CC BY
368
Н. А. Анисимова, А. А. Кужаева, В. М. Берестовицкая, Л. И. Дейко
СОПРЯЖЕННЫЕ НИТРОАЛКЕНЫ В РЕАКЦИЯХ ДИЛЬСА—АЛЬДЕРА
Проанализированы, обобщены и систематизированы литературные данные, включающие реакции сопряженных нитроалкенов с 1,3-диенами ациклического, карбо- и гетероциклического рядов (замещенными 1,3-бутадиенами,
1,3-циклопента- и гексадиенами, фураном и антраценом). Рассмотрены факторы, оказывающие влияние на регио- и стереоселективность диенового синтеза с участием нитроалкенов. Приведены примеры использования нитроалкенов для конструирования практически значимых веществ на основе этих реакций.
Реакция диенового синтеза ([4+2]-циклоприсоединения или реакция Дильса—Альдера) занимает одно из важнейших мест в современной органической химии, являясь простым и доступным методом получения разнообразных циклических систем. В сферу действия превращений, охватываемых конденсациями по Дильсу—Альдеру, вовлекаются соединения различных типов, начиная от простейших алкенов и кончая сложными стероидными системами [1].
Сопряженные нитроалкены являются весьма реакционноспособными соединениями и удобными синтонами для получения различных классов органических веществ [2]. Наличие в молекулах активированных кратных связей предопределяет широкое использование нитроалкенов в качестве диенофилов в реакциях Дильса—Альдера для создания на их основе моно- и полициклических систем. Последние входят в состав многих природных соединений и успешно применяются в качестве синтетических интермедиатов для синтеза фрагментов природных соединений (витаминов, гормонов, терпенов), лекарственных препаратов и других практически значимых веществ [2-4].
В литературе широко представлены реакции нитроалкенов с алифатическими и циклическими диенами. Наиболее глубокие исследования проводились
с участием /?-нитроакриловой кислоты, /-нитростирола и их производных. Показано влияние различных заместителей в составе нитроалкенов и диенов на скорость протекания диенового синтеза, выявлены некоторые стереохи-мические закономерности реакции. Однако литературные данные носят разрозненный характер и, как правило, посвящены изучению отдельных представителей нитроалкенов. В современных обзорных и монографических работах, посвященных химии нитроалкенов, реакции Дильса—Альдера уделяется недостаточное внимание. Данный обзор посвящен обобщению и анализу имеющихся в литературе сведений, касающихся реакции Дильса—Альдера с участием широкого ряда нитроалкенов и диенов. Наличие такого обзора дает возможность в определенной степени прогнозировать химическое поведение различных по строению нитроалкенов с алифатическими и циклическими диенами.
Взаимодействие нитроалкенов с ациклическими 1,3-диенами
Р е а к ц и и с с и м м е т р и ч н ы м и 1,3-д и е н а м и
Впервые диеновая конденсация с участием а, ненасыщенных нитросо-
единений и алифатических диенов проведена К. Альдером в 1938 году [5]. Было показано, что реакция 1,3-бутадиена с нитроалкенами протекает при многочасовом нагревании реакционной смеси в автоклаве или запаянных трубках и приводит к получению соответствующих нитроциклогексенов (рис. 1).
о2к н
чс=с' К27 чя3
б!
б!
бз
ыо2
Б2
Рис. 1
+
В аналогичных условиях в реакцию Дильса—Альдера был введен ряд симметрично построенных алкадиенов с 1-нитропроизводными этена, пропена [6], пентена [7, 8], а также с ^-нитростиролом [9, 10] и другими сопряженными нитросоединениями [11-13] (табл. 1).
Все вводимые в реакцию Дильса—Альдера нитроалкены имели трансконфигурацию и сохраняли разностороннюю ориентацию заместителей в ад-дуктах диенового синтеза.
Наиболее гладко и с максимальным выходом нитроциклогексена (95%) реагировал 1,3-бутадиен с нитроэтиленом. Введение алкильных заместителей в вицинальное [5-7], и особенно геминальное [8] положение по отношению к нитрогруппе диенофила, приводит к снижению выхода соответствующих ад-дуктов до 37-53% (табл. 1). В случае ^-нитростирола и его производных [6, 9, 10] наблюдается увеличение выхода циклогексенов до 60-88%, что авторы [9] связывают с плоскостным строеним бензольного кольца и возможностью его вращения вокруг С-С связи.
Авторами более поздних работ [6, 11, 14-16] показано, что наличие в нит-роалкене электроноакцепторных заместителей (СС13,802РЬ) в вицинальном положении к нитрогруппе позволяет проводить диеновую конденсацию при атмосферном давлении, что можно объяснить увеличением электрофильности С=С связи диенофилов.
Таблица 1
Взаимодействие 1-нитроэтена и его замещенных с симметрично построенными алифатическими диенамиа
№ пп. Я1 Я2 Я3 Условия реакции Выход, % Литера- тура
Время, ч Растворитель Т,°С
1 Н Н Н 11 хлорбензол 132 95 6
2 Н Н Ме 38 хлорбензол 132 53 6
3 Н Н Рг 38 хлорбензол 132 52 5
4 Н Б1 Н 4 ю Л Р 150 37 8
5 Н Н РИ 38 хлорбензол 132 70 6, 10
6 Н Н х-РИв 48 толуол 110 60-88 9
7 Н Н СС13 38 хлорбензол 132 67 6, 11
8 Н Н С02Ме 38 хлорбензол 132 68 6
9 Н Н Б02РЬ 6 толуол 110 60 14
10 Ме Н А1кг 12-38 бензол 80 65-78 15
11 Ме Ме Н 2 б 150 40 8
12 Ме Н РИ 5 толуол 110 82 10, 12, 13
13 Ме Н СС13 5 б 150 69 11
14 Ме Н Б02РЬ 1,5 толуол 110 97 14
15 Ме Н Р(О)(ОС2Н4С1)2 2 бензол 80 90 16
16 Ме Вг Р(О)(ОС2Н4С1)2 2 бензол 80 90 16
Примечания: а) Реакции (№ 1-8, 10-13) проводились при повышенном давлении. б) Реакция проводилась при отсутствии растворителя. в) X = С1, Бг, N02. г) А1к = Ме, Б^ Рг, ьРг, Би, ьБи.
Следует отметить, что 2,3-диметил-1,3-бутадиен, по сравнению с бутадиеном, реагировал с такими нитроалкенами в более мягких условиях (табл. 1). На примере взаимодействия 2,3-диметил-1,3-бутадиена с серией /-алкилзаме-щенных нитроалкенов авторами работы [16] показано, что увеличение объема заместителя вызывает уменьшение выхода соответствующих циклоаддуктов.
Р е а к ц и и с н е с и м м е т р и ч н ы м и 1,3-д и е н а м и
Реакция Дильса—Альдера нитроалкенов с участием несимметричных ациклических диенов может сопровождаться образованием двух структурноизомерных циклогексенов, отличающихся ориентацией нитрогруппы по отношению к заместителю диена.
Ме
\
N09
Я
Ме Ме
N02 1 Я
Я
ортоРис. 2
+
+
Диены, замещенные в положении-1, при конденсации с нитроалкенами дают соотвествующие орто- и метанитроциклогексены (рис. 2). В литературе 40-50-х годов XX века существуют достаточно противоречивые данные о получении таких изомеров. Ранее на основании работ К. Альдера [17] и других исследователей [18] считалось, что 1-замещенные диены в реакциях Дильса— Альдера с диенофилами дают только ортоаддукты. Аналогичные результаты были получены на примере взаимодействия пиперилена с нитроэтиленом [19], нитроропеном, /-нитроакрилатом [20-22], нитропентеном, /нитропстиролом [12], 1-нитро-2-(а-фурил)-этеном [12, 20] (табл. 2). Исключительное образование ортоизомера нитроциклогексена, по данным авторов работ [12, 20], подтверждается превращением аддуктов путем дегидрирования и денитрации (в присутствии селена) в ароматические производные и последующее их окисление до соответствующих ароматических кислот (рис. 3). Такой результат реакции авторы литературы [12, 20] связывали с электронными представлениями о поляризации выбранных реагентов. Однако в работах [11, 23] на примере диеновой конденсации пиперилена с /-нитростиролом или /-трихлорметилнитро-этиленом (в аналогичных условиях) было показано присутствие в реакционной смеси не только орто-, но и метаизомера нитроциклогексена; его количество составило 8-14% (табл. 2).
Ме
Ме
Ме
С00Н
N0,
Я
Я= Рг, РИ, а-Гиг
320-3500С
Бе, 20 ч
КМп04
Я
Я
+
Рис. 3
По-видимому, авторам работ [12, 20, 21] не удалось выделить и идентифицировать метаизомер вследствие его незначительного выхода. Вместе с тем в более поздней работе [14] установлено что, /-сульфонилнитроэтилен в диеновой конденсации с 1-замещенными [Я = Ме,С7Н15,0Б1Ме3] диенами образует ис-ключительно ортоизомеры соответствующих циклогексенов с выходом 81-95%.
Взаимодействие пиперилена с нитроалкенами
№ пп. R Условия Выход, % Литера- тура
Время, ч Растворитель Т, °С общий соотношение
орто- мета-
1 H 9-11 бензол 80 79-91 100 — 6, 21, 22
2 Alk3 12-15 бензол 80 55-70 100 — 6, 12, 20
3 Ph 15 б 150 50 100 — 8, 12, 14
Ph 15 б 150 87 92 8
4 CCI3 10 толуол 110 81 100 — 20
CCI3 12 бензол 80 65 86 14 11
5 CÜ2Me 12 толуол 110 85 100 — 6, 20
6 SÜ2Ph 4 толуол 110 95 100 — 14
7 a-Fur 8 б 150 55 100 — 12
Примечание. а) Alk = Me, Et, Pr, Bu. б) Реакция проводилась без растворителя.
Наличие метильных и метоксильных групп в первом положении 1,3-бутадиена не оказывало существенного влияния на их реакционную способность с нитроалкенами [12, 14, 15, 20, 24]. По данным авторов [12, 20], на выход цикло-аддуктов влияет в большей степени объем заместителя. Как отмечалось ранее, по мере увеличения размера заместителя выход соответствующих нитроцикло-гексенов уменьшается от 70 до 55% (табл. 2). В некоторых случаях вместо нит-роалкена использовался его предшественник — соответствующий /-нитроспирт, что позволило увеличить выход аддуктов реакции [25].
Рис. 4
Многочисленные литературные сведения [21, 23] о конденсации нитроал-кенов с диенами, замещенными в положении-2 (типа изопрена), свидетельствуют о том, что диеновый синтез, как правило, протекает с образованием структурно-изомерных продуктов мета- и параориентации с преобладанием последнего (рис. 4, табл. 3). Исключение составляют реакции изопрена с нитроэтиленом в хлороформе и 2-этокси-1,3-бутадиена с /-нитростиролом [23] — в этих случаях был выделен только парааддукт.
Согласно данным таблиц 2, 3, изопрен по сравнению с пипериленом, как и следовало ожидать, реагирует в более мягких условиях [11]. Например, /?-три-хлорметилнитроэтилен с изопреном взаимодействует уже при комнатной температуре, тогда как с пипериленом — при кипячении в бензоле в течение 12 часов [11].
Таблица 3
Взаимодействие изопрена с нитроалкенами
№ пп. Я Условия Выход,% Литера- тура
Время, ч Т, °С Раствори- тель об- щий соотношение
пара- мета-
1 Н 5 20 хлороформ 83 100 — 20
20 бензол 86 95 5
2 РЬ 3 20 бензол 58-86 92 8 10, 21,23
3 -(СН2)2-СН=СМе2 8 80 бензол 71 78 22 20
хлороформ 66 95 5
4 СС1э 85 20 хлорбензол 85 — — 11
5 Б02РЬ 3 110 толуол 99 60 40 14
Более основательно влияние строения диенов и диенофилов на соотношение орто(пара)- и метаизомеров нитроциклогексена изучено в работах М. Ф. Шостаковского [26, 27] и И. Н. Назарова с сотрудниками [28-33]. Ими показано, что орто- и параизомеры нитроциклогексена всегда являются преобладающими, а выход метааддукта, в зависимости от характера заместителя в исходных соединениях, чаще всего составляет 2-30% [28].
В 80-90 годах в литературе появилась серия работ [14, 34-36], посвященных изучению не только региоселективности, но и стереохимии реакции Дильса—Альдера с участием нитроалкенов, что открывает перспективы регио- и сте-реоселективного синтеза полициклических систем.
Региоселективный контроль в этих реакциях определяется главным образом присутствием в диенофиле нитрогруппы [34, 37], несмотря на наличие в ^-положении нитроалкена других электроноакцепторных заместителей (802Я,С02Я,СК и др.). Нитрогруппа (как уже отмечалось в работах И. Н. Назарова [29-33]) проявляет доминирующее ориентирующее влияние и способствует образованию преимущественно одного из возможных структурных изомеров [22, 34].
Региоселективность циклоприсоединения может зависеть от строения исходных компонентов [11, 26] (табл. 2) и условий процесса [8, 10, 11, 21, 23], что можно наблюдать на примере реакции изопрена с нитроэтиленом и 1-нитро-6-метил-1,5-гептадиеном в различных растворителях (бензол, хлороформ) [14] (табл. 3).
Использование в реакции Дильса—Альдера 1-замещенных диенов позволяет получить не только регио-, но и стереоизомеры циклогексенов. Образованию стереоизомеров способствует возможность различной ориентации заместителя, располагающегося в 3-положении циклогексена, относительно магнит-
160
но-анизотропной С=С связи кольца. Вовлечение в диеновую конденсацию гете-розамещенных диенов с алкокси- и ацетокси-группами позволило, с одной стороны, значительно расширить ряд функционализированных циклогексенов [3843], а с другой — наблюдать стереоселективность процесса.
Так, при участии в реакции гем-замещенных нитроалкенов получали экзо-и эндостереоизомеры с существенным преобладанием последнего, особенно если реакции проводились при невысокой температуре [22, 34, 38]. Нитроалке-ны, содержащие в вицинальном положении алкильные группы (Б1;, Рг-1), приводили к исключительному образованию эндоизомера [34] (рис. 5, табл. 4).
Комплексное изучение диеновой конденсации /?-сульфонил — и /-суль-финилнитроэтиленов с различными диенами алифатического ряда показало, что при взаимодействии с 1-замещенными диенами они образуют диастереомер-ные, а с 2-замещенными диенами региоизомерные циклогексены (рис. 6) [14].
Наиболее изученной, с точки зрения стереохимии и условий проведения реакции, является реакция Дильса—Альдера с участием 1-замещенных диенов и производных в-нитроакриловой кислоты.
Таблица 4
Диеновая конденсация с участием гетеродиенов
№ соед. X У Я1 Я2 Выход,°% Лите- ратура
общий соотношение
эндо- экзо-
1 ОАс Н Б1 Н 50 80 20 22, 34
2 ОАс Н Н Б1 45 100 0 22, 34
3 ОАс Н РЬСН2 Н 56 95 5 22, 34
4 ОАс Н Н 1Рг 63 100 0 22, 38
5 РЬ ОБ1Ме3 Б1 Н 86 66 34 22
6 РЬ ОБ1Ме3 Н Б1 90 100 0 22
7 ОМе ОБ1Ме3 Б1 Ме 71 77 23 22
8 ОМе ОБ1Ме3 Ме Б1 63 75 25 22
У
О2М Я
Н бо2рь
Х
Выход,%
эндо- экзо-
Соотношение диастереомеров __________(эндо-: экзо-)_________
Ме
С7Н15
ОБ1Ме3
95
95
81
43 : 57
47 : 53
48 : 52
Рис. 6
В реакцию с 1 -замещенными диенами вводились Z- и Е-изомеры нитроакрилата [6, 20, 44-46] (рис. 7). Из реакционной смеси, как правило, выделяли ре-гиоизомеры (орто-; мета-; 90 : 10). Но в случае использования диенов с наиболее объемными заместителями (ОАс, Не1;, КНСОВи) авторы [45-48] отмечали исключительное образование продукта ортоориентации с сохранением конфигурации нитродиенофила.
Эндоселективны реакции (Е)-в- нитроакрилата с (^-транс)-алкоксизамещенными (ацетокси-, триметилсилилокси-) диенами [44, 49]; на их примере показано влияние природы заместителя диена на соотношение эндо- и экзоизомеров (табл. 5). Наличие метокси- и триметилсилилокси- (ТМБО) групп в составе диена способствовало увеличению выхода экзоизомера до 33%.
Я1
I
Я2—СН=СН-СН=С1
Я2
^О2
"ЯД
"СО2А1к
Я2
N92
"К1
"'СО2А]к
эндо-
экзо-
+
2
+
Взаимодействие /-нитроакрилатов с 1-замещенными диенами
№ Нитроакрилат Диен Условия Выход, Лите-
пп. А1к Я1 Я2 Растворитель О О Время, ч % ратура
1 Б1 Н Н хлорбензол 132 38 68 44
2 Б1 Н Н хлороформ 80 40 80 44
3 Ме Н Ме бензол 110 12 85 21
4 Ме Н ОМе хлороформ 20 26 93 46
Ме Н ОМе хлористый метилен 20 67 44
5 Ме Н ОБ1Ме3 бензол 20 42 99 44
6 Б1 Н СО2Ме хлористый метилен 71 46
7 Б1 Н ОАс бензол 20 72 57 44
8 Ме Н NHCOBu бензол 20 3 68 45
9 Б1 Ме ОАс хлороформ 20 25 16 44
10 Б1 Ме Н хлороформ 100 35 67 44
11 Б1 Ме Н хлороформ 20 35 20 44
Интересным примером энантиоселективного синтеза хиральных нитро-циклогексенов является диеновая конденсация алкоксизамещенных 1,3-диметил-1,3-бутадиенов с нитроалкенами, содержащими в /положении в качестве заместителя остатки углеводов (О-маннозы, О-галактозы) [50].
Использование хиральных циклогексенов позволяет вести целенаправленный синтез ряда оптически активных природных молекул [51], а также лекарственных препаратов — аналогов опиумных алкалоидов. Так, О-маннонитро-алкен с кислородзамещенными диенами давал энантиомеры с 4Я,5Я и 48,58 конфигурациями (рис. 8).
ЯО-
X +О2Х
Я=Н, 8{Ме3, Ас
ЯО
(СНОАс)4СН2ОАс
Na2COз
ЯО^\^О2
NO2 Ш^\^О2
+ ХТ ~~
1(СНОАс)4СН2ОАс ч(СНОАС)4СН2ОАс
48,58 4Я,5Я
энантиомеры
ЯО
АД
(СНОН)4СН2ОН
эпимеры
(СНОН)4СН2ОН
NO2 «О2
Рис. 8
энантиомеры
Дезацилирование изомера 4Я,5Я в присутствии карбоната натрия привело к образованию эпимеров О-маннонитроциклогексенов, а солянокислый гидролиз его позволил получить соответствующий индивидуальный циклогексе-
+
105 0С 40 ч
4N НС]
О
О
С
Н
Н
новый нитроальдегид. Другой энантиомер нитроциклогексенового альдегида был получен в аналогичных условиях из О-галактонитроалкена.
М. Нод с сотрудниками [52], исследуя реакцию Дильса—Альдера между /нитроалкенами и диенами Данишевского (1-метокси-3-триметилсилилокси-1,3-бутадиены), установили аномальную экзоселективность. Такое циклоприсоединение авторы объясняли электростатическим отталкиванием NO2 и ТМБО групп (рис. 9).
Ме381-
8-
-О
Ме3Б1О
Я
-ОМе
NO2
Я=РЬ п-С5Н11
►
1. С6Н6, t
2. НС1
МеО ►
\
Н
ОМе
'\ + -
О
II
О
^О/ 81Ме3
=\ + N II
О
/
►О'
О
Я у ОМе NO2
экзо- 66-87%
О
Я у ОМе NO2 эндо- 13-34%
Рис. 9
Экзоселективность этой реакции была успешно использована для асимметрического синтеза (-)-эфанофина [53] и карбоциклического аналога ингибитора 4-гуанидин-№щ-Ас2-еп, обладающего антивирусной активностью (гу-битилен для вируса гриппа А и В) [54] (рис. 10).
+
№Э,
РЬСН2О
ОБ^Ме
3
РЬ-Ме
1100С Н'
РЬСН2О------
NH
ОМе
О^
Н
НО
AcHN
СО2Н
' ЦЛ
Н
NH
СО2н
О'^ Л-
Н
•NH2
58%
О
+
Рис. 10
Взаимодействие нитроалкенов с циклическими 1,3-диенами
Р е а к ц и и с ц и к л о п е н т а д и е н о м и е г о п р о и з в о д н ы м и
Диеновая конденсация нитроэтилена и его производных с циклопентадиеном впервые также осуществлена К. Альдером [5]. Как и в случае ациклических диенов, эта реакция проводилась в жестких условиях (многочасовое нагревание
смеси реагентов в запаянной трубке) и сопровождалась образованием бицикли-ческих систем — бициклогептенов (норборненов) (рис. 11). Дальнейшее изучение реакции диенового синтеза монозамещенных нитроалкенов с циклопентадиеном в 50-60 годах позволило выявить влияние природы заместителя
Я1 N02
/С=< +
Н V
Рис. 11
на реакционную способность диенофила, а также найти более мягкие условия конденсации по сравнению с условиями, предложенными в работе [5]. Нитро-алкены, содержащие при кратной связи алкильные заместители, закономерно проявляли меньшую реакционную способность и приводили к снижению выхода соответствующих норборненов [8] (табл. 6).
Таблица 6
Взаимодействие нитроэтилена и его замещенных с циклопента-диеном
№ пп. Я1 Я2 Условия Выход, % Лите- ратура
Растворитель О О Время, ч
1 Н Н бензол 0 10 73 55
эфир -20 10 100 55, 64
2 Ме Н а 113 8 59 65
3 Н Ме а 90 10 34 8
эфир 20 41 90 60
4 РЬ Н а 20 48 96 55, 61
5 Н а 115 3 61 8
6 Н 2 0 £ хлорбензол 132 1 65 55
7 CN Н бензол 80 5 25 55
эфир 0 5 98 58, 59
8 С02Ме Н бензол 80 5 43 55, 61
эфир 0 5 99 58
9 С02Б1 Ме бензол 20 24 79 65
10 Р(О)(ОС2Н4С1)2 Н бензол 80 1 80 67
11 Р(О)(ОС2Н4С1)2 Бг бензол 80 1 93 67
Примечание. а) Реакция проводилась при отсутствии растворителя.
В работе [55] отмечалось, что диеновая конденсация циклопентадиена с нитроалкенами, содержащими в /2-положении электроноакцепторные заместители (С02Ме, СК), вопреки ожиданиям, завершалась низким выходом (25-43%) бициклогептенов. Такой выход целевых аддуктов авторы объясняли неустойчивостью исходных нитроалкенов (эфира нитроакриловой кислоты и ее нитрила) в условиях проведения реакции (кипячение в бензоле в течение 5 часов), ссылаясь на работы Шехтера [56, 57]). Следует отметить, что повторение реакции диенового синтеза циклопентадиена с вышеупомянутыми вицинально замещенными нитроалкенами уже в мягких условиях (0 °С, в эфире) позволило получить бициклические аддукты с количественным выходом (98-99%) [58, 59]. Аналогичные результаты (выход ~90% при 20 °С в эфире, вместо 34% при 90 °С [8]) получены авторами работы [60] при взаимодействии циклопентадиена с сометилнитроэтиленом.
Сопоставив экспериментальные данные работ [8, 55, 58-61], можно предположить, что низкий выход норборненов был связан с обратимостью диенового синтеза в жестких условиях, что не противоречит теоретическим представлениям о механизме этой реакции [62-64].
Влияние конфигурации нитроалкенов на эффективность конденсации с циклопентадиеном (в бензоле, 80 °С) изучалось А. А. Дудинской с сотрудниками [61]; ими показано, что все вступающие в реакцию Дильса—Альдера вици-нально замещенные нитроалкены имели трансконфигурацию.
В более поздних работах [16, 65-67] изучена стереохимия диеновой конденсации циклопентадиена с серией вицинально и геминально замещенных нитроалкенов. Установлено, что реакция, как правило, завершается образованием смеси стереоизомерных аддуктов с экзо- и эндоориентацией нитрогруппы. Во всех случаях наблюдается преимущественное образование эндоизомеров соответствующих норборненов, что широко используется для стереоспе-цифического синтеза норборненовых аминов [8] и эфиров аминокислот [65] (рис. 12).
Н2, N1-Ренея, ЕЮН
15%
Авторами работ [63, 64, 68, 69] показано, что нитроэтилен с нестабильными циклопентадиенами, замещенными в положении-5, реагирует при низких температурах (-15 °С, -60 °С) с образованием двух региоизомеров: 1- и 7-заме-щенных норборненов (рис. 13).
X
и 4 и
X
и/ \
10 %
ыо2
я=си2оые, сщоб^, си2-о-си2-рь, 8Ме3 [109,110-112]
Рис. 13
Наличие нитрогруппы в составе 7-замещенных норборненов позволяет получать соответствующие бициклические кетоны (по Нефу [63-64]) и лактоны (через циклический эфир гидроксамовой кислоты [63]), которые находят широкое применение в качестве эффективных интермедиатов в синтезе простаглан-динов.
Р е а к ц и и с ф у р а н о м и е г о з а м е щ е н н ы м и
Анализ литературных данных показал, что фуран и его производные, в отличие от циклопентадиена, могут реагировать с различными диенофилами по двум направлениям: а) по схеме диенового синтеза с образованием соответствующих оксанорборненов; б) по схеме электрофильного замещения* с образованием 2-(2-замещенных) фуранов.
Предпочтительное направление реакции зависит от количества и природы заместителей в молекуле диенофила [70-74]. Так, незамещенный нитроэтилен при обычных условиях с фураном не реагирует, а с о-метилфураном реакция протекает по типу заместительного присоединения; строение продукта заместительного присоединения доказано независимым встречным синтезом [73] (табл. 7).
* Для уточнения названия этого процесса — замещение относительно фурана и присоединение относительно диенофила — авторы работ {71, 72} используют термин — «заместительное присоединение».
X)
я' о
и ко2
я1 и
+
Рис. 14
Следует отметить, что в литературе есть работы, в которых появление продуктов заместительного присоединения рассматривается не как процесс замещения о-атома водорода ароматического фурана [19], а как возможный результат разрыва С-С связи во вновь образовавшемся пятичленном кольце окса-норборнена [73].
Таблица 7
Фуран в реакции диенового синтеза с вицинально замещенными нитроалкенами
№ пп. я1 Выход, % эндо- + экзо- Условия реакции Лите- ратура
Растворитель Т, °С Время, ч
1 Ск 92 эфир 20 48 72
2 со2Н 90 эфир 20 24 72
3 Со2Ме 32 бензол 20 2 76
4 СС1э 64 эфир 0-20 12-48 72, 74
5 РЬ 95 а 150 5 79
6 Р(О)(оС2 Н4С1)2 60 эфир 77, 78
7 Р(О)(оС2 Н4С1)2 40 эфир 77, 78
Примечание. а) Реакция проводилась при отсутствии растворителя.
Безусловно, маршрут образования таких продуктов не столь тривиален; требуется накопление экспериментального материала и его дальнейшее изучение. Имеющиеся в литературе данные свидетельствуют, что нитроалкены, содержащие в /положении электроноакцепторные заместители, реагируют с фу-раном и его замещенными по пути реакции Дильса—Альдера. Такое взаимодействие изучено авторами [72, 74] на примере диеновой конденсации фурана и его аналогов (2-метил-, 2,5-диметил, 2,3,4,5-тетраметилфурана) с /2-нитроакрилатом, /-нитроакрилонитрилом и /-трихлорметилнитроэтиленом (табл. 7). Показано, что /-нитроакрилонитрил взаимодействовал с фураном и его гомоло-
гами при комнатной температуре в течение 48 часов. В аналогичных условиях (эфир, 20 °С, 24 ч) с фураном реагировала /-нитроакриловая кислота. В обоих случаях реакция завершалась образованием соответствующих нитрооксанор-борненов с выходами до 90-92%.
С /трихлорметилнитроэтиленом фуран и 2,5-диметилфуран не вступают в диеновый синтез [72]. Пониженная реакционная способность этого диенофила объяснялась стерическими препятствиями, обусловленными наличием объемной трихлорметильной группы. Однако Н. С. Зефировым [74] установлено, что тетраметилфуран реагирует с этим диенофилом и образует соответствующий циклоаддукт с выходом 64%. Меньшая активность /-трихлорметилнитро-этилена в реакции с тетраметилфураном по сравнению с /-нитроакрилатом обусловлена, по мнению авторов работ [11, 72-74], не увеличением пространственных препятствий, а меньшим электроноакцепторным эффектом трихлорме-тильной группы по сравнению с карбоксильной или нитрильной функциями, вследствие чего электрофильность С=С связи становится уже недостаточной для протекания реакции диенового синтеза.
Введение электронодонорных заместителей в ядро фурана, как было показано в работе [11], облегчает протекание диенового синтеза и поэтому, несмотря на увеличение пространственных препятствий при переходе от фурана к тет-раметилфурану, последний, в отличие от фурана и 2,5-диметил-фурана, вступает в диеновую конденсацию с /-трихлорметилнитроэтиленом.
Аналогично в реакции с фураном и его алкилзамещенными ведет себя и /-нитростирол [79, 80].
Детальное изучение стереохимии реакции Дильса—Альдера с участием фурана и различно замещенных нитроалкенов показало, что, как и в случае с циклопентадиеном, реакция завершается образованием стереоизомерных экзо-и эндооксанорборненов [72, 80,81]. Однако фуран, в отличие от циклопентадиена, с нитроалкенами преимущественно давал не эндо-, а экзоизомер. На примере диеновой конденсации фурана с эфиром /-нитроакриловой кислоты выявлено изменение соотношения стереоизомеров в зависимости от длительности и условий процесса [74, 75] (рис. 16).
Такие особенности стереохимии реакции Дильса—Альдера с участием фурана на основании кинетических исследований объясняются авторами [82] большей скоростью образования экзоаддукта по сравнению с эндо-, а также
о
Я= Ме
71%
Рис. 15
способностью эндоизомера уже в условиях реакции (20 °С, ацетонитрил) обратимо превращаться в исходные вещества.
О
"02Ме
Н
Ме02С Н 2 \________/
эндо- К02 О
Н
N02
+
^С02Ме
'Ш2
экзо- Н
Рис. 16
Изучение химических превращений, образующихся в результате реакции диенового синтеза — оксанорборненов — позволило получить на их основе разнообразные бициклические системы. Так, при обработке серии циклоаддук-тов, синтезированных диеновой конденсацией 1,3-дифенилбензофурана (мен-тофурана) с нитроалкенами [79, 80, 84], уксусной кислотой и бромоводородом, наблюдался разрыв кислородного мостика с последующей дегидратацией и ароматизацией системы [80, 83, 84]. Внутримолекулярные процесссы завершались образованием производных нитронафталина, получение которых убедительно доказано встречным синтезом (рис. 17).
Селективное гидрирование С=С связи оксанорборнена позволило получить соответствующие бициклические нитрокарбоновые кислоты; обработка последних щелочным раствором ТГФ приводит к гидролизу сложноэфирной группы и двойной эпимеризации оксанорборнана [85, 86] (рис. 18).
Эта реакция является ключевой стадией в синтезе природного аналога -компактина — важного метаболита, участвующего в биосинтезе холестерина [86]. Окисление оксанорборненов оксидом осмия протекает по двойной связи и
Я=Н, Ме
Рис. 17
приводит к образованию соответствующих диолов [75], которые успешно используются для получения С-нуклеозидов [87, 89] и углеводов [89].
О
экзо- 15% Н
Рис. 18
Таким образом, реакция нитроалкенов с фураном и его гомологами может протекать по маршруту диенового синтеза или по типу заместительного присоединения, что определяется главным образом природой заместителей в дие-нофиле. При наличии электроноакцепторного заместителя в /положении к N02 группе алкена основным направлением является диеновый синтез.
Р е а к ц и и с ц и к л о г е к с а д и е н о м и е г о з а м е щ е н н ы м и
Первые попытки введения нитроэтилена [90] и /-нитростирола [84, 91] в реакции Дильса—Альдера с циклогексадиеном привели к бициклооктенам с небольшим выходом (20-33%) (рис. 19). Позднее исследованы реакции взаимодействия циклогексадиена с /алкилзамещенными нитроалкенами и производными /-нитростирола. Во всех случаях реакция проводилась в жестких условиях (в запаянных трубках при 150-160 °С, в течение 10-12 часов, при отсутствии растворителя) и завершалась образованием только эндоизомера (табл. 8) [92, 93].
X
У
+ Я—СН=СНМ02
Рис. 19
+
Конденсация между циклогексадиеном и нитроалкенами, содержащими в /положении электроноакцепторные группы (802РЬ, СК), протекала в более мягких условиях при атмосферном давлении и сопровождалась значительным увеличением выходов соответствующих бициклооктенов (до 82-94%) [14, 94].
Таблица 8
Взаимодействие /замещенных нитроалкенов с циклогексадиеном и его производными
№ пп. R X Y Выход, % Условия Лите- ратура
Растворитель T, °С Время, ч
1 H H H 33 а 150 1 90
2 Ph H H 25 66 а 150 8 84 91
3 Ph Me iPr 41 а 150 80 84, 91
4 Pr H H 9 а 150 10 92
5 iPr H H 18 а 150 10 92
6 a-Fu H H 65 а 160 10 92
7 ■M-NO2-Ph H H 50 а 150 12 92
8 CN H H 82 эфир 35 38 66
9 SO2Ph H H 94 толуол 110 6 14,105
Примечание. а) Реакции (№ пп. 1-7) проводились в запаянных трубках; реакции № 8, 9 — при атмосферном давлении. б) Реакция проводилась при отсутствии растворителя.
Изучение стереохимии диеновой конденсации циклогексадиена с различными представителями диенофилов [14, 94] показало, что, как и в реакциях с циклопентадиеном [66], в этом случае образуется смесь диастереомеров с экзо-и эндоориентацией заместителя. Наличие нитрогруппы способствует стереосе-лективному протеканию реакции (эндо- : экзо- = 98 : 2). Авторами работ [14, 66] установлено влияние природы заместителя в молекуле диенофила на соотношение стереоизомеров (доля экзоизомера может увеличиваться от 2 до 40%).
На примере бициклооктенов изучены реакции модификации нитрогруппы в карбонильную, гидроксильную функции, а также восстановление С=С связи цикла и синтез на его основе бициклооктадиенов [90]. В результате введения в реакцию диенового синтеза циклогексадиенов, содержащих в своем составе гетероатом (O или N), а именно 2-пирона [95] и 2-пиридона [96] соответственно получены бициклические лактоны и лактамы (рис. 20).
Установлено, что при обработке бициклического лактона формиатом аммония происходит эпимеризация эндоизомера в экзоэпимер, образование которого доказано с использованием КССВ (они имеют отличные друг от друга значения). В условиях реакции диенового синтеза возможна типичная ароматизация «in situ». Получение ароматических продуктов со значительным выходом (~92%) в условиях проведения реакции Дильса—Альдера наблюдалось и дру-
гими авторами [97-100] в случае использования циклогексадиена и его производных с ацетиленовыми диенофилами. Образование бензольного кольца, по мнению авторов [97, 100], связано с разрушением метиленового мостика в промежуточном бициклооктадиене; реакция сопровождалась выделением этилена и его замещенных аналогов.
я!
X К\/°2
+
Х=°, N^0 2То1,
Я!=Н, Той, МеО, РИСЫ 20, Я2=Н, СН2Ме
45-80 % Х=0 -С°2 -Н№2
к/
я!
ра/С
HC°2NH4 СН2С12 >
экзо-
Рис. 20
В настоящее время бициклооктены широко используются в качестве синтетических интермедиатов для получения перспективных полифункциональных циклогексенов, а также соединений, содержащих в своем составе несколько асимметрических центров. Последние выполняют роль строительных блоков при конструировании природных веществ (шикимовой кислоты [101], витамина Б3 [102], гормонов [103]).
Р е а к ц и и с а н т р а ц е н о м и е г о з а м е щ е н н ы м и
Антрацен в реакцию диенового синтеза с нитроэтиленом вступает в жестких условиях (110 °С, 4-8 часов, в ампуле) и приводит к образованию нитропроизводного 9,10-дигидро-9,10-(этано)-антрацена с небольшим выходом (31%) [104, 105] (рис. 21). Еще труднее антрацен реагировал с алкилзамещенными нитроалкенами особенно в случае геминально замещенных нитроалкенов; выход аддуктов в этом случае составляет 0,4-19% (табл. 8). Жесткие условия проведения диеновой конденсации с участием антрацена, по-видимому, можно объяснить дезактивацией С=С связи нитроалкенов электронодонорными заместителями, а также высоким значением энергии паралокализации антрацена [106]. Существенного увеличения выхода аддуктов реакции удалось достигнуть лишь при использовании вместо ^-нитроалкенов ацетатов соответствующих ^-нитроспиртов [107] и эфиров /?-окси-аг-нитрокарбоновых кислот [2].
Нитроалкены, содержащие в гем-положении к N02 группе объемные алкильные заместители, в реакцию диенового синтеза с антраценом ввести не удалось [104], что, по-видимому, связано со стерическим фактором.
Я2
N 02 \________/ 2
/ \
+
Я3
Рис. 21
Сведения о взаимодействии антрацена с нитроалкенами, содержащими электроноакцепторные заместители, весьма ограничены и в литературе представлены одним примером (/?-сульфонилнитроэтилен) [14, 105] (табл. 9). Следует отметить, что во всех случаях взаимодействия антрацена с нитроалкенами наблюдается образование только одного стереоизомера с эндоориентацией нитрогруппы, а следовательно, реакция является стереоспецифичной.
Таблица9
Взаимодействие антрацена с замещенными нитроалкенами
№ пп. Я1 Я2 Я3 Условия Выход, % Литера- тура
Растворитель О О Время, ч
1 Н Н Н бензол 110 8 31 104, 105
2 Н Н Ме бензол 110 12 19 104
3 Ме Н Ме о-дихлорбензол 150 2,5 0,4 104, 107
4 Ме Ме Н о-дихлорбензол 110 12 0,6 104
5 РЬ Н Н ксилол 120 4 36 104
6 РЬ Н Ме о-дихлорбензол 150 20 2 104
7 Б02РЬ Н Н толуол 110 3 90 14,105
Изучено химическое поведение аддуктов диеновой конденсации антрацена с различными представителями нитроалкенов. Они используются для синтеза функционализированных нитроолефинов, труднодоступных другими путями [3, 105]. Исследованы типичные реакции превращения нитрогруппы в карбонильную (по Нефу [108]), восстановление до соответствующих аминов [104], а также условия ее элиминирования [14, 94, 104] (рис. 22).
Рис. 22
Наиболее реакционноспособными 1,3-диенами являются фуран, циклопентадиен и 5-замещенные циклопентадиены, которые реагируют с нитроалке-нами уже при минусовой и комнатной температуре. Скорость образования ад-дуктов диенового синтеза зависит не только от природы диена, но и от характера заместителей в молекуле диенофила — нитроалкена; она снижается при увеличении длины их углеродной цепи и значительно падает в случае присутствия алкильных остатков изостроения при а- или /^-положении по отношению к нитрогруппе. Нитрогруппа в составе диенофила в реакциях Дильса—Альдера проявляет доминирующую ориентационную способность, что обусловливает их регио- и стереоселективность. В аддуктах диенового синтеза наблюдается сохранение конфигурации нитроалкенов. В жестких условиях диеновой конденсации возможен ретродиеновый процесс, что зачастую является причиной низкого выхода аддуктов реакции; нитрогруппа в получаемых циклоаддуктах может легко превращаться в другие функции (С=О; ОН; NH2) или отщепляться (в виде HNO2) с образованием циклических диенов. Реакция Дильса—Альдера с участием нитроалкенов и различных диенов является удобным методом синтеза нитромоно-, би- и полициклических аддуктов, успешно используемых в качестве синтетических интермедиатов (строительных блоков) в синтезе сложных природных соединений и биологически активных веществ, что позволяет отнести данную тему к важным и актуальным направлениям современной органической химии.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ
1. Perekalin V. V., Lipina E. S., Berestovitskaya V. M., Efremov D. A. Nitroalkenes (Conjugated Nitro Compounds). London, 1994.
2. Байер Г., Урбас Л. Активирующее и направляющее влияние нитрогруппы в соединениях алифатического ряда // Химия нитро- и нитрозогрупп / Под ред. Г Фойера. М., 1973. Т. 2. С. 117-121.
3. Ywamatsi S., Matsubara K., Nagashima H. Synthetic studies of cis-3-Ariloctahydroindole derivatives by Cooper-Catalyzed Cyclization of N-Allyltrichloracetomides: Facile construction of Benzylic Quaternary Carbons by Carbon-Carbon Bond forming reactions // J. Org. Chem. 1999. Vol. 64. № 26. P. 9625-9631.
4. Ono N. The Nitro Group in organic synthesis. Organic Nitro Chem. Ser. / VCH: New York, 2001.
5. Alder K., Ferdinand H., Windemuth E. Zur kenntnis der dien-synthese, mitteil.: Uber die dien-synthese mit a,в-ungesattigten nitrokorpern, sulfonen und thio-athern // Ber. Bd. 1938. No. 12. S. 2451-2461.
6. Дудинская А. А., Швехгеймер Г. А., Новиков С. С., Соловецкий В. И. Конденсация бутадиена с нитроолефинами // Изв. АН. СССР. Сер. хим. 1961. No. 3. С. 524-525.
7. Umezawa S., Kinoshita M., Yanagisawa H. The synthesis of cyclic a-amino acids // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1967. Vol. 40. No. 1. 209-214.
8. Nightingale D., Maienthal M., Gallagher J. The preparation of alicyclic amines // J. Amer. Chem. Soc. 1953. Vol. 71. No. 19. P. 4852-4853.
9. Wildman W. C., Wildman R. B. Studies on the Nef reaction. The synthesis of 6-phenyl-2-and 3-cyclohexen-1-ones and 2-phenylcyclohexanones // J. Org. Chem. 1952. Vol. 17. No. 4. P.581-594.
10. Serrano J. A., Moreno M. C., Roman E., Arjona O., Plumet J., Jimenes J. Enantiose-lective synthesis of cyclohexene nitro aldehydes via Diels-Alder reactions with sugar nitroolefins // J. Chem. Soc., Perkin Trans 1. 1991. P. 3207-3212.
11. Burkett H., Wright W. Diels-Alder diene synthesis with 1,1,1-tricloro-3-nitropropene // J. Org. Chem. 1960. Vol. 25. No. 2. P. 276-278.
12. Катаев Е. Ф., Матвеева П. С. Взаимодействие пиперилена и гексадиена-2,4 с непредельными нитросоединениями // ЖОХ. 1953. Т. 23. Вып. 3. С. 405-410.
13. Sugasawa S., Kodama K. Synthese partielle hydrierter phenanthridin-derivate (I) // Ber., 1939. S. 675-678.
14. Ono N., Kamimura A., Kaji A. Regioselective preparation of cyclohexadienes or aromatic nitro compounds by Diels-Alder reactions of в-sulfonylnitroolefms or в-sulfinylnitro-ethylene. // J. Org. Chem. 1988. Vol. 53. No. 2. P. 251-258.
15. Drake N. L., Ross A. B. Polycyclic compounds containing nitrogen. The Diels-Alder reaction of 1-nitro-1-alkenes // J. Org. Chem. 1958. Vol. 23. No. 5. P. 717-720.
16. Кужаева А. А., Берестовицкая В. М., Дейко Л. И., Анисимова Н. А., Беркова Г. А. Синтез фосфорилированных нитроциклогексенов и нитронорборненов. // ЖОХ. 2002. 2002. Т. 72. Вып. 10. С. 1752-1753.
17. Alder K., Vogt W. Zur kenntnis der diensynthese mit unsymmetrichen addenden. Die diensynthesen des piperylens, 1,3-dimethyl-butadienes und des 1,1,3-trimethylbutadiens mit acrylsaure und mit acrolein // Ann. Chem. 1949. Bd. 564. No. 2. S. 120-136.
18. Meek J., Lorenzi F., Cristol S. The condensation of 1-phenyl-1,3-butadiene with acrylic acid and acrolein // J. Amer. Chem. Soc. 1949. Vol. 71. P. 1830-1832.
19. Новиков С. С., Швехгеймер Г. А., Севостьянова В. В., Шляпочников В. А. Химия алифатических и алициклических нитросоединений. М., 1974. С. 239.
20. Дудинская А. А., Швехгеймер Г. А., Новиков С. С. Конденсация пиперилена с нитроолефинами // Изв. АН. СССР. Сер. хим. 1961. No. 3. С. 522-523.
21. Ono N., Miyake H., Kamimura A., Kaji A. Regioselective Diels-Alder reactions. The nitro group as a regiochemical control element // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1. 1987. No. 9. 1929-1935.
22. Арбузов А. А., Катаев Е. Г. Диеновые синтезы с пипериленом // ЖОХ. 1950. Т. 20. Вып. 2. С. 68-71.
23. Wildman W. C., Wildman R. B., Norton W. T., Fine J. B. The diene synthesis with un-symmetrical butadienes and в-nitrostyrenes // J. Amer. Chem. Soc. 1953. Vol. 75. P. 1912-1915.
24. Drake N. L., Ross A. B. Polycyclic compounds containing nitrogen. Hydroindoles // J. Org. Chem. 1958. Vol. 23. No. 6. P. 794-796.
25. Бабиевский К. К., Беликов В. М., Тихонова Н. А. К вопросу о получении а-нитроакрилового эфира // ДАН. СССР. 1965. Вып. 160. №. 1. С. 103-105.
26. Волков А. Н., Богданова А. В., Шостаковский М. Ф. Виниловые соединения в диеновом синтезе. Диеновый синтез простых виниловых эфиров и тиоэфиров с изопреном // Изв. АН. СССР. Cер. хим. 1962. No. 7. С. 1280-1284.
27. Волков А. Н., Богданова А. В., Шостаковский М. Ф. Виниловые соединения в диеновом синтезе. О структурной направленности диеновой конденсации виниловых эфиров с изопреном // Изв. АН. СССР. Cер. хим. 1962. No. 7. С. 1284-1289.
28. Назаров И. Н., Кузнецова А. И. Кузнецов Н. В. Структурная направленность диенового синтеза // ЖОХ. 1950. Т. 20. Вып. 2. С. 68-71.
29. Назаров И. Н., Кузнецова А. И., Кузнецов Н. В. Димеризация изопрена // ЖОХ.
1955. Т. 25. Вып. 2. С. 307-329.
30. Назаров И. Н., Кузнецова А. И., Кузнецов Н. В., Титов Ю. А. Структурная направленность диеновых конденсаций 2-фенилбутадиена и транс-1-фенилбутадиена с несимметричными диенофилами // Изв. АН. СССР. Cер. хим. 1959. No. 7. С. 1270-79.
31. Назаров И. Н., Кузнецова А. И., Кузнецов Н. В., Титов Ю. А. Структурная направленность диеновых конденсаций изопрена с несимметричными диенофилами // Изв. АН. СССР. Cер. хим. 1959. No. 8. С. 1412-1420.
32. Назаров И. Н., Кузнецова А. И., Кузнецов Н. В., Титов Ю. А. Структурная на-
правленность диеновой конденсации 2-алкилбутадиенов с несимметричными диенофилами // Изв. АН. СССР. Cер. хим. 1959. No. 9. С. 1595-1504.
33. Назаров И. Н., Кузнецова А. И., Кузнецов Н. В., Титов Ю. А. Диеновые конденсации изопрена с несимметричными диенофилами // Изв. АН. СССР. Cер. хим. 1960. No. 7. С. 1297-1298.
34. Ono N., Miyake H., Kaji A. Regioselective construction of cyclohexene derivatives by Diels-Alder reactions of nitro-olefins with dienes and subseguent denitration with tributiltin hydride // J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1982. No. 1. P. 33-34.
35. Ono N., HideyoshiM. A new synthetic method: direct replasment of the nitro group by hydrogen or deuterium // Tetrahedron Lett. 1981. Vol. 22. No. 18. P. 1705-1708.
36. Ono N., Kaji A. Reductive cleavage of aliphatic nitro groups in organic synthesis // Synhesis. 1986. No. 9. P. 693-704.
37. Ayerbe M., Cossio F. 4M Lithium perchlorate-nitromethane: An efficient solvent in Diels-Alder reactions using nitroalkenes as dienophiles // Tetrahedton Lett. 1995. Vol. 36. No. 25. P. 4447-4450.
38. Grayson J. Petzilka M. Preparation and Diels-Alder reactions of hetero-substituted
1,3-dienes // Synthesis. 1981. No. 10. P. 753-786.
39. Serrano J. A., Caceres L. E., Roman E. Asymmetric Diels-Alder reactions between chiral sugar nitroalkenes and 1-O-substituted buta-1,3-dienes. Synthesis and reactivity of new cyclohexenyl derivatives // J. Chem. Soc., Perkin Trans. I. 1995. No. 14. P. 1863-1871.
40. Jain C., Mukerjee Y., Anand N. Effect of substituents on the stereocmecical course of Diels-Alder reactions between в-nitrostyrenes and trans,trans-1,4-diphenylbutadiene // J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1971. No. 7. P. 303-305.
41. Arce E., Carreno M. C., CidM. B., Ruano J. L. First Diels-Alder reactions of enanti-omerically pure 1-p-tolylsulfinyldienes: straightforward access to cyclohexenols through tandem cycloadditions / [2,3]-sigmatropic rearrengement // J. Org. Chem. 1994. Vol. 59. No. 12. P. 34213426.
42. Fyji K., Tanaka K. Diastereoselective Diels-Alder reactions with chiral sulfinyl derivatives as dienophiles under high pressure // Tetrahedron Asymm. 1992. No. 5. P. 609-612.
43. Rao T. V. Ravishankar L., Trivedi G. K. Cycloaddition of chiral dienamines to в-nitro-styrenes: a stereochemical consideration // Indian. J. Chem. Sect. B. 1990. No. 29. P. 207-214.
44. Shin C., Jamaura M., Nui E., Jshida Y., Inui E., Yochimura J. a, P-Unsaturated car-boxylic acid derivatives. Synthesis and configuration of Diels-Alder adducts from ethyl 3-nitro-2-alkenoate and 1,3-butadiene // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1978. Vol. 51. No. 9. P. 2618-2621.
45. Danishefsky S. Herchenson F. Regiospecific synthesis of Isogabaculine // J. Org. Chem. 1979. Vol. 44. No. 7. P. 1180-1181.
46. Danishefsky S., Prisbulla M., Hiner S. On the use of trans-methyl P-nitroacrylate in Diels-Alder reactions // J. Amer. Chem. Soc. 1978. Vol. 100. No. 9. P. 2918-2920.
47. Bindra J. S., Jain P. C., Anand N. Studies in cyclo-additions: Stereochemystry of the Diels-Alder adducts from trans-/-nitrstyrene & trans-trans- 1,4-diphenylbutadiene // Jndian. J. Chem. 1971. Vol. 9. No. 5. P. 388-392.
48. Murphy J. P., Niewenhuyzen M., Reynolds K., Sarma P. K., Stevenson P. J. Chiral di-enamides - substrates for asymmetric synthesis of amido cyclohexenes // Tetrahedron Lett. 1995. No. 52. P. 9533-9536.
49. Stoodley R. J., Yuen W. H. Enhancement of endo selectivity in Diels-Alder reactions of methyl (E)-3-nitroacrylate with (E)-1-oxobuta-1,3-dienes // Chem. Commun. 1997. No. 15. P. 1371-1372.
50. Moreno M, Plumet J., Roman E., Serrano J. Enantioselective synthesis of cyclohex-ene nitroaldehydes // Tetrahedron Lett. 1989. Vol. 30. No. 24. P. 3179-3178.
51. Hanessian S. Total Synthesis of Natural Products. The Chiron Approach / Pergamon Press. Oxford. 1983. P. 23-39.
52. Node M., Nishide K., Jmazato H., Kurosaki, Inoul K., Ikariya T. R.. Exo selective Diels-Alder reactions of nitroolefins with Danishefsky s diene // Chem. Commun. 1996. No. 22. P. 2559-2560.
53. Node M., Jmazato H., Kurosaki R., Kawano Y., Inoue T., Nishide K., Fuji K. Asymmetric syntheses of (-)-aphanorphine and (-)-eptazocine, // Heterocycles. 1996. Vol. 42. No. 2. P. 811-819.
54. Chandler M., Conroy R., Cooper A., Lamont R. Approaches to carbocyclic analogues of the potent neuraminidase inhibitor 4-guanidino-Neu 5 Ac 2 en. X-Ray molecular structure of N-[(1S,2S,6R)-2-azido-6-benzyloxymethyl-4-formylcyclohex-3-enyl] acetamide // J. Chem. Soc., Per. Trans. 1. 1995. No. 9. P. 1189-1197.
55. Новиков С. С., Швехгеймер Ж. А., Дудинская А. А. Конденсация циклопентадиена с моно и дизамещенными нитроолефинами // Изв. АН. СССР. Сер. хим. 1961. No. 4. С. 690-695.
56. Shechter H., ConradF., Daulton A., Kaplan R. Orientation in reactions nitryl chloride and acrylic systems // J. Amer. Chem. Soc. 1952. Vol. 74. No. 12. P. 3052-3056.
57. Shechter H., Conrad F. Orientation in reactions of dinitrogen tetroxide and methyl acrylate // J. Amer. Chem. Soc. 1953. Vol. 75. No. 22. P. 5610-5613.
58. Blom N. P., Edwards D., Fild J., Michael J. The Nitro group as an intramolecular nucleophile // J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1980. No. 22. P. 1240-1241.
59. Michael J. P., Blom N. F. Exo to endo isomerisation of the nitro group in 3-nitro-bicyclo[2. 2. 1]hept-5-ene-2-carbonitrile // J. Chem. Soc., Per. Trans. 1. 1989. No. 3. P. 623-626.
60. Michael J. P., Maguti T., Howard A. Nitrobicyclo [2. 2. 1] heptanes. Part 7. The synthesis of eight isomeric nitrobicyclo[2. 2. 1] heptan-2-ols and four isomeric nitrobicyclo[2. 2. 1]-heptan-2-ones // J. Chem. Soc., Per. Trans. 1. 1989. No. 12. P. 2389-2395.
61. Дудинская А. А., Швехгеймер Г. А., Новиков С. С., Соловецкий В. И. Влияние конфигурации нитрофилодиенов R-CH=CH-NO2 на их конденсацию с циклопентадиеном // Изв. АН. СССР. Сер. хим. 1961. No. 1. С. 182-188
62. а) Яновская Л. А. Современные теоретические основы органической химии. М., 1978. С. 328-339. б) Вацуро К. В., Мищенко Г. Л. Именные реакции в органической химии.
М., 1976. С. 177-179. в) Шабаров Ю. С. Органическая химия. М., 1994. Кн. 1. С. 90-98.
г) Ласло П. Логика органического синтеза. М., 1998. Т. 2. С. 79-88.
63. Ranganathan D., Ranganathan S., Mehrotra A. Nitroethylene as a versatile ketene eguivalent novel one-step preparation of prostaglandin intermediates by reduction and abnormal Nef reaction // J. Amer. Chem. Soc. 1974. Vol. 96. No. 16. P. 5261-5262.
64. Famelen U., Thiede R. J. The synthetic application and mechanism of the Nef reaction // J. Amer. Chem. Soc. 1952. Vol. 74. No. 9. P. 2615-2618.
65. Shin C., Kosuge N., Yamaura J., Yoshimura J. a,в-Unsatured carboxylic acid derivatives. The synthesis and reduction of Dils-Alder adducts from ethyl 3-nitro-2-alkenoates and cyclopentadiene. // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1978. Vol. 51. № 4. P. 1137-1141.
66. Michael J., Blom N., Glintenkamp L. A. Nitrobicyclo[2. 2. 1] heptanes. Neighbouring-group participation by nitro groups during the reaction of endo-nitrobicyclo[2. 2. 1]heptenes with electrophiles // J. Chem. Soc., Per. Trans. 1. 1991. 1991. № 8. P. 1855-1862.
67. Берестовицкая В. М., Анисимова Н. А., Литвинов И. А., Кужаева А. А., Беркова Г. А., Губайдуллин А. Т., Дейко Л. И. Фосфорилированные нитронорборнены: синтез и строение // ЖОХ. 2004. Т. 74. Вып. 4.
68. Ranganathan D., Rao B., Ranganathan S., Mehrotra A., Iyengar K. Nitroethylene: A stable, clean, and reactive agent for organic synthesis // J. Org. Chem. 1980. Vol. 45. No. 7. P. 1185-1189.
69. Bartlett P., Green F., Webb T. A mild, oxidative nitro-to-carbonyl conversion and a new prostaglandin synthon // Tetrahedron Lett. 1977. Vol. 4. P. 331-334.
70. Юрьев Ю. К., Зефиров Н. С., Штейнман А. А., Гуревич В. М. Исследование в ряду фурана. Взаимодействие 2-метил — и 2-этилфурана с окисью мезитила // ЖОХ. 1960. Т. 30. Вып. 2. С. 411-415.
71. Юрьев Ю. К., Зефиров Н. С., Гуревич В. М. Исследование в ряду фурана. Взаимодействие 2-алкенилфуранов с а, в непредельными кетонами // ЖОХ. 1961. Т. 31. Вып. 11. С. 3531-3534.
72. Юрьев Ю. К., Зефиров Н. С., Иванова Р. А. Исследование в ряду фурана. Взаи-мойствие фурана и его гомологов с непредельными нитросоединениями // ЖОХ. 1963. Т. 33. Вып. 11. С. 3512-3517.
73. Юрьев Ю. К., Зефиров Н. С., Штейнман А. А. Исследование в ряду фурана. О соотношении реакции диенового синтеза и заместительного присоединения. // ЖОХ. 1963. Т. 33. Вып. 4. С. 1150-1156.
74. Юрьев Ю. К., Зефиров Н. С., Миначева М. Х. Исследование в ряду фурана. Тет-раметилфуран в реакции диенового синтеза // ЖОХ. 1960. Т. 30. Вып. 10. С. 3214-3217.
75. Just G., Martel A., Grozinger K., Ramjeesingh M. C-Nucleosides and related compounds. The synthesis and chemistry of D,L-2,5-anhydroallose derivatives // Can. J. Chem. 1975. Vol. 53. № 1. P. 131-137.
76. Just G., Lim M. С-Nucleosides and related compounds. Synthesis of D,L-2'-deoxyshowdomycin (1d) // Can. J. Chem. 1977. Vol. 55. No. 16. P. 2993-2997.
77. Кужаева А. А., Анисимова Н. А., Дейко Л. А., Беркова Г. А., Берестовицкая В. М. Взаимодействие внитро- и вгалоген-внитроэтенилфосфонатов с фураном // ХГС. 2003. № 8. С.1264-1266.
78. Анисимова Н. А., Кужаева А. А., Дейко Л. И., Берестовицкая В. М. Фосфорили-рованные нитрооксанорборнены // Cборник трудов конференции «Кислород- и серусодер-жащие гетероциклы» / Под ред. В. Г. Карцева. М., 2003. T. 2. C. 20.
79. Haring M. Diensynthesen mit mentofuran // Helv. Chim. Acta. 1960. Vol. 43. № 2. P. 556-561.
80. Общая органическая химия / Под общ. ред. Д. Бартона и У. Оллиса. М., 1981. Т. 1. С. 240-245.
81. Химия алкенов / Под ред. С. Патая. Л., 1969. С. 535-575.
82. Saturnino Calvo-Losada. Stereochemistry of the furan-maleic anhydride cycloaddition: a theoretical study // J. Amer. Chem. Soc. 2000. Vol. 122. No. 2. P. 390-391.
83. Etiene A., Spine A., Toromanoff E. // Bull. Soc. Chim. France. 1952. No. 5. P. 750-776.
84. Allen C., Bell A., Gates J. The diene synthesis with P-nitrostyrene // J. Org. Chem. 1943. Vol. 8. № 6. P. 373-379.
85. Grieco P., Zelle R., Liss R., Finn J. Total synthesis of the Hypocholesterolemic Agent (+)-Compactin // J. Amer. Chem. Soc. 1983. Vol. 105. N. 5. P. 1403-1404.
86. Kale V. N., Clive D. L. Studies related to thromboxane A2: a formal synthesis of optically active 9 a, 11 a-Thiathromboxane A2 methyl ester from levoglucosan // J. Org. Chem. 1984. Vol. 49. No. 9. P. 1554-1563.
87. Sera A., Jtoh J., Yamaguchi H. Synthesis of C-Nucleosides from Non-Carbohydrate precursors // Tetrahedron Lett. 1990. Vol. 31. No. 45. P. 6547-6548.
88. Just G., Liak T., Lim M., Potvin P., Tsantrizos Y. C-Nucleosides and related compounds. The synthesis of D,L-2'-epi-showdomycin and D,L-showdomycin // Can. J. Chem. 1980. Vol. 58. No. 19. P. 2024-2033.
89. Just G., Martel A. C-Nucleosides and related compounds synthesis of D, a-3,4-isopropylidene-2,5-anhydroallose: a novel periodate cleavage // Tetrahedron Lett. 1973. Vol. 17. P. 1517-1520.
90. Wildman W. C., Sauders D. R. Studies on the Nef reactions. Bicyclo [2. 2. 2]-5-octen-2-one // J. Org. Chem. 1954. Vol. 19. No. 1-3. P. 381-384.
91. Емельянов Н. П., Азановская М. М., Романовская А. П., Кудряшова Н. Д. Конденсация циклогексадиена-1,3 с ненасыщенными нитросоединениями // ЖОрХ. 1967. Т. 3. No. 8. С. 1460-1462.
92. Allen C. F., Bell A. в-Nitrostyrene in the diene synthesis // J. Amer. Chem. Soc. 1939. Vol. 61. P. 521-522.
93. Емельянов Н. П., Азановская М. М., Романовская А. П., Кудряшова Н. Д. Конде-сация циклогексадиена-1,3 с некоторыми этиленовыми диенофилами // ДАН. БССР. 1965. Т. 9. Вып. 2. С. 97-100.
94. Ono N., Kamimura A., Kaji A. P-Sulfonylnitroolefins as very reactive alkyne-eguivalents in Diels-Alder reactions // Tetrahedron Lett. 1986. Vol. 27. № 14. Р. 1595-1598.
95. Posner G. H., Nelson T. D., Hinter C. M., Johnson N. Diels-Alder Cycloadditions using nucleophilic 3-(p-tolylthio)-2-pyrone. Regiocontrolled and stereocontrolled synthesis of unsaturated, Bridged, Bicyclic lactones // J. Org. Chem. 1992. Vol. 57. No. 15. P. 4083-4088.
96. Posner G. H., Vinander V., Afarinkia K. Diels-Alder cycloadditions using nucleophilic 2-pyridones. Regiocontrolled and stereocontrolled synthesis of unsaturated, bridged, bicyclic lactams // J. Org. Chem. 1992. Vol. 57. No. 15. P. 4088-4097.
97. Alder K., Rickert H. Zur kenntnis der dien-synrhese. Uber eine methode der direkten Unterscheidung cyclischer Penta- und Hexa-diene // Justus Liebigs Annalen Chemie. 1936. Bd. 524. S. 180-189.
98. Brownbridge P., Chan T. Chemistry of 2,5-bis(trimethylsiloxy)furans. Preparation and Diels-Alder reactions // Tetrahedron Lett. 1980. Vol. 21. P. 3423-3426.
99. PetrzilkaM., Grayson J. I. Preparation and Diels-Alder reactions of hetero-substituted
1,3-dienes // Synthesis. 1981. No. 10. P. 753-786.
100. Wolinsky J., Login R. Diels-Alder reaction of acetoxy-1,3-dienes with dimethyl acety-lenedicarboxylate and Chloromaleic Anhydride. A synthesis of benzene derivatives // J. Org. Chem. 1970. Vol. 35. No. 10. P. 3205-3207.
101. Posner G. H.,Wettlaufer D. G. Highly stereocontrolled synthesis of some trioxygenated cyclohexenes: An asymmetric total synthesis of (-)-methyl triacetil-4-epishikimate // J. Amer. Chem. Soc. 1986. Vol. 108. No. 23. P. 7373-7377.
102. Posner G. H., Nelson T. D. Stereocontrolled synthesis of highly functionalized cyclohexenes. A short synthesis of a chorismic acid precursor // Tetrahedron. 1990. Vol. 46. No. 13/14. P. 4573-4586.
103. Posner G. H., Nelson T. D. Stereocontrolled synthesis of a trihydroxylated ring as an immediate precursor to 1a, 2a, 25-trihydroxyvitamin D3 // J. Org. Chem. 1991. Vol. 56. No. 14. P. 4339-4341.
104. Noland W., Freeman H., Baker M. The Dils-Alder of antracene with nitroolefins. A new route to 11-nitro- and 11-amino-9,10-dihydro-9,10-ethanoantracenes // J. Amer. Chem. Soc.
1956. Vol. 78. №1. P. 188-192.
105. Klager K. The preparation of substituted nitroolefins // J. Org. Chem. 1955. Vol. 20. No. 5. P. 650-656.
106. Вассерман А. Реакция Дильса—Альдера. М., 1968.
107. Feuer H., Miller R., Lawyer C. Diels-Alder reactions with nitro olefins generated in situ // J. Org. Chem. 1961. Vol. 26. No. 5. P. 1357-1360.
108. Noland W. E. The Nef reaction // Chem. Rev. 1955. Vol. 55. No. 1. P. 137-155.
N. Anisimova, A. Kujaeva, V. Berestovitskaya, L. Deiko
CONJUGATED NITROALKENES IN DISLS—ALDER REACTIONS
The data on reactions of conjugated nitroalkenes with alicyclic, carbo- and get-erocyclic 1.3-dienes (substituted 1.3-butadienes, 1.3-cyclopenta- andhexadienes, furan and antracene) are analysed, generalized, and systematized. Factors influencing regio- and stereoselectivity of Disls—Alder reaction with participation of nitroalkenes are considered. The examples of the application of nitroalkenes for the construction ofpractically useful compounds on the basis of these reactions are given.
