ю. Коровин
О РЕАКЦИИ АЛЛИЛСУЛЬФОНОВ С 1-БРОМТРИЦИКЛО[4.1.0.02’7]ГЕПТАНОМ
Аннотация.
Актуальность и цели. Функционально замещенные бицикло[3.1.1]гептаны (норпинаны), являющиеся синтетическими аналогами биологически активных природных терпенов пинанового ряда, до настоящего времени остаются сравнительно малоизученными соединениями. Вместе с тем многие из них оказываются эффективными строительными блоками в многостадийных синтезах сложных полициклических структур, содержащих в своем составе малые углеродные циклы. Они служат также удобными моделями для специальных физико-химических исследований и изучения пространственного строения и конформаци-онного состава молекул с остовом, содержащим сочлененные в положениях 1 и 3 циклогексановые кольца, проявляют разнообразную биологическую активность. В связи с этим разработка простых методов целенаправленного синтеза функционально замещенных бицикло[3.1.1]гептанов и изучение их химических свойств являются актуальной задачей, решение которой может значительно расширить ассортимент норпинановых соединений и получаемых из них продуктов. Проводимые нами в последнее время исследования в данной области показывают, что действенным подходом в планировании синтеза нор-пинановых соединений является бициклобутановая стратегия, основанная на избирательном раскрытии центральной связи С-С в сравнительно сложных по строению, но, как правило, более доступных, чем норпинаны, производных бицикло[1.1.0]бутана - трицикло[4.1.0.02,7]гептанах. Весьма перспективными оказываются реакции радикального сульфонирования трициклогептанов с использованием галогенангидридов, тио- и селеноэфиров, азидов, цианидов и тиоцианатов сульфокислот и, как было установлено нами сравнительно недавно, (фенилэтинил)- и аллилсульфонов, позволяющие получать сульфонил-замещенные норпинаны. Акцепторная сульфогруппа, эффективно стабилизирующая а-карбанионы, легко образующиеся при действии оснований, открывает дополнительные возможности химической модификации норпинанов путем создания новых С-С связей и углеродных остовов органических соединений при участии этих карбанионов. Саму же сульфогруппу впоследствии при необходимости можно удалить путем элиминирования или же заменить.
Материалы и методы. Для синтеза новых норпинанов были использованы 1-бромтрицикло[4.1.0.02,7]гептан и аллил(фенил)- и аллил(метил)сульфоны, содержащие электроноакцепторный заместитель у винильного атома С2. Реакции эквимольных количеств этих соединений проводили в атмосфере аргона при кипячении в сухом толуоле в присутствии пероксида бензоила как инициатора в течение 22-32 ч. Состав продуктов контролировался методами тонкослойной хроматографии и ЯМР :Н и 13С.
Результаты. В каждом случае в качестве основного был получен норпина-новый моноаддукт, соответствующий эндо, анти-селективному присоединению аллилсульфона по центральной связи С:-С7 трициклогептана, идущему
Natural Sciences. Chemistry
109
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
с разрывом связи аллильный углерод - сера. Строение продуктов, выделенных в индивидуальном виде флэш-хроматографией на силикагеле и кристаллизацией с выходами 28-45 %, устанавливали по элементному анализу, а также методами ИК-, одно- и двумерной ЯМР-спектроскопии. Аддукт с фенил(2-Ж-фенилкарбамоилаллил)сульфоном был обработан двукратным избытком порошка трет-бутилата калия в ТГФ при 0 °С. Это привело к 1,3-элиминированию бромоводорода и воссозданию системы трицикло[4.1.0.02,7]гептана. В условиях опыта получающийся 1,7-дизамещенный трициклогептан оказывается неустойчивым и испытывает катализируемую сильным основанием изомеризацию в диеновое производное - Ж-фенил-2-[6-экзо-(фенилсульфонил)би-цикло [3.1.1] гептан-7-илиденметил] акриламид.
Выводы. Идущие при радикальном инициировании каскадные реакции 1-бромтрицикло[4.1.0.02,7]гептана с аллилсульфонами, содержащими дополнительный электроноакцепторный заместитель в положении 2, позволяют получать с высокой регио- и стереоселективностью новые соединения бицикло [3.1.1] гептанового (норпинанового) ряда, представляющие интерес в качестве удобных предшественников каркасных и мостиковых систем сложного строения. В частности, при действии сильных оснований эти соединения могут быть превращены в сопряженные диены с норпинановым остатком.
Ключевые слова: аллилсульфон, радикальное присоединение, трицик-ло[4.1.0.02,7]гептан, бицикло[3.1.1]гептан, норпинан, дегидробромирование, этинилсульфон.
V. A. Vasin, D. Yu. Korovin
REACTION OF ALLYL SULFONES WITH 1-BROMOTRICYCLO[4.1.0.02’7]HEPTANE
Abstract.
Background. Functionally substituted bicyclo[3.1.1]heptanes (norpinanes) are synthetic analogues of biologically active natural terpenes of pinane series. So far, these compounds have been relatively poorly studied. However, many of them are efficient building blocks in multi-step synthesis of complex polycyclic structures containing small-sized carbocycles. They are convenient models both for the special physical chemistry research and for the study of the spatial structure and conformational features of molecules with a core containing fused cyclohexane rings in position 1 and 3. In addition, it is known that the compounds exhibit a variety of biological activities. Therefore, the development of simple methods for directing the synthesis of functionally substituted bicyclo[3.1.1]heptanes and the study of their chemical properties are urgent tasks that can greatly expand the range of norpinane compounds and the derived products. Our recent research in this area shows that an effective approach for the synthesis of norpinane compounds is the bicyclobutane strategy. It is based on the selective cleavage of the central C-C bond in a relatively complex, but generally more available than norpinanes, namely, bicyclo[1.1.0]butane derivatives - tricyclo[4.1.0.02,7]heptanes. Free-radical sulfonation reactions of tricycloheptane with halogenanhydrides, thio- and selenoesters, azides, cyanides and thiocyanates of sulfoacides and, as we have recently shown, (phenyl)ethynyl- and allyl sulfones are highly prospective for the synthesis of sulfonyl-substituted norpinanes. Electron-withdrawing sulfonyl group strongly stabilizes a-carbanions generated by base treatment. It provides additional opportunities of chemical modification of norpinanes by formation of novel C-C bonds and carbon cores of organic compounds via participation of the carbanions. Note that, if necessary, sulfonyl group can be removed by elimination or replacement reactions.
110
University proceedings. Volga region
№ 2 (10), 2015
Естественные науки. Химия
Materials and methods. 1-Bromotricyclo[4.1.0.02,7]heptane, allyl(phenyl)- and allyl(methyl) sulfones containing electron-withdrawing substituent at vinyl atom С2 are used for the synthesis of novel norpinanes. The reactions of equimolar quantities of these compounds were carried out in refluxing dry toluene under argon atmosphere in the presence of benzoyl peroxide as a radical initiator for 22 - 32 h. Composition of the products is controlled by thin layer chromatography and NMR 1H and 13С.
Results. In each case, norpinane monoadduct was obtained as a major product.
It corresponds to endo, anti-selective addition of allyl sulfone at the central С1-С7 bond of tricycloheptane with breakage of allyl carbon - sulfur bond. The products were isolated in individually by dry-column flash chromatography on silica gel and crystallization in the yields of 28-45 %. Their structure was determined by the elemental analysis and spectral methods (IR, one- and two-dimension NMR). The phenyl (2-A-phenylcarbamoylallyl) sulfone adduct was treated by double excess of potassium tert-butoxide in THF at 0 °С. It led to a 1,3-elimination of hydrogen bromide and reconstitution of the tricyclo[4.1.0.02,7]heptane system. At the experimental conditions, 1,7-disubstieted tricycloheptane is unstable and undergoes strong base-catalyzed isomerization to diene derivative - A-phenyl-2-[6-exo-(phenylsulfo-nyl)bicyclo[3.1.1] hept-7 -ylidenmethyl] acrylamide.
Conclusions. Radical initiated cascade reactions of 1-bromotricyclo[4.1.0.02,7]hep-tane with allyl sufones, containing additional electron-withdrawing substituent in position 2, can be used for highly regio- and stereoselective synthesis of novel bicyclo[3.1.1]heptanes (norpinanes). They are of interest as convenient precursors of frame and bridged systems with a complex structure. In particular, under strong base conditions, these compounds can be transformed into conjugated dienes with norpi-nane core.
Key words: allyl sulfone, radical addition, tricyclo[4.1.0.02,7]heptane, bicyc-le[3.1.1]heptane, norpinane, dehydrobromination, ethynyl sulfone.
Введение
В работе [1] нами впервые было показано, что трицикло[4.1.0.02,7]геп-тан 1 и 1-фенилтрицикло[4.1.0.02,7]гептан 2 при кипячении в бензоле, толуоле или 1,2-дихлорэтане в присутствии пероксида бензоила (BPO) реагируют с различными аллил(фенил)- и аллил(метил)сульфонами с образованием с выходом 38-55 % моноаддуктов - 7-син-сульфонилзамещенных бицикло [3.1.1] гептанов, содержащих аллильный заместитель в 6-экзо-положении. Указанные аддукты формально соответствуют радикальному присоединению аллилсульфона по центральной бициклобутановой связи С'-С7, идущему с разрывом связи аллильный углерод - сера. Схожие свойства соединения 1 и 2 проявляют и в термических, а также фотохимических реакциях с (фенил-этинил)сульфонами, где также получены с выходом 40-45 % сульфонилза-мещенные бицикло[3.1.1]гептаны, отвечающие формальному присоединению реагента по связи С1-С7, идущему с разрывом связи ацетиленовый углерод -сера [2]. Учитывая высокую реакционную способность бицикло[1.1.0]бута-новых соединений в реакциях радикального присоединения [3], можно было рассчитывать на то, что и другие производные трицикло[4.1.0.02,7]гептана будут реагировать с аллил- и (фенилэтинил)сульфонами со схожей регио-и стереоселективностью. В этом плане определенный интерес представлял 1-бромтрицикло[4.1.0.02,7] гептан 3, для которого ранее были изучены реакции радикального присоединения с использованием галогенангидридов сульфо-
Natural Sciences. Chemistry
111
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
кислот [4-6] и сероводорода [7], а также превращения получаемых бицик-ло[3.1.1]гептановых аддуктов при действии оснований, ведущие к воссозданию системы 1-сульфозамещенного трицикло[4.1.0.02,7] гептана при 1,3-элиминировании бромоводорода [4-7]. Данное обстоятельство позволяло надеяться, что аддукты трициклогептана 3 с аллил- и (фенилэтинил)сульфонами также будут способны к элиминированию ИБг с образованием трицикланов или продуктов их дальнейших превращений.
Обсуждение результатов
В настоящей работе мы изучили реакции соединения 3 с непредельными сульфонами 4а-г, 5в в условиях радикального инициирования. Взаимодействие осуществляли при кипячении эквимольных количеств реактантов в толуоле в присутствии каталитических добавок ВРО в течение 22-32 ч, контролируя ход реакции методом ТСХ по исчезновению реагента. В каждом случае в качестве основных продуктов были получены норпинаны 6а-г, 7в (схема 1).
R'SO
1-3
SO,R'
у ВРО, t
4а-г, 5в
R = Н (1), Ph (2), Вг (3, 6, 7); R' = Ph (4, 6), Me (5, 7); W = C02Me (a), CN (б), CONHPh (в), S02Ph (г)
Они были выделены в индивидуальном виде флэш-хроматографией на силикагеле и кристаллизацией с выходами 28-45 % и охарактеризованы данными элементного анализа, ИК и ЯМР :Н и 13С спектрами. Конфигурацию сульфонильного заместителя у атома С7 соединений определяли с учетом известных структурно-спектральных корреляций в ряду 6,7-замещенных нор-пинанов [7] по наблюдению в спектрах ЯМР :Н триплетного сигнала протона анти-Н7 в интервале 3.56-3.99 м.д. с константой спин-спинового взаимодействия J3 5.6 Гц. Расположение заместителей при атоме С6 выводили из аналогии с другими анти-селективными реакциями радикального присоединения к бромиду 3 [4-7]. В пользу принятой конфигурации свидетельствует также двумерный спектр ЯМР 1H-1H NOESY соединения 6а, в котором присутствует кросс-пик а, соответствующий взаимодействию протонов группы CH2C= и протона анти-Н7, наиболее сильно проявляющегося только при экзо-расположении аллильной группы (рис. 1). Кросс-пики б и в отвечают взаимодействию протонов Н1,5 с протоном Н7 и протонами группы CH2C= соответственно.
Таким образом, можно утверждать, что реакции бромтрициклогептана 3 с сульфонами 4а-г, 5в по регио- и стереоселективности присоединения аналогичны другим ранее изученным реакциям его сульфонирования, а также реакциям углеводородов 1, 2 с аллилсульфонами. Относительно низкий вы-
Схема 1
112
University proceedings. Volga region
№ 2 (10), 2015
Естественные науки. Химия
ход норпинановых аддуктов в этом случае мы связываем с меньшей реакционной способностью трициклогептана 3 по сравнению с соединениями 1, 2 из-за акцепторных свойств атома брома в голове моста, повышающего потенциал ионизации данного субстрата, что не благоприятствует его взаимодействию с электрофильными по своей природе свободными радикалами, принимающими участие в процессе.
Рис. 1. Фрагмент спектра ЯМР 1H-1H NOESY норпинана 6а
Предполагаемый механизм реакций соединения 3 с аллилсульфонами 4а-г, 5в, представленный на схеме 2, включает стадию инициирования, когда при действии ВРО на реагент возникает сульфонильный радикал R'SO2\ В результате строго эндо-направленной атаки этого радикала на менее замещенный узловой С-атом соединения 3 формируется ключевой интермедиат -6-норпинанильный радикал А. Далее радикал А стереоселективно присоединяется к терминальному С-атому аллильного фрагмента сульфонов 4, 5, что приводит к углеродцентрированному радикалу Б. Отщепление сульфониль-ного радикала R'SO2 от интермедиата Б воссоздает аллильную систему. Таким образом, норпинаны 6 и 7 образуются в тандемном процессе присоединения - отщепления.
Наблюдаемую анти-селективность присоединения, как и в других подобных случаях [1-5], по-видимому, можно связать со стерическим экранированием реакционного центра радикала А триметиленовым мостиком, затрудняющим подход объемного реагента к нему с эндо-направления.
Наши попытки ввести трициклогептан 3 в реакции присоединения с п-толил- и метил(фенилэтинил)сульфоном не увенчались успехом: взаимодействия не наблюдалось при длительном кипячении в инертной атмосфере как в присутствии, так и в отсутствие ВРО, а также при фотоинициировании. Мы связываем такой результат с меньшей реакционной способностью эти-нилсульфонов по сравнению с аллилсульфонами в радикальных процессах.
Natural Sciences. Chemistry
113
бутилата калия в ТГФ при 0 °С, ср. [4]. Вместо ожидаемого трициклогептанового продукта 1,3-элиминирования бромоводорода В было получено с выходом 72 % производное бицикло[3.1.1]гептан-7-илидена 8 (схема 3). Строение этого соединения подтверждается спектрами ЯМР 1Н и 13С. В пользу экзо-расположения фенилсульфонильной группы у атома С6 в нем свидетельствует наблюдение синглетного сигнала атома эндо-Н в спектре ЯМР 1Н [8]. Участок сопряженного диена обнаруживается по сигналам олефиновых атомов углерода в спектре ЯМР 13С. При отнесении сигналов использовали технику DEPT. Заслуживающими внимания спектральными особенностями соединения 8 является химическая неэквивалентность узловых фрагментов в нем: в спектре ЯМР 1Н атомы Н1 и Н5 проявляются в виде мультиплетов, различающихся по химическим сдвигам. Различаются по химическим сдвигам в спектре ЯМР 13С и атомы С1 и С3, а также атомы С2 и С4. Такое различие связано со строением молекулы, у которой указанные атомы по-разному экранированы виниламидной группировкой, располагающейся в плоскости атомов С1-С5-С7.
КВиОК
ТГФ
Схема 3
114
University proceedings. Volga region
№ 2 (10), 2015
Естественные науки. Химия
При объяснении полученного результата мы исходим из того, что образующийся трициклогептан В в условиях опыта испытывает изомеризацию в норпинан 8 согласно схеме 3. Учитывая известную [9] аналогию в строении и свойствах центральной бициклобутановой связи С-С и п-связи в алкене, можно предположить, что атомы водорода в метиленовой группе, находящейся в винилогичном у-положении к сульфогруппе, будут подвижны. По этой причине при действии трет-бутилата калия в результате обратимого депротонирования трициклогептан В превращается вначале в карбанион Г, стабилизированный сопряжением с центральной бициклобутановой связью С1-С7 и сульфогруппой. Последующее протонирование резонансной формы Г’ этого интермедиата происходит эндо-селективно, что характерно и для модельного процесса с участием а-сульфокарбаниона, ведущего к образованию аналога соединения 8 - 7-метилен-6-экзо-фенилсульфонилбицикло [3.1.1] гептана, у которого сульфогруппа также занимает стерически более выгодное положение, максимально удаленное от триметиленового мостика [4].
Вместе с тем аналог соединения 6в - бромнорпинан 7в - при кипячении в течение 1 ч в водном (2 : 1) диоксане в присутствии гидроксида натрия, ср. [5], превращается в производное бицикло [3.1.1] гептан-7-илидена 9 (схема 3). Конфигурация метилсульфонильного заместителя у атома Сб этого соединения, выделенного в кристаллическом виде с выходом 81 %, устанавливается по наблюдению в спектре ЯМР :Н триплетного сигнала атома экзо-Н6. В остальном спектры ЯМР идентичны спектрам диена 8, в том числе и по проявлению химической неэквивалентности фрагментов С1Н и С5Н, а также фрагментов С2Н2 и С4Н2. По нашему мнению, к конфигурационному различию продуктов дегидробромирования бромнорпинанов 6в, 7в приводит изменение условий реакции и используемого основания. При повышенной температуре гидроксид натрия может, по-видимому, вызывать не 1,3-, а 1,2-элиминирование, что приводит к формированию непосредственно диенового участка молекулы, минуя стадию образования интермедиата типа трициклогептана В. В дальнейшем мы планируем более подробно разобраться в вопросе, касающемся конкуренции направлений элиминирования бромоводорода в зависимости от природы основания и условий среды.
Заключение
Таким образом, идущие при радикальном инициировании каскадные реакции трицикло[4.1.0.02,7] гептана, его 1-фенил- и 1-бромпроизводных с ал-лилсульфонами, содержащими дополнительный электроноакцепторный заместитель в положении 2, позволяют получать с высокой регио- и стереоселективностью новые соединения бицикло [3.1.1]гептанового (норпинанового) ряда, представляющие интерес в качестве удобных предшественников каркасных и мостиковых систем сложного строения. Из аддуктов 1-бромтри-цикло[4.1.0.02,7]гептана и аллилсульфонов при действии сильных оснований могут быть получены неизвестные ранее сопряженные диены с норпинано-вым остатком.
Экспериментальная часть
Спектры ЯМР 'И и 13C растворов соединений в CDCl3 записаны на спектрометре JNM-ECX400 JEOL (399.8 и 100.5 M^ соответственно). В ка-
Natural Sciences. Chemistry
115
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
честве реперных точек при обработке спектров использованы сигналы остаточных протонов (8 7.26 м.д.) и углеродных атомов (8 77.16 м.д.) дейтерохло-роформа. ИК спектры получены на Фурье-спектрометре ИнфраЛЮМ ФТ-02 в таблетках KBr. Элементные анализы выполнены на СН^-анализаторе VarioMICRO. Аналитическую ТСХ проводили на адсорбенте Sorbfil, элюент -легкий петролейный эфир - этилацетат 3 : 1, проявление в йодной камере или УФ светом. Для флэш-хроматографии на сухой колонке использовали силикагель L 5/40, элюент - легкий петролейный эфир - этилацетат 4^1:1.
Бромтрициклогептан 3 с чистотой > 97 % получали по методике [10]. Ссылки на способ и методики синтеза аллилсульфонов 4а-г, 5в представлены нами в работе [1].
Реакция бромтрициклогептана 3 с аллилсульфонами 4, 5. Общая методика. Раствор 5 ммоль трициклогептана 3 и 5 ммоль одного из аллилсульфонов 4а-г, 5в в 30 мл сухого бензола кипятили в атмосфере аргона в течение 22-32 ч, добавляя порциями по 40 мг (0,17 ммоль) BPO каждые 4-6 ч до завершения реакции (контроль по ТСХ исчезновения исходного аллил-сульфона). Растворитель удаляли в вакууме водоструйного насоса. Целевые продукты, представляющие собой бесцветные кристаллические вещества, выделяли флэш-хроматографией на силикагеле и/или кристаллизацией.
6-эн^о-Бром-6-[(2'-метоксикарбонил)пропен-2-ил]-7-син-фенилсуль-фонилбицикло[3.1.1]гептан 6а. Выход 31 %, т. пл. 84-85 °С (этанол). ИК спектр, v, см-1: 2948 ср, 2932 ср, 2863 сл, 1717 оч. с (C=O), 1632 ср, 1447 ср, 1308 ср (vasSO2), 1150 оч. с (vsSo2), 1088 ср, 1011 ср, 814 ср, 752 ср, 721 ср, 687 ср, 621 ср, 610 с, 575 ср, 525 ср. Спектр ЯМр 'Н, 5, м.д.: 1.76-1.88 м (1H, H3), 2.03-2.14 м (3H, H3 и эндо-H2,4), 2.55-2.61 м (2H, экзо-H2,4), 2.74 уш. д (2H, Н15, J 5.6 Гц), 3.14 c (2H, CH2C=), 3.54 (3H, OCH3), 3.90 т (1H, экзо-H7, J 5.6 Гц); 5.88 уш. c (1H), 6.37 д (1H, J 1 Гц), H™^; 7.56-7.60 м (2H), 7.63-7.67 м (1H), 7.91-7.93 м (2H), Наром. Спектр ЯМР 13С, 5, м.д.: 13.4 (С3),
25.7 (С2,4), 41.8 (СН2), 49.3 (С1,5), 52.1 (ОСН3), 59.2 (С7), 72.7 (С7), 127.6
(2Саром), 129.5 (2Саром), 130.8 (олефин СН2), 133.7 (Саром), 135.0 сл (Саром), 140.7 (Солефин), 167.8 (С=О). Найдено, %: С 52.52; Н 5.34; S 7.78. Сl8Н21BrO4S. Вычислено, %: 52.31; Н 5.12; S 7.76.
6-эн^о-Бром-6-[(2'-циано)пропен-2-ил]-7-син-фенилсульфонилбицик-ло[3.1.1]гептан 6б. Выход 33 %, т. пл. 162-163 °С (этанол). ИК спектр, v, см-1: 3063 сл, 2978 сл, 2959 сл, 2218 сл (CN), 1447 ср, 1300 оч. с (VaSSO2), 1277 ср, 1154 оч. с (vsSO2), 1088 ср, 1015 сл, 945 ср, 752 сл, 722 ср, 683 ср, 656 сл, 617 с, 606 с, 579 ср, 525 сл. Спектр ЯМР :Н, 5, м.д.: 1.81-1.92 м
(1H, H3), 2.05-2.19 м (3H, H3 и эндо-H24), 2.60-2.66 м (2H, экзо-H24), 2.96 уш. д (2Н, Н1,5, J 5.7 Гц), 2.98 с (2H, CH2C=), 3.59 т (1H, экзо-H7, J 5.7 Гц); 5.85 с (1H) и 6.06 с (1H), H^^; 7.55-7.59 м (2H), 7.64-7.68 м (1H), 7.87-7.89 м (2H), Наром. Спектр ЯМР 13С, 5, м.д.: 13.4 (С3), 25.5 (С2,4), 44.3 (СН2), 48.8
(С15), 59.5 (С7), 70.1 (С6), 118.4 (Солефин), 118.7 (CN), 127.4 (2Саром), 129.7 (2Саром), 134.0 (олефин СН2), 135.8 (Саром), 140.3 сл (Саром). Найдено, %: С 53.9; Н 4.80; N 3.66; S 8.40. С17Н18ВгШ^. Вычислено, %: С 53.69; Н 4.77; N 3.68; S 8.43.
6-эн^о-Бром-6-[(2'-Лг-фенилкарбамоил)пропен-2-ил]-7-син-фенилсуль-фонилбицикло[3.1.1]гептан 6в. Выход 30 %, т. пл. 178-179 °С (этанол). ИК спектр, v, см-1: 3345 ср (NH), 3052 сл, 2948 сл, 1671 ср ^=O), 1601 ср, 1536 ср, 1439 с, 1300 ср (vasSO2), 1150 оч. с (vsSO2), 1088 ср, 752 ср, 722 ср, 687 ср,
116
University proceedings. Volga region
№ 2 (10), 2015
Естественные науки. Химия
610 ср, 535 сл, 505 сл. Спектр ЯМР 'Н, 5, м.д.: 1.76-1.85 м (1H, H3), 2.04-2.12 м (3H, H3 и эндо-H24), 2.52-2.59 м (2H, экзо-H24), 2.77 уш. д (2H, Н15, J 5.6 Гц), 3.26 c (2H, CH2C=), 3.98 т (1H, J 5.6 Гц, H7); 5.65 c (1H) и 5.83 с (1H), И^ин; 7.11-7.14 м (1H), 7.28-7.32 м (2H), 7.37-7.39 м (2H), 7.49-7.53 м (2H), 7.59-7.63 м (1H), 7.89-7.91 м (2H), Наром; 7.66 уш. с (1H, NH). Спектр ЯМР 13С,
5, м.д.: 13.4 (С3), 25.6 (С2,4), 42.7 (СН2), 49.4 (С1,5), 59.0 (С7), 72.8 (С6), 120.0 (2Саром), 122.2 сл (Саром, 124.7 (олефин СН2), 127.5 (2Саром), 129.1 (2Саром), 129.5 (2Саром), 133.6 (Саром), 137.6 (Саром), 140.5 сл (Саром), 141.7 (Солефин), 166.0 (С=О). Найдено, %: С 58.04; Н 5.13; N 2.97; S 6.79. C23H24BrNO3S. Вычислено, %: C 58.23; H 5.10; N 2.95; S 6.76.
6-зн^о-Бром-6-[(2'-фенилсульфонил)пропен-2-ил]-7-син-фенил-суль-фонилбицикло[3.1.1]гептан 6г. Выход 32 %, т. пл. 115-116 °С (этанол). Спектр ЯМР 1Н, 5, м.д.: 0.81-0.88 м (1H, H3), 1.75-1.84 м (1H, H3), 2.03-2.15 м (2H, эндо-H2,4), 2.55-2.62 м (2H, экзо-H2,4), 2.84 уш. д (2H, Н1,5, J 5.6 Гц), 3.02 c (2H, CH2C=), 3.56 т (1H, H7, J 5.7 Гц); 6.22 уш. д (1H, J 1.7 Гц) и 6.52 уш. с (1H), HOT^ra; 7.48-7.52 м (2H), 7.56-7.62 м (3H), 7.63-7.68 (1H), 7.72-7.74 (2H), 7.85-7.88 (2H), Наром. Спектр ЯМР 13С, 5, м.д.: 13.2 (С3), 25.5 (С2,4), 39.3 (СН2), 49.3 (С1,5), 59.2 (С7), 69.9 (С6), 127.5 (2Саром), 127.6 (олефин СН2), 128.1 (2Саром), 129.5 (2Саром), 129.6 (2 Саром), 133.9 (2 Саром), 138.2 сл (Саром), 140.3 сл (Саром), 145.7 сл (Солефин). Найдено, %: С 58.04; Н 5.13; N 2.97; S 6.79. C22H23BrO4S. Вычислено, %: C 53.33; H 4.68; S 12.94.
6-зн^0-Бром-6-[(2'-Лг-фенилкарбамоил)пропен-2-ил]-7-син-метилсуль-фонилбицикло[3.1.1]гептан 7в. Выход 28 %, т. пл. 138-139 °С (этанол). ИК спектр, v, см-1: 3344 ср (NH), 2946 ср, 1674 ср (С=0), 1654 ср, 1601 с, 1535 с, 1497 ср, 1439 с, 1319 ср, 1300 оч. с (vasS02), 1269 ср, 1142 оч. с (vsS02), 941ср,
756 ср, 694 ср, 555 ср. Спектр ЯМР 1Н, 5, м.д.: 1.71-1.81 м (1H, H3), 1.85-1.95 м (1H, H3), 2.04-2.10 м (2H, эндо-H24), 2.42-2.48 м (2H, экзо-H24), 2.88
c (3H, CH3SO2), 2.92 уш. д (2H, Н1,5, J 5.7 Гц), 3.34 c (2H, CH2C=), 3.99 т (1H, J5.7 Гц, H7), 5.77 c (1H) и 5.92 (1H), Б^ефин, 7.12-7.15 м (1H), 7.32-7.36 м (2H), 7.53-7.55 м (2H), Наром; 7.81 уш. с (1H, NH). Спектр ЯМР 13С, 5, м.д.: 13.2 (С3), 25.3 (С2,4), 42.5 (CH3SO2), 42.8 (СН2), 49.3 (С1,5), 57.4 (С7), 72.9 (С6), 120.1 (2Саром), 122.9 сл (Саром), 124.9 (олефин СН2), 129.2 (2Саром), 137.7 (Саром),
141.7 сл (Солефин), 167.1 (С=О). Найдено, %: С 52.22; Н 5.36; N 3.42; S 7.75. С18Н22 BrNO3S. Вычислено, %: 52.43; Н 5.38; N 3.40; S 7.78.
Реакция бромнорпинана 6в с трет-бутилатом калия. Л^-Фенил-2-[6-зкзо-(фенилсульфонил)бицикло[3.1.1]гептан-7-илиденметил] акриламид 8. К охлажденному до 0 °С раствору 240 мг (0,51 ммоль) соединения 6в в 7 мл безводного ТГФ прибавили небольшими порциями 114 мг (1 ммоль) порошка трет-бутилата калия в атмосфере сухого аргона. Реакционную смесь перемешивали при той же температуре в течение 1 ч, затем фильтровали через слой силикагеля 1 см. Осадок на фильтре промыли 10 мл диэтилового эфира. После упаривания растворителя из объединенных вытяжек остаток очищали флэш-хроматографией. Получили 145 мг (72 %) соединения 8 в виде бесцветного маслообразного вещества. Спектр ЯМР 1Н, 5, м.д.: 1.63-1.72 м (1Н), 1.87-2.05 м (2Н), 2.06-2.18 м (2Н), 2.20-2.30 м (1Н), Н2-4; 3.15 с (1Н, Н6); 3.28-3.31 м (1Н) и 3.45-3.48 м (1Н), Н1 и Н5; 5.27 т (1Н, Нолефин, J 1.5 Гц), 6.02-6.04 м (2Н, олефин СН2); 7.06-7.11 м (1Н), 7.28-7.33 (2Н), 7.46-7.51 м (2Н), 7.59-7.63 м (1Н), 7.75-7.81 м (4Н), Наром; 8.57 с (1Н, NH). Спектр ЯМР
Natural Sciences. Chemistry
117
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
13С, 5, м.д.: 16.7 (С3), 33.6 и 33.8 (С1 и С5), 46.09 и 46.13 (С2 и С4), 68.5 (С6),
114.6, 120.2 (2С), 122.0 сл, 124.2, 128.1 (2С), 128.9 (2С), 129.5 (2С), 134.9,
138.1, 138.5 сл, 140.8, 150.3, 165.8 (С=О). Найдено, %: С 70.01; Н 5.76; N 3.42; S 8.75. С23Н23Ш^. Вычислено, %: С 70.20; Н 5.89; N 3.56; S 8.15.
Реакция бромнорпинана 7в с гидроксидом натрия. Л^-Фенил-2-[6-лн^о-(метилсульфонил)бицикло[3.1.1]гептан-7-илиденметил]акриламид 9. К раствору 38 мг (0,95 ммоль) NaOH в 3,5 мл диоксана и 1,5 мл воды добавляли 108 мг (0,26 ммоль) бромнорпинана 7в. Смесь кипятили с обратным холодильником в течение 1 ч, затем охлаждали, разбавляли 6 мл воды и экстрагировали 3 х 5 мл диэтилового эфира. Эфирные вытяжки сушили MgSO4. После упаривания растворителя остаток очищали флэш-хроматографией. Получили 70 мг (81 %) соединения 9 с т. пл. 142 °С (с разл.). ИК спектр, v см-1: 3375 ср (NH), 2935 ср, 1670 с (С=О), 1601 с, 1497 ср, 1443 с, 1315 с, 1288 с, 1138 оч. с, 756 с, 694 ср. Спектр ЯМР 'Н, 5, м.д.: 1.75-1.83 м (2Н, Н3), 1.94-2.05 м (2Н, эндо-Н24), 2.68-2.78 м (2Н, экзо-Н24), 2.82 с (3Н, CH3SO2), 3.37 т (1Н, Н6, J 5.6 Гц); 3.41-3.47 м (1Н) и 3.50-3.56 м (1Н), Н1 и Н5; 5.39 с (1Н), 5.73 с (1Н) и 6.10 с (1Н), Нолефин); 7.14 т (1Н, Наром, J 7.3 Гц), 7.35 (2Н, Наром, J 8.2 Гц), 7.55 с (1Н, NH), 7.56 д (2Н, Наром, J 7.1 Гц). Спектр ЯМР 13С, 5, м.д.: 16.6 (С3), 25.9 и 26.6 (С1 и С5), 42.4 (CH3SO2), 48.4 и 49.5 (С2 и С4), 56.9 (С6), 114.4, 119.0 (Олефин СН2), 120.0 (2Саром), 124.9 (Саром), 129.3 (2Саром),
137.7 сл (Саром), 141.7 сл (С7), 147.1 сл (Солефин), 166.3 (С=О). Найдено, %: С 65.12; Н 6.46; N 4.32; S 9.75. С18Н21Ш^. Вычислено, %: С 65.23; Н 6.39; N 4.23; S 9.67.
Список литературы
1. Васин, В. А. О реакции аллилсульфонов с трицикло[4.1.0.02,7]гептаном и 1-фенилтрицикло[4.1.0.02,7]гептаном / В. А. Васин, Д. Ю. Коровин, Н. В. Сомов // Вестник ННГУ. - 2013. - Вып. 3 (1). - С. 102-109.
2. Vasin, V. A. Reactions of (phenylethynyl)sulfones with tricyclo[4.1.0.02,7]heptanes / V. A. Vasin, Yu. Yu. Masterova, V. V. Razin, N. V. Somov // Can. J. Chem. - 2013. -Vol. 91, № 6. - Р. 465-471.
3. Васин, В. А. Гомолитические реакции производных бициклобутана / В. А. Васин // Журнал органической химии. - 1995. - Т. 31, вып. 9. - С. 1393-1407.
4. Васин, В. А. Функционализация производных трицикло[4.1.0.02,7]гептана в реакциях бензолсульфобромирования - дегидробромирования / В. А. Васин, С. Г. Кострюков, В. В. Разин, И. Ю. Болушева, Н. С. Зефиров // Журнал органической химии. - 1994. - Т. 30, вып. 9. - С. 1351-1359.
5. Васин, В. А. Синтез производных 6-метиленбицикло[3.1.1]гептана на основе трицикло[4.1.0.02,7]гептана / В. А. Васин, С. Г. Кострюков, Э. В. Романова, И. Ю. Болушева, В. В. Разин // Журнал органической химии. - 1996. - Т. 32, вып. 11. - С. 1701-1708.
6. Васин, В. А. О превращениях 6-метилсульфонилбицикло[3.1.1]гептанов в присутствии гидроксида калия в среде t-BuOH - CCl4 / В. А. Васин, С. Г. Кострюков,
Э. В. Романова, В. В. Разин // Журнал органической химии. - 1999. - Т. 35, вып. 8. -С. 1175-1184.
7. Васин, В. А. Продукты взаимодействия трицикло[4.1.0.02,7]гептана и 1-бром-трицикло[4.1.0.02,7]гептана с сероводородом и синтезы на их основе / В. А. Васин, С. Г. Кострюков, В. В. Разин // Журнал органической химии. - 2002. - Т. 38, вып. 11. - С. 1632-1642.
8. Wiberg, K. B. 6-Substituted Bicyclo[3.1.1]heptanes / K. B. Wiberg, B. A. Hess // J. Org. Chem. - 1966. - Vol. 31, № 7. - P. 2250-2254.
118
University proceedings. Volga region
№ 2 (10), 2015
Естественные науки. Химия
9. Hoz, S. Bicyclo[1.1.0]butane / S. Hoz // The Chemistry of the Cyclopropyl Group / ed. Z. Rappoport. - N.-Y. : J. Wiley & Sons L.T.D., 1987. - Ch. 19. - P. 1121-1192.
10. Szeimies, G. Darstellung von 1-substituierten Tricyclo[4.1.0.02,7]heptanen / G. Szeimies, F. Philipp, O. Baumgartel, I. Harnisch // Tetrahedron Lett. - 1977. -Vol. 18, № 25. - P. 2135-2138.
References
1. Vasin V. A., Korovin D. Yu., Somov N. V. Vestnik NNGU [Billetin of NNSU]. 2013, iss. 3 (1), pp. 102-109.
2. Vasin V. A., Masterova Yu. Yu., Razin V. V., Somov N. V. Can. J. Chem. 2013, vol. 91, no. 6, pp. 465-471.
3. Vasin V. A. Zhurnal organicheskoy khimii [Journal of organic chemistry]. 1995, vol. 31, iss. 9, pp. 1393-1407.
4. Vasin V. A., Kostryukov S. G., Razin V. V., Bolusheva I. Yu., Zefirov N. S. Zhurnal organicheskoy khimii [Journal of organic chemistry]. 1994, vol. 30, iss. 9, pp. 1351-1359.
5. Vasin V. A., Kostryukov S. G., Romanova E. V., Bolusheva I. Yu., Razin V. V. Zhurnal organicheskoy khimii [Journal of organic chemistry]. 1996, vol. 32, iss. 11, pp. 1701-1708.
6. Vasin V. A., Kostryukov S. G., Romanova E. V., Razin V. V. Zhurnal organicheskoy khimii [Journal of organic chemistry]. 1999, vol. 35, iss. 8, pp. 1175-1184.
7. Vasin V. A., Kostryukov S. G., Razin V. V. Zhurnal organicheskoy khimii [Journal of organic chemistry]. 2002, vol. 38, iss. 11, pp. 1632-1642.
8. Wiberg K. B., Hess B. A. J. Org. Chem. 1966, vol. 31, no. 7, pp. 2250-2254.
9. Hoz S. The Chemistry of the Cyclopropyl Group. New York: J. Wiley & Sons L.T.D., 1987, part 19, pp. 1121-1192.
10. Szeimies G., Philipp F., Baumgartel O., Harnisch I. Tetrahedron Lett. 1977, vol. 18, no. 25, pp. 2135-2138.
Васин Виктор Алексеевич доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой органической химии, Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева (Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, 68)
E-mail: [email protected]
Коровин Дмитрий Юрьевич инженер, Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева (Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, 68)
E-mail: [email protected]
Vasin Viktor Alekseevich
Doctor of chemical sciences, professor,
head of sub-department of organic
chemistry, Ogarev Mordovia State
University
(68 Bolshevistskaya street,
Saransk, Russia)
Korovin Dmitry Yurevich
Engineer, Ogarev Mordovia State University (68 Bolshevistskaya street, Saransk, Russia)
УДК 547.598 : 544.433.3 Васин, В. А.
О реакции аллилсульфонов с 1-бромтрицикло[4.1.0.02,7]гептаном /
В. А. Васин, Д. Ю. Коровин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. - 2015. - № 2 (10). - С. 109-119.
Natural Sciences. Chemistry
119
